初中生物教师素养提升工程三级培训.doc

初中生物教师素养提升工程三级培训模块二 学科知识与技能（三） 一、 生物科学的发展简史在自然科学还没有发展的古代，人们对生物形形色色深感迷惑不解，他们往往把生命和无生命看成是截然不同、没有联系的两个领域，认为生命不服从于无生命物质的运动规律。还将各种生命现象归结为一种非物质的力，即“活力”的作用。这些无根据的臆测，随着生物学的发展而逐渐被抛弃，在现代生物学中已经荡然无存了。 生物学的发展经历了萌芽期、古代生物学时期、近代生物学时期和现代生物学时期。生物学发展的萌芽时期是指人类产生（约300万年前）到阶级社会出现（约4000年）之间的一段时期。这时人类处于石器时代，原始人开始了栽培植物、饲养动物并有了原始的医术，这一切为生物学发展奠定了基础。到了奴隶社会（约4000年前开始）和封建社会后期，人类进入了铁器时代。随着生产的发展，出现了原始的农业、牧业和医药业，有了生物知识的积累，植物学、动物学和解剖学还停留在搜集事实的阶段。但在搜集的同时也进行了整理，并被后人叫做所谓的古代生物学。古代的生物学在欧洲以古希腊为中心，著名的学者有亚里士多德研究（形态学和分类学）和古罗马的盖伦（研究解剖学和生理学），他们的学说在生物学领域内整整统治了1000年。 公元前460前370年 希波克拉底等建立希腊医学并提出了健康与病态理论，认为人体中的黑胆汁、黄胆汁、血液和粘液是否处于平衡和有无特殊变化，决定着人的健康与性格 公元前384前322年，希腊学者亚里士多德描述了 500多种动物并予分类，将动物分成有血动物和无血动物。前者又分成有毛胎生四足类、鸟类、鲸类、鱼类、蛇类、卵生四足类；后者又分成软体类、甲壳类、有壳类、昆虫类,他还对一部分动物做了解剖和胚胎发育的观察。著有：动物志、动物的结构、动物的繁殖和论灵魂，是最早的动物学研究成果 。公元前372前287年，希腊学者狄奥弗拉斯特阐明了动物和植物在结构上的基本区别,描述500多种野生和栽培植物，著有植物志和论植物的本源等 公元2379年，罗马博物学家老普林尼著自然志37卷，概述了当时所知的自然知识和技术。 公元129200年，罗马医生盖伦把希腊解剖知识和医学知识系统化，创立人体生理解剖学。 中国的古代生物学，则侧重研究农学和医药学。成书于公元前475前221年，中国古医书黄帝内经对人体内脏的部位、大小、长短及功能已有一定认识，并指出人体的生理功能与生活条件及精神状态有密切关系。对男女的生长发育过程及生理特征也有比较切实的描述 。中国古书尔雅将植物区别为草本和木本，并将相近的物种排在一起，以示同类；将动物分为虫、鱼、鸟、兽、畜，亦将其中相近的物种排在一起，还使用了“鼠属”、“牛属”、“马属”等名称 。公元533公元544年，中国北魏农学家贾思勰著齐民要术，全面地总结了秦汉以来中国黄河中下游的农业生产经验，其中含有丰富的生物学知识。如粟的品种分类，作物与环境的某些关系、一些作物的遗传性和变异性、一些作物的性别以及人工选择的某些成就等 公元1596年，中国药物学家李时珍本草纲目52卷刻印出版。它记述了丰富的动植物知识，订正前人之误，明确规定部、类、种三级分类程序。分植物为草、谷、菜、果、木五部，分动物为虫、鳞、介、禽、兽、人六部。每部（除人之外）之下又各分若干类。类之下分种。对生物的形态、结构描述之仔细和以此为基础的较准确的分类，均超过了前人 。从15世纪下半叶到18世纪末是近代生物学的第一阶段，这一时期，在生物学研究中，主要的有维萨里等人的解剖学，哈维的生理学，林耐的分类学。安德烈维萨里是著名的医生和解剖学家,近代人体解剖学的创始人，维萨里与哥白尼齐名，是科学革命的两大代表人物之一。1514年12月31日维萨里生于布鲁塞尔的一个医学世家。他的曾祖、祖父、父亲都是宫廷御医，家中收藏了大量有关医学方面的书籍。维萨里幼年时代就喜欢读这些书，从这些书中他受到许多启发，并立下了当一个医生的志向。他曾就教于意大利的帕多瓦大学，精通古罗马医学家盖仑的著作，但他不拘泥于书本知识，认为必须亲自解剖、观察人体构造，创立了当时少见的理论联系实际的生动教学局面，受到学生尊敬和爱戴。维萨里的主要贡献是在公元1543年发表了人体构造一书，该书总结了当时解剖学的成就，指出盖伦在解剖学方面的二百种错误。哥白尼的天体运行论于同一年出版。维萨里与尼古拉哥白尼一样，为了捍卫科学真理，遭教会迫害。但他建立的解剖学为血液循环的发现开辟了道路，成为人们铭记他的丰碑。大凡在科学史上有所发现、有所发明、有所创造的人，都是敢于向权威挑战的人，如哥白尼就是敢于怀疑亚里士多德的理论，怀疑“地心说”，才创立了全新的“日心说”。到了17世纪初，又出现了一位敢于向权威提出怀疑的学者英国医生哈维。在欧洲医学生理学界，占统治地位的仍然是从罗马时代流传下来的盖伦学说。哈维把帕多瓦的解剖学传统和培根所提倡的科学实验结合在一起，亲自解剖了数十种动物，系统和科学地研究了血液和心脏的运动规律，提出了著名的血液大循环理论，他找到了血液流通的途径，哈维将自己的实验结果与研究所得，于1628年写成了心血运动论一书，彻底推翻与消除了盖伦的错误学说，证实了动物体内的血液循环现象，并阐明了心脏在这一过程中的作用，指出血液受心脏推动，沿动脉流向全身，再沿静脉返回心脏，环流不息。在血液循环学说的基础上，关于消化、吸收、营养、新陈代谢功能等现象得到了研究，生理学从此确立成为一门科学，哈维的这本薄薄的小册子具有伟大的科学革命的意义，为近代医学、解剖学和生理学的研究提供了新的理论基础，标志着近代生理学的诞生，同时也奠定了哈维在科学发展史上的重要地位。17世纪后，随着科学技术的发展，博物学家搜集到大量的动物、植物和化石等标本。在1600年，人们知道了约6000种植物，而仅仅过去了100年，植物学家又发现了12000个新种。到了18世纪，对生物物种进行科学的分类变得亟为迫切。瑞典植物学家林奈正是生活在这一科学发展新时期的一位杰出的代表。林奈1707年生于瑞典。林奈的父亲是一位乡村牧师，他对园艺非常爱好，空闲时精心管理着花园里的花草树木。幼时的林奈，受到父亲的影响，十分喜爱植物，从1727年起，林奈先后进入龙得大学和乌普萨拉大学学习。在大学期间，林奈系统地学习了博物学及采制生物标本的知识和方法。他充分利用大学的图书馆和植物园进行植物学的学习。1732年，林奈随一个探险队来到瑞典北部拉帕兰地区进行野外考察。在这块方圆7401千米（4600英里）的荒凉地带，他发现了100多种新植物，收集了不少宝贵的资料，调查结果发表在他的拉帕兰植物志中。1735年，林奈周游欧洲各国，并在荷兰取得了医学博士学位。在欧洲各国他结识了那里的一些著名的植物学家和得到了国内所没有的一些植物标本。在国外的3年是林奈一生中最重要的时期，是他学术思想成熟、初露锋芒的阶段。例如，1735年，林奈所著自然系统第一版出版，把自然界的植物、动物、矿物、分成纲、目、属、种。首先实现了植物与动物分类范畴的统一，其后又使用了国际化的双名制。1738年林奈回到故乡，他回到母校乌普萨拉大学任教，著书立说，直到1778年去世。从1741年起，他担任植物学教授，潜心研究动植物分类学，在此后的20余年里，共发表了180多种科学论著，特别是1753年发表的植物种志一书，是他历时七年的年的心血结晶，在这部著作中共收集了5938年植物，用他新创立的“双名命名法”对植物进行统一命名。林奈的最大功绩是把前人的全部动植物知识系统化，摒弃了人为的按时间顺序的分类法，选择了自然分类方法。他创造性地提出双名命名法，包括了8800多个种，可以说达到了“无所不包”的程度，被人们成为万有分类法，这一伟大成就使林奈成为18世纪最杰出的科学家之一。从18世纪末到19世纪初的拉马克等人的进化学说，系统地论述进化思想，认为用进废退和获得性遗传是物种进化的机制 。拉马克的进化思想相当丰富，并且在进化论的历史上第一次成为一个体系。他的论点主要有：（1）生物种是可变的，所有现存的物种，包括人类都是从其他物种变化、传衍而来（2）生物本身存在由低级向高级连续发展的内在趋势；（3）环境变化是物种变化的原因，并把动物进化的原因总结为“用进废退”和“获得性遗传”两个原则。 拉马克认为，环境变化了，使得生活在这个环境中的生物有的器官由于经常使用而发达，有的器官则由于不用而退化，这就是“用进废退”。这种由于环境变化而引起的变异能够遗传下去，这就是“获得性遗传”。拉马克曾以长颈鹿的进化为例，说明他的用进废退观点。长颈鹿的祖先预部并不长，由于干旱等原因。在低处已找不到食物，迫使它伸长脖颈去吃高处的树叶，久而久之，它的颈部就变长了。一代又一代，遗传下去，它的脖子越来越长，终于进化为现在我们所见的长颈鹿。总的来说，拉马克的进化学说种主观推测较多，相对的争议也较多，但他的学说较系统和完整，内容更丰富，拉马克的学说为达尔文的科学进化论的诞生奠定了基础，他的动物哲学和达尔文的物种起源被称为现代进化论思想的两大源泉。19世纪的自然科学，进入了全面繁荣的时代。近代生物学的主要领域在19世纪都获得重大进展。如在公元1665年 英国物理学家罗伯特.胡克在显微镜下观察软木切片，发现了细胞的基础上，19世纪30年代，德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出了细胞学说，指出细胞是一切动植物结构的基本单位，为研究生物的结构、生理、生殖和发育等奠定了基础。公元1858年，英国生物学家达尔文与华莱士联合发表阐述生物进化思想的论文。论物种形成变种的倾向；兼论自然选择法所引起的变种和物种的存续。 公元1859年 达尔文所著物种起源出版 。公元1865年 奥地利修道士.孟德尔宣读并于次年发表植物杂交的试验论文，报道他通过豌豆杂交试验所发现的两个遗传规律。孟德尔的这篇不朽论文虽然问世了，但令人遗憾的是，由于他那不同于前人的创造性见解，对于他所处的时代显得太超前了，竟然使得他的科学论文在长达35年的时间里，没有引起生物界同行们的注意。后被称为遗传学的“孟德尔定律” 。公元1876年 德国医生、微生物学家科赫发现炭疽病病原体，并创建了细菌的培养技术。 巴斯德和科赫等人奠定了微生物学的科学基础，并在工农业和医学上产生了巨大影响。17世纪建立起来的动物（包括人体）生理学到19世纪有了明显的进展，著名学者有弥勒、 杜布瓦雷蒙、谢切诺夫和巴甫洛夫等人。由于萨克斯、普费弗和季米里亚捷夫的努力，使植物生理学在理论上达到了系统化。20世纪的生物学即属于现代生物学的范畴，始于1900年孟德尔发现的遗传定律-分离规律和自由组合规律被欧洲三位不同国籍的植物学家在各自的豌豆杂交试验中分别予以证实后，才受到重视和公认被重新提出，。这两个重要规律的发现和提出，为遗传学的诞生和发展奠定了坚实的基础，从理论上讲，自由组合规律为解释自然界生物的多样性提供了重要的理论依据。分离规律还可帮助我们更好地理解为什么近亲不能结婚的原因。孟德尔遗传规律在实践中的一个重要应用就是在植物的杂交育种上。，遗传学的研究从此也就很快地发展起来。这也正是孟德尔名垂后世的重大科研成果。此后，遗传学向理论（包括生物进化）和实践（主要是植物育种）两个方面深入发展。与此同时，由于物理学、化学和数学对生物学的渗透以及许多新的研究手段的应用，一些新的边缘学科如生物物理、生物数学应运而生。逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学。20世纪30年代以来，生物科学研究的主要目标逐渐集中在与生命本质密切相关的生物大分子蛋白质和核酸上。1944年,美国生物学家艾弗里用细菌作实验材料,第一次证明了DNA分子是遗传物质。1953年美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出了DNA分子双螺旋结构模型，这标志着生物科学进入了分子生物学阶段。随着分子生物学和分子遗传学的发展以及形态研究的深入，细胞学也进入分子水平，出现了细胞生物学。1959年美国细胞生物学家梅奎伦和罗伯茨等用大肠杆菌为材料，证明核糖体是蛋白质合成的场所。同年美籍华裔生殖生理学家张明宽在长期对生殖生理规律研究的基础上，获得世界上第一个哺乳动物体外受精成功的“试管兔子”，为1978年世界上第一个“试管婴儿”的诞生，奠定了科学基础。自从巴德莱教授用涂血针刺法研究无尾两栖类动物卵子人工单性生殖以来，几十年里，法国、美国、德国、比利时、日本等国科学家都在从事人工单性生殖研究这项研究，他们中也有些科学家得到过一些没有“父亲”的蝌蚪甚至极少的成体青蛙，但是这些后代都没有达到产卵传种繁衍后代的目的。1960年，中国胚胎学和细胞学家朱洗培养出世界上第一只没有外祖父的蟾蜍。这项研究成果表明，用人工方法能使蟾蜍单性繁殖，朱洗建立的卵巢体外成熟和排卵一套技术，为发育生物的发展做出了贡献。同年中国生物化学家邹承鲁等完成了胰岛素A、B两链的拆合研究，他和他年轻的同事们成功地完成的这项工作确定了胰岛素全合成的路线，为中国科学家最早完成人工合成胰岛素做出了重大贡献。20世纪60年代初邹承鲁回到酶学研究领域。他建立的蛋白质必需基团的化学修饰和活性丧失的定量关系公式被称为“邹氏公式”，被国际同行广泛采用；他创建的确定必需基团数的作图方法被称为“邹氏作图法”，已收入教科书和专著。有关蛋白质结构与功能关系定量研究的成果获国家自然科学奖一等奖。在1958年，以钮经义为首，由龚岳亭、邹承鲁、杜雨花、季爱雪、邢其毅、汪猷（you）、徐杰诚等人共同组成一个协作组，在前人对胰岛素结构和肽链合成方法研究的基础上，开始探索用化学方法合成胰岛素中国科学家通力合作，历经七年完成了牛胰岛素的人工合成。这是世界上首次人工合成的一种蛋白质。经过严格鉴定，它的结构、生物活力、物理化学性质、结晶形状都和天然的牛胰岛素完全一样。这是世界上第一个人工合成的蛋白质，为人类认识生命、揭开生命奥秘迈出了可喜的一大步。1966年，经过美国多位生物化学家的努力，确定了组成蛋白质的20种氨基酸的全部遗传密码。1973年，美国遗传学家科恩将外源 DNA片段插入大肠杆菌质粒后，能产生嵌合质粒。科恩发现当嵌合质粒重新导入大肠杆菌时，仍具有功能。此后，这成为外源基因克隆到细菌中的主要方法。1975年英国生物化学家弗雷德里克桑格建立分析 DNA碱基序列的方法。1989年，美国人毕晓普与瓦穆斯证明癌症的起因是致癌基因而不是病毒。1995年美国人刘易斯与维绍斯与德国人尼斯莱因-福尔哈德（女）证明基因如何控制果蝇早期胚胎的发育。 1996年，澳大利亚人多尔蒂与瑞士人津克纳格尔发现免疫系统如何识别受病毒感染的细胞。 1997年2月24日，遗传学者们在位于苏格兰爱丁堡附近的研究所从一只六岁母羊的乳腺组织克隆出一只绵羊，这是科学家们第一次克隆了一个成年的哺乳动物。与此同时生态学在生物学中的地位日益增长。它的研究范围从群落扩大到生态系统，以至包括多种类型生态系统的综合考察和全球性的 “生物圈”。它与地学、环境科学以及社会科学的结合，对生产和社会已产生重大的影响。此外另一门崭新的学科神经生物学猛然崛起，人们愈来愈体会到神经系统，尤其是大脑的研究对生物学和人类发展的作用。20世纪的进化论研究也有明显的突破，集中表现在对进化机制和微观层次规律的揭示方面。总之，现代生物学正向微观和综合方向深入。据有关报道，在最近的50年中，全球有95的重大创新发生在发达国家，其中50在美国。发生在发展中国家的5中有一半在印度，其次是巴西，再其次才是中国，也就是说拥有世界15人口的中国，占据创新素质的人才不到2份额。 这些数据足以说明我们国家急需具有创新素质的人才，创新人才的需要更多的创新型教师。二、生物学教师的知识结构当代生物学教师的知识结构应是一种动态结构，应当随着社会经济、科学文化发展而作相应调整，但着必须建立在优化结构的基础上，就当前生物学教育而言，生物学教师知识结构的内容至少应包括以下四个方面：1 生物教师应具备较全面的教育素养过去讲教师的自身建设,一直强调提高思想政治素质、道德品行素质、科学文化素质、能力素质和身体心理素质等等,但其效甚微,论其原因,不能说与教师缺乏理论素养无关系。正确的理论不一定是教学的内容,但可以作指导教学的理论;也不一定是教师自身建设的内容,但可以作教师自身建设的指导理论。教师不但要备教学的课,而且要备自身建设的理论课。备这门课重要的是提高教师自身的教育素养。教育素养是由什么构成的呢？这首先是指教师对自己所教的学科要有深刻、精深的知识。我们认为很重要的一点是，教师在学校里教的是科学基础学科，他应当能够分辨清楚这门科学上的最复杂的问题，能够分辨清楚那些处于科学思想的前沿的问题。教生物的教师则需要懂得遗传学发展的历史和现状，熟悉生命起源的各种理论，知识细胞内部发生的系列化过程。教育素养就是由此开始并在此建立起来的。可能会有人反驳说：为什么教师要懂得那些课堂上并不学习的知识以及那些跟中学所学的教材没有直接联系的知识呢？这是因为：关于课程标准的知识对于教师来说，应当只是他的知识视野中的基本常识。只有当教师的知识视野比学校课程标准宽广得无可比拟的时候，教师才能成为教育过程的真正的能手、艺术家和诗人。 其次是生物教师的职责不仅是向学生传授知识，同时还要培养学生具备良好的思想品质，教会学生做人。生物学教育中应贯穿爱国主义教育、科学观、进化论观点和实践第一观点。通过教学使学生认识到：生物体和生命现象是有其物质基础的；自然界是一个有内在联系的统一整体；自然界的一切事物都是在不断的运动、发展、变化的；生物界的一切生命现象都是受客观规律支配的，是可以被人认识的。2 生物教师应具备精深的专业知识生物学教师至少应当具备相应学历所规定的生物学专业知识水平。就目前来说，生物学教师必须掌握的专业知识内容应包括：植物学、动物学、人体解剖生理学、生物化学、遗传学、植物生理学、微生物、进化论、生态学等，且要树立不断学习、终身学习的观念。在专业知识上教师应能“实”、“深”、“活”。其中“实”是指教师能全面钻研本专业知识，做到踏实、扎实和一丝不苟。“深”是指教师在专业知识方面应当深入,要“教一知十”、“教一知百”，甚至“教一知万”，而不能“知一教一”或“现买现卖”。只有在专业知识上达到一定深度，才能掌握专业知识的内在联系和规律，才能在教学中游刃有余、居高临下、深入浅出。“活”是指教师能活用知识，将真正理解、消化了的知识转化为智能，为教学服务。教师的活用知识，就是将知识灵活运用于实践，教学中善于质疑答疑、启发学生，使学生能运用学到的知识去分析、解决一些实际问题，把知识用活。3 生物教师应具备教育学、心理学知识。教师的教学也是一种艺术的创造，不同学科教师虽然专业知识分工不同，但教育学、心理学知识确实是必备的基础。目前，教育科学理论以发展成为一个分支浩繁的体系，它包括了：教育学、教育社会学 、教育经济学、教师心理学、学习心理学、社会心理学等等。一名生物学教师为了有效地实施教育，至少应当熟悉以下四个方面的教育、心理学知识：（1）教育学理论。从理论和方法上懂得“怎样教”。教育技巧不只是简单的教学程序和方法，还包含着丰富的教育理论与教育规律的运用。（2）教材教法理论。从专业教学要求出发，针对不同内容和特点的教材，进行最佳教学方案的设计与研究，总结规律，指导教师教学工作的科学化。（3）心理学理论。了解、掌握并研究学生的心里特点，组织合理的教学，从学习心理角度来提高教学效果和效率。（4）教育管理知识。了解、掌握并能运用课堂教学、班机活动和课外活动等有关的教育管理方面的知识。4生物教师应具备广博的相关学科知识。中国科技大学校长朱清时把创新人才的素质归为六点：广博的多学科交叉知识；浓厚的好奇心和兴趣；敏锐的洞察力；勤奋刻苦；集中注意力及社会接受的品质（包括诚实、责任感和自信心） 。其中最重要的一条是广博的多学科交叉知识，作为一名优秀的生物学教师不仅应精通本专业知识，还应通晓相关学科的知识，使知识结构更趋全面和完整。当代生物科学与其他学科的交错渗透日益明显，与数学、物理、化学等学科的关系日趋密切，这就要求生物教师具备相当的数理化基础。了解与生物学科密切相关的边缘学科的基本内容。生物学教师应当掌握一门外语，以便能迅速而直接地获取国外科技和教育的最新信息为教育服务。有条件的生物学教师还应开展生物双语教学，以适应改革开放和国际化趋势。生物学教师只有具体广博的知识 ，成为“专才”和“通才”，才能在现在和未来的教育中始终立于不败之地。三、生物学教师的技能和能力结构 一个具有广泛文化修养和渊博专业知识的人还不一定能成为一名好老师。因为教师要把自己的知识传授给学生，还需要掌握一定的教育技能。1生物教师的一般教育技能。当代生物学教师无疑首先应当具备各类教师共同需要的一般教育技能，这些技能大致可概括为：熟悉本学科的课程标准及教材的编写意图、具体内容、重点、难点；熟练地运用教学恰当的教法；熟悉教学各环节，包括从备课到考试的一系列教学过程中各种方法和技巧等。2生物教师应具备的专业技能。从生物学科的特点和当前生物学教学的实际需要出发，生物学教师大体应具备以下专业技能：实验仪器操作调试技能、生物标本的采集、培养和制作技能、动植物的解剖观察技能、显微标本的制作和观察技能、实验操作和指导技能、生物养殖、栽培技能、生物简图的绘制技能、教具制作和现代教育技术运用技能等等。3生物教师能力结构的主要内容。教育是一种创造性劳动，不仅需要相应的专业知识和一定的技能，还需要具备一定的能力。只有知识技能而缺乏能力的教师，只能适应环境而难以开展创造性工作。能力是一个含义非常广泛的概念，粗略地讲，它代表一个人完成一定活动的本领，包括选择完成活动的具体方式及完成活动所必需的全部心理特征。知识和能力的关系作为一个古老的命题，众说纷纭。目前比较倾向性的观点是：知识与能力既不等同，又不互斥。两者相辅相成，辩证统一。获取知识需要以能力为条件，增强能力需要以知识为基础，两者循环往复，互为因果。一般而言，知识渊博，能力便不会太弱。相反，无知则无能，从这一意义上说，知识与能力呈正相关。反过来，能力又是获取和运用知识的必要条件。高学历代表高能力，这在统计学意义上成立，并为社会实践所证明。生物学教师能力结构的主要内容主要包括以下五个方面：（1）组织教学能力组织教学能力是教师在从事教学过程中表现出的业务能力。它应当包括教和学两方面。教师具备高超的组织教学能力，便能将教和学两方面统一起来，充分调动和发挥两方面积极因素，从而圆满完成教学任务。生物学教师的组织教学能力表现在对教育目标和课程标准的充分理解，能进行科学的教学设计，制订出切合学生实际的系统的教学计划，确定适量的教学内容，在内容结构上做到合理、丰富、充实和可接受性。运用灵活和适当的教学方法，如讲授法、演示法、讨论法、谈话法、练习法、案例法、参观法、实习法和实验法等。组织和实施合理的教学过程，统一和协调教师教和学生学的双边活动，充分发挥双方积极性，源于学生实际又高于学生实际，长期目标和近期目标结合，以期取得最佳的教学效果。另外还要善于利用教学的各种辅助手段，如实物、标本、电化教具、CAI课件等，以便进一步提高教育效果。（2）语言表达能力语言表达能力是教师从事教学工作最基本的能力。由于语言是传播教育信息的重要工具，所以教师语言表达能力的优劣将直接影响教学的效果。生物学教师的语言表达至少应当做到三点：首先要准确清晰，即准确是指内容的科学性、知识的确凿性和说理的实在性。清晰是指意义的单一性，阐述的条理性。使学生都能听懂、听清。其次要形象生动，逻辑严密。即语言要形象风趣，能吸引学生，激发学生学习生物学的兴趣，还应充满逻辑性，论述充分，特别是切忌武断。再次要深入浅出，循循善诱。即能用浅近的语言阐明深刻的内容，善用启发性语言引导学生思考。（3）开拓创新能力教师的劳动不是简单的重复前人的劳动成果，也不是单纯地传授知识技能。教师的劳动中应当孕育着创造。要敢于打破常规，善于开拓，勇于创新。具有开拓创新能力的教师的思想方法有四个特点：求异性：这些教师有科学怀疑精神，有“标新立异”，向陈旧观念挑战的勇气。不迷信权威，能深求新领域，开拓新路。独立思考性：这些教师能利用掌握的知识和技能，通过独立思考，去发现问题和解决问题，多思考才能看清本质、看透本质，增强自觉性，减少盲目性，增长才智。敏捷性：对新事物、新思想高度敏捷，善于从社会实践中捕捉和吸取最新的有用信息，永远保持“精神”年轻，不断求知进取。坚韧性：信念坚定，遇到困难和挫折不半途而废，对一时未能解决的问题，进行坚持不懈的探索。具有开拓创造能力的教师，才有可能把学生培养成创新型人才。（4）教育科研能力“教师应当是研究者”，生物学教师在进行生物学教学的同时 ，还应当开展与之相关的各类教育科学的研究。在科学和教育高度发达的今天，一方面教育与科研的关系越来越密切，另一方面科学成就越来越多地渗透到教育领域，这给教育科学带来了许多新的课题，也为生物学教师开展教育科研提供了广阔前景。生物学教师的教育科研有两个总方向：生物学教育基础理论研究和生物学教育应用研究。生物学教育科研的中心内容是把教育学、心理学的有关原理应用于生物学教育教学实践，以提高生物学教育的效能，培养更多更好的人才为最终目的。当然，如果有条件和可能，生物学教师还可以开展生物学学科科研，尤其是一些能为地方经济建设服务的生物学应用项目，或培养学生科研能力的生物学研究项目，如生物与环境竞赛和Intel科技制作大赛等。（5）信息能力信息能力是21世纪人才的通行证。学习化社会需要每个人“终身学习”，自学能力对于教师来说就应有更高要求。由于生物科学发展迅速，生物学教师的知识更新更为迫切，为此生物学科教师更应具备较强的自学能力和获取信息的能力。生物学教师应不断地进行生物学专业知识的自我更新、自我提高和可持续发展，及时掌握生物科学的新进展，以适应教学内容的不断更新的需要。另一方面，教师具备信息能力，也有利于培养学生的学习能力。“教会学生学习”是世界性教育改革的基本目标之一。因此，对生物学教师的信息能力要求具有更深层的时代意义。四、生物科学发展的最新成果2004年7月19日至23日，全球华人生物科学家大会在北京举行，大会主题为“科学为了更美好的生活”。来自30多个国家和地区的上千名生物科学家，就生命科学与生物技术发展的前沿问题进行学术交流。现将这次大会涉及人类健康领域的一些最新成果集纳如下。 1.SARS疫苗研发有新进展。“非典假病毒”保证实验室安全。 2003年春天SARS(非典)暴发以来，各国科学家加紧研制非典疫苗。美国科学家今年6月底研制出一种能够快速抑制SARS的新型鼻喷剂疫苗。这种新型疫苗由SARS病毒和一种人类呼吸系统疾病病毒混合而成，能够防止SARS在实验室的猴子之间传播。与其他疫苗不同，它可以直接注入呼吸道，并且立即见效。科学家表示，将很快研制出可用于人体试验的鼻喷剂疫苗。 美籍华人科学家何大一披露，其领导的研究小组已经构建出一种非典假病毒，该假病毒外面是非典病毒蛋白，里面是艾滋病病毒蛋白。假病毒进入细胞的过程和非典冠状病毒一样，但进入后会自行死掉，因而没有危害。这种办法能帮助科学家测定病毒抗体的数量，对疫苗开发至关重要。此外，与活病毒相比，利用假病毒进行试验安全性较高，这有助于防止非典病毒从实验室泄露传播出来。中新社北京2004年1月19日电，经过中国科技人员的共同努力，SARS病毒灭活疫苗今日获得国家食品药品监督管理局批准进入一期临床研究，首次在志愿者体内接种。中国成为世界上第一个批准SARS疫苗用于人体临床研究的国家。 据SARS疫苗研发主要负责人尹卫东介绍，2004年12月科研人员基本完成了SARS疫苗的期临床研究，初步证明了疫苗的安全性。2005年6月1日，WHO（世界卫生组织）收到SARS灭活疫苗在中国的完整研究进程报告，并在最近向课题推荐了非典疫苗的期临床研究方案。WHO建议，在免疫程序规划上，WHO建议最初的3个月内接种三次非典疫苗，之后的9个月为观察期。据悉，非典疫苗期临床研究的主要目标是评价SARS灭活疫苗的免疫原性，即科研人员确定具体的疫苗免疫程序和免疫剂量，同期要监测、评价SARS灭活疫苗的安全性。即使未来生活中SARS不来与来的比例是9：1，我国的研究者和决策者考虑的不是为“9”，而是为“1”做积极的准备，目前SARS疫苗正在进一步研发过程中。2.蛋白质指纹图谱“破译”癌症，可提前几年发出肿瘤预警。 癌症发生是一个较长的过程，早在人体某部位发生癌变的数年前，人体内的多种蛋白质构成就已经发生改变。但在目前国内临床肿瘤检测中，大都只采取某一种蛋白质标记物，所以导致检测的阳性率较低。 而蛋白质指纹图谱是近年来国际上兴起的一种新技术，可以针对人体多种蛋白质进行测定，绘制出专属蛋白质的“指纹”图谱，大大提高了癌症的诊断率。比如10个有可能发生卵巢癌的人中，一般只有3个会被目前临床采用的方法检测出来，阳性率为30%。而通过蛋白质指纹图谱，这个准确率可达98%。蛋白质指纹图谱检测的敏感性可达90%以上，可以提前35年发现一些变异的基因，从而为患者发出肿瘤预警，为早发现、早治疗赢得宝贵时间。该技术在国际上的最新进展是，可以通过一个蛋白不同片段的变异，测出不同类型肿瘤或其他疾病，具有快速、简便、准确及特异性强等特点。蛋白质指纹图谱技术标志着一种划时代的诊断模式诞生。为了推动中国蛋白质指纹图谱技术的研发，北京加速蛋白质组学研发中心通过技术上的支持对接，与北京、上海、杭州等15家大型科研院所和临床医院合作，在近两年成功解码了不同类型的肿瘤、心脑血管病、感染性疾病等30多种疾病的蛋白质指纹图谱，拥有了我国的发明专利和自主知识产权，为该技术走向临床检测和生物制药产业化打下了坚实的基础。3.快速确诊病毒感染技术问世，15分钟可确认非典。 据日本经济新闻报道，人和动物在感染病毒后，体内会出现妨碍病毒增殖的抗体，通过检查有无抗体存在就可以确认是否感染了病毒。日本科研人员最近研制出一种检测试剂，其中含有待检测病毒的特有蛋白质。将这种试剂与血液混合，如果待检测血液中存在抗体，就会发生沉淀现象，研究人员用肉眼就可以判断人和动物是否已感染了待检测的病毒。 通常，病毒蛋白质由于其怕热和干燥的特质而很难保存，而感染家蚕的昆虫病毒却能藏在一种被称为多角体的、直径至微米的壳里保存自己。研究人员从中受到启发，开发了用多角体保存诊断使用蛋白质的新技术，可以在恒温的环境下保存病毒蛋白质。 过去检查非典和禽流感病毒需用昂贵的检测装置，而且要花费个小时左右的时间，而用新技术检测只需分钟。据研究人员说，利用这一技术可尽快确认是否感染非典和禽流感病毒，有助于人们及早采取措施，防止非典和禽流感扩散和蔓延4.科学家发现致瘾蛋白质，有望找到戒断毒瘾新方。 吸毒是困扰当代各国的一个重大问题，戒毒者经常由于复吸而前功尽弃。美国科学家通过实验发现，一种特定的蛋白质能使实验鼠对可卡因不断产生“渴望”，这一发现将有助于找到彻底戒断可卡因毒瘾的新方法。 毒品对人脑产生刺激的过程中，与愉悦感有关的化学物质多巴胺起着重要作用。研究发现，一种称为AGS3的蛋白质能协助多巴胺传递神经信号。研究人员连续一周为实验鼠注射可卡因，使其成瘾后停止注射。在随后8周内，产生毒瘾的实验鼠脑内AGS3的水平比普通老鼠高出30%100%。这种蛋白质主要集中在鼠脑的额前叶皮质区及伏隔核区，这两个区域都与毒瘾的产生有关。 研究人员认为，AGS3蛋白质水平过高，是导致可卡因成瘾者在戒断过程中复吸欲望高涨的主要原因。目前，研究人员正对此做进一步研究。 5.治疗性乙肝疫苗进入临床试验，试验效果即将公布。 我国是乙肝(乙型肝炎)高流行区。2003年，我国报告乙肝病例71万人，占当年全部法定报告传染病总人数的28%。我国每年死于与乙肝相关的肝病患者达28万例。为有效阻断乙肝传播，我国科学家加强了对乙肝疫苗的研发。 据中国工程院院士、教育部医学分子病毒学实验室学委会主任闻玉梅透露，她领导的研究小组已研制出一种复合型治疗性乙型肝炎疫苗，该疫苗通过提高人体对乙肝病毒的免疫力，降低甚至清除人体内的乙肝病毒。该疫苗的二期临床试验于去年底开始，试验效果非常好。近日，从重庆佳辰生物公司传来好消息，经过长达20年努力研究的治疗用乙肝疫苗，目前已进入期临床实验B阶段，意味着再过3-5年，其自主研发的乙肝疫苗将投入批量生产，攻克世界性疾病乙型肝炎将不再是梦想。 6.抗艾滋病新药物出现，为患者带来更多希望。 现有治疗艾滋病的药物，主要都是针对逆转录酶和蛋白酶的抑制剂，由于这些药品的长期使用，近年检测到的抗药性HIV越来越多。因此，各国科学家都试图研制整合酶的抑制剂。 美国科学家最近研制出一种新型抗艾滋病药物。在猴子身上实验的结果表明，该整合酶抑制剂新药能够阻止艾滋病病毒(HIV)插入正常细胞的染色体，这是艾滋病药物研制领域的一大突破，它将为越来越多的抗药性HIV感染者和艾滋病患者带来希望。 日前，联合国大会主席布罗克曼和联合国秘书长潘基文在联合国第63届联大会议上共同呼吁，各国政府在当前经济危机的情况下，应继续确保有足够资金用于抗击艾滋病。联合国相关报告指出，要实现到2010年所有艾滋病病毒感染者均得到治疗的目标，国际社会需要再投入250亿美元。 相关数据显示，抗艾滋病药物市场规模正在迅速膨胀，艾滋病药物的年销量增长率约为15%。而目前我国使用的20余种抗艾滋病药物均为仿制品，尚无中国自主知识产权药物。然而，随着我国具有自主知识产权的抗艾药物“艾博卫泰”的I期临床试验获得成功，将有望填补国内空白，新药两年后上市。7.利用航天高科技为医院创无菌环境。 科技日报巴黎2004年7月20日电 在我们生活的环境中到处都存在着微生物，而其中的绝大部分不会对人体健康造成危害，但是对于那些自身免疫能力降低的人，有些微生物还是十分可怕的，它们能导致很多疾病的发生。而如今，一项名为“PLASMERTM”的航天技术已经在法国的5所医院中成为提供无污染空气环境的创新方法。根据欧洲航天局公布的最新消息，这项原本用于确保宇航员在空间站里能呼吸到洁净空气的航天高科技方法，现在已经被用来在医院中“捕杀”和“清除”微生物真菌、细菌、孢子以及通过空气传播的病毒。而且，利用该技术还能祛除空气中与SARS、埃博拉、天花、结核病和痈等恶性传染疾病相关的微生物。“PLASMERTM”是一项利用高强度电流和低温等离子体（PLASMA）共同作用的系统技术。早在上世纪90年代初，为了实现在载人宇宙飞船内去除空气中的生物污染，俄罗斯科学家就发明了这项等离子体应用技术。1997年，和平号空间站上装备了PLASMER发生装置，实践证明利用这些设备能很有效地保护宇航员和空间站里的各种电子设备免受细菌、真菌或是病毒的“侵袭”。2001年4月，国际空间站上也安装了PLASMER发生装置，以净化空气和消除微生物。自2003年起，“太空空气”（AIRINSPACE）公司在欧空局技术推广和转让办公室的支持下，将这项原先的航天技术开发成为医院提供空气环境保护、创建无菌环境的可移动设备，而且，当发生紧急情况时，该设备也可在医院以外的场所营造出一个无菌室。基于“PLASMERTM”这项特殊等离子体技术的设备，可以达到消除超过99微生物的空气净化功能，从而满足医院医治那些身患免疫系统疾病的病人的特殊需求。据介绍，12个月来，经过在法国5家医院的试运行，该系统的卓越性能表现已经让医生们称赞不已。8.生物芯片技术将成为医生的“好帮手”。 近年来，以基因芯片为代表的生物芯片技术发展迅速，目前生物芯片技术已广泛应用到了分子生物学、疾病的预防、诊断和治疗、新药研发、环境污染监测等诸多领域。 生物芯片是指通过微加工和微电子技术在固体芯片表面构建微型生物化学分析系统。生物芯片上集成了成千上万密集排列的分子微阵列，能够在很短时间内分析大量的生物分子，保证人们能够快速准确地获取样品中的生物信息，其检测效率是传统检测手段的上千倍。在感染性疾病、遗传性疾病、重症传染病和恶性肿瘤等疾病的临床诊断方面，具有独特优势。在不久的未来，记录在一个小小生物芯片上的个体遗传信息，将帮助医生确定个体的疾病易感性和最佳的治疗手段，生物芯片将成为医生离不开的“好帮手”。按照芯片上固化的生物材料的不同，可以将生物芯片划分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片。目前，最成功的生物芯片形式是以基因序列为分析对象的“微阵列”，也被称为基因芯片或DNA芯片。基因芯片可为研究不同层次多基因协同作用提供手段。这将在研究人类重大疾病的相关基因及作用机理等方面发挥巨大的作用。人类许多常见病如肿瘤、心血管病、神经系统退化性疾病、自身免疫性疾病及代谢性疾病等均与基因有密切的关系。 DNA芯片技术可用于水稻抗病基因的分离与鉴定。水稻是我国的主要粮食作物，病害是提高水稻产量的主要限制因素。利用转基因技术进行品种改良,是目前最经济有效的防治措施。而应用这一技术的前提是必须首先获得优良基因克隆,但目前具有专一抗性的抗病基因数量有限，限制了这一技术的应用。而基因芯片用于水稻抗病相关基因的分离及分析，可方便的获取抗病基因，产生明显的社会效益。在医药设计、环境保护、农业等各个领域，基因芯片均有很多用武之地，成为人类造福自身的工具我们人类的基因图谱在世界各国科学家的共同努力下，已经全部绘制完毕。这就意味这人类的任何疾病都可以通过改变基因而得到控制。人类生命科学的道路十分崎岖而又漫长，世界各国的科学家们都在为之努力，那么人类的生存品质就将有一个历史性的飞跃。五、未来生物学发展的七个前沿热点问题生命现象的核心和本质的阐明，对生命活动的本质统一认识（主要围绕蛋白质和核酸研究），开展将是21世纪生物学的主要任务。 1 生物工程和生物技术的研究。克隆仍是当今生物学研究的热点之一。“多莉”仅活了近6年，说明克隆上有许多问题有待解决。人类基因组DNA全序列分析完成后，还有大量的分析工作要做。 2与人口、能源和环境污染有关的生物学研究：未来人类面临的三大危机：人口、能源和环境污染，均与生物学有关。如利用微生物发酵工程来解决能源危机问题;利用转基因技术培育农业生产上的优质、高产抗逆新品种（如马铃薯抗病毒，高蛋白；烟草抗虫；番茄抗软化；固氮基因转移等）来解决粮食和副食品问题；利用生物技术制药来治疗威胁人类健康的各种疾病的研究等；同时，生物学本身特征具有影响生命过程的因素多而复杂，物种多样性，变量多，不同于数理等学科的研究。 3 细胞通讯机制的研究。如神经在微秒、几十分之一秒内传递信息的机理研究。 4 基因表达的调节控制：如癌细胞生长的调节与控制机理是什么？ 5 大脑的结构与功能研究。大脑大约有1000亿个左右的神经细胞，如何自己组织形式功能的。 6 细胞分裂的实质。细胞分裂都有一个周期，直到现在，才从分子水平认识到一种可以称之为周期蛋白的物质，在细胞内的浓度发生着周期性的变化，它的不断合成使其浓度不断增加，在细胞分裂之前达到高峰。 7 生物大分子的结构与功能研究。高分辨率的蛋白质空间结构测定正以每天4个的速度增长，并且发展速度越来越快。结构生物学兴起虽然只有短短几年，但已成为整个生物学领域中一个组为活跃的重要分支。参考资料：苏霍姆林斯基给教师的建议，教育科学出版社 200110第一版钟启泉 、陆建身生物教育展望，华东师范大学出版社 200111第一版模块四 有效教学第一部分 “有效教学”的背景与内涵实施新课程以来，我们经历了许多培训，其目的只有一个，那就是促进教师本身的专业发展，提高教学质量。培训的过程就是学习的过程。我们常与学生讲：知识改变命运，学习才能生存，创造成就未来。我想，这个道理同样适于我们每一位教师。而且作为教师这一特殊的职业，学习对我们尤为重要。现在建立学习型社会，学校进行校园文化建设，教师也应该将学习成为一种生活的需要。教师要适应新课程、新形势的需要，就必须不断学习，不断反思课堂教学，不断探究教学方式，不断超越自我。归结到一句话：那就是：“学习从需要开始，反思从课堂开始，超越从探究开始”。因此，只有不断学习，加强自身建设，反思课堂教学，探究新的教学方式和学习方式，超越自我，进行有效教学，才能不断提高教学质量，实现生物课程标准中规定的初中阶段的课程目标。专家认为：进行有效教学，教师必须解决好和教育学密切相关的以下主要问题：（1）为什么而教？（2）教什么人？（3）在什么地方教？（4）教什么？（5）怎么教？（6）用什么去教？（7）用什么评价和怎样评价？（8）怎样改进教学和学习？一、“有效教学”的提出有关专家学者认为：有效教学（effective teaching）的理念源于20世纪上半叶西方的教学科学化运动，在美国实用主义哲学和行为主义心理学影响的教学效能核定运动后，引起了世界各国教育学者的关注。20世纪以前在西方教育理论中占主导地位的教学观是“教学是艺术”。但随着20世纪以来科学思潮的影响，以及心理学特别是行为科学的发展，人们意识到，教学也是科学。即教学不仅有科学的基础，而且还可以用科学的方法来研究。于是，人们开始关注教学的哲学、心理学、社会学的理论基础，以及如何用观察、实验等科学的方法来研究教学问题。20世纪60年代，好教师的品质特征研究一书中提出了“有效教学”。瑞安等人则通过对教师课堂教学的观察，得出了与有效教学相关的三个方面相对应的两级因素，即：“热情与理解”对“冷漠与疏远”；“有组织与有条理”对“无计划与拖沓”；“刺激与想象”对“笨拙与呆板”。他们认为，教师的特点越是接近积极因素的一端（左端），其教学就会越有效。20世纪60年代后期，也有一些学者经过反思提出，教师的好品质不能完全代表有效教学，判断有效教学的标准应该在教学实践中去寻找，从而开始对教师课堂教学行为的研究，即好的课堂教学特点的研究。当前教学实践：新一轮的基础教育课程改革重新审视教师的作用，教师是课程改革的参与者、实施者和推动者，教师队伍的发展和建设是提高教学质量的最有力的保障。在教学过程中，要求改变传统的机械灌输、填鸭式的教学方式，倡导自主、合作、探究式学习方式，实现以学生的发展为中心的教学观。随着课改的实施，与其他学科一样，初中生物学科的课堂教学中出现了学生的自主、合作、探究学习活动，这说明教师们在努力的研究和实施着新的课程理念。但由于受到时间因