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關(guān)鍵詞:鈣;園林植物;生理代謝
鈣是一種根重要的礦質(zhì)元素,是植物生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素之一,在植物生理活動中,既起著結(jié)構(gòu)成分的作用,也具有酶的輔助因素功能,它能維持細(xì)胞壁、細(xì)胞膜及膜結(jié)合蛋白的穩(wěn)定性,參與細(xì)胞內(nèi)各種生長發(fā)育的調(diào)控作用。由于鈣在土壤中含量比較豐富,一向不被人們所重視。近年來,隨著園林植物鈣調(diào)素的發(fā)現(xiàn)與研究的深入,鈣與園林植物的生理關(guān)系也逐漸引起人們的關(guān)注。本文就近年來鈣素在園林植物生理代謝中的作用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
一、鈣在細(xì)胞中的存在形式
植物從氯化鈣等鹽類中吸收鈣離子,鈣離子無色、無磁性,并且不參加任何氧化還原反應(yīng)。鈣在細(xì)胞中以多種形式存在,當(dāng)細(xì)胞中的鈣含量在0.1-10mmol/L時,可分為游離鈣、結(jié)合鈣和貯存鈣。不同形態(tài)的鈣具有不同的生理功能。鈣主要存在于葉子或老的器官和組織中,它是一個比較不易移動的元素。
二、鈣在植物體內(nèi)的功能
(一)鈣對細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和功能的影響。細(xì)胞壁主要由纖維素、半纖維素和果膠3種多糖組成,電鏡觀察證實鈣與細(xì)胞壁中果膠酸形成果膠酸鈣,保護(hù)細(xì)胞中膠層結(jié)構(gòu)。當(dāng)鈣在樹體內(nèi)以果膠酸鈣形態(tài)存在時,是細(xì)胞壁和細(xì)胞間層的組成部分,它使相鄰細(xì)胞相互聯(lián)結(jié),增大細(xì)胞的堅韌性。大量研究表明,鈣在維持植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性中起重要作用。
(二)鈣對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的影響。鈣可維持細(xì)胞膜的完整與穩(wěn)定。細(xì)胞膜和液胞膜均是蛋白質(zhì)和脂肪構(gòu)成,而鈣又能影響膜磷脂和膜蛋白在細(xì)胞膜內(nèi)表面的排布,進(jìn)而維持了膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鈣還能減低膜的透性,改變膜對離子的選擇性和親和性,對一些破壞膜完整性的因素有拮抗作用。細(xì)胞中鈣可分為幾個鈣庫,處于動態(tài)平衡中,它們調(diào)節(jié)細(xì)胞外的離子環(huán)境與質(zhì)膜結(jié)構(gòu)和功能,當(dāng)鈣庫平衡失調(diào)時,則會發(fā)生代謝失調(diào),引起生理病害。
(三)鈣對細(xì)胞內(nèi)酶活性的調(diào)控作用。在植物細(xì)胞內(nèi),鈣離子作為第二信使與鈣調(diào)素結(jié)合形成ca2+一鈣調(diào)素復(fù)合物,可活化NA激酶、環(huán)式核苷磷酸脂酶和Ca-ATP酶等;參與多種代謝活動。其機(jī)理為:當(dāng)植物體細(xì)胞受到外界環(huán)境的刺激時,可引起細(xì)胞質(zhì)游離ca2+的增加,隨后ca2+便與CaM結(jié)合而活化,作用于一些生理生化反應(yīng)的位點上,將刺激的信息轉(zhuǎn)化為具體的生化反應(yīng)。缺鈣會造成果實對各種體外刺激反應(yīng)遲鈍,導(dǎo)致生理病害的發(fā)生。
三、鈣對植物激素作用的影響
植物激素的生理作用十分廣泛,對園林植物生長發(fā)育的許多生理生化過程都有調(diào)節(jié)控制作用。經(jīng)研究表明,植物激素的這些作用與鈣素有關(guān)。鈣對植物內(nèi)源激素的調(diào)節(jié)功能起著修飾作用,鈣對激素的反應(yīng)不僅有放大的作用,而且在某些方面也有縮小作用。目前已知,外源高濃度ca2+抑制乙烯生成,延緩衰老:胞質(zhì)內(nèi)ca2+增加,促成乙烯生成,加速衰老。鈣對乙烯的生成影響較為復(fù)雜,這可能與乙的生成遭受的影響因素復(fù)雜有關(guān)。鈣對生長素運輸?shù)挠绊戵w現(xiàn)在生長素的結(jié)合位點上,第一結(jié)合位點位于細(xì)胞膜上,這個結(jié)合位點可被其它二價陽離子所替代,而第二結(jié)合位點直接參與生長素的分泌,可能引起第二信使的使用。這個結(jié)合位點對鈣具有專一性。其它植物激素與鈣關(guān)系也根密切。如蘋果噴施激動索可促使ca向成熟葉片中移動。其作用機(jī)制有人認(rèn)為可能是延遲了葉片衰老,或提高了葉片的蒸騰強(qiáng)度。
四、鈣與果實品質(zhì)的關(guān)系
鈣是決定果實品質(zhì)的一種重要礦質(zhì)營養(yǎng)元素。果實中的鈣有兩種存在形式,即非原生質(zhì)體鈣和原生質(zhì)體鈣,前者與果實的強(qiáng)度有關(guān),在細(xì)胞中起骨架作用:后者與細(xì)胞膜的韌性有關(guān)。
(一)鈣與果實采后生理病害。許多果實的生理失調(diào)癥狀與缺鈣有密切的關(guān)系,研究表明。缺鈣時,細(xì)胞的功能減弱,細(xì)胞膜的流動性和透性發(fā)生改變,中膠層中鈣與果膠的連結(jié)被破壞,進(jìn)而影響細(xì)胞之間的黏結(jié)性,使組織衰老或壞死。許多果實采后,隨著貯藏時間的增加,成熟度會提高,而細(xì)胞壁的果膠會降解,水溶性鈣含量提高,這樣就使細(xì)胞壁上結(jié)合的鈣大量減少,以致細(xì)胞壁區(qū)域與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的濃度差受到破壞,這對維持細(xì)胞功能和延緩衰老非常不利,導(dǎo)致缺鈣產(chǎn)生的病害加劇。
采前或采后鈣處理對防止或是減輕生理病害的發(fā)生起到良好的作用,鈣提高果實抵抗力的機(jī)理可能是:(1)鈣促進(jìn)傷口木栓化。(2)鈣離子與細(xì)胞壁中的果膠結(jié)合,維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),減少細(xì)胞壁的透性,防止果實軟化,從而提高果實抗性。
(二)鈣與果實的儲藏關(guān)系。鈣對果實成熟衰老的調(diào)控作用已有相關(guān)研究。許多試驗表明,果實組織中維持較高的鈣素水平,可以保持果實硬度,降低呼吸速率,抑制乙烯的生成,延長果實的貯藏壽命,提高果實的品質(zhì)。用cac12處理采后荔枝表明,一定濃度中的鈣果實中果膠酶,多聚半乳糖酸活性發(fā)生作用,推遲這種酶活性高峰的來臨,從而延遲果實的衰老。經(jīng)鈣處理的梨和水蜜桃、柑橘、楊梅、獼猴桃、蘋果均能改善果實品質(zhì),延長貯藏期。
(三)果實增鈣措施。許多研究表明,果實內(nèi)鈣含量的增加,可以明顯降低果實貯藏期的呼吸強(qiáng)度,提高抗寒能力。通常生產(chǎn)實踐中,采用采前或采后鈣處理,這樣對防治或減輕生理病害發(fā)生起到很好的效果。生產(chǎn)實踐證明,給蘋果樹補(bǔ)鈣可有效促進(jìn)果實著色和果面蠟質(zhì)形成,減輕病蟲害的發(fā)生,大大提高果品質(zhì)量。
盡管我們在不斷追求創(chuàng)新和改革,努力嘗試更容易被學(xué)生接受的方式方法,但是高中生物教學(xué)中仍然存在一些問題。
1.單一的課堂教學(xué)方式是當(dāng)前高中生物教學(xué)的主要瓶頸。新課程改革的核心在于教學(xué)理念的革新。遺憾的是,有些中學(xué)教師要么觀念陳舊,難以轉(zhuǎn)變,要么知識受限,不能創(chuàng)新。這直接導(dǎo)致新課程改革流于浮淺。有些高中生物教師使用的教學(xué)方法還比較單一,在課堂教學(xué)過程中仍然采用教師講、學(xué)生聽的講授法這種滿堂灌的教學(xué)方式。這種單一的教學(xué)方式不適應(yīng)新課程改革下高中生物教學(xué)的需要,不利于高中生物教學(xué)水平的提高。
2.除了單一的教學(xué)方式,單純追求活躍的課堂氣氛也影響了課堂教學(xué)應(yīng)有的實效性,在一定程度上阻礙了高中生物教學(xué)的有效開展。我們應(yīng)充分意識到課堂氣氛對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)有積極作用,但是如果這種追求變成了唯一目的,往往容易舍本逐末,反而降低了課堂教學(xué)效率。
3.學(xué)生的主體地位沒有引起足夠的重視。此次課程改革的一個顯著的特征就是把本來應(yīng)該屬于學(xué)生的主體地位還給學(xué)生。當(dāng)然,這么做的目的不僅僅是為了改變教學(xué)方式方法,也是為了學(xué)生的全面發(fā)展。然而,在實際的課堂教學(xué)中,教師仍然不習(xí)慣把課堂還給學(xué)生,或者說,仍然不懂得如何把課堂還給學(xué)生。這說明一個重要的問題,要把課堂還給學(xué)生,教師就要更加認(rèn)真地備課,在課堂上還要能隨機(jī)應(yīng)變。不僅如此,教師還要具有更廣博的知識,以應(yīng)對以學(xué)生為主體的課堂可能出現(xiàn)的各種情況。學(xué)生在學(xué)習(xí)中只有經(jīng)歷“做”的過程,才能深刻理解所學(xué)知識。因此,教師在教學(xué)中一定要重視學(xué)生的主體地位,把課堂還給學(xué)生,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
二、新課程改革下的生物教學(xué)探索
1.營造輕松的課堂氛圍。在高中生物教學(xué)中,教師應(yīng)該營造輕松的課堂氛圍,要注重發(fā)揮學(xué)生的主體作用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)生物的積極性,讓學(xué)生在輕松的課堂氛圍中快樂地學(xué)習(xí)生物知識。
2.嘗試使用比喻教學(xué)法。高中生物教材中有一些難以理解的比較抽象的概念、原理、術(shù)語等。為了便于學(xué)生理解和把握,我們可以恰當(dāng)?shù)厥褂帽扔鹘虒W(xué)法,把抽象的知識用形象生動的事物再現(xiàn)出來,使知識更有趣味。使用比喻教學(xué)法,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,加深學(xué)生對知識的印象,使學(xué)生學(xué)得更加輕松,記憶更加深刻。教師要注重聯(lián)系實際生活,通過觀察聯(lián)想,運用比喻教學(xué)法把生活中的直觀結(jié)構(gòu)和生物課程中的微觀結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來,幫助學(xué)生理解生物學(xué)的基本知識和原理,化難為易。值得注意的是,教師要盡可能運用恰當(dāng)新穎的比喻,語言要生動形象,以增強(qiáng)課堂教學(xué)效果。
3.大力開展探究式教學(xué)。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中,教師往往是把知識原原本本地傳授給學(xué)生,教師成了傳聲筒。這樣的課堂顯然不能滿足時代的要求和學(xué)生發(fā)展的需要,所以新課程改革背景下的生物教學(xué)應(yīng)采用探究式的教學(xué)方式,讓學(xué)生在課堂上自主探究,在小組成員的合作下開動腦筋,主導(dǎo)自己學(xué)習(xí)的過程,從而以學(xué)習(xí)主體的身份獲得知識。然而,在此過程中,獲得知識并不是唯一目的,教師還要讓學(xué)生學(xué)會進(jìn)行科學(xué)研究的方法,提高合作能力,并積極培養(yǎng)學(xué)生對生物科學(xué)的興趣。教師要設(shè)置有意義的問題,培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣。此外,在開展探究式教學(xué)過程中,教師要給學(xué)生自由,讓學(xué)生自主探究,教師只需要適當(dāng)引導(dǎo)即可,沒有必要做過多的干涉。這樣,學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,搜集資料,利用所學(xué)到的知識,找到解決問題的方法。
關(guān)鍵詞:生物統(tǒng)計學(xué);精品課程;教學(xué)改革
一、引言
隨著生物科學(xué)的發(fā)展,只有定性的結(jié)論已不能滿足實踐的需要,實現(xiàn)生物科學(xué)結(jié)論定量化是人們長期追求探索的目標(biāo);生物統(tǒng)計學(xué)是生物學(xué)科定量化的重要分析理論與方法,生物統(tǒng)計學(xué)是生物學(xué)科應(yīng)具備的基本知識和素質(zhì),與生命活動有關(guān)的各種現(xiàn)象中普遍存在著隨機(jī)現(xiàn)象,大到森林陸地生態(tài)系統(tǒng),小至分子水平,均受到許多隨機(jī)因素的影響,表現(xiàn)為各種各樣的隨機(jī)現(xiàn)象,而生物統(tǒng)計學(xué)正是從數(shù)量方面揭示大量隨機(jī)現(xiàn)象中存在的必然規(guī)律的學(xué)科。因此,生物統(tǒng)計學(xué)是一門在實踐中應(yīng)用十分廣泛的工具學(xué)科,它是生命科學(xué)各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,對后續(xù)生命科學(xué)課程學(xué)習(xí)和生物科研有重要作用。
同時,生物統(tǒng)計作為數(shù)理統(tǒng)計在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,是教學(xué)難度較大的一門課程。因此,在生物統(tǒng)計學(xué)精品課程建設(shè)過程中,針對各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的定位,因材施教,更新教育理念,加強(qiáng)實踐訓(xùn)練,在教學(xué)方法和教學(xué)手段上進(jìn)行改革和大膽探索。
二、二十一世紀(jì)對生物統(tǒng)計學(xué)課程的重新定位
(一)新世紀(jì)對生物統(tǒng)計學(xué)課程提出的新要求。
二十世紀(jì)上半葉農(nóng)業(yè)和遺傳統(tǒng)計學(xué)首先獲得了發(fā)展,在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的生物統(tǒng)計學(xué)、統(tǒng)計流行病學(xué)、隨機(jī)化臨床試驗學(xué)已經(jīng)成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀(jì)里顯著提高了人類的期望壽命。
21世紀(jì)人類基因組,基因芯片等實驗科學(xué)產(chǎn)生出的巨量數(shù)據(jù),需要新工具來組織和提取重要信息。
將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息需要統(tǒng)計理論和實踐方面的洞察力、技術(shù)和訓(xùn)練。
未來的生物統(tǒng)計學(xué)將會與信息技術(shù)密切結(jié)合,較少側(cè)重傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計,而會更多注意數(shù)據(jù)分析,尤其是大型數(shù)據(jù)庫的處理。生物統(tǒng)計學(xué)越來越不同于其它數(shù)學(xué)領(lǐng)域,計算機(jī)和信息科學(xué)工具至少和概率論一樣重要。
(二)生物統(tǒng)計學(xué)對大學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的作用。
生物統(tǒng)計學(xué)的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體,這樣得到的結(jié)論有很大的可靠性但有一定的錯誤率,這是統(tǒng)計分析的基本特點,因此在生物統(tǒng)計課程的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學(xué)試驗的結(jié)果。
生物統(tǒng)計學(xué)是通過個別的試驗研究得出其一般性結(jié)論,屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學(xué)歸納法,是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學(xué)的研究中絕大多數(shù)涉及到的是隨機(jī)事件,因此,生物統(tǒng)計學(xué)不僅是試驗設(shè)計與統(tǒng)計方法的教學(xué),更重要的還是大學(xué)生思維方式的培養(yǎng),這對提高大學(xué)生的素質(zhì)很有必要。
生物統(tǒng)計學(xué)包括試驗設(shè)計和統(tǒng)計方法兩個有機(jī)聯(lián)系的組成部分。通過試驗設(shè)計的教學(xué)可提高大學(xué)生設(shè)計研究課題試驗方案的能力,使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設(shè)計方法等方面的內(nèi)容。通過統(tǒng)計方法的教學(xué)除讓學(xué)生弄清各種統(tǒng)計方法的內(nèi)涵外,還需要使學(xué)生能夠正確地選擇最適合的統(tǒng)計方法,以揭示資料潛在的信息,達(dá)到研究的最終目的,從而提高大學(xué)生科學(xué)研究素質(zhì)。
三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革
(一)加強(qiáng)電子課件及網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)。
生物統(tǒng)計學(xué)是應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計原理研究生物界數(shù)量變化的學(xué)科,而概率統(tǒng)計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度,加之課程學(xué)時的減少(由原來的60-70學(xué)時,降到現(xiàn)在的40學(xué)時左右),如何深入淺出地引導(dǎo)學(xué)生入門,并使學(xué)生在了解概率統(tǒng)計思想的基礎(chǔ)上,掌握常用統(tǒng)計分析方法的應(yīng)用及使用條件是課程的教學(xué)難點。為此,我們利用多媒體技術(shù),制作了與教材配套的課件,通過在課堂上把抽象內(nèi)容形象化與直觀化,收到了良好教學(xué)效果。建設(shè)了一個生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)支撐平臺,現(xiàn)有課程簡介、教學(xué)大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統(tǒng)計學(xué)》教材、課程錄像、實習(xí)指導(dǎo)、在線測試題、參考文獻(xiàn)、其它教學(xué)資源等欄目,免費向全校師生開放。
(二)將多媒體教學(xué)優(yōu)勢與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律有機(jī)結(jié)合,用較少的學(xué)時得到良好的教學(xué)效果。
多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。
但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律相結(jié)合,多媒體教學(xué)就可能會帶來一些弊端諸如:(1)內(nèi)容多,幻燈片變換快,由照本宣科變?yōu)檎掌列疲瑸樾碌摹皾M堂灌”;(2)課件圖片多,內(nèi)容以展示為主,缺乏啟發(fā)性;(3)教學(xué)內(nèi)容常用滿屏的方式顯示(即所謂“死屏”),老師照著屏幕上的內(nèi)容給學(xué)生講解,失去了傳統(tǒng)教學(xué)方法,老師邊講邊板書能給學(xué)生留下比較深刻印象的特點,缺乏吸引力。
而多媒體在教學(xué)中只能充當(dāng)工具的角色,在教學(xué)過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律緊密結(jié)合在一起。在制作課件時,采用啟發(fā)式教學(xué)方式,精煉教學(xué)內(nèi)容,模仿傳統(tǒng)教學(xué)書寫板書的過程,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易程度,采用逐字、逐句、逐段顯示教學(xué)內(nèi)容的動畫方式。在課堂教學(xué)中,老師仍然保持傳統(tǒng)教學(xué)方法的教姿教態(tài),在授課的過程中與學(xué)生保持互動,根據(jù)學(xué)生在課堂上接受知識的能力,掌握屏幕上顯示內(nèi)容的速度,必要時輔以板書進(jìn)行講解。這樣做既發(fā)揮了多媒體教學(xué)的特點,又充分照顧到學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,在內(nèi)容沒有縮減,學(xué)時減少近三分之一的情況下,仍然取得良好的教學(xué)效果。
(三)長期堅持教育教學(xué)方法及教學(xué)規(guī)律的研究。
生物統(tǒng)計學(xué)的理論基礎(chǔ)是概率論與數(shù)理統(tǒng)計,從這個層面上講,它有非常濃的數(shù)學(xué)味道,但是它又有別于概率論與數(shù)理統(tǒng)計,生物統(tǒng)計學(xué)更主要強(qiáng)調(diào)的是概率論及數(shù)理統(tǒng)計的思想和方法在解決生命科學(xué)中一些具體問題的應(yīng)用。因此在教學(xué)過程中就存在一個“度”的把握問題,如果將概率論及數(shù)理統(tǒng)計的原理講得太多,一是學(xué)時不允許,二是學(xué)生難以消化,得不到好的教學(xué)效果;如果只注重方法的講解,學(xué)生知其然不知其所以然,就會誤入亂套公式的歧途。經(jīng)過將教學(xué)的重點放在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生重點掌握統(tǒng)計方法的功能與用途,方法與步驟,防止各類方法的誤用,淡化定理的證明與公式的推導(dǎo)。在教學(xué)內(nèi)容的安排上采用“保干削枝”,即在學(xué)時減少很多的情況下,將一些次要的統(tǒng)計方法去掉,也要保證有足夠的學(xué)時講授理論分布與抽樣分布、統(tǒng)計假設(shè)測驗等方面的內(nèi)容,讓學(xué)生掌握生物統(tǒng)計學(xué)中所蘊(yùn)含的概率論及數(shù)理統(tǒng)計的思想精髓,從而避免學(xué)生亂套統(tǒng)計公式。
(四)密切跟蹤生命科學(xué)發(fā)展的前沿動向,探索生物統(tǒng)計學(xué)解決前沿問題的理論與方法。
統(tǒng)計學(xué)在生物學(xué)中的應(yīng)用已有長遠(yuǎn)的歷史,許多統(tǒng)計的理論與方法也是自生物上的應(yīng)用發(fā)展而來,而且生物統(tǒng)計是一個極重要的跨生命科學(xué)各研究領(lǐng)域的平臺。現(xiàn)在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)與生物信息學(xué)的蓬勃發(fā)展,使得生物統(tǒng)計在這些突破性生物科技領(lǐng)域上扮演著不可或缺的角色。在課程建設(shè)中,隨時注意納入生物統(tǒng)計學(xué)在前沿領(lǐng)域研究應(yīng)用的內(nèi)容,增強(qiáng)課程的活力,提高教師和學(xué)生面向生物產(chǎn)業(yè)主戰(zhàn)場解決實際問題的能力。
四、加強(qiáng)實踐教學(xué),注重學(xué)生能力培養(yǎng)
生物統(tǒng)計學(xué)要不要開實驗課,怎樣開實驗課,一直存在爭議,在此認(rèn)為生物統(tǒng)計學(xué)不僅應(yīng)該開設(shè)實驗課,而且還要將實踐教學(xué)的重點放在計算機(jī)技術(shù)和統(tǒng)計軟件的應(yīng)用上,讓學(xué)生不僅掌握統(tǒng)計方法,而且加深對原理的認(rèn)識,獲得就業(yè)或升學(xué)的必備計算機(jī)統(tǒng)計技能,提高解決復(fù)雜問題的能力。
(一)開展統(tǒng)計軟件的實習(xí),擴(kuò)大學(xué)生的視野,提高學(xué)生素質(zhì)。
20世紀(jì)20年展起來的多元統(tǒng)計方法雖然對于處理多變量的種類數(shù)據(jù)問題具有很大的優(yōu)越性,但由于計算工作量大,使得這些有效的統(tǒng)計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機(jī)技術(shù)的誕生與發(fā)展,使得復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作變得非常容易,所以充分利用現(xiàn)代計算技術(shù),通過計算機(jī)軟件將統(tǒng)計方法中復(fù)雜難懂的計算過程屏障起來,讓用戶直接看到統(tǒng)計輸出結(jié)果與有關(guān)解釋,從而使統(tǒng)計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中,各課程的教學(xué)時數(shù)與達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)所需完成的教學(xué)內(nèi)容相比還是不足的。為此,可以通過標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計軟件的教學(xué)實習(xí)來達(dá)到以點帶面,擴(kuò)大學(xué)生視野,提高學(xué)生素質(zhì)。
為此我們建立了一個專用于實習(xí)教學(xué)的生物統(tǒng)計電腦實驗室。現(xiàn)共有50余臺電腦,并連接到校園網(wǎng)。實驗室配備有指導(dǎo)教師,負(fù)責(zé)對上機(jī)的學(xué)生答疑。除按教學(xué)計劃進(jìn)行的正常實習(xí)教學(xué)外,實驗室還對優(yōu)秀學(xué)生免費開放,鼓勵他們結(jié)合教師的科研活動,應(yīng)用所學(xué)生物統(tǒng)計學(xué)知識,學(xué)習(xí)新的生物統(tǒng)計學(xué)知識,掌握應(yīng)用計算機(jī)解決生物統(tǒng)計學(xué)問題的技能。
(二)全方位、多層次的實踐教學(xué)。
為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,必須將本課程的實踐教學(xué)活動延伸到課堂教學(xué)外,開展全方位、多層次的實踐教學(xué)。
在原綿陽農(nóng)專期間,主要在作物育種、作物栽培、動物營養(yǎng)等課程實驗與實習(xí)中,根據(jù)相關(guān)內(nèi)容加入了試驗設(shè)計方法以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的相關(guān)內(nèi)容。
組建了西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院以后,由原來的單一農(nóng)科專業(yè)變成了理、工、農(nóng)三大學(xué)科均有專業(yè)的格局。雖然專業(yè)的學(xué)科歸屬不同,但有一點是相通的,其內(nèi)涵均屬于生命科學(xué)的范疇。以科學(xué)研究的方法進(jìn)行劃分,均屬于實驗科學(xué)。
掌握正確的實驗設(shè)計方法,從不確定性數(shù)據(jù)中挖掘事物的客觀規(guī)律,是實驗科學(xué)工作者必備的技能。因此,我們將原來只是在農(nóng)科專業(yè)上延伸實踐教學(xué)的作法推廣到全院的所有專業(yè),結(jié)合實驗課教學(xué)的改革,對發(fā)酵工藝學(xué)實驗、植物細(xì)胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學(xué)實驗等課程的內(nèi)容全部或部分改為用生物統(tǒng)計學(xué)指導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實驗設(shè)計,把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變?yōu)樵囼灄l件的優(yōu)化試驗,提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設(shè)計、單因素試驗設(shè)計、多因素試驗設(shè)計、正交試驗設(shè)計、均勻試驗設(shè)計,對試驗結(jié)果要求學(xué)生使用統(tǒng)計學(xué)的方法對進(jìn)行分析和討論,最后得出最佳試驗條件。
這樣的實驗教學(xué)改革起到了一箭雙雕的作用,從專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課的角度看,改驗證性實驗為設(shè)計型、綜合性實驗,增強(qiáng)了學(xué)生解決實際問題的能力,培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維的能力;從生物統(tǒng)計學(xué)角度看,將課程的教學(xué)實踐延伸到課程外,彌補(bǔ)了學(xué)時的不足,更重要的是學(xué)生將自己學(xué)到的統(tǒng)計學(xué)知識,轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力,知識得到很好的內(nèi)化。
此外,在學(xué)生課外科技活動中指導(dǎo)學(xué)生選用正確的實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析方法,提升科技作品的檔次;在畢業(yè)論文(設(shè)計)中要求學(xué)生采用恰當(dāng)?shù)纳锝y(tǒng)計學(xué)方法進(jìn)行設(shè)計與分析,寫出高質(zhì)量的畢業(yè)論文(設(shè)計)。
通過這樣的教學(xué)實踐,訓(xùn)練了學(xué)生的統(tǒng)計思維能力,使學(xué)生充分認(rèn)識到掌握生物統(tǒng)計學(xué)這一工具的重要性和必要性,增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)好用好這門工具的信心,提高了學(xué)生從復(fù)雜的生命現(xiàn)象中挖掘事物客觀發(fā)展規(guī)律的能力。
精品課程是集科學(xué)性、先進(jìn)性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身的優(yōu)秀課程。作為精品課程的載體,應(yīng)具有一流的教師隊伍、一流的教學(xué)內(nèi)容、一流的教學(xué)方法、一流的教材、一流的教學(xué)管理等特點。與之相比,我們在生物統(tǒng)計學(xué)精品課程的建設(shè)上,才剛剛起步,今后還要在教材建設(shè)、師資隊伍建設(shè)、科學(xué)研究等方面加大力度,將生物統(tǒng)計學(xué)建設(shè)成體現(xiàn)現(xiàn)代教育教學(xué)思想、符合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和適應(yīng)社會發(fā)展進(jìn)步的需要、能夠促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展而深受學(xué)生歡迎的一門課程。
參考文獻(xiàn):
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是近幾年來發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一,知識更新非???,新的生化技術(shù)不斷涌現(xiàn),這就要求生物化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容不斷更新?;谶@一要求,教研室組織骨干教師重新編輯了針對性強(qiáng)的“生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗指導(dǎo)”,具體如下:刪減了比較陳舊的驗證性實驗,如某種物質(zhì)的性質(zhì)鑒定、含量測定或某種生化技術(shù)的學(xué)習(xí)等,增加了綜合實驗和創(chuàng)新實驗比例,增開蛋白質(zhì)分離純化、核酸提取鑒定、PCR技術(shù)、基因工程、分子雜交等實驗項目。通過兩年實驗教學(xué)反饋、實驗項目更新,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊合作意識,能熟練掌握生物化學(xué)實驗技能,為他們未來工作或繼續(xù)深造奠定一定科研基礎(chǔ)。為了滿足不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)需要,新編的“生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗指導(dǎo)”采用中英文版,軍醫(yī)出版社出版。
二、教學(xué)方法的改革
(一)突出學(xué)生主體地位傳統(tǒng)的教學(xué)模式都是教師講解,學(xué)生根據(jù)教師講的內(nèi)容進(jìn)行操作,忽視了學(xué)生在實驗教學(xué)中的主體作用,學(xué)生處于一種被動接受、機(jī)械的狀態(tài)。學(xué)生普遍積極性不高,課后對所做實驗基本沒什么印象,對結(jié)果的分析也很膚淺。為了增強(qiáng)學(xué)生自主獲取知識欲望,突出學(xué)生主體地位,教學(xué)方法必須改革。首先將學(xué)生放到一個主動學(xué)習(xí)的位置上,我們隨機(jī)選擇了11級法醫(yī)專業(yè)的學(xué)生,將學(xué)生分成幾個小組,提前給學(xué)生布置血漿清蛋白分離純化,每個小組負(fù)責(zé)設(shè)計實驗方法、實驗課每小組發(fā)言交流、根據(jù)交流情況給每個學(xué)生一定的實驗分值。實驗課堂上,學(xué)生查閱資料和實驗方法進(jìn)行交流,不同小組所用的主要方法有鹽析及凝膠層析、電泳法、離心法等。通過學(xué)生互相交流,大家掌握了蛋白質(zhì)分離純化的主要方法及實驗原理。最后教師簡單根據(jù)學(xué)校實際情況采用鹽析及凝膠層析法對血漿清蛋白分離。
(二)開放實驗室調(diào)動學(xué)生的積極性,發(fā)揮他們豐富的想象力,鼓勵學(xué)生探索最佳的實驗方法和實驗條件,培養(yǎng)學(xué)生善于思考的習(xí)慣,滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,僅靠課堂還是不夠的。學(xué)生做完一個實驗不但對實驗的原理﹑操作等要有深刻理解,最好對相關(guān)知識也要有一定了解,做到舉一反三。所以我們針對實驗課的內(nèi)容,選擇性開放實驗室。讓學(xué)生結(jié)合自己的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生要查閱資料寫一個小的報告,實驗教師審查過后在實驗室操作。如做完“雙縮脲法測蛋白質(zhì)含量”的實驗后,學(xué)生可以選擇不同實驗材料或測定蛋白質(zhì)含量不同的實驗方法進(jìn)行實驗。通過開放實驗室,使對生物化學(xué)有興趣的學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí),滿足不同層次學(xué)生要求。我們還開設(shè)生物化學(xué)虛擬實驗室對基因工程、分子雜交等實驗項目時間周期長、實驗要求高,目前不能大面積開展的實驗項目進(jìn)行虛擬實驗。借助虛擬實驗室可以在課堂或者實驗室開放時間讓學(xué)生掌握這些最基本的生物化學(xué)實驗技術(shù)。
(三)實驗考核的改革從2012年開始,生物化學(xué)實驗與分子生物學(xué)成為一門獨立的課程,即生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗技術(shù),因此,實驗課程的考核顯得越來越重要。以前的考核項目是上課表現(xiàn)、實驗報告、實踐操作。改革后根據(jù)學(xué)生課堂全程表現(xiàn)給出合理分?jǐn)?shù),具體將他們積極提問、回答問題的表現(xiàn)記入上課表現(xiàn)分,激發(fā)他們積極討論的興趣,營造積極向上的氛圍。實驗過程中根據(jù)學(xué)生動手程度、實驗結(jié)果給一個課堂表現(xiàn)分,實驗報告主要根據(jù)實驗報告完整性、實驗結(jié)果、結(jié)果分析給出合理分?jǐn)?shù)。最后對學(xué)生進(jìn)行實驗理論閉卷考試。學(xué)生成績由筆試成績、實驗報告成績、操作成績?nèi)糠謽?gòu)成。通過考核內(nèi)容改革學(xué)生主動性、參與操作程度,基本實驗原理理解程度增強(qiáng),減少實驗成績不客觀因素。
三、總結(jié)
【論文摘要】物理學(xué)是一切自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的基礎(chǔ),來源于生活實踐又應(yīng)用于生活實踐,對科學(xué)的發(fā)展、社會的進(jìn)步起著不可估量的作用。對于青少年來說,它可以揭開大千世界的奧秘,又可以使他們志向高遠(yuǎn),憧憬未來,應(yīng)該是學(xué)生們最為鐘情的一門課程。然而,有時它竟是學(xué)生最為恐懼和頭疼的課程,本文重在解決高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理時出現(xiàn)的問題。
經(jīng)過多方面的調(diào)查研究、溝通交流,發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的高中學(xué)生,在談到高中學(xué)習(xí)時,都反映高中的物理是所學(xué)科目中最難的,高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理感覺較難的原因主要有:初、高中物理教材研究的內(nèi)容、深度及初高中物理學(xué)習(xí)方法的要求不同,是學(xué)生感覺較難的客觀原因;物理學(xué)習(xí)中沒有斗志、毅力,不自信、心理素質(zhì)差及學(xué)生的性別心理不同,是學(xué)生感覺難學(xué)的主觀原因。作為物理教師對此問題如果認(rèn)識不清,將直接影響學(xué)生高中三年的物理學(xué)習(xí),也難保證教學(xué)任務(wù)的完成。通過對學(xué)生學(xué)習(xí)中存在原因的研究,作者總結(jié)出解決方案如下,以供大家參考:
一、培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)科情感,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)情商
首先,教師要使學(xué)生對學(xué)習(xí)物理有興趣、有信心?!芭d趣是最好的老師”,學(xué)生的學(xué)習(xí)活動最易從興趣出發(fā),教學(xué)中若不重視激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生便會失去學(xué)習(xí)的信心和動力,對概念、定理和重要定律似是而非、模棱兩可,這就必然導(dǎo)致學(xué)生做不好題,對物理感到頭痛,學(xué)習(xí)情緒低落,成績自然無法提高。蘇霍姆林斯基曾把學(xué)生的情感比作土地,把學(xué)生的智力比作種籽,他說:“只關(guān)心種籽而忘了耕地等于撒下種籽喂麻雀?!币虼丝芍?,興趣和很好的動機(jī),能夠很大地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。激發(fā)學(xué)生的興趣,教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)的作用,并體現(xiàn)出學(xué)生的主體地位;要改變一講到底的做法,而是根據(jù)教學(xué)目的,通過“設(shè)疑”、“析疑”啟發(fā)學(xué)生的思維,鼓勵學(xué)生提問和發(fā)表自己的見解,參與課堂討論,營造一個寬松和諧的教學(xué)環(huán)境;要處理好師生關(guān)系,激勵學(xué)生不怕挫折,勇于前進(jìn);要“思學(xué)生所想,解學(xué)生所難,料學(xué)生所錯,投學(xué)生所好”。
其次,注重物理實驗在教學(xué)中的作用。新課改中物理實驗的教學(xué)加重了,演示實驗可以使他們“眼見為實”,學(xué)生實驗更使他們有自己動手的機(jī)會,課外小實驗又有趣,學(xué)生都比較樂于參與。經(jīng)過調(diào)查,實驗是深受學(xué)生歡迎的,良好的實驗課可以提高學(xué)生的興趣,并且簡單的、生活化的實驗材料可以給學(xué)生親切感,消除對物理學(xué)科的畏難情緒。
再次,加強(qiáng)多媒體的應(yīng)用。多媒體技術(shù)服務(wù)于教學(xué)主要有以下優(yōu)點:(1)將文字、圖像、聲音、動畫有機(jī)結(jié)合,多種感官刺激,易于激發(fā)學(xué)生興趣。(2)傳輸信息量大,傳遞速度可隨機(jī)調(diào)節(jié),以及操作的可重復(fù)性,易于學(xué)生對知識的接受。(3)交互性強(qiáng),有益于學(xué)生主體地位的培養(yǎng)。以計算機(jī)為核心的信息技術(shù)推動社會進(jìn)入了一個信息化的社會,新課改下以多媒體技術(shù)為靈魂的現(xiàn)代信息教育技術(shù)賦予傳統(tǒng)教育以新的內(nèi)涵。
認(rèn)識到學(xué)習(xí)興趣、學(xué)科情感對物理教學(xué)的重要性并能采取相應(yīng)的措施,學(xué)生就會早日進(jìn)入物理學(xué)習(xí)的正軌,主動克服物理學(xué)習(xí)的困難,教與學(xué)也就更加相輔相成了。
二、重視與加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)方法
西方一位頗有名氣的學(xué)者埃德加•富爾在《學(xué)會生存》中寫道:“未來的文盲不再是不識字的人,而是沒有學(xué)會怎樣學(xué)習(xí)的人?!泵绹摹毒攀甏奶魬?zhàn)》一書中指出:“在不斷變動的世界上,沒有任何一門或一套課程可供不可見的未來使用,或可供你終身受用。現(xiàn)在需要的最重要的技能是學(xué)會如何學(xué)習(xí)。”因此,物理教學(xué)過程,不僅是傳授知識、技能的過程,更應(yīng)是教會學(xué)生如何學(xué)習(xí)物理的過程。物理教學(xué),原本就有教師的教和學(xué)生的學(xué)兩個方面,當(dāng)前物理教學(xué)中普遍存在著重教師教法的探討輕學(xué)生學(xué)法的研究的現(xiàn)象,這對于開發(fā)學(xué)生智力,培養(yǎng)學(xué)生能力,提高物理教學(xué)質(zhì)量,從而實現(xiàn)素質(zhì)教育是極為不利的。實踐證明:學(xué)生學(xué)物理效率的高低、成績的好壞,很大程度上取決于學(xué)生學(xué)習(xí)方法是否科學(xué),因此,我們不僅應(yīng)重視教師教法的探討,更應(yīng)重視學(xué)生學(xué)法的指導(dǎo)研究。新課改更重視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索過程,畢竟,科學(xué)過程是科學(xué)家們從事科學(xué)活動的智力勞動過程。把科學(xué)過程與科學(xué)思維、科學(xué)方法引入物理課程,不僅能使學(xué)生有身臨其境之感,而且能領(lǐng)略前輩大師的研究方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神,得其精髓,有所借鑒。所以,物理課程不應(yīng)該把人類認(rèn)識自然的歷史擦去,科學(xué)家們曲折頑強(qiáng)而又閃爍著智慧的創(chuàng)造性思維和實踐過程,不能被公式和邏輯的面紗遮蓋。離開了引向結(jié)果的方法過程,而只追求裸的結(jié)果,就等于沒有結(jié)果。
第斯多惠指出:“一個壞的教師奉送真理,一個好的教師則教人發(fā)現(xiàn)真理?!蔽覀冋J(rèn)為,學(xué)生學(xué)習(xí)的過程實際上就是學(xué)生獲取、整理、貯存、運用知識和獲得學(xué)習(xí)能力的過程,因此,中學(xué)物理學(xué)習(xí)方法應(yīng)主要包括如下幾個方面:一是學(xué)生獲取物理知識的方法,如:觀察、實驗、預(yù)習(xí)、聽課、做筆記、思考、作業(yè)、考試的方法等;二是學(xué)生整理知識的方法;三是學(xué)生記憶的方法;四是學(xué)生運用知識處理物理問題的方法,如等效法、聯(lián)想法、類比法、化歸法、外推法等一般科學(xué)方法,再如臨界問題分析法、動態(tài)電路分析法等具體解題方法;五是學(xué)生選擇合適學(xué)法的方法,如學(xué)生如何選擇合乎自身學(xué)習(xí)特點的記憶方法、做筆記的方法等。新課改理念下的教師,決非僅僅是知識的傳授者,而應(yīng)該把自己視為激發(fā)、鼓勵、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和探索的引導(dǎo)者、促進(jìn)者、咨詢者、支持者,應(yīng)從“知識傳授者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸R探索的導(dǎo)航者”。學(xué)生則成為教學(xué)活動的主體,具有自主性,能自我調(diào)控,主動接受教育影響,通過一系列的自主學(xué)習(xí)活動,積極地把書本上介紹的科學(xué)知識轉(zhuǎn)化為自己的精神財富,并能用于實踐。
教師與學(xué)生都要認(rèn)識到學(xué)習(xí)方法的重要,教師如果能指導(dǎo)學(xué)生掌握一套良好的學(xué)習(xí)方法,學(xué)生必然會喜歡物理并能夠順利適應(yīng)高中的物理教學(xué)。
三、注意性別差異,消除性別差異心理
雖然學(xué)生存在性別差異,但是要讓他們都明白:每個人的大腦生理結(jié)構(gòu)都是相同的,不存在思維學(xué)習(xí)上的差異。在高中物理學(xué)習(xí)中,女生處于劣勢不是絕對的,不應(yīng)盲目自卑,通過努力,女生也可以取得優(yōu)秀的成績,比如,2007年全國各省的高考狀元絕大多數(shù)是女生。所以,教師要多通過事例與學(xué)生交流、溝通,多給女生以充分的鼓勵,樹立其自信心,消除過重的心理壓力,讓其明白“人人是可樹之人”,絕不放棄與輕視任何一個學(xué)生,使每一位學(xué)生都有信心學(xué)好物理。
以上我們針對高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理感覺較難的主客觀原因,提出了一些解決的建議,我們認(rèn)為教師在具體教學(xué)中應(yīng)循序漸進(jìn)、因勢利導(dǎo),逐步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、信心及各個方面的能力,使其養(yǎng)成好的學(xué)習(xí)方法;同時,當(dāng)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)上遇到心理障礙時,我們一定要想辦法幫助他們盡早克服,使他們盡快適應(yīng)高中學(xué)習(xí)的過渡期。相信只要我們共同關(guān)注教育的發(fā)展、重視學(xué)生的成長、思考教育中出現(xiàn)的問題并想法解決,必將取得師生的和諧發(fā)展、共同進(jìn)步,教育事業(yè)的明天也將會更加燦爛。
【參考文獻(xiàn)】
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