[关键词]高中生物从生物圈到细胞设问思维认知
利用精巧设问引导学生展开学习思维,是最为常见的教法应用。如何提升问题设计的技巧性,并切准学生的学习思维认知点,是教师科学施教的重要研究问题。有一位教师在《生物圈到细胞》的教学中,采用设问链接学生思维的教法,逐步引导学生走近问题核心,课堂学习研究氛围浓厚,学生的学习思维顺利启动,收到了显著的教学效果。
[课堂实录]
师:通过SARS病毒模式图,我们了解了患者感染后的发病情况,病毒经过三天后开始在身体内蔓延。结合初中所学病毒知识,你认为SARS是一种什么样的生物?
生:病毒不具备细胞结构,一般是借助活体生物生活和繁殖,寄生性是病毒的基本特征。SARS病毒也不例外,结构简单,具有寄生性。
生:病毒由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成,并没有细胞性结构,而且只能寄生在活细胞内,开始大量繁殖。
师:病毒虽然没有细胞结构,但它可以利用活胞物质制造新的病毒,其繁殖速度惊人,给人体机理造成毁灭性的侵蚀。SARS病毒主要侵蚀人体哪些部位呢?
生:SARS病毒主要针对人体上呼吸道细胞、肺部细胞展开侵蚀,破坏肺部细胞组织,导致患者呼吸困难,甚至出现功能性衰竭而死亡。
师:SARS病毒主要侵蚀人体呼吸系统,对其他部位也会有侵蚀。如果病毒离开了活细胞,它们还能生存和繁殖吗?
生:不能。病毒一旦离开活细胞,就不能继续生存。
师:(实例1,草履虫图片展示)草履虫是一种什么样的生物?还有哪些生物体的结构与草履虫相似?
师:(实例2,人的生殖和发育图片展示)根据图片展示,我们可以推演出胚胎发育过程吗?
生:母亲的卵细胞经过分裂进入子宫,遇到,形成受精卵。受精卵在子宫内发育成胚胎,然后逐渐生长,进一步发育成为胎儿。胚胎发育是通过细胞分裂、分化实现的。
师:通过两个实例学习感知,我们对生物细胞有了一定的了解,也为进一步的学习做好铺垫……
[教学反思]
在这个师生互动过程中,教师始终以设问作为引导媒介,根据学习思维展开跟进式发问,引发学生的学习思维及时启动。学生依照学习思维启动惯性展开学习探索,不管教师引导如何转换,学生的学习思维始终都贴近教师设问展开。教师引导自然,学生学习顺畅,师生互动处于高位运行状态,收到较为突出的教学效果。
第三,教师进行问题投放时,应给出一定的引导启发,促使学生的学习思维有明确的思考角度。教师设计问题的目的是让学生的学习思维顺利启动,与教材文本学习内容尽快实现认知接轨。因此,在投放问题时要给出简要的引导和要求,让学生明确具体要求,这样才能帮助学生顺利展开学习思维。
关键词:细胞;物质;结构;功能;生命
经过长期的进化过程,造就了现在各生物体相互依存,协调统一,这种和谐,既体现在各生物体的组分之间,又体现在个体与个体之间,个体与环境的关系上。从微观的分子水平到宏观的群体水平,都属于生命系统的不同范畴,有着不同的物质和结构基础、发展和变化规律。通过笔者多年教学,深深感悟到生物体基本的生命系统各组分间的和谐之美。
一、物质特殊
(一)生命系统的物质性、特殊性。世界是物质的。以细胞为基本生命系统的奇妙而五彩缤纷的生物世界,其组成的化学元素在无机自然界都可以找到,无生命元素的存在,说明它与非生物世界的统一性,但却又有重大的区别,尤其是组成细胞的两大有机大分子,如生命活动的主要体现者――蛋白质,遗传信息的携带者――核酸,它们以碳链为基本支架,作为细胞的结构基础,演绎着不同的生命之歌。
(二)生物催化剂――酶。细胞每时每刻都在进行着化学反应,要在常温、常压下快速地完成,就必须要一种高效的催化剂―酶,生命无时无刻都不能离开酶,从小到大,繁衍生息,生老病死,新陈代谢,都和酶有关。它既有同于无机催化剂之处,又有别于它,如具专一性,易变性,反应条件温和性,催化活性受到调节控制等生命特征。
二、结构巧妙
(一)和谐一体。任何系统都有它的边界,由相互作用,相互依赖的组分组成,就细胞而言,细胞膜――系统的边界,结构具一定流动性。细胞核是系统的控制中心。
(二)造型独特。细胞质基质是呈胶质状态,不是简单的胶状物质,其中含有如ATP、葡萄糖、水等各种成分,犹如孕育生命的海洋,是细胞代谢的主要场所。在细胞的大海里,承载着一艘艘功能不同的个体―细胞器,它们为了完成自己的不同使命,增加反应的场所而采用不同的方式来增加膜面积,呈现独特之美。
三、功能完善
(一)各组分既有分工又相互合作。如分泌蛋白的合成与运输过程。细胞核中DNA经转录形成的mRNA经核孔出来后,在核糖体上指导合成,经内质网、高尔基体的加工运输至细胞膜,以外排形式到细胞外。
(二)完善的防控体系。我们的身体无时无刻不在病菌体的包围之中,但在一般情况下,我们并不得病,那是因为,在人类经过漫长的进化过程形成了非特异性免疫和特异性免疫,它能识别“自己”和“非己”成分,实施防卫,监控和清除功能。
(三)应对多变的环境。低等的单细胞生物草履虫、太阳虫、细菌、等,都可感知外界环境的改变产生系列的变化,做出相应的反应,趋于有利刺激,逃避有害刺激。多细胞生物有多个层次的生命系统,构成了大大小小的精密有序结构。各种生物在生命系统的生命舞台上各有角色,相互配合,共同对内外环境的刺激产生反应。
(四)控制物质进出。细胞膜对物质的进出具控制功能,细胞需要的营养物可从外界进入细胞,细胞不需要的或对细胞有害的物质不易进入细胞,即使是细胞生命活动所需的物质,进入细胞的方式也不相同,如气体进入是自由扩散方式,细胞选择吸收的小分子或离子是以主动运输的方式,而大分子物质则是以胞吞方式进入细胞。
(六)细胞具全能性。由于体细胞一般是受精卵通过有丝分裂增殖而来的,携带具有本物种特征的全部遗传信息。因此,分化的细胞仍具发育成完整新个体的潜能,在适宜的条件下,可重新分化发育成完整新个体,如利用植物的组织培养技术快速繁殖花卉。
四、曲折历程
细胞如同生物体一样,也要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老、死亡的过程。
(一)细胞分裂。单细胞生物体通过细胞分裂增殖而繁衍。多细胞生物从受精卵这个细胞开始,由于细胞不能无限长大,多细胞生物体积的增加主要依赖于细胞通过分裂进行增殖。真核细胞的分裂方式有三种:有丝分裂(主要方式,形成体细胞)、无丝分裂(不常见)和减数分裂(特殊的有丝分裂,形成有性生殖细胞)。
(三)衰老、凋亡。再好的剧情总会落下帷幕,细胞的衰老和凋亡是生物界的普遍现象。细胞的衰老和凋亡与人的衰老和寿命有关,目前对细胞衰老机制,科学家提出了众多假说中,为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
参考文献
关键词高中生物;兴趣教学;生物学
一、联系生活实际
二、创设真实情境
三、幽默课堂语言
课堂教学气氛是教师和学生集体相互作用所构成的一种心理环境,能够影响课堂上师生的思想和行为、教学的效果以及学生学习的心态。实践证明,积极、民主、活泼的课堂气氛更符合学生的求知欲和心理特征,幽默便是这其中营造良好课堂氛围的一剂良方。比如,对于细胞减数分裂时期的特点,我总结了四个字“妻离子散”,学生笑得同时,也就记住了减数第一次分裂时,同源染色体发生分离,减数第二次分裂时姐妹染色单体发生分离的特点。再比如,为描述单细胞生物必需保证细胞结构完整才能完成各项生命活动时,我引用流行语“伤不起”来描述单细胞的特点,引的学生哈哈大笑,这样既活跃了课堂气氛,学生们也理解了细胞结构完整对于单细胞生物的重要性。总之,课堂教学是一项身心高度紧张的活动,课堂中出现疲劳是正常现象,如果能在教学过程中适当运用幽默,引起欢乐和愉悦,则能让学生消除疲劳,让师生保持快乐的精神状态完成学习任务。
四、开展实验探究
病毒不是严格意义上的生命,它没有自己的蛋白质翻译和能量代谢等系统,只能寄生在细胞内,利用宿主的一系列因子来进行复制扩增,产生新的病毒粒子。病毒很小,典型的病毒大小在0.02微米~0.2微米间,无法用普通光学显微镜看到,而且非常简单,一般由一种类型的核酸(DNA或RNA)组成的基因组和蛋白质外壳构成,有些病毒还含有脂质和蛋白质组成的包膜。病毒自己编码的蛋白质的功能较为单一,一般仅包括构成病毒颗粒的结构蛋白以及负责病毒基因组复制和病毒颗粒组装的非结构蛋白。还有一种病毒仅含有蛋白质而没有核酸,所以它被称为朊病毒或蛋白质病毒。不过,它该不该被划到病毒里,还有争议。
具有生命特征的细胞体积大,成分和结构复杂,具有蛋白质合成系统,含有DNA和RNA两种核酸,可以自主进行物质和能量代谢,具有增殖的能力或潜力。所以,无论是单细胞还是多细胞生物,所有的动植物、原核生物(细菌)、原生生物和真菌都和病毒划清了界限。科学家一般通过上述特征区分病毒和细胞生命体,但是,他们却不断地遇到麻烦。
1992年,科学家偶然间发现了一种寄生体,它在革兰氏染色(细菌鉴别染色方法)时类似于细菌,但不能自主完成生命周期。2003年,科学家将它归为病毒,并正式命名为Mimivirus(mimi:mimickingmicrobe,意为“酷似细菌”)。
发现新的病毒不是新鲜事,现在已经发现的病毒仅占地球病毒种类的一小部分。然而,Mimivirus的发现彻底刷新了人们对病毒的认识。原因在于,这种病毒很大,超过了人们原本认为的病毒应有的大小。于是,科学家兴奋地宣布,他们发现了世界上最大的病毒。
这种病毒大到什么程度呢?我们回顾一下病毒的发现来说这个问题。
2008年,科学家又发现了一种大病毒,将其命名为Mamavirus(其实起这个名字是为了和Mimivirus相呼应,连起来就是妈妈病毒)。这种病毒的大小和基因组长度与Mimivirus差不多,它的宿主也是阿米巴原虫。这些发现,使得科学家对于这类巨型病毒的研究越来越感兴趣。
2011年,科学家在智利海岸分离出了一种更大的病毒,将其命名为Megaviruschilensis,个头比Mimivirus大6.5%,基因数量也多了10%。于是,科学家又一次兴奋地宣布,他们发现了世界上最大的病毒。
然而,这个纪录仅保持了两年就被刷新了。2013年7月,一个研究小组宣布他们发现了两种更大的病毒,分别是从智利Tunquen河口的表层沉积物层中采集到的Pandoravirus-salinus(咸的潘多拉病毒)和从澳大利亚墨尔本附近的一个浅层淡水池塘分离到的Pandoravirus-dulcis(甜的潘多拉病毒),这两种病毒的宿主也是阿米巴原虫。
潘多拉病毒的发现,再一次刷新了人们对病毒的认识。它的长径可以达到1微米,甚至超过了一些细菌(金黄色葡萄球菌直径在0.5微米~1.0微米),普通光学显微镜都可以轻松看到它。咸的潘多拉病毒基因组长度达到247万个碱基对(大肠杆菌基因组长度为400多万个碱基对),编码了2500多个基因,大约为人类基因组编码数量的1/10。
经过初步分析,潘多拉病毒基因组中有约93%的基因功能未知,而且在目前已知的生命体中找不到相似的基因。在可知的信息中,科学家发现,潘多拉病毒也编码了一些蛋白质翻译系统中的组分,但仍然不能自主完成蛋白质合成。另外,依然没有在它们身上找到负责糖代谢的酶和构成细胞骨架的蛋白质,而这些蛋白质在细胞生命体能量代谢和分裂增殖中发挥着重要的作用。同时,科学家在潘多拉病毒的基因组中发现了大量的内含子,这进一步增加了其基因组的复杂性。由于对这种病毒知之甚少,我们还很难对这种病毒的起源和进化进行研究。也正是由于有太多的未知,对这种病毒的研究就像正在打开潘多拉魔盒,里面会有更多的惊奇等待着科学家去发现。
潘多拉病毒的发现着实让科学家兴奋了一次。同样,他们又一次向世界宣布,这是目前发现的世界上最大的病毒。谁也不知道未来还会不会有更大的病毒被发现,不过,大病毒的发现,打破了人们对于病毒的经典认识,促使科学家重新思考病毒的定义以及生命和非生命界限的划分。
关键词:互联网+;高中生物;多媒体教学
引言
在高中教育的体系中,生物学科占据着重要地位。生物学科中蕴含的知识点较多,知识体系庞杂,可以锻炼学生的逻辑思维能力,提高学生的学习水平。但是,很多学生在对生物知识的理解过程中常常会遇到阻碍,导致生物成绩较差。而多媒体教学方法具有直观性的特征,可以将抽象知识转化为具象知识,从而方便学生学习。
一、将多媒体技术应用于高中生物课堂教学中的必要性
(一)深化知识理解
高中学生正处在成长时期,在认知抽象的生物知识时难免会遇到阻碍。高中生物课程的知识以研究生物的形态特征为主,教师需要引导学生对生物现象进行观察。然而生物现象具有微观的特征,学生因此难以把握生物的生理特点,无法对生物知识进行全面吸收。此时,应用多媒体教学方法就可以弥补传统教学方式的不足,达到事半功倍的效果。一方面,多媒体教学方法以互联网作为依托,可以调用网络教育素材来辅助教师对生物知识的讲解[1];另一方面,多媒体教学方法可以将繁杂的生物知识转换为Flash动画等,还能对课程内容进行阶段性划分,以此深化学生对生物知识的理解,提高学生的生物学习能力。
(二)激发学习兴趣
(三)满足学习需求
在教学体制改革的背景下,学生成了课堂的主人,教师作为学生的引导者需要满足学生的学习需求。当代学生具有突出的个性,他们希望能够在课堂上凸显自己的价值。因此,教师应该为学生提供自主探究的机会,拓展学生的联想思维。多媒体教学方式可以呈现异彩纷呈的画面,让学生畅游在瑰丽神奇的生物世界中,感受生物学科的奥秘。在图文的启示下,学生将更加主动地投入课堂学习之中,学习需求将得到充分的满足[2]。
二、将多媒体技术应用于高中生物课堂教学中的具体方法
(一)创设教学情境
(二)坚持以学生为中心
(三)提升反省能力
教师是学习的引导者,不仅要传授给学生必备的学习技巧与学习方法,还要帮助学生进行自我反省,让学生认识到自己的不足之处,从而提高学生的反省能力。例如,教师在讲解《减数分裂》时,可以为学生呈现具体的录像材料。教师可以在多媒体课件中呈现细胞减数分裂的视频,并就该视频内容进行讲解,让学生分析细胞减数分裂的本质,并鼓励学生对所观察到的现象进行陈述。有一些学生描述了细胞减数分裂的不同过程,有一些学生指出了四分体时期的染色单体复制形成,还有一些学生指出在某一阶段染色体数目减半的变化。在学生进行描述后,教师应该启发学生进行更加深入的思考,反省自己是否遗漏了一些细节。此时,教师可以第二次播放视频。这时,学生会发现,一个精原细胞产生了四个细胞,染色体数目减少了一半,从而得到了完整的观察结论。