生物学的作用大全11篇
时间：2023-12-19 11:25:13绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇生物学的作用范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。
篇（1）
micrornas(mirnas)是一些长度为21-25个核苷酸，在转录后水平调控基因表达的非编码的小rnas。mirnas最早的两个成员是在研究c.elegans的发育调控时发现的。自此，在几乎所有的后生动物如涡虫，果蝇，植物，哺乳动物的基因组中都发现了mirnas[1]。它们主要作用于mirna，使其发发生特异性地降解或者阻止其翻译，从而调控动植物的发育和生理过程。
干细胞是一类能够自我更新并具有多向分化潜能的早期未分化细胞, 不仅是器官发生过程中早期分子活动的研究工具, 且已成为多种退行性疾病组织修复和再生的种子细胞。由于干细胞具有广泛的应用前景, 相关的发育分化模型的建立、干细胞发育分化的基因调控及微环境的影响, 已成为近年来医学和生物学领域研究的热点。mirnas作为一个广泛存在的可对基因表达进行调控的分子, 在动植物的发育和生理活动中起着非常重要的作用，包括抵御病毒，在发育中调控基因的表达，控制发育的阶段，维持干细胞的稳定等等。mirnas在干细胞中的特异性地表达，尤其在胚胎干细胞和造血干细胞中相关mirnas的发现、功能的研究, 揭示了mirnas 可能在干细胞的自我更新和多项分化中发挥重要作用。
1mirna和干细胞的研究
mirna是一类～22 nt具有调控功能的非编码rna ，它们主要参与基因转录后水平的调控。这些mirna 基因首先在细胞核内转录成前体转录本(primary transcripts mirna, primirna) ，在drosha酶的作用下剪切形成～60-70nt的mirna前体（或者称为premirna），然后ran–gtp和exportin 5将premirna转运到细胞质，随后，另一个核酸酶dicer将其剪切产生约为22个核苷酸长度的mirna:mirna*双链。这种双链很快被引导进入rna诱导沉默复合体(risc)中，其中一条单链mirna被降解，另一条成熟的单链mirna分子，通过与靶基因的3′ utr区互补配对，对靶基因mirna进行切割或者翻译抑制[2]。mirna具有如下特点[3-5]：①细胞特异性：不同组织不同细胞，mirna的表达谱及序列特征不同，这可以作为某些组织或细胞的特异性分子标志； ②“时空”特异性：细胞在不同发育阶段，mirna 组成不同，在特定细胞的特定阶段“出现”特定的mirna ，决定细胞的分化方向和分化时相，是细胞定时、定向分化的开关； ③保守性：不同种属、不同组织器官以及不同细胞之间相同或相似的mirna分子具有相似的调控功能；④mirna作用靶点：多为呈“时空”特异性表达的转录调控基因以及凋亡调控基因，通过调控细胞增殖和细胞凋亡，从而调控细胞功能和结构的特化。
干细胞具有多向分化潜能，它如何从一个充满各种可能性的通用细胞类型演变成从事特定工作的“专业”细胞，是干细胞研究的谜题。 近年来，mirna 在干细胞定向分化和自我更新功能维持中的作用，逐渐被科学家们发现，目前已经掀起mirna在干细胞研究中的热潮。
目前发现胚胎干细胞和多种成体干细胞中均存在各自特异的mirna。houbavity等[6]在小鼠胚胎干细胞中克隆了15个mirna ,suh等[7]则在人胚胎干细胞中找到了36个mirna基因，这些mirnas多数在胚胎发育过程中逐渐减少，少数持续表达甚或表达升高。随着细胞的分化，mirnas的表达也发生了明显的改变。mirnas和mirnas的相互作用对于维持干细胞的多能性及其分化非常重要。因此许多试验希望可以通过分析人胚胎干细胞中的mirnas的表达来描述人的胚胎干细胞。
2 mirna对干细胞生物学行为的调控
2.1 mirna调控了干细胞的自我更新
自我更新是干细胞的一个重要特征，从这个层面来说，干细胞与肿瘤细胞一样都可以持续分裂。 因此，如何调节恰当的细胞分裂，使其不会因为太少导致组织发生缺陷，又不至于过分增殖恶化为肿瘤，是干细胞生物学研究的一个攸关问题。
在多能胚胎干细胞中，有特殊mirna的簇集表达，这些mirna明显区别于分化之后的胚胎和成体[7]，暗示这些mirna对于干细胞的自我更新具有一定作用。决定细胞继续增殖还是停止分裂或分化，在g1期由周期依赖性蛋白激酶抑制子p21所调控[8] 。
有研究者通过使用果蝇胚胎作为模型系统，证明了mirna1有助于早期胚胎阶段的心脏祖细胞（即干细胞）的决定。mirna1有助于维护末期胚胎阶段中的心脏前体，可以调节心脏细胞的分化机制。这都说明mirnas调控了干细胞的自我更新。
另外，dicer酶对于胚胎的发育和干细胞的维持是必不可少的。dicer敲除的突变体在发育早期胚胎是致死的，在dicernull的胚胎中，根本检测不到es细胞系[9]；dicer缺陷的“escaper”和dicerflox/null 细胞相比，细胞周期发生了改变，g1期和g0期的细胞有了轻微的增加，相应地，g2期和m期的细胞减少。这种现象可能是由于本应该在es细胞中表达的抑制细胞周期抑制子的mirnas的缺失导致的。基因组的组成和结构也受到了影响从而激发了细胞周期检验点的反应，阻止了细胞的进一步增值[10]。
mirnas对于果蝇的gscs的分化的控制是必不可少的。果蝇基因组中有两种dicer异构酶：dicer1和dicer2[9]。dicer1对于干细胞的加工是必需的，而dicer2是形成sirna所必需的。dicer1(dcr1)的缺失完全破坏了mirna途径，但对sirna途径的影响是非常微弱的。分析gscs的dcr1突变体发现，生殖细胞孢囊的产量明显下降。gscs的dcr1的突变体看起来是正常的，但是在细胞周期控制方面存在明显的缺陷。根据细胞周期标记物和一些遗传的相互作用的研究发现，gscs的dcr突变体推迟了g1到s期的转换。干细胞对外界的信号非常敏感，比如营养依赖的胰岛素受体活化可以使干细胞停滞在g1/s 期。胚胎干细胞是通过mirna通路来调节p21/p27/dacapo 对cdk的抑制作用从而使自身停滞在g1/s期。当外界环境不利于干细胞分裂时，关键的mirna被下调，p21/p27/dacapo的水平上升，从而导致干细胞停滞在g1/s 期[11]。但是，参与此过程的具体mirna是哪些，至今仍未有报道，更深入的机制仍需研究。对于成体哺乳动物干细胞是否有类似的mirnap21调节机制以及是否依赖于环境因素，也还需要更多的实验证实。
2.2 mirna参与神经干细胞的分化调控过程
神经系统是一个高度分化的器官，在已经鉴定的mirnas中，约有70％可以在哺乳动物的脑中检测到，说明了这些mirnas在神经发生中可能的作用[12]。对哺乳动物脑发育过程中高度表达的mirnas的研究表明，在发育起始的mirnas和特异性分化后表达的mirnas有显著的不同[13]。前体细胞顺序表达一系列mirnas，在分化过程中发生了特异性的表达。例如小鼠胚胎干细胞中的mirna124a 和mirna9特异性地决定神经干细胞的发育形成, 并且初步推测可能是通过作用于stat信号转导通路发挥作用[14]，mirna23，mirna26和mirna29的上调表达导致分化形成神经胶质，而mirna9和mirna125在神经元和神经胶质细胞中均有表达。let7家族成员也高度存在于神经系统中。在斑马鱼的神经组织和老鼠的发育过程中[41]，let7家族成员都是高度表达的。在神经分化过程中，通过转录激活和增强前体物的加工活性可以显著诱导let7家族成员的成熟，这表明了let7在神经特异分化中的作用[15]。
预测还发现，在成年的哺乳动物中，含量最为丰富的是mirna124，有1100多个基因的结合位点。将mirna124导入hela细胞中，可以下调100多种基因的表达[16]，并且促进了神经样mirna的表达。最近，在鸡的神经管中发现层粘连蛋白gammal和整合素betal1也是mirna124的作用位点。而且，mirna124可以和小的c端结构域磷酸酶1（scp1）的3’utr结合，这种磷酸酶在神经发育过程中起着重要作用。识别神经系统中mirna的靶序列对于我们更好地了解神经干细胞的自我更新和分化是非常重要的。
2.3 mirna调控造血干细胞的发育
造血干细胞定向分化潜能受mirna调控，在各系祖细胞中高表达mirna可能起着定向分化调控作用。chen等[17]在小鼠的骨髓造血细胞中克隆了100个特异的mirna ,并已确定一些mirna在造血组织中优先表达, 如mirna142在b淋巴细胞和髓系粒细胞中表达增高，mirna181在b淋巴细胞中选择性表达上调，其中，mirna181在骨髓祖细胞阴性谱系中高水平表达并只在b淋巴细胞中上调，在体内和体外mirna181的过表达可提高b细胞的数量，表明mirna181可能是b细胞分化中的一个正调节因子，参与造血干细胞向b细胞谱系的分化。
felli 等[18]发现，在脐血cd34 +造血祖细胞向红系发育过程中，mirna221和222表达逐渐下降。这2个mirna作用于kit基因的3′utr，在cd34 +细胞中转染mirna221和222的寡核苷酸或者慢病毒表达载体，可导致红系增殖和分化障碍，伴随kit蛋白水平下降。nodscid小鼠体内实验表明，转染后cd34+细胞的增殖能力和干细胞功能受损；反之，阻断mirna221和222表达，则促进早期红系增殖。实验表明，mirna221和222的表达下降可促进红系发育。
最近发现，mirna还调控了造血干细胞自我更新[19] 。造血干细胞能够制造对分化成血细胞至关重要的蛋白质，但是这些蛋白被1套mirna阻断，将造血干细胞维持在原始状态。利用非增殖病毒载体将mirna转染入造血干细胞，检测造血干细胞的自我更新能力。第1个进行检测的是mirna155，已经被证实能够终止干细胞发育成红血球和白血球，没有转染的干细胞可以发育成熟，而转染了mirna155的干细胞则很少能发育成熟为红血球和白细胞。
3 mirna决定了干细胞的命运
3.1 mirna操纵胚胎干细胞的命运
研究表明两种依赖于血清应答因子（serum response factor,srf）的肌特异mirna1和mirna133，能促进胚胎干细胞的中胚层形成，同时在心肌祖细胞的进一步分化过程中有着不同的作用：mirna1能促进小鼠和人类胚胎干细胞向心脏细胞的分化过程，而mirna133则阻止肌浆蛋白祖细胞的分化，mirna1和mirna133在发育的肌细胞中是同时表达的。mirna1和mirna133是一种强有力的非肌性基因表达的抑制因子，并且能抑制小鼠以及人类胚胎干细胞分化过程中的细胞命运。两种mirna都增加了胚胎干细胞的中胚层特异性，并且抑制它们向内胚层及神经外胚层的分化。
其中，mirna1的作用部分通过notch ligand deltalike 1（dll1）的翻译阻遏实现，mirna1的表达导致dll1的翻译阻遏，并利用shrna降低干细胞中dll1的表达。此外，mirna1和mirna133能强有力的抑制内胚层以及神经外胚层的基因表达，这表明两者之间或许有着很多共同作用目标。对于胚胎干细胞的基因表达分析表明，mirna1和mirna133调节多个相同通路。可见肌特异性mirna能增强非肌性基因的抑制，并且mirna能用于多能胚胎干细胞的细胞命运调节[21]。
3.2 mirna提高了ips的转化效率
自ips出现以来，转化效率一直是横跨在ips技术面前的障碍。有研究表明，将头发里的角质细胞进行重组诱导ips细胞，发现转化效率可提高100倍。最近发现将两种因子p53 sirna和utf1和四个诱导基因（oct4,sox2,klf4和cmyc)一起转染到人成纤维细胞中，ips的诱导效率也可提高100倍，而且，剔除cmyc（具有致癌性基因）同样可以成功诱导ips[22]。
4 展望
不同的干细胞类型表达的mirnas不同，在干细胞的不同发育阶段也存在着特异性的mirnas的表达，我们有理由相信，mirnas在调控干细胞的分化和自我更新方面具有非常重要的作用。mirna作为一种新的调控基因表达的小分子rna，对干细胞的研究提供了一种新的途径。
随着干细胞复杂的分化调控的研究，我们将更好地了解mirnas和一些转录因子的相互作用，从而弄清整个细胞内的调控网络。目前关于mirnas对于干细胞生物学行为调控的研究还很少，mirnas在干细胞中究竟是如何起作用的？它的作用靶位有哪些？关于其调控分化的模型在哺乳动物也成立么？这些问题都有待进一步地探讨。基于多分化潜能和功能谱系不同的干细胞是由遗传和表观遗传共同决定的，作为组织工程的“种子细胞”，弄清它内部的mirnas的作用通路，有助于揭示干细胞发育过程的基因调控。我们的终极目标是希望将mirnas调控干细胞的分化作为一种潜在的治疗手段，以便更好地了解一些特异性的细胞通路中的mirnas，治疗癌症等疾病。
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篇（2）
1 高校分子生物学实验教学存在的问题
随着高等教育改革的不断深入，高等院校招生规模增大，学生数量增多，教学中凸显出一些新问题。在分子生物学实验教学中，由于新技术、新仪器的快速更新，相关学科之间互相交叉、互相运用，也同样面临着严峻的考验。目前，在分子生物学实验教学中，主要面临着以下问题：
（1）实验条件有限，不能完全满足教学需要。由于近年来，高校的不断扩招，本科生不断增多，虽然学校也在进行基础设施的建设，但是相比于本科生的数量，实验室的数量还是较少。这种情况下，要完成实验教学，就要尽可能的提高实验室的利用率，实验室常常出现饱和状态，五六个同学一个小组共用一组实验仪器，经常是一个同学动手做实验，其他同学在旁边观摩，有些实验仪器更是需要每个小组轮流使用。分子生物学实验技术日新月异，实验仪器设备发展更新迅速，一些先进的大型仪器也被引进实验室，但是由于价格昂贵，数量很有限，一节实验课下来，了解这些仪器操作方法的学生也只是寥寥，毕业后到了工作岗位或是参加研究生学习时，还要重新参加培训，浪费实验资源。另外，有的实验时间很长，但其中一大半时间都是等待的时间，又不能练习实验技术，既浪费教学时间又不能提高教学效果。
（2）实验教学内容单一，缺乏启发性。分子生物学的实验原理、操作步骤、注意事项等基本上都是按照教科书上安排实施，多是对理论课内容的验证实验，缺乏对实验本身的设计和应用的讲解。很多实验教材已经连续使用了多年，即使换用教材也是同样教材的再版，再版的教材与之前的教材并没有太大的区别，有的甚至干脆没有改动，教材上有的仪器现在实验室已经不再使用，学生完全是按照教材做实验，并没有深刻的思考为什么要做这个实验，更不要说根据已做过的实验的经验和掌握的知识去设计其他的实验。
（3）仪器操作不熟练导致的实验安全问题和仪器的过度损耗。在做实验的时候，因为对仪器的操作不熟练，经常会造成仪器的不必要损坏。例如，低温冷冻离心机，离心时的转数通常都在10000转/分钟以上，操作前需要对待离心样品进行精密的配平，新使用的同学有时会忘记配平，常常不使用天平准确的配平，在这种情况下进行离心将造成离心机曲轴弯曲、转子磨损，离心机将不能使用。这种离心机一般都是进口仪器，价格比较昂贵，维修周期长，费用高，且实验室拥有数量有限，损坏之后会对分子生物学的实验教学和科研产生很大的影响。另外，如果不熟练实验技术，实验中使用到一些有毒有害生物、化学制剂时，也存在不安全的问题。例如，生物染料溴化乙锭（EB）是强诱变剂，用于DNA琼脂糖凝胶电泳的实验，不能触摸，必须佩带防护手套，除了电泳实验台，不能触摸其他实验台，否则将造成交叉污染，危害其他同学的安全。在不熟练实验技术的情况下，很容易手忙脚乱，造成污染，需要教师从旁督促。
2 虚拟实验室用于分子生物学实验教学中的优势
（1）灵活生动，易于扩展。虚拟实验室是基于计算机系统的三维动画技术，它通过丰富的影像、声音营造出生动有趣的学习氛围，不仅能强化记忆，更能激发学生的学习兴趣。虚拟系统中包含了分子生物学实验中的多种仪器和试剂，可供学生实验时选择，不是仅仅准备好本次实验的仪器、试剂，可以使学生更深刻的理解实验的原理。而且，虚拟实验室脱离了时间与空间的限制，每个同学都可以运用自己面前的电脑，充分的利用课堂的时间熟悉掌握实验技术，并且课下也能利用网络学习。互联网方便了我们的生活，同样也为虚拟实验室远程教育打造了平台。
（2）方便交流，资源共享。课堂上教师和同学可以通过局域网进行一对一，或一对多的交流，教学更有针对性，教师也可以设计思考题，控制网络开放，把学生分成小组进行讨论，运用启发式的教学方法培养学生自主思考问题、解决问题的能力。各小组之间各自讨论后，也可以通过网络共享彼此的成果。
篇（3）
2 生物学开放性教学的涵义
所谓的开放性教学是针对传统封闭式、灌输式的教育形态而言的，它通过营造开放、民主、平等、自由、互动、和谐的师生关系及教育氛围，优化各种教育资源和环境，借助社会力量与现代科技成果和手段构筑起来的新型教育模式。而生物开放性教学模式的构建正是来源于开放性教育的启示，目的是对传统单一封闭的生物教学模式进行反思和改良，从以课堂讲授为主的教师为中心转变为以学生主动探究为主的教学方式，从而提高生物教学的实效性。
3 同课异构对实现生物开放性教学的助推作用
2011年11月，有来自天津、北京、上海三个省份的4名高中生物教师分别在同一班级以“生态系统的能量流动”为题开展校际“聚焦课堂——同课异构”的教研活动。4名生物教师对课堂教学过程中不同的处理办法，表现出丰富的、鲜明的个性，使课堂异彩纷呈，达到开放课堂促进学生相应能力提高的目的。下面就这几位教师执教人教版必修3“生态系统的能量流动”的情况，谈谈在同课异构的教研活动中构建开放课堂的几点策略。
3.1 设置不同的情景，使师生之间的关系得到开放
“生态系统的能量流动”这节课的引入中，4位老师都或多或少以学生熟知的事例来引入，很快将学生带入新课中。
教学1：来自北京市某中学的秦老师，在引入新课时从学生的生活问题入手，如“中午的时候有同学说了这么一句话：“好饿啊，补充能量去。”（1） 你们觉得这里所说的能量在哪里？（2） 能量怎么样到人体内的呢？食物中的能量是不是100%的传递到人体内的呢？我相信通过这节课的学习同学们对这些问题会有一个清楚的了解”，这样生活化的开头让学生们易于接受，并带着问题去深入老师接下来要讲的关于能量流动的内容，立即将学生的思维拉进了课堂之中。
来自上海市某中学的胡老师，同样在引入新课时别出心裁，她指着幻灯片上的巧克力、鸡蛋、糕点等几种食物问到：“同学们假如你们去参加东方明珠的登高活动，你会选择哪一样食物去补充你的能量呢？”学生们异口同声地回答“选择巧克力”。这样的开头轻松、愉快，让学生的兴趣立即被激发出来。
来自天津市某中学的赵老师以“过度放牧会导致草场沙化，同学们了解多少呢？”这个问题发问，然后播放一段焦点访谈中的关于内蒙古鄂尔多斯草原因过度放牧而沙尘满天的报道，以有声有影的事实来激发学生们对环境等生态系统的相关问题的关注。
来自天津中学的周老师，他在引入时先问到“大家都听过鲁滨逊漂流记的故事吧？”，当学生一致回答是的时候，接着周老师在幻灯片上给大家呈现一个类似的模拟场景，让学生们讨论并从可供选择的鸡与玉米中确定一个先后顺序以维持更长时间的生命，通过创设这种趣味性的问题情境，不仅增强学生的有意注意，也调动了学生学习的主动性和积极性。
4位老师引入新课的方式都紧扣学生身边或者能够关注到的事情，这些事例或多或少在学生的生活范围内，正是这些生动的例子，创设了一个个贴近学生生活的、形象的、有趣的学习情境，并且很好地营造出一种轻松、温暖的学习氛围，而这种氛围正是开放的师生关系形成所必不可少的前提。
3.2 突破教材局限，使教学内容得到拓宽
在开放的课堂教学中，教学内容的开放就要求教师从注重对学生基本知识点的掌握转变为更注重对学生现实生活、人生价值、自我个性、自我发展的关怀。为了提高课堂教学的效率，使教学内容生活化，教学过程民主化，几位老师各有侧重。
教学2：秦老师结合“草—兔—狐”这一食物链来设问，学生会有更清晰的物像理解，并且通过引导学生定量地分析具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学生识图、析图的能力及分析和推理的能力。课中学生依据老师的要求根据自己对农田生态系统的调查了解相互交流讨论提出了一些对其能量流动方面的改进建议，让学生的思维从课堂走入了日常生活。
胡老师在课程即将结束的时候留给学生几个问题，“就桑基鱼塘这个人工生态系统，如何充分利用进入该生态系统的能量？请你设计一个改进鱼塘的方案，使能量更有效地得到利用。”在老师的引导下学生们激情高涨地讨论，交流，并设计了初步的方案。这样开放化的教学不仅教会学生将所学的知识运用于解决实际问题，也使得学生更好地理解了科学是第一生产力的观点。
周老师在讲到能量金字塔是否能倒置的问题时，通过幻灯片中展示的生态园中一颗番茄树上出现大量的害虫白粉虱来让学生更深刻地认识到数量金字塔可以倒置，而能量金字塔则不能。最后还鼓励学生多到学校生态园中进行实地观察增进了解，很好地将课堂内容开放到实践中。
而赵老师则将鄂尔多斯草场因养羊数量的变化而发生的一系列变化的新闻间断性地穿插于讲堂之中，让学生关于人与自然和谐相处这一问题参与自主式的小组讨论，通过小组成员的动手、动口、动脑的交流谈论，培养学生的合作精神。
在授课的过程中，4位老师都能够广泛地挖掘教学素材，根据教学所需，把教材内容和课外内容有机结合起来，不仅使教学内容更加丰富，同时也增强了学生对于课堂的的关注度和学生学习的自主性，使得教学内容在学生的交流之中慢慢地实现开放化。
3.3 灵活安排教学程序，使教学形式得到开放
教学3：在讲到能量在营养级流动过程中的消耗时，秦老师巧妙地设置关于能量在营养级中传递的问题，指导学生进行简单的数据分析，然后请部分学生到黑板上画图示范，有异议的学生也被鼓励着走上讲台给前面的同学进行补充。对于各种理解，秦老师和坐在下面的学生一起讨论，小组给小组点评，最后由秦老师做总结。这一引导学生去分析探讨获得正确结论的途径在帮助学生获得知识的同时，也增长了他们的智慧，有助于学生养成勤于思考的好习惯。
周老师在讲到各营养级的能量来源和能量去路的时候，没有先讲解，而是让学生走上讲台借助剪纸贴图的活动来理解。这种形式很好地激发了学生的热情，调动了学生的积极性，学生们通过思考，合作，交流和动手尝试，对疑难问题很快形成思路，有效地培养和锻炼了自己的多种能力。
而胡老师与赵老师则都采取了当前最时髦的小组合作形式，把课堂中值得探讨的问题分配给几个小组，当赵老师在讲到生态系统的能量流动逐级递减的原因时，试图通过探究的形式把学生分成四个探究小组，每组都设定了不同的探究问题，针对这些问题，学生们分组讨论，合作交流。老师则走下讲台一边巡视一边参与讨论，适时地对学生的回答进行点拨指导。这种自主式的小组协作学习的模式不仅开发了学生潜在的能力，而且激活、诱导出学生学习的积极性，有助于学生养成良好的学习态度和行为习惯，有道是“一切天赋和诺言都不如习惯更有力量”一语中的！
几位老师的授课均具有“一体化”的教学效果，教学中各个知识点过度自然，环环相扣，在“食物链中营养级能量流动的几个特点”中都是指导学生以小组为单位来讨论，并鼓励学生离开座位走上讲台，向同学呈现自己的理解，在这样的练习中，执教老师的一句“对于这个问题，其他同学还有没有异议？有的话，请你帮他改正”提醒学生引起重视，比学生自己处理效果好得多。并且在教学中老师们都很好地激发了学生学习的兴趣，使学生学会主动地获取科学知识，体验科学的过程与方法，有助于学生形成一定的探究能力、科学态度与价值观。
篇（4）
情境是一种感情境界，情境教学是指为学习者创设的能引起情感反应的客观环境。建构主义理论认为知识不只是通过教师就能传授得到，而是学习者在一定的情景背景（即社会文化背景）下，借助其他人（包括教师和学习伙伴），利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得的。学习者是学习的中心，是信息加工的主体，是意义的主动建构者。建构主义学习理论认为在课堂教学中，教师应当十分重视教学情境设置在课堂教学中的作用。良好的教学情境能充分调动学生对学习的兴趣，激发他们的主动性和积极性。能启发学生思维、开发学生智力，是提高中学学科教学实效的重要途径。创设教学情境，就是在教学过程中，教师处于教学目的的需要，依据一定的教学内容，创造出师生情感、欲望、求知、探索精神高度统一、融合和步调一致的情绪氛围。本文拟在自己日常的教学中，就创设情境教学在导入方面略作讨论。
（1）设置问题情境导入新课，激发学生的求知欲望
兴趣是最好的老师。恰当的问题情境可以激发学生的学习兴趣，能有效地培养学生的思维能力和创造能力。学贵于思，思贵于疑。教师根据教学目标，有目的地设置教学疑问，创设问题情境，在教学中用问题激发学生的探索欲望，让学生的学习过程成为分析问题和学习问题的活动。如何在课堂开始就牢牢抓住学生的注意力，是影响课堂成败的关键。
（2）创设生活实践情景，培养创新实践能力
生物与生活紧密联系，生活中处处有生物，在教学过程中，利用生物在实际生活中的应用来创设情景，既可以让学生体会到生物的重要性，又有利于学生用所学的知识来解决问题。现已查明香烟的烟雾中有3000多种有害物质，其中包括焦油、尼古丁和一氧化碳等，焦油中有40多种致癌物质，尼古丁、一氧化碳、氧化物等都是人体易吸收的毒物，吸烟对人体有害。青少年正处于生长发育期，吸烟会降低记忆力，分散注意力，影响身体正常发育和学习，学生不但自己不吸烟，而且要积极宣传吸烟的危害，做一个精神文明的好公民。这样的教学情景，不但与生活息息相关，一下子就引起学生的高度关注和兴趣，而且让学生的学习活动沿着有关问题的解决生动地展开，学生始终怀着极大的兴趣主动地探讨、讨论、关注自身的健康成长。生物学是与生活联系最密切的学科，生物学教学要和学习的内容与科技发展，日常生活相联系，引导学生利用已有的知识经验，主动地探索知识的发生与应用。如：学习“有机物的分解――呼吸作用”原理，可以结合花卉栽培技术，如果发现花盆里的土壤常常板结，空气不流通，会妨碍根的呼吸作用，要及时松土。而如果农田种植蔬菜淹水时则应及时排涝。通过生物学教学使学生不仅牢固地掌握知识，熟练地运用知识来解题，培养学生创新实践能力，而且使学生通过自己的参与，真正体会到生物学与生活、健康、生产的紧密联系，促使其自觉地运用生物学知识来提高生活质量，在中学生物课堂上采用多媒体教学有诸多益处，比如它可以有效调动学生学习的积极性，可以扩大课堂传授的知识量，有利于素质教育目标的实现等，总之，运用多媒体辅助教学有诸多益处，下面我们就来做具体的研究和分析。
1 中学生物课堂采用多媒体教学的诸多益处
1.1 多媒体教学有助于扩大课堂教学的信息容量
运用多媒体辅助生物课堂教学，有助于提高课堂教学效率，有助于开拓学生视野，有助于丰富学生学习内容等，比如教师可有效利用计算机的存储和调用功能，在课堂给同学们展示与本节内容相关的资料、视频和图片等，无形中扩大了学生的知识面，下面我们就以实例为证，在学习《生物与环境》的相关内容时，教师可事前搜集一些有关植物、动物的图片和视频，在课堂上播放给学生观看，在这一过程中，不但促进了学生对所学知识的理解和掌握，同时还帮助他们了解了更多的课本以外的内容，可谓一举多得。
1.2 利用多媒体教学有助于激发学生的现代意识
生物本身就是一门发展速度很快的学科，在二十一实际的今天，生物工程已经成为公认的三大工程之一，在生物课堂上运用多媒体技术辅助教学，可以有效激发学生运用现代武器探究人类的志向，同时还能使学生了解更多生物发展的前沿技术，比如现代有科学家正在研制生物分子计算机，把它注入人体血管之后，可以承担清除堵塞物、杀死癌细胞的重任，学生在了解这些知识的过程中，可以有效激发他们努力学习，为未来科学技术发展做贡献的志向和决心，这种意义远远超过生物学内容本身。
1.3 利用多媒体教学可以有效缩短教学时间
之所以说利用多媒体辅助教学可以缩短教学时间，主要是因为多媒体教学通过演示课件，可以使授课方式变得更为方便和快捷，大大缩短了教师写板书的时间，无形中提高了课堂教学的效率，此外在一些条件较好的中学，还利用互联网实现了资源的共享，使资料的利用效率达到最大化，也最大限度地实现了教师、学生、社会、家长等之间的交流和互动，这些无形中都推动着生物教学朝着更加现代化、科学化、高效化的方向发展。
2 中学课堂利用多媒体教学应该注意的几点问题
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课堂教学心理气氛指师生在课堂教学过程中的情感状态的综合表现。它是教师和学生集体相互作用所构成的一种心理环境，它影响着课堂上师生的思想和行为、教学的效果，以及学生个性的发展。实践证明，消极、冷漠、沉闷的课堂教学心理气氛不能满足学生的学习需要，背离了学生的心理特点，造成师生间的不融洽，同学间的不友好，学生往往会产生不满意、烦闷、厌恶、恐惧和紧张等消极的态度和体验。相反，积极、民主和谐、生动活泼的课堂心理气氛符合学生的求知欲和心理特点，师生、同学之间关系和谐，学生就会产生满意、愉快、互谅互助的态度和体验。在这种积极的态度和体验的支配下，学生就能充分发挥其自主性、能动性、创造性和开拓性。因此，良好的课堂心理气氛是发挥学生主体作用的前提，在教学中我们可采取如下策略来形成良好的课堂心理气氛。
1.建立良好的师生关系。课堂是教师和学生共同活动的场所，课堂教学中师生关系的融洽与否，对学生主体作用的发挥和教学效率的高低有着直接的影响。师生关系融洽，气氛活跃，学生就越主动。但是，生物教师所教的班级较多，往往是上课时来，下课时走，平时和学生交往的机会比较少，师生间缺乏情感上的交流。因此，我们就要充分利用课堂四十五分钟，在传授知识的同时去关心学生，把每一个学生都看作是值得尊重的人，以平等的身份去和学生做心灵上的朋友，形成师生间的良好关系。
2.使教学富有情趣。热烈的情绪与浓厚的兴趣既是产生良好课堂教学心理气氛的原因，又是衡量课堂教学心理气氛的基础。生物界是一个纷繁复杂，多姿多彩而又充满神奇和奥秘的世界。因此，在教学中，我们应不断扩大自己的知识面和提高教学技能，并利用多媒体技术等来调动学生的学习兴趣，激发学生学习生物的热情。
3.教学的内容要难易适度。根据《全日制中学生物学教学大纲》的规定，高中生物教学的目的在于培养学生初步的生物学思想，树立起辩证唯物主义的世界观。从这一教学目的看，对教学的难度和深度要求都不是很高，而且目前生物学科已不再是高考学科，没有应付高考的任务，这样，教师就有了很大的自。因此，在教学安排上，我们应使教学内容难易适度，内容适量，使每一个学生都能通过积极的努力取得学习上的成功。当学生有了成功体验后，他们就会有一种内心的幸福和喜悦，产生强烈的理智感，有利于良好课堂心理气氛的形成。
二、构建主体参与的教学模式
良好的课堂教学心理气氛形成后，学生就会产生主动学习和探索的欲望。此时，我们应始终把自己定位在学生自我发展的引路人和指导者这一角色上，采取多种策略使每一个学生最大限度地积极参与到教学活动中来，使每一个学生都能在课堂教学中体验到包括感知、思考、概括、记忆、运用等诸环节在内的学习――认知的全过程，做到自我设计、自我发展。在高中生物教学中，我们可采取如下教学程序。
1.学生自学。由于高中生已经具备了较强的认知能力，加之现行高中生物教材的浅显易懂特点，在每一专题的教学前，我们可先向学生提出明确的自学提纲，然后让学生自己去学习。如在讲“生物的遗传”一节时，我们可向学生提出以下几个具体问题作为自学提纲：①什么是遗传？其途径是什么？②遗传的物质基础是什么？③为什么亲代性状能传给子代等。
2.师生展开讨论。在学生自学的基础上，教师可就该课题的重点、难点内容提出具有启发性的问题，引导学生相互讨论。如在上述一节的教学中，可让学生讨论下面两个问题：①为什么同样是受精卵细胞，有的发育为雌性，有的发育为雄性？②为什么位于X染色体上的隐性遗传病总是男性患者多于女性患者？
3.启发引导，形成结论。在学生讨论的过程中，教师可从学生的实际出发，围绕教学主题，对大多数学生难以理解和认识的共性问题进行启发，帮助学生沟通新旧知识之间的联系，以实现学习上的迁移。如在讲完前述一节课后，我们就可以引导学生结合以前学过的减数分裂等知识，来合理解释同父同母的兄弟姐妹间存在的性状差异。最后，在启发的基础上，引导全体学生对重、难点内容形成科学的结论。
4.适当练习。在全面实施素质教育的今天，任何一门学科教学的最终目的都在于提高学生的相应素质和培养学生相应的能力。因此，在教学的最后，我们要布置具有典型性的练习，指导学生独立地将所学知识灵活地运用于实际，使学生学到的理论知识在运用中得到巩固和发展，以形成学生新的技能，促进学生能力和智力的发展。如“生物的遗传”一节学完后，我们可向学生布置以下练习：一个地区的男女出生的比例为什么总是大约为1∶1？我国婚姻法规定禁止近亲结婚的原因是什么？
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一、引言
中职生物教学过程中，学生的主体性不能得到有效地体现这是当前制约生物教学活动开展的一个重要因素。针对于当前学生主体性学习地位没有得到有效发挥的情况，教师要从多个角度入手，对于当前生物课堂教学中存在的问题进行全面的分析，提出科学有效地生物教学策略，更好地对学生主体性学习地位进行发挥，提高课堂教学效果。
二、当前生物课堂教学中存在的问题
(一)学生方面的问题。当前中职院校学生自身文化基础相对薄弱，并且在被动的课堂教学环境下，师生之间的互动效果十分有限。学生本身在面对抽象的生物知识学习上，他们本身不具备良好的学习能力，同时学习兴趣也十分有限，进而导致了学生在学习中遇到诸多的困难，从而影响了学生的学习信心。长久以往，学生在参与学习中逐渐会产生放弃的念头，在课堂学习中不能很好地跟随教师的教学脚步，不能遵守课堂教学纪律，出现厌学和逃学的情况。
(二)教师方面的问题。当前社会不断发展，社会对于用人方面的需求一直在不断提高的过程中，人才本身不仅要具有足够的专业技能素质，同时其本身在综合素质上也应该具有一定的保障，这样才能更好地走入到社会工作岗位当中，适应社会的需求。为了更好地提高人才培养效果，中职院校已经展开了相关教学改革工作，并且逐渐关注相关教学活动的落实。但是，部分教师本身已经习惯了以往的教学方式，他们自身的教学理念依然陈旧，不愿意积极地参与改革。一些年轻教师虽然具有改革的愿望，但是他们本身在教学中经验和能力方面存在一定的缺少，很难真正地推进和落实好改革工作。在新改革需求的形势下，教师不能对于学生需求的发展变化予以更多的重视，课堂教学活动的开展整体效果十分有限。
(三)教学模式方面的问题。当前教学模式相对封闭，教师在教学过程中缺乏对学生时间鞥努力的培养，学生不能很好地真正动手进行参与，课堂教学的参与性大大降低。生物课堂学习中，相关知识如果不能让学生真正地主动思考和参与，那么整个学习效果就会收到很大的影响。当前的教学模式中，理论和实践之间存在一定的脱离问题，并且很多教学活动的开展没有真正有效地考虑到学生的主体性地位，不能很好地对学生能力的提高提供支持和帮助。
三、如何在生物教学中对学生的主体作用进行发挥
(一)加强教学研究。对于中职院校生物教学活动来说，教学研究工作的开展是非常关键和必要的。教研小组要提高对学生主动性作用的重视程度，在教学过程中对于如何提高和体现学生主动性进行深入的研究和探索，为生物教师展开教学活动提供一个良好的基础和依据，打造更加专业化的教学实体。中职院校的生物教师要对于生物教学的目标进行明确，并且积极地参与到相关教学研究活动，对于教学目标进行合理的制定。生物教师要积极参与到生物课堂调研活动，对于的感情教学活动中存在的不足进行深入的探究，积极做好反思和交流学习，更好地提高对生物课堂的掌控效果。只有从根源层面上重视对学生主体性学习地位的体现，这样才能在生物教学中更好地对学生主体性地位进行发挥，更低好提高生物教学的实效性。另外，教师自身也要积极不断地学习，对于如何引导学生学习主动性的教学思路进行深入的研究，积极学习先进的教学经验，更好地在教学当中落实和展开丰富多彩的教学手段，更好地提高生物教学质量。
(二)让课堂教学活动更加富有探究性。在生物学习的过程中，教师要给予学生足够的思考空间，让学生获得一定的思考机会和探究空间，利用探究性的教学方式，让学更好地对于生物知识进行探究，逐步形成一个良好的学习思维，这对于促进学生学习能力的成长和发展来说都是非常必要的。采取探究式教学，学生也可以更好地感受到学习的乐趣，逐渐形成良好的自主思考的习惯。中职阶段教学活动中，探究教学的目标非常明确，其通过对疑问进行转化，让学生自主地对问题进行解决，这也是培养学生综合素质所不可或缺的一部分内容。在探究问题的设置上，教师要真正地围绕教材来进行设定，在确保学生探究兴趣得到激发的基础上，保持正确的探究方向。例如，教师在教学中，可以提出这样一个问题：“有一个小孩，他的爸爸妈妈都是双眼皮，但是他是单眼皮，孩子心中总觉得他不是爸爸妈妈亲生的，总是这样问妈妈，心中也非常郁闷。后来他在学习了生物知识之后解开了他的心结，变得豁然开朗。同学们，你们知道这是为什么吗？”通过这种探究性故事的引入，可以更好地让给学生完成对于基因显性与隐性知识点的学习。
(三)引入不同的教学情境，让学生在疑问中主动学习和思考。对于中职阶段教学活动来说，提高学生的思考力度是非常关键的，学生在活跃的思想状态之中可以更好地完成生物知识的学习。在课堂教学前，教师要做好别克工作，对于生物教材中的内容进行详细解读，并且搭配难度不同的问题，以富有趣味性的问题来对于课堂教学问题的导入。通过在课堂教学中引入问题，通过问题来对于教学情境进行引入和创设，可以更好地突破以往传统教学形势下，学生思维方面的局限，同时也能让学生更加主动地参与到课堂学习当中。在不同的学习情境下，学生可以更好地对注意力进行记住，整个课堂学习的效果更佳高效，同时很多知识学习的过程都可以在不知不觉中完成，学生的生物知识学习稳固程度也可以得到更好地提高。例如，在光合作用相关知识教学的过程中，教师就可以引入问题：“同学们谁知道我们身边的绿色植物为什么需要阳光才能成长吗”，“光合作用的条件是什么呢”，“如果没有阳光了植物会怎样，为什么呢？”等。教师通过不同的问题的引入，可以让学生沿着课堂内容中知识重点进行思考，并且可以让学生联系生活实际对于生物问题进行思考，这样学生的思维过程可以更加活跃。这种教学情境模式的引入，可以将枯燥的生物知识变得更加富有趣味，并且也能给予学生更多的讨论点，让整个课堂教学的氛围更加生动和活跃。
(四)将课堂还给学生。相对于其他学科来说，生物学科内容的更加富有深度，并且与我们的实际生活联系的十分紧密。在生物课堂教学中，教师要真正地将课堂还给学生，让学生通过实践动手，对于生物知识进行深入的理解，这样学生的生物思维才能得到更好地配合，同时才能更好地实现生物学习思路的构建。在生物教学中，教师要给予学生足够的动手机会，并且让学生成为课堂学习的主角，教师对学生进行良好的引导，让学生逐渐实现自主地生长。将课堂还给学生，学生自身的创造性思维能力和发散思维能力也能得到更好地成长。在课堂引导的过程中，教师要把握好学生自身的思路，通过合理的引导，让学生逐步自主地完成知识点的学习和总结，自主对生物现象、知识以及背后的规律进行发现，这样学习活动可以获得更加全面的实践性保障，学生自身也能真正地成为课堂的主人。
四、结束语
总而言之，中职阶段生物教学活动的开展中，教师要对于自身的教学观念进行不断地改进，在教学中构造良好的教学氛围，引入多种多样的教学方式，更好地提高学生的学习主动性，真正地让学生主动参与到课堂学习的过程中，进而达到提高课堂教学效率的目的。生物课堂学习是一个长期的学习过程，很多生物知识点之间都存在一定的关联，并且理解过程中也需要学生进行更多的思考。只有在教学中对学生的主体性地位进行重视，通过合理的引导和激发，学生的学习潜能才能得到更好地挖掘，生物课堂的教学效果才能得到更好地实现。
参考文献：
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2.可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化。 生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统的知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。如讲动物的进化规律时,把各门动物的神经进行比较,就能使学生清楚地认识到:动物之间有着一定的亲缘关系,是按照从简单到复杂的规律进化的。
3.可使学生准确地掌握概念的内涵和外延。 中学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清,琢磨不定。有比较才能鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在教学中采用比较法,突出一方,找出它们的异同,就可避免混淆和张冠李戴。如讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之处,就可使学生清楚地掌握这一对概念。
4.比较法能起到或加强直观作用。 比较法能使抽象微细的生命现象和规律具体形象化,我们也称之为“对比直观”。如借用学生们所熟知的一般事物,比喻生命现象或规律,如说草履虫象草鞋,大草履虫有一个透明略呈肾形的大核,等等。这样,使学生对微细抽象的生命现象,有一个直观形象。比较法还能加强直观作用。如将蜥蜴的肺结构图同青蛙的肺结构图比较,能使学生具体深刻地看到蜥蜴肺泡数目增多,深切地认识到蜥蜴肺的呼吸作用能够满足整个身体对氧气的需要,因此适于陆地上的生活。而青蛙还需要皮肤辅助呼吸,仍然离不开潮湿的环境。 5.比较法是培养提高学生逻辑思维能力的重要方法。 比较法是一切理解和一切思维的基石,即比较是一切逻辑思维的方法。任何事物的特点必须在相互比较中才能充分地显示出来。因此,采用比较法,可以培养和提高学生的逻辑思维能力。比如:呼吸作用与光合作用有什么联系和区别?学生必须用比较法,从逻辑上找出对比之项:作用场所、作用条件、反应物、生成物、能量转化等等,然后分析出对立面和统一面,得出答案。并从中看出二者的相互依赖、相互制约的关系。
二、比较法的类型及其运用
中学生物学主要是讲述生命现象的共性和个性,都是科学家们经过反复比较,从理论上概括总结出来的。生命现象之间有着本质的内在联系,纵横交错,网络复杂。生命现象的多样性决定了比较法的多样性。一般的比较法有类比、列比、历比、寡众比和综合比。
1.类比。就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据被对比各点的相似性和差异性、类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学似地获得新的知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和兰藻的比较,鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,扩大原有知识的范围。 类型比较法和类别比较法关系密切,常相互配合,同时运用。求大同,归一类;找出特点,分门别类。使学生清楚地看到对比各方既是具有共同特征的一大类,又是具有不同特点的二类或多类(小类)。
2.列比。列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如:绿色开花植物的各种根(或茎、或叶、或花、或果实)的比较;昆虫纲各目动物口器的比较;等等。可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应。
3.历比。历比就是从时间上和空间上,将某一生命现象发生发展历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到:植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。又如把鱼纲、两栖纲、爬行纲和哺乳钢的心脏(用挂图或模型更佳)比较,这样,学生就不难看出脊椎动物心脏的分隔变化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地证明了动物也是遵循从简单到复杂、从低级到高级的进化历程。
4.寡众比。寡众比就是将同类中的一事物同众事物比较的方法。一般以一事物为圆心,与众事物分别比较,而众事物之间不进行比较。如把茄科与锦葵科、蔷薇科、十字花科的主要特征分别进行比较,强化对茄科主要特征的认识和记忆。在分章节复习时,也可把其中的一种器官(或组织、或系统)同多种器官(或组织、或系统)分别比较。强化其一,巩固其他。
5.综合比。综合比就是把一系列的各个生命现象的诸方面进行比较的方法。一般用在总复习末期,将一本教材(或一编)的内容,分纵类和横行,综合整理,分析精炼,列出一览图表,让学生灵活运用上述各种比较法,掌握个别和整体知识的网络关系,积零为整,融会贯通,使知识系统化。如六大类植物类群的主要特征比较等。
三、运用比较法需注意的问题
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实践证明,多媒体教学作为一种具有特殊功能的教学形式,在生物教学中确实有着无可比拟的优越性,因为它不仅使教学视听化、形声化,而且使课堂的直观性更加突出,更重要的是多媒体“活化”了教材,增强了教与学的主动性,提高了学生学习的兴趣,有效地促进了教学质量的提高。但是,多媒体作为辅助教学的一种手段,绝非一把万能钥匙,它绝不可能完全取代现行教学方式和教师在教学过程中的主导作用。只有在深入研究教材和教法的基础上,恰当地设计、开发、运用多媒体技术,使之与其他教学方法有机结合,科学地应用多媒体技术于生物教学中,才能优化生物学课堂教学,达到预期的教学效果,体现出多媒体辅助教学的真正价值。
1.多媒体在生物学教学中的优势
运用多媒体进行生物学教学,不仅可以加强讲授内容的科学性、系统性、直观性和趣味性,而且可以轻松、有效地突破各种教学难点。
1.1应用多媒体生动形象地组织教学
生物学是一门自然科学,许多知识的传授必须以学生的感性认识为基础。多媒体能贮存大量的信息资料,能根据教学的需要及时为学生提供生动形象的感性材料,丰富学生的感性认识,保证学生的抽象思维活动顺利开展。
1.1.1生动演示丰富多彩的生物学内容
“生态系统”是生物学的重点内容之一,一张“生态系统”的光盘就能将复杂的生态系统内容展现出来,如生态系统的类型、生态系统的结构和功能等,以及它们的相互关系,都能清晰地展现在学生面前,教学效果较好。
1.1.2客观演示错综复杂的生物构造
“形态结构”是生物学中分量很重的内容。多媒体能为生物学教学提供三维图像,如人体的解剖生理软件,既能演示静态结构图,观察人体的构造,又可以使器官在三维空间上作任意方向和角度的翻转,能使学生观察不同部位的形态结构和空间关系,还可以配上文字解释和有关的声音。有些软件还可以通过器官拆装动画、显微递进动画等多种形式来表示生物的结构知识,加深学生对知识的理解和掌握。
1.1.3形象演示变化多端的生命现象
“细胞分裂”是生物学教学的又一重要内容,多媒体能清晰、准确地反映“细胞分裂”活动的过程和规律,如各个分裂期细胞核中染色体的形态和数目的变化等知识都能清晰地显现。在观察过程中,教师还可以通过控制演示慢镜头动画,局部放大图和定格图,这既有利于讲解和提问,又有利于学生的观察和思考。
1.2应用多媒体有效创设生物学教学情境
多媒体教学的一个重要特点便是通过计算机将声像设备综合起来,给人一种身临其境的效果,强化学生的感知。例如:利用光盘介绍“濒危动物”,它能够使学生看到逼真的画面,听到不同动物的叫声及自然声响,从而使学生置身于自然环境之中。
多媒体计算机的另一个重要特点是交互性,教师在讲授知识或反馈信息的过程中可以用类似CAI的方法,向学生提出疑问或展示习题,学生通过分析思考后给予反馈响应,计算机将及时给予评价,并输出正确的信号予以强化。
1.3应用多媒体合理构建生物学教学结构
多媒体课堂教学体系主要由教师、学生和媒体三要素构成。教学结构的合理是指课堂教学诸要素在时间、空间排列组合上的合理性,多媒体教学是一种新的教学形式,在生物教学中的使用主要是对教学的某个环节如讲解、演示、模拟、复习、练习、测试等发挥作用。教师不应把它看成只是一种教学手段,事实上它是教学内容、教学方法、教学手段的综合,当它介入、参与课堂教学时,必然引起教学思想、教学方法等一系列的变化,形成新的教学结构和模式。多媒体生物教学的主要方式有以下几种。
1.3.1视听与启发讲解相结合
这种多媒体教学方式的特点是为学生的学习特别是教材的重点、难点提供生动的素材,并通过必要的语言引导问题,开启思路,使学生在课堂上同时接受图像、文字、音响、语言等多种信息。这种教学方式有利于学生克服思维障碍、疲劳被动等问题。
1.3.2视听与探索讨论相结合
这种教学方式依据发现法的原理,按照“提出问题―提供途径―探索讨论―得出结论”等步骤完成教学任务。在这种教学方式中,多媒体既可为学生的探索提供途径和素材,又可用于问题的提出和结论的形成。学生在此过程中,积极参与教学活动,思维活跃,按照多媒体提供的途径和材料,努力寻求知识的答案。
1.3.3练习与反馈相结合
这种教学方式主要利用多媒体的交互性,按照“提问―回答―反馈”的过程,实行人机对话,完成学习任务,其特点是能有效地吸引学生的注意,促进学生的思维,并且学生能根据多媒体反馈,及时了解自己的学习情况,采取相应的措施。
1.4应用多媒体培养学生的学习自主性
多媒体教学能有效地培养学生的学习自主性。首先,多媒体教学具有很强的形象性和生动性,能够把抽象的概念具体化。因此它能较好地激发学生的学习兴趣,使学生愉快地学习。其次,多媒体传授的知识具有很强的科学性和启发性,结构严谨,环环相连,层层反馈,理论和实践互相联系,新旧知识互相同化,有效强化学生的认知能力。再次,多媒体的教学过程设计具有很强的新颖性和教育性,学生在这样的教学过程中,能积极参与学习活动,经动手、动口、动脑等过程自主获取知识。最后,多媒体的人机交互对话能有效地激发并维持学生的学习积极性,使学生独立地、创造性地完成学习任务。
2.应用多媒体教学时应注意避免的几个问题
2.1注意避免削弱学生的操作技能和取代学生实验
多媒体技术能够辅导学生的实验操作,但是学生的实验技能只能通过实际操作才能获得。如显微镜的使用方法,植物嫁接技术,临时装片制作,标本制作,解剖方法等基本技能的训练,只有学生亲自动手做才能达到教学要求,必须经过反复操作才能熟练。如果用观看录像的教法取代学生亲自动手的实践过程,就会削弱学生的操作技能的培养,学生的思维能力和动手能力将会削弱。教师可以利用多媒体模拟一些实验,但绝不能让多媒体模拟实验完全取代学生实验或演示实验。
2.2注意避免多媒体完全取代教师教学的主导作用
教师在教学过程中,就教学中的问题与学生面对面的进行交流与沟通,增进师生情感和互信,是其它媒体不能取代的,教学互动又是教法必需的。在多媒体教学过程中,教师稍不留神就容易忽视针对性的引导而丢掉“主导”的位置,成为“放映员”;学生则在课件连续播放过程中没有了思考而丧失了“主体”地位,成为“观众”。多媒体只能起辅助教学的作用,教师应把多媒体课件作为一个为我所用的教学工具,以及为实现教学目标而采取的手段,绝不能让“电脑教师”取代自己。板书是教师运用黑板,以精炼的语言文字和图表等传递教学信息的教学行为方式。在教学中,教师科学、正确地利用板书能充分协调师生活动,使学生思维与教师引导保持高度一致,因而能进一步深化教学内容,巩固学生的感知量,突出课堂教学重点。用多媒体课件中内容代替板书内容,虽然能节省大量时间,但是,屏幕上的内容一闪而过,不会给学生留下太深的印象,不利于学生对整节课内容的掌握。
2.3注意避免多媒体取代其它媒体
多媒体在生物教学中确实有其优越性,但多媒体也不能完全取代其它媒体的作用。如生物标本、挂图等,我曾在上人体骨骼时做过这样的对比教学:将学生分两组,甲组学生通过拆装人体骨骼模型来学习主要骨骼的形态及位置,乙组学生则利用多媒体课件来学习相同的内容。接着我对两组学生同时进行人体骨骼模型拆装的测试。结果,甲组学生不仅快,且合格率为97%;乙组学生合格仅45%。这说明,再好的课件也只能演示出其平面结构的特点,而此时出示标本或模型,让学生边看边动手,其教学效果极佳。教学手段应为教学目的服务,一堂课媒体运用得是否恰当,唯一标准就看它是否达到教学目的要求。
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生物学教学中，教师不仅要使学生形成一定的生物知识体系，还应使学生认识科学探索过程，形成对待科学的正确态度和价值观。生物科学史蕴含着科学思维及方法的多样性和创造性，体现着科学态度和科学精神，是对学生全面进行生物学教育的重要手段。所以，将生物科学史融入中学生物课的课堂教学，并力求做到通过在适当的章节里有机整合相关知识的发现史实、相关生物学家的研究过程和生平经历等方面，再现人类对生物学知识的动态发现过程，可以实现学生科学素养的全面提高，并藉此渗透世界观和方法论，爱国主义教育和辩证唯物主义教育。
一、利用生物科学史的教学，激发学生的学习兴趣
生活中人们都喜欢听故事，因为故事的情节扣人心弦，引人入胜。而生物科学史中就有许多小故事，可以吸引学生注意力，激发他们的求知欲望。比如在讲伴性遗传时，有的教师向学生讲了历史上著名的“皇家病”。英国的维多利亚女皇夫妻都未患血友病，他们有两个儿子和四个女儿。大儿子奥波德因为患血友病早夭；另一个儿子爱德华健在并继承了王位。两个女儿分别同正常男人结婚，各生一个女儿。其中一个与沙皇尼古拉二世婚配生下一个患血友病的儿子，另一个嫁到西班牙皇室，也生了患血友病的儿子。从此，俄国的罗曼诺夫家族和西班牙的巴本家族都因为娶了维多利亚女皇的外孙女而造成了血友病的遗传。学生听了故事，便急切地想知道“皇家病”蔓延的原因。这样，学生对新知识的学习就产生了强烈的愿望，充分调动了学生学习的积极性，调节了大脑，减少了疲劳，教学效率也大大提高了。
二、利用生物科学史教育提高教学质量，
促进对知识的理解
科学史是贯穿整个文明史的线索，能为知识的综合提供思路，能成为科学和哲学之间的媒介，并能名副其实地成为教育的基本原理。它把科学家的研究过程和研究结果——动静两方面有机、内在地结合起来，使学生兴趣盎然地获得相互联系的、有来龙去脉和发展变化的生动知识。
用生物科学史促进学生对知识的理解，针对教材中难以理解的重点问题或结论性叙述，适当补充必要的生物科学史，会有助于学生对知识的理解。例如，通过介绍用不同的荧光染料标记的抗体分别与小鼠细胞和人细胞的膜抗原相结合，它们能分别产生绿色和红色荧光。将这两种细胞融合成一个细胞时，开始一半呈绿色一半呈红色，但在37℃下保温40分钟后，两种颜色的荧光点就呈均匀分布了。这样，学生便不难理解细胞膜的流动性了。讲生态系统中能量流动时，不妨让学生分析林德曼在一个衰老湖泊所做的生态研究资料，从具体的数据中领悟能量流动的基本原理。实践证明，这是一条使学生“既会学、又学会”的有效途径。
三、用生物科学史教学
进行科学思想和科学方法教育
以往单向传授知识型的教学方法把学生的思维局限起来，使他们往往思维路线单一，思维方法保守。只有打破这种传统的习惯思维，才能在科学研究的进程中有所突破，有所创新。生物学的发展史中不乏这种发散思维、逆向思维的生动实例。
引导学生从科学史中去发掘那些有利于完成科学探索过程的思想和方法是有益的。它可以使学生学习借鉴前人的研究思路和方法，大大提高分析、推理、预测、评估问题的能力。例如讲“翻译”时，介绍克里克1955年提出的“接头假说”。先简介当时的知识背景，认识到核糖体是装配蛋白质的场所，核糖体中还有许多的RNA（核糖核酸）且在化学性质和结构上与DNA（脱氧核糖核酸）十分相象，DNA携带信息的作用被人们所接受并逐渐相信在核糖体上存在一种装配蛋白质的模板，该模板一定含有DNA携带的信息，但决不是DNA，因为DNA始终存在于细胞核中。那么，在化学结构上一点也不像DNA或RNA的氨基酸为何能识别预先安排给它的准确位置呢？然后引导学生沿着克里克的思维路线合理推理，大胆想象：假定存在于核糖体中RNA是这种模板，假如氨基酸本身不能识别RNA模板，那么为何不可以先在其上附着一些能识别RNA模板的物质呢？RNA和DNA一样能利用碱基互补来识别另一条链。所以有理由设想：氨基酸附着在一小段RNA上，而这小段RNA可以识别核糖体中某段核苷酸链，这样不是可以按一定顺序合成蛋白质了吗？克里克将这个吸引人的新思想称为“接头假说”，不久，便发现了tRNA（转移RNA）的存在从而证实了接头思想的正确性。根据已有的发现创造性地提出一些设想或假说，并以此作为工作的出发点去探索、实验，证实假说或而建立新假说，这在科学中是很普遍的。教学中引入这些科学史内容，使学生从中学习科学家如何工作、如何思考、如何处理问题，这对学生科学思维、科学方法的培养是大有裨益的。
新课标明确指出，要使学生掌握生物科学的一些基本方法，因此，重视科学方法论教育，使学生学会如何通过观察、分类、比较、确立关系、数量化、实验、解释数据、下定义等获得科学知识，应成为教学的重要任务。而生物科学史中蕴含着丰富的科学方法，例如，研究植物光合作用释放的O2是来自于H2O还是CO2，范·尼尔通过研究紫硫细菌的光合作用发现：它是利用CO2和H2S做原料，产生的是 S而不是 O2。由此类比联想到绿色植物光合作用中的 O2应来自于 H2O。又如，1941年鲁宾用同位素示踪法，以含 1 8O的 H2O做光合作用原料，用实验证实了上述结论。这其中就包含了类比思维和科学研究中的移植法。再如，孟德尔提出遗传的两个规律，就综合运用了简化现象、分析、归纳、假说等方法。教学中我们有必要讲授教材中的科学史内容，让学生不仅知道科学家发现了什么，还能知道是怎样发现的，使学生在对科学史的分析中受到方法论教育。
四、用生物科学史进行创新意识教育
在强调素质教育的今天，培养学生的创新思维能力成为目前的热门话题。一部生物科学史，就是生物学家靠坚韧不拔的毅力、刻苦奋斗的精神、艰苦卓绝的创新过程和辉煌灿烂的创新成就谱写成的。无论达尔文进化论的创立，还是现代分子生物学的形成，以及人类基因组的成功破译，都是对学生进行创新教育的事实材料。达尔文归纳进化理论、孟德尔研究遗传定律等，都具体地昭示学生：创造与发明并不遥远，就在房边屋角，在人们习焉不察的地方。不过，要让学生明白，机遇只偏爱有心人。科学研究是不断深入和拓宽的，需要独创性。生物科学史实际上就反映了一些科学家从事创造活动的研究过程和方法。科学的发展道路中有成功的经验，也有失败的教训。总结经验，接受教训，拓展思路，坚持创新：这是前人在创造性活动中的共性，对于学生会有很大的启迪。孟德尔之所以能发现遗传的两大规律，与他精心选用实验材料有关。但在孟德尔之前，不少科学家如奈特、高斯等也以豌豆做材料进行过杂交实验，却并没有发现遗传规律。关键就在于孟德尔有科学的观察和分析方法，他善于总结前人的经验教训，认为必须从最简单的事物中去认识真理。他在观察时，对纷繁复杂的杂交现象，只看其一对性状，而对其他性状暂且不管，这就使研究对象大大简化。孟德尔还开创性地将数学方法引入遗传学研究中，这也是他成功的原因：将遗传学从单纯描述推进到定量分析，开拓了遗传学研究的新途径，这就是独创性。
五、生物科学史再现科学发展过程，
有助于认识科学本质
《美国国家科学教育标准》中关于科学内容标准分为部分，科学史和科学的本质是其中之一。科学的大厦绝非一蹴而就，而是在无数次失败后，科学先驱们不屈不挠的钻研下不断地构建。21世纪的科学殿堂虽然已经富丽堂皇，但是仍在添砖加瓦。真理总是相对的，没有绝对的真理。有些理论尚不完善，有些假说尚待事实的支持。正如当作为支柱的理论、学说不能支撑某些实验现象时，必须对理论进行修正。生物学的发展从来没有脱离其他学科的渗透。生物科学史上无数的实例都受当时其他学科水平的推动或制约。科学的发展并不是一帆风顺的、线性的，而是螺旋上升、不断完善的。
例如，高中教材中有关酶的发现史的内容，介绍了300年间人们对酶的认识过程、探索方法、实验设计、结论及其分析，充分证实了这一点。
六、用生物科学史进行科学态度、
价值观教育以及爱国主义教育
结合科学史，向学生展示科学家在科学探索中体现出的实事求是、开拓创新的科学精神和自由探索、民主讨论、尊重事实和服从真理的科学态度，将会有助于学生形成对待科学的正确价值观。具体地讲，从事科学活动应持的价值观主要包括真实、自由、质疑、独创性、交流和合作。真实是进行科学活动的最基本价值观，寻求真实必然要重视自由探索和敢于质疑，不能唯书、唯上，只能唯实。
素质教育的一个重要方面，就是要培养学生的爱国主义品质。生物科学史中就包含着丰富的爱国主义内容。在生命科学领域内 ，我国科学工作者取得了许多令人瞩目的伟大成就，这些都可以增强学生的民族自豪感，激发学生爱国热情。例如：1965年，我国科学家在世界上第一次合成了具有全部生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素；1981年合成了具有全部生物活性的核酸——酵母丙氨酸转运核酸。另外，在教学过程中还可以向学生介绍我国古代在医药、农业方面的发明创造。以上这些都属于当时世界领先水平，是值得学生自豪的。它将激励着我们的莘莘学子为了祖国的明天而勤奋读书，使他们将来有所发明，有所创造，为早日实现中华民族的伟大复兴而奋斗。
七、用生物科学史进行科学精神、品质和情感教育
科学品质是一种非智力因素，它主要包括情感、意志、作风、态度等方面。因为这些品质具有强化学习过程的驱动作用，又对学生学习科学具有控制调节的反作用。良好的科学品质能使人乐于参与科学的学习与实践活动，并从中得到乐趣和满足；能使人有坚强的意志，表现出高度的自觉性、顽强性和自制性；还能使人具有谦虚谨慎、虚怀若谷的胸襟。有人曾说，第一流人物对于时代和历史进程的意义，在其道德品质方面，也许比单纯的才智成就方面还要大。
在生物科学史中就包含着许多关于生物科学家良好道德风范的故事，这些故事无疑就是道德教育的良好素材。如在讲孟德尔遗传规律时向学生介绍：孟德尔用豌豆等材料做实验发现了遗传规律，写的论文登在奥地利的一家地方性刊物上，但在当时并未受到人们的重视。一个世纪后，有三位科学家（荷兰的德弗里斯、德国的科论斯和奥地利原丘歇马克）在各自互不知晓、也不知道孟德尔论文的情况下，各自做了类似于孟德尔的实验，并且都写了相应的论文，然而他们在查阅了过去这方面的文章时，都意外地看到了孟德尔的论文，三人在以后发表的文章中都把发现的荣誉让给了孟德尔，而把自己的工作只说成是证实而已。这三位科学家不计个人名利、为人诚实的态度值得当今学生学习。
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关键词：合作学习；生物学教学；素质教育；应用
一、正确认识合作学习的本质
不论是东方还是西方，合作学习的思想和实践源远流长。对合作学习本质的探讨从来没有停止过，杜威倡导的“从做中学”和陶行知的“小先生制”教育思想，为今天实施合作学习奠定了理论基础。
合作学习的主要代表人物斯莱文教授认为：合作学习是指使学生在小组中从事学习活动，并依托他们整个小组的成绩获得奖励或者认可的课堂教学技术[1]。美国明尼明达大学合作学习中心的约翰逊兄弟认为：合作学习就是在教学上运用小组，使学生共同活动以最大程度地促进他们自己以及他人的学习。合作学习的另一重要代表人物沙伦博士则认为：合作学习是组织和促进课堂教学的一系列方法的总称，学生之间在学习过程中的合作则是所有这些方法的基本特征。合作是通过组织学生在小组活动中实现的，充当社会组织单位的小组通常由3-5人组成，通过小组同学之间的合作与交流展开学习。我国合作学习的研究者王坦认为：合作学习是一种旨在促进学生在异质小组中互助合作，达成共同的学习目标，并以小组的总体成绩为奖励依据的教学策略体系[2]。
首先，从组织形式来说，合作学习是以小组为基本单位的教学活动。在小组活动中，合作学习通常采用异质小组，即成员的性别、成绩、能力、背景等方面具有一定的差异，使小组各成员之间具有一定的互补性。
其次，从教学过程来看，合作学习是师生之间、生生之间组成的互动教学活动。合作学习要求所有的教学动态因素（教师和学生）都应当保持互动，特别是生生之间的合作性互动，才能推进教学过程的有效实施，合作互动是合作学习所具有的重要特征之一。
再次，从教学目标的达成来说，合作学习是一种目标导向的教学活动。在制定了适当的教学目标之后，所有的学习小组活动都是围绕着达成共同的教学目标而展开。
二、生物学教学中应用合作学习的必要性与可行性
义务教育生物教学中运用合作学习，是由教学内容、教育目标、学生生理及心理特点等所决定的。
1、合作学习是推行素质教育的基本理念
新课改实施以来，课程理念不断更新，初中生物学教育要跟上时代变革步伐。传统教学模式，使学生长期处于被动地位，抹杀了学生求知欲。合作学习可以激发学生强烈的求知欲，又能培养学生的合作意识，增进师生之间、生生之间的和睦关系[3]。通过合作小组学习，教师可以把教学内容留给生产生活经验丰富的同学讲解，由其他同学补充，让学生在小组中充分表现自己，增进团体合作能力。
2、合作学习是生物学教学的基本要求
合作学习是新课程改革所倡导的重要学习方法，生物学课程期待学生主动参与学习过程，培养学生的合作、交流与表达能力是生物学教学的重要目标。义务教育《生物学课程标准（2011年版）》的“教学建议”明确提出，合作学习探究时，教师应兼顾不同发展水平的学生，成员间要分工明确并定期互换，使每一成员都有机会担任不同的角色，还指出，教师应结合具体的教学内容，采用小组讨论、角色互换等多种不同的教学策略和方法，达到教学目的。
3、合作学习是生物学教学的重要组织形式
纵观不同版本的初中生物学教材，在设置的众多的栏目当中，“分组实验”、“探究活动”、“探究”、“问题探究”、“想一想，议一议”等栏目，都是以小组为单位的教学活动，且占有相当大的教学篇幅和比例，为教师与学生提供了大量的合作学习的机会。
4、合作学习符合中学生的心理特点
结合中学生成长环境及心理特点说，他们正处于青春期，表现欲强，渴望他人对自己价值的肯定，尤其是教师的肯定。而合作学习就是讲机会留给学生，让学生在小组中表现自己，教师对小组团队进行表扬，这种通过个人努力使集体获得表扬的方式极大的激发了学生的学习兴趣，肯定了学生个人价值。
三、合作学习在生物学教学中的实践探讨
随着课程改革的不断深入，小组合作学习被广大教师所接受，并有逐渐取代传统教学模式的趋势，对于提高学生学习的积极性、主动性和学习兴趣，培养学生的思维能力和开发学生的智力，具有不可替代的作用。
1、组织异质合作学习小组
学生之间的差异是客观存在的。把不同学习层次的学生分到一个学习小组，可以让他们互帮、互学，营造一个和谐的学习氛围，让每个人都能有成就感，增强小组成员之间的相信，让他们学会欣赏他人，逐渐形成团队意识和团队，不断提高学生的合作能力。
2、教师是小组活动的引导者
在合作学习中，教师是小组活动的引导和参与者，应为小组活动进行任务和小组角色分配，指导学生如何向对方提出问题，指导小组成员学会倾听同伴的提问与发言，指导小组成员学会讨论与相互学习交流，协调小组成员间的合作进行差异等。
3、制定基本的教学流程
合作学习作为一种教学模式，在运用时要大体遵守以下的流程：合作设计目标呈现集体讲授小组活动效果测验反馈与补救[4]。教师在指导学生进行合作学习时，在不同的环节要有测重点地进行启发，如明确教学重点，创设问题意境，对学生的“新发现”要进行有针对性的引导，还要避免学生脱离教学内容的讨论等。
4、选择适当的合作学习内容
中学生物学教学内容丰富多样、目标各异，并不是每堂课的教学内容都适合组织小组合作学习。因此，在教师在进行小组合作教学时，要根据不同的教学目标，精心选择教学内容，把握教学时机，引导学生进行合作学习。适合小组合作学习的内容，主要包括知识面广、较浅显的、贴近实际生活的、有知识经验的内容等。
5、创设合作学习的教学情境
合作学习的主要宗旨就是充分发挥学生的主体性、积极性，通过启发和引导，让学生以各种形式的合作学习小组，在民主、平等、和谐、愉悦的合作场中进行合作学习和实践[5]。因此，创造民主和谐教学的情境、探究性实验的情境、竞赛式的合作学习情境等，对于有较实施使用学习是必不可少的。
总之，合作学习是新课改倡导的一种重要的教学模式或学习方式，在生物学课堂教学中，要不断积累、总结实践经验，让每个学生都能在合作中受益，从而提高生物课堂教学的效果；使学生地获取基础知识的基础上，培养学生发现、提出、分析和解决问题的能力，交流合作和创新能力，提高学生的生物科学素养，促进学生的全面发展。（作者单位：聊城大学生命科学学院）
参考文献
[1]Slavin.R.E著，王坦译。合作学习的研究：国际展望[J].山东教育科研，1994，1（1）：75-79。
[2]王坦.合作学习一原理与策略[M].学苑出版社，2001，1：64。
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生物科学是建立在实验基础上的一门自然科学，现代生物科学的发展，是生物科学与数学、物理、化学、等科学之间相互交叉、渗透和相互促进的结果。随着生物科学的发展，生物科学向人们展示美好的未来，它将成为21世纪领先的学科之一。我们在学习生物学科时，应在前人研究的基础上，善于发现问题，研究问题，解决问题。不仅要重视生物学知识的学习，还要重视学习和体验生物科学研究的过程，并且从中领会生物科学的研究方法。
《基础教育课程改革纲要》也明确指出，改变课程实施过于强调接受学习死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。为了使学生的学习方式发生根本性转变，保证学生自主性、探索性的学习落到实处，确立学生的主体地位，促进学生积积极主动地学习，使学生形成学习中不断提出问题、解决问题的探索过程。
新课程标准对生物学能力的要求是初步学会探究生物科学的一般方法，发展学生提出问题、做出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力。在科学实践中发展合作能力、实践能力和创新能力，初步具有收集和利用课内外的图文资料及其他信息的能力。生物学能力在教学中如何培养呢？本人认为生物科学史在教学的巧妙利用有其不可替代的作用。生物科学史的巧妙合理的讲解，既能激发学生学习生物学的积极兴趣，又能发挥学生学习的主动性，增强学生的主体意识，还能培养学生学习生物学的收集和处理生物信息的能力、分析问题和解决问题的能力、掌握学习生物学的科学方法，同时更能培养学生形成不畏艰险、持之以恒的科学态度。在生物发现史教学中，采用多媒体现代化教学手段，要求学生在课前预习，并收集有关的信息材料，课堂教学中针对学生收集到的材料，有的问题鼓励学生课后继续查阅，共同讨论加以解决，与课堂有关的内容加以肯定，导入教学。
生物学史有的既体现了学生收集和处理信息的能力，激发学生学习的兴趣，增强学生的成就感，又能锻炼学生研究问题的科学分析方法，培养学生的推理、归纳能力以及学生的逻辑思维和创造力，还能使学生养成不畏艰险、持之以恒的科学精神。如酶的发现、光合作用的发现过程等。
酶的发现：
1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼（L.Spallanzani，1729～1799）设计了一个巧妙的实验推断胃液中一定含有消化肉块的物质。但是什么，他不清楚，却为人们的研究提供了方法和思路。
1836年，德国科学家施旺（T.Schwann，1810～1882）从胃液中提取出了消化蛋白质的物质，解开胃的消化之谜，使酶的研究工作更进了一步。
1926年，美国科学家萨姆钠（J.B.Sumner，1887～1955）从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质，得出结论酶是蛋白质。
20世纪30年代，科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质，形成了酶的初步定义。使人们对酶的认识形成统一的观点，并指出酶的本质是蛋白质。
20世纪80年代，美国科学家切赫（T.R.Cech，1947—）和奥特曼（S.Altman，1939—）发现少数RNA也具有生物催化作用。对酶的认识进行了完善，形成完整的理论，即酶是由活细胞产生的具有生物催化能力的有机物。
总结人们的认识过程：
发现问题提取物质物质本质得出定义补充完善（完整理论）
（1773年）（1836年）（1926年）（20世纪30年代）（80年代）
通过学习酶的发现，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。使学生明确科学家对酶的认识是不断发展的。科学具有开放性，引导学生要用开放的观点、发展的眼光对待所学的知识，鼓励学生在学习过程中勤于思考，敢于质疑，勇于探索。
光合作用的发现：
早在公元前3世纪，古希腊亚里士多德就提出土壤是构成植物组分的观点。这一观点统治西方将近2000年。这也是人们对光合作用的最早的认识。
1648年，海尔蒙特的盆栽柳树实验证明树木的重量增加来自雨水而非土壤。世界各地生物课本都会提到这一段记载。他所做的柳树实验说明光合作用过程中有水的参与，也是生物研究上划时代的工作。向传统的认识提出了新的挑战，为人们的研究提出了方向。
1771年，普利斯特利通过实验发现，植物可以更新空气。但是，他并不知道更新了空气中的哪种成分，也没有发现光在这个过程所起的关键作用。问题的研究进一步深化，问题更加具体化。
1779年，荷兰科学家英格豪斯（Jan Ingenhousz）重复了上述实验，并进一步证实光照是这一实验成功的秘诀，即光照是植物放氧的先决条件。
1782年，日内瓦教师塞尼比尔（J.Senebier）发现经煮沸过的水中放入绿叶时，即使光照充足也不能收集到氧气。只有在水中通入CO2后，才能看到气泡（O2）出现。因此，他认为植物在光照下，为了产生O2就必须有CO2的存在，O2是来自CO2的。指出CO2是光合作用的原料，氧气是产物，而且CO2也是产物氧气的来源。
1804年，法国科学家德·索叙尔（de Saussure）通过定量植物所吸收的CO2，释放的O2及植物体的增加量发现，绿色植物在阳光照射下，用CO2与H2O在植物体内合成有机物质，并产生与CO2大致相等体积的O2。他提出，CO2和H2O是植物体有机物质的来源。即两者是光合作用的原料。
1864年，德国科学家萨克斯用天竺葵做材料实验得出结论：天竺葵的叶子在光下制造了淀粉，同时也说明光合作用需要光，产物为淀粉（糖类）。
1880年，美国科学家恩格尔曼用水绵进行实验说明：氧是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。有力地说明氧气是光合作用的产物，叶绿体是光合作用的场所。
1937年，英国科学家希尔（Hill）将离体的叶绿体加到具有适当氢受体（A）的水溶液中，光照后放出氧气，此反应称为希尔反应。氢受体有2，6—二氯酚靛酚、苯醌、NADP+和NAD+等。说明氧气是水的光解过程产生的，为人们研究光合作用产物氧气的来源提出了新的见解。
1939年，美国科学家鲁宾（S．Ruben）和卡门（M．Kamen）利用同位素标记法进行探究实验有力地证明光合作用释放的氧气来自水。
根据科学的发展进程归纳出光合作用的定义和反应式。
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧的过程。即：
光能
CO2 ＋ H2O﹡（CH2O）＋O2﹡
叶绿体
通过对几个光合作用发现过程中的几个经典实验的分析、讨论，使学生感受到科学发展的艰难、科学方法的重要，培养学生严谨的科学态度、激发学生的创新意识。提高学生的科学素质，培养学生设计实验，分析实验结果的能力。
有的发现史既能通过对科学家实验的分析培养学生探究问题的能力，使学生掌握科学的研究方法，又能使学生根据所学知识，解释一些实际问题和现象，增强知识面的应用能力，激发学生学习生物的兴趣，促进学生积积极主动地学习，使学生形成学习中不断提出问题、解决问题的探索过程。如生长素的发现过程、DNA是遗传物质的证明等。
生长素的发现过程：
1880年，达尔文研究了光照对金丝雀虉草胚芽鞘生长的影响。
实验一：胚芽鞘受到单侧光照射时，弯向光源生长。
对照组实验：胚芽鞘在完全黑暗的情况下直立生长。
实验结论：向光性的形成是由于胚芽鞘受到单侧光照射的缘故。
实验二：切去胚芽鞘的尖端，胚芽鞘既不生长，也不弯曲。
对照组实验：未切去尖端的胚芽鞘，直立生长或向光弯曲生长。
实验结论：弯曲生长是由于有尖端的缘故。
实验三：用锡箔小帽罩住胚芽鞘的尖端，胚芽鞘直立生长。
对照组实验（实验四）：用锡箔套住胚芽鞘尖端下面一段，单侧光只照射胚芽鞘尖端，胚芽鞘仍然弯向光源生长。
实验结论：感光部位是尖端，弯曲部位是尖端下的一段。
总结：达尔文推想，胚芽鞘尖端可能会产生某种物质，这种物质在单侧光的照射下，对胚芽鞘下面的部分会产生某种影响。
1913年，詹森做的实验：
实验组：在切去胚芽鞘尖端的切面和尖端之间放上一小块琼脂片，单侧光照射，胚芽鞘弯向光源生长。
对照组：未切去尖端的胚芽鞘单侧光照射，胚芽鞘弯向光源生长。
结论：胚芽鞘尖端产生的刺激透过琼脂片传递给下部。为温特的实验提供了重要的方法。
1914年 拜尔的实验：
实验组：在黑暗条件下，将切下的燕麦胚芽鞘顶部移到切口的一侧，胚芽鞘会向对侧弯曲生长。
对照组：在黑暗条件下，将切下的燕麦胚芽鞘顶部移到切口的另一侧，胚芽鞘会向对侧弯曲生长。
结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为顶尖产生的刺激在其下部分布不均匀造成的，为温特的实验提供了重要的思路。
1925年索尔的实验：
实验组：把胚芽鞘的尖端切去，则胚芽鞘的生长受到抑制。
对照组：把切下的胚芽鞘尖端放回去，则胚芽鞘的生长恢复正常。
结论：胚芽鞘尖端含有剌激细胞生长的信号物质。
以上的实验初步证明：尖端产生的刺激可能是一种化学物质，这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。
1928年，温特的实验，是在詹森和拜尔实验的基础上进行的。
实验组：把切下的胚芽鞘尖端放在琼脂块上，几小时后，移去胚芽鞘尖端，并将这块琼脂块切成小块，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧，结果发现这个胚芽鞘会向放琼脂的对侧弯曲生长。
对照组：把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂小块，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧，结果发现这个胚芽鞘既不生长，也不弯曲。排除琼脂块的影响。
实验结论：进一步证明了胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，这种物质从尖端运输到下部，并且能够促使胚芽鞘下面某些部分的生长。
1934年，郭葛等人提取出该物质，并确认它的化学本质是吲哚乙酸，把这种物质命名为生长素。
生长素的发现归纳：
（1）胚芽鞘的感光部位是胚芽鞘尖端。
（2）生长素产生于胚芽鞘的尖端。
（3）胚芽鞘的弯曲部位（生长素的作用部位）是尖端以下部位。
师生共同回顾生长素的发现过程，得出探究问题的方法过程：
设计实验提出假说（推论）实验验证得出结论
生长素的发现过程在生命科学史上具有一定的代表性，它前后历时几十年，凝聚了众多科学家的心血和智慧，通过一系列的实验从一定程度上反映了科学探究的一般方法，对培养学生科学的思维方法和研究方法，培养学生的科学精神、创新意识和实践能力是一个非常好的素材。新课程标准和近年来高考试题中一个导向性变化，就是对学生实验设计能力明确提出了要求。学生是通过亲身实践获取的直接经验，从中初步学会科学方法，培养培养方法，培养科学精神和科学态度以及思维的新颖性与独特性等创新思维的品质。
DNA是遗传物质的证明：
理论依据：通过对与生物传宗接代有关的生理作用有丝分裂、减数分裂及受精作用和生物的个体发育等分析可知，染色体具有一定的稳定性且能由亲代传递给子代的特点，说明染色体与生物的遗传有重要的关系，而染色体的组成是DNA和蛋白质。DNA在染色体上的含量相对稳定，而蛋白质的含量不是很稳定，因此，与遗传有关的是DNA而不是蛋白质。
要充分说明DNA是遗传物质，必须通过实验才能得出准确的结论。想办法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察DNA和蛋白质的作用，这是研究问题的方法和思路。
直接证据：实验验证
1928年，英国科学家格里菲思的肺炎双球菌的转化实验，说明无毒性的R型活细菌知与加热杀死的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌，这些转化的S型细菌的后代也是有毒性的S 型细菌，即这种性状的转化是可遗传的。没有指出转化的实质即遗传物质是什么，但给人们对遗传物质的研究提出了实验的方法和思路，加快了科学发展的步伐。
美国科学家艾弗里和和他的同事经过十几年的研究，在1944年发表了他做的转化实验结果发现：只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，并且DNA纯度越高，转化就越有效。如果用DNA酶处理从S型活细菌中提取的DNA，使DNA分解，就不能使R型细菌发生转化。体现实验的设计思路，但是人们在理解此实验的过程中有一定的怀疑，问题关键是DNA和蛋白质是否完全分开。
1952年，赫尔希和蔡斯用同位素标记法做的噬菌体侵染细菌的实验表明：在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质。也就是说，子代噬菌体的性状是通过亲代的DNA遗传给后代的，因此，DNA才是真正的遗传物质。实验材料的结构和同位素示踪法技术的运用，解决了转化实验中的疑惑，使实验结果更加有说服力。
格里菲思的实验的不足之处，他并不知道转化因子是什么物质。艾弗里的不足之处是，说服力不是很强，人们还是以怀疑的眼光看待这个实验的，有人争辩说，转化是DNA中蛋白质不纯的结果，蛋白质才是有作用的因素。理解它要有一定的理论基础。而噬菌体侵染细菌的实验根本就不存在上述问题，它是最有力的直接证据。用研究采用的“同位素标记法”来说明。这样符合科学研究的过程，可以很自然地导出DNA是遗传物质的结论，使学生容易接受，并且能使学生受到科学方法教育。
研究问题的方法：
理论推断实验验证转化实验侵染细菌实验得出结论
（理论结论） （实验思路） （初步证明） （有力证明） （统一认识）
通过探究DNA是遗传物质的发现过程，使学生学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神，使学生懂得人类对事物的认识是不断深化和完善的，使学生领会科学家实验设计的科学思路、遵循的实验设计原则和采用的一些科学方法，并培养学生科学思维能力和初步研究能力，使学生初步掌握科学研究的方法和过程。
根据新课程理念，当今生物教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等科学素养，生物科学史是生物教学中培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等科学素养的良好素材，因此，“以探究科学发现过程来学习科学研究方法”是生物教学的重点，在生物教学过程中，通过生物科学史的教学注重实验过程的探究与科学方法的学习相结合，充分发挥学生的主体作用，使学生在探究学习中，得到科学研究方法的训练。 参考文献
