时间：2022-12-13 04:28:00
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关于概念图的研究起源于20世纪60年代末西方国家对于儿童是否能理解抽象概念的大讨论[4]，直到1984年诺瓦克等人才首次提出了“概念图”及其相关理论。此后，各国学者从不同角度对概念图进行了详细的论述。“概念图”作为一种组织和表示知识的工具[5]，通过由若干概念名词串联为命题的形式来显示它们之间的内在关系，从而将某一范围内不同层次的概念整合成知识网络。如图1所示，“绿色植物”、“氧气”、“二氧化碳”等概念名词通过彼此间可形成命题的连接词相连，介绍了氧气与二氧化碳在生态系统中的流通状态，形成了如“绿色植物制造氧气供自身或读物呼吸”等生物学命题。
二、基于概念图策略的重要概念教学
1.运用概念图凸显教学中的重要概念，准确把握学习重点。
重要概念是初中生物学科的灵魂和骨架，在引导学生进行思维训练以及提高学习效率方面有重要作用。在教学中，教师在每一节新课中都会根据学习目标强调教学重点，而运用概念策略凸显教学中的重要概念，可以帮助学生准确把握学习重点，有的放矢。例如，在“生物圈中的人”这一主题下，“泌尿系统包括肾脏、输尿管、膀胱和尿道，其功能是排除废物和多余的水”[3]是重要概念。为了使学生对关于“泌尿系统”的重要概念进行整体把握，教师可以运用如图2所示的概念图，强调各个器官之间的关系和功能，而且为废物和多余水（即尿液）的排除过程作了铺垫。利用此概念图能够凸显出这一重要概念，使学生的学习过程更具主题性，在准确把握学习重点的基础上提高学习的针对性。
2.运用概念图优化教学中重要概念的传递方式，深入理解重要概念。
生物教师在课堂上传递重要概念时，会用相互配合的两种方式进行授课。第一，将重要概念名词渗透在学习活动中，加强学生的记忆。第二，将重要概念以陈述句的形式引导学生在学习的过程中逐渐总结出来，加深学生的理解。为了优化其传递方式，教师可将重要概念分解为若干概念，分别呈现在不同的学习环节，使学习的过程由浅入深，环环相扣。例如，在讲解“人体的生殖系统可以产生两性生殖细胞，通过受精作用产生新的个体”[3]这一重要概念时，教师可利用图3所示的概念图，将其细化为以下两组概念。第一，人体的生殖系统有两性之分，各自包含不同的结构与功能。第二，人类通过生殖过程产生新的个体，它包括受精过程和胚胎发育过程。在学生学习不同的具体概念时，教师可以选取相应的小概念图作为重要概念的传递支架，使其变得丰富、立体，在优化传递过程的同时，加深学生对重要概念的理解。
3.利用概念图策略构建基于重要概念的知识框架，完善科学概念体系。
《标准》指出：在教学中，教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些生物事实上，更要帮助学生通过对事实的抽象和概括，建立生物学重要概念，并以此来建构合理的知识框架，进而为学生能够在新情境下解决相关问题奠定基础。[3]在初中生物概念教学中，为了引导学生将重要概念进行系统归类，形成合理的知识框架，教师可以让学生绘制相应的概念图。这不仅有助于学生习得新概念，而且有助于其掌握重要概念之间的内在联系，进而完善科学的概念体系。例如，在“生物体结构层次”这一主题下，教师可以以“植物体”为例，让学生绘制如图4所示的概念图，把“细胞”、“组织”、“器官”等概念名词通过一定的关系连结起来，形成以“植物体的结构层次”为主题的知识框架。学生通过此图可以形成“细胞是生物体结构和功能的基本单位”，“多细胞生物体具有一定的结构层次，包括细胞、组织、器官（系统）和生物个体”等重要概念，使新习得的知识系统化，成为结构鲜明、内容科学的概念体系。
三、结论
2.利用探究探究教学是指在教师引导下，学生主动参与到发现问题，寻找答案的过程中，以培养学生解决问题能力的教学活动。以探究的方式讲授核心概念，可以将抽象的知识以实验的过程让学生感知，因此被众多教师用于课堂教学。《标准》提出“倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导主动参与探究过程，逐步培养学生获取新知识、分析和解决问题、交流与合作等能力，培养创新精神和实践能力。““以核心概念”基因”为例，利用探究教学策略的设计如下：①提出探究问题：基因是否等于DNA？②推理与设计分析：一个DNA分子就是一个基因吗？③取证：通过对资料数据分析出全部基因的碱基对数>DNA分子的碱基对数，得出结论：基因只是DNA的片段。④解释证据：海蜇的绿色荧光蛋白基因转到小鼠体内，发现小鼠能发光，证明海蜇的发光基因不仅传给小鼠，而且能表现出来，起到控制小鼠的特定性状的作用，即具有了特定的“效应”。因此就顺利地从DNA水平上给基因下一个完整的定义：基因是有遗传效应的DN段。
3.通过比喻或模型比喻或模型法可以让抽象问题更易理解和直观化。如核心概念“染色体组”可以用扑克牌的类比法来讲授；核心概念“减数分裂”可用模型法讲授，用橡皮泥反映染色体的形态变化，用红绿分别代表来自父方和母方的一对同源染色体，模拟减数分裂过程中各时期染色体的行为。又如，在讲述DNA分子的结构时，教师将DNA分子的平面结构比喻成梯子，磷酸和脱氧核糖交替排列构成了梯子的扶手，碱基间构成的氢键就是梯子的踏板，这样可很好地加深学生对DNA组成的认识。
4.采用概念图概念图是用来组织和表征知识的工具，它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中，然后用连线将相关的概念和命题连接，连线上标明两个概念之间的意义关系。一个完整概念图的完成需要经过以下几个步骤：①选取一个知识领域；②确定关键概念和概念等级；③初步拟定概念图的纵向分层和横向分支；④建立概念之间的连接，并在连线上用连接词标明两者之间的关系；⑤在以后的学习中不断修改和完善。理想的概念图的具有以下几个特征：①概念间具有明确包容关系的层次结构；②概念间的内在逻辑关系可以用适当的词或词组标注出来；③）不同层级概念间的纵横联系清楚、明确，并形成一些交叉点：纵向联系说明概念间的包容与被包容的关系；横向联系可以说明处于概念图中同一层级水平的概念间的有意义联系；而交叉关系则说明处于不同层级概念间的联系。故而，在概念图中的概念是不能被单独表征的。如在核心概念“染色体”的教学中和学生一起构建如下的概念图：
图1核心概念“染色体”的概念图5.借助现代信息技术辅助手段现代信息技术在辅助教学上的主要手段有网络技术、通信技术、虚拟现实技术、多媒体技术等。在教学过程中，教师使用最广泛的是多媒体技术，它是以计算机为基础，以交互方式处理、传输和管理文本、图形、图像、视频、动画和声音等运载信息的媒体技术。此项技术具有声、图、文并茂，形成多种感官刺激，有利于对知识的记忆和保持；渲染理想的教学环境等优点。如在讲授“细胞增殖”、“减数分裂”、“神经调节”等抽象、复杂知识时，教师可以用动画来演示这些过程性知识。
在新课程理念下以“提高高中学生的生物科学素养”为根本任务的《标准》指导下，借助于生物科学史去建构概念，有效展示了概念的发展过程，学生在这样的教学中学习的不仅仅是条条框框的生物学知识，更重要的是得到了科学方法的训练，落实了“知识、能力、情感态度价值观”的三维目标。采用实验探究进行概念学习，就是通过学生自主设计实验后在教师指导下实验，通过学生的亲自实践不仅可利用科学事实建构科学概念，同时能发挥学生的主动性，要让学生积极地思考，积极地参与学习活动，提高学生对生物学的学习兴趣。通过比喻或模型、信息技术辅助学概念，都是属于借助一定手段使抽象概念直观化。概念图的运用是进一步训练学生建立概念、理解概念的方法。
生命科学中的“规律、原理和方法”都是借助于有关生物学概念,才得以表述。而概念是人脑对现实的对象和现象的一般特征和本质特征的反映。因此，在生物学教学中学生准确、深刻地理解、掌握概念，不仅是学好生物学的前提,也是发展学生智力和逻辑思维能力的必要条件。因此，生物教师要重视概念教学，运用有效的策略帮助学生正确理解和运用概念，进而运用生物学原理、规律解决生产、生活实践中的有关生物学问题。
20世纪80年代后，随着社会的逐渐繁荣、发展，以及西方的人本主义、建构主义和多元智力理论等多种理论的盛行，在仍然以社会本位价值取向为主的生物课程中，学生的个性、发展的内在要求和差异性逐渐受到了关注。例如，在1984年高中生物教学纲要（草案）出版说明中，要求根据学生个体因素的特殊性，对教学内容作相应的调整，出版了两种不同教学要求的课本：甲种本（较高要求）和乙种本（基本要求）两套教材，并明确指出，学校采用哪种教学纲要，要从实际出发，根据学生基础和学校条件确定；2000年颁布的《九年义务教育全日制初级中学生物教学大纲》（试用修订版），确定教学内容的原则要求“从学生今后适应社会主义现代化建设、社会生活和继续学习的需要出发，选取必需的、学生能够接受的生物学基础知识”，并密切联系学生的日常生活实际和经常遇到的生物学问题，以利于学生加深理解生物学基础知识；2000年颁布的《全日制普通高级中学生物教学大纲》（试验修订版），要求“教学改革要逐步形成以学生为主体，以主动参与和自主探究为基本学习方式的新型教学模式，为发展学生的创新能力打下基础”。从这些相关的文件中我们可以看到，在社会本位的价值取向下，学生个体以及学生的差异性逐渐被纳入了教学因素的考虑中。在将近20年的漫长发展的过程中，在一切以促进社会发展为重的价值取向的主流下“人本主义”的价值取向逐渐形成了一股强有力的分流，并在新一轮的课程改革中，与“社会本位”的价值取向并驾齐驱，取得了一席之地，发挥了应有的作用。在人本主义的价值取向下，2001年课程标准明确提出面向全体学生、注重与现实生活的联系的理念，要求着眼于学生全面发展和终身发展的需要，适应不同学校的条件和不同学生的学习需求，促进学生有个性地发展，将个体存在的意义放在了突出的位置。在课程目标上，要求学生通过生物课程的学习，获得生物科学和技术的基础知识，了解并关注这些知识在生活、生产和社会发展中的应用，养成科学态度和科学精神，具有较强的生物学实验的基本操作技能，具有搜集或处理信息、获取新知识、批判性思维等能力，强调知识、技能、态度三位一体的形成和发展；在课程内容上，采取生物学科科内整合的形式，按照学生的心理发展规律和学科的逻辑顺序相调和的方式来排列知识内容，并将学生在日常生活中获得的经验和独特感受纳入了课程编制、教学的范围；在课程实施上，确立教师的主导地位和学生的主体地位，积极倡导学生主动参与、乐于探究和勤于动手，转变学生的学习观，培养学生良好的学习方式，学会学习，具有终身学习的能力；在课程评价上，建立旨在促进全面发展的评价体系，改变纸笔测验的单一评价体系和评价目的，形成多种多样的评价方式和以学生全面发展的目的评价内容；在课程管理上，改变中央决定一切的管理形式，强调国家、地方、学校三级管理。
二、生态伦理的价值取向———理想的彼岸
随着文明的旅程进入到21世纪，生态环境的持续恶化要求人们打破“人类中心主义”的价值取向，走出“社会本位”和“人本主义”的价值观，走向人、社会、自然三者和谐、可持续发展的生态伦理的价值取向。2001年的课程改革开始迈向生态伦理的价值取向，具体表现在课程设计的理念和思路上。例如，在全日制义务教育《生物课程标准》（实验稿）中，整合了人、社会、自然环境以及生物学科的发展趋势和时展要求，选取了科学探究、生物体的结构层次、生物与环境、生物圈中的绿色植物、生物圈中的人、动物的运动和行为、生物的生殖、发育与遗传、生物的多样性、生物技术、健康地生活等10个主题，侧重于对学生进行生物科学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面和谐统一的训练，在这些方法和能力获得的基础上，旨在促进学生的人、社会和自然和谐、可持续发展的观念，并能够运用生物科学知识和观念参与社会事物的讨论，确立积极的生活态度和健康的生活方式。按照课程标准的理念，在普通高中《生物课程标准》（实验稿）中，设置“稳态与环境”这一模块，目的是要学生“认识发生在生物体内部和生物与环境之间的相互作用，理解生命系统的稳态，认识生命系统结构和功能的整体性，领悟系统分析、建立数学模型等科学方法及其子科学研究中的应用，形成生态学观点和可持续发展的观念”。从以上指导思想中可以看到，生物课程的价值取向已经超越了单纯的“社会本位”、“人本主义”的价值取向，达到人与自然和谐发展的价值观，走向了生态伦理的价值取向。在生态伦理的价值取向下，生物课程首先要求在课程目标上，要致力于人的自然性、社会性和自主性的和谐健康发展，个体需要、社会需要、自然环境内在发展需要的辩证统一，并要求学生学会热爱自然、真爱生命，理解人与自然和谐发展的意义，树立可持续发展的观念，理解人与自然和谐发展的意义；课程内容上，突破狭隘的“科学世界”的束缚，达到“科学世界”与“生活世界”的和谐与统一，寻求生物课程与人文教育的整合，使学生的个体经验和他自己的特殊文化世界在学校课程中占有重要的位置。[5]然而，从当前的课程与教学改革步伐中我们也看到，要在实践领域落实生态伦理的价值取向，还有很长一段距离。首先，在课程实施过程中，与生态环境相关的保护自然环境教育的内容还远远不够，而在自然环境中开展的户外探究和体验就更少。正如《林间最后的小孩》中提到的：“现在的孩子也许可以和你侃侃而谈亚马逊雨林，却说不出自己上一次去树林里玩耍是什么时候，也说不出上一次躺在草地聆听风声、欣赏白云漂移是什么时候了。”其次，在课程评价中，如何更好地通过形成性评价来促进学生的发展，开发出具有可操作性的评价工具，实现教学与评价的真正融合仍然是一个难题。第三，在课程管理中，借鉴国外校本课程开发经验，依据我国各地的自然资源和本土特色，开发出基于社区的生态课程，形成融学校教育、家庭教育和社区教育为一体的可持续发展教育方案更是未来仍需努力的方向。
三、结语
1．注重核心概念教学
核心概念既是概念中的重点，又是生物学中的重点，这就要求教师在讲解时要比一般概念的讲解多一份耐心，多一份细心，在教学方式上注意要适时改变，使核心概念的讲解稍显生动、形象，从而带动学生的学习兴趣．如果教师只是简单粗略地讲解核心概念，学生对概念的理解不透彻，只是硬性背诵，并没有掌握概念中的知识要点，那么在实际应用中，很可能出现答案在心却不自知的情况．随着课改的逐步实施，核心概念的讲解方式也进行了更新．传统教育中，虽然概念的讲解较为单调、乏味、令人提不起兴趣，但是传统的核心概念中藏有丰富的内涵，就连概括介绍的都非常齐全．教师在传统教育中通过相关的背诵、课堂查验等方式检验学生掌握程度来保证学生基础知识的牢固性;对于新的核心概念体而言，沿用传统核心概念体中的优点，改变其缺点，再注入新元素，教学新手法等，可以更加适应学生的学习要求．但美中不足，新体系里少了一点知识的课外拓展、课堂教学的高效性以及让学生领悟的教学方式，所以，现在学生的生物学习水平的提升还是比较缓慢的．例如在初中生物中，应激性是生物对外界的刺激做出的反应，在新课标教学过程中，教师就可以先给同学们举例讲述应激性，“当我们不小心伸手被扎到的时候，手一下子就会缩回来，在大脑反应之前身体已经做出了反应，这就是应激性．”然后教师讲述应激性的概念定义，最后再次进行课外知识的拓展，加强同学们对应激性的认识，“在发生应激反应的时候，我们的身体就会发生变化，同学们能够想象一下我们的身体如何发生应激反应吗?应激性在我们的生活中有什么应用?”
2．融合探索精神培养
课堂授课中的主体是学生，而引导学生学习首先要激发其学习欲望、领悟、实际应用三个过程，一堂富有激情的课是经过教师精心策划安排的．其主要表现在教学高效、成功激发学生学习的欲望、学生有一定的时间去思考学到的知识并逐渐的将学到的知识转变为自己的知识，最后再应用到实际中．所以教师在授课时，不应只是单纯的讲解课本内容，更应该明白各个历代生物学家不断努力探索的那种精神，从而将这种精神传达给学生．激活学生的学习欲望，在同学生的交谈中、提问解答中营造课堂学习的良好氛围．与其反复重复重点倒不如教给学生学习方法来提升学生的学习能力．我们都知道能力是学生在平时不断积累经验、反复思索才逐渐掌握的，并非是教师教会的．例如在进行种子的萌芽实验的时候，教师首先讲述种子萌发的条件，“种子的萌发需要有一定的水分，这是植物营养运输的需要，然后胚根突破种皮形成了根，根再生长逐渐长成了茎和叶．”然后教师让同学们亲自动手探究种子萌芽的过程，每位同学可以自由选择种子，然后进行萌芽培育，观察种子萌发的状态．同学们在进行探究的过程中，可以改变萌发的变量，例如在其他条件不变的时候改变供水的用量，观察不同水分条件下种子的萌芽状态．这样同学们进行探究操作，就会加强对生物知识的认识程度，将概念教学和动手能力有机地联系起来，有助于提高学生的生物能力．
3．优化课堂学习流程
其实概念就是教课中便于沟通的一个工具性语言，是为了提高教学的时效而诞生的，所以，我大胆的设定了学习流程来加快学生的学习速度，提高学生的学习能力．第一、课上检查，在课堂上对学生进行检查．一方面加强学生对概念的重视，另一方面可以督促学生对概念的背诵和理解．我建议在上课前五分钟进行检查，使学生在上课铃声响了之后能立即进入学习状态．之所以把它安排到课前，一方面是对旧知识的巩固，对学生的督促，另一方面又是新课程的铺垫，进而顺利的进行新课程的学习．第二、在一节课的结束前，教师还应来个总结，把本节课学到的所有再重新规整一下，如果时间还有富余，还可以将本节课的开头和上节课的结束衔接起来，让学生的每一节课都能连到一起，而不是学哪是哪，出现狗熊掰棒子的现象．
4．反复讲练深化理解
核心概念是化学概念中的关键所在，要求学生务必把这些知识掌握牢固，熟记于心．所以教师在讲解时，一定不要担心用时过多，可以通过反复讲练来让学生彻底明白这些概念所蕴含的知识点，再引导学生将这些概念和其他知识联系到一起，在学生的学习中让这些知识在其脑海形成一棵知识树．以这种新的模式替代固有的死记硬背的模式，让学习不再枯燥乏味．一段时间后学生既提升了学习能力、理解力，又在学习中找到了轻松学习的好方法．例如在进行基因知识学习的时候，教师就可以让同学们回顾染色体、基因、DNA之间的关系，将这些概念统一起来，然后进行知识的联系，有助于提高生物知识能力．
二、结语
改革本身的最大障碍就是教师本身，教师是教学的引导者，课程改革就得从引导者开始，只有教师适应了、理解了新课改的理念，课堂才能真正实现转型。新课程改革要求教师要教会学生获取、加工、运用知识的能力，特别是创新能力。
要培养学生学习能力，创新能力，教师必须跳出原有的知识传递者的角色定位，实行角色转换，在课堂教学中改变教师教的方式和学生学的方式，成为我们在课堂改革中改革研究的重点。据我了解，现在的教学模式以探究式学习、讨论式学习为主。
我校最常用的讨论式学习，让学生是分组讨论，我觉得这样的学习方法效果很明显，为了使这种合作学习方式不流于形式，每个教师策略是不一样的。我的方法是让每个学生承担着不同的学习任务，有目的进行学习，还可以分组留任务，下次上课让学生们自己讲，提高学生的学习兴趣，这种学习兴趣让学生产生对知识的渴望以及主动学习的积极性，不过也是有弊端的，有些学生趁机捣乱，所以任何学习方式都是有灵活的，这需要教师教学的艺术性和灵活性。
二、加强生物实验教学
（一）中学生物实验现状
生物实验是中学生物中非常重要的一个部分，重知识传授、轻技能和能力培养是高中生物学教学的一大弊端，通过实际的调查分析，我们认识到在中学生物实验教学中存在很多问题，主要表现为：
1.有部分学校不重视生物实验室条件建设，实验室环境或仪器设备陈旧落后。
2.教师自身的实验能力弱。
3.验证性实验和演示实验居多，学生动手的机会少。这些都是中学实验存在的现状，要改革此现状我们需要做的还很多，我们还需努力。
（二）实验教学改革
针对此现状，我们需要从以下两方面改革教学实验：
1.学校要重视生物实验室建设，改善现有生物实验室环境。
2.教师必须有相应的实验能力，新课标的课本有很多实验是教师没有接触过的，我觉得有必要开设教师实验培训课，提高教师的实验能力。
3.教师应改革实验教学。新课程的生物实验教学要求激励学生自己动手实验,要尝试培养学生敏锐、精确的观察能力以及解决问题的能力，不断鼓励学生之间、师生之间的实验协作,增加学生动手的机会。这样学生就能够积极参与，师生之间就能更好地互动，共同发展。
三、总结
1纳米孔生物技术的改进
从嵌入溶血素蛋白通道对血脂的试验研究开始，研究者们在过去10年中开发和探索了多种类型的纳米孔。α-溶血素是一种能天然性地连接到细胞膜中继而导致细胞溶解的蛋白质，它第一个被用来做成生物纳米孔模型。模型中，一层生物膜将溶液分为2个区域，α-溶血素蛋白嵌入生物膜中形成纳米孔。当DNA分子穿过纳米孔时阻断电流会发生变化，这时灵敏电子元件就能检测电流的变化。但是，由于4种碱基的理化性质比较接近，所以读取序列实际上比想象的困难得多。此外，有效减少电子噪声仍旧是个挑战，通过降低DNA的位移速率可以部分减少噪声。最近出现了新形式的仿生纳米孔，其中包括丝蛋白毛孔[1]和仿生核孔复合物[2]。跨孔形成的侧电极使通过纳米孔转运的生物分子的电子检测成为可能[3]。采用等离子体减薄[4]和离子束雕刻技术[5]得到的超薄纳米孔也被开发出来。通过耦合到纳米孔上的扫描探针显微镜[6]和硅纳米线晶体管[7]，证实了这种使用静电效应和场效应的替代检测方式的可行性。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，目前已经成为制作超薄纳米孔膜材料[8]的首选。石墨烯的带电特性、韧度、原子厚度以及其电子抗渗性能，使得其成为纳米孔DNA序列测序的热点材料。石墨烯薄片膜[9]和自对准碳素电击[10]形成方面的新进展，促进了碳纳米结构与纳米孔技术的整合。对进入纳米孔分子的自动捕捉可实现分子结构和动力学的检测分析。这项改进技术已经应用于对孔泡附近的扩散现象研究，这也是未来生物研究的基础。对金属孔上离子转运的研究，例如金表面的纳米孔[11]，可以作为一种方法用于创建种选择性纳米孔系统[12]，这一系统也是研究者感兴趣的生物分子检测系统。
2纳米孔在生物技术上的应用
迄今为止，DNA是纳米孔研究中最常见的聚合物，脂质嵌入式离子通道检测DNA是这项研究开创性的示范。最近，固态纳米孔已用于检测核小体亚结构的不同[13]以及RNA聚合酶催化DNA转录的关键部分，为了解染色体的结构和转录研究创造了新机遇。生物纳米孔在富含鸟嘌呤的G-四链体检测方面的应用，对基因组学和表观遗传学的发展起着重要的推动作用[14]。脱碱基位点也可以用纳米孔动态检测，通过阻断含离子载体的电解质溶液，高压辅助下的蛋白质易位以及使用配体修饰纳米孔蛋白的不同都得到了论证[15]。某些蛋白质在转运时发生“解压”，转运过程便可用于成为测量解压动力学。许多这种蛋白质的解压行为已经得到了研究，纳米孔可作为无需标记的高效力谱仪[16]动态使用。重要的神经传导物也得到了动态实时区分，以期用于研究大脑对药物的化学反应[17]。与其检测技术相比，纳米孔更具发展前景，其高效、快速且价格低廉，准确度和检测性能良好。其他纳米孔结构为生物领域提供了多种新研究和技术。大型固态纳米孔可以用来动态地捕获释放的细菌，为动态捕获单细胞提供了更快速低廉的方法。使用脂肽包被的固态纳米孔，可以探测到DNA与邻近孔膜的相互作用[18]。热反应聚合物的提出推进了智能纳米孔的发展，智能纳米孔可以作为动态响应温度的装置，电解质刷组成的生物纳米孔可控制孔附近的盐电导。DNA测序纳米孔的研究也取得了进展，一项最新的分子动力学研究显示，运用DNA聚合酶作为棘轮，通过控制石墨烯纳米孔上DNA单链的转运，可获得核苷酸序列的高精读数。使用溶血素中的链霉亲和素可选择性固定DNA链，可高分辨率区分孔上不同几何位置的核酸。P-n半导体结可放慢DNA易位的速度，移位过程中这种半导体结可以动态控制电压。运用新型的基于CMSO的放大器，可实现亚微秒时间内的电流检测。关于DNA测序的理论研究，为解决上述提到的离子电流测定速度的限制问题提出了可行性的建议和方法。模拟显示，石墨烯碳纳米带上的纳米孔可以利用孔隙边缘的电流密度，从而产生较高的分辨率。垂直于纳米通道放置的石墨烯碳纳米带上的电导变化，也被建议作为DNA碱基易位测序设备。
3结语
（一）实验观念的缺乏
虽然新的课程改革不断推进，但是旧的教学模式难以更改。学生的总目的就是高考，一切在高考制度下，社会、家长对学生的评价标准依然是高考成绩。这样的价值观对中国的教育有着重要的导向作用。学校教育不自觉的就向“高考指挥棒”制定的目标靠拢，这种情况下，学生是为了考试才实验，老师也是为了升学率而开实验课，实验课缺乏创新意识，教学观念陈旧、老套，实验教学工作就难以开展，课程的改革就更加谈不上了。
（二）实验教学方法过于传统，缺乏创新
众所周知，生物是一门实验科学，生物的教学离不开实验。但是在高中这个即将进入大学的关键阶段，很多实验只是文本形式，生物实验也不例外。很多生物教师在实验教学过程中，为了节省时间，往往采用照本宣科的灌输式教育方法，很多实验只流于演示实验的形式，学生没有经过亲自动手体验，自然没有清晰的概念，只有抽象的印象。这样下去，学生虽然可能在考试中得到高分，但是会失去探究学习的兴趣，创新能力和独立思考能力得不到培养，长此以往，学生会沦为考试的机器，教育体系也培养不出大师级人才。
（三）实验设备和器材较为缺乏
开展生物实验的教学就需要大量的设备和器材，但是现在，在有些欠发达地区，实验设施并没有得到完善，很多高中生物的实验器材呈老化状态，有些易耗品如试管、烧杯等得不到及时补充，很多的实验用具和药品，原材料也很缺乏。由于实验没有纳入高考的考试范围，没有以具体的分数来衡量，导致学校领导的忽视，进一步导致资金问题得不到落实，在新课改的背景下，尽管国家做出了极大努力，投入了很多的资金加强管理，但是仍然无法彻底解决这个问题。
（四）学生实验能力普遍不高，且参差不齐
由于长期以来的应试教育，以及家庭环境和学校环境的影响，学生的动手实践能力普遍不高。在高中阶段，由于每个人的理解能力和学习能力的区别，再上学生初中实验教育的各有不同，有的基础好，有的基础较薄弱，导致学生的实验能力出现了差异。有的学生一点就通，而有的学生很难将知识消化，这就给教师的实验教学带来了极大的影响。既要兼顾学生的学习水平，又要按时完成教学目标，这无疑给教师的工作带来难度。
二、改善高中生物实验教学状况的对策
针对以上实验教学出现的问题，笔者经过分析和思考提出了以下的解决策略：
（一）改变传统的教学观念，充分提高对于实验教学重要性的认识
虽然高中生物教材的很多实验都用文字的方式叙述了，但是实验的开展也是有必要的，如果学校没有开学生实验的条件，那么教师就应当做实验演示。因为只学习理论知识而忽视实践教育是不可取的，难以加强学生的印象。所以应当摒弃传统的教学观念，充分利用新课改的理念为指导，把传统的填鸭式教学转变为实践教学，充分激发学生的学习兴趣，加深学生对理论知识的理解，让抽象艰涩的知识变得生动形象，使课堂气氛变得十分活跃，提高课堂教学质量，促进实验教学的快速发展。
（二）增加实验教学课程，把实验作为考核的一部分
目前的实验教学课数量较少，教师没有足够的时间进行教学，只能严格按照课表的课程规定完成教学内容。这样就导致学生的实验时间较短，达不到以实践学习支撑理论学习的效果。因此学校应该划出一定的时间用于高中生物的实验教学，这样的话，在这段时间里，老师和学生都全心全意的投入实验，以达到良好的实验教学效果。除此之外，实验应当作为考核学生能力的一部分。经过了长期锻炼，学生应当具备了一定的动手实践能力，这是以实验的方式来考核，便会激发学生的学习热情，充分发挥了部分动手能力极强的学生的优势，使得整个考评体系更加完善和公平，达到重视实验教学的效果。
（三）加大资金投入，完善实验设备
高中实验想要顺利开展，离不开资金的大幅投入。在新课改的背景下，我国对于生物实验的教学已经越来越重视，对此投入了大量资金。但是很多学校的实验状况还没有得到改善，所以学校必须取得国家政府已经教育部门的支持，大幅度改善实验教学条件。如建立大型的生物实验室、配备实验的仪器设备，购买实验用的药品等等。此外，应该请部分老师作为固定的实验员，配合生物实验教学的正常开展。通过种种努力，是高中生物的实验教学成为重要的教学模式，迈向新的台阶。
三、总结
核心概念教学具有很强的针对性和概括性，有助于教师前期备课和教学中把握知识的重点，将有限的教学时间和教学资源用于重要知识的教学之中。教师将核心概念提炼并组合成体系，让学生在系统学习中掌握核心概念的内容，以核心概念的内容为目标组织课堂内容，精选出较少量的知识，淡化无关的知识，比课程中庞大繁杂的知识体系具有更强的教育功能，从而明确教师的教学目标与方向，提高课堂教学效率，提升教育教学质量。由此可见，核心概念教学提纲掣领，有助于教师明确教学重点，是一种高效科学的课堂教学方式。
二、中学生物核心概念教学的思考
（一）准确把握核心概念的内涵，厘清概念联系
传统教育方法往往强调学生对事实信息的记忆和背诵，教师们过于关注细小、琐碎的知识点，而核心概念包含了许多逻辑内容，涉及的是对抽象的重要概念、原理进行精心组织。许多核心概念包含的信息量较大，需要背景知识的辅助教学，因此，在实施具体的教学之前，教师自身要认真梳理各个概念之间的内在逻辑联系，进行概念的细化拆分。在具体的课堂教学过程中，梳理构建概念图，将所有联系清晰地呈现出来，分析概念中的“关键词”，从而达到引导学生掌握这些基本概念和原理并能够迁移应用于新知识、新情境中的教学目的。
（二）丰富核心概念的学习内容，创设生动导课
核心概念的学习包括两个部分:第一是必须将事实性知识置于学习者的概念框架中；第二是概念被各种丰富的有代表性的事实细节展现出来。概念放在一定的应用情境下才会显得生动和有意义。在课前导入知识时，不能和传统方式一样，先呈现给学生概念的文字性内容，而是要精心准备素材，巧妙设计导课方式，激发起学生的探索兴趣，引导学生对核心概念有自主探究的热情。教师在进行教学设计时，可以利用学生当前己有的知识导入，或者通过生物实验、生物科学史等丰富多彩的内容导入，也可以借助多媒体技术，运用纪录片等视频材料进行导入，创设趣味性和知识性并存、探究性与科学性较强的教学情境，帮助学生更好地掌握核心概念的内涵。
（三）结合STS教育理念，创新核心概念的教学方式
STS概念诞生于20世纪60年代末至70年代初的美国，是科学（Science）、技术（Technology）和社会（Society）的英文缩写，它旨在探讨和揭示科学、技术、社会三者之间的相互关系。151STS教育的内涵本质在于使人类经验和社会科技发展融入到科学教育之中，一方面，让教育紧跟时代潮流，另一方面，增强自然科学教育的社会化和应用性，运用STS的教育理念可以丰富生物核心概念的教学形式。教师在教学素材的选取中尽量来源于实际生产、生活，化抽象为具体，拉近科学与生活的距离，帮助学生理解生物科学与人类社会的进步发展，与日常生活密切联系，丰富学生的知识内容，增强核心概念的应用性，鼓励学生多用生物学的原理和方法去看待和解决生产与生活中的实际问题，让知识来源于生活，又应用于生活，促进学生对生物学的价值观的形成与统一，实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这三个维度的完美结合。
（四）及时了解核心概念的学习效果，动态调整教学方法
1.相应的学科应该与学校转型相适应
在进行学院转型和专业教学改革的过程中，需要遵循重要原则是相应的学科与学校转型相适应，首先各个专业教学的改革要与学校转型的程度相一致，只有这样具体的专业调整才能够和学校相适应，有效地借助于院校的优势进行专业教学的改革。另外，学科的发展和改革离不开学校转型的帮助，只有遵循学校转型的规划和方向，才可以实现有效的学科规划。总而言之，两方面都是息息相关、相辅相成的，只有两者积极配合，才能够实现有效的教学改革和教学实践。
2.学生特点与专业改革相融合
在进行教学转型和教学改革过程中，还要能够实现学生特点和专业改革的融合。因为学生是教学的主体，无论是专业教学还是院校的转型，学生永远是这些活动的中心。如果学生无法适应这些教学的改革，无论改革理念有多么先进，这些改革注定是要失败的。所以，在进行教学改革和教学转型时，必须要实现学生与教学的一致，实现学生能力、学生特点与教学理念、教学改革的相统一，只有如此，才能让后续的工作按照既定的方向和目标进行下去。
二、生物工程专业在教学转型过程中存在的问题
1.学科定位、专业设置不够合理
生物工程专业在教学过程中出现的一个突出问题是学科定位、专业设置不够合理，这阻碍了教学的进步。地方院校生命科学院设置的生物工程专业的课程设置、学生数量、就业状况、存在的问题，课程比例不协调，一般课程和专业课程的比重不够和谐，往往容易造成专业课程稀少，一般课程较多的现象，不利于学生专业能力的提高；学生数量不稳定，每年的招生计划不够稳定，这必然不利于对人才的培养；在就业上，由于学生素质、教学质量、教学体系的不够完善，使得就业也成为了一大问题。
2.教学理论与实践矛盾突出
在教学中出现的另外一个问题是教学理论与教学实践的严重脱节。教学与实践脱节、教师与实践脱节、课程设置与实践脱节等现象的产生，使教学秩序混乱，理论化过于严重，实践性很差，这必然不利于学生本身的成长。可见，理论和实践的突出矛盾是影响教学改革的突出因素。
3.教师考核方式不灵活阻碍教学转型
教师的考核方式不灵活也阻碍了教学改革及院校的转型。在很多的考核中，考核方式单一模式化，这在很大程度上影响了教师主动性的发挥和创造力的培养，抑制了教师的活力和激情。目前对教师的主要考核方式还停留在对单纯的课堂讲授、教案等纯理论上的考核，在教师职称的评定方面也是唯科研项目和是好，所谓教学成绩的评定也是纯纸面上的指标。单一的考核方式让很多教师不得不去为了应付相应的“政策”做一些无用功，很少有自己的精力和时间去研究教学，无法和学生展开深入探讨和分析，这对于教学实践和教学改革是相当不利的，只有加速教学改革，深入院校的教学转型，才能够不断地提高教学质量，为国家和社会培养出更多优秀人才。
4.学生的综合能力无法满足教学改革的需要
学生的综合能力无法满足教学改革的需要是一些院校转型过程中面临的重要问题。由于学生是所有教学活动的主要力量，学生的参与是教学活动的根本。学生缺乏能动性和动手能力与创造力等问题严重影响到了教学的改革。如果学生的综合素质无法满足教学改革的条件，那么所有的教学转型和教学改革将不能得到深入开展和实践。我们要清楚地看到，学生缺乏能动性和创造力的根本原因所在，归根结底是我们的教学体系、制度存在不少问题。所谓“一代新人赶旧人”，我们要始终相信学生的潜力是客观存在的，关键是看培养机构有没给他们提供发挥潜能的机会与平台。因此，要想实践生物工程专业教学改革和院校的有机转型，就必须首先提高学生的主观能动性和动手能力，提高他们的潜在素质，提高他们的根本实力，适应教学改革。
三、如何实现地方院校生物工程专业教学的改革及转型
1.学校加强顶层设计，从整体上把握改革方向
实现生物工程专业教学的改革和院校教学转型，首先要站在学校的立场加强顶层设计，从整体上把握教学改革的方向。广泛听取学生、教师、和社会需求的呼声，在管理制度，对教师考核晋级，对学生学习效果的考核方式、培养与就业模式等方面做出制度性的改变。改变传统、落后的教学形式和管理制度，站在人性化的立场进行分析，结合时代的要求和素质教育改革的根本需要来确定改革的方向，科学、理性地把握改革目标，力求实现成功的教育转型。
2.彻底改变课程设置与教学模式
要彻底改变原有的，不合理的课程设置方式和教学模式，调整理论课和实践课的比例，不断地强化素质教育，特别是对生物工程专业来说，要逐步改变重理论课、轻实验课，重闭卷理论考试轻动手操作、设计能力，重课堂轻社会实践等种种弊端。建议大学学习全程开展理论占三分之一、实验课三分之一、工程实习三分之一的时间分配的教学模式，不断强化实践课的学习，在这个过程中不断地增强学生的动手能力和实际操作能力，提高他们的创新能力和思维能力，只有这样才能够让学生在以后的人生走得更远。
3.加快师资结构与教师队伍的转型
加速师资结构的调整和教师队伍的转型，首先要考虑不断地聘请科研一线、生产一线、管理一线资深人员进课堂讲课，培养理论实践结合型教师队伍；其次，加强对在编教师的引导和时间能力的培训，尤其是对年轻教师的引导和培训，他们充满激情与活力，精力充沛，干劲十足，要鼓励他们多下企业，沉到生产一线，打造一批精干的实践与理论结合型教师队伍。这首先需要学校从对教师的评价制度方面进行引导，这样才能真正凑效。对于那些多年来一直以理论教学为主的老师，应该让他们继续开展理论教学活动，因为要改变他们往往较为困难。对于年轻的教师来说，要加强对他们的重点培训，让他们在懂理论的基础之上增强自己的实践能力和动手能力，不断地提高他们自身的素质。只有这样，他们在教学中才能够做到游刃有余，为学生进行有效指导，从而提高学生的学习效果，促使他们进步和成长。
4.学校加强学生实践基地建设
生物工程专业对学生的动手能力和实践能力都有很高的要求，因此，要想增强学生的实践能力，可以加强学生实践基地的建设来实现。就学校而言，可以与社会上的企业进行合作，让学生有地方实习，有机会练手，或者可以定期组织学生到相关的单位进行学习和锻炼，不断地强化学生的实践能力。不仅如此，学校也可以增设实验室，给予学生充足的课外空间，给他们足够的实践机会进行学习和锻炼。总而言之，只有加强学生的实践能力，才能够从根本上促进他们成长，为他们以后的工作打下良好的基础。
5.改革对教师的评价方式
教师是教学活动的中坚力量和灵魂所在，要改变传统错误的教师评价方式，尤其要改革职称评审中重课题、论文和课堂教学的纯理论式的评价方式，从评价机制上激发教师转型的积极性。这势必存在一定的困难，因为职称评定是省一级行政部门主管制定政策，单靠学校很困难。所以很多问题可以探讨，但实施很难。另外，教师也要提升个人的内在自觉，不断地强化他们的软实力，塑造高贵的灵魂和较高的社会责任感，增强个人的责任意识和奉献精神。总之，要善于从多方面来加强对于教师的培养，不断地进行师资的整顿和教育，只有这样才能够促使教学以更加积极健康的姿态成长，培养更多优秀的人才，为国家和社会贡献自己的力量。
四、结语
