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中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2016)12-0037-2
物理量,就是人们用以作为量度物质的属性和描述其运动状态时所用的各种量值[1]。在物理教学中,学生对物理量的理解层次,直接影响着其对物理规律的建构和认识。所以,深化学生对物理量的理解,是教学过程中的重要任务。
物理来源于生活,物理量来源于生活量。在生活中,我们描述生活现象时用到各式各样的生活量,而其中有科学价值和物理意义的量,被科学家抽象出来,定义为物理量,方便于之后的科学研究。如学生刚开始接触物理时,会学习长度、时间等物理量。这些物理量的教学难度不大。原因是学生在生活中一直在接触和应用这些量,且物理量抽象程度不高,生活量和物理量内涵趋近于同一,并无太大区别,学生易于接受。这也是不同版本的教科书都把长度的教学放在了学生刚学物理这门课程的时期的原因。所以,生活中越是经常提及的量(如:长度、时间、速度、温度等),物理课堂教学中的障碍越小,此时,生活经验对教学起到正迁移作用。对于生活中不经常甚至从未提及的量(如:压强、电压、功、能、比热容、电场、磁感应强度等),在教学中物理量概念的建立和理解就困难。此时,生活经验对教学的促进作用就减弱了很多。另外,生活量描述的随意性,更给物理量的教学带来了不少困难,起到了负迁移作用。例如:学生把重力等同于质量,认为压力大小都等于重力大小,摩擦力属于阻力等错误认识。
在抽象程度高的物理量的教学中,教师有时利用类比法,将学生不容易认识理解的抽象概念逻辑类比为学生熟知的生活中的形象的概念逻辑,以帮助学生建立概念理解规律。例如:在电流和电压的教学时会类比水流水压等。比热容是学生较难理解的物理量之一。教师对学生概念的建构和相应知识的应用都颇费功夫。很多学生在学完知识后,还是不能真正理解比热容的物理意义,认为比较不同物质的吸热多少就可以比较吸热能力。把“能力”混淆为“多少”的错误,究其原因,还是生活中根本不提及比热容这个量。而生活中的逻辑却经常用“多少”来描述“能力”。例如:吃饭的能力被描述为吃的多少,“饭量”这个生活量就是这么来的。由于生活中这种“思维的惯性”,负迁移作用增强,教学中就遇到了困难,很多学生学完比热容的概念,却又回到了生活逻辑中。要解决这个问题,我们的教学也必须遵从生活的规律,找到生活中合适的逻辑关系与科学中的逻辑关系进行类比,便可破解学生“思维的惯性”,使生活经验对物理学习产生正迁移的作用。很多教师在教学设计中实际上就采用了生活逻辑类比科学逻辑,找到合适的生活中的事例促进学生的理解,对学生的学习起到了一定的正迁移效果。如把吸热能力类比为生活中的消费水平[2],或者比为挖掘的工作效率[3]等。
笔者在实际教学过程中,采用将生活中人喝酒的生活逻辑类比物质吸热的科学逻辑,使学生学习兴趣高涨,加深了对比热容这个物理量的理解。小组实验原理图和数据如图1和表1。
教师通过和学生一起分析科学逻辑的思维过程,纠正学生片面地、不控制前提条件地认为“吸热多的物质吸热能力强”的错误认识。此时,大部分学生能够理解。但是,通过和多数学生的课下交流,他们虽然理解但内心总感觉有些“别扭”。而这里所谓的“别扭”,实际上就是学生对比热容这个物理量概念的认知是教师通过建立科学实验的情景强加给学生的,学生不能将生活经验迁移到科学实验的理解中,自然觉得“别扭”。于是,笔者在完成比热容的教学之后,又做如下的三部分思维引导:
1.在生活中,我们也经常比较人喝酒的能力,人喝了酒体温升高脸会红,若把刚才小组实验的过程认为是“水”和“煤油”两个等质量的人喝酒的话,时间物理量就相当于喝的“碗数”,温度物理量就相当于“脸红程度”,如何分析哪个人喝酒能力强呢?学生对“水”和“煤油”二人喝酒过程讨论的生活逻辑如表3展现。此时,将生活中人喝酒的生活逻辑类比物质吸热的科学逻辑,学生自然就不会感到“别扭”了。
2.学习了比热容的知识后,我们知道描述不同物质的吸热能力用“比热容”这个物理量,即“比比谁容的热多”,那生活中我们经常认为“喝酒多”的人“喝酒能力强”就不“科学”了,“比比谁容的酒多”应该有个“科学”的物理量才行。此时,学生会对这种牵强地硬把科学和生活拉近的解释报以理解的微笑,“比酒容”这个“科学”化的生活量也跃然脑中。这样就通过幽默的方式深化了学生对比热容物理概念的理解。
3. 在吸热的科学实验中,我们不方便直接测量吸收热量的多少,保证两个加热器规格完全相同,就可以通过比较加热时间来比较吸热多少了。在喝酒的生活实例中,我们不方便直接测量两个人喝酒的多少,保证两个人喝酒的碗倒满相同的酒,就可以通过比较碗数多少来比较喝酒多少了。如此这般逻辑类比,深化了学生对科学实验中控制变量法和转换法的理解。
科学来源于生活,科学量来源于生活量,科学逻辑来源于生活逻辑。实际上,科学的创新和进展也往往受到生活的启发,科学上的已知和未知的真理也早已隐含于生活真理之中,利用生活逻辑类比科学逻辑的教学不仅有利于深化学生对物理量的理解,对学生在今后的探究中建构科学知识和创新科学理论的能力素养提升也有一定的帮助。
参考文献:
1注重绪论教学,充分做好教学准备工作
一般院校对于生物化学课程通常至少安排40~50个课时,鉴于生物化学课程知识点繁多,学习难度较大,课时安排时间有限,又要在规定时间内完成教学内容,有些老师甚至直接忽略绪论部分的讲解,这么做是非常不好的。绪论这一章节,不仅具有知识性、科学性,还集趣味与育人为一体,对整门课程来说,有着提纲挈领的重要作用。要想把绪论讲好并非易事,需要教师整体把握教材和知识体系,也需要多年专业教学经验的积累。教师在授课前,要做好充分的准备,包括教材的通读和钻研,最新文献资料的查阅以及课件的用心制作。这样,对于绪论的讲解才能生动清晰起来,才能使学生树立学好学会生物化学的信心。
2由浅入深介绍生物化学定义,让学生理解学科特点性质
许多学生上完了生物化学课程,还不理解这么课程到底是讲的什么,所以说对于生物化学的概念讲解至关重要。把“生物化学”的概念讲清楚了,学生就能很清楚地理解本门学科的特点和性质。笔者在教学过程中先引出生物化学的基本概念:生物化学是运用化学的原理和方法,研究生物体内化学分子与化学反应的科学,是从分子水平来探讨生命现象本质的一门学科,又称生命的化学。然后再从概念为出发点提出几个问题,如生物化学的研究对象是哪些?是运用什么原理和方法、在哪个水平研究生命现象的?生物化学课程和我们学习过的生理学、解剖学的研究角度有何不一样?什么叫做生命?生物化学为什么又被叫做生命的化学?最后让学生经过讨论、发言回答,教师解答,从多层次和多角度,由浅入深的介绍生物化学的概念,这样学生就容易明白生物化学究竟是以什么为研究对象的学科。
3介绍生物化学发展历程,提高学生学习兴趣
生物化学的发展历程总体可被划分为三个主要阶段,一是叙述阶段,研究对象主要是生物大分子的结构和功能:第二阶段是动态生物化学阶段,研究对象主要是各种物质代谢途径以及相关调控;第三个阶段就是分子生物学阶段,这个阶段主要研究对象是基因遗传信息的传递和其相关调控。总而言之,生物化学的研究内容分为三大部分:生物大分子的结构功能和物质代谢调控,以及基因遗传信息的传递及其调控。讲述生物化学的发展史,要密切围绕这部分学习内容,并且尽多地融入相关科学家的事迹介绍,把他们去的这些科学成果的经过、趣闻给予介绍,集知识性、趣味性融为一体,这样比起蜻蜓点水式枯燥讲解课本内容,会更加容易激发学生的兴趣,从而达到良好的教学效果。
4介绍生物化学的学习方法
生物化学课理论课程具有抽象难懂、反应复杂等特点,学生普遍反应比较难学。所以,给学生介绍一些本门课程的学习方法是很必要的。生物化学学习方法一般有目录法、图示法、比喻法等。例如在糖的代谢这一章节,利用图示法讲解效果很不错,对于代谢过程,列表法很清晰的对比出三条途径的代谢起始物、中间产物和终产物、其中的关键反应步骤和关键酶、反应前后的能量变化、代谢分支点以及调节因素。人体8种必须氨基酸的记忆可以通过编顺口溜“一两色素本来淡些”。用“一、二、三、四”来总结三羧酸循环的反应特点,也就是“一次底物水平磷酸化,二次脱羧,三个不可逆反应及其对应的三个关键酶,四次脱氢”。在实际的教学中,老师可以对学生进行启发,学生也应该结合自身的实际情况,对课本知识进行归纳和总结,这样运用好的学习方法,就能尽可能避免走弯路,使学习效果事半功倍。
5重视并积极改进绪论教学
绪论部分不仅要介绍给学生生物化学的学科特点、主要研究对象,还要简述学科发展历史,让学生通过了解科学发展道路的曲折,而激起学习兴趣和爱国主义情怀。总之,绪论这一章节,不仅具有知识性、科学性,还集趣味与育人为一体,对整门课程来说,有着提纲挈领的重要作用。要想把绪论讲好并非易事,需要教师对知识进行宏观把握和微观调控,与此同时,也要运用合适的讲课技巧,这样传授知识的时候才能够有的放矢、得心应手;才能更加吸引和打动学生;才可以去的良好的教学效果。通过绪论课的学习使学生明确生物化学概念、特点、学习方法等,学好生物化学课程,为其他相关学科的学习打下坚实的基础。
参考文献:
[1]张艳芳,张俊河,张煜.详尽与简略讲授绪论对生物化学教学效果的影响[J].新乡医学院学报,2010,27(5):529-530.
[2]严冬梅,李敏军.医学院校生物化学绪论教学中的几点体会[J].现代医药卫生,2011,27(6):948-949.
二、生物化学网络辅助教学平台的优势
1.突破了传统单一课堂教学方式,解决了生物化学,课时少,内容多,延伸了课堂教学,使教学更加灵活,方便!传统授课,学生在课堂上往往只是机械地记录授课课件,而并没有真正理解老师授课内容,很难在一两节课内将内容消化掉。因此,利用生物化学网络辅助教学平台,学生可以非常方便的在课堂之外,如宿舍,网吧,电子阅览室等有网络的地方,登陆该平台,方便学生学习,有效弥补了课堂教学中的这一缺陷。
2.突破了传统的辅导模式,不必把疑问留在课堂上解决,只要有疑问,学生可以非常方便的,通过“在线答疑”平台,与老师进行实时探讨交流,方便快捷地解决学生学习过程中遇到的问题。
3.更加有利于实施学生的个体差异性教学,突出了以人为本,在教学过程中,经常发现,不同学生对于接受信息上是有个体差异性的,有的学生更倾向于视觉,有的更倾向于听觉,通过网络辅助教学平台,学生可以方便的找出各自的重难点着重学习。
4.更有利于培养学生的学习积极性,通过登录网络辅助教学平台,学生可以了解到生物化学发展中的一些趣事,以及生物化学与日常生活,医学等方面的联系,比单纯的老师说教更有效,因此可以极大地提高学生的学习积极性。
5.更有利于学生对于生物化学前沿知识和技术的了解,由于生物化学教材前沿知识的比较慢,在加上生物化学的课时少,任务重,教师很难再课堂上介绍一些前沿知识和技术,但是通过构建网络辅助教学平台,我们可以将前沿的知识和理论上传到网络平台中,只要学生可以登录给平台,就可以非常方便的查找,学习!
三、生物化学网络辅助教学平台的应用和效果评价
1.实验班级的选择
选取了2012级临床的两个平行班级,两个班在入学时的成绩和综合素质都比较相似,文理科生的比例也想接近。
2.网络辅助教学平台的应用实施
实验班和对照班按照正常的教学计划上课,而且均由同一个任课教师任教,在实验班中,介绍了生物化学网络辅助教学平台的使用方法,而且课下的辅导也是通过网络辅助教学平台来进行的!而对照班没有。
3.网络辅助教学效果的评价
本研究以两种形式来对生物化学网络辅助教学效果的评价,一是通过对实验班和对照班期末考试成绩分析,二是对实验班进行调查问卷,实验班的期末考试成绩为78.2±6.2,而对照班的成绩是69.1±3.8,经统计分析P<0.05,因此实验班的考试成绩显著高于对照班。调查问卷结果也表明63.3%的学生认为有时课堂听的不是很明白的问题,通过网络辅助教学平台就可以帮助自己理解掌握,70.9%的学生比较愿意学生化学,遇到不懂的问题时,经常自己登陆网络教学辅助平台。81.5%的学生认为,对生物化学比较有些兴趣!
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】2095-6517(2015)11-0138-01
一、生物化学实验对于高校生物化学专业知识教育的促进作用
生物化学具有内容丰富和发展快速的特点,医药、生物、农业以及食品等多种学科都是以生物化学为基础,这也是生物化学容易引发学习兴趣却又较难学的原因。生物化学最忌讳死记硬背,纯粹的死记硬背会让理论学习变得无趣,失去了生物化学的趣味性。生物化学实验分为很多种类型,包括生化分离实验、普通生化实验以及很多高技术水平的生化实验等。普通的生化实验主要是以定量和定性的标准对各种生物分子进行分析研究;生物分离实验则是借助电泳、离心以及层析等方式分离和纯化各种生物分子;生物大分子结构以及X射线衍射技术等的研究都归类为高技术水平生化实验。例如,在进行蛋白质的酸碱性反应以及等电点的测定实验中,实验就通过对蛋白质的加酸和加碱处理,借助酪蛋白溶液遇酸和遇碱后的具体反应现象和情况对该知识点进行直观和形象的展示,教导学生理解何为蛋白质的两性解离,同时对等电点的概念也有了较为明确的理解;在进行酪蛋白溶液在不同的PH值下的沉淀量试验中,体现了酪蛋白的等电点,此外还帮助学生理解了哪些因素可以影响蛋白质胶体溶液的稳定性。
二、借助生物化学实验,学生可以产生对于生物化学的求知欲以及科研兴趣
生物化学属于实验科学,可以说,实验是生物化学的基础,通过实验,可以对生物化学进行现有知识的理解,可以进行新的知识发现,显著地促进了学生的求知欲和探索欲。生物化学揭示的是生命的化学本质,在当今社会备受关注,正是因为生物化学实验的不断开展和创新,才保证了其旺盛的生命力和不断出现的大量的研究成果。在生物化学专业教学过程中,正是由于生物化学实验的趣味性,很好地解决了生物理论知识学习太过枯燥的问题,进而展现了生物化学相关知识的魅力。很多生物化学知识相关概念都太过空洞抽象,单纯的理论讲解是无法帮助学生进行透彻的理解的。但是借助直观的实验现象,就可以很好地引起学生的兴趣,引导学生进行总结和思考。例如在酶相关知识的讲解过程中,可以安排学生进行“蛋白酶活力的测定”等试验让学生明确酶活力的概念和相关的测定方法;在对于“酶的抑制和激活”相关知识点的讲解过程中,该实验的主要原料是唾液淀粉酶,因为唾液淀粉酶来自学生自己的唾液,所以个体之间的酶活性存在着差异问题,而且在进行唾液稀释的过程中,有些人对唾液的稀释浓度刚好,所以在所设定的激活、抑制和对照三个组别中的实验现象表现的较为明显,分别出现了黄褐色、蓝黑色和酒红色的情况,但是有些学生对于唾液太过稀释,所以可能得到的实验结果千奇百怪,这就使得学生非常的新奇和兴奋,从而产生继续探索的欲望,如此也帮助学生理解了何为影响酶活力的因素以及测定酶活性的关键之处。
三、借助生物化学实验,可以培养学生的实践能力和分析以及解决问题的能力
生命的化学本质的研究是生物化学的研究重点,所以生物化学实验的实验材料一般都是生物材料,生物材料存在明显的个体差异的情况,这也是生物化学实验的相对误差太大的主要原因。只有学生能够做到严谨、灵活、细致和创新,才可以获得更为准确的实验结果。因此,生物化学实验可以很好的培养学生的实践能力,引导学生养成严谨的科学研究习惯,使得学生的分析问题和解决问题的能力得到显著的提高。高校生物化学教学所采用的实验普遍具有方案已经成熟的特点,所以只要正确、规范的进行操作,就可以得到满意的实验结果,因为实验结果鲜明,可以让学生感受到实验的神奇,体会到成功的喜悦。
如果在实验过程中出现因为各种因素导致的实验结果不尽如人意,教师需要引导学生认真排查影响实验的因素。例如在进行“蛋白质的凝胶过滤层析”实验中,通过检测器和电脑对凝胶柱中样品的不同分子量和颜色的蛋白质分子进行分离的洗脱曲线进行展示,让学生真正明确凝胶过滤层析工作的原理和方法。有些组样品的洗脱峰狭窄,体现较好的分离效果;有些则是峰形展宽,没有较好的分离效果,但是学生在进行细致的分析和观察之后,通过对柱面进行沉降和平稳上样,得到了较好的实验结果,从而也使得学生的实验操作能力更为严谨和细致。除去生物化学教学中的验证性实验以及为锻炼学生而进行的实践能力,还需要进行综合性和涉及性的实验,让学生自主的设计实验方案,从而可以更好的了解生物分子的分离技巧。让学生明确在进行生化分离的过程中,不仅需要具备严谨的科学性,还需要具备灵活的艺术性,进而真正的对学生进行有效的生物化学实验教学。当前全世界都在关注生物化学技术的发展。所以高校在生物化学专业教学方面需要加大力度,最为直接的就是加大生物化学实验教学的投入力度,相关的教师应当努力提高自身的素质,主动学习新的知识,更好地进行生物化学的实验教学。