生物模型教程视频,生物模型怎么激活电脑系统
1.如何上好初中生物课?
2.数学家图灵的理论,是怎样解释生物进化这回事的?
3.浅谈如何激发学生学习生物的兴趣
4.如何提高初中生物课的有效教学
5.神经网络模型用于解决什么样的问题
生物学释义:研究生物(包括动物、植物和微生物)的结构、功能、发生和发展规律的科学。
生物学(Biology),简称生物,是自然科学六大基础学科之一。研究生物的结构、功能、发生和发展的规律。以及生物与周围环境的关系等的科学。生物学源自博物学,经历实验生物学、分子生物学而进入了系统生物学时期。
一、学科分类
生物分类学是研究生物分类的方法和原理的生物学分支。分类就是遵循分类学原理和方法,对生物的各种类群进行命名和等级划分。瑞典生物学家林奈将生物命名后,而后的生物学家才用域(Domain)、界(Kingdom)、门( Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)加以分类。最上层的界,由怀塔克所提出的五界,比较多人接受;分别为原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及动物界。 从最上层的“界”开始到“种”,愈往下层则被归属的生物之间特征愈相近。共有七大类,分别是:界门纲目科属种。
二、研究意义
生物与人类生活的许多方面都有着非常密切的关系。生物学作为一门基础科学,传统上一直是农学和医学的基础,涉及种植业、畜牧业、渔业、医疗、制药、卫生等等方面。随着生物学理论与方法的不断发展,它的应用领域不断扩大。生物学的影响已突破上述传统的领域,而扩展到食品、化工、环境保护、能源和冶金工业等等方面。如果考虑到仿生学,它还影响到电子技术和信息技术。
人口、食物、环境、能源问题是当前举世瞩目的全球性问题。世界人口每年的增长率约20%,大约每过35年,人口就会增加一倍。地球上的人口正以前所未有的速度激增着。人口问题是一个社会问题,也是一个生态学问题。人们必须对人类及环境的错综复杂的关系进行周密的定量的研究,才能对地球、对人类的命运有一个清醒的认识,从而学会自己控制自己,使人口数量维持在一个合理的数字上。在这方面生物学应该而且可能做出自己的贡献。内分泌学和生殖生物学的成就导致口服避孕药的发明,已促进了计划生育在世界范围内的推广。在人口问题中,除了数量激增以外,遗传病也严重威胁人口质量。一些资料表明,新生儿中各种遗传病患者所占的比例在 3%~10.5%之间。在中国的部分山区,智力不全者占2%~3%,个别地区达10%以上。揭示产生遗传病的原因,找到控制和征服遗传病的途径无疑是生物学又一重要任务。进行家系分析以确定患者是否患有遗传病,对患者提出有益的遗传指导和劝告;通过对胎儿的脱屑细胞进行染色体分析和各种酶的生化分析,以诊断未来的婴儿是否有先天性遗传性疾病。这些方法都能避免或减少患有遗传病婴儿的出生,以减轻家庭和社会的沉重负担。将基因工程应用于遗传病的治疗称为基因治疗,在实验动物上对几种遗传病的基因治疗已取得一些进展。随着基因工程技术的发展,基因治疗将为控制和治疗人类遗传病开辟广阔的前景。
和人口问题密切相关的是食物问题。食物匮乏是发展中国家长期以来未能解决的严重问题,当前世界上有几亿人口处于营养不良状态。到21世纪初,粮食生产至少每年要增长3%~8%才能使食物短缺状况有所改善。人类食物的最终来源是植物的光合作用,但在陆地上扩大农业生产的土地面积是有限的,增加食物产量的主要道路是改进植物本身。过去,在发展科学的农业和“绿色革命”方面,生物学已做出巨大的贡献。今天,人类在一定限度内定向改造植物,用基因工程、细胞工程培育优质、高产、抗旱、抗寒、抗涝、抗盐碱、抗病虫害的优良品种已经不是不切实际的遐想。植物基因工程一些关键技术已经有所突破,得到了一些转基因植物。此外,利用富含蛋白质的藻类、细菌或真菌,进行大规模培养,并从中获得单细胞蛋白质。由于成功地利用了基因工程并取得了大规模连续发酵工程的技术经验,单细胞蛋白技术已经取得了重大突破。氨基酸是蛋白质的单体,植物蛋白往往缺少某几种人体必需的氨基酸,如果在食品中添加某种氨基酸,将会大大提高植物蛋白的生物学价值。用微生物发酵、固定化细胞或固定化酶技产氨基酸,已经逐步形成比较完整的体系,可以预料,氨基酸生产将在营养不良问题上发挥日益重要的作用。现代生物学成就和食品工业相结合,已使食品工业成为新兴的产业而蓬勃地发展起来。
20世纪生态学关于人与自然关系的研究,唤醒人类重视赖以生存的生态环境。工业废水、废气和固体废物的大量排放,农用杀虫剂、除莠剂的广泛使用,使大面积的土地和水域受到污染,威胁着人类生产和生活。这就要求人们更深入地研究生物圈中物质和能的循环的生态学规律,并在人类的经济生活以及其他社会生活中,正确的运用这些规律,使生物能够更好地为人类服务。现代生物学证明,微生物所具有的生物催化活性是极为广泛的,利用富集培养法几乎可以找到降解任何一种含毒有机化合物的微生物,利用基因工程等技术还可以不断提高它们的降解作用。因此,有降解作用的微生物及其酶制剂就成为消除污染的有力手段。利用微生物防治害虫,以部分代替严重污染的有机杀虫剂也是大有前途的。在农业中尽快使用生物防治、生物固氮等新技术,改变农业过分依赖石油化工的局面,这是关系到恢复自然生态平衡的大事,也是农业发展的大势所趋。大量消耗资源的传统农业必将向以生物科学和技术为基础的生态农业转变
全世界的化工能源(石油、煤等)贮备总是有限的,总有一天会枯竭。因此,自然界中可再生的生物资源(生物量) 又重新被人所重视。自然界中的生物量大多是纤维素、半纤维素、木质素。将化学的、物理的和生物学的方法结合起来加工,就可以把纤维素转化为酒精,用作能源。有人估计,到20世纪末全世界的汽车约有35%将使用生物量(酒精)。沼气是利用生物量开发能源的另一产品。中国和印度利用农村废料进行厌氧发酵产生沼气已作出显著成绩。世界上已经出现了利用固相化细胞技术的工业化沼气厌氧反应器。一些单细胞藻类中含有与原油结构类似的油类,而且可高达总重的70%,这是另一个引人注目的可再生的生物能源。太阳能是人类可以利用的最强大的能源,而生物的光合作用则是将太阳能固定下来的最主要的途径,可以预测,利用生物学的理论和方法解决能源问题是大有希望的。
此外,对人口、食物、环境、能源等问题进行综合研究,开创各种综合解决这些问题的方法的农业生态工程的兴起,最终将发展新的、大规模的近代化农业。
上面的叙述,仅就人口、食物、环境、能源问题和生物学的关系而言,也还是很不充分的。但由此可以看到,生物学的发展和人类的未来息息相关。
如何上好初中生物课?
在教学工作中,常听见学生说生物难学,生物成绩差。究其根源,主要是存在学习态度不够端正,努力程度和钻研不够,学习生物和听课不得法等。听课是整个学习过程的中心环节,预习、复习、作业和应考都是围绕听课这一环节而展开的,所以提高四十五分钟生物课的学习效率是提高学习效果的关键。所以在生物课中要进行多种多样的活动,以吸引其注意了增加其兴趣。生物活动教学是指在初中生物课堂的教学过程中,建构一些既具有教育性、创造性、实践性,又具有生活性、趣味性的学生主体活动,让学生在活动中学习,在快乐中学习,以提高学生整体素质全面提高为目的的一种新型的教学观和教学形式。 1、生物学科课堂教学活动化的必要性 “活动教学”具有源远流长的理论和实践基础。国外早期可追溯到卢梭的“自然教育论”以及后来杜威提出的“学校及生活”、“从做中学”的教育思想。国内从两千多年前荀子的“不闻不若闻之,闻之不若见之,见之不若知之,知之不若行之,学至于行之而止矣。”,到陶行知先生的“教学做合一”,都十分强调充分调动学生的多种感官让学生动起来,让教与学达到最好效果。 我国的活动教学先后在课外活动、活动课、活动、活动类课程、科学探究课、研究性学习、综合实践等活动课程中得到充分体现和发展。但在具体学科教学过程中,这方面的研究比较欠缺。因此,初中生物课堂教学中如何设计相关的教学活动,使学生在快乐中学习,积极主动地去学习,生动活泼地去探索,积极热情地去交往,是初中生物教师面临的一个新课题。 生物学科课堂教学活动化是新课程改革的需要。我国义务教育新一轮课程改革的基本理念是改变人才培养模式,倡导探究性学习,实现学生学习方式的根本变革。“充分调动、发挥学生自主、探究、合作的学习方式”成为本次课程与教学改革的核心任务。学习方式的转变离不开教学方式的改革。教学方式的改革必须实现三大转变:教学内容从过去的以教材为中心的单一书本知识转变为以教材为轴线,以活动为纽带,与现实生活紧密联系的多元化的教学内容;教学方法从以知识量为目标,讲授为基本方法的填鸭式教学转变为以能力为目标,以活动为基本方法,集中表现为“做中学”的开放式教学;教师的角色也由知识的传授者转变为学生自主、探究、合作学习活动的设计者和组织者。实现上述三个转变的核心,是能否有效地将“活动”引入课堂,让学生真正动起来。因此,“活动化教学”是实施新课程学科课堂教学较为适宜的教学方式。 生物学科课堂教学活动化也是生物学科本身教学特点的需要。生物学本身就是一们实验性科学,大量的实验、观察、操作、思考、探究,讨论意味着生物学习过程的活动性,学生要获得生物学知识,既要动手,还要动脑。活动寓生物学知识于学习,探究于游戏之中,既体现生物学知识的科学性,又符合学生认知发展规律,故能大大激发学生学习生命科学的兴趣。
2 生物学科课堂教学活动化还是初中学生心理发展的需要。初中学生活泼、好动、好奇心强,喜欢探索,不满足。“好动与不满足是进步的第一必需品。”活动符合他们的兴趣和动机,也可为学生个性的发展提供广阔的空间。 2、生物学科课堂教学活动化的研究实施 谈到“活动”,人们普遍想到学科课堂以外,冠以“课外”前提。即使是生物课堂中活动,为了赶进度,许多学校也多是延续到课外,学生自行开展,教学质量难以控制。我们应该让生物课堂教学也“活动”起来,进行课堂教学活动化研究,让学生用“动”的方法学习,在“动”中学,解放学生头脑、双手、眼睛、思维、空间,使我们的课堂真正成为学生主体的课堂。那么如何实现生物课堂教学活动化?我校生物科组教师对此进行了专题研究与实践,取得了良好的教学效果。我们认为,实现生物课堂教学活动化关键是:在教学设计与实施中一定要抓住活动中的“动点”,设计好“动法”,“激活”学生。 2.1 寻找“动点” 2.1.1 “科学、人文”的氛围有利于激发学生的“动点”。“科学、人文”的学习氛围即民主、和谐、平等、合作的师生关系。给学生提供参与课堂教学的机会,为学生创造自我实现的条件是主体发展的前提。让学生享受到学习快乐,从而激发学生主体积极性,激发学生“动点”。如在探究《人的反应速度》时,我首先在前面表演了抛接硬币,一个、两个、三个,其中我有成功、也偶尔有失败。成功时,同学们为我鼓掌,失败为我叹息。此时,师生的关系已经拉近,在不知不觉中已激发了学生“动点”,当我刚停下,许多同学争着“试一试”。当即请两位同学上台比赛。课堂气氛一下活跃起来。此时自然引出课题,再顺势启发:反应速度还与哪些因素有关?你想探究反应速度在哪方面的问题?学生:“反应速度与人的性别有没有关?”“反应速度与人的高矮有没有关?”“反应速度与人的注意力有关吗?”“反应速度与心理素质有关?”“反应速度与手指长短有没有关?”等等,全班一下提出了39个不同的问题。人文、民主、平等的学习氛围,放飞学生心灵,学生的创造性思维得到极大发展。紧接着我鼓励大家以四人小组为单位选定探究课题,设计实验方案,开展探究实验。整节课大家在快乐活动中积极主动地学习。 2.1.2 从学生的生活中挖掘“动点”。学生的生活与经验是接受教育、学习理解的基础,所以,要通过日常生活中具体的经验来学习,使教育与学生的生活密切相关。生物学本身就是一门生活中的科学。在教学中充分考虑学生的身心发展特点,结合他们的生活经验和已有知识设计富有情趣和意义的活动,使他们有更多的机会从周围熟悉的事物中学习和理解生物知识,学会生活。如在讲《鸟与空中飞行生活相适应特点》时,折纸飞机是大家从小就玩的游戏,但要折得好,飞得远也不容易,有一定技巧。课堂上通过折纸飞机比赛,看谁的纸飞机飞的最高最远,研究分析飞得高远的原因:纸材质轻还是重;纸大小;飞机翅膀大或小;机头折法?最后引导得出纸飞机要飞得远,必须解决“三个力”:重力、阻力、动力。那“鸟是怎样解决空中飞行的这三个力?”引导大家分析讨论课本中资料,总结得出鸟适于与飞行生活相适应的特点,水到渠成。又如许多同学家养有宠物,如何解决宠物随地大小便?同学们根据经验,提出了多种解决方法,促进了对条
3 件反射的理解。此外,利用学生关注和社会正发生的热点问题,学习相关的知识,也是调动学生学习兴奋性、激发“动点”的有效方法。如2003年我国非典的流行为我们在讲初中生物传染病和免疫提供活生生的情景和材料。总之,现实生活为生物课堂教学提供了最丰富的活动内容。只要留心,你就会发现无处不有丰富的教育环境与教育资源。 2.1.3 创设生动的教学活动情景,激发“动点”。俗话说,良好的开端是成功的一半。如果我们能在活动的起始阶段多着笔墨,多动脑筋,使创设的教学活动情景具有针对性、趣味性、创造性,活动中常会起到意想不到的效果。如每节课,我会更改电脑桌面背景,将生物科技成果与生物科学家作为桌面,通过猜一猜、听一听、讲一讲,动一动活动,极大吸引学生兴趣,调动学习积极性,而且有利于培养学生的创新思维,引发很多疑问,让学生真正动起来,课堂也真正活起来。此外,我们还充分利用媒体资源,教师课前收集大量科技录象片:如基因、克隆人、病毒、、吸烟、的危害、人体奥秘等等,穿插在相关的课堂教学中,也为生物活动教学开展、激发学生学习兴趣,实现教学目标,提供了条件。 2.2 设计“动法”。 初中生物课堂活动教学旨在让学生生动活泼、愉快学习,德、智、体协调发展。根据初中生物教材内容、教学目的及初中生的心理特点,我们在初中生物课堂教学中主要设计以下几类活动: 2.2.1 游戏类。人们对喜欢的东西学得最快。学生对于游戏有很强烈的兴趣。陶行知说:“学生有了兴味,就会用全副精力去做事。所以,学与乐是不可分离的。”游戏活动能充分调动学生的情感因素,使其思维和情感需求得到和谐发展,在游戏中,学生快乐学习,快乐发展。教学中我们常采用拼图游戏、竞猜游戏、填字游戏、角色扮演游戏等。如我们采用人体骨骼拼图,消化系统拼图;编制食物网和“一个也不能少”,跟我做生态球,猫和老鼠、听声音比赛,神经调节系列活动等等。通过各种活动,变具体为抽象,寓知识于游戏中,极大激发学生兴趣和参与欲望,充分调动每位学生学习积极性,促进人人动手、个个动脑,个个动起来。每次教师走进教室,学生就会上前追问,今天做什么活动?如在介绍《生态系统》一节时,我们设计两个学生参与活动:《编制食物链和食物网》,《一个也不能少》。如讲到生态平衡时我们设计了活动《一个也不能少》。事先编制好一个网,请10位同学出来分别代表生态系统中的各种成分,其中一个代表人类。让人坐在网中间,其他同学将他抬起来代表生态系统中其他成员支撑着人。当人类破坏某一环境因素如使水污染,同学分析水污染会导致其他相继污染。当说到某因素污染,代表相应的成分的同学就离开,同学一个一个离开,坐在中间的人受到的威胁越来越大,也越来越紧张,越来越害怕自己掉下来。通过学生自己体会,让他们真正感受到生态系统的各种成员是相互依存,相互影响的;人类如果不遵照客观规律,按规律办事,破坏环境,最终会遭到环境的报复影响人类自己的生存;生态系统中的成分一个也不能少,保护环境人人有责。又如:在初一《营养物质》的教学中,我们设计了《医生与病人》的游戏活动,“医生”背对黑板,“病人”面向黑板。当教师投影出某种营养物质缺乏的疾病名称,“病人”说出该病的主要症状,请“医生”诊断,并提出合理建议。课堂气氛非常好,同学们踊跃参加。通过医生与病人的扮演活动,同学们轻松、愉快地掌握了所学知识。
4 2.2.2 制作类。前苏联教育家苏霍姆林斯基曾经说过:“儿童的智慧在他的手指尖上。”意思是说,儿童多动手操作会促进智力的发展。从脑的结构看,人的大脑皮层的各种感觉和运动部位中,管手的部位所占面积很大,所以手的运动能使大脑的很大区域得到训练。俗话说:心灵手巧。训练手就是训练脑,“十指连心”手巧才会促进心灵。在课堂上,我们设计许多制作活动,如:细胞模型、人体骨骼模型、耳模型、骨骼肌在运动中的协调作用的模型制作,环境污染课件、手抄报等等,培养学生动手动脑的习惯,同时也充分挖掘学生的创造潜能。如在学习生态系统时,我们设计《跟我做生态球》的活动,目的在使学生在制作“生态球”及观察中认识生态系统和生态平衡的真正含义。通过实验和观察提高学生学习生态环境知识的兴趣,培养实验能力、观察能力和思维能力,树立环境观念,提高环境意识。首先,老师通过展示各种各样的生态球和自制生态球,吸引学生兴趣,再利用FLASH 动画引导学生分析瓶中生态系统组成成分,通过讨论、提出假设、设计方案、制做生态球,观察、记录,分析讨论。每个学生都积极参与其中,学生思维活跃,气氛热烈。如果没有学生的主动参与、直接体验与感悟,是难以充分发挥活动教学的特殊功能与价值的。 2.2.3 探究实验类。如光对鼠妇生活的影响,种子结构和成分的探究,种子萌发的条件探究、探测脉搏与运动关系,探究反应速度?。如在探究鱼鳍作用、观察鱼呼吸时,我们没有完全照搬教材,在实验材料、教学方法等方面都根据实际作了相应改变。在课堂上,给予学生极大的自由空间,教师只适当介绍实验内容、目的,实验器材、提出纪律要求,然后让学生根据所给材料自己设计方案,自己开展实验。实验时,因为当时季节问题,鲫鱼比较少,价格较贵,所以我们选用小金鱼,实验时发现金鱼比鲫鱼灵活很多,在观察红墨水从口入从鳃出的时候,按照教材方法将红墨水滴在鱼嘴前方时,整杯水马上变红,无法观察水进出的方向。怎么办?当时教师做了适当引导:“你们可以抓住鱼直接滴在口中观察,也可以尝试在不伤害小鱼生命情况下采用其他方法”。最后每个小组都找到相应方法观察到红墨水从口入从鳃出现象。 方法一:“让鱼在染了红墨水的烧杯里游一会,再放回清水。”;方法二:“将鱼放在桌上蜡盘,因为蜡盘面积大,水浅 ”;方法三:“用手挡住鱼不让游动”;方法四:“用桌上绑鱼鳍的塑料片拦住鱼”;方法五:“用手抓住鱼,直接往鱼口滴墨水”;方法六:“减少水,使鱼游速减慢”。并且对老师介绍的方法提出建议,认为直接滴墨水方法太粗鲁,容易伤害小鱼。学生的创造潜能是巨大的。开放性的活动为学生创造力培养提供自由空间。不仅培养了学生的动手能力,积极观察、思考能力、合作精神,同时也培养了学生珍惜生命的良好品德以及不盲从,敢于向老师、权威挑战的科学探究的精神。 2.2.4 设计与创作类:我们开展了生物园设计、宠物条件反射建立设计,新的动物运动方式设计与制作、动物通讯方式探究方案设计、营养食谱设计? 此外还有调查、分析讨论等等。 以上的各种活动过程需经历亲身实践,记录数据,分析归纳,得出结论等综合过程,眼、脑、手、全身并用才能完成。其中动手实践是个核心环节,体现了活动的本质特点,离开这一环节即失去了活动的特点。 总之,课程中生物学科的价值不只体现在它的结论中,更在于它的发现和发展过
5 程之中。知识永远是一条河流,它在不断地演变、充实和发展。在帮助学生学习和继承人类优秀文化遗产的同时,更要帮助其学习和获得镌刻在其中的情意、态度和认知能力。这些仅靠接受和记忆学习都是不能获得的,只有通过对科学发现过程的亲身直接体验才能获得。而学生只有在实践中才能真正体验学习的过程、学习的价值,才能养成探索,追求真理的顽强精神,才能使学习成为人的生活有机的一部分。教学中通过设计丰富多彩的活动,引导学生积极用眼、用口、用脑,在活动中启动多种感官去获得直接经验,让学生在实践和体验中独立思考,提高解决问题的能力。活动化教学,激发学生学习兴趣,培养学生能力,真正减轻了学生学习负担。作为非中考科目,学生学得轻松,乐学、爱学。 3.存在问题 3.1 课堂组织。生物课堂活动化教学,有效地促进学生学习的积极性和主动性,激发学生学习潜能,扩大了学生的创新思维,发散思维,活动中学生情绪激昂,教师如组织不当,容易出现为了活动而活动,忽视学习目标思维内化活动。要做到形、神结合,形散而神不散。师生需要默契,老师更需要有较强组织能力。不是每个老师都能很好地控制。 3.2 课堂评价。由于不同班级,不同学生,自主学习能力存在一定差异,兴趣爱好也有差异,从而导致在生物课堂活动化教学具体实施过程中,教学进度与产生效果产生一定差异。因此,在活动中如何及时、科学地评价课堂活动化教学效果,具有一定困难。 3.3 教师的知识与能力。生物课堂教学内容是丰富多彩的,具有很强的时代性的,因此活动形式应该具有多样性,老师应该具备渊博的知识和不断进取的精神。但是对于新课程,教师普遍缺乏相关的教学经验和资料,在教学活动设计中会遇到很大困难,深感自己知识和能力严重不足,故往往会需要花很多精力和时间去搜集资料,不断学习,给自己充电。
数学家图灵的理论,是怎样解释生物进化这回事的?
目前农村初中普遍存在学生素质参差不齐,且后进生面广,学校设施不完善等情况,生物课又是被认为是“第三世界”范畴,学生学习积极性主动性不高,因此,常听不少农村初中同行埋怨:“现在的生物课不好上,学生没有反应,没有激情,课堂气氛不怎么样好。”我认为学生的激情是无限的,只是它们隐藏在学生的内心深处,只要我们用自己的热情去激发学生,课堂上的学生总会热情奔放,活力四射的。因此,如何调控生物课堂气氛,是摆在生物教师面前的一道课题。一、 生物要调控好生物课堂气氛首先要认真备课。如果教师不认真备课,课堂教学随意性就强,学生听课就会雾里看花,反应冷淡,课堂气氛肯定就差。俗话说“磨刀不误砍柴工”,就是告诉我们做事应该先做准备,才会把事情办得更好。因此,生物教师认真备课是调控课堂气氛上好生物课的前提条件。 教师备课要以教材为依据,适度开拓认知面。教材是教学的基本依据,老师应认真阅读、深入理解课程标准,钻研教材内容,并进行合理的重组,在此基础上制定出既符合课程标准,又切合学生实际的学年计划、学期计划和单元计划,要安排好不同时间的实习实验活动。通过学习,让学生获得生物学基本事实以及基本概念、原理和规律方面的知识,了解并关注这些知识在生产生活中的应用。通过自己亲手操作,使学生具有初步的生物实验操作能力。同时,老师应引导学生向三个方面进行拓展。一是向前沿领域拓展,如生命工程,太空育种,基因工程,克隆技术等,目的是引发学生的思考,激发学习兴趣。二是向社会领域拓展,如让学生调查水资源情况,垃圾处理情况,农业生产现状,能源问题,粮食问题等,目的是培养学生的社会责任感,形成良好的生活行为习惯。三是向应用领域拓展,如引导学生走访果农,菜农,思考解决他们提出的问题,目的是锻炼学生解决实际问题的能力。二、要调控好生物课堂气氛其次要营造轻松愉快的生物课堂氛围。初中学生学习生物普遍存在一种现象,刚接触生物时,因富有新鲜感,总是兴致勃勃,后来随着知识的增长,难度的提高,兴趣锐减,甚至厌倦放弃。如何使学生对生物产生持久的兴趣呢?我认为营造轻松愉快的生物课堂氛围是一剂良药。由于年龄特征所致,许多初中学生做事或学习常从情绪出发,感情用事,教师要充分利用学生的这个特征,来调控课堂气氛。1、应用恰当的教学方法。由于生物学科具有名词概念多、知识内容抽象,与自然、社会生活联系紧密等特点,如果生物教师长时间地采用单一的教学方法,学生会感到厌倦,就不会创造出良好的课堂气氛,所以作为一名生物教师要充分挖掘有利的教学方法。教学方法是极其多样的,主要有讲授法、谈话法、讨论法、、启发式教学法、归纳总结法、实验教学法、多媒体应用法等。教学方法没有固定的模式,也没有可能有一种万能的普遍适用的教学方法,任何教学方法都有长处和不足。但教学原则却有,就是要依据学生的年龄、知识掌握的层次和教学内容,灵活运用多种教学方法。认知心理学表明:学生对于提供的认知材料,由于出现形式不同,认知和理解的速度也就不同,只有当学生对呈现的材料与呈现方式发生兴趣时,才能最有效地引起学生的注意。认知材料的呈现方式,大致有语言文字、实物和挂图等基本方式,无论是哪一种方式呈现都应惯彻形象、直观、新颖、有趣的原则,尤其在生物学科中,大量的语言描述无论如何也不如挂图、标本、模型、实物、板画、实验和多媒体应用等将生物的形态、结构、生理现象生动、形象、直观的展现出来,直观教学由于眼、耳、手等多种器官的并用,使知识多途径刺激大脑,增强了知识的记忆、理解和掌握,从而能创造出良好的课堂气氛。因此,生物学科除了灵活运用多种教学方法外,还应该多创造条件进行直观教学,尤其是实验教学。但是农村中学实验设备和材料十分匮乏,因此,生物教师平时要注意及时搜集、保存和培养实验材料。例如,到野外采集藻类、苔藓类、蕨类、裸子植物、被子植物、鼠妇、蚯蚓、昆虫等动植物,制作成标本、或者种植、培养、饲养它们,以供实验之用。还要根据教学需求,利用一些简单的材料制作一些简易的实验设备,保证实验能正常进行。3、创设良好的课堂情景诱发学生兴趣和好奇。学生对生物知识产生浓厚的兴趣和好奇,是获取知识的开端,是学习成功的重要因素。学生对学习生物的兴趣、好奇和求知欲构成了学习动机中最现实、最活跃的成份。只有当生物引起学生的学习兴趣和好奇时,才能使他们在学习中集中注意力,积极主动地感知、记忆、思维和想象,才能使他们觉得学习不是一件苦差事,在学习中表现出喜悦的心情和求知欲,课堂气氛才会良好。因此,生物教师必须依据教材的不同,创设不同的情景,以激发学生的兴趣和好奇。例如,上蕨类植物部份,采集肾蕨、铁线蕨等蕨类植物标本,让学生观察蕨类植物的形态结构、生活习性,这是利用实物诱发学生兴趣和好奇。上两栖类,带领学生到稻田、小溪捕捉青蛙、小蝌蚪,观察雌雄抱对、搜集青蛙的卵,孵化、培育。这是利用参与实践诱发学生兴趣和好奇。上绿色开花植物开花结果,可以利用多媒体手段,制作课件,让学生观赏开花结果过程,这是利用形象直观诱发学生兴趣和好奇。探究光对鼠妇的影响,让学生自己去探究,这是利用自己动手诱发学生兴趣和好奇。4、师生互动能激活课堂氛围。课堂气氛好坏,最重要一点是师生是否互动。要做好这一点,教师引导工作要到位,首先教师提出问题要从浅到深,其次要鼓励学生积极参与讨论,第三要及时给予表扬。例如,我上《食品与安全》这节公开课,讲到合理膳食时,先提问学生什么是合理的、什么是不合理的,学生对这问题有一定知识基础和生活经验,我引导学生讨论,讨论后原先只有个别学生发表自己的看法,这时我及时鼓励并给予表扬,后来许多学生踊跃发表自己的看法,课堂气氛马上活跃起来,我把学生不同看法逐一写在黑板上,然后师生共同总结出什么是合理膳食,这节课课堂气氛非常热烈,深受师生好评。5、生物教师要有驾驭课堂能力。课堂突发事件屡有发生,生物教师要对症下药。例如,学生无意或故意违反课堂纪律。如果教师声色俱厉的批评,这不但破坏了课堂气氛,也容易引发学生的逆反心理,此时幽默感可让学生感到老师的温厚和善意,使学生在微笑的同时认识到自己的过错。这样既不伤害学生的自尊心,又达到批评教育的目的,同时有利于课堂气氛的调控。例如,前几年有位学生平时表现就欠缺些,那天晚自习课我下班辅导,其他学生都在做作业,而他又吵闹,因此我大声地对他说:“请你出去!”“老师,您不能剥夺我学习权利。”他很平静地应运法律回答我。我既气又好笑地也不客气地应运法律对他说:“现在是8小时工作之外,不存在剥夺你学习权利问题。”他听后无法反驳,就乖乖地出去了。我原以为事情到此为止,但是第二天我又到他班级上生物课,其他学生都坐好等待上课,而他故意敲打课桌看你老师怎样处理。“大家听,富有激情的敲打声,声声催人振奋;看来今天老师不拿出十二分的激情把这节课上好,会对不起你的热情欢迎。”我这段幽默的话,说得故意敲打课桌的同学和其他的同学都乐坏了。课继续上着,学生们情绪高昂、气氛活跃。显然,教师的幽默使他乐意接受了批评。从此该生在课堂上不在调皮捣蛋,认真上课,学习成绩也进步很快。总之,在生物教学过程,教师搞好本职工作,采取恰当的教学手段,创设良好的课堂情景,都能激发学生的兴趣、好奇、思维、想象和探索,都能创造出师生互动、平等、和谐、轻松愉快的生物课堂气氛,从而提高生物教学的质量。
浅谈如何激发学生学习生物的兴趣
数学家艾伦·图灵的理论描述了所有脊椎动物共享的原始发育工具箱,它为所有类型的皮肤结构设定了生长模式。1952年在发育生物学家谈论Hox基因和转录因子,甚至理解DNA结构的很久之前,艾伦·图灵就有了一个大胆的想法。这位著名的数学家通过破解恩尼格玛密码加速了第二次世界大战的结束。他的理论概括了条纹、斑点和鳞片是如何在两种简单的假想化学物质或形态因子的相互作用下形成。几十年过去了,生物学家们才察觉到这个数学理论实际上可以解释无数的生物模式。
博科园-科学科普:哺乳动物的毛发、鸟类的羽毛,甚至人类嘴巴上的隆起物,都是由类似图灵的机制进化而来。现在小齿——覆盖在鲨鱼皮肤上像牙齿一样的突出物,或许也能被列入图灵机制的行列。佛罗里达大学(University of Florida)的研究人员最近发现,鲨鱼牙齿由一种类似图灵(turning)机制形成,这种机制由负责形成羽毛图案的相同基因控制。领导研究的研究者加雷思·弗雷泽认为,不同脊椎动物的发育胚胎以同样的方式在其组织外层确定了特征模式,这种模式形成机制很可能随着第一批脊椎动物进化而诞生,此后发生很小变化。
这是一张被染色的猫鲨幼崽照片,图中显示了它的“皮肤齿状”齿纹。靠近背鳍的两行平行线显示了小齿本质的起源。然后小齿本质展开,在身体的其余部分呈现点状,以配合图灵样的机制作用。 :Alexandre Thiery, University of Sheffield
哈佛大学(Harvard)发育生物学家亚历山大·席尔(Alexander Schier)说:这项研究的美妙之处在于,从鲨鱼牙齿到鸟类羽毛,形成任何东西的机制,都可能受到非常有力的保护。研究还支持了发展生物学中一个不断上升的主题——大自然往往会创造出一些东西,然后在这个主题上进行变异。图灵的模型叫做反应扩散机制,它只需要两种相互作用的物质,激活剂与抑制剂,就可以像墨水在水里一样通过组织扩散。激活剂启动某些过程,如点的形成,并促进其自身的产生。抑制剂可以停止这两种作用。抑制剂比激活剂在组织中传播得更快。根据激活剂和抑制剂释放的确切时间和地点,激活剂将按照规则间隔排列形成圆点、条纹或其他图案。
澳大利亚科廷大学发育生物学家凯瑟琳·博伊斯维尔(Catherine Boisvert)解释说:激活抑制系统是强大的发育基序。如果想要建立一个完整结构,例如羽毛或小齿,排列就不能过度拥挤;如果没有间隔,就永远得不到一个不同的实体。图灵模型让发展生物学家兴奋不已,尽管它很简单,但它可以解释很多不同的模式。然而在实践中,自然界模式的实例很少被证明明确地按照类似图灵的机制运行。列举两个实例:老鼠毛囊位置和小鸡羽毛位置。在一只正在发育的雏鸟身上,原始羽毛依次长出,在雏鸟背上形成一条直线。最先生长的那一行刺激了其他平行的产生,这些平行沿着胚胎的两侧层叠而下,直到胚胎被覆盖。
鲨鱼幼仔牙齿的特写图,左图展示了牙齿如何像鳞片一样保护身体。对幼鲨头部牙齿的扫描显示了图灵的排列方式。:Rory Cooper (left); rendered by Rory Cooper, scanned by Kyle Martin and Amin Garbout at The Imaging and Analysis Centre, Natural History Museum, London
研究人员知道起激活和抑制作用的分子,证实了这一过程类似图灵模式。弗雷泽实验室(Fraser lab)的研究生罗里库珀(Rory Cooper)认为:鲨鱼的牙齿似乎也在发育。然而鲨鱼,以及它们的近亲——鳐鱼,在4.5亿年前从脊椎动物中分离出来。它们栖息在生命之树上一个非常有趣的地方。鲨鱼为早期脊椎动物的发展提供了一个视角。在哺乳动物长出毛发和鸟类长出羽毛的数亿年前,鲨鱼“鳞片”就像盔甲一样覆盖着它们的皮肤。(它们是现存最古老的脊椎动物,有各种皮肤附属物)鲨鱼牙齿的图案、形态和功能多种多样:密集重叠的牙齿为一些鲨鱼提供了额外的保护,稀疏和光滑的部分则减少了鲨鱼的拖曳力。
在一些鲨鱼物种中,牙齿甚至含有有助于交流的发光细菌。然而,尽管有一些细微差异,但牙齿、头发和羽毛之间发育模式的相似性不可否认。为了证明鲨鱼的齿状图案,理论上可以由图灵机制产生,弗雷泽的同事们建立了激活剂和抑制剂相互作用的数学模型。研究人员对两种形态因子的扩散、产生和降解速率进行了修改,直到该模型产生了与鲨鱼皮肤发育相匹配的模式。这个模型告诉我们,从理论上讲,类似图灵的机制可以解释鲨鱼齿状图案模式形成。我们不知道小齿发育的分子基础,是否与羽毛的分子基础一样。然而,考虑到发育的相似性,小鸡的基因是一个很好的起点。当库珀使用原位杂交技术,发现同样的基因在小鸡和鲨鱼模式形成过程中会发光。
鲨鱼胚胎上牙齿的排列(左)与研究人员的数学图灵模型所产生的模式非常相似。:doi: 10.1126/sciadv.aau5484
这些基因不仅在牙齿萌发的时候表达,实际上它们还在相同的组织层中表达,这是一种很强的保护作用。在相似过程中展示出相似的基因表达是很好的第一步,但在发育生物学中证明的黄金标准是一个简单的实验:如果减少或消除一个基因表达,然后这个模式就消失,那么这个基因必须在模式产生中扮演重要角色。为了做到这一点,库珀加入了一种抑制小鸡羽毛激活剂的化学物质。然后原始牙齿一起植入鲨鱼胚胎中,观察鲨鱼的成长。结果很明显,这些为了抑制鸟类体内激活基因表达而设计,它们可以跨越数亿年的进化过程,在鲨鱼体内产生同样的效果。库珀发现激活因子基因的表达直线下降,形成了一个扁平的“死区”,没有牙齿。这些操纵结果有力地证明这种机制的高度保守。
为了测试类似图灵机制是否能在其他鲨鱼和它们的同类中产生广泛的齿状结构,研究人员调整了模型中激活剂和抑制剂的产生、降解和扩散速率。发现,相对简单的变化可以产生与该谱系中所见多样性相匹配的模式。例如,鳐鱼的齿形往往比较稀疏,通过增加抑制剂的扩散速率或降低抑制剂的降解速率,研究人员可以得到更稀疏的图案。一旦初始模式设置好,其他非图灵机制就完成了这些行到完全成形的齿、羽毛或其他上皮附属物的转换。布瓦弗特解释说:这些高度保守的主调控机制,在附属物发育的早期就发挥作用,但在下游,物种特有的机制会完善这种结构。
尽管如此,在分子生物学知之甚少的时代,一位没有受过生物学训练的数学家将如此多不同生物学模式背后的机制理论化,这是多么了不起的一件事情。图灵机制理论上不是构建模式的唯一方法,但大自然似乎更倾向于它。弗雷泽认为,如此多分布广泛的生物群体对这一机制的依赖表明,某种约束可能在起作用:可能没有太多方法可以模仿一些东西。一旦像图灵机一样简单和强大的系统出现,自然就会顺势而为,不可逆转。总的来说,生物多样性是建立在一套相当有限的理论基础上,这些理论似乎有效,而且在进化过程中反复被使用。大自然,以其旺盛的创造力,可能比我们想象的更为保守。
如何提高初中生物课的有效教学
生物是一门与我们日常生活息息相关的基础学科,二十一世纪被称为生物学世纪,那么,对于这一门二十一世纪的领先学科,我们教师应该如何引导学生去学习它,学好它呢?我个人认为,最重要的一条就是必须让学生对生物学抱有浓厚的学习兴趣.爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。培养学生学习兴趣,是我们引导学生学好生物的一个重要前提。目前的初中生物教学面临着巨大的危机:生物课程设置遭到排挤和冷落,学生不愿意学,生物老师难当。在这种境况下,我们生物老师就更应该注重对学生学习兴趣的培养。在初中生物教学中,如何激发、调动学生学习兴趣,这是仁者见仁,智者见智的问题,本文就生物课堂教学中如何培养学生的学习兴趣谈谈个人的一些看法和体会,以期和同行共同探讨。
一、将课堂教学与大自然相结合,培养学生的学习兴趣。
生物学是一门基础学科,它属于自然科学的范畴。课本上的生物学知识,只是自然现象的文字再现,如果我们把这样的一种自然知识硬性地放到课堂上解决,不仅是学生,即使是我们教师也会感到索然无味的。比如,在讲解完全花的结构时,我们常以桃花为例,往往老师讲的天花乱坠,可是学生不知所云。如果我们的老师能够把这节课搬到室外,让学生一边观察,老师一边讲解,那么,我们将会收到事半功倍的效果。
实际上,自然界才是学生真正的生物课堂。生物学知识,只不过是自然界中生物现象的一种文字概括。生物学教师只有把我们的生物课堂嫁接到大自然,才能使我们的生物课堂变得真实而具体,充满趣味性,更为重要的是,这样更能够培养学生学习生物的学习兴趣。
当然,自然现象是具有季节性的,春花秋实,四季轮回,每一季节都有各自特有的生物现象.而各地的气候又略有差异.所有这些常常造成我们的教学内容与自然界中的生物现象不同步的现象,这就要求我们的生物教师适时地调整我们的教学内容,使教学内容与季节同步.比如植物的无性生殖有扦插,嫁接,压条等方式,在教学这部分内容时已经是秋季,而植物的扦插,嫁接,压条活动多在春季,那么教师可以将这部分的内容移到春季进行,教师示范,学生实践,不仅可以加强教学的效果,还可以激发学生浓厚的学习兴趣。
二、将课堂教学与学生的生活实际相结合,培养学生的学习兴趣。
生物学是一门实用性极强的基础学科,它与学生的生活实际联系特别紧密。如合理膳食,食物的营养成分,健康地生活,利用微生物制作泡菜和酸奶等等,这些知识,在课堂上进行理论上的讲解当然是十分必要的,不过那只能算是纸上谈兵。如果我们让学生把课堂上学到的知识拿到生活中去加以体验的话,那么,学生一定能够感受到成功的喜悦,对生物学的学习兴趣一定会大大的提高。比如,在讲解了微生物的用途以后,课后让学生自己制作泡菜和酸奶,学生一定会积极地投入到这项活动当中去的,因为这些与他们的生活息息相关。通过活动,学生能更清楚的认识到生物知识的重要性,那么,在活动中我们就能够培养学生的生物学习兴趣。
再如,可以结合《致同学---<走进生命科学>》,向同学们介绍仿生学的知识,让学生了解生物不仅为我们提供了生存基础,而且在生产和生活中,给我们学多启迪。结合目前世界上面临的几大社会问题——环境、能源、粮食及人口问题与生物学的密切关系,了解生物学与我们的生活息息相关,从沙尘暴到水体的富营养化,从“艾滋病”“非典”到“禽流感”“口足手病”,从克隆羊到转基因生物,自然能使学生产生关心周围的生物,关注生物学的兴趣。教师还可以结合课本上列举的生物科学新技术的应用和发展的例子激发学生的学习兴趣,如人类基因组计划,让学生了解此项计划的重要意义——揭开人类自身生、老、病、死的奥秘。了解生物科学的最新热点、焦点和进展,感知生物科学发展的突飞猛进,促使他们带着兴趣投入到学习中去。
当然,结合学生的实际,通过学生的活动来激发他们的学习兴趣,必须考虑到学生的知识水平,活动是为了激发他们的学习兴趣,让他们主动投入到学习中来,而不是为了猎奇,所以,教师在教学中一定要把握好一个“度”字。如对于人类基因组计划,教师只须提到即可,不需要作深入的讲解,因为初中生还没有达到如此的水平。
三、将课堂教学与现代科学技术相结合,培养学生的学习兴趣。
二十一世纪是生物学世纪,有许多重大的科学发现和一些高新科技与生物知识有关,生物科学是现代的前沿科学之一,而生物技术的飞速发展给当代的许多行业,特别是医学行业产生了重大的变革。比如基因工程、克隆技术、仿生学的应用等。越来越多的年轻人投入到生物技术研究的领域中来,以他们的热情与创新精神正在拨开生物界的层层神秘面纱。所以,课堂上适当引入生物科学的前沿技术,有助于学生更加深刻地认识生物科学,激发学生学习生物的激情与兴趣。
四、将课堂教学与学生实验相结合,培养学生的学习兴趣。
生物学是以实验为基础的科学。实验能培养学生的观察能力、思维分析能力、创新能力,激发学生学习的兴趣,许多学生正是因为爱实验才爱生物学的。实验除了真实、直观、形象、生动之外,还是一项目的性十分明确的操作活动。它对培养学生认识和理解生物学概念都起着其他任何教学方法均无法替代的作用。因此,要尽可能让学生多做实验,并力求使学生实验成功。学生亲自动手进行实验操作,不仅满足他们的操作愿望,更重要的是,在操作过程中动手动脑,克服种种困难获得实验成功之后,此时学习成功的喜悦而产生的学习兴趣和愿望能够转化为一种热爱科学的素质和志向,从而刺激学生更深入地探求。
例如,讲血液凝固的原因时,补充了下列实验:用粗糙的竹条不断搅动刚刚从动物体内流出的新鲜血液,竹条就会缠上许多丝状物,其上粘有一些红色物质,是红细胞。洗去红细胞,丝状物呈现白色,这就是纤维蛋白,余下的血液不再凝固。学生一定感到很新奇,并想弄清是怎么一回事,那么教师就可以顺理成章地讲述血液凝固的原因,并就此讲清血浆和血清的区别。特别要说明血浆中有一种纤维蛋白原,它是小分子蛋白质,在血小板释放的某种物质的作用下,能转化为纤维蛋白。做上述实验的同时,让一部分新鲜血液凝固,将凝固的血块切开,让学生观察切面和外表面的红色有何不同,启发他们思考原因,学生们一定觉得很有意思,并产生浓厚的兴趣,对于血红蛋白的特性今后再也不会忘记,判断动脉血和静脉血的标准也不会搞糊涂了。
因此,教师要引导学生观察好课堂演示实验,做好随堂实验,上好学生实验课。通过实验,可以体现活动情境,使学生在认识上产生了一种满足感,为形成稳定的学习兴趣奠定基础。
五、将课堂教学与学生活动相结合,培养学生的学习兴趣。
在课堂教学中,教师如果能够充分调动学生的积极性,那我们的教学一定能够取得事半功倍的效果。教师可以根据初中学生的年龄特征和认知规律,采用学生喜闻乐见的方式进行教学,如将猜谜语、演小品、讲故事、唱儿歌等活动引入教学。例如,教师可以用“小蝌蚪找妈妈”的故事激发学生对两栖类动物的学习兴趣;可以自编小品“多莉找妈妈”激发学生对“克隆”技术的强烈的探求欲望;可以将《三国演义》中“望梅止渴”的故事与“条件反射”的教学结合起来,这既增加了课堂的文学气氛,诗化了教学,又激发了学生的学习兴趣。如此精彩活泼的教学活动方式,既能把学生课间分散的注意力收回来集中到课堂上来,又能活跃课堂气氛,营造一个民主、和谐的教学氛围,使学生愿学、乐学,达到会学,从而达到培养学生的学习兴趣的目的。
六、将课堂教学与生物课外活动相结合,培养学生的学习兴趣。
现代生物教学理论要求我们坚持两个结合,即坚持课内外结合和坚持理论与实践结合,那么作为教师,就必须认识到在教学过程中指导学生结合实际开展课外科技活动的必要性和重要性。在课堂以外,教师可以组织学生开展生物课外活动小组活动,用以激发学生的学习兴趣,引导学生深入学习,培养学生的实践能力,发展学生的个性与创新精神。
在课外活动小组中,教师除了组织学生开展有意义的生物活动以外,还可以向学生提供一些相关的阅读材料,内容可以包括生物学在农业生产中的应用,生物技术如组织培养、食用菌的栽培、动植物标本的制作等,用来拓宽学生的学习领域,激发学生学习生物学的兴趣。
需要注意的是,课外小组应由学生自愿参加,教师不能为了组织活动而强行学生加入。课外活动小组要有自己完整的活动计划和活动方案,最好还要有相关的活动教材。教材应由教师根据当地的实际情况编写,编写要符合学生的认知特征和生活经验,并由学生选择阅读。通过生物课外活动的开展,既能够培养学生的能力,提高学生的综合素质,又能够激发学生的学习兴趣。
七、将课堂教学与谚语俗语相结合,培养学生的学习兴趣。
课堂教学是整个教学工作的中心环节,是提高教学质量的关键所在。一节课整个过程如果只有干巴巴的生物学科的专业术语贯穿始终,教学氛围肯定显得沉闷。那么,在课堂教学中,教师可以充分利用谚语和俗语来调动学生。
所谓谚语俗语是指那些具有哲理性的地方语言,它们是一些将某些现象、事实或规律用精练上口的词句加以描述的语言,具有形象生动、通俗易懂、朗朗上口的特点。在生物教学中巧妙地辅以一些与生物知识有关的谚语俗语,可以活跃课堂气氛,激发学生学习兴趣,提高课堂教学效率,在美的享受中使学生思维得到启迪。
良好的开端是成功的一半。新课的导入是一堂课的开始,教师可以利用谚语和俗语设计精彩而艺术的“开场白”,这样既能够给学生以新异亲切的感受,还能够自然而然地引导学生进入学习新知识的情境。如生物的遗传可用“龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞”引入;条件反射可用“一朝被蛇咬,十年怕草绳”引入。
在教学过程当中,也可以巧妙地运用谚语和俗语。如用“满园春色关不住,一支红杏出墙来”来引出植物的向光性。用“螳螂捕蝉,黄雀在后”来引出食物链。还有的如“飞蛾扑火” ——昆虫的趋光性、“叶落归根”——生态系统的物质循环、“望梅止渴”——条件反射、“不劳而获”——寄生、“大树底下好乘凉”——蒸腾作用等等。
当然,如果过多过滥地使用妙语,会让学生思维散乱,注意力难以聚焦在学习内容的知识重点上。因此妙语的运用要精心设计,用量适中。
兴趣的培养固然重要,但是,在生物教学中激发学生学习兴趣的同时,教师还应注意以下问题:
(1)在教学过程中,注意把学生对生物课学习的短暂兴趣引导到稳定兴趣,促进学生对生物课学习的兴趣向高层次发展。教师通过各种途径和方法,激发起学生的学习兴趣,开始往往是短暂的,学生只是觉得“好玩”。此时教师必须设法使学生的兴趣从“有趣”发展为“情趣”,使学生真正通过学习获得体验而对生物课学习产生兴趣。在此基础上再促使一部分学生的“情趣”发展为“志趣”,使这部分学生能把对生物课的学习兴趣与自己的理想、信念紧密联系在一起,立志将来从事生物科学技术的学习和研究。这样才能使短暂兴趣成为稳定兴趣。
(2)在教学过程中,激发学生的学习兴趣不能脱离开教学内容和教学任务,不能为激发兴趣而去迎合学生,更不能为激发兴趣而用庸俗的玩笑或不恰当的比喻去逗学生发笑。教师在教学中要加强趣味性,教学的趣味性在激发学生学习兴趣上是有重要作用的,但教学的趣味性是为教学目的服务的,教学不宜引起学生哄堂大笑。教师在课堂教学中要把握好一个“度”,即不能脱离教学内容和教学任务。教学的趣味,应该高雅别致,而不是低级庸俗。不要让学生把“有趣”变成“好玩”。课堂不是的舞台,它具有明确的目标,那就是知识的传授。
(3)注意教师自身的文化修养,平时要有意识地积累知识、完善自身的知识结构,在教学中以自己丰富的、广博的知识和对知识的融会贯通,以及机智、幽默、诙谐的语言和多样化的教学方法,去激发学生的兴趣。教师注意了这一点,就为激发学生的学习兴趣奠定了良好的知识基础。
总之,要在初中生物教学中培养学生的学习兴趣,教师要勇于实践,敢于创新,找到最佳的切入点,找到最好的学习方法,要在备课中充分地准备好能调动学习兴趣的资料、练习等,要在遵循教学规律、把握学生学习心理的基础上,充分发挥教学机智和教学艺术,才能使生物教学达到知识性和趣味性的和谐统一。
神经网络模型用于解决什么样的问题
生物教学是生物活动的教学,是师生之间、学生之间交往互动与共同发展的过程。生物教学质量如何,直接关系到学生生物基础知识的掌握,能力的发展,兴趣的培养等等。如何提高生物教学的有效性,使每一个学生的能力得到全面的发展,是每一位教师都必须认真思考的问题。为了提高教学质量,我们必须实施有效教学。所谓有效教学,是指在规定的时间内,通过提高教学效率,从而产生最大的教学效果.提高生物教学有效性的途径很多,概括起来主要包括有效备课,有效上课,有效辅导和有效评价.下面就从以上几个方面谈谈如何提高初中生物教学的有效性.
一.备课的有效性
备课是教学的前期准备工作,是教师从事教学的基本功。有效备课是指在一定的教学投入(时间、精力、努力、物质)之下,形成有个性、有亮点、有创意、有拓展的教学设计。备课除了教案写作的常规要求外,还应从教师自身、教材、学生等角度入手,有效地开发和整合这些课程资源,优化教学方案。
要备好课主要要做到以下几点:
1.教师不断丰富自身的生物专业知识,学习先进的教育教学理念
新课标中明确:教师是生物学习的组织者、引导者与合作者.因此,教师本身要树立终身学习的意识,多学习教育理论,转变教学观念。作为教师,我们要研究新课程标准,认真学习新课改下的教学要求和考试说明,要非常熟悉要教什么,怎么教;考试考什么,怎么考;哪些要重点讲,哪些只要简单介绍。只有掌握这些信息才能更好地实施有效教学。
2.备课要用好教材
有效备课是解读教材,超越教材的创新。我们在备课时要多角度钻研教材,创造性地理解和使用教材。要备好课,进行有效的教学设计,首先必须与教材进行深入地对话,备好教材,把“教教材”转变成“用教材”。教师不仅要全面、准确地掌握学科知识,还要做到融会贯通,从整体上把握学科知识体系,创造性地组织教材,引导学生打通书本世界和生活世界之间的界限,将生活和书本知识融为一体。
3.备课要研究教学的对象
课堂教学面对的是全体学生。备课不要脱离学生的起点能力,很多的备课往往只备教材不备学生,不考虑学情,从而定位不准。教师要了解学生的活动能力、操作能力、实践能力、合作能力、探究能力、自主学习的能力等。在备课行动中基本掌握学生能够达到的能力基础,部分学生的能力倾向和能力水平。要根据学生的能力特征,在教学设计中,有针对性地合理安排培养学生能力发展的教学环节。备课备学生和备教材同样重要,因为只有适合学生实际的教学策略才能行之有效。所以备课时先要全面了解学生,要考虑到学生的可能情况,做到因材施教。
4.备课时应充分考虑“预设”与“生成”的关系
备课实际上是一种预设,而现实告诉我们,“生成”才是真,到了课堂上才知道真实情况,这就存在一种“预设”与“生成”之间的偏差,从而要求我们充分了解学情。因此,在备课时要充分考虑课堂上可能会发生的情况,并制定好相应的对策。这样上课时,遇到特殊情况才能有游刃有余。
二.教学过程的有效性
伴随着新课程改革的新理念和新思想,我们的课堂教学也发生了翻天覆地的变化。如何提高生物课堂教学的有效性,让生物课堂焕发出生命的活力?下面,就结合教学实践,谈几点看法:
1.创设有效的问题情境
《生物课程标准》指出:“生物教学要紧密联系学生的生活环境,从学生的经验和已有知识出发,创设有助于学生自主学习、合作交流的情境。”一个好的问题情境,能激发学生的学习兴趣,引起学生的生物思考。因此,教师在创设问题情境时,一定要注意到情境创设的有效性。那么,如何创设有效的问题情境呢?
首先,要构建真实的问题情境。 “真实的问题”是指必须与学生生活直接相关的问题。其次,要为学生提供适当的思考空间。创设问题情境的核心是要激活学生的思维,引导学生进行创造性的思考。再次,问题情境要紧扣有关的生物学习内容。生物学习的最终目标是让学生在解决问题过程中获得对生物知识的理解与掌握,并形成生物思考的能力。最后,问题要有趣味性即将问题置于生动有趣的情境中。如在讲线性规划之前,先引入如何在给定的资金下获得最大的利润,这样学生会觉得更有趣。此外,问题情境的呈现要根据高中生年龄特点和心理特点做出适当的选择。高中生一般对“有用、有挑战性”的任务感兴趣。因此,教学中结合教学内容可以从生活中的具体事实或有趣现象或生物知识的实际应用引出问题,让学生在生动具体而富有情趣的情境中发现问题、思考问题和解决问题。
2.组织有效的探究活动
探究性学习是在教师的指导下和课堂集体教学的环境中进行的,是学生自己探索问题、研究问题、解决问题的一种学习方式,是新课程标准所倡导的重要理念之一。在探究性学习中,学生是主体,要在课堂有限的时间与空间里有效地开展探究性学习,教师的组织尤其重要。具体做法是:
首先,创设良好的探究情境。在课堂教学中,教师应尽量为学生营造仿真性的探究情境,帮助学生在真实的情境中通过解决一些相对复杂而灵活的挑战性问题来学习。
其次,灵活采用探究的形式。探究形式通常有学生个人独立探究、学生临时组合方式共同探究、既定的小组合作探究和班级集体探究等。课堂上,可根据不同的探究需要,采用一种形式,也可以几种方式交叉进行,使探究活动更加深入充分。
再次,热情地参与学生的探究。教师的参与会对学生产生巨大的支持与鼓励,教师的热情对学生有强烈的感染力,它能激发学生的探究动机和探究热情,促进学生主动探究。
最后,促进学生在探究中的互动与交流。在探究过程中,第一,教师要促进学生学习小组内部的交流与互动。第二,教师还应鼓励学习小组与学习小组之间进行对话,并为这种交往、交流提供条件。第三,教师还要组织好全班学生的交流,使全体学生在演示与观察、表达与交流中共同学习。
3.学生参与的有效性
首先,教学要面向全体,促进学生主动学习,提高教学效率。课改的灵魂是“为了每一个学生的可持续发展”,要以人为本,以学生的发展为本。其次,教学中要关爱学生,重视情感,提高学习效率。教师要营造民主和谐的学习氛围,重视体验,提高学习兴趣和效率。积极的体验会使学生不断产生浓厚的兴趣和需要,对学习表现出极大的热情,并从中获得兴奋和快乐,而积极的体验建立在民主和谐的学习氛围之上,建立在不断的成功与进步之上。让学生从生物教学活动中真正感受到知识的乐趣,在民主的氛围中,错误应该得到允许和理解,而不是排斥和打击,学生的创造性才会得到尊重和保护,学习的有效性才会得到提高。
4.课堂练习的有效性
课堂练习要经过精心设计。新课改要求教师要将学生视为具体的,活生生的,有丰富个性的,不断发展的个体,根据学生身心发展和课程学习的特点,尊重学生的个性差异和不同的学习要求,给每一个学生提供思考、创造、表现及成功的机会。因此,设计练习时,形式要多样,注意学生的覆盖面,调动学生全身心地参与学习,体现学习与教学的有效性。
5.课堂时间使用的有效性
一节课就45分钟,时间非常宝贵,一秒种也容不得浪费。因此,课堂上一定要简洁的语言把问题说明清楚。绝对不允许说与课堂无关的话。一些教师在课堂上喜欢扯一些与教学无关的事情,浪费了不少课堂上宝贵的时间,所以经常完成不了教学任务。
为了有效利用课堂时间,提高课堂效率,教师在课堂要做到“三讲、三不讲、三到位”。所谓“三讲”就是:核心内容必须讲;解题的思路和方法必讲;学生的疑点和难点必讲。“三不讲”是指:学生已会的不讲(讲了只是浪费时间);学生不讲也会的不讲;讲了也不会的不讲(讲了不但浪费时间,还打击了学生学习生物的信心)。“三到位”是指讲练到位、点评到位和纠错到位。
6.合理利用多媒体技术进行教学,提高生物课堂教学的效率。
多媒体技术具有信息量大、动态感强等传统教学技术无法具有的优点,特别适用有关细胞图形、生态平衡图像等知识的教学。在常规教学中,由于受客观条件的限制,有些概念的理解和图形、动画的演示和视频的播放,用常规的教学手段难以完成的。而用多媒体技术制作的课件能给学生深刻的印象,使学生获得直观的感知,从而提高学生的学习兴趣和积极性,提高学习效果。
但是,值得提一点的是,我们不能过多地依赖多媒体,而丢弃传统教学用具。实际上用粉笔加黑板的传统教具,教师在黑板上板书需要一定的时间,这一段时间正好可以让学生审题和思考,而且重点内容还可以保留在黑板上。然而过多地利用多媒体之后,课堂上的教学容量大了,而且内容展示很快就过去了,没有给学生以足够的思考时间,表面上看整堂课信息量大,展示很快就过去了,让学生应接不暇。其实教学由原来的“人灌”变为无效的“机灌”,教学效果大打折扣。所以,教师在运用多媒体进行教学时要“恰到好处地用”。理想的教学应把教师、传统教具和多媒体的优势都充分发挥出来,把多媒体辅助教学与传统教学完美地结合在一起。
三.辅导的有效性
生物教学的有效性也体现在对学生的辅导的有效性上。对学生的辅导主要包括以下几个方面:(1)个别辅导,即针对班级情况确定部分学生进行个别辅导。其主要表现是课堂的关注,练习的面批、订正等。(2)小组辅导。主要是针对中等生,按照他们自的特点进行分组,例如女生对生态平衡图形的识别有障碍,男生的学习习惯不好,散漫、怕烦不愿意计算、不肯主动做练习,此时可以分组后进行组与组的比赛,以此调动这些学生的积极性。(3)班级整体辅导。采用先练后批再评讲的方法,教师做好试卷分析工作,针对题型进行发散,举一反三解题,通性通法,各类题型的多种解法,重点讲解学生易接受易想到的方法,从学生的认知情况出发。(4)年级交流辅导。在年级内部进行教师与教师之间的交流,教师与教师之间相互辅导,使得每个教师都能清楚的了解并掌握,哪个知识点的是学生普遍的问题等等。
四. 教学评价的有效性
评价的目的是全面了解学生的学习状况,激励学生的学习热情,促进学生的全面发展。评价也是教师反思和改进教学的有力手段。科学、有效的教学评价能够有力地促进生物教学活动的开展。
首先,教学中应重视对学生的探究能力和学生用生物知识解决实际问题能力的评价。生物的实践性较强,学生学习的生物内容实际上是从现实材料中抽象出来的一种生物模型,它是现实材料的形式化,它与自然、生活密不可分。对学生生物学习的评价不能只停留在简单的描述性知识的检测上,在恰当评价学生基础知识的同时,学生的观察能力、抽象思维能力和逻辑演绎能力及实际应用能力都应成为评价的重点。同时,对学生生物能力的评价形式应灵活多样。
其次,加强对学生在生物教学活动中的学习状况的评价,教师既要关注学生知识和技能的理解和掌握,更要关注他们情感与态度的形成与发展;既要关注学生生物学习的结果,更要关注他们参与生物活动的程度、自信心、合作交流意识以及独立思考的习惯、生物思考的发展水平等方面的变化与发展。
再次,对学生实施评价,要特别关注学生的个性差异,对评价结果的描述应采用鼓励性语言,发挥评价的激励作用,激发学生的学习兴趣,增强学习生物的自信心,从而以极大的热情主动参与到生物教学活动之中。
最后,在开展生物教学活动中,教师要善于自我评价,认真反思自身的教学,不断提高教学设计和组织的能力,为组织有效的生物教学活动积累丰富的实践经验。
神经网络模型用于解决的问题有:信息领域、医学领域、经济领域、控制领域、交通领域、心理学领域。
1、信息领域
(1)、信息处理:人工神经网络系统具有很高的容错性、 鲁棒性及自组织性,在军事系统电子设备中得到广泛的应用。现有的智能信息系统有智能仪器、自动跟踪监测仪器系统、自动控制制导系统、自动故障诊断和报警系统等。
(2)、模式识别:人工神经网络是模式识别中的常用方法,被广泛应用到文字识别、语音识别、指纹识别、遥感图像识别、人脸识别、手写体字符的识别、工业故障检测、精确制导等方面。
2、医学领域
由于人体和疾病的复杂性、不可预测性,人工神经网络的应用几乎涉及从基础医学到临床医学的各个方面。
(1)、生物信号的检测与分析:神经网络在生物医学信号检测与处理中的应用主要集中在对脑电信号的分析,听觉诱发电位信号的提取、肌电和胃肠电等信号的识别,心电信号的压缩,医学图像的识别和处理等。
(2)、医学专家系统:以非线性并行处理为基础的神经网络为专家系统的研究指明了新的发展方向, 解决了传统专家系统知识“爆炸”等问题,并提高了知识的推理、自组织、自学习能力,从而神经网络在医学专家系统中得到广泛的应用和发展。
3、经济领域
(1)、市场价格预测:人工神经网络可以通过建立模型对商品价格的变动趋势进行科学预测,并得到准确客观的评价结果。
(2)、风险评估:应用人工神经网络的预测思想是根据具体现实的风险来源, 构造出适合实际情况的信用风险模型的结构和算法,得到风险评价系数,然后确定实际问题的解决方案。
4、控制领域
人工神经网络由于其独特的模型结构和固有的非线性模拟能力,以及高度的自适应和容错特性等突出特征,在控制系统中获得了广泛的应用。基本的控制结构有监督控制、直接逆模控制、模型参考控制、内模控制、预测控制、最优决策控制等。
5、交通领域
交通运输问题是高度非线性的,可获得的数据通常是大量的、复杂的,用神经网络处理相关问题有它巨大的优越性, 应用范围涉及到汽车驾驶员行为的模拟、参数估计、路面维护、车辆检测与分类、交通模式分析、货物运营管理、交通流量预测等。
6、心理学领域
从神经网络模型的形成开始,它就与心理学就有着密不可分的联系。近年来,人工神经网络模型已经成为探讨社会认知、记忆、学习等高级心理过程机制的不可或缺的工具。人工神经网络模型还可以对脑损伤病人的认知缺陷进行研究,对传统的认知定位机制提出了挑战。
神经网络具有四个基本特征:
1、非线性:非线性关系是自然界的普遍特性。大脑的智慧就是一种非线性现象。人工神经元处于激活或抑制二种不同的状态,这种行为在数学上表现为一种非线性关系。具有阈值的神经元构成的网络具有更好的性能,可以提高容错性和存储容量。
2、非局限性:一个神经网络通常由多个神经元广泛连接而成。一个系统的整体行为不仅取决于单个神经元的特征,而且可能主要由单元之间的相互作用、相互连接所决定。通过单元之间的大量连接模拟大脑的非局限性。联想记忆是非局限性的典型例子。
3、非常定性:人工神经网络具有自适应、自组织、自学习能力。神经网络不但处理的信息可以有各种变化,而且在处理信息的同时,非线性动力系统本身也在不断变化。经常采用迭代过程描写动力系统的演化过程。
4、非凸性:一个系统的演化方向,在一定条件下将取决于某个特定的状态函数。例如能量函数,它的极值相应于系统比较稳定的状态。非凸性是指这种函数有多个极值,故系统具有多个较稳定的平衡态,这将导致系统演化的多样性。
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