时间:2023-10-09 11:02:18
导语:在生命科学与人类的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
1.1非生物专业学生对学习“生命科学”课程意义的问卷结果及分析表2是对问卷进行显著性检验后的结果,其对应的卡方值为26.179,p<0.001,差异极显著.说明组别与选项之间呈现极显著的相关关系.由表2可知,无论是非生物专业的工科学生还是文科学生,不分男女,有64.3%的人都赞同开设“生命科学”通识素质课,这一结果与兰州大学生命科学学院对非生物专业学生问卷调查的结论是一致的,该校78.73%的非生物专业学生认为“开设‘生命科学’通识素质课有意义”.[2]此外,还有23.8%的学生观点不清,可能与一些学生长期被动接受知识,在学习上缺乏主观能动性有关.值得警惕的是,有超过10%的学生不认同“生命科学”课程,笔者认为这部分学生可能有比较狭隘的专业思想,平时不注意多元知识的摄取;亦或是一直以来没有获得过来自学校以及家庭的生命教育,因而由于知识的匮乏而导致兴趣的丧失.另外,无论工科学生还是文科学生,在不认同“生命科学”通识素质课的学生中,女生所占的人数和比例远大于男生,这是否与女生对女性社会角色定位和专业的认同度较高有关,有待进一步研究。显然,对此题进行问卷的目的是想了解非生物专业的工科男女学生和文科男女学生对开设“生命科学”课程的“价值”的认识.良好的价值观是学生学习课程“基本态度”的核心要素.了解学生的真实思想就能针对性地对学生进行价值引导,使“生命科学”的素质教育获得良好的教学效果.从此题的问卷结果看,高达35.6%的学生对开设“生命科学”课程———这门具有素质教育意义课程的不认同,学生这种对与人类自身生存和发展息息相关的“生命科学”不认同的情形应引起学校和教育工作者高度关注.
1.2非生物专业学生对“你选修生命科学课程的目的”的问卷结果及分析表3是对问卷进行显著性检验后的结果,其对应的卡方值为31.265,p<0.001,差异极显著.说明组别与选项之间呈现极显著的相关关系.由表3可知,出于主动目的积极获取知识的需要而选择该课程的同学占到总人数的54%(“喜欢”占26.2%和“就业需要”占27.8%);为满足短暂利益(获得学分)而选择的占16.7%;另有近29.4%的学生只是被动的接收学校的要求.其中有趣的现象是,工科学生有29.4%(“喜欢”占8.0%和“就业需要”占21.4%)的学生是出于喜欢或就业目的而主动选择该课程的,有10.4%的受访工科学生是被动接受该门课程的(“获得学分”占4.0%,“学校要求”占6.4%);文科学生有23%的人是出于学校的要求而被动接受,另有12.7%的学生为了“获得学分”而被动接受,出于“喜欢”或“就业需要”主动选择的学生只占24.7%,这一比例略低于工科学生.对此题进行问卷的目的是想了解非生命科学的工科男女学生和文科男女学生对选修“生命科学”课程的行为动机.价值观是一个上位的心理特征,它解决的是人认识一件事情是否“有价值”的问题,但“有价值”的上位概念之下还有一个行为动机取向,同样有动机高低之分.从一定意义上讲,良好的学习目的性(动机)和学生的学习主动性(行为)与教学效果呈正向关.从学生对选修“生命科学”课程的行为动机取向看,有近五成学生是被动和消极的.其原因可能有二:一是许多学生对选修“生命科学”课程价值的认识不高,因此不能端正学习行为动机.二是可能与我国学生长期以来被动接受教育所形成的“缺乏自主意识”的个性特质有关,因此,造成29.8%的学生学习目的是听从于“学校要求”,16.7%的学生学习目的是为了“学分”.华东师范大学对学生进行访谈后的研究也证实了学生中存在学习通识教育课程是为了“混学分”的严重的现象.[3]近几十年来,尽管我国教育界的有识之士一直在呼吁要加强学生素质教育,要增强学生的主体意识,但应试教育主宰教育的情况并没得到根本的改变,学生不知如何学习,如何选择,如何思考的问题依然是学生学习行为中较为突出的问题.
1.3非生物专业学生对“你对生命科学课程学分与学时安排的要求”的问卷结果及分析表4是对问卷进行显著性检验后的结果,其对应的卡方值为24.256,p为0.004,差异极显著.说明组别与选项之间呈现极显著的相关关系.由表4可知,无论工科还是文科,亦不分男女生,均倾向于素质通识课的学时数以16-24学时为宜.对此题进行问卷的目的是想了解非生命科学的工科男女学生和文科男女学生对选修“生命科学”课程“重要性”的认识.从表4呈现的问卷结果看,47.6%的学生要求“生命科学”课程授课学时为16;39.7%的学生要求“生命科学”课程授课学时为24;7.9%的学生要求“生命科学”课程授课学时为32;4.8%的学生要求“生命科学”课程授课学时为48.换句话说,随着“生命科学”课程授课学时的增加,学生对“生命科学”课程授课学时的诉求呈递减趋势.这一结果与兰州大学生命科学学院对非生物专业学生问卷调查的结果有很大的差异性.兰州大学生命科学学院问卷调查的结果是,1.44%学生希望“生命科学”课程授课24学时;11.78%学生希望“生命科学”课程授课32学时;4.31%学生希望“生命科学”课程授课40学时;71.26%学生希望“生命科学”课程授课48学时;11.21%学生希望“生命科学”课程授课64学时.[2]合肥学院非生物专业学生与兰州大学非生物专业学生对“生命科学”课程“重要性”的认知产生如此之大的偏差,究竟是学生认识水平的差异,还是两所高校学生学习负担的不同所带来的结果,有待进一步研究.尽管学生对授课学时要求的多寡,并不一定逻辑地反映学生对“生命科学”课程“重要性”的认识,但作为一门既有丰富内容又与人类自身生存和发展密切相关的“生命科学”课程的有效教学是需要一定的基本学时做保证的.在欧美发达国家的许多著名大学,非生物专业的学生选修“生命科学”课程授课学时高达80学时.从中不难看出,“生命科学”课程一定量的授课学时在实施通识教育,提高学生素质的教育活动中重要意义.
1.4非生物专业学生对“‘生命科学’课程是否需要实验配套”的问卷结果及分析表5对应的卡方值为22.754,p为0.007,差异极显著.说明组别与选项之间呈现极显著的相关关系.由表5可知,有75.4%的受访者赞同开设配套的实验课,亦有18.3%的学生没有明确的态度,另外还有6.3%的受访者明确拒绝开设实验.同样,兰州大学非生物专业学生在回答“‘生命科学’课程是否要配套开设实验课程”时,认为需要开设的占65.52%,不需要开设的占34.48%.[2]这说明合肥学院非生物专业学生和兰州大学非生物专业学生回答这一问题的比例没显著性差异.对此题进行问卷的目的是想了解非生物专业的工科男女学生和文科男女学生是否认知“生命科学”是“什么样的学科”,进而意识到在学习这门课程时,能提高自己哪方面的素质.从表面看,“生命科学”是一门实验性学科,很多专业知识和技能需要通过实验途径加以获得或强化,“生命科学”课程实验是否配套似乎仅仅是为了掌握“专业知识和技能”问题.因此,对学生不愿意开设配套实验可以简单看成是学生对“生命科学”专业认同度不高,不愿意动手实践以掌握专业知识和提高技能.事实上,在我国的高等教育中,学校开设“生命科学”实验大多是验证性,但是实验过程却是具有一定的“探索性”.在这个“探索性”过程中,学生实事求是的科学精神、分析科学问题的思维模式、解决科学问题的毅力品质,以及在“探索性”地成功实现实验目标后的心理体验等等特质的养成将使学生终生受用.因此,通过问卷调查,了解学生“生命科学”的认知水平,并在学习的过程中加以引导,不断提高学生的科学素养.
2问卷调查结果对我们有效开设“生命科学”课程的几点启示
通识教育作为一种先进的教育理念已受教育界广泛认同,其意义和价值是不容置疑的.生命科学对人类认识自然、认识自身和社会都是不可或缺的基础性学科,它甚至关系到人类的生存与发展.但从调查结果来看,许多学生对这门课程的价值认知尚不尽于人意,心理定位也有所偏差.换言之,“生命科学”课程要想实现有效教学,必须在学生的“认知”和“心理定位”两方面加以引导.
2.1注意加强对学生学习“生命科学”课程的价值和必要性的引导心理科学研究表明,对任何事物“价值”和“必要性”的认知是任何人学习行为的原动力,并具有强烈的可持续性.从这个意义上讲,教师在开设“生命科学”课程前,精心准备“绪论”课是至关重要的.教师在“绪论”课的讲授中,一是要强调开设“生命科学”课程这门通识课程的目的是为了“使学生的生命科学素养得到全面提升”,把这一心理定位清晰地展示给学生,是为了努力纠正非生物专业学生认为“‘生命科学’”课程是一门了解奇异大自然的‘科普课’”的认知误区,使学生的心理定位回归理性.二是教师要充分思辨“生命科学”课程这门通识课程与全面提升学生的生命科学素养之间的逻辑关系.如,了解生物多样性、生态环境等生物学知识与培养人对自然的热爱之间的逻辑关系;美化自然,欣赏自然,保护自然景观的多样性与满足人本身对物质的需求和丰富人的精神世界之间的逻辑关系;学习和掌握生物知识与培养人的科学创造能力,建立一个基本的对事物认知、判断、运用的思维模式的逻辑关系;通过对生命科学的学习与人多种思维方式形成之间的逻辑关系;等等.从而使学生在学习“生命科学”课程的过程中,对“生命科学”课程的“价值”和“必要性”有一个科学的心理期待和较为理性的逻辑思考.
2.2注意“生命科学”课程的内容设置既要科学又要合理我国特定的高考制度使的我国的大学生缺乏较强的生命学科知识背景,尤其是文科学生更甚.因此,在选择“生命科学”课程的内容深度时,既要充分考虑我国大学生的知识和专业背景,又要意识到“通识教育”的特点和教育之要义.换言之,在“生命科学”课程的内容深度设置上,既不能一味迁就满足学生对授课内容“浅、趣、新”的心理期待,把“生命科学”课程变成一堂“故事会”,也不能忘记教育对象是非生物专业学生,而把“通识教育”变成“深、难、全”的“专业教育”,使学生原有对“生命科学”课程的学习热情被悄然扼杀.在选择“生命科学”课程的内容广度时,在有限的几十个授课学时内,如何选择无所不包、无处不在的“生命学科”的具体内容,的确存在技术难题.华东师范大学通识教育课程《现代生命科学导论》课题组对此进行深入的研究,他们在选择“生命科学”课程的内容广度时,以“生命—人类—社会”为课程内容的主线.笔者以为,这是非常科学的智慧选择,它不仅凸显了人类自身密切相关的知识以及自然与人、生命科学与人类社会的关系成为课程重点关注的内容,体现出“人文关怀”意蕴,而且这一主线也较好地贯彻通识教育所期待的实现“生命科学素养的培养”这一“生命科学”课程的根本教育目标.
一、对科学教育的人文性的认识和分析
科学教育的人文性是指在科学教育中,不仅应当向学生传播科学知识和基本技能,而且更为重要的,应当使学生掌握科学方法,形成科学态度,具有科学精神。科学发现艰难曲折的过程,铸就和提升了科学家百折不挠、追求真理、勇于创新、坚定信念等优秀品格和精神,体现了一种可贵的人文情怀和人格魅力。我们应当引导学生理解科学家在科研过程中的作用,体会科学过程对人性的精神境界的提升。
无数事实表明,人性是随着科学发现而一步步地提升的。科学,作为一种认识真理的探究活动,是培养民族新观念、新精神的催化剂。如达尔文的进化论对人的自然属性作了最深刻的揭示,使人意识到自己不再是上帝的创造物,而是由生物进化而成的,人的原罪也由此而不复存在。人们毋需在人间赎罪,而必须为自己的理想而努力。诸如此类的例子不胜枚举。科学的发展,并不局限于研究对象本身所发生的进步和变化,它总是要提出新的概念,开拓新的传统,使原有的思想观念、价值观念以至整个文化传统发生巨大的变化,使人类能重新定位自己,进而拥有一个逐渐进步、更为深刻的人文观念,为人的生命寻找更有意义的人文价值。我们可以断言,科学教育与人文教育一样,对于人的精神生活具有十分重要的意义和价值,也有丰富的人文内涵。它是人类最富有创造性的活动,在不断追求和发现真理的同时,它也在不断追求美和发现美,给人的心灵以莫大的快慰,使人变得更加纯粹和高尚。这也反映了新课标将培养学生的人文素质列人教学目标的可行性。
二、生物学与人文视野的重合
生物学是人类文化的一部分,它与人文科学有密切的联系。
第一,生命科学和人文科学都是人类在改造和适应自然的过程中产生的,并且在很长一段时间内二者密不可分。在我国春秋战国时期的《诗经》中,就记述有几百种动植物,并对一些生命现象进行了描绘。当时的人文科学家在自然科学中也多有建树。像文艺复兴时期的画家达芬奇,既是人文学家,又具有丰富的解剖、数学、物理等自然科学知识。直到十三世纪以后,生命科学才从人文科学中独立出来,并迅速崛起。
第二,科学精神也是人文精神的一部分。弘扬人文精神的目的,是要理解和把握人类生存的意义,追求崇高的理想,并对现实生活中的人文因素和科技因素都能给予一种人文关怀。而生物学正是与人类生存密切相关的自然科学。
第三,生命科学与人文科学在思维方式上存在着一些共同之处。生命科学除了需要严密的逻辑思维以外,创造思维和七旬思维也同样重要。如达尔文的自然选择学说的提出,孟德尔的遗传规律的发现,无不闪耀着创造性思维的光辉。
三、生物学教学中人文素质教育的主要目标
人文素质教育是以传授人文知识为主,以发展学生对社会关系、人际关系、物我关系的认识和处理能力,影响学生形成人生观、道德观、价值观、生态观和审美观等为目的的教育。人文素质教育的目标是培养具有人文精神的人。在生物学教学中人文素质教育从应培养学生关爱自我我、关心他人、关怀社会、关注自然的态度入手。
(一)关爱自我
学生是受教育的主体,是拥有独立人格的人。在生物学教学中应要求学生独立解决问题,乐于保留自己的不同观点,并有批判意识、创新意识和探索意识。要敢于质疑,善于反思。作为教师,应激发学生的创造热情,对充满好奇的生命世界及其成果应给予深刻而理性的引导,对学生探究过程中的新思路、新方法应给予表扬、保护和推广。
(二)关心他人
人文精神所关注的不仅是作为个体的人的发展,而且还要关注作为类存在的人的发展。人作为社会存在必须学会合作,即丰富多样的人际交往互动。交流合作,就是与不同的人打交道,通过交流、请教、咨询可以获得知识信息。合作,或为加强力量,或为取长补短,要的就是不同,都有助于完成科学任务。要尊重、理解他人,并乐于与他人合作。要承认人的个体差异,并对不同认识持宽窄态度,尊重不同的观点和生存方式。
比如,能耐心听取他人意见并从中发现问题或受到启发,理解合作的互利性;在活动中表现出合作的愿望,给他人协助自己的机会并主动配合别人。
(三)关注社会
通过生物学教学,可使学生集会优胜劣汰、适者生存的竞争机制,培养学生乐观向上的心境和积极主动的生活态度。将生物学知识、技能迁移到社会活动的参与中,指导其生活实践。生物学还能传授环境保护、生态伦理和环境道德的系统知识,使学生明确公民的社会责任,认识科学技术的非人道后果,理解科学、技术与社会间相互促进和制约的关系。必须坚持科学发展与人的全面发展、社会的可持续发展相一致的观念。
(四)关怀自然
关键词:生命科技 生命伦理 人文价值 融合
纵观人类社会的发展,社会进步和发展需要科技的推动,但也离不开伦理的支撑和维系。我们看到,在生命科技发展的过程中,生命伦理日益受到世人的关注,人们试图从不同的角度去解读科技与生命的价值。事实上,从器官移植、生殖技术、安乐死、医学实验到基因、克隆技术等等,生命科技的发展给社会伦理带来一次又一次的困惑和冲击。笔者认为,生命科技和生命伦理之间其实并没有一条不可逾越的鸿沟,生命科技与生命伦理在发展中有着共同的人文价值追求,我们应探索并把握生命科技与生命伦理人文价值新的平衡点,并促成其合力的发挥。
一、生命科技人文价值的历史反思
纵观生命科技发展的发展,我们看到其有着厚重的社会背景。马克思认为:“科学是现代生命科技的伦理问题研究一种在历史上起推动作用的、革命的力量”。[1] 20世纪中叶以来,现代科技得到全方位迅猛发展。在这种背景下,科学技术已经成为发展的第一要素,科技实力实际上成了决定各国未来发展的关键因素。美国一位科学家所说的:“历史上从来没有哪个科学领域在为人类谋福利和在基本知识的积累上有像目前生命科学那样的广阔前景”。[2] “基因工程、人体基因组计划、克隆技术”成功实现了生命科学的三大突破,预示出二十一世纪生物学革命和生命科学世纪的到来。但在相当长的时期里,科技的价值取向被定位于探索未知与求利,从而人们不得不把思维的视角从科技认知与实用价值集中到科学技术的人文社会价值本身上来。
长期以来,越来越多的学者认识到与科学技术一样,“科学是一种强有力的工具。怎样用它,究竟是给人带来幸福还是带来灾难,全取决于自己,而不取决于工具。刀子在人类生活上是有用的,但它也能用于杀人。”[3]从本质上讲,生命科技不断被人类所拓展、运用,其根本目的是为人服务,其价值贯穿并体现着“关心人、爱护人,为人类的生存与发展创造尽可能的良好条件”的人本主义终极关怀的人文精神。当然,我们也应当看到,生命科技的进步必然引发人们传统生命伦理的重构。人的存在是一种完全不同于其它物体的“自为的存在”,而自为的存在总是表现为主动的和积极的存在,它要不断地否定和超越自己,总是在变化,没有停息。”[4]因此笔者认为,生命科技的研究和运用的人文价值应是追求真与善的统一,生命科技活动的好奇心必须服从责任心,求真是手段,求善才是生命科技追求的终极目标。
二、生命科技与生命伦理在碰撞中丰富内涵
生命科学的发展催生生命伦理内涵的不断丰富。爱因斯坦说:“单靠知识和技巧并不能使人类走向幸福和高尚的生活”,因为,“关于真理的知识本身虽然是了不起的”,但是,“它却很少能起指导作用,它甚至不能证明向往这种真理知识的志向是正当的和有价值的” [5]。在人类新开辟的各种活动领域,其各种关系的调整需要成了相应伦理产生的逻辑必然,现代应用伦理学中的生命伦理学正是在这种历史逻辑下产生、发展,并不断得到完善。我们可以说生命伦理的研究是随着分子生物学、生物医学技术的飞速发展,对于人类基因组计划、辅助生殖和克隆技术等的研究和实施,需要做出理性的思考和道德判断而产生的。生命科学的研究和实践使得医学家、哲学家、社会学家、法学家、政府决策机构和公众汇聚于生命伦理学的研究领域,共同探寻生命科学研究的规范措施和对策。
生命伦理强调的是生命的价值,它认为,人的生命具有至高无上的价值和神圣不可侵犯的权利。因此生命伦理要遵循的基本原则应包括:有利、尊重、公正和互助。生命伦理的价值精神首先应体现在以下几方面:一是人的生命本身是珍贵的。二是任何一个享有生命的人,他们的生命都是同等宝贵的,都是应当受到尊重和珍视的。第三,保存生命、尊重生命的原则,在次序上是最优先的,优先于所有其他的道德原则。生命价值的普遍性和优先权,基本是人们的共识。目前,对生命科技与生命伦理的价值冲突存在不同的认识,原因是当代生命科学的理论研究和技术实践,在辅助生殖中的人工授精、胚胎移植、代孕及克隆技术等方面产生了形形的伦理道德难题。所以,生命伦理在探讨生命的价值问题时,着眼点不应仅仅放在对生命价值的方方面面进行最终论证上,而应在维护人类共同幸福这一主导思想下,生命科技与生命伦理的结合是历史的必然。
三、生命科技与生命伦理在和谐社会追求中融合
首先,追求人文价值是生命科技发展的原动力。J.M.斯托登梅尔认为,“脱离了人文背景,技术就不可能得到完整意义上的理解。人类社会并不是一个装有文化上中性的人造物的容器。那些设计、接受和维持技术的人的价值与世界观、聪明与愚蠢、倾向与既得利益都必将体现在技术的身上。”[6]马克思指出,人性是人与其它动物区别的重要表征,其包括了自然属性和社会属性两个方面,人不是固有的抽象物,其根本属性是现实性上社会关系的总和。我们在研究分析人性的需要时就应该用历史的、发展的思维,在特定的时空中加以界定。因此,对生命质量的关注达到了新的层次,人们开始习惯从定性和定量的角度思考生命的伦理意义。在生命面前,科技必须寻求更加人性化的发展方式,必须符合人类的长远利益,必须警惕生命科技可能引发的对人性需要的扼杀。
其次,生命科技的人文价值是社会文化完善的现实需要。人们对科学技术在认识上有一个误区,有一部分人试图将科学技术与人文精神相分离。其实,科学首先是作为文化而存在的,生命科技亦是如此。人在自然中生存,人解释自然,为自然寻找秩序,为自己制定行为规范,这就形成了文化。社会文化是对人性的反映,人性方方面面的需要自然也会反映到文化中。 “人之所以在其它生物面前有优先权是因为人是有道德行为、道德意识的主体,是有自我意识的理性之人,因而认为只有具有理性之人才谈得上拥有作为社会心理过程的一种结果的完全道义上的生命权利。”[7 ]康德指出,一个理性的存在者产生能自行选择目的的能力(从而其在自由中),就是文化。因此,至于人类种族,我们有理由归于自然的最终目的的,只能是文化……。可见,人类文化的核心和生命力就是对人类价值的追求,体现了典型的人文终极关怀。社会越发展,社会文化越进步,生命科技的人文价值也必将更加彰显。
再次,在人文价值引领社会前行中实现生命科技与生命伦理的和合。坚持生命科技研究为人类的生存、幸福和发展服务的宗旨,坚持行善避恶、趋利避害、公正的恒久道义,不但有利于促进生命科技的健康发展,而且对和谐社会的重构,促进生命科技与道德文化协调发展,提高人类生存质量有着积极的意义。中国著名的哲学史家、北京大学汤一介教授指出,在当今科技高度发展的信息时代,人类要生存和发展下去,就要建立起一种人与人之间的和谐关系,建立起一种人与自然之间的和谐关系。因此,生命科技的研究本身对其成果的运用有直接导向作用,在项目研究以前和过程中就应当有文化价值的正确导向。总之,在生命科技发展中必然与自由的把握应该是循序渐进的,其中和谐与高质量的生命、生活是其基本表征。生命科技的运用应该为人服务,生命伦理也是更好体现人文关怀,而不是相反。正如学者沈铭贤在《科学哲学与生命伦理》一书中指出:在当前经济长足发展,人们致力于构建和谐社会的征程中,我们应该同时举起两面旗帜――科学的旗帜和科学与人文交汇的旗帜,不能只呼吸一种文化空气,促进科学技术与伦理道德良性互动。在科学技术成为强势文化的今天,生命伦理学更必须对生命科学给予深刻仁爱社会文化的关照。
参考文献:
[1]马克思、恩格斯:《马克思恩格斯选集(第3卷)》,人民出版社,1995年版,第575页。
[2]爱因斯坦:《爱因斯坦文集(第3卷)》,[M].北京.商务印书馆,1979年版,第174页。
[3]爱因斯坦:爱因斯坦文集(第3卷)[M].北京.商务印书馆,1979年版,第56页。
[4]《西方哲学智慧》 张志伟等主编,中国人民出版社,2000年10月1版,2001.4二次印刷,第107页。
[5]《生物医学的法律和伦理问题》,郭自力著,北京大学出版社,2002年版,第170页。
[6] John M. Staudenmaier,S.J:《Technology’s Storytellers: Rew eaving the Human Fabric》,Cambridge,Mass: MIT Press,P.165。
“人类是否可以扮演上帝的角色?”美国科学家在人类历史上首次“创造生命”,再次激起了这个古老的争论。美国基因遗传学家克雷格・文特尔宣布培育出第一个由人工合成基因组控制的细胞,被认为是地球上首例人造生命形式,完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生。克雷格・文特尔将这一细胞起名为“辛西娅”(意为“人造儿”),而它的母亲是一部计算机。面对这一成果,有人看到未来解决食品短缺、能源危机的希望,但更多的人担心这将打开“潘多拉盒子”。近年来,随着克隆技术、干细胞技术和基因工程等飞速发展,基因粮食和药物与人类越来越近,“人造生命”引发的有关伦理道德和人类存在的危机争论越来越激烈。
在电脑上设计生命
据介绍,研究小组借助“DNA合成器”获取数百个含4~6个基因的合成物,然后把这些合成物注入事先“挖空”的一种“山羊支原体”细菌内。通过分裂和增生,最终成为一种完全为人造基因所控制的全新生命。
这表明新的生命体可以在实验室里“被创造”,而不一定通过“进化”来完成,这一研究让文特尔领导的20多位科学家花了15年时间。此次植入的DN段包含约850个基因,人类的DNA图谱上共有约20000个基因。研究小组认为这仅是更宏大工程的一小步,未来他们甚至可以根据客户需求提供“定制”的有机物,如制造出能够产出石油或专以二氧化碳为食的“人造生命”。
这一成功为进一步的人工生命成果打开一扇门:从1995年人们宣布解开DNA序列至今不过15年,照这个速度,不久人们就可以在电脑上设计生命,并让它们按照自己意愿生长,从微生物到植物和动物。
中国科学院北京生命科学研究院副院长高福称,从简单的病毒到复杂的人类,任何生命首先需要“原料”,即4种DNA碱基,然后通过不同的拼接形成不同的基因组,最后“组装”成各种生物。克隆技术是把基因从细胞里面挖出来复制,而这次形成的基因,是通过4种“原料”一步一步合成而来。可以说,前者是“复制”生命,后者是“合成”生命。此次科研成果只是理论上的突破,证明了体外合成基因组是可能的,但离“人造生命”还很遥远。
发展前景仍是未知
近年来,人类在基因和生命科学领域的研究速度之快远超过人们的想象。世界上第一只克隆动物,克隆羊“多利”的诞生,引发了无数人的关注。从各种基因食品的出现,到可以把人类普通细胞变成生殖细胞,都曾引发激烈的争论。对于这一人造细胞,许多人称文特尔是想“篡夺上帝的位置”。
更多人担心这种能够自我复制的人造生物危险将远超人类的想象,即使不被和违法者利用来合成大量生化武器,万一不小心流入自然界,也可能造成让人类毁灭的生态危机。英国《独立报》的报道称,应该立即立法阻止“人工生命研究实验”。人工生命存在巨大风险,一旦失控,就可能从实验室中释放大量有害基因,从而对全球野生动植物的生存构成不可预估的危害。一个名叫ETC的加拿大环保组织认为,人工生命技术还可能被“邪恶国家”和恐怖组织所利用,制造出威力巨大的“生态武器”攻击人类社会。许多环保主义者抨击“科学家和企业家的疯狂组合”――克雷格・文特尔得到埃克森-美孚6亿美元的资助。一些环保人士认为,即使人工生命研究不可逆转,也应尽快将这一技术透明化、公开化。
瑞典乌普萨拉大学历史学教授琳达・巴克特曼说,人类能制造出火箭,控制原子的能量,但对生命却知道很少,也无法治愈一些疾病,因此许多科学家致力于通过生命科学的研究找寻人自身的奥秘。巴克特曼说,与核能一样,人造生命同样是具有天使和魔鬼两付面孔,现在人造生命的研究发展很快,但相应的伦理道德研究、立法和监管远远滞后。更可怕的是,人性是不可控制的,生命一旦成活更不可控制,这种技术不但可能使人类被“坏人”控制,还有可能被“坏的人造生命”掌握,这对人类将是灾难性的。
人造生命让人类恐惧
在人造生命之初,开发者考虑到基因人有可能会对人类造成的威胁,但同时又希望通过人造生命来达到自己的目的,所以对人造生命的欲望进行了控制。这种控制与反控制就像是一柄双刃剑,有可能帮助自己也可能伤害自己。随着科技的极度发展,这种斗争将给人类带来空前剧烈的毁灭。当初原子弹之父奥本海默对让原子精灵走出瓶子持保留意见,在后半生中,他一直反对制造原子弹。我们只希望人造生命的制造者们不要再重复奥本海默的经历,为广岛和长崎的大量生命沦为受害者而懊悔不已。
由于资源缺乏,日本一直把生命科学视为未来可持续发展的重要希望领域,对其推动和关注比别国更为急切,对生命科学研究的规定较宽松。除了对人类克隆和复合克隆技术严厉禁止以外,在非人生物的生命研究方面较少限制。但日本民众却对人造生命抱着强烈的否定态度。日本尼崎市民间教育监督委员会委员藤本喜久代女士称,美国公布的人造生命,是一些低等生命体,这些肉眼看不见的生命,正是人类多次大劫难的罪魁祸首。例如黑死病、伤寒、天花等,都是这些生命造成的,其危害更甚于虎豹。由于它们繁殖力特别强,所以一旦成灾,人类的药物对其杀灭能力总是呈现递减趋势。如果人造合成类似生命体,也许会造成与我们已经认识到的疾病完全不同的新病种,因为一个失误而给人类造成灭顶之灾。她说:“地球已经很拥挤了,作为岛国的日本感受很深,每次出现新的传染病,我们都十分紧张。所以,在技术不是有十分把握之前,不应人为制造新的危险。”
生命本来是自然的,美国科学家创造出自然界本不存在的人造生命,是生命科学里程碑式的事件,此前转基因植物、试管婴儿,都只是人类对自然生命的干预和改变。
据EBP目组成员介绍,整个项目大约需要40亿美元的投入,相当于两架轰炸机的价格,1万个美国总统的年薪,也与人类基因组计划的投入相当(人类基因组计划耗时13年,测序一个人的基因组花费约30亿美元)。项目组的科学家们表示,如果获得资金支持,该计划有望在10年内完成。
从两年前提出“测序所有地球生命”的愿景,到BioGenomics2017大会上提出EBP的纲要,这一项目已彻底点燃生物学家们的热情,将极大推动所有真核生物的研究――包括所有植物、动物、真菌以及如阿米巴虫之类的单细胞生物。
EBP项目将首先集中完成约9 330个真核生物科级别代表性物种的基因组,从而获得与人类参考基因组相当或比人类参考基因组更好的参考基因组。接着,在14万至20万个真核生物属中,对来自每个属的一个物种进行基因组草图绘制。最后,对剩下的150万个已知的真核生物物种的基因组进行低覆盖测序。这些精细度不同的基因组之间还能通过比较分析或进一步测序,帮助科学家获知更多的信息。
EBP计划的意义重大。据工作组成员介绍,这是第一个真正意义上的全球大型基因组测序项目,能让世界上数千名科学家和数百万民众参与,所产出的数据超过1EB(相当于1亿部高清电影播放2.3万年),将推动全新计算算法、分析方法和模型的创立,革新人们对生物学的理解,并有望极大改善物种保护工作,为农业、医药和生态系统服务创造新的基因资源。
一、在生物学教育中渗透人文精神的必要性
自然科学的发展在现代社会中知识量之多,信息量之大,知识代谢频率之快均达到了前所未有的程度。从而20世纪后期起,生命科学更是显出了强劲 的发展势头,“克隆 ”、“转基因”、“人类基因组计划”等令人瞩目的成就紧紧抓住了大众。教师、学生和家长对科学知识的关注程度也远远超过了其他方面。可以说,当前的学生拥有比以往任何年代的学生都多得多的知识和信息,但伴随而来的却是道德水平普遍下降、社会责任感差、精神无所皈依,各种恶习陋习屡见不鲜。这些问题的产生,究其原因与人文精神的滑坡,在传播学生科学和技能的同时,往往忽视人的精神发展和精神需求,忽视了科学技术的研究和应用的方向性问题。如何解决这些问题呢?在学科教育中进行人文精神的渗透是一条有效的途径。学科学习是学生学习的主渠道,他们很多时间都花在各门学科学习中,生命科学又与学生自身有着密切的联系,将人文精神的培养渗透至生物学教育中将会收到良好的效果。
二、在生物学教育中渗透人文精神的途径
1.教师以身作则,帮助学生树立“以人为本”的观念
所谓人文精神,是指人的生命存在和人的尊严、价值、意义的理解和掌握,以及对价值理想或终极理想的执着追求的总和。它不仅是道德价值本身,而且是人之所以为人的权利和责任,可见人文精神强调强调人的主体地位,尊重人的自由和尊严。因此教师首先必须树立“以人为本”的教育理念,充分研究学生身心发展的特点及相应的教学规律,充分关注学生的心理体验,突出每位学生的主体地位,这样可让学生的享受被人尊重的快乐的同时理解别人的重要性和懂得如何尊重别人。另外,教师的言行举止极易成为学生效仿的目标,因此教师还必须重视自身的思想修养、道德情操、人格魅力、精神风貌、治学态度、心理素质和人际交往等各方面。如果每次实验中,教师对作为实验材料的动物的肢体除了必要的处理外从不恣意破坏,对多余的实验材料(动物)在实验后从不草草处死了事,而是让他们回归自然,教师这些细小的举动潜移默化的教育效果将远胜于几节课的说教。只有当教师具有深厚的人文素质时,才有可能让学生在言传身教耳-濡目染中树立“以人为本”的观念,只有当学生树立了“以人为本”的观念后,才有可能把学生培养成真正的人、完整的人。
2.展现生物学中蕴含的美学价值,对学生进行美育
生物界物种繁多、形态各异、色彩斑斓,蕴涵着丰富的美学价值,在生物学教育中,让学生发现美、欣赏美、创造美,以美激情,以美求真 ,是培养学生人文精神的最为有效的途径之一。在教学过程中,我们可结合教学内容为学生展示一幅幅美丽的图画。如讲到人体内环境的自稳态时,将各系统的功能联系起来:呼吸系统、消化系统吸收氧气、营养,排泄系统排出代谢废物,循环系统承担运输职责,神经系统、内分泌系统统一管理,让学生体会到整个生命活动中的和谐美、统一美和有序美。
3.结合前沿生命科学成就,让学生理解科学技术的中性特征
近些年,科学技术的发展给整个地球与人类带来了巨大而深刻的变化,科学技术作为第一生产力,极大地促进了人类物质文明和精神文明的提高,引起了人们的生活方式、思维方式的变化,促进了社会的变革。因此人们在提高科学技术时总会不由自主地想到它对人类的贡献而忽视它的负面作用。近年来,学生通过网络、电视、报刊等媒体对克隆、转基因、人类基因组计划等生命科学成就已有所了解,此时教师应借机引导学生认识科学技术的性质。让学生知道克隆技术可以克隆人的组织和器官用于救死扶伤,也可以通过人工繁殖挽救濒危野生动物,但同时也可能破坏人伦,甚至克隆出战争狂人,扰乱天下。人类基因组计划能使人类对自己的遗传信息了如指掌,为多种遗传性疾病和危害人类的恶性肿瘤、心血管疾病等的预测、预防、早诊断和治疗提供技术支撑,但同时也可能为种族主义者提供种族歧视的借口。使学生明白“科学技术是一把双刃剑”,它本身是中性的,无所谓有益和有害,在新世纪的发展中,它是负责推进的浆,人文精神是掌握方向的舵,科学技术究竟发挥正面还是负面作用,主要取决于人,让学生学会对科技成果的正确选择、舍取和使用。
4.以境生情,培养学生的社会责任感
进行生态学部分的学习时,教师应不失时机地渗透一些触目惊心的危机;由于过去的二三百年里,人类向大自然过度索取而较少考虑发展的可持续性,致使全球生态环境迅速恶化,淡水资源严重不足,森林覆盖面积锐减,土地日益沙漠化,物种多样性不断减少,温室效应日益严重,自然灾害频频发生。从人和自然唇齿相依的角度,以严肃的态度帮助学生学会关心人类赖以生存的环境,学会关心人类,树立强烈的社会责任感。
关键词 高中生物 新教材教学
高中生物课程的宗旨就是在义务教育的基础上进一步提高全体学生的生物科学素养。所以我们的目标只有一个,那就是挖掘生物学的内在魅力,激发学生的兴趣,使他们都能轻松愉快地学到对他们的生活非常有用的生物学知识,使他们喜欢上生物学!如何在此指导思想之下,上出精彩的高中生物第一课呢?以下以新课标教材高中生物第一章第一节第一课,谈谈我对这节课设计的一些想法和教后体会。
一、教材分析及教学设计思路
今天,生物科学突飞猛进的发展,使人们逐步认识了生命活动的基本过程、生命物质的结构和功能,遗传规律以及生物与环境的关系等。生物科学对人类社会正在产生越来越大的影响。与人类关系最密切的莫过于对人类自身健康的关注。所以课本在第一章第一节以威胁人类健康的两大杀手性疾病:癌症和传染病为例,引导学生关注生物科学与社会的密切关系,体会学习生物科学的重要意义。
二、教学目标
1、知识目标:(1)初、高中生物知识的衔接。(2)尝试说出人类健康面临的挑战。(3)举例说出生物科学与社会的关系。
2、能力目标:(1)逐步培养学生读图表,获取信息,并对信息进行分析、加工和处理的能力。(2)通过学习高中生物课的要求和方法,逐步培养学生的科学意识和科学素养,及创新能力。
3、情感态度价值观目标:(1)通过活泼有趣的导入,激发学生学习生物的兴趣。(2)通过人类面临的健康问题,激发学生努力学习,增强社会责任感,为人类的生存和发展做出贡献。(3)逐步培养学生全面的、发展的视角。
三、教学重点、难点
1、尝试说出人类健康面临的挑战。
2、举例说出生物科学与社会的关系。
3、学生读图表,获取信息,并对信息进行分析、加工和处理的能力。
4、通过人类面临的健康问题,激发学生努力学习,增强社会责任感,为人类的生存和发展做出贡献。
四、教学准备
1、教师准备:(1)视频片段:“物种进化”、“基因工程”、“拯救濒危灭绝物种”、“人类与传染病抗争的历史”。(2)新闻:“好人傅彪安然辞世”、“人民日报”关于癌症的一则报道。(3)图片:河北大学模式动物研究所、北京中关村电子一条街的核心建筑DNA双螺旋模型、居里夫人、香烟、各种传染病病毒、红细胞
2、学生准备:初中学习的生物学知识及生活中的生物学知识储备
五、教学过程:(略)
六、小结与教后体会
对于本节课导入的第一个问题,学生的发言十分精彩:有谈到今年八月份在四川爆发的“猪链球菌事件”、“大陆赠送台湾省国宝大熊猫,以促进两岸关系友好事件”、“北京一白血病患者用其新生妹妹的脐血进行治疗,但是失败的事件”等。我对学生的发言都予以了充分的肯定和赞扬,同时指出:初中学习的是生物现象的“是什么”,高中将要揭开生物现象背后的“为什么”及“怎样做”。为了说明生物科学的涵盖范围之广,我不想通过自己的口述列举,因为那样将会相当枯燥,学生一听了之,不会产生共鸣。为什么不从生活中去寻找实例呢?于是课前我从“Discovery”、“国家地理杂志”、“科学博士”等系列VCD中截取了三段视频短片。在课堂上能观看这样图文并茂的电影小短片,学生的兴趣当然都相当的浓厚,本节课的教学目标自然也就得到了充分的体现。
不止一位科学家预言:二十一世纪是“生命科学”的世纪!在授课至此处,我将学生的视野打开至生物学以外的领域:许多科学家已转向对生命科学的研究与应用、国内各高校与生命科学的相关专业年年招生火爆、每天的新闻几乎都有关于生物科学方面的报道,甚至是北京中关村电子一条街的核心位置矗立的都是DNA双螺旋结构的模型。从这些事实可以看出:生物科学就在你我身边,生物科学与人类的关系比其他学科更为密切,生物科学研究的首要目的就是保证生命的质量。
说到生命的质量,目前正有越来越多的疾病威胁着人类的健康。大家认为,首当其冲的疾病是什么?(癌症)
大家一定更关注我们国的癌症发病情况。教师展示某日“人民日报”上一则关于癌症的报道,继续呈现给学生生活中的事例,牢牢的抓住了学生的注意力,学习生物学知识的兴趣自然被充分地激发。从这两则生活中的资料里,学生水到渠成地总结出癌症的病因和预防措施。我想这样的知识在理解的基础之上必定深深地铭刻在了他们的脑海之中。
通过“人类与传染病抗争的历史”视频录象,不仅扩大了学生的知识面,更自然地导入本节的下一个学习内容:“生物科学与社会-基因诊断与基因治疗。”
关键词: 免疫学 科学史 课堂教学
早在2002年第173次全国香山科学会议,我国科学家就得出结论:免疫学是生命科学和医学的前沿学科,其发展水映一个国家的综合科学实力[1]。因此,对于未来生命科学、医学、药学等专业的人才培养,免疫学教学的重要性不言而喻。免疫学具有理论性强、概括性强、实践性强等特点,并且涉及分子生物学、生物化学、微生物学、细胞生物学等诸多前沿科学,是历届学生反映较难学的课程之一。在免疫学理论教学中渗透科学史教育不失为非常有效的一种教学方式,下面笔者结合近五年多的教学实践和尝试加以分析。
1.自然科学专业本科教学中科学史教育的重要性
我国自高中起实施文理分科教育,导致的后果是:文科的学生不了解一些基本的自然科学知识,如不知道光年是长度单位;理科的学生不知道一些简单的人文常识,如不知道澳大利亚位于南半球等。为了有效弥补自然科学类专业本科学生人文素质的不足,在专业课中有机进行科学史教育不失为一种有效的途径[2]。美国科学史专家乔治・萨顿说:“科学史是自然科学与人文学科之间的桥梁,它能够帮助学生获得自然科学的整体形象、人性的形象,从而全面理解科学与人文的关系。”同时,随着人类文明的进步,人们意识到飞速发展的科学技术创造了巨大的物质财富,但并没有给人类带来真正的幸福感和安定感,反而使人类面临更多、更复杂的精神问题。现代科学已不再是一种单纯的科学理论和技术体系,反而包含许多社会、历史、文化等因素。这些都在客观上要求科学教育和人文教育的融合[3],[4]。另外,自然科学的绝大多数理论都经历过或是严谨或是巧妙,甚至是传奇的研究,这些属于科学史的范畴。法国数学家亨利・庞加莱说:“如果我们想要预见数学的将来,适当的途径是研究这门科学的历史和现状。”从这个意义上说,要合理预测每门学科的未来发展方向,就必须了解它的过去和现在。所以,对于科学史的了解,不仅有利于学生学习学科课程理论知识,而且有利于培养学生探索未知世界的兴趣[3]。
2.科学史在免疫学中的重要地位
截至目前,有18项免疫学研究成果,共计32位免疫学家获得诺贝尔生理学和医学奖,这还不包括与免疫学相关的其他医学研究成果[5]。这些科学家的生平事迹和研究过程几乎就是一部免疫学的发展史。其次,每个特定时期免疫学的基本技术手段,如沉淀反应、单克隆抗体技术、酶联免疫吸附技术、免疫印迹技术等的发明,立刻成为当时医学和生命科学研究中不可缺少的技术手段。从这个意义上说,免疫学科学史不仅是免疫学本身的科学史,在很大程度上还代表了医学和生命科学的发展史[1]。最后,人类不断战胜疾病的历史,也是一部免疫学发展简史,尤其是现代免疫学的飞速发展,为疾病的预防、诊断和治疗提供了强有力的理论支撑和技术手段[6]。
3.免疫学教学中科学史教育的重要作用
3.1正确理解科学家,塑造精神榜样。
美国行为经济学家丹・艾瑞里在著作《怪诞行为学》中对教育有过这么一段精辟的论述:“孩子们会对很多事情激动不已(如棒球),我们的大学作为社会团体要使他们像现在熟悉棒球明星一样熟悉诺贝尔奖获得者,我并不是说点燃对教育的激情是轻而易举的,可是,如果我们把这件事做好了,其价值将是巨大的。”作出奠基性贡献的免疫学家都具有非凡的个人魅力。这一点在早期科学家身上得以体现,譬如巴斯德,既是立体化学的奠基人,又是微生物学的鼻祖,还是现代免疫学的创始人,更是疫苗学的创始人。又如1960年诺贝尔奖获得者梅达沃是移植免疫学的创始人,开创了临床器官移植的新领域。同时,他在音乐、歌剧、哲学及科学文化传播方面的活动,使他的影响远远超出生物医学范围。随着目前大学生精神家园的缺失,科学家的榜样作用不可替代。
3.2感悟科学发现的巧妙,培养学生学习兴趣。
科学发现是某一阶段的历史产物,但是,科学家的巧妙设计与探索会加速科学发现进程,在教学过程中引入巧妙的科学发现,会让学生产生更浓厚的学习兴趣。比如,人们一直想搞清楚移植排斥反应的本质,但是却不知道如何入手。美国遗传学家斯内尔变换思维,把移植排斥反应当做遗传性状来研究,最后通过遗传学方法发现主要组织相容性复合体。而法国科学家多赛则另辟蹊径,他以大多数临床医生不重视的人类输血过程中受体血液中产生的抗体为突破口,找到了人类白细胞抗原。这些科学家的天才思维和巧妙发现等事实的讲解,在培养学生学习兴趣的同时,也让神秘的科学研究通俗化。
3.3培养学生的人文精神。
目前,很多大学生并非缺乏工具性的专业知识与技能,而是人文精神一定程度上的失落严重制约个体的成长。人文精神和科学精神如同“车之两轮,鸟之两翼”,二者相辅相成,缺一不可。在免疫学发展中,有着许多医学工作者救死扶伤,甚至舍己救人的故事。在免疫学教学中,可应用这些事例影响学生,提高学生的人文素质。例如,天花疫苗发明者琴纳在女儿身上试种牛痘疫苗。为了研制预防乙肝,美国科学家布隆伯格不远万里,深入澳大利亚乙肝患者中。SARS期间的抗感染免疫中,医护人员在抗击“非典”时冒着被传染的生命危险而不辞劳苦地工作甚至牺牲的典型事例。
4.如何做好免疫学教学中的科学史教育
4.1有机插入。
除了绪论中的免疫学发展简史可以以科学史为主讲解外,其他章节的教学只能有机插入,避免生搬硬套。如抗体结构这一部分内容,是免疫学的重难点内容,内容极其枯燥、晦涩、难懂。如果结合三位科学家对抗体的发现、结构解析和酶解片段的研究故事作为导言,引入相应理论进行讲解,就会使这部分枯燥的内容生动有趣,并且不再是单独的知识点堆积,而是前后联系的有机整体。
4.2避免喧宾夺主。
如果把免疫学课堂内容作为主料,那么科学史教育只能是佐料,不能占用过多时间。如ABO血性抗原的发现,放射性免疫的发明,干扰素的发现,toll样受体的研究,树突状细胞的研究等重要内容,可以适当放一些纪录片短视频,教师不过多叙述。这样既能增加科学史内容,又不会占用过多时间,还能提高学生的课堂专注力。
4.3课外小论文。
科学史教育是个庞大的系统工程,仅仅靠有限的课堂穿插是远远不够的。布置一些课外论文,可以达到事半功倍的效果。如体液免疫和细胞免疫的历史争论,胸腺发现的优先权之争,发现艾滋病毒的造假事件,对牛痘发明者琴纳的历史评价等有趣的论题,都可以作为学生的课外小论文。
总之,免疫学教学中渗透科学史教育是一项艰苦的任务,同时也是一项有意义的工作,无论是在提高课堂教学效率,培养学习兴趣,还是在培养学生人文素质和健全人格方面,都有显著的效果。
参考文献:
[1]陈慰峰.免疫学在生命科学和医学发展中的作用――记第173次香山科学会议[J].上海免疫学杂志,2002,22:73-78.
[2]李涛,肖恩玉,李志勇.论大学的科学史教育[J].河北大学成人教育学院学报,2012,14:113-117.
[3]马元方,王泽兵.论自然科学与人文科学的和谐发展[J].四川师范大学学报(社会科学版),2009,36:30-35.
[4]陈华群.浅论大学生命科学教育中科学史教育的意义[J].吉林教育,2011,11:7-8.
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2012)10A-0028-02
生命科学对人类社会生产方式、生活方式乃至思维方式产生广泛而深刻的影响,从小培养学生对生命世界的热爱和对生命科学的关注尤为重要。在整个小学科学课的教学内容中,“生命科学”这部分内容占了约三分之一的比例。“生命科学”的内容有利于培养学生热爱生命的情感,形成良好的生活习惯和健康的生活意识,建立保护环境的责任感,能引导他们关注生命、关注环境,关注生命科学的发展、关注与人类生存有关的重大问题,并能参与相关社会问题的讨论。在此,笔者结合自己的教学实践,谈谈培养学生科学素养的策略、方法。
一、紧扣课标,根据教学要求精心设计教学环节
考虑到学生的年龄特点,新课程标准对“生命科学”部分的内容编写,采用核心概念螺旋建构的方式,由简单到复杂分级设计,即将每一个核心概念分解成若干具体概念,并对具体概念进行分级。课程目标分三级,对科学知识、科学能力、科学态度的要求逐级递进;对科学探究这一科学学习的中心环节和情感态度、价值观的内容标准都有详细具体的要求;对生命世界的每课内容都有具体内容标准和活动建议。教师要紧扣课标,根据教学内容要求,精心设计教学环节。
(一)经常学习课程标准
教师要经常学习课程标准,明确整个科学课有关生命科学的内容有哪些,每个学年、学期的内容是什么,每个单元、每节课的要求是什么,做到心中有数,这样才能把课标落实到教学上。
(二)关于“生命科学”的教学环节设计的策略
1.把握学习起点,关注学生的前概念。
所谓的前概念,就是小学生在课前对所学知识已有的认识和了解。小学生的前概念有的与科学概念相似,有的与科学概念相悖。在实际教学中,如果教师能够提前了解小学生的前概念,就能在教学中做到有的放矢,从而提高课堂教学效率。
教学前,教师首先要获悉学生前概念,这可以利用访谈、调查、绘图、解释等多种行之有效的方法进行。例如,对《种子发芽实验》,教师通过谈话的形式,可以知道学生的基础,了解学生对“种子发芽条件”的前概念。不管是正确的,还是错误的前概念,都将成为教学的起始点。学生的前概念中把种子发芽和植物生长需要的条件相互关联,教师在后续的教学中,要着重更正学生错误的前概念。
2.围绕建构科学概念,进行以探究式学习为主的教学。
科学概念的发展来源于科学探究活动的全过程,要让每个活动或环节为达成相应的科学概念奠定基础。教学中问题的设计应导向概念本质的形成。例如,《大树和小草》一课设计了三个活动,哪个活动揭示大树和小草的共同特点,指向生命体的特征?我们认识了狗尾草,也认识了其它一些草,为什么我们把这些植物都称为草?你认为,草有哪些共同的地方?这些问题显得精炼而集中,舍弃了教材中寻找草不同点的要求,因为寻找共同点,更能够发现草的本质特征。
教学材料的设计应体现科学性和结构性。在科学课中非常强调的一点就是材料的准备,可以说没有“材料”就没有“经历”。例如:《种子里面有什么》一课教师应准备常见的蚕豆、黄豆、菜豆、绿豆、芝麻、葵花籽等各种种子,让学生了解种子外形的多样性,还要挑选较大的蚕豆、花生、菜豆种子用水泡涨,让学生容易解剖,更好地观察种子内部构造。
3.培养学生的推测能力,以及持续、细致观察,如实记录的科学素养。
例如,《植物的生长变化》单元的教学设计中,关于种子萌发先长哪部分,再长哪部分的问题,以及《我们的身体》单元中的《运动起来会怎样》的关于自己身体运动后可能出现的变化等问题,有利于培养、锻炼学生的推测能力。而种植凤仙花的实验活动,教师要引领学生观察绿色开花植物,凤仙花生命周期的观察历程至少三个月,这三个月中不但要培养学生的细致观察、如实记录的科学素养,同时还有学生信心与恒心的培养。科学课中这样的体验活动还有很多,例如饲养蚕宝宝、蜗牛、蚯蚓、蚂蚁等,教师都可以通过这些实践活动培养学生的科学素养。
二、结合实际,灵活运用教材
新课程标准倡导教师“用教材”而不是简单的“教教材”。教师要创造性地用教材,要在使用教材的过程中融入自己的科学精神和智慧,要对教材知识进行重组和整合,选取更好的内容,对教材深加工,设计出活生生的、丰富多彩的课来,充分有效地将教材的知识激活,形成有教师个性的教材知识。
(一)充分利用教材开创自由空间
教学内容的范围是灵活的,是广泛的,可以是课内的也可以是课外的,只要符合学生认知规律的材料都可作为学习内容。教材中每个单元后面的资料库,为学生提供了自由阅读的内容。对于这些知识,学生可以课外学习研究材料,通过询问、调查、阅读有关书籍和上网查阅等多种渠道,搜集有关这些知识的资料,并通过科技小报的形式展出,供全班同学阅读。这样做既锻炼了学生解决问题的能力,又能极大地丰富他们的课外知识。
(二)依据教学实际,灵活调整教学顺序
例如,在南方,春季刚开学,正好是桃花盛开的时节。而四年级下册《新的生命》单元的《油菜花开了》、《各种各样的花》、《花、果实和种子》这几课的教学都跟花有关,虽然教材以油菜花为例来介绍花的知识,但笔者所在学校植种了很多桃花,身边有这么好的观察材料,不充分利用真是太可惜了。因此春季学期四年级的科学课就把第二单元《新的生命》调到前面来上,利用桃花和油菜花共同完成第一课的教学,教学效果很好。为了让学生更好地观察从花到果实的变化过程,上完《油菜花开了》、《各种各样的花》这两课后,穿插其他单元的内容上,期间布置学生观察桃花的变化,一星期后再上《花、果实和种子》这课。学生们亲历了桃花的变化过程,对植物的花和果实有了直接认识,同时通过认真记录和对记录进行分析、整理,在头脑中建立一个认识植物的“范例”,并运用这个“范例”去认识其他的植物,从而获得对植物生长过程的科学了解,增加了对科学课的兴趣。
在教学中,我们要把握好每一个活动的教学目标,认真阅读课标和教师用书中的教材说明和教学建议,按照培养科学素养这个宗旨来认识和使用教材。“用教材教”首先是“用”,而不是抛开教材另搞一套。
三、充分利用各种资源为教学服务
在科学课“生命世界”内容的教学中,通过各种方式,利用各种资源,增加学生探究体验学习的机会,同样是非常必要的。
(一)建立校园植物园地
科学课“生命世界”的内容中,有关植物的观察和实验内容很多,如果建立了“植物园地”,学生进行观察和实验就方便多了。
例如:
①观察植物的生长全过程。可种植绿豆或凤仙花等生长周期在三、四个月之内的植物。
②进行植物叶的形态观察。可种植一些叶子有特点的植物:香蕉、松树、银杏等。
③观察植物的各组成部分:根、茎、叶、花、果实、种子。
④观察花的构造。可种植牵牛花、南瓜或黄瓜,等开花时进行教学。
⑤植物的繁殖实验。可以进行扦插、嫁接的实验。
⑥进行根的向水性、叶的向光性实验。
(二)开展科技活动
笔者所在学校与区科技馆、金花茶公园、区农科院、亚热带植物研究所、桑蚕研究所、环保局建立了联系,充分利用他们的技术力量和场馆、场所,在他们的专业指导下,引导学生们开展科技活动。
例如,三年级下册《动物的生命周期》单元要让学生亲历体验蚕的生长、发育、繁殖、死亡的生命全过程。最初,蚕种的来源成问题,在和桑蚕研究所联系后,学校请桑蚕研究所的专家到学校给全校师生作了专题报告,桑蚕研究所不但给我们解决了蚕种问题,提供了产彩色茧的蚕种,还提供了优良品种的桑树苗给我们种植,全校掀起了一阵养蚕热。在这一教学过程中学生们写了很多有关养蚕、种植桑树的观察日记、科学小论文,有不少还获了奖。
我校还与区科技馆联系,每星期带不同的班级到科技馆的各个功能室开展科技活动。科技馆的生物实验室组装了一套组织培养设备,这在绝大部分学校都是没有的,同学们利用组培室,用百合、芋头做实验,了解植物的另一种繁殖方式。
金花茶公园是我们的校外科普基地,同学们通过参观金花茶基因库,听取工程师的介绍,在工程师的指导下亲自动手给金花茶和茶花进行嫁接等活动,对原产地在自己家乡的植物界中的“大熊猫”——金花茶有所了解,培养了学生热爱家乡、保护环境、保护珍稀动植物的情感。
四、教师提高自身的生物科学素养
教师科学素养的高低直接关系到学生科学素养的水平,不管是生物专业出身的科学教师,还是非生物专业出身的科学教师,都需要不断加强生物专业知识的学习,都需要参加生物专业知识、技能的培训。
(一)教师要全面掌握生命科学的基础理论知识
近几十年来生命科学发展迅速,成为当代科学的前沿学科,粮食、人口、环境、资源等世界性重大问题的解决,无一不与生命科学密切相关。科学教师在掌握全面的生命科学基础理论知识的同时,还要不断地更新自己的生命科学知识。只有这样,才能在探究式学习过程中及时解决学生提出的新问题,才能真正起到引领学生在生命科学方面深入发展的作用。教师要掌握的生命科学基础理论知识包括:动物、植物、微生物、人体、生物与环境等知识。
教师在掌握专业知识的同时,还应该注意具备多层次、多元的知识结构,做到专业知识深厚,基础知识广博,“博专结合,博中求专”。例如,在掌握了动物、植物的理论知识后,要熟悉当地常见的动植物名称和分类情况,特别是校园内的动植物名称和分类情况。学生们对科学课感兴趣,常会拿他们见到的动植物请教老师,如果老师不能解决他们的问题,学生们的兴趣和求知欲就会受到打击,老师的水平也会受到质疑,进而影响到课堂教学。
(二)教师要提高自己的专业技能