时间:2023-09-06 16:54:37
引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇生命科学与生物范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。
讨论研究生命科学的意义主要从两个角度入手。从微观角度来讲,研究生命科学尤其是研究分子生物学,可以启发相关科研人员从更深层次,例如病毒、分子和量子等角度,对人类的疾病进行研究,这样就为解决人类一些重大疾病提供了更加广阔的平台和途径,也在一定程度上增加了人类的寿命,提高了人类的免疫力,另一方面,研究微观生命学,从基因的角度也可以增加粮食产量,解决世界粮食问题,就如杂交水稻和转基因农作物的广泛应用;从宏观角度,也就是从生态学层面,我们可以通过对生物与生物之间的研究,对生物与环境之间的研究,更好地处理人类所面临的日益严峻的环境问题。[2]总之,生命科学的研究不仅可以极大的带动众多学科领域的融合发展,也将极大的促进中世界上众多国家的合作往来,从而更加有益于人类与人类社会的巨大进步。
2中学生物教育中有关生命科学的内容
在我们中学所学的生物教材中,其实很多内容都是涉及到生命科学的。像课本中所提到生命的起源于发展,是有关动物学、植物学等方面的;像课本中有关细胞形态与组织构成的相关内容,是有关细胞学与组织学的;像课本中有关生物与环境的关系中讲到的生物种群、群落与生态系统,是有关种群生物学、生物环境学的;又如课本中提到的生物分子之间的相关反应,是有关分子生物学和生物化学的[3]……可以说,我们中学阶段的所学的生物知识,点点滴滴中都渗透着了生命科学的有关内容。生命科学是现代社会人类的一次跨学科领域的一项伟大成就,那么如何将这项伟大的成就通过简明易懂的方式展示给普通大众呢?我想联系生活,联系实际无疑是一种最佳途径。我们常说转基因工程、转基因食品,那么什么是转基因呢?其实也就是通过人工手段进行的基因的重组。自从转基因工程面向大众,应用生产生活中后,对其的利弊讨论就一直不断,近日来,人们对转基因大豆食用油就产生了深深的质疑。有人说转基因增加了致癌风险,还以山东地区患癌率较少为证,指出当地人食用更多的是花生油,而转基因花生较少,故而发病率少。但以饶毅博士为代表的另一些人则指出,转基因作物在原则上是安全的。通过对社会时事的了解,我们就可以以转基因食品为突破口,进一步进行转基因的相关学习,进一步认识基因工程,认识生命科学。同时我们也可以结合课本中有关基因的知识进行纵深拓展,就像课本中所提的克隆技术,试管技术,其实也是与基因有关的,但二者之间的区别也是不容忽视的。由点到面,从横向和纵向两个角度进行探讨也将更有利于学生对生命科学的认识与学习。但通过上例,我们也应该有一个认识,那就是生命科学在为人类提供了方便,带来众多益处的同时,也为我们带来了新的困扰,这就要求我们从正反两个角度辩证的去看待生命科学。[4]
3研究生命科学对中学生物教育研究的重要意义
[关键词] 系统生物学;基因组学;蛋白质组学;计算生物学
近代生物学研究主要是以分子生物学和细胞生物学研究为主。研究方法皆采用典型的还原论方法。目前为止,还原论的研究已经取得了大量的成就,在细胞甚至在分子层次对生物体都有了很具体的了解,但对生物体整体的行为却很难给出系统、圆满的解释。生物科学还停留在实验科学的阶段,没有形成一套完整的理论来描述生物体如何在整体上实现其功能行为,这实际上是还停留在牛顿力学思想体系的简单系统的研究阶段。但是生物体系统具有纷繁的复杂性[1,2]。尽管对一个复杂的生物系统来说,研究基因和蛋白质是非常重要的,而且它将是我们系统生物学的基础,但是仅仅这些尚不能充分揭示一个生物系统的全部信息。这种研究结果只限于解释生物系统的微观或局部现象,并不能解释系统整体整合功能的来源,不能充分揭示一个生物系统的信息,且忽略了系统中各个层面的交互、支持、整合等作用,限制了生物学研究的发展。在这种现状下,20世纪末人类基因组计划完成后,生物学领域的科学家都在考虑一个问题:未来生物学研究的方向在哪里?为此学术界也不乏辩论。得出的共识是:生物学的发展未来主要面对如下问题:(1)如何弄清楚单一生物反应网络,包括反应分子之间的关系、反应方式等;(2)如何研究生物反应网络之间的关系,包括量化生物学反应及生物反应网络;(3)如何利用计算机信息及生物工程技术进行生物反应,生物反应网络,乃至器官及生物体的重建。
早在1969年,Bertalanfy LV就提出了一般系统理论(general systems theory),他在文章中指出生物体是一个开放系统,对其组成及生物学功能的深入研究最终需要借助于计算机和工程学等其他分支学科才能完成[3]。1999年,由Leroy Hood创立的系统生物学(systems biology)则是在以还原论为主流的现代生物学中反其道而行之,把这种以整体为研究对象的概念重新提出。他给系统生物学赋予了这样的定义,系统生物学(systems biology)是研究一个生物系统中所有组成成分(基因、mRNA、蛋白质等)的构成,以及在特定条件下这些组分间的相互关系的学科。换言之,以往的实验生物学仅关心基因和蛋白质的个案,而系统生物学则要研究所有的基因、所有的蛋白质、组分间的所有相互关系。显然,系统生物学是以整体性研究为特征的一种大科学,是生物学领域革命性的方法论。以胡德的观点,基因、蛋白质以及环境之间不同层次的交互作用共同架构了整个系统的完整功能。因此,用系统的方法来理解一个生物系统应当成为并正在成为生物学研究方法的主流。利用系统的方法对其进行解析,综合分析观察实验的数据来进行系统分析。具体通过建立一定的数学模型,并利用其对真实生物系统进行预测来验证模型的有效性,从而揭示出生物体系所蕴涵的奥秘,这正是生物学研究方法的关键所在。
1 系统生物学的主要研究内容
系统生物学主要研究实体系统(如生物个体、器官、组织和细胞)的建模与仿真、生化代谢途径的动态分析、各种信号转导途径的相互作用、基因调控网络以及疾病机制等[4,5]。
系统生物学的首要任务是对系统状态和结构进行描述,即致力于对系统的分析与模式识别,包括对系统的元素与系统所处环境的定义,以及对系统元素之间的相互作用关系和环境与系统之间的相互作用的深入分析。具体如生物反应中反应成分之间的量的关系,空间位置,时间次序,反应成分之间的因果关系,特别是反馈调节和变量控制等有关整个反应体系的问题等。其次要对系统的演化进行动态分析,包括对系统的稳态特征、分岔行为、相图等的分析。掌握了系统的基本演化机制,使系统具有目标性和可操作性,使之按照我们所期望的方向演化,也有助于我们重新构建或修复系统,为组织工程学的组织设计提供指导。另外,系统科学对生物系统状态的描述是分层次的,对不同层次进行的描述可能是完全不同的;系统科学对系统演化机制的分析更强调整体与局部的关系,要分析子系统之间的作用如何形成系统整体的表现、功能,而且对系统整体的每一行为都要找出其与微观层次的联系。
系统生物学的研究包括两方面的内容。首先是实验数据的取得,这主要包括提供生物数据的各种组学技术平台,其次是利用计算生物学建立生物模型。因此科学家把系统生物学分为“湿”的实验部分(实验室内的研究)和“干”的实验部分(计算机模拟和理论分析)。“湿”、“干”实验的完美整合才是真正的系统生物学。
系统生物学的技术平台主要为各种组学研究。这些高通量的组学实验构成了系统生物学的技术平台。提供建立模型所需的数据,并辨识出系统的结构。其中包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学和表型组学计算生物学通过建模和理论探索。可以为生物系统的阐明和定量预测提供强有力的基础。计算生物学包括数据开采和模拟分析。数据开采是从各实验平台产生的大量数据和信息中抽取隐含其内的规律并形成假说。模拟分析是用计算机验证所形成的假说,并对拟进行的体内、体外生物学实验进行预测,最终形成可用于各种生物学研究和预测的虚拟系统。计算生物学涉及一些新的数学原理和运算规则,需要物理和数学来研究生物学的最基本的原理,也需要计算科学、信息学、工程学等进行生物工程重建和生物信息传递的研究。
2 系统生物学的研究思路及特点
系统生物学识别目标生物系统中的各种因素,然后构架一个系统模型,在其中赋予这个生物系统能动性。在此模型中研究细胞、组织、器官和生物体整体水平,研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用,并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能、表型和行为。系统生物学最大的特点即整合。这里的整合主要包括三重含义。首先,把系统内不同性质的构成要素(DNA、mRNA、蛋白质、生物小分子等)整合在一起进行研究;其次,对于多细胞生物,系统生物学要实现从基因到细胞、到器官、到组织甚至是个体的各个层次的整合。第三,研究思路和方法的整合。经典的分子生物学研究是一种垂直型的研究,即采用多种手段研究个别的基因和蛋白质。而基因组学、蛋白质组学和其他各种“组学”则是水平型研究,即以单一的手段同时研究成千上万个基因或蛋白质。而系统生物学的特点,则是要把水平型研究和垂直型研究整合起来,成为一种“三维”的研究[6]。
3 系统生物学的研究方法
系统生物学最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系统生物学的发展正是由于对生物系统的干扰手段不断进步促成的。干涉主要分为从上到下(top-down)或从下到上(bottom-up)两种。从上到下,即由外至里,主要指在系统内添加新的元素,观察系统变化。例如,在系统中增加一个新的分子以阻断某一反应通路。而从下到上,即由内到外,主要是改变系统内部结构的某些特征,从而改变整个系统,如利用基因敲除,改变在信号传导通路中起重要作用的蛋白质的转录和翻译水平[7]。
目前国际上系统生物学的研究方法根据所使用研究工具的不同可分为两类:一类是实验性方法,一类是数学建模方法。实验性方法主要是通过进行控制性的反复实验来理解系统[8,9]。首先明确要研究的系统以及所关注的系统现象或功能,鉴别系统中的所有主要元素,如DNA、mRNA、蛋白质等,并收集所有可用的实验数据,建立一个描述性的初级模型(比如图形的),用以解释系统是如何通过这些元素及其之间的相互作用实现自身功能的。其次在控制其他条件不变的情况下,干扰系统中的某个元素,由此得到这种干扰情况下系统各种层次水平的一些数据,同时收集系统状态随时变化的数据,整合这些数据并与初级模型进行比较,对模型与实际之间的不符之处通过提出各种假设来进行解释,同时修正模型。再设计不同的干扰,重复上面的步骤,直到实验数据与模型相一致为止。
数学建模[10,11]方法在根据系统内在机制对系统建立动力学模型,来定量描述系统各元素之间的相互作用,进而预测系统的动态演化结果。首先选定要研究的系统,确定描述系统状态的主要变量,以及系统内部和外部环境中所有影响这些变量的重要因素。然后深入分析这些因素与状态变量之间的因果关系,以及变量之间的相互作用方式,建立状态变量的动态演化模型。再利用数学工具对模型进行求解或者定性定量分析,充分挖掘数学模型所反映系统的动态演化性质,给出可能的演化结果,从而对系统行为进行预测。
4 当代系统生物学研究热点
基因表达、基因转换开关、信号转导途径,以及系统出现疾病的机制分析等四个方面是目前系统生物学研究的主要阵地。
基因组医学(genomic medicine)是以人类基因组为基础的生命科学和临床医学的革命。生命科学和临床医学结合,将人类基因组研究成果转化应用到临床实践中,是后基因组时代最重要的研究方向之一。人类基因组计划从完成和多种疾病相关的基因研究发现,迅速进入到蛋白质组学、染色体组和人类疾病基因的研究,通过单基因或复杂多基因疾病的相关基因研究和疾病易感因素分析,达到揭示基因与疾病的关系之目的;遗传背景与环境因素综合作用对疾病发生发展的影响;为疾病的诊断、预防和治疗、预后和风险预测提供依据。基因组医学将大大提高我们对健康和疾病状态的分子基础的认识,增强研制有效干预方法的能力。
后基因组(post-genome)的交叉学科研究是目前生命科学研究的前沿。交叉学科是一个新的研究领域,范围非常广阔,如基因组、蛋白质组、转录组等等,从而出现许多新的交叉学科。
细胞信号转导(signal transduction)的研究是当前细胞生命活动研究的重要课题。细胞信号转导蛋白质组学是功能蛋白质组学的重要组成部分。系统地研究多条信号转导通路中蛋白质及蛋白质间相互关系及其作用规律,细胞信号转导通路网络化,其作用模式、通路、功能机制、调控多样化,细胞信号转导结构、功能、途径的异常在癌症、心血管疾病、糖尿病和大多数疾病中起重要作用。对细胞信号转导机制的了解,已成为创新药物、防病治病的关键。细胞信号转导不是一门单一学科,而是多种学科,如细胞学、生物化学、生物物理学和药理学等多学科的交叉学科。
5 现阶段系统生物学存在的问题
目前的系统生物学研究还只是初步使用动力学建模方法来定量描述系统的动态演化行为,这种方法对简单巨系统是适用的,但是在运用到复杂适应性系统时就会表现出很多的局限性,有很多问题就不能解决。生物体系统的复杂程度超乎我们的想象,现阶段不宜研究整个生物体系统,可以从研究“小系统”(生物体中具有一定功能、相对独立的部分,将其看成一个“系统”)开始,当然如何正确地分析这个小系统本身也不是件易事。
5.1现有技术水平的限制
着眼于整体的系统生物学对技术、仪器的依赖性大大超过传统的分子生物学。高通量、大规模的基因组及蛋白质组等的发展都是建立于新技术、新仪器出现基础之上。就目前的技术水平来讲,距系统生物学所要求达到的理想水平还相差很远。由于技术发展的不均衡造成了系统中各个水平上的研究不均衡。基因组和基因表达方面的研究已经比较成熟,而在其他水平如蛋白质、小分子代谢物等的研究仍处于起步阶段。各种蛋白质在数量上的巨大差异是全面分析低丰度蛋白质的一大障碍。而低丰度蛋白往往是最重要的生物调节分子,如何加强对低丰度蛋白的高通量研究,将是对蛋白质组应用前景的重要保障。同样,如何研究系统内存在的非遗传性分子即细胞中存在的成百上千的独立的代谢底物及其他各种类型的大小分子,它们在基因表达、酶的构象形成等方面有着重要作用。建立适当的方法来系统检测这些分子的变化是系统生物学能否发展的关键。
5.2分析水平的限制
系统的复杂性决定了全面分析的复杂性。人类基因组计划的实施提供了庞大的信息资源,已让人眼花缭乱,而对于较核苷酸复杂得多的蛋白质及代谢物等的分析将是更大的挑战。如何系统而详尽地为公共数据库中的信息加上注解,对这些复杂数据进行储存和分析将成为系统生物学发展的瓶颈。
[参考文献]
[1]Wang Kunren,Xue Shaobai,uu Huitu.Cell Biology[M].Beijing:Beijing Normal University Press,1998.
[2]朱玉贤,李毅.现代分子生物学[M].北京:高等教育出版社,2001.
[3]Dickson BJ, Moser EI.Neurobiology of behaviour[J].Curr Opin Neurobiol,2007,17(6):672-674.
[4]Nottale L, Auffray C.Scale relativity theory and integrative systems biology:2 Macroscopic quantum-type mechanics[J].Prog Biophys Mol Biol,2008,97(1):115-157.
[5]Rho S, You S, Kim Y, et al.From proteomics toward systems biology: integration of different types of proteomics data into network models[J].BMB Rep,2008,41(3):184-193.
[6]吴家睿.系统生物学面面观[J].科学杂志,2002,54(6):26-28.
[7]Sreenivasulu N, Graner A, Wobus U.Barley genomics: an overview[J].Int J Plant Genomics,2008,486258.
[8]Price ND, Foltz G, Madan A,et al.Systems biology and cancer stem cells[J].J Cell Mol Med,2008,12(1):97-110.
[9]Bonneau R, Reiss DJ, Shannon P,et al. The Inferelator: an algorithm for learning parsimonious regulatory networks from systems-biology data sets de novo[J].Genome Biol,2006,7(5):R36.
[10]Ullah M, Wolkenhauer O.Family tree of Markov models in systems biology[J].IET Syst Biol,2007,1(4):247-254.
生命教育与生物学教学是相伴相随的关系,但生物学课本是依生物学体系框架而成,这给生命教育的实施带来了难度,教师需要自行设计生命教育的实施内容;另一方面,这也留下了课本应用性再开发的空间。
一、辨析生命教育
与生物学结合的问题特征
生命教育融入生物学课堂的关键在于创新问题设计,而创新问题设计的基础是辨析生物学问题和生命教育与生物学融合的问题。下面以《生物体中的有机化合物》教学中围绕苹果素材设计的三个问题为例,说明辨析方法。
问题1:“苹果中含有哪些生物组织的成分,用哪种方法可以检验?”
问题2:“如果你的朋友患有糖尿病,他是否可以每天食用苹果?”
问题3:“市售苹果大多只有富士苹果,难道中国原产的苹果品种消失了?”
问题1关注的是生物学知识、技能的运用,是单纯的生物学内容,可比喻为“原味苹果”;问题2引导学生关注糖尿病人生命健康,体现出生物学与生命教育结合,可比喻为“生命苹果”;问题3表面上看没有出现人的生存问题,但是它关注了现实的经济利益与未来物种多样性减少之间的矛盾,涉及生命价值选择,是生物学与生命教育高层次结合,可谓“生命的金苹果”。
在生物学教学中,许多教师只关注 “原味苹果”类型单纯的生物学问题设计,较少设计生命教育的问题,这是生物学普及中生命意义缺失的表现。创新问题设计,将生命教育融入生物学课堂,就是要将生物学与人的生存、人的和谐发展结合起来,促使“学用结合”学习氛围的形成。
生命教育与生物学相结合问题的主要特征有:(1)源于生物学,涉及科学生命观的价值。(2)关注人的生存与发展、身体与心理健康等内容。(3)一般与社会生产实践、人类生活密切相关。(4)具有开放性特征。(5)学生乐于接受。
二、模块化系统设计
生命教育与生物学结合的问题
生命教育的学科实施需要进行系统的规划,才能保证其实施的有效性。将生命教育与生物学结合,设计五个基本模块,在整个生物学教学以及单元教学设计中,切实落实科学生命观教育。模块化设计见表1。
模块化设计生命教育主题,并结合不同的主题建立有效的操作性指导策略,对于生命教育问题的设计起到了一定的规定性作用,有如渠和水的关系,顺势而成。如在《生物体对信息的传递和调节》单元教学中设计一组问题,分别针对上述五个模块的生命教育实施。
第一节动物对外界信息的获取,依据模块2“模型―分析―生命规律”教学策略,设计疼痛模型的问题,引导学生感悟生命的自我调节的神奇功能,分享关于疼痛和止痛的经验。如设计出下列问题,启发学生理解生命中生老病死历程中的病痛。“疼痛的感觉是怎样的?”“痛觉是在手上还是在大脑皮层?”“痛觉是如何保护你的?”“你何时需要去痛片止痛?”“你有过帮助别人解除疼痛的经历吗?”
第二节神经系统中信息的传递和调节,依据模块1“操作性活动―生命体验”安排学生做原地跳步运动,测试跳步前后的脉搏变化。仅仅几分钟的时间,学生体验到运动前后身体状况的改变,以及自我调节功能的真实存在。设计出“你做了什么”,“身体在跳步前后有哪些变化”,“身体自动调节是如何发生的”,“你认为运动一定能锻炼身体吗”等问题,推动学生感悟生命机制。
第三节观察牛蛙的脊髓反射现象教学中,需要将活的牛蛙剪掉头部,若处理不当可能引起不良作用,有些学生不忍操作,有些学生却无视生命。依据模块3“案例―互动―行动规范”策略设计问题,“你认为实验动物的使用应当有怎样的规范”?第四节内分泌系统中信息的传递和调节的教学中,突出“中国第一个发现激素的科学家林可胜”的伟大贡献,依据模块5“人物贡献―感悟生命价值”提出“中国科学家应该有怎样的生命价值”?第五节动物体的细胞识别教学中,依据“问题―探究―建议”策略,让学生探究“环境中信号物质对人体的影响”,学生设计出“何以对人体造成深度危害”,“环境激素的来源及人体正常功能的干扰作用”等问题。
系统设计单元生命教育问题,保证了将情感态度价值观目标分步落实。
三、感悟生命的回响
循生命发展原则,旨在帮助学生树立正确的生命观,培养学生对自己和他人生命珍惜和尊重的态度,让学生在未来的生活中遇到挫折和困难能勇敢面对。
课堂是学生学习的主阵地,在学校,学生的时间大部分是在课堂上度过的,因此,教师应根据新课程标准,充分发掘教材中的生命教育因素,将生命教育渗透在课堂教学之中。
一、引导学生认识生命是伟大的、珍贵的,培养学生尊重生命的意识
生命是经过大自然无数年的演变才出现的,在这个艰难的过程中,任何微小的自然条件都有可能将生命扼杀在摇篮之中。原始生命诞生以后,形成原始的单细胞生物,单细胞生命经过漫长的进化,出现了多细胞生命,生命形式越来越复杂,最后高智慧、高情感的人的出现——更体现了生命的伟大。人文主义者、戏剧大师莎士比亚曾经发出深刻的感叹:人是宇宙之精华、万物之灵长。生命是独一无二的,是珍贵的、伟大的,所有的生命都值得我们去敬畏。
二、引导学生认识人与自然、人与人的关系,培养学生和谐相处的意识
20世纪以来,科学技术的发展突飞猛进,科学技术的进步对人类社会和经济的发展起到了巨大的推动作用,给人类生产、生活带来了极大的便利,生物圈成为人类的繁荣家园。但人类在创造辉煌的现代文明的同时,也自觉或不自觉地干出了自毁家园的蠢事。其中,最引人注目的变化是,森林面积的减少、荒漠化的扩大以及污染的加剧等,使得人类的生存环境越来越恶劣。人类在改造自然的过程中,为了眼前的利益,往往不尊重和关爱动物和植物的生命。可持续发展战略强调经济和环境的协调发展,追求人与自然的和谐。
人不仅是自然人,还是社会人。因此生命教育还要培养学生人与人和谐相处的意识。青少年时期既是人生中的美丽春天,又是人生中的多事之秋,因为人生中的许多重要问题都要在此阶段得到解决或奠定基础。例如,对升学、就业、恋爱等,都有强烈的需求。青少年正处在青春萌动期,我在教学“青春期的性发育”时引导学生正确对待青春期的生理和心理的变化,学会大方的男女交往方式,学会与老师、同学、父母等人沟通,与他人和平相处。既要爱自己的生命,也要爱他人的生命;既爱生命本身,也要爱附于生命的人格、尊严等。
三、引导学生认识人的生命是短暂的、宝贵的,培养学生珍爱生命的意识
每个生命对于生命个体来说都是唯一的,不可替代的,值得每一个人去热爱。通过《生物的生殖、遗传和变异》教学,让学生认识到,无论是父子、母女、还是兄弟姐妹,甚至同卵双胞胎,性状完全一样的人也是难以找到的,人与人之间往往差别很大,或外表或内在,这是我们必须尊重的事实。由此引导学生善待别人的优点和缺点。每个生命个体,无论是贵贱贫富,你都无权处置自己的生命。生命只有一次,因此,每一个生命个体都要好好珍惜,让生命活得更有价值,让生命活得更充实、更闪亮、更美丽。
珍爱生命,就要关注健康。健康是人的第一财富。因此,我在教学中,充分挖掘教材中各种因素,对学生进行生命教育。例如,在教学《人的食物来自环境》使学生认识到合理膳食的重要性,纠正偏食、挑食等毛病。在教学《健康的生活》一章时,让学生知道吸烟、酗酒、吸毒等不良行为对自身、他人和社会的危害。通过以上内容的教学,使学生养成健康的生活习惯。
一、中职生物课堂生命教育的教学原则
在中职学校生物课堂教学中,进行生命教育时,需要遵循一定的原则才能够使得生命教育开展的更加的顺利。生命教育对中职学生的发展非常的重要,只有让学生正确的认识到生命的价值,才能够促进学生的全面发展。在进行生命教育教学时,遵循的第一个就是浅显性和广泛性原则。浅显性就是所进行的教学内容不能够过深、过难,学生能够了解知识的意思即可,不需要进行知识学理渊源的探究。中职学生的学习能力较差,如果太难的教学内容则容易让他们感到烦躁,不利于教学的进行。虽然教学内容不宜过难,但是却也不能够只局限在教材范围内,应该拓展学生的知识面。第二个就是生活性和开放性原则。将生命教学的内容和学生的现实生活有效的结合在一起,使用比较通俗鲜活的语言进行教学内容的讲解,这就是生活性原则。以往的生命教学内容没有和学生的实际生活联系在一起,课堂教学中专业术语过多,使得学生厌烦学习。只有将生命教学生活化,才能够让学生感到乐趣。在进行生命教育时,也需要具有一定的开放性,全面的对学生进行培养。第三个就是适度性和需求性原则。在进行生命教育的教学时,教师应该合理的安排学生的学习时间,让学生能够张弛有度进行知识的学习,提高学习的效率。同时还应该考虑到学生的需求,根据实际情况进行内容的增减。
二、中职生物课堂生命教育的教学设计
在中职学校生物课堂生命教育的实践过程中,为了更好的将生命教育的理念贯彻到教学中来,就需要改变以往的教学设计,以生命教育为基础进行设计。生命教育的教学设计应该从以下几个方面进行:第一方面就是确立以人为本的教学目标,在生物课堂生命教育过程中,必须体现以人为本,让学生能够感受到生命的价值,对生命有一个明确的追求。生命教育应该体现出对学生的关怀和重视,让学生在学习过程中能够变得更加充实有意义,懂得珍惜生命。第二方面就是实施动态生成的教学内容,在中职生物教学中,教师应该和学生一起对探究活动进行研究,通过合作不断的进行总结和发展,生命教育应该具有灵活性,使教学内容变得生动形象。第三方面就是巧用鲜活生动的教学资源,生命教育的教学资源比较的丰富,教师可以巧用生物之材、展示生物之美、揭示生命之道、引导自我之爱和实施生命之教对学生进行教育,让学生能够领悟到生命的价值,懂得珍惜生命。生命教育的设计是开展生命教育的保障,只有合理的进行教学设计,才能够使得教学效果更加的明显。
三、在中职生物课中开展生命教育的策略
1.引导学生认识生命的伟大,尊重、热爱生命。人类的生命诞生历经了非常漫长的一个阶段,从一个没有生机的尘埃发展到原核生物,在进行长期的发展进化到真核单细胞生物,经过非常漫长的进化才形成了结构复杂的人类。人类的生命是非常的伟大的,这不仅能够从新生命的诞生过程能够看出,也能给从人体的一些列动作和调控中看出来。因此,在中职生物课堂的生命教育过程中,生物教师应该给学生灌输生命伟大的意识,通过先进的教学手段引导学生正确的认识生命,懂得尊重生命、热爱生命。
2.激发学生欣赏、善待生命。人的生命是非常的短暂的,在进行生命教育的过程中,生物教师应该引导学生认识个体生命短暂,珍惜生命,激发学生欣赏生命、善待生命。生物教师可以给学生讲述一些个体的生长发育受外界因素影响的例子,如雾霾,让学生感受到环境破坏给人们生活带来的危害,让学生意识到生命的脆弱,从而懂得珍惜生命。环境是生命的保障,每一个生命在生长过程中都需要养料的供给,这就需要在自然环境中获取。生物课程不同于其他的科目,该课程能够让学生近距离的接触到自然,接触到更多的生物。为了开展好生命教育,生物教师应该定期的组织学生进行课外实践活动,让学生在丰富多彩的自然环境中领悟到生命的可贵,感受到生命的价值所在。
一、生物学科高考命题的特点
高考生物学科命题充分体现考试大纲的要求,以考查学科主干知识为主,重视能力和素质考查。从历年生物学高考的情况来看,高考命题以能力立意为主,试题的覆盖面较广,生物的新陈代谢、遗传和变异两章仍是考查的重点。
要求学生能应用学过的知识和专业术语,正确阐述基本的生物学现象、概念、方法和原理;理解、分析生物学中以图表、图解等表达的内容和意义,并能用图表等多种表达形式准确地描述生物学现象和实验结果;理解生物体的结构和功能、部分与整体及生物与环境的关系,并能运用所学的生物学知识解释和解决生物个体、环境和社会生活中的某些生物学问题;理解所学实验的实验内容,包括实验原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能;了解生命科学发展中的重大热点问题及其对科学和社会发展的影响和意义。
另外,生物科高考还适度体现“提高生物科学素养,面向全体学生,倡导探究性学习,注重与现实生活的联系”的学科理念。
二、生物学科高考备考策略
1.夯实“三基”,重视基(下转第237页)(上接第236页)础是生物学高考备考的根本策略。“三基”是指基本概念、基础知识和基本技能。只有基本概念清楚、基础知识系统完整、基本技能扎实熟练,学生的各种能力才能形成和发展。
2.培养能力,突出能力训练的策略是高考备考的制胜策略。培养和训练学生的科学思维方式和思维习惯,生物学知识包括知识本身和发现知识的过程。知识发现过程有利于激发学生学习积极性、启发学生创新思维,培养和训练学生科学思维方式和思维习惯。
3.指导学生善于发现问题,培养和训练学生发现问题的能力。紧密联系实际,重视实验分析和设计。目前高考非常重视实验原理、实验程序、实验现象、实验结论和实验设计等的考查。
4.优化课堂,追求课堂高效率的策略。课堂优化与否,课堂效率的高低,直接关系高考备考的成败。重视基础的策略和培养能力,突出能力训练策略都必须通过优化的课堂加以实施。
梁启超先生在《少年中国说》一文讲过“少年智则国智,少年富则国富,少年强则国强,少年进步则国进步……”,因此,激发青少年科技制作与小发明的兴趣,培养青少年发明创造的意识,开发青少年发明创造的潜能,是进行素质教育的重要任务。创新要从教育抓起,创新要从小做起,创新意识要从这里起步,这就显得对青少年科技创新教育尤为重要。
从物理学科的角度来讲,引导学生进行科技小制作和科技小发明是对学生进行科技教育的重中之重。本文就谈谈如何引导学生参与科技小制作与小发明活动。
一、教师要树立素质教育观
1.物理教师应接受物理大师教育思想
物理学本身是以实验为基础的一门严格定量科学。物理学中所有的结论都是物理现象和实验事实升华的结晶;求真务实,一切从实际出发的科学态度和力戒弄虚作假,倡导严谨求实,一丝不苟的作风,都贯彻于物理教学的始终;还有物理学家为造福人类探索知识而不怕牺牲,无私奉献,孜孜不倦,开拓创新的科学精神以及渗透在物理学中瑰丽多姿、丰富多彩的科学研究方法(像观察、实验、假设、理想模型、等效替代、科学推理等),这些都无不给学生以深刻的熏陶和感染,促进学生科学素养的形成和提高,从而为学生深入学习,为将来从事科研,从事创造工作打下扎实的基础。伟大的物理学家爱因斯坦说:“学校教育的目标,不仅应当培养有独立行动和独立思考的个人,而且培养学生把为社会服务看做是自己人生的最高目的”。要通过教育使个人自由而有责任心的发展,使他得以在为全人类的服务中自由地、愉快地贡献出自己的力量”。他还指出学校教育“应当防止向青年人鼓吹那种世俗意义上的成功作为人生的目标,看一个人的价值,应当看他贡献什么,而不应看他取得什么”。爱因斯坦还明确地指出:“学校的目标始终应当是,青年人在离开学校时,是作为一个和谐的人,而不是作为一个专家”。这位伟大的物理学家的教育思想是:要培养具有创新精神和全面发展的和谐人。从物理学的特点来看,物理学应该注重“物”的过程,然后才到“理”的结论。物理教学恰恰应该而且完全能够在形成和提高学生的科学素养方面作出自己的贡献。物理的课堂教学应注重实验与探究,也要注重科技小制作与小发明的教学。物理教师应该根据物理学科的特点,接受物理大师们的思想,对学生进行素质教育。
2.教师应接受最新教育理念
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确指出:“中小学要由‘应试教育’转向全面提高国民素质的轨道,面向全体学生,全面提高学生的思想道德、文化科学、劳动技能和身体心理等素质,促进学生生动活泼地发展。”为此我国将原来的“教学大纲”改为“课程标准”。课程标准提出了三条改革:第一是课程的价值趋向从精英教育转向大众教育;第二是课程目标着眼于学生素质的全面提高;第三是从只关注教师教学转向关注课程实施过程。课程标准规定教学改革的主要任务是:首先真正确立起与新课程相适应的体现素质教育精神的教育观念。观念是行动的灵魂,教育观念对教学起着指导和统率的作用,一切先进的教学改革都是从新的教育观念中生发出来的;一切教学改革的困难都来自旧的教育观念的束缚;一切教学改革的尝试都是新旧教育观念斗争的结果。确立新的教育观念,是教学改革的首要任务。教育观念不转变,教学改革无从谈起;教育观念一转变,许多困难迎刃而解。教师只有提高认识,强化责任,把教育思想观念统一到素质教育的要求上来,统一到新课程的方向上来。教育观念的转变将会真正焕发出教学的生命力和创造力。其次,要坚定不移地推进教学方式和学习方式的转变。先进的教育观念要通过先进的教育方式体现出来,此外,教育观念转变本身也要在教育方式转变中进行,二者是相辅相成的关系。观念不转变,方式转变就没有了方向,没有了基础;方式不转变,观念转变就失去了归宿,失去了落脚点。所以,教学改革既要重视观念改革的先导作用,又要重视方式改革的载体作用。教学改革不仅要改变教师的教育观念,还要改变他们每天都在进行着的习以为常的教学方式、教学行为。就教与学关系而言,教师教育观念、教学方式的转变最终都要落实到学生学习方式的转变上。学生学习方式的转变具有极其重要的意义,这是因为学习方式的转变将会牵引出思维方式、生活方式甚至生存方式的转变。学生的自主性、独立性、能动性和创造性将因此得到真正的张扬和提升。学生不仅将成为学习和教育的主人,而且还将成为生活的主人,成为独立的、积极参与社会的、有责任感的人。学习方式转变因此被看成是课程改革的显着特征和核心任务。
课程标准强调实现学生学习方式的根本变革,转变学生学习中这种被动的学习状态,提倡和发展多样化的学生学习方式,特别是提倡自主、探究与合作的学习方式,让学生成为学习的主人,使学生的主体意识、能动性、独立性和创造性不断得到发展,发展学生的创新意识和实践能力。物理课程标准指出:科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。在科学探究中,学生像科学家构建、描述科学原理那样经历探究的过程,将自己的经验协调起来并纳入逻辑系统,从而形成科学的概念与原理,建立自己的知识结构,使认知结构、知识技能、情感态度及价值观都得到发展。教师在探究教学中要立足于转变学生的学习方式,培养学生的独立性和自主性,引导他们质疑、调查和探究,学会在实践中学,在合作中学,逐步形成适合于自己的有效的学习策略。学生在探究中学会动手实验、学会动手制作,还要在课外活动中学会科技制作与小发明,这才是落实课程标准的有力保证。作为物理教师,应贯彻国家教育方针,接受最新教育理念,真正树立正确的素质教育观。
二、教师要向学生渗透科技制作与小发明活动的意义
开展科技制作或小发明活动,一般先进行宣传,或以黑板报形式通知或以文件形式通知。组织形式上常以教研组或任课教师为组织者,成立兴趣小组,再布置任务。在宣传和组织的过程中,多渗透活动的意义。最好是通过培训讲座,联系学生身边熟悉的生活现象,讲解科技制作与小发明活动的意义。
1.科技制作与小发明活动是素质教育赋予我们的任务
小制作包括模型制作、教具和学具制作,小发明是科技创新的一组成分子,它们都是科技教育的一部分,也是素质教育一部分。物理学科完成这些工作是课程标准规定的一个环节,教育部对这类活动安排了各种竞赛,并对出类拔萃者进行表彰。开展这类活动正是素质教育交给我们的任务,不是什么“不务正业”。
2.科技制作与小发明活动可激发我们的学习兴趣,对我们的学习起促进作用
搞科技制作与小发明活动,我们从中可心发现物理的神奇、自然的奥秘,在物理海洋中探索,寻找到我们要的东西,促进我们提出问题,帮助我们解决问题,甚至启发我们得到新的发明,为人类的进步作出贡献。通过这些活动,我们会发现学习物理是有用的,它会使我们对物理产生兴趣。当我们形成一定的动手操作能力后,我们科技制作活动中就会有创新意识,自己想做别人没做的东西,这时我们就感到知识的不足,它会促使我们克服别人难以克服的学习困难,不断去学习新的知识,想将它拿来为我们的需要服务。当在活动中我们获奖了,我们便发现自己是同类人中的佼佼者,当我们的发明获得了国家专利,我们会发现自己有更大的创造潜能。这时,我们会发现学习物理的价值,它会促进我们不断向更高、更深处学习。
3.科技制作与小发明活动可启发我们思维、开发智力,提高学习效率
当我们思维能力还处于有待提高的过程中,往往依赖于直观思维或形象思维。如我们在学习声音由振动产生的,一开始对“振动”不够理解,把它和“运动”或“力”的作用搞得模棱两可。可教师将敲响的音叉一端接触水面时,我们会看到水花左右、上下飞溅,这时我们很快明白所谓的“振动”是物体围绕一个位置,在平面或立体空间内往复运动。在物理学习过程中,老师会用实验室已有的教具或自己制作的教具进行演示实验,同时也会要求同学们自制教具或学具来配合老师的教学。在这个过程中它可开发我们的抽象思维、想象力,同时会加速我们智力的开发。这样学习起来会变得轻松,正因为它形象可见,又能帮我们理解,更容易记忆,学习效率自然会提高的。
4.科技制作与小发明活动可以培养我们的操作能力和创新能力
培养学生的操作能力和创新能力是素质教育的一个核心任务,每年中考的实验加试占10分,科技创新获奖在中考中加分也都充分说明这些能力的重要。但这些能力怎样得到培养呢?除了平时分组实验我们要认真完成以外,更重要的是平时活动课要多开展科技制作活动,同时要想到把别人都没有制作出来的东西通过自己的想法将它制作出来,一旦成功,它便是一个小发明。这样,经过一段时间的训练,我们在实验操作时动起手来便更快,从来没有的东西我们也会通过想象结合动手能力将它摸索出来,这样便形成的操作与创新能力。
三、教师要注重向学生渗透科技制作与小发明方法
教育的真谛是“关注孩子的成长,重在教育的方式和方法”,简而言之,便是《老子》中所说的“授人以鱼不如授人以渔”。巴甫洛夫认为:“重要的是科学方法,科学是思想的总结,认识一个科学家的方法远比认识他的成果价值要大”。同样,教学生搞科技制作和小发明活动,仅注重帮学生某一单个活动是没有用的,关键是在平时的教学中、在制作的实践活动中不断渗透科学方法,让学生先知道方法,然后教师与学生一道实践,在实践中提高操作能力,并在方法的引导下,提高创新能力。
/
关键词 化学观 化学学科特色 生命活动 蛋白质 葡萄糖
1 教材分析和教学理念
苏教版《有机化学基础》专题五“生命活动的物质基础”是由2个单元组成的,重点介绍了糖类、油脂、氨基酸、蛋白质等物质,与人类的生命活动密切相关。由于这部分内容与生物学科交叉,如果教师没有作好处理,会让学生感觉有重复之嫌,故如何在这个章节中突显化学的研究手段、化学的思维方式、化学的关注焦点,从而体现化学学科的特色,揭示“化学观”,就显得格外重要。
在新课程背景下,专家和教师们都越来越关注“观念教学”。“化学观”是居于学科中心,具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。“观念教学”有利于培养学生深层理解力和学科素养,使现在的学生、未来的公民具备并长久地运用化学这一“科学工具”。专题五的教材内容充分体现了化学中的“元素观”“分类观”“变化观”和“实验研究观”,是教师进行化学观教育的有效知识载体和良好契机。
任何一个学科都有其独特的视角和关注焦点。如何利用专题五的教学展现化学学科特色,以区别于其他学科呢?这就需要教师在教学中应用化学研究手段和思维方式,将“化学实验”、“化学思维方法”和“化学语言”这3大特色融入到学生的学习和探究中。事实上,专题五是高中化学别能让学生感受化学学科特色的部分。正是与生物学科存在内容上的交叉,才有机会让学生认识到不同学科关注的焦点是不同的,从而学会对比整合,促成自身认知结构层次的提升。
学习化学有3个层次:宏观现象、微观结构和化学符号。专题五的教材内容安排了许多学生平时生活中熟悉的现象,学生可以通过阅读教材认识到形形的宏观现象,这是化学学习的第一层次。在这之后,教师应该引导学生思考如何由常见的生活现象转入到背后微观结构的变化,领悟“结构决定性质”的化学观,再用特定的化学符号将这些过程进行表述,形成统一的化学专业语言,从而实现化学学习的3个层次。
基于上述观点,笔者将“化学观”教学融入到传统的复习课堂中,让“化学特色”成为复习课堂的方法主线,促成学生在复习课堂中实现学习化学的“3个层次”。
复习课的核心任务是让学生建构知识网络、提升知识的应用能力、掌握复习方法。笔者在教学设计时以生活现象为平台,创设情境,以实验为载体,挖掘理性思维,揭示微观结构,以化学符号的表征为抓手,训练化学语言能力,并以方法指导为重点,培养学习和解决问题的能力。整个教学过程,笔者从一瓶饮料出发,让学生挖掘其中折射出的化学知识和化学思维,再深入到生命活动,让学生体会到处处都存在化学语言和化学观念,最后将观察的视角拓宽到自然界乃至整个宇宙,发现化学原理依然渗透其中。在解决这些实际问题的过程中,提升学生的知识应用能力,掌握“分类法”、“结构决定性质”的学习方法,同时培养学生用化学的眼光去观察生活、生命和整个自然界,感受“事物是普遍联系”和“特性与共性是辩证统一”的哲学观。于是,确定了课堂的教学框架:从化学视角看食品一从化学视角看生活一从化学视角看自然界,形成了本节课的教学流程。
2 教学流程
2.1 从化学视角看食品
首先由营养快线饮料的广告(最营养的蛋白饮品+含维生素最丰富的果汁饮品=最营养的饮料、纯正果汁与香浓牛奶的完美结合)和成分等图片人手,激发学生的学习兴趣,也引发了学生关于“饮料中究竟含有哪些营养成分”的疑问。接着,笔者展示一瓶营养快线,并将它缓缓倒入烧杯中。当看到饮料缓缓流出时,学生发出“哇塞”的叫声。此时笔者提问:“你看到了什么?想到了什么?”学生说好稠,肯定很营养。笔者反问:“为什么稠就营养?”学生推测:应该富含蛋白质吧?笔者追问:“你的判断依据是什么?”学生说:“感觉吧,鸡蛋清就是黏稠的”。笔者赞许地微笑,继而启发学生:“你们能很好地结合生活经验。那能否设计显性的实验证明自己的推断呢?”学生开始议论,有的说用浓硝酸,有的说用双缩脲试剂,还有的说可以用茚三酮试剂,甚至有说丁达尔效应的。笔者在肯定学生的答案之后,选择了前面2种试剂进行演示验证。在学生期待的目光下,饮料中的蛋白质得到了检验,学生也露出了满意的笑容。笔者发问:“大家知道为什么蛋白质溶液是黏稠的吗?”学生再次陷入了思考。“平常大家看倒水,会出现这种现象吗?”学生摇头。“你能从微观的结构解释蛋白质和水倾倒出的不同现象吗?”有学生说因为蛋白质是高分子,也有学生说蛋白质溶液是胶体,还有说是不是蛋白质分子有黏性的原因。此时,教师需要鼓励学生的大胆想象。“蛋白质不仅是大分子,而且还是长条状的分子。它在水中的粒子直径在1~100 nm范围内,故形成胶体。而许多胶体在加热过程中,黏度会增强,形成胶状物质。”学生恍然大悟。
“那么,组成蛋白质高分子的基本单元是什么?为什么它们能形成高分子?能否用电子式表示出这些基本单元的官能团?”此时学生迅速回忆氨基酸的特有结构。“营养快线的厂商标明饮料中含有一种氨基酸,叫做半胱氨酸。大家能写出半胱氨酸形成二肽的方程式吗?”学生根据提供的键线式练习氨基酸的脱水反应,进而体会到氨基酸缩聚成多肽的原理。“氨基酸和蛋白质是非常重要的营养物质,是生命组成的物质基础。所以市场上有氨基酸口服液、蛋白粉等物质。大家在平常的饮食中需要适当摄入这些物质”。
“饮料主要成分中还标明有糖类,其中含有葡萄糖。大家认为该如何证实产品的这一说法呢?”学生马上想到用银氨溶液或新制氢氧化铜溶液。笔者取用了前面加入双缩脲试剂(检验蛋白质)的营养快线进行加热,结果出现了砖红色沉淀。由此,学生理解了生物中的双缩脲和化学中的新制氢氧化铜溶液在成分上是基本相同的。之后,笔者要求学生书写出现砖红色沉淀的化学方程式,再根据葡萄糖的结构列举它还可能进行的反应。在学生交流校对后,笔者投影工业中葡萄糖制备银镜、葡萄糖作电镀的还原剂、葡萄糖成酯作食品添加剂、葡萄糖检验方法在医院中的特殊作用等图片让学生感受葡萄糖在生活生产中的应用。
针对营养快线中的2种主要成分,笔者又设计了“如何分离营养快线中的糖类和蛋白质”的问题让学生对2者性质进行区别。学生提出了盐析、渗析、结晶和调节pH等方法。笔者再追问“根据这2种物质的性质,该如何保存饮料”的现实问题。学生提到了要避光避热防止蛋白质变性、密封防止葡萄糖被氧化。笔者及时展示营养快线上“低温、避光、密封”和“开盖后需冷藏,清当天内饮完”等标签让学生感受化学知识的意义。至此,学生从化学的视角分析了营养快线的成分,认识到饮料中蕴含的化学知识。这样,笔者再让学生总结蛋白质、氨基酸和葡萄糖的性质也就水到渠成了。
教学意图:利用熟悉的饮料所含成分的检验并表征过程中的变化,意在突出“微粒观”、“变化观”和“实验研究”等化学观的教育,体现“结构决定性质”,“宏观与微观联系”的学习方法,并训练化学语言,在关注“双基”的同时,促进学生化学思维的培养。
2.2 从化学视角看生命活动
在这一环节,笔者由“为什么广告商还不忘宣传营养快线中的维生素、无机盐和脂肪呢?”的问题引入。学生马上联系到这些物质在生命活动中的重要作用。于是,笔者进入到本专题的核心知识:(1)完成生命活动需要哪些物质?为什么称它们是生命活动的物质基础?(2)这些物质在生命活动中都发生了哪些化学反应?笔者让学生阅读教材并回答上述问题,解释营养快线中添加这些成分的原因。这时候学生阅读教材的心理就发生了变化,因为此时学生需要主动寻求知识解决他们遇到的实际问题。在结合油脂可以水解生成营养物质、可以水解制备肥皂,并且许多食品中都含有氢化油、单甘酯、双甘酯等添加剂后,学生认识到油脂不仅是重要的营养物质,还起着改善食品味道的重要作用。随即,笔者要求学生书写油脂的通式和水解反应式以加深对油脂应用的理解。通过这2个环节的学习,学生认识到每种营养物质在人体中都有特定作用,无论哪种营养成分不均衡都会引起生理疾病,于是学生学会用化学的眼光看待生命活动,感悟到化学能让我们的生活更美好。
为了让学生科学看待食品和生命活动,笔者在此还设计了2个实际问题:(1)如今,人们呼吁健康饮食,提倡低热量的食品,于是大面积地出现了“零脂肪”的饮料或其他食品,大家认为这些广告可信吗?为什么?(2)娃哈哈公司“用营养快线代替早餐”的广告以说明饮料的营养价值。请大家展开讨论“营养快线能否代替早餐”?
教学意图:通过2个核心问题引导学生整理归纳本章节主要知识内容,自主建构知识网络,促进融会贯通,再呈现生活中的2个实际问题,让学生学会运用化学知识,培养理论联系实际的能力。
2.3 从化学视角看自然
在完成上述2个环节后,笔者让学生思考:学了专题五,你认为该专题与前面专题有哪些联系?你在学习本专题时都应用了哪些已学知识?学生提到了“分类”、“结构决定性质”的思想方法。笔者一进行小结强化,并提出问题:在本专题中还涉及到了立体异构的知识,葡萄糖是D型,氨基酸是L型。我们的宇宙是否就存在这样的对称性呢?于是让学生阅读相关资料,提出宇宙中是否存在“有智慧的右旋氨基酸生命”的质疑,也引出了科学家们的困惑:宇宙中是否存在着一种奇特的普适性的对称规律?课堂最后鼓励学生今后继续运用科学知识的武器去探索自然之谜。
教学意图:透过化学视角看自然才能让学生感知化学无所不在,领悟化学的学科魅力。那么,如何才能解决自然界中许许多多的化学问题呢?掌握化学方法才是根本。这就需要学生学会学习,这也是复习课中非常重要的一项教学任务,正是本节课设置这一环节的目的所在。
3 教学反思
三明学院学生公寓BOT投资基本情况
BOT方式是指(build-operate-transfer)的英文的第一个字母缩写,即“建设-经营-移交”。
2006年一月初,三明学院由于资金不足,有意以BOT方式向社会引资建设学生公寓,厦门优恩公司对该项目进行了调研,具体情况如下:
三明学院学生公寓的融资方式是由投资单位投资建设2幢学生宿舍,建成后租金收入归投资单位所有,经营期为23年,经营期后,学生公寓产权归三明学院所有。这就是所谓的BOT融资模式。
三明学院的2幢学生公寓建筑面积约为18000m2,土地所有权以412万的价格被三明学院买下。其中一幢楼为9000m2,计划安排1200人;另一幢为8600m2,计划安排1170人,则合计可以安排2370人。
三明学院学生公寓的收费模式为:4人间宿舍,1150元/人;8人间宿舍,850元/人。
投资计划与资金筹措
1.投资计划。该BOT项目投资是根据三明学院提供的数据制定的。项目总投资为2050万元。
2.资金筹措。本项目建设资金来源由资本金和银行贷款两部分组成,资本金为700万,银行借款为1350万元。
财务评价基础数据
1.安置学生数。每幢楼为9000m2,计划安排1200人;则两幢楼合计安排2400人。安排入住率可以保证在95%以上,这里用95%。
2.基准收益率。本项目全部投资的财务基准收益率采用8%,资本金的财务基准收益率也采用8%。
3.本项目建设期1年,经营期20年。计算期取22年。
总成本费用计算
本项目成本主要包括建安成本、配套设施成本、杂费摊销等。
1.建安成本。按照建安成本1000元/m2,总建筑面积18000m2,包括水电、电信、水龙头、水管、淋浴头、水池、洁具等,合计1800万元。
2.配套设施成本。即购置床铺、座椅、电扇等,按照100元/m2;每10年更新一次,更新一次约180万元。
3.杂费摊销。包括人防异地建设费28元/m2,消防审核费0.2%,新型材料发展基金8元/m2,工程监理费1%~3%,质监费0.15%,合计约100万,由我方和三明学院共同摊销,计50万元。
(1)人防异地建设费:50.4万
(2)消防审核费:3.6万
(3)新型材料发展基金:14.4万
(4)工程监理费:18万
(5)质监费:2.7万
4.工资及其附加
工作人员定员6人,其中管理员4名,电工1名,木工1名。管理员工资按照500元/月,电工、木工工资800元/月,福利费、保险费按照工资总额的53.5%计算,则合计6.7万元。
5.材料费、修理费
按照投资额的1%计提,20.5万/年。
6.财产保险
按照固定资产投资的0.35%来计提,计7.35万/年。
7.管理费用
按照5万/年计提
8.折旧
以综合折旧率5%计提,为102.5万元。
效益以及税金
(1)租金收入。228万/年,这里以入住率95%计算,四人间宿舍和八人间宿舍各占50%。
(2)营业税及其附加。社会性资金建高校宿舍免征营业税,城建税、教育税附加也免征。
(3)企业所得税为33%。
(4)税后利润提取10%的法定公积金后剩余部分为可分配利润,再扣除支付给投资者的应付利润,即为未分配利润,用于归还贷款。
还贷资金
还贷资金主要为还贷折旧和未分配利润。
还贷期间项目折旧额的90%用于偿还贷款。
项目评估分析
这里采用内部收益法、净现值法和回收期法对三明公寓学生宿舍项目进行评估,测算结果如下:
从财务指标上看,该项目的全部投资回报率、资本金回报率分别为6.1%和3.5%,均小于基准收益率8%;全部投资净现值、资本金投资净现值分别为-253万、-225万,均小于零。项目回收期为12.2年,项目还贷期为16.4年。从财务指标上看,该项目属于不可行。
八、敏感性分析
我们对三明学院学生公寓的各种变化因素进行敏感性分析,以估算财务内部收益率等财务指标的影响程度,敏感因素分析如下:
1.项目投资考虑+10%;
2.租金收入考虑-10%;
敏感性分析结果汇总如表所示:
敏感性分析结果表明:当投资增加10%、租金收入减少10%时,全部投资财务内部回报率和资本金财务内部回报率仍远远低于基准回报率,净现值远远低于零,属于不可行项目;仅当项目投资减少10%时,全部投资财务内部回报率和资本金财务内部回报率靠近基准回报率,净现值接近零。
九、结论
1.本项目的基本方案总投资为2050万元时,本项目为不可行项目。