創造生物學，即指現代生物學，是一門學科。
基本介紹
- 中文名：創造生物學
- 即：指現代生物學
- 特徵表現：素質特徵
- 特點：學科間高度溝通和交叉
創造生物學,創造型學生的特徵表現,生物學教育與創造型學生,培養創造型學生生物學教育,
創造生物學
即指現代生物學
DNA雙螺旋模型的提出，標誌著DNA生物大分子最終被確認為遺傳的物質基礎。邏輯性的推理應該是，人們可以通過對DNA大分子的操作，實現遺傳物質的轉移。果然，很快地，1972年第一例基因工程實驗宣告成功，把抗四環素質粒（一種可自主複製的DNA分子）轉入大腸桿菌（E.Coli）中，使受體菌獲得新的遺傳性狀——對四環素的抗性。
大約在1970年，提出了生物技術（Biotechnology）這個名詞，標誌著生物學的知識和技術正在走向大規模地運用於產業化的生產。
分子生物學分支的出現，生物技術的發展和套用，意味著生物學進入了一個嶄新的階段。在這個階段，人們已有可能從分子水平上認識生命的運作，並且，有可能賦予已有的生物體以新的性狀，亦即，人們已經可以在認識和理解的基礎上，運用適當的技術手段，創造新的生物體。所以，這個階段可以稱為創新生物學階段，或稱為新生物學，在美國國家科委組織編寫的一本書里（<<生物學提供的機會>>（1989）<<Opportunities in Biology>>），“新生物學”因為以下幾項特徵而明顯地有別於前幾階段的生物學：
1. 學科間高度溝通和交叉
2. 高技術，新儀器的廣泛套用。
3. 基礎研究與實際套用之間的距離大為縮短。
實際上，更為人們廣泛接受的提法是:從傳統的理解性質的生物學，轉變為範圍廣泛的生命科學----包含了生物學與相鄰學科交叉所形成的各個分支學科，包含了密切相關的實用學科,農，醫，發酵，食品等，還包含了正在蓬勃發展的生物技術。
創新,是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的動力。21世紀是人才競爭、科學技術競爭和創新意識競爭的時代。發展教育,首先要重視基礎教育的質量,把學生潛在的能力激活起來。生物學教育以提高學生的科學素養為著眼點,以培養創造型學生為教育目標。
創造型學生的特徵表現
素質特徵。
具備創新的科學思想,百折不撓的科學精神,認真嚴謹的科學態度,正確成功的科學方法。他們具體表現:科學的態度,正確的思想方法,對事物反應的靈敏性,思維的精確性,處理整體與局部的品質,工作的有序性以及穩定的心理狀態。
知識結構。
對知識應有新的理解,體現在對實際問題的研討過程中認識和掌握科學知識,在創設的實際情境中理解認識科學概念和規律。學生應有紮實的基礎知識,這是前提。基礎知識要足夠寬,具有一定深度,不僅對生物學基礎知識是這樣,對非生物學基礎知識數學、物理、化學、英語、語文等也要有良好的基礎。
能力結構。
包括基礎的學習能力和高層的科研能力。即解決問題的能力、信息加工的能力、邏輯推理的能力、信息儲存的能力、信息表達能力以及處理信息、評價信息、預測信息的能力,創造性方面及情感意志方面的能力,最後是實驗能力。能力結構是各種能力在一定體系內的科學組合,對於現代人才來講,要注意能力的時代要求,要培養擴展能力,跨學科能力,泛學科能力。最重要的應當是自主能力、創造能力和應變能力。
心理品質。
它要求具有獨創性,體現為敏銳的觀察力和質疑能力,自我解決學習困難的能力,有冒險精神,敢於向權威挑戰。保持強烈的科學好奇心,專心聽講,善於觀察思考;有求知慾,能鍥而不捨地學習;隨時隨地學習,探索求新,具有開放性心理,講話寫文章有類推能力,習慣對事物進行比較對照,善於發現事物間聯繫,能夠重新組合事物並正確表述,自覺運用實驗發現等方法解決問題,有預見正確判斷的能力。
思維特性。
創造性思維能力是能產生有創見的思維成果的能力,包括思維的流暢性、變通性和獨創性,是智力水平高度發展的表現。它具體體現為思維的時間短而觀念的產生多,揚棄舊的習慣性思維方法,能舉一反三,觸類旁通,產生不落常規的思想或按新方式對常規的東西進行加工改造,具有多角度全方位思維能力。
生物學教育與創造型學生
生物學涉及的方面很廣,很多其它學科也早已深入到分子層次,各分支學科都是生物學與其它自然科學互相滲透而成的交叉學科。此外,生物學的研究對象是生命,生命作為一種物質運動形態,有它自己的生物學規律,同時又包含並遵循物理和化學的規律。生物體具有結構嚴密、形態奇妙、理論深奧等特徵。這些特徵反映了生物學極其豐富的內容和蓬勃發展的情景,生物學作為新技術套用、新學科創立、新思維發展的原動力,始終站在科學前沿,推動技術的進步和創新,極大影響社會和經濟的發展,而生物學教育是科學素質教育的搖籃,對創造型學生培養的作用顯而易見。
1運用生物科學方法是培養創造型學生創造力的有效手段
科學方法是為解決科學問題而採用的各種手段和程式的總和,包括哲學方法,自然科學的一般方法及各學科的特殊方法三個層次。生物科學方法主要有觀察實驗方法、理想化方法、假設和實驗方法、模型方法、數學方法、類比方法、分析與綜合方法、歸納與演繹方法、科學想像與直覺方法等。
方法論是獲取新知識(自學)和提出新理論(研究)的有效手段,有助於思維過程的完善和思維品質的最佳化,如現代生物學研究普遍採用的生物模型方法便具有重要的方法論功能。生物研究如果由於種種原因,直接用研究對象進行實驗非常困難或者簡直不可能時,可用模型代替研究對象來進行試驗。理想模型是真實原型的本質因素的提純和微縮,用類比想像吸取客觀事物成分比例,具有仿真性;模型作為探索性工具,具有啟示、預見、判據的認識論功能,給暫時無法有效觀測的巨觀微觀領域研究提供對象和方向,按和諧簡單對稱的科學美規律構思審美推理所創建的模型,更具有特殊方法功能,例如:①用動物模型代替人體進行實驗。如設計誘發豚鼠血脂增加,成為高血脂病人的模型。利用這個模型來篩選降血脂的藥物,以及研究這種藥物的作用機制等。②用模型研究在時間上極為遙遠的事件。1953年,S.Miller在實驗室內模擬40多億年前的自然條件,證明了生物進化的過程在40多億年以前是可能存在的。模型方法體現科學家聯想能力,是猜想推理與靈感碰撞迸發的火花。所以說,學生的創造能力可以在方法論這種科學思維技巧的薰陶和鍛鍊下得到有效的培養和提高。
2把握生物學科學的思維特徵是培養創造型學生思維能力的途徑
思維能力是智力的核心。其發展有一定的階段性。國小階段,學生的思維處在具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的開始階段;國中學生,抽象的邏輯思維開始占有相對的優勢;高中學生處於辯證思維的形成階段。培養學生思維能力是生物學教育的重要目標,遵循思維規律,把握思維特徵,可以使思維活動得以有效進行,學生的創造性科學素質得到提高,如對生物科學問題的認識或解決,其思維過程一般為:
①從問題開始。能夠提出問題正是思維活動的結果。
②在尋求問題的解決中深入。即分析問題的特點與條件,作出假設,考慮問題的解答方法,如進行觀察設計或實驗設計,選定適宜的材料、藥品和儀器,籌劃觀察或實驗的步驟等。這一系列工作都包含思維活動。
③在解決問題的活動中發展。在實驗過程中,要科學、巧妙地使用儀器,觀察分析各種生物現象,解釋實驗原理。
④在判斷和確定答案中深入發展。在觀察和實驗中,隨時利用所學知識把握觀察到的事物的特徵,直至得到相應的結果。
生物思維除具有一般智力活動的特點外,還有生物學科本身所具有的一些特徵:
①概括性。生物學體系具有以分析綜合方法為基礎的概括性特徵。這就決定學習生物需要理性的思維,抓住主要矛盾,捨去次要的個別特點,抽出共有特性,形成生物概念和規律。生物教育通過生物實驗,生物事實的分析綜合、抽象概括,在掌握實驗方法、形成生物概念、總結驗證生物規律的過程中培養學生的抽象概括能力。
②隨機性。一門科學越走向成熟,其結論也就越遠離生活經驗。生物學的隨機性使生物概念與學生日常生活中直接感知到的東西區別很大,這種隨機性特徵決定了生物教育中科學方法使用的必要性,這種隨機思維能力的培養對提高學生的科研能力和科學素質十分重要,學生通過學習遷移掌握科學方法、學習方法,在深化生物概念、生物規律的理解過程中,隨機思維能力得到培養。
③邏輯性。生物學以邏輯嚴密著稱,教學過程中可能通過歸納、演繹和類比掌握邏輯推理方法,在理解生物概念和生物規律內在聯繫過程中,培養學生的邏輯思維和判斷能力。如生物學概念的範圍,從巨觀到微觀依次為:生態系統———群落———種群———物種———個體———器官———組織———細胞———分子—量子等,若層次混亂則會出現邏輯錯誤。
④定量性,生物學科學的思維是精確的定量思維,以數學為語言,以數學為推理論證的工具,學生通過運用數學工具掌握數學方法,在綜合運用生物知識解決生物問題過程中,培養抽象思維和邏輯推理能力。
3 提高學生生物學素質,培養創造型學生是生物學教學的首要任務
生物學是“一門培養和提高學生科學素質、思維方法和科研能力的重要基礎課”,生物學教育對實現人才培養目標起重要作用,提高學生的生物學素質培養創造型學生是生物學教學的首要任務。生物學素質應體現在“科學、技術、社會”三個方面,即要求把科學教育與社會發展,社會生產,社會生活緊密結合,從而培養出既有科學知識又能夠正確參與科學技術決策的社會成員。
我國曆次中學生物學教學大綱中對教學目的要求,也大體上反映了上述的發展過程。傳播生物知識同時應強調生物知識遷移能力,這種能力包含四個層次:
①套用生物理論和方法解決實際問題的套用能力;
②通過調查研究、查閱文獻、進行實驗等渠道學習新知識、新技術獲取信息的能力;
③對事物的敏感和頓悟、調查和決策能力;
④提出新構想創造新方法的創造能力。生物素質另一個重要方面是生物科學的內在品格,即正確的科學觀和高尚的科學精神。
培養創造型學生生物學教育
我國的生物學教育有優勢,但與世界先進國家相比還有相當的差距,在此我們提出生物學教育在對創造型學生的培養過程中應該注意的幾個問題。
1 改變傳統生物學教學觀念和模式
長期以來生物學教育強調基礎知識、基礎理論、基本技能的三基訓練,當前教育改革提出變應試教育為素質教育,但是一些學校在教育觀念和具體措施上仍把教育改革建立在應試教育和知識教育的框架上去修修補補。面對科學的迅猛發展與激烈的社會競爭,生物學教育只有轉變更新觀念,在教學中引入運用現代教學論中“強調發展,突出能力”、“學科知識,強調結構”、“教會學習,授以方法”的思想,探索在素質教育中如何實施科學知識在社會生產和生活中套用、STS的教學模式及教學內容現代化。因此在高中生物教學時我以為既要依據教材,又要高於教材,才能滿足學生思維發展的需要。如講解新陳代謝時,可提出這樣的問題:“今天的你,經過新陳代謝,明天就既是你,又不是你了”,使學生驚呀、懷疑,由此激發學生思考,從而使學生在對同化作用和異化作用關係的探究中,發展辯證思維能力。
2 強調生物學科學思想和方法的教育
當前的生物學教學中,很多學生僅停留在掌握知識的水準上,頭腦中不能建立哲學方法論與生物方法論的聯繫。因此教會學生自覺探討知識背後的思想方法,訓練科學能力,是生物學教育中的首要任務。教師自覺地系統地對生物學知識後面所包含的思維方法進行整理總結,提煉成為教學內容,在課堂教學中有意識地指出,讓學生不但知其然而且知其所以然,掌握生物學思想和方法的實質。
3 大力加強生物學實驗教學
生物實驗能力不僅是動手操作測試的能力,更重要的是使學生得到動手動腦的鍛鍊,提高他們的觀察能力,思維能力和自學的能力。
如高中生物中植物的有絲分裂和細胞的質壁分離等實驗,都需要製作臨時裝片。在這種實驗教學中,如蓋玻片,載玻片的擦試,裝片材料的展平,切片材料的切薄及蓋蓋玻片時怎樣減少氣泡等。都要求指導教師規範敏捷,要有嚴謹的正確示範,嚴格的要求,這樣學生才能學會正確的操作技能。學生通過實驗教學,學會的不應只是會做幾個實驗和一些實驗技術,更應當是生物學的思維方式,受到實驗方法和實驗設計思想訓練的素質教育。用實驗檢驗理論的方法,模擬和示蹤的方法,尋求最佳方案的方法等等,這些方法的掌握比會做實驗本身同樣重要。此外,生物實驗方法對非生物專業上的移植使學生創造能力的培養由為重要。生物實驗教學還應該注意形成豐富靈活的觀察實驗類型和開展豐富多彩的科技活動。
4 強化思維技能訓練
學生創新意識的啟發和創造能力的培養,在生物教學中落實在培養創造性思維上。其特徵綜合表現為:
①思路開闊,不受傳統觀念的束縛,不受他人見解和自己已有知識的局限,另闢解決問題的途徑;
②善於迅速地發現事物本質的新聯繫,並勇於探索和驗證;
③敢於幻想,善於聯想,富於想像,長於類比;
④興趣廣泛、思路多而目標集中;
⑤具有遠見卓識,能把探索的目光投向未來。
根據創造性思維特徵,在生物教育中應進行相應的基本技能訓練。如我在教學中精心設計一些擴展思路的問題讓學生思考,從而培養學生善於發現問題的能力。鼓勵學生提出問題。對學生的提問不要過早回答或直接回答,促進其獨立解決問題,推動其思維活動向縱深發展。如學生問DNA在轉錄過程中只有一條鏈是有意義的,另一條鏈的作用是什麼?可引導學生從進化的角度深入思考與維持DNA穩定性的關係,理解鹼基互補配對原則對保持遺傳信息的作用。鼓勵學生刻意求新,發展求異思維。從不同角度探索各種答案,提出獨特見解。
5 重視非智力因素和學習習慣的培養
非智力因素是激發創造力的重要心理條件,良好的學習習慣有助於創造力的形成,創造活動的特點是創新,創新需要堅韌不撥的創造意志和濃厚的學習興趣,這就需要教師在生物教育中注意培養學生的非智力因素,最佳化學生的非智力因素結構,訓練學生良好的學習習慣。綜上所述,重視和探索生物教育,有助於發展學生創造性思維,提高學生的素質,發展學生的智慧型,最終有利於創造型人才的培養。
