緒論:寫作既是個人情感的抒發(fā),也是對學術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇生物細胞的定義范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
生命究竟是什么?這是一個很難下定義的概念。高中生物教材在緒論中借助于形形的生命形式列出了生命的六大基本特征,包括新陳代謝、生物體特有的組成與結(jié)構(gòu)、應(yīng)激性、生長發(fā)育與生殖、遺傳變異與進化、生物對環(huán)境的適應(yīng)性等。這種對生命的描述性定義雖然容易理解,但是并不能真正體現(xiàn)出生命的最本質(zhì)屬性。長期以來,許多哲學家、生命科學研究者都試圖給生命下一個更能反映其本質(zhì)屬性的抽象性定義,當今許多生物哲學家都把生命本質(zhì)問題作為其著述立說的主要論題之一。作為高中生物教師更應(yīng)當對生命的本質(zhì)定義有所了解和認識。
近年來有人從信息論角度對生命進行了剖析,認為生命的本質(zhì)在于生長和繁殖過程中信息的傳遞作用。該定義強調(diào)兩點:①強調(diào)生命的本質(zhì)在于它是一個信息系統(tǒng),是一個能夠通過自我復(fù)制與自我繁殖不斷地傳遞信息的系統(tǒng);②強調(diào)生命的出發(fā)點不是個體,而是群體,生物群體具有無限度地不斷適應(yīng)新環(huán)境的特征。該定義啟示我們,任何生命機體之所以表現(xiàn)出生命,其根源在于其系統(tǒng)中信息的不斷傳遞和系統(tǒng)與環(huán)境之間的信息交流。事實上,大量證據(jù)表明生命過程本質(zhì)上就是信息傳遞過程。
2生命機體是一個復(fù)雜的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
隨著分子生物學的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)在生物機體內(nèi)部,細胞與細胞之間、細胞內(nèi)部各大分子之間普遍存在著信息流動,這種信息流動與環(huán)境的信息流動相互協(xié)調(diào),從而構(gòu)成了機體內(nèi)環(huán)境的動態(tài)平衡――穩(wěn)態(tài)的形成。高等動物尤其是人類機體內(nèi)的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要是由神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)構(gòu)成,其信息傳遞過程大致如下所示。
首先是細胞外的信息分子,包括神經(jīng)遞質(zhì)、激素、細胞調(diào)節(jié)因子等,它們構(gòu)成了第一信使,作用于細胞之間,傳遞各種信息,調(diào)節(jié)著機體發(fā)生、發(fā)展、生存和死亡;其次是受體系統(tǒng),細胞接受信息具有選擇性及特異性,其關(guān)鍵在于細胞膜上與信息分子特異性結(jié)合的蛋白質(zhì),即受體;第三是第二信使,當?shù)谝恍攀古c其相應(yīng)受體結(jié)合之后,在細胞膜上各種酶的作用下產(chǎn)生出許多有活性的小分子化合物,如c―AMP、c―GMP、Ca2+、NO等,它們構(gòu)成了專門在細胞內(nèi)起調(diào)節(jié)作用的第二信使;接著第二信使將信息繼續(xù)輸送,逐級放大,引發(fā)一系列特異性反應(yīng),在細胞內(nèi)激活一系列特異性激酶,每一個激酶又有多種底物,由此引發(fā)出千變?nèi)f化的生理效應(yīng)。這些信號在傳遞過程中出現(xiàn)的信息量多少以及信息傳遞通道是否暢通等等,都直接影響調(diào)控的正常或失常,并與各種疾病的產(chǎn)生直接相關(guān)。
從信息角度看生物進化,進化實質(zhì)就是生物遺傳信息在一代又一代的傳遞過程中所產(chǎn)生的變化。它同時體現(xiàn)出環(huán)境信息對于生物遺傳信息的選擇與協(xié)調(diào)。由于人們認識到生物繁殖的基本單位是種群而不是個體,因此從宏觀上看,物種的信息流以群體的形式向下傳遞,而生物群體具有不斷適應(yīng)新環(huán)境的能力,于是,種群的遺傳信息就以基因庫的形式存在并傳遞下去。
綜上所述,不僅生命機體本身是一個復(fù)雜的信息網(wǎng)絡(luò),生命系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)之間也構(gòu)成復(fù)雜的信息網(wǎng)絡(luò)。上述事實充分證明,生命的信息定義中所強調(diào)的生命本質(zhì)屬性有助于我們從信息角度深刻認識生命。
【中圖分類號】G632【文獻標識碼】A【文章編號】1006-9682(2010)04-0139-03
一、所謂術(shù)語
術(shù)語(terminology)是在特定學科領(lǐng)域用來表示概念稱謂的集合,是一種特定的話語構(gòu)成模式,通過言語或文字來表達或限定科學概念的約定性語言符號,是思想和認識交流的工具,是區(qū)別一種學說、一個學科最為關(guān)鍵、最具標志性的特征,是學科的概念、符號、定律、理論、應(yīng)用和儀器等特定的、連貫的、科學研究的模型,用以描述、闡釋學科內(nèi)涵的“符號”系統(tǒng)。就其性質(zhì)而言,是一種獨特的語言單位以單義性的方式為某特殊活動領(lǐng)域內(nèi)的某概念命名;就其內(nèi)容而言,是指某意義已有解釋或已確定了的技術(shù)短語、符號的有組織的集合;就其范圍而言,是指在一個專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)常用的全部專業(yè)詞匯和表達方式以及它們的規(guī)則的總和。它是一個學科區(qū)別于其他學科的重要標志之一。
生物學作為一門獨立的自然科學,發(fā)展歷史不長,實驗性生物學的發(fā)展至今不過100多年,分子生物學僅經(jīng)歷了50多年的短暫歷史。而今生物技術(shù)的發(fā)展迅猛,大力促進著新的科學名詞不斷涌現(xiàn)和廣泛使用,并不斷地被引入中學生物教材中。現(xiàn)階段生物學的概念理論體系尚不完備,術(shù)語系統(tǒng)尚未完全規(guī)范,這給高中生物學的教學帶來了不少困惑。
二、高中生物學概念術(shù)語使用過程中存在的不足
新的課程改革針對我國基礎(chǔ)教育的弊端,改變以前過分注重知識積累而忽視對人的能力及人生觀價值觀等方面培養(yǎng)的陳舊方式和傳統(tǒng)死記硬背機械的學習方法。倡導(dǎo)學生主動參與、樂于探究、勤于動手,培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。鑒于此,國家在新課程標準基本要求指導(dǎo)下,推出了多個版本的高中生物新教材。新教材在體現(xiàn)新課改精神方面具有很強的指導(dǎo)性,編寫理念有了較大幅度的跨越,進一步完善了教材的知識結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,對于概念的闡述注意了準確性、嚴謹性,加強了科學史教育,理解科學過程,親歷試驗和探究等。教材的多樣化豐富了知識體系,有助于促進教師“用教材教”,有利于不同層次學生群體的學習選擇。然而教材知識體系的多樣化,不應(yīng)理解成學科的術(shù)語系統(tǒng)也可以有多個版本,否則不利于學習與交流。
1.內(nèi)容相同而形式不同
由于現(xiàn)行使用的不同版本的高中生物新教材的編寫群體不同,專家們各自擅長的研究領(lǐng)域、知識儲備、對相應(yīng)知識要求及理論體系都有所不同,加之一些概念體系在學科內(nèi)尚未完善統(tǒng)一等因素,在不同版本的高中生物教材中,使用的概念術(shù)語體系出現(xiàn)較大差異。內(nèi)容相同而形式不同給初學者的理解記憶增添了不必要的負擔,也影響了學生知識體系的構(gòu)建。以人教版和浙科版為例,單獨使用每一個版本,應(yīng)該說是各有特色,都是不錯的教科書。但如果相互參照使用,問題就出現(xiàn)了,剛接觸生物學知識的中學生們會發(fā)問“以誰為標準?誰是對的?”如:“物質(zhì)跨膜運輸?shù)闹饕绞健比私贪娣譃樽杂蓴U散、協(xié)助擴散、主動運輸,而浙科版對應(yīng)的則分為擴散、異化擴散和主動轉(zhuǎn)運;“細胞代謝”中人教版將光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段,浙科版將光合作用分為光反應(yīng)和碳反應(yīng)兩個階段;“生物變異”中人教版分為基因重組、基因突變和染色體變異三種類型,浙科版將其分為基因重組、基因突變和染色體畸變等。還有,如“T細胞”和“輔T細胞”,“效應(yīng)T細胞”和“效應(yīng)細胞毒性T細胞”,“漿細胞”和“效應(yīng)B細胞”,“年齡組成”和“年齡結(jié)構(gòu)”,“性別比例”和“性比率”等等。這里并不存在誰對誰錯的問題,只是采用了不同的術(shù)語體系,但對剛接觸生物學知識的中學生而言,卻是實實在在的困惑,在信息如此發(fā)達的今天,學生們不可能不接觸其他版本的教材。初學者需要的是一個個定義明晰的概念,去建構(gòu)自己的知識概念體系,從而形成自己的興趣和能力。“對學生來說,知識性內(nèi)容與生物學基本概念、原理和規(guī)律的相關(guān)性越高,實現(xiàn)遷移的可能性就越大;其時效性越長久,對學生終身學習和發(fā)展的價值就越高”。[1]
2.形式相同而內(nèi)容不同
作為一門獨立的自然科學,實驗性生物學的發(fā)展至今不過100多年,但近幾十年來,生物技術(shù)卻得到了突飛猛進的發(fā)展,新的科學名詞不斷涌現(xiàn)并被廣泛使用,特別是有關(guān)生物工程類的概念名詞爆炸式發(fā)展。這些大多通過翻譯過來的“泊來語”。在翻譯、定義和使用的過程中,尚未規(guī)范完善,概念的內(nèi)涵界定不少仍是一個研究課題。以人教版為例,IA模塊必修三“免疫調(diào)節(jié)”一節(jié)中對B淋巴細胞的描述是:“B淋巴細胞是造血干細胞在骨髓中發(fā)育成熟的一類細胞”;[6]“B淋巴細胞受到抗原刺激后,在淋巴因子的作用下,開始進行一系列的增殖、分化,形成漿細胞,產(chǎn)生抗體”。[6]在IA模塊選修三“動物細胞工程”――動物細胞融合與單體克隆抗體這一部分內(nèi)容中則是這樣描述的:“B淋巴細胞能分泌抗體,凝聚或殺死這些病原體”(《現(xiàn)代生物科技專題》P53)。“先用羊的紅細胞對小鼠進行注射,使小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng),……又設(shè)法將鼠的骨髓瘤細胞與脾臟細胞中產(chǎn)生的B淋巴細胞融合,……這種雜種細胞的特點是既能迅速大量增殖,又能產(chǎn)生專一抗體”(《現(xiàn)代生物科技專題》P54)。“免疫學”定義的B淋巴細胞沒有產(chǎn)生抗體的功能,能產(chǎn)生抗體的是B淋巴細胞分化形成的漿細胞。“細胞工程”則明確地說“B淋巴細胞能分泌抗體”。顯然兩處對B淋巴細胞功能的界定描述存在明顯的差異,引發(fā)概念歧義。
“雜種”一詞在教科書中多處引用卻無明確定義,也存有歧義。在人教版IA模塊必修二“遺傳雜交”一節(jié)中有這樣的描述:“在雜種后代中,同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象叫做性狀分離”。[5]在IA模塊選修三“植物細胞工程”的植物體細胞雜交部分中則有這樣的描述:“科學家們采用體細胞雜交的方法,終于得到了‘番茄――馬鈴薯’雜種植株”(《現(xiàn)代生物科技專題》P36)。“科學家們利用植物體細胞雜交技術(shù),又相繼培育出了煙草――海島煙草、胡蘿卜――羊角芹、白菜――甘藍等種間或?qū)匍g雜種”(《現(xiàn)代生物科技專題》P37);在“動物細胞工程”――動物細胞融合與單體克隆抗體這一部分內(nèi)容中則有這樣的描述:“先用羊的紅細胞對小鼠進行注射,使小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng),……又設(shè)法將鼠的骨髓瘤細胞與脾臟細胞中產(chǎn)生的B淋巴細胞融合,……這種雜種細胞的特點是既能迅速大量增殖,又能產(chǎn)生專一抗體”(《現(xiàn)代生物科技專題》P54)。可以看出,“雜種”一詞,在《遺傳與進化》中是指含等位基因的同種個體,即雜合體。而在《現(xiàn)代生物科技專題》中則似乎是指種間或?qū)匍g雜交的產(chǎn)物。在種的屬性上是完全不同的概念。
不同版本的教材之間同樣存在形式相同而內(nèi)容不同的問題,如“細胞器”在人教版中的定義是“在細胞質(zhì)中……都有一定的結(jié)構(gòu),如線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、核糖體、溶酶體等,它們統(tǒng)稱為細胞器”,[4]而在浙科版中的定義是:“細胞器是真核細胞中具有特定功能的結(jié)構(gòu)。……”,[7]“細胞核是細胞中最大的細胞器。”[7]細胞器的內(nèi)涵發(fā)生了很大的變化。又如,“基因”在人教版中的定義是“基因是有遺傳效應(yīng)的DN段”,[5]在浙科版中“基因”定義是:“基因一段包含一個完整的遺傳信息單位的有功能的核酸分子片段――在大多數(shù)生物中是一段DNA,而在RNA病毒中則是一段RNA。”[8]等。如果說概念術(shù)語內(nèi)容相同而形式不同,更多的是給初學者帶來記憶困擾,那么,概念術(shù)語形式相同而內(nèi)容不同,給初學者帶來的是邏輯的混亂。我們在強調(diào)概念發(fā)生過程和發(fā)展性的同時,不能忽視產(chǎn)生的結(jié)果。這種“公說公的理,婆說婆的理”,怎么說(定義)都行的現(xiàn)象,會讓學生感覺到科學的不科學。
3.概念術(shù)語定義不準確或不定義
各版本的新教材在這方面比老教材中存在的一些不準確的定義有了很大的改進,概念的界定都盡可能的做到科學準確,但仍有不盡人意的地方。如前述“基因是有遺傳效應(yīng)的DN段”,[5]忽略了RNA病毒的基因存在于RNA之中。又如浙科版“由于激素是通過體液的傳送而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的,所以這種調(diào)節(jié)又稱體液調(diào)節(jié)”。[9]將體液調(diào)節(jié)與激素調(diào)節(jié)等同看待。其實人體“除激素以外,還有其他調(diào)節(jié)因子,如CO2”[6]所以體液調(diào)節(jié)與激素調(diào)節(jié)概念上是有區(qū)別的。
遺傳的分類中“X連鎖隱性遺傳”(人教版語)和“伴X染色體隱性遺傳”(浙科版語),“X連鎖隱性遺傳”從語法上講屬于偏正短語,含義很明確,說明遺傳的基因位于X染色體上的隱性基因,而“伴X染色體隱性遺傳”則為動賓結(jié)構(gòu),在詞義上存在歧義,若以伴X染色體的隱性遺傳解,則與定義(由X染色體攜帶的隱性基因所表現(xiàn)的遺傳方式――浙科版《遺傳與進化》P43)不符。
另外,高中生物教材中存很多“裸概念”――即不加定義直接在教材中呈現(xiàn)的概念。如競爭、軸丘、基因敲除等,教材中既不定義也不注釋,編寫者似乎在默認學生是自己的已知。但事實上有些很專業(yè)的名詞術(shù)語學生在日常生活中基本未接觸,即使是中學生物老師也未必都熟悉,如“軸丘”,不事先查閱資料,連不少生物老師也不清楚它到底指什么;“基因敲除”更是1985年才奠定理論基礎(chǔ),1987年建立模型的一項新的基因工程技術(shù),又有幾個中學生物老師能熟知其技術(shù)規(guī)程?有些雖是日常生活中常用的,但與學科術(shù)語卻存在一定的差異,如“競爭”。
三、規(guī)范高中生物學術(shù)語系統(tǒng)的幾點想法
1.規(guī)范的必要性
學科術(shù)語,是一個學科區(qū)別于其他學科的重要標志之一。國際上有國際標準化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)等設(shè)有的專門術(shù)語委員會,負責組織和協(xié)調(diào)這方面的工作。我國術(shù)語工作也有悠久的歷史,旬子的《正名篇》就是有關(guān)語言理論的著作,其中很多論點都與術(shù)語問題有關(guān)。漢唐時期的佛典翻譯吸收了大量梵文的佛教術(shù)語。19世紀下半葉,以、江南制造局為中心翻譯了大量科學技術(shù)著作,引進了大量科學術(shù)語。到了清末,設(shè)編訂名詞館,成為中國歷史上第一個審定學術(shù)名詞的統(tǒng)一機構(gòu)。1919年成立科學名詞審定委員會。1932年成立南京國立編譯館,開始集中管理全國科學術(shù)語的審定工作,1933年出版了《化學命名原則》。1949年后,術(shù)語工作開始了一個新階段。1950年5月,在中央人民政府政務(wù)院文化教育委員會的領(lǐng)導(dǎo)下組織了“學術(shù)名詞統(tǒng)一工作委員會”,下設(shè)自然科學、社會科學、醫(yī)藥衛(wèi)生、藝術(shù)科學和時事名詞五大組。1956年國務(wù)院將學術(shù)名詞統(tǒng)一工作交給中國科學院,成立了“中國科學院自然科學名詞編訂室”(中間曾改為“中國科學院翻譯出版委員會名詞室”)。1978年,國務(wù)院批準由中國科學院主持,籌建全國自然科學名詞審定委員會,先后成立了6個分科委員會,召開了一系列名詞審定會和討論會。1985年 4月25日全國自然科學名詞審定委員會在北京正式成立,1996年12月更名為“全國科學技術(shù)名詞審定委員會”。委員會的工作范圍涉及廣義的自然科學領(lǐng)域,包括數(shù)學、物理學、化學、天文學、地球科學、生物科學、技術(shù)科學、農(nóng)業(yè)科學、醫(yī)學等。其任務(wù)是:確定工作方針,擬訂全國自然科學名詞統(tǒng)一的工作計劃、實施方案和步驟;負責審定自然科學各學科名詞術(shù)語的統(tǒng)一名稱,并予以公布施行。這一切都說明我國對術(shù)語的制定和規(guī)范化方面的重視。
2.規(guī)范的可行性
高中生物學科教材中存在的一些術(shù)語規(guī)范問題,與生物學科研究發(fā)展歷史短暫等有關(guān)。術(shù)語規(guī)范是學科發(fā)展的必然,我們應(yīng)該借新課改的契機,以教科書作為規(guī)范的樣板,使中學生物學的術(shù)語系統(tǒng)不斷完善和規(guī)范。對一些有歧義、定義不準確或形式相同而內(nèi)容不同的概念術(shù)語,可以在“全國科學技術(shù)名詞審定委員會”的指導(dǎo)下,由課程教材研究開發(fā)中心等權(quán)威機構(gòu)對內(nèi)容予以恰當?shù)慕缍ā⑦m度的審定,選擇能準確扼要地表達定義的、便于腹詞、不引起歧義的短語,依據(jù)“全面規(guī)劃,依靠專家,統(tǒng)一協(xié)調(diào),科學審定,正式”的方針,統(tǒng)一概念術(shù)語的使用,規(guī)范中學生物學的術(shù)語體系;或者選擇一個版本的教材,在其原有的概念體系的基礎(chǔ)上,進一步加以完善后推廣,其他各教材編寫機構(gòu)建立術(shù)語數(shù)據(jù)庫,統(tǒng)一規(guī)范引用,為學生提供學習與交流的方便。如“物質(zhì)的跨膜運輸”可定義為“自由擴散、異化擴散(又稱協(xié)助擴散)和主動轉(zhuǎn)運三種主要方式”;“光合作用”可分為光反應(yīng)和碳反應(yīng)兩個階段;“雜種”一詞則可在種內(nèi)統(tǒng)一改稱“雜合子”或“雜合體”,種間則稱“雜種”等。“裸概念”可根據(jù)其重要性適當調(diào)整其在教材中的有效呈現(xiàn)方式。這不僅有利于中學生物教學、減少對中學生造成的不必要困擾,同時也有利于生物科學的健康發(fā)展。
規(guī)范術(shù)語,是學科建設(shè)必不可少的重要環(huán)節(jié),其目的不是統(tǒng)一思想,而是為了統(tǒng)一表達。規(guī)范不僅是科學研究的必要條件,而且是學科成熟的標志,只有當一門學科的研究者(至少是一部分研究者)形成了共同的規(guī)范,該學科才從前科學時期進入科學時期。中學是基礎(chǔ)教育階段,能力的培養(yǎng)關(guān)系到學生的潛力發(fā)展,而扎實的基礎(chǔ)和濃厚的興趣是其前提。如果在入門階段就讓學生對中學生物學的基本概念無從把握,會嚴重影響學生的學習興趣和學習積極性。未來的國家競爭是人才的競爭,在生物技術(shù)飛速發(fā)展的21世紀,我們理應(yīng)吸引更多優(yōu)秀的人才投身于生物科學的研究,推動我國生物科學的蓬勃發(fā)展。因此,規(guī)范中學生物學術(shù)語系統(tǒng)迫切而意義深遠。
參考文獻
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4 生物必修1:分子與細胞.北京:人民教育出版社,2007:44
5 生物必修2:遺傳與進化.北京:人民教育出版社,2007:4、55、57
6 生物必修3:穩(wěn)態(tài)與環(huán)境.北京:人民教育出版社,2007:31、35、37
二、生物科學的新成就:
1、試管嬰兒;2、雜交水稻;3、克隆技術(shù);4、基因工程;中國已經(jīng)成為世界生物技術(shù)強國之一。
三、環(huán)境問題:
1、森林正在減少,亂砍濫伐。森林火災(zāi)的此起彼伏,大面積毀林。
2、工廠排放的廢水,海洋、河流、湖泊受到污染。
3、沙塵暴
初一上冊生物知識點第一單元 生物和生物圈
第一章認識生物
第一節(jié) 生物的特征
一、生物的特征
1、生物的生活需要營養(yǎng)。生物的一生需要不斷從外界獲得營養(yǎng)物質(zhì),維持生存。
2、生物能進行呼吸。絕大多數(shù)生物需要吸入氧氣,呼出二氧化碳。
3、生物能排出身體內(nèi)產(chǎn)生的廢物。
4、生物能對外界刺激作出反應(yīng)。
5、生物能生長和繁殖。
6、生物還具有其他特征。除病毒以外,生物都是由細胞構(gòu)成的。
二、判斷下列哪些是生物,哪些不是生物?
機器人 鐘乳石 珊瑚 珊瑚蟲 太陽 水 樹 人 動物
第二節(jié) 調(diào)查我們身邊的生物
一、調(diào)查的一般方法:
1、明確調(diào)查目的。2、選擇材料用具。3、方法步驟:
(1)選擇調(diào)查范圍。(2)分組。(3)設(shè)計調(diào)查路線。(4)調(diào)查記錄。(5)歸類整理分析。
二、生物的分類。
1、按形態(tài)結(jié)構(gòu)分:植物、動物、其他生物;2、按生活環(huán)境分:陸生生物和水生生物;3、按用途分:作物、家禽、家畜、寵物。
第二章 生物圈是所有生物的家
第一節(jié) 生物圈
一、生物圈的概念:生物圈是指地球上有生命活動的領(lǐng)域及其居住環(huán)境的整體,生物圈是地球上所有生物共同的一個家。
二、生物圈的范圍:大氣圈的底部、水圈的大部、巖石圈的表面。
三、生物圈為生物的生存提供了基本條件:營養(yǎng)物質(zhì)、陽光、空氣和水、適宜的溫度、一定的生存空間。
第二節(jié) 環(huán)境對生物的影響
一、影響生物生活的環(huán)境因素分兩類:1、光、溫度、水、空氣等非生物因素。2、生物因素。
二、非生物因素對生物的影響:所有生物的生活都會受到非生物因素的影響。當環(huán)境中一個或幾個因素發(fā)生急劇變化時,就會影響生物的生活,甚至導(dǎo)致生物死亡。
三、生物因素對生物的影響:生物因素是指影響某種生物生活的其他生物。自然界中的每一種生物都受到周圍很多其他生物的影響。生物與生物之間的關(guān)系有:捕食關(guān)系、競爭關(guān)系、合作關(guān)系等。
四、探究實驗的步驟:
1、提出問題2、作出假設(shè)3、制定計劃4、實施計劃5、得出結(jié)論6、表達和交流
五、探究光對鼠婦生活的影響的實驗方法是:對照實驗。
在研究一種條件對研究對象的影響時,所進行的除了這種條件不同以外,其他條件都相同的實驗叫做對照實驗。
第三節(jié) 生物對環(huán)境的適應(yīng)和影響
一、生物對環(huán)境的適應(yīng)。
每一種生物都具有與其生活環(huán)境相適應(yīng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活方式。生物的適應(yīng)性是普遍存在的。
二、生物對環(huán)境的影響。如:蚯蚓松土。沙地植物防風固沙等。
三、在自然環(huán)境中,各種因素(包括生物因素和非生物因素)影響著生物的生存,生物在生存和發(fā)展中不斷地適應(yīng)環(huán)境和影響環(huán)境。在生物與環(huán)境相互作用的漫長過程中,環(huán)境在不斷改變;生物也在不斷進化,適應(yīng)環(huán)境。生物和環(huán)境的相互作用造就了今天欣欣向榮的生物圈。
第四節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)
一、定義:在一定地域內(nèi),生物與環(huán)境所形成的統(tǒng)一的整體叫做生態(tài)系統(tǒng)。
二、生態(tài)系統(tǒng)的組成:
生產(chǎn)者(主要指綠色植物)
1、生物成分: 消費者(主要指動物) 2、非生物成分:陽光、空氣、水等。
分解者(主要指細菌和真菌等微生物)
構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的各種生物之間是相互影響,相互作用,相互依存的。
三、食物鏈的定義:通過一系列吃與被吃的關(guān)系,把生物與生物緊密地聯(lián)系起來,這種生物之間以食物營養(yǎng)關(guān)系彼此聯(lián)系起來的序列,稱為食物鏈。
四、食物網(wǎng)的定義:一個生態(tài)系統(tǒng)中,多條食物鏈交錯連接,構(gòu)成了食物網(wǎng)。
生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量就是沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動的,有毒物質(zhì)能夠沿食物鏈積累。
五、生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自動調(diào)節(jié)能力
生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力,使得生態(tài)系統(tǒng)中各種生物的數(shù)量和所占比例保持相對的穩(wěn)定,但是這種調(diào)節(jié)能力是有限度的,超過該限度,生態(tài)系統(tǒng)就會遭到破壞。
第五節(jié) 生物圈是最大的生態(tài)系統(tǒng)
一、多種多樣的生態(tài)系統(tǒng):1、森林生態(tài)系統(tǒng)2、草原生態(tài)系統(tǒng)3、海洋生態(tài)系統(tǒng)4、淡水生態(tài)系統(tǒng)5、濕地生態(tài)系統(tǒng)6、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)7、城市生態(tài)系統(tǒng)8、河流生態(tài)系統(tǒng)等。
二、生物圈是一個統(tǒng)一的整體
1、生物圈中的各種生態(tài)系統(tǒng),由于地域相隔,表面看來好像毫不相干,但實際上都存在著一定的聯(lián)系。
2、整個生物圈在結(jié)構(gòu)和功能上是一個整體,它是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)。
3、生物圈是所有生物共同的家園.保護生物圈,人人有責!
初一上冊生物知識點第二單元 生物和細胞
第一章 觀察細胞的結(jié)構(gòu)
第一節(jié) 練習使用顯微鏡
一、顯微鏡的構(gòu)造。
二、使用顯微鏡的方法步驟:1、取鏡和安放2、對光3、觀察
三、目鏡內(nèi)看到的物像是倒像。目鏡與物鏡放大倍數(shù)的乘積就是顯微鏡的放大倍數(shù)。倍數(shù)越大,看到的細胞越大,看到的細胞數(shù)量越少。
第二節(jié) 觀察植物細胞
一、玻片標本。
1、 種類:切片、涂片、裝片
2、 制作:需要載玻片和蓋玻片
二、植物細胞的結(jié)構(gòu)。
1、 模式圖。細胞主要由細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核構(gòu)成。細胞質(zhì)內(nèi)含有液泡、葉綠體
2、細胞壁的作用:起保護和支持細胞的作用。
3、西瓜甘甜可口主要是因為西瓜的細胞液中含有大量的糖分。
4、植物細胞的各種結(jié)構(gòu)分別具有各自的功能,它們協(xié)調(diào)配合,共同完成細胞的生命活動。
第三節(jié) 觀察動物細胞
一、人和動物的細胞形態(tài)不同,基本結(jié)構(gòu)是一樣的。
動物細胞模式圖。主要由細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核構(gòu)成。
二、植物細胞和動物細胞在結(jié)構(gòu)上的相同點和不同點:
相同點是:都有細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核等,是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。
不同點是:植物細胞有細胞壁,動物細胞沒有細胞壁;植物細胞有液泡,動物細胞沒有液泡;植物細胞有葉綠體,動物細胞沒有葉綠體。
第二章 細胞的生活
第一節(jié) 細胞的生活需要物質(zhì)和能量
一、細胞中含有兩類物質(zhì)。
1、 無機物:水和無機鹽 2、有機物:糖、脂類、蛋白質(zhì)、核酸
二、細胞膜控制物質(zhì)的進出。
細胞膜能夠讓有用的物質(zhì)進入細胞,把其他物質(zhì)擋在細胞外面,同時把細胞內(nèi)產(chǎn)生的廢物排到細胞外。
三、細胞質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)換器。
1、 葉綠體將光能轉(zhuǎn)化成化學能,儲存在它所制造的有機物中。
2、 細胞都含有線粒體,線粒體將有機物與氧結(jié)合,經(jīng)過復(fù)雜的過程,將有機物中的能量釋放出來,供細胞利用。
3、 葉綠體和線粒體都是細胞中的能理轉(zhuǎn)換器。
第二節(jié) 細胞核是遺傳信息庫
一、遺傳信息的定義:上一代能把控制生長發(fā)育的信息傳給下一代,這樣的信息就叫做遺傳信息。
二、遺傳信息儲存在細胞核中。由克隆羊的故事可以得出這個結(jié)論。
三、細胞核中儲存遺傳信息的物質(zhì)是——DNA
1、遺傳信息的載體是一種叫做DNA的有機物。DNA存在于細胞核中。
2、DNA的每個片段具有特定的遺傳信息。這些片段叫基因。
四、染色體是由DNA和蛋白質(zhì)兩種物質(zhì)組成。
1、每一種生物的細胞內(nèi),染色體的數(shù)量是一定的。如人體細胞內(nèi)含有23對染色體。水稻有12對。
2、細胞的控制中心是細胞核。
3、DNA上的遺傳信息是指導(dǎo)和控制細胞中物質(zhì)和能量變化的一系列指令,也是生物體建造自己生命大廈的藍圖。
第三節(jié) 細胞通過分裂產(chǎn)生新細胞
一、生物體由小長大,是與細胞的生長和分裂分不開的。
二、細胞的生長:新產(chǎn)生的細胞體積很小,通過不斷地從周圍環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì)。并且轉(zhuǎn)變成組成自身的物質(zhì),體積逐漸增大。
三、細胞的分裂:一個分成兩個,兩個分成四個。新細胞和原細胞所含有的遺傳物質(zhì)是一樣的。
第三章 細胞怎樣構(gòu)成生物體
第一節(jié) 動物體的結(jié)構(gòu)層次
一、細胞分化形成組織。
1、 在發(fā)育過程中,某些細胞各自具有了不同功能,它們在形態(tài)、結(jié)構(gòu)上也逐漸發(fā)生了變化,這個過程叫做細胞分化。
2、 組織的定義:細胞分化產(chǎn)生了不同的細胞群,每個細胞群都是由形態(tài)相似,結(jié)構(gòu)、功能相同的細胞聯(lián)合在一起形成的,這樣的細胞群叫做組織。
3、 人體的四種基本組織:
上皮組織:由上皮細胞構(gòu)成,具有保護、分泌等功能。
肌肉組織:由肌細胞構(gòu)成,具有收縮、舒張功能。
神經(jīng)組織:由神經(jīng)細胞構(gòu)成,能夠產(chǎn)生和傳導(dǎo)興奮。
結(jié)締組織:支持、連接、保護、營養(yǎng)等功能。
二、組織進一步形成器官。
1、 器官的定義:不同的組織按照一定的次序結(jié)合在一起構(gòu)成器官。例如:大腦、胃、心臟、肝、肺、腎、眼、耳等。
三、器官構(gòu)成系統(tǒng)和人體
1、 系統(tǒng)的定義:能夠共同完成一種或幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組合在一起構(gòu)成系統(tǒng)。
2、 人體的系統(tǒng):運動系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)。這系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合,使人體內(nèi)各種復(fù)雜的生命活動能夠正常進行。
第二節(jié) 植物體的結(jié)構(gòu)層次
一、植物體是由受精卵經(jīng)過細胞分裂、分化,形成組織、器官,最終形成植物體。
二、綠色開花植物的六大器官。
1、 六大器官:根、莖、葉、花、果實、種子
三、植物的幾種主要組織。
1、 分生組織:位于根尖的分生區(qū)就是分生組織。
2、 另外幾種:保護組織、營養(yǎng)組織、輸導(dǎo)組織。
第三節(jié) 只有一個細胞的生物體
一、單細胞生物:身體只有一個細胞的生物。大多數(shù)生活在水里,有些生活在我們身上。
二、單細胞生物的結(jié)構(gòu)和生活。
以草履蟲為例:如圖。草履蟲的結(jié)構(gòu)和生活。
三、單細胞生物與人類的關(guān)系。
有利的一面:1、多數(shù)浮游生物是魚類的天然餌料。
2、 草履蟲對污水凈化有一定作用。
有害的一面:1、人體內(nèi)寄生蟲危害人類健康。如:瘧原蟲、痢疾內(nèi)變形蟲等。
2、單細胞生物大量繁殖造成赤潮,危害漁業(yè)。
第四章 沒有細胞結(jié)構(gòu)的微小生物——病毒
一、病毒的種類。
1、根據(jù)它們寄生的細胞不同,可以將病毒分為三大類:
一類是專門寄生在人和動物細胞里的動物病毒,如流感病毒。
一類是專門寄生在植物細胞里的植物病毒,如煙草花葉病毒。
一類是專門寄生在細菌內(nèi)的細菌病毒,也叫噬菌體,如大腸桿菌噬菌體。
二、病毒的結(jié)構(gòu)和生活
1、病毒的結(jié)構(gòu)是由蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部的遺傳物質(zhì)組成的。沒有細胞結(jié)構(gòu)。
2、病毒只能寄生在活的細胞里。離開了活細胞會變成結(jié)晶體。一有機會侵入活細胞就會重新開始生命活動。
三、病毒與人類的關(guān)系
病毒靠寄生生活,給人類、飼養(yǎng)動物、栽培植物帶來了極大危害。
如:流行性感冒、肝炎、艾滋病、口蹄疫、雞瘟都是由病毒引起的。
疫苗預(yù)防疾病。疫苗是經(jīng)過人工處理的減毒病毒。
單元小結(jié)
1、 除病毒外,生物體都是由細胞構(gòu)成的。細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。
2、 細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核是絕大多數(shù)細胞共有的基本結(jié)構(gòu)。
北京教育學院“科學教育重點學科建設(shè)”工作以“理科各學科知識結(jié)構(gòu)與教學實踐研究”為學科建設(shè)方向,重點研究了理科各學科的概念體系及其教學實踐,本期《課程與教學》欄目選取他們的部分研究成果,供廣大教師借鑒和學習。
遺傳與變異是生物體的最本質(zhì)特征,也是生物進化的基礎(chǔ)。[1]因此,對于遺傳與變異的學習,在理解生命現(xiàn)象、提高生物科學素養(yǎng)方面起到了基礎(chǔ)性的作用。在小學階段,學生通過辨認常見生物、培養(yǎng)植物、飼養(yǎng)動物、討論克隆技術(shù)等活動,已經(jīng)對生物多樣性、生殖與發(fā)育等生物學問題有了直觀的了解,進而對遺傳與變異的概念也有了感性的認識。在此基礎(chǔ)之上,初中生物學新課標主要以遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)與傳遞表達方式為切入點,要求教師在教授遺傳與變異相關(guān)知識時,促使學生建立如下三個重要概念:
第一,生物能以不同的方式將遺傳信息傳遞給后代。一些進行無性生殖,后代的遺傳信息來自同一親本;一些進行有性生殖,后代的遺傳信息可來自不同的親本。
第二,DNA是主要的遺傳物質(zhì)。基因是包含遺傳信息的DN段,它們位于細胞的染色體上。
第三,遺傳性狀是由基因控制的,基因的遺傳信息是可以改變的。
筆者認為,這三個要求,涵蓋了經(jīng)典遺傳與分子遺傳的主要內(nèi)容,有利于學生建構(gòu)遺傳與變異的概念體系,從而為高中以至更長遠的學習活動打下堅實的基礎(chǔ)。教師應(yīng)該善于運用各種方法落實上述要求,促進重要概念的內(nèi)化,提高教學的有效性。
同時,我們應(yīng)該看到,課標對于遺傳與變異重要概念的要求,大體上是按照“從高到低”的順序排列的:首先談到的是遺傳信息的傳遞與表達方式,然后是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ),最后是遺傳信息的基本定義。為了便于理解,我們將按照相反的順序?qū)φn標要求進行逐一的解讀,找出其內(nèi)部聯(lián)系,為更好地落實重要概念教學提出可行性的建議。
一、關(guān)于“基因”的定義
新課標中明確要求教師幫助學生建立“遺傳性狀是由基因控制的”“基因是包含遺傳信息的DN段”等重要概念,這就要求教師明確“基因”的定義。但是,迄今為止,“基因”的準確定義尚存在爭議。特別是隨著分子生物學的發(fā)展,人們又發(fā)現(xiàn)了移動基因、斷裂基因、假基因、重復(fù)基因、重疊基因及一系列的調(diào)控序列,使基因的定義更加復(fù)雜化。無論是課標還是教材,初中教學當中已經(jīng)出現(xiàn)了“基因”一詞,這對教學而言是一種挑戰(zhàn)。很顯然,對于沒有接觸染色體精細結(jié)構(gòu)、尚未學習中心法則的初中學生而言,還不能準確地從物質(zhì)基礎(chǔ)這個層面了解基因的性質(zhì)與功能,從而不能理解遺傳與變異的特征與目的。
筆者建議,對于遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ),在初中階段應(yīng)予以淡化。顯然,上述關(guān)于基因的復(fù)雜的定義,屬于生物學事實的范疇。初中階段的重點應(yīng)該是從概念層面解釋“基因”的本質(zhì)。其實,從分離與自由組合定律(孟德爾)到連鎖與交換定律(摩爾根),人們已經(jīng)明確了兩個問題:其一,生物體內(nèi)存在著控制各個性狀的、按照一定規(guī)律進行相互作用的遺傳因子;其二,這些遺傳因子在體內(nèi)呈有規(guī)律的線性排列。雖然一直到摩爾根創(chuàng)立遺傳染色體學說時,人們?nèi)匀徊荒軓姆肿铀缴辖沂净虻慕Y(jié)構(gòu)與功能,但是對于上述兩個問題的認識,足以從邏輯層面給出“基因”的定義:存在于細胞特定位置上的、按照某種數(shù)學規(guī)律進行相互作用從而控制性狀的“基本因子”。這個關(guān)于“基因”的定義,可以作為一般概念呈現(xiàn)給初中學生;進而通過基因與性狀關(guān)系的例子,就能夠總結(jié)出“遺傳性狀是由基因控制的”這一重要概念。對于初中生物學教學來說,這是最重要的。因為,這種概念化的、抽象的知識,能夠鍛煉學生透過現(xiàn)象探究事物本質(zhì)的思維能力,有利于學生抽象思維的發(fā)展,從而有利于學生創(chuàng)新能力的提高。
我們不難發(fā)現(xiàn),上述關(guān)于“基因”的定義,對于科學教育也是有重要意義的。很大程度上是因為它描述了所有科學門類的共同特征:基本因素的界定、分類和相互作用分析。如經(jīng)典物理中的“質(zhì)點”、化學中的“分子”、普通生物學中的“細胞”等等,都是各個學科中的“基本因素”。只有準確定義了“基本因素”,才能在此基礎(chǔ)之上進行演繹、歸納,使本學科具有了數(shù)理傳統(tǒng)。反之,若未準確定義“基本因素”,則難于進行邏輯層面的分析,整個學科偏向于博物學傳統(tǒng)。兩種傳統(tǒng)不僅影響了各個學科的特質(zhì),還影響了學生對于不同學科學習與復(fù)習的策略。從初中到高中,“遺傳與變異”內(nèi)容有了“基因”的定義,使得本段教學內(nèi)容更加凸顯理科特征,這是教師在教學中要注意的。
二、關(guān)于遺傳信息的傳遞與表達
從新課標的要求來看,遺傳信息的傳遞與表達是“遺傳與變異”教學的重點,從分子基礎(chǔ)(遺傳信息的調(diào)控與改變)到細胞行為(無性生殖和有性生殖)都作了要求,這就要求教師在備課時關(guān)注以下三個方面的問題。
1.遺傳信息流動
遺傳現(xiàn)象大體上可以分為細胞核遺傳和細胞質(zhì)遺傳,且目前可認為前者是“主流”,而后者是“支流”。顯然,“支流”不會是中學教學的重點。但是,應(yīng)該在講解基因的細胞定位和遺傳信息的流動時,適當提及細胞質(zhì)遺傳的概念以及對生物體性狀的影響,使學生能夠全面地了解遺傳信息流動的過程,知道除細胞核外,細胞質(zhì)對性狀也有一定的控制作用,從而在概念層面理解細胞質(zhì)功能的復(fù)雜性。另一方面,“主流”和“支流”的共性,是遺傳信息的傳遞和表達,在本質(zhì)上,都體現(xiàn)了“生物能以不同的方式將遺傳信息傳遞給后代”這一重要概念。教師可以先列舉常見的遺傳現(xiàn)象(即生物學事實),如“種瓜得瓜,種豆得豆”等,幫助學生建構(gòu)重要概念,以便于學生順利地遷移應(yīng)用和學習。
2.人類性別基因
在初學遺傳與變異時,初中學生往往不能準確把握基因與性狀的關(guān)系,不能準確把握基因、DNA與染色體的位置關(guān)系,從而認識不到人類的性別決定機制。學生能夠通過各種渠道了解人類X和Y染色體,進而簡單地認為性別不同的根本原因是X和Y染色體的形態(tài)不同。對于這個問題,除要適當?shù)亟榻B遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)外,還應(yīng)該為學生建立這樣一個認識:人類的性別,其實就是一種特殊的“相對性狀”。例如,在人教版教材中就提到“近年來,科學家發(fā)現(xiàn)Y染色體上還有3個基因,決定的產(chǎn)生和成熟。最近,科學家又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了X染色體上與女性性別有關(guān)的基因”。在此處,教師就應(yīng)該提示學生:基因與性狀的關(guān)系,同樣可以用來解釋人類的性別決定。只不過性別決定的過程是多個基因控制著多個性狀,從而塑造了不同性別。如果課時允許,教師還可以就此介紹一些由于染色體變異而導(dǎo)致的性別異常的現(xiàn)象,讓學生認識到,從某種意義上講,性別并不是嚴格區(qū)分為“雌”“雄”兩種形式,而是存在“過渡”狀態(tài)的。這對學生從系統(tǒng)的角度認識生物的復(fù)雜性,進而認識生物本質(zhì)是有很大幫助的。
“人類性別基因”一節(jié)是初中生物學教學的重點和難點。而從內(nèi)容上看,本節(jié)內(nèi)容是課標所述三個重要概念的應(yīng)用,即從人類性別決定的角度闡明了遺傳的本質(zhì)。因此,教師必須在講授本節(jié)課之前,就完成三個重要概念的建構(gòu),從而指導(dǎo)學生把握遺傳本質(zhì),進行下位學習。
三、關(guān)于“變異”的概念教學
“變異”作為初中生物學教學的難點,有兩個問題是要深入思考的。
1.可遺傳變異和不可遺傳變異
初中課標要求學生知道變異主要分為兩類:可遺傳的變異和不可遺傳的變異。可遺傳的變異是由遺傳物質(zhì)的變化引起的變異;不可遺傳的變異是由環(huán)境引起的,遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化。顯然,某一變異是否可遺傳,關(guān)鍵是看遺傳物質(zhì)是否發(fā)生變化,而不是影響生物體的因素。由于學生初次學習基因與環(huán)境的關(guān)系,故需要用恰當?shù)膶嵗齺韼椭鷮W生建構(gòu)可遺傳變異和不可遺傳變異的概念。如同樣是“無籽”農(nóng)作物,“無籽西瓜”的“無籽”性狀就是可遺傳的,而“無籽番茄”的“無籽”性狀是不可遺傳的。通過這樣的實例,學生就會認識到,一種變異是否可遺傳,取決于遺傳物質(zhì)是否發(fā)生了改變,從而緊扣重要概念的教學。
2.可遺傳變異的來源
可遺傳變異的來源主要有3個:基因重組、基因突變和染色體變異。要認識可遺傳變異的來源,必須對遺傳信息的細胞定位及流動方式有比較清晰的認識,故對于初中學生而言,是一個難于理解的知識點,教師可用一系列實例加以說明。例如,農(nóng)牧業(yè)中傳統(tǒng)的育種技術(shù),實質(zhì)上就是基因(染色體)重組;無籽西瓜、八倍體小麥屬于染色體變異(數(shù)目的變異);而鐮刀型貧血癥(在各版初中生物學教材中均有介紹)則屬于基因突變。通過一系列的實例介紹,學生能夠形成這樣一個概念:突變的來源是多方面的,基因與性狀之間的關(guān)系是復(fù)雜的。這與前面關(guān)于“表遺傳學”的概念不謀而合,說明基因本身及其轉(zhuǎn)錄、表達調(diào)控,共同影響了性狀的產(chǎn)生。通過展示這些生物學事實,學生就更加清楚“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”“基因是包含遺傳信息的DN段,它們位于細胞的染色體上”以及“遺傳性狀是由基因控制的,基因的遺傳信息是可以改變的”等重要概念,從而更加深入地理解遺傳與變異對于生物進化的重要意義。
重要概念是基于學科事實的、對學生總體把握知識體系、進行后續(xù)學習的思維框架,對于學生理解學科本質(zhì)、提高學科素養(yǎng)具有重要作用。[2]新課標明確指出:“生物科學素養(yǎng)是指參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力,包括理解科學、技術(shù)與社會的相互關(guān)系,理解科學的本質(zhì)以及形成科學的態(tài)度和價值觀。”可見,所謂生物學的“重要概念”,就是基于生物學科具體知識的、代表本學科基本觀念與思想的知識。只有從重要概念的高度審視生物學科教學,才能清楚什么是對學生終身發(fā)展和終身學習有用的知識,才不會使自己的教學拘泥于一個個具體的生物學科事實中,才能擺脫死記硬背的學習方式,進而對生物學科本質(zhì)問題進行思考,凸顯生物學科的理科特質(zhì)。
參考文獻
《普通高中生物學課程標準》強調(diào)在教學中要建立“新型的師生關(guān)系”,“要以學生為主體,教師為主導(dǎo)”,“教師要放棄師道尊嚴和學生成為朋友,在和諧、溫馨的氛圍中給學生傳授知識”。這些新的教學思想對廣大高中生物教師來說是一個全新的挑戰(zhàn)。筆者現(xiàn)將對新課程課堂教學中出現(xiàn)的問題和應(yīng)對策略進行相關(guān)探究。
一、存在的問題
1.忽視教學目的
教學目的是相當重要的,它是高中生物新課程課堂教學的綱領(lǐng),就像一根線統(tǒng)領(lǐng)著整堂課的教學,決定著課堂效果的好壞。但一些生物教師往往把教學目的看作是可有可無的擺設(shè),不假思索地在教案本上隨便寫上幾句,根本不考慮它是否能起到具體的作用,更有甚者,有的教師在撰寫教案時,干脆不寫目的。上課時,也是把教學目的放到一旁,完全按照自己的思路隨心所欲,想到哪兒,教到哪兒。例如,一位生物教師在給學生講授“細胞分化”時,他定了兩個教學目的:(1)掌握細胞分化的內(nèi)涵;(2)理解細胞全能性的定義。上課時,他首先給學生展示了教學目的,之后讓學生看書并集體討論,最后得出細胞分化和細胞全能性的概念。整節(jié)課從表面上看似乎體現(xiàn)了以學生為主體的新課改理念,但其實教師既沒有對概念的理解列舉任何實例,也沒有對教材內(nèi)容作任何延伸,更沒有提出任何幫助學生理解概念的問題。由此可見,這位教師在設(shè)計教學目的時,沒有慎重考慮,只是認為學生能理解細胞分化和細胞全能性的定義就行,根本沒有深入思考應(yīng)該通過什么樣的方式讓學生更好地理解這兩個概念,在教學時,忽視了教學目的的存在,隨便安排學生看書得出定義,這種方式是根本不需思考就能想出的老套教學方法,完全不符合新課程教學理念。
2.本末倒置
面對新課程教學,一些高中生物教師仍然是“以不變應(yīng)萬變”,用老套的教學方式應(yīng)付學生,和新課改理念相違背。表現(xiàn)得尤為突出的是仍然沿用以前那種“本末倒置”的教學方法。所謂“本末倒置”就是指某些生物教師在講解生物學概念時,往往是先詮釋,后舉例,這是一種主次不分的講授方法。例如,有的教師在講解“原生質(zhì)”概念時,首先就用生物學中的一些專業(yè)術(shù)語對其進行講解,然后再舉例說明;講“細胞分化”定義時,也是先概念,后舉例說明;講“應(yīng)激性”定義時,仍然是先抽象地說明其概念,然后再分析具體動植物的“應(yīng)激性”。這種“本末倒置”的教學方式歸納起來就是一種“先概念、后實例”的傳統(tǒng)講解方法,這種方式表面上看起來很好,其實不利于學生理解,因為生物學概念都是很抽象、難以把握的,而且在概念中還有很多生物學的專業(yè)術(shù)語,更是不好掌握,因此,在詮釋生物學的基本概念時,不能采用這種主次不分的方法,它會把簡單問題復(fù)雜化,導(dǎo)致教師很難做到“深入淺出”。
二、應(yīng)對策略
1.教學觀念進步化
在高中生物新課程課堂教學中,之所以會存在“本末倒置”的現(xiàn)象,是因為一些教師的教學觀念陳舊,仍然按照以前的傳統(tǒng)方法給學生傳授知識。教材變了,教學理念也變了,學生的思想也變了,還用以前的老方法去教授學生知識,怎么能適應(yīng)教學的發(fā)展趨勢呢?因此,作為一名新時代的高中生物教師,面對新課程改革,一定要更新教學觀念,讓自己的教學思想能走在時代的前列。俗話說得好:“活到老,學到老。”生物教師要廣泛涉獵生物知識,多了解生物研究界中出現(xiàn)的一些新發(fā)現(xiàn)和新觀點,更新自己的思想,并及時在課堂上向?qū)W生傳達。另外,要多和學生接觸,了解學生的思想狀況,再對自己的教學觀念進行適當調(diào)整,這樣就能做到“知己知彼,百戰(zhàn)不殆”。當前有些生物教師思想陳舊,平時不看書、不看報,上完課之后就無所事事,不去了解生物界的最新動態(tài),也不去了解學生的心理狀況,盲目地根據(jù)自己的片面經(jīng)驗教學,機械地照本宣科,對學生的生物學習造成了嚴重影響。
2.教學目的具體化
高中生物新課程教學要求廣大生物教師重視教學目的的設(shè)計,教學目的既要體現(xiàn)新課程大綱的要求,又要符合學生的實際情況,更要具體詳細、具有實踐操作性。為了達到這個目標,教師在確定教學目標時,可從知識、能力、情感三個不同的角度進行設(shè)計,而且要盡可能細致。這是因為新教學大綱提倡不但要教會學生知識,更重要的是在教學過程中提高學生的能力和培養(yǎng)其良好的品德,該要求讓生物教學目的變得尤為重要,換句話說,在新課程教學中沒有詳細的施教目的,隨心所欲地談天說地,是會被新課改的潮流所淘汰的。針對上文“細胞分化”一節(jié)的教學,筆者認為教學目的可從知識、能力、情感三個不同的角度進行設(shè)計:知識目標:(1)通過舉例讓學生了解細胞分化的定義及原因;(2)讓學生明白什么叫做“細胞的全能性”;(3)引導(dǎo)學生了解植物組織培養(yǎng)的過程;(4)舉例讓學生明白什么是“萬用細胞”。能力目標:讓學生能夠敘述“植物組織培養(yǎng)的過程”和“克隆綿羊多利的培植過程”。情感目標:通過本節(jié)課的教學,讓學生感受科學的重要性,做任何事情都要用科學的態(tài)度去對待,不要盲目地采取措施。目標定好之后,教師要根據(jù)學生的具體情況確定好教學方法,上課時,嚴格按照既定的教學目的和教學方法去實施,千萬不可脫離它們?nèi)プ杂砂l(fā)揮。
高中生物教師,在新課改教學中如能做到上述兩點,定能取得良好的教學效果。
1、微生物的定義是:個體難以用肉眼觀察的一切微小生物,微生物的定義就是微小生物,所以微生物當然是生物。
2、微生物個體微小,與人類關(guān)系密切。涵蓋了有益跟有害的眾多種類,廣泛涉及食品、醫(yī)藥、工農(nóng)業(yè)、環(huán)保、體育等諸多領(lǐng)域。
3、有些微生物是肉眼可以看見的,像屬于真菌的蘑菇、靈芝、香菇等。還有微生物是一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的“非細胞生物”,但是它的生存必須依賴于活細胞。
(來源:文章屋網(wǎng) )
中圖分類號:H083;N04 文獻標識碼:A 文章編號:1673-8578(2011)01-0014-05
Cluster Research on Term Definition
ZHANG Rong
Abstract: Domain clustering of term definition is a relatively new research topic. In this research, we took bottomup hierarchical clustering method for semantic similarity calculation based on HowNet, and selected clusterspecific characteristics based on words with different contribution to clustering and stopused words constructing domain cluster. Our results realized the domain cluster of term definition, and achieved a desired experimental result.
Keywords: term, term definition, semantic similarity, domain clustering
一 前言
新事物、新概念的出現(xiàn)帶來了大量的術(shù)語及術(shù)語定義。對術(shù)語定義進行分類加工,按領(lǐng)域劃分為不同的類別,有利于領(lǐng)域?qū)W科專家建立領(lǐng)域術(shù)語數(shù)據(jù)庫,以及系統(tǒng)地研究領(lǐng)域術(shù)語之間的概念層次關(guān)系、語義關(guān)系,提高術(shù)語檢索的準確率與知識的系統(tǒng)化加工的效率。
由于術(shù)語在領(lǐng)域之間的相互借用,使得有些術(shù)語可以在多個應(yīng)用領(lǐng)域被使用,這些術(shù)語在不同的領(lǐng)域具有不同的義項。以“病毒”這一術(shù)語為例,“病毒”可以是生物領(lǐng)域的“病毒”,也可以是計算機領(lǐng)域的“病毒”,而兩個領(lǐng)域的“病毒”顯然是不同的義項,當有若干條“病毒”定義時,如何從中鑒別出哪些是生物領(lǐng)域的病毒定義,哪些是計算機領(lǐng)域的病毒定義,需要人工的參與。我們以幾組同名術(shù)語定義為例來闡述術(shù)語定義領(lǐng)域聚類的必要性。例如:
1.病毒
病毒是一種可以在其他生物體間傳播并感染生物體的微小生物,一般包含核酸以及外殼蛋白,有些動物的病毒的外面也偶爾覆蓋一層細胞膜。
計算機病毒是指編制或者在計算機程序中插入的破壞計算機功能或者毀壞數(shù)據(jù),影響計算機使用,并能自我復(fù)制的一組計算機指令或者程序。
2.防火墻
防火墻:用于將因特網(wǎng)的子網(wǎng)與因特網(wǎng)的其余部分相離,以達到網(wǎng)絡(luò)和信息安全效果的軟件或硬體設(shè)施。
防火墻:兩所房子之間或者一所房屋的兩個部分之間的厚而高的墻,可以防止火災(zāi)蔓延。
3.蠕蟲
蠕蟲是指一種可以不斷復(fù)制自己并在網(wǎng)絡(luò)中傳播的程序。
蠕蟲是無脊椎動物的一大類,構(gòu)造比腔腸動物復(fù)雜,身體長行,左右對稱,質(zhì)柔軟,沒有骨骼,沒有腳。
4.樹
樹是指生成語法采用的一種二維圖形表示,能方便地顯示由一組規(guī)則生成句子的內(nèi)部層級結(jié)構(gòu)。
樹是木本植物的統(tǒng)稱。
例1中的“病毒”分別是生物領(lǐng)域的術(shù)語和計算機領(lǐng)域的術(shù)語;例2中的“防火墻”分別是計算機領(lǐng)域的術(shù)語和建筑領(lǐng)域的術(shù)語;例3中的“蠕蟲”是屬于計算機領(lǐng)域的術(shù)語和生物領(lǐng)域的術(shù)語;例4中的“樹”分別是計算機領(lǐng)域的術(shù)語和通用領(lǐng)域的詞語。
在領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建和用戶的使用過程中,有必要將這些定義區(qū)分開來。通過聚類將計算機科學術(shù)語聚合在一起,將生物學術(shù)語聚合在一起。但是當待處理的數(shù)據(jù)足夠龐大時,人工將這些術(shù)語定義進行領(lǐng)域分類,將耗費大量的人力、物力,因此本文提出了計算機自動處理的術(shù)語定義的領(lǐng)域聚類方法。
二 術(shù)語定義聚類的流程
聚類是知識發(fā)現(xiàn)的重要方法,通過聚類,能夠發(fā)現(xiàn)事物的內(nèi)部規(guī)律和特征。聚類沒有事先預(yù)定的類別,類別數(shù)在聚類過程中自動生成,無需人工標注和預(yù)先訓(xùn)練分類器。聚類作為一種無監(jiān)督的機器學習方法,具有較高的靈活性和自動化處理能力[1]。本文聚類的具體過程如下圖所示:
三 特征項選取
術(shù)語定義集,由漢語詞法分析器ICTCLAS進行分詞和詞性標注,進入特征項選取階段。術(shù)語定義聚類的過程是將相似的一組定義歸為一類,如何將術(shù)語定義的文本內(nèi)容轉(zhuǎn)換成計算機可處理的形式,從而用于計算定義之間的相似度是整個聚類過程的關(guān)鍵。
本文通過將術(shù)語定義用詞與普通文本用詞對比發(fā)現(xiàn),術(shù)語定義中的名詞與普通文本中的名詞具有很大的差別。在領(lǐng)域的判別過程中,定義句子中的名詞起到的支持作用最大。考察其他詞性的詞語在兩種文體上用詞的區(qū)別,發(fā)現(xiàn)術(shù)語定義中的動詞與普通文本中的動詞的差別相對較小一些,但依然具有領(lǐng)域的區(qū)分度,應(yīng)該作為聚類的特征,這些詞性對術(shù)語定義的領(lǐng)域所屬類別的判定,也起到了一定的貢獻作用。形容詞、副詞對領(lǐng)域聚類的貢獻度不大,不作為聚類的特征。
1.名詞的領(lǐng)域區(qū)分度
術(shù)語定義的領(lǐng)域分類,也就是將被定義的術(shù)語做一個領(lǐng)域分類,被定義項屬于什么領(lǐng)域,那么該術(shù)語定義就屬于什么領(lǐng)域。術(shù)語在詞性上大都是名詞或者名詞短語。定義句子中的名詞對區(qū)分被定義項屬于哪個領(lǐng)域具有最大的支持度。比如:
“卵磷脂是血管的清道夫:能將附著在血管壁上的膽固醇,中性脂肪乳化成微粒子,溶于血液中并運回肝臟而被代謝,從而改善血清脂質(zhì),清除過氧化物,使血液中膽固醇及中性脂肪含量降低,防止由膽固醇引起的血管內(nèi)膜損傷。”
“膽固醇是體內(nèi)最豐富的固醇類化合物,它既作為細胞生物膜的構(gòu)成成分,又是類固醇類激素、膽汁酸及維生素d的前體物質(zhì)。”
“核酸是細胞內(nèi)的生物大分子,是細胞的核心物質(zhì),由脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)組成。”
上面三個定義中的“血管”“肝臟”“細胞”“生物”“分子”“維生素”等詞對領(lǐng)域聚類起到了絕對的支持作用。
2.動詞的領(lǐng)域區(qū)分度:
“語音信號處理是指語音信號輸入計算機后對其進行分析處理的過程,語音通過話筒轉(zhuǎn)換成電信號,再經(jīng)放大或轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號,用模式分類方法分析和識別這些信號。”
“二值化是指把一組數(shù)據(jù)按一定的規(guī)則映射為0或1的過程。”
“漢字信息處理是指用計算機對漢字表示的信息進行操作和加工,如漢字的輸入、存儲、識別、生成和輸出等。”
上面三個句子中的動詞“輸入”“分析”“處理”“轉(zhuǎn)化”“識別”“映射”“操作”“加工”“存儲”“生成”“輸出”對領(lǐng)域類型判別,起到了支持作用。
連詞、介詞和虛詞對領(lǐng)域聚類幾乎不起任何的作用,因此也可以認定,這些詞性的詞不具有領(lǐng)域區(qū)分度。
另外,還有一些詞語不具有領(lǐng)域區(qū)分度,比如“所謂”“也就是”等等,這些作為停用詞存在。
由于本文的目的是將術(shù)語定義按照領(lǐng)域聚類,所以特征項的選取,與普通文本聚類有所區(qū)別。我們通過停用詞過濾以及定義用詞的詞性過濾將對領(lǐng)域聚類貢獻極小的詞語過濾掉,不參與到聚類的計算。
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四 定義相似度的計算
術(shù)語定義領(lǐng)域聚類的本質(zhì)就是通過計算術(shù)語定義之間的句子相似度,將句子相似度高的術(shù)語定義劃分為一類,將相似度低的句子劃分到不同的類。相似度是一個很復(fù)雜的概念,不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ο嗨贫扔胁煌慕缍āO嗨贫扔嬎愕某S梅椒ㄓ谢谙蛄靠臻g模型的TF/IDF方法以及基于語義的方法。向量空間模型的方法把文本看成為詞的線性序列,不考慮詞語之間的相互關(guān)系,不對語句進行語法結(jié)構(gòu)分析,只考慮了利用句子的表層信息;而基于語義的方法則是對文本進行語義分析,屬于深層結(jié)構(gòu)分析法[2]。
本文的聚類方法是基于語義相似度,在計算相似度的過程中,將句子作為一個詞語的集合進行處理。這樣句子的相似度計算就轉(zhuǎn)化為集合之間的相似度計算。本文采用劉群的集合相似度的計算方法[3]來計算句子的相似度:
輸入:待聚類的定義集合(n個定義)
1) 初始化成n類使每個類包含一個定義;
2) 計算所有n個類兩兩之間的相似度;
3) 找出相似度最大的兩個類合并成一個類,n=n-1;
4) 重復(fù)步驟2、3直到最大的相似度小于設(shè)定的閾值或最后只有一類時停止。
六 聚類結(jié)果分析
術(shù)語定義的聚類實驗結(jié)果使用準確率來進行評價,用公式表示如下:
P=聚類正確的定義數(shù)目要聚類的定義總數(shù)×100%(公式4-5)
本文從中國標準化研究院提供的術(shù)語數(shù)據(jù)庫語料中隨機抽取1000條術(shù)語定義來做實驗,聚類結(jié)果被分為19類,其中被正確分類的術(shù)語定義778條。實驗的聚類正確率為77.8%。
本文選用知網(wǎng)作為術(shù)語定義領(lǐng)域聚類的知識庫是因為知網(wǎng)里具有大量區(qū)分不同領(lǐng)域的義原。例如:commercial|商、medical|醫(yī)、computer|電腦、education|教育、weather|天象、politics|政、information|信息、agricultural|農(nóng)、industrial|工、AnimalHuman|動物、animate|生物、chemical|化學物、material|材料、vehicle|交通工具、MusicTool|樂器、machine|機器、music|音樂、sport|體育、law|律法等。這些義原對定義的領(lǐng)域區(qū)分與判別起到了很大的支持作用。
實驗中我們也發(fā)現(xiàn)使用知網(wǎng)進行領(lǐng)域聚類的局限性。由于知網(wǎng)使用的義原的個數(shù)為2200個,但是它所涵蓋的詞語達65 000條,概念達80 000多。義原的個數(shù)遠遠小于詞語和概念的個數(shù),這樣就出現(xiàn)多個概念之間共用同一個義原的情況,影響了領(lǐng)域聚類的準確度。
我們以“phenomena|現(xiàn)象”這個義原為例進行分析,包含該義原的詞語有:、雹災(zāi)、飽嗝兒、暴洪、悲歡離合、弊病、表面現(xiàn)象、兵荒馬亂、病蟲害、波譜、擦網(wǎng)球、差錯、車流、春寒等。顯而易見,在聚類的過程中,這些詞語由于共用一個“phenomena|現(xiàn)象”義原,而且該義原在大多數(shù)情況下屬于第一基本義原,被賦予了一個較高的權(quán)重,通過詞語的相似度計算,這些詞語之間容易獲得較大的相似度。由于句子的相似度是建立在詞語相似度基礎(chǔ)之上,進而又影響到句子的相似度計算,影響了聚類的結(jié)果。
同時知網(wǎng)中部分詞語的義原描述不夠詳盡,無法提供對領(lǐng)域聚類的足夠支持。例如,颶風只有一個義原描述“wind|風”;泥石流同樣只有一個義原描述“stone|土石”。這兩個詞語屬于自然現(xiàn)象,但知網(wǎng)的知識庫卻不能提供領(lǐng)域聚類的支持。
詞條的完備性也會產(chǎn)生一定的影響,由于術(shù)語定義中包含的術(shù)語較多,有些詞語未被知識庫所收錄,中文是一個開放集合,知網(wǎng)也并不能涵蓋所有詞語。可見一個知識庫的構(gòu)建是項非常艱巨的工作,同時它的構(gòu)建總會受一些主觀因素的影響。因此,借助知識庫進行自然語言處理的相關(guān)工作既有可操作性又有其局限性。
七 結(jié)束語
術(shù)語定義的領(lǐng)域聚類的研究相對來說是一個新課題。定義的自動聚類有助于系統(tǒng)化地研究某個特定領(lǐng)域的術(shù)語以及術(shù)語定義的詞匯、句法,以及語義的內(nèi)在固有規(guī)律。對領(lǐng)域術(shù)語庫的建設(shè)、領(lǐng)域知識的提取與研究具有一定的理論意義和應(yīng)用價值。將同屬于一個領(lǐng)域類別的術(shù)語定義劃分到一類,不僅可以自動區(qū)分開不同領(lǐng)域的同名術(shù)語,而且可以集中得到一批同領(lǐng)域的術(shù)語定義,對特定領(lǐng)域的術(shù)語研究提供了方便。術(shù)語定義聚類與通常的文本聚類、句子聚類不同,本文通過考察不同詞類對于領(lǐng)域區(qū)分程度的差異,作為聚類領(lǐng)域特征的選取準則,將不具有領(lǐng)域區(qū)分程度的詞類排除在聚類計算過程之外,通過自底而上的層級聚類的方法,有效地解決了術(shù)語定義的領(lǐng)域聚類問題。
參 考 文 獻
[1]趙世奇,劉挺,李生.一種基于主題的文本聚類方法[J].中文信息學報,2007(2):58-61.
[2]趙妍妍,秦兵.基于多特征融合的句子相似度計算[G]. 全國第八屆計算語言學聯(lián)合學術(shù)會議(JSCL-2005).2005:168-174.
[3]劉群,李素建.基于知網(wǎng)的詞匯語義相似度計算[J].Computational Linguistics and Chinese Language Processing,2002,7(2):59-76.
[4][EB/OL]省略.
教師在課前首先提問上節(jié)課的知識,“動物細胞融合的過程是什么?動物細胞融合過程中融合劑是什么?動物細胞融合的優(yōu)點是什么?”學生回答后,教師總結(jié),動物細胞融合技術(shù)最重要的應(yīng)用就是制備單克隆抗體,從而引出本節(jié)課的教學內(nèi)容――單克隆抗體的制備。
二、講授新課
1.分析題目
教師首先引導(dǎo)學生分析題目,找到熟悉的詞語,如“抗體”“克隆”,引導(dǎo)學生回憶關(guān)于抗體的知識,主要有三方面:(1)抗體的定義;(2)產(chǎn)生抗體的細胞;(3)抗體的作用。在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學生學習“單克隆”的含義,進而總結(jié)出單克隆抗體的定義,接著引導(dǎo)學生找出定義中的關(guān)鍵詞,加深對定義的理解。
一、引言
自然界中,生物的免疫系統(tǒng)成功地保護了生物自身免受外來病原體的侵害,入侵檢測是計算機安全研究中的一個新領(lǐng)域,目前已有許多網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測系統(tǒng)被開發(fā)出來,免疫原理在入侵檢測領(lǐng)域的應(yīng)用是一個剛剛興起的研究,它的目的是使檢測系統(tǒng)具有分布性、多樣性、自適應(yīng)性、自動應(yīng)答和自我修復(fù)的特點,具有檢測異常現(xiàn)象、利用不完備信息進行檢測的能力。
二、人類免疫系統(tǒng)的原理
人類肌體總是處于大量微小有機體例如細菌、寄生蟲、病毒、真菌或由這些組成的病菌的不斷的入侵中,這些病菌往往就是很多疾病的來源。人類的免疫系統(tǒng)就是用來防御這些入侵的系統(tǒng),由具有免疫功能的器官、組織、細胞、免疫效應(yīng)分子與有關(guān)基因組成。而其中很重要的一部分就是淋巴細胞,淋巴細胞主要有T細胞和B細胞兩類。T細胞在面對外來入侵的時候,擔任協(xié)調(diào)免疫系統(tǒng)各部分功能的作用。而B細胞通過其表面的抗體和抗原結(jié)合,來消滅抗原。抗體的主要工作就是區(qū)分本體細胞和異體細胞。其中本體細胞指的是正常的人體細胞;異體細胞是指有害的異質(zhì)細胞,也稱抗原。每個B淋巴細胞可以產(chǎn)生一種抗體,并通過綁定機制識別一定數(shù)量結(jié)構(gòu)相似的抗原細胞。免疫系統(tǒng)面對各種不同的外界入侵抗原,各種B細胞產(chǎn)生了數(shù)百萬種不同種類的抗體,利用抗體上有特定的物質(zhì)和它的特殊功能,可以結(jié)合、粘附或消除入侵的抗原,增強其它吞噬細胞吞噬病原體的功能,以維持免疫平衡。同時免疫系統(tǒng)具有記憶能力,對曾經(jīng)入侵過的抗原,能夠比新入侵抗原更迅速的識別。
三、人工免疫原理在IDS上的應(yīng)用
合格的入侵檢測系統(tǒng)(IDS)要具有準確性、完整性、可擴展性、可適應(yīng)性和自身的健壯性等特點。這就要求它達到以下的設(shè)計目標:(1)完備的;(2)分布式的;(3)自組織的和精簡的。
生物免疫系統(tǒng)與IDS有著功能上的相似之處。免疫系統(tǒng)的分布性、多樣性、自成體系、完備性和精簡性使它精確有效地保護著生物個體。如何模擬基因庫更新、陰性選擇、克隆選擇等抗體生成過程建立入侵檢測器是建立基于人工免疫原理的入侵檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵。
1.模擬基因庫
人體免疫系統(tǒng)有著多層保護機制,包括: 皮膚、生理條件、先天免疫和適應(yīng)免疫。適應(yīng)免疫主要是由B細胞和T細胞來完成的免疫反應(yīng)。B細胞和T細胞分別在骨髓和胸腺中產(chǎn)生。在骨髓和胸腺中有專門用于生成B細胞和T細胞的基因庫,基因庫中包含了用于構(gòu)成這兩種細胞的基因片段。通過對基因庫中的基因片段進行重組、突變等操作來產(chǎn)生新的不同的細胞,這就使它們能夠識別各種病毒。人體免疫系統(tǒng)利用基因庫來產(chǎn)生免疫細胞,使產(chǎn)生合格免疫細胞的概率增大,人們把基因庫的機制引入到人工免疫系統(tǒng)中,用來產(chǎn)生更有效的檢測器集。但是對于如何構(gòu)建基因庫還沒有確定的方法,有2種新提出的構(gòu)建基因庫的方法: 一種為直接應(yīng)用非我樣本來構(gòu)建基因庫,另一種方法是通過統(tǒng)計所有非我樣本的分布來構(gòu)建基因庫。這2種方法都能夠產(chǎn)生檢測率更高的檢測器集。
2.陰性選擇算法
陰性選擇算法是基于免疫系統(tǒng)的自體―非自體識別原理。它可以總結(jié)為以下三個步驟:(1)定義自我集:首先根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境定義合適的自我集合。自我集合通常是由代表自我狀態(tài)的字符串組成的集合;(2)產(chǎn)生檢測器:首先隨機產(chǎn)生字符串,如果該字符串集合與自我集合中的任一字符匹配則刪除,否則保留來作為檢測器;如此循環(huán)迭代,直到產(chǎn)生足夠大小的檢測器集為止;(3)監(jiān)視要保護的數(shù)據(jù):如果需要保護的數(shù)據(jù)跟檢測器集合中的任何一個檢測器匹配,則表明要保護的數(shù)據(jù)發(fā)生了異常變化,從而起到了檢測異常變化的效果。該算法描述如下:(1)定義一組長度為L的有限字符串S表示“自己”;(2)產(chǎn)生檢測器集R,R中每個檢因器與S中的串都不匹配;(3)通過不斷地將R中的檢測器與S比較來監(jiān)控S的改變。
3.克隆選擇算法
克隆選擇是免疫系統(tǒng)的一種自然選擇的型式。當B細胞被激活,它就開始大量的復(fù)制克隆自己。在這個復(fù)制的過程中,突變的概率是平常的9倍。這么高的概率將使得子代的所附著的抗體會與父代的不同,從而加強了對不同抗原的親和力。如果這些新B細胞能夠與超過激活門限的抗原結(jié)合,它們將被激活,繼續(xù)克隆復(fù)制下一代。因此,具有高親和力的B細胞更可能被克隆。換言之,在B細胞與病原體的競爭中,具有較高親和力的B細胞就具有更高的適應(yīng)性,也就更容易被復(fù)制到下一代中,這個過程就是克隆選擇過程。
一個完整的免疫響應(yīng)是由三個進化階段組成的:通過基因庫進化產(chǎn)生有效的抗體;通過陰性選擇消滅不適合的抗體;通過克隆選擇復(fù)制大量高效的抗體。這三個階段是自組織的,而不是由某一個中心器官預(yù)先下達指令來指導(dǎo)它們執(zhí)行。可以將人體免疫系統(tǒng)的三個進化階段運用于IDS,在該系統(tǒng)中,將正常的網(wǎng)絡(luò)行為定義為“自我”,將異常的行為定義為“非我”,通過識別“自我”和“非我”來檢測入侵。首先,通過基因表達將產(chǎn)生大量的不成熟檢測器;接著,通過陰性選擇,只有那些成熟的檢測器會保留下來,這些成熟的檢測器就是高效檢測器;然后,這些成熟的檢測器一方面通過克隆選擇被大量復(fù)制后,傳送到網(wǎng)絡(luò)上用于檢測“非我”的入侵行為,另一方面,這些成熟的檢測器被基因優(yōu)化后送到基因庫,形成基因庫進化。
四、結(jié)束語
全國科學技術(shù)名詞審定委員會(以下簡稱全國科技名詞委)自1985年成立后,分學科組織科技名詞審定工作,第一階段工作并沒有全面開展對名詞的定義工作,只是對個別概念易混淆的名詞給予了簡單的定義。然而,隨著科技名詞審定工作的發(fā)展和深入,沒有定義的科技名詞逐漸顯露出缺憾,經(jīng)常給各學科的定名和協(xié)調(diào)工作帶來困擾。在審定科技名詞的過程中,定義不僅是定名工作的基礎(chǔ),也是學科內(nèi)和學科間名詞相互協(xié)調(diào)的基礎(chǔ),更是學科是否成熟的體現(xiàn)。科學、準確的定義不僅有助于對概念的準確理解,也為學術(shù)交流創(chuàng)造了條件,更重要的是提高了科技名詞審定工作的質(zhì)量,有利于規(guī)范科技名詞的推廣工作。
20世紀90年代中期開始,全國科技名詞委開始在各學科的名詞審定中逐步開展加注定義的工作,從早期的個別學科試點逐步推廣到絕大部分學科。目前,90%以上學科的名詞審定都開展了加注定義的工作,已經(jīng)公布了帶有定義的規(guī)范名詞10萬余條,正在審定過程中的附有定義的名詞約30萬條,這是一個浩大的系統(tǒng)工程。如何做好定義的撰寫和審定工作是擺在全國科技名詞委和各學科名詞審定分委員會面前的重要課題。筆者有機會能直接參與到這項宏大的工程中,并為此貢獻自己一點綿薄之力,感到非常榮幸,同時也感到壓力甚大、如履薄冰。筆者對名詞審定中怎樣寫好定義有一點點粗淺的認識和理解,提出來和大家探討。
一定義的含義
關(guān)于“定義”一詞的解釋,古今中外相關(guān)專家學者有很多的見解,本文所采用的是全國科技名詞委《科學技術(shù)名詞審定的原則及方法》中規(guī)定的說法,即:對于一種事物的本質(zhì)特征或一個概念的內(nèi)涵(或者外延)的確切而簡要的表述。“內(nèi)涵”的定義是說明某一概念的上位概念,確定該概念在其概念體系中的位置,指出該概念的本質(zhì)特征,使其同其他相關(guān)概念區(qū)別開來。“外延”的定義是用一系列眾所周知、屈指可數(shù)的下位概念來說明某一概念。
二撰寫定義的原則
1,定義要反映某一概念的本質(zhì)特征
本質(zhì)特征是指該概念所指事物所特有的、能把該事物同其他事物區(qū)別開來的那些特征,在對某一概念下定義的時候一定要保證該定義能夠充分反映這一概念的本質(zhì)特征。
2,定義要具有科學性
撰寫的定義對事物或概念的描述必須明晰、準確、客觀、符合邏輯,必須具有科學性。
3,定義要具有系統(tǒng)性
定義要反映該名詞在其所屬學科概念體系中與上位(即屬概念)及同位概念間的關(guān)系,要具有系統(tǒng)性。
4,定義要具有簡明性
撰寫的定義要言簡意賅,只需描述事物的本質(zhì)特征或一個概念的內(nèi)涵(或者外延),不需給出其他說明性、知識性的解說。
三定義工作中的常見問題
在科技名詞審定工作的各個階段存在一些定義撰寫不夠規(guī)范、準確,比較嗦,缺乏系統(tǒng)性甚至是定義錯誤的情況。下面將分類并舉例說明。
1,科學性問題
科學性實際上就是指定義的對與錯,錯誤的定義不僅沒有正確地反映概念本質(zhì),還會導(dǎo)致人們對概念理解的錯誤。
例l:
臟器制劑療法
定義:應(yīng)用某些動物的內(nèi)臟或組織器官來防治人體疾病的方法。現(xiàn)在一般用這些臟器提取物制成的制劑進行治療。
這個定義初看沒什么問題,但是第一句中“用某些動物的內(nèi)臟和器官來防治”與臟器制劑療法的制劑顯然對應(yīng)不上,臟器和器官怎么能治病呢?這是“概念錯誤”。要把第二句中的“提取物制成的制劑”提前,改為:應(yīng)用某些動物內(nèi)臟或組織器官的提取物制成的制劑來防治人體疾病的方法。
例2:
黃金律
定義:設(shè)兩數(shù)之間的比例關(guān)系為A>B,且A:B=(A+B):A,得結(jié)果0.618:1,按這種比例關(guān)系組成的任何對象都顯示出其內(nèi)部關(guān)系的均衡、和諧之美。
定義中的公式和后邊的數(shù)字不吻合,(A+B):A顯然大于1,應(yīng)該改為1:0.618。這是定義中的“計算錯誤”。
例3:
孵化
定義:將生物體、反應(yīng)混合物及其他材料樣品保持在恒溫箱或其他恒溫環(huán)境中。
定義所描述的還不是完整的孵化概念,只是孵化的必要條件,除此之外一定要解釋孵化的結(jié)果。這是定義的“不完整”。
例4:
專屬經(jīng)濟區(qū)
定義:位于領(lǐng)海以外并鄰接領(lǐng)海,其寬度自領(lǐng)海基線量起不應(yīng)超過150 n mile的沿海國管轄海域。
定義中的“150 n mile”是不準確的,根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》的規(guī)定,應(yīng)該是“200 n mile”,這個錯誤甚至危及國家。這是定義中的“常識性錯誤”。
2,系統(tǒng)性問題
例5:
最大尿流率時逼尿肌壓力
定義:當尿流率處于最大值時逼尿肌收縮的振幅。
這個名詞的定義出現(xiàn)在一組有關(guān)逼尿肌相關(guān)壓力名詞中,其他名詞均解釋為“……的壓力”,而本條用“振幅”,“振幅”應(yīng)該改為“壓力”。這種情況是定義中的“句尾不系統(tǒng)”。
例6:
字節(jié)
定義:由8個二進制位組成的一個序列,在數(shù)據(jù)存取時,可作為一個整體來處理。
千字節(jié)
定義:1024字節(jié)稱為lKB,KB為kilobyte的縮寫,是計算機中常用的單位。
兆字節(jié)
定義:又稱“百萬字節(jié)”。2的20次方字節(jié),大約一百萬字節(jié)。
吉字節(jié)
定義:又稱“千兆字節(jié)”。GB表示千兆字節(jié)。G=giga,構(gòu)詞成分,表示千兆,十億。
這組有關(guān)“字節(jié)”的名詞定義內(nèi)容都不錯,但是放在一起突顯出的問題是表述方式差別較大,沒有體現(xiàn)出系統(tǒng)性,應(yīng)該重新修改,使每個名詞定義的表述方式一致起來。這種情況是定義的“表述不系統(tǒng)”。
例7:
硬性輸尿管鏡
定義:硬質(zhì)材料制作的輸尿管鏡。鏡身不能彎曲,按長度不同分長鏡和短鏡,長鏡長度一般為460mm,短鏡長度為350mm,后者主要治療輸尿管下段結(jié)石和經(jīng)皮順行輸尿管鏡取石。
該定義提到長鏡和短鏡,但只說明了短鏡的作用,沒說明長鏡的作用,應(yīng)該補充長鏡的作用。這種情況是定義的“內(nèi)容不系統(tǒng)”。
3,簡明性問題
審定稿中的定義經(jīng)常出現(xiàn)表述嗦,不夠簡潔的問題,包括句首重復(fù)、句尾重復(fù)、表述煩瑣等。
例8:
輸尿管鏡檢查
定義:輸尿管鏡檢查是為了解輸尿管內(nèi)的狀況而進行的診斷性檢查。逆行的細長輸尿管鏡經(jīng)尿道、膀胱進人輸尿管,對輸尿管內(nèi)進行檢查或治療。一般要在腰麻或全麻下進行。
定義句首的“輸尿管鏡檢查是”應(yīng)該刪除,撰寫定義時沒必要重復(fù)名詞本身。此外,定義的句首還經(jīng)常出現(xiàn)“指”“是指”“即”等“虛字”,這些在最終成稿時均應(yīng)刪除。這種情況是定義中的“句首重復(fù)”。
例9:
蛋白尿
定義:當尿中蛋白質(zhì)含量大于100 mg/L,或大于150 mg/24h,蛋白質(zhì)定性試驗呈陽性反應(yīng),即稱
為蛋白尿。
出現(xiàn)在定義句尾的“,即稱為蛋白尿”應(yīng)改為“的尿液”,定義的句尾也沒必要重復(fù)名詞本身。這種情況是定義中的“句尾重復(fù)”。
例10:
隱氫圖
定義:一個分子結(jié)構(gòu)可以用一個圖來表示,在這個圖中,原子為圖的頂點,鍵為邊,只考慮分子骨架,省略分子中的氫原子,稱此種分子結(jié)構(gòu)圖為隱氫圖。
原定義描述的比較噦唆,邏輯不清,應(yīng)在文字上加以調(diào)整。可改為:以原子為頂點,鍵為邊,只考慮分子骨架,省略分子中氫原子的分子結(jié)構(gòu)圖。這種情況是定義中的“表述煩瑣”。
4,技術(shù)性問題
(1)內(nèi)涵定義一般用種差+屬的方式定義,屬的缺失是定義中出現(xiàn)頻率最高的問題
例11:
腔道泌尿外科
定義:通過人體天然的泌尿系統(tǒng)生理腔道如尿道、膀胱和輸尿管,利用膀胱鏡、輸尿管鏡等設(shè)備實施檢查、診斷、手術(shù)、治療等微創(chuàng)檢查及治療。
概念的內(nèi)涵都寫清楚了,但是句尾應(yīng)該加上“的學科”。
例12:
膀胱雙合診
定義:用一手指插入男性直腸,女性陰道或直腸內(nèi)向上方推壓,另一手在恥骨聯(lián)合上施壓,可在腹腔的深處恥骨聯(lián)合的后方觸到膀胱。
句尾應(yīng)該加上“的檢查方法”。
(2)內(nèi)涵和外延順序顛倒
例13:
肌紅蛋白尿
定義:主要發(fā)生機制為某些病理過程中引起的肌肉組織廣泛損傷、變性,見于急性心肌梗死、大面積燒傷等。尿液外觀呈暗紅色,隱血試驗呈陽性反應(yīng),尿沉渣中見不到紅細胞,通過單克隆抗體檢測尿中的肌紅蛋白可明確診斷。
該定義內(nèi)涵外延的表述順序顛倒了,應(yīng)該改為:外觀呈暗紅色,隱血試驗呈陽性反應(yīng),尿沉渣中不見紅細胞的尿液。通過單克隆抗體檢測尿中的肌紅蛋白可明確診斷。主要發(fā)生機制為某些病理過程中引起的肌肉組織廣泛損傷、變性,見于急性心肌梗死、大面積燒傷等。
(3)所指缺失
例14:
鏡下血尿
定義:顯微鏡下可看到尿液中含紅細胞。一般認為離心尿每個高倍鏡視野中紅細胞數(shù)在3個以上即有病理意義。
名詞所指是尿液,而不是紅細胞,第一句應(yīng)改為:顯微鏡下可見含紅細胞的尿液。
(4)使用被定義的名詞作為定義的一部分
例15:
卵磷脂小體
定義:前列腺液中的卵磷脂小體主要作為的營養(yǎng)物質(zhì)。其分泌的減少可以反映前列腺分泌功能的異常。
這個定義的第一句中用到被定義名詞“卵磷脂小體”,顯然不妥。應(yīng)改為:前列腺液中主要作為營養(yǎng)的物質(zhì)。
(5)定義中涉及的下位名詞沒有收全
例16:
泌尿外科造影劑檢查
定義:人工將能吸收X線的物質(zhì)導(dǎo)入泌尿系統(tǒng)內(nèi),改變病灶與正常器官和組織的對比,以顯示其形態(tài)和功能的檢查方法。泌尿外科的造影劑檢查包括排泄性尿路造影、逆行尿路造影、尿道造影、膀胱造影、輸精管精囊造影、動脈造影、泌尿生殖系統(tǒng)淋巴造影等。
本定義中涉及的下位概念除“排泄性尿路造影”外,其他下位概念都已作為詞條收錄,所以應(yīng)該補上該詞條。
(6)定義過寬
例17:
導(dǎo)尿管
定義:是以橡膠、硅膠等制成的管子。可以經(jīng)尿道插入膀胱以引流尿液并通過引流管連接尿袋收集尿液。導(dǎo)尿管插入膀胱后,靠近導(dǎo)尿管頭端的一個氣囊將導(dǎo)尿管固定在膀胱內(nèi),從而不易脫出。
用橡膠、硅膠等制成的管子似乎有很多,并不一定只用于導(dǎo)尿,所以該定義過寬。應(yīng)改為:以橡膠、硅膠等制成的引流尿液的管子,經(jīng)尿道插入膀胱引流尿液并連接尿袋收集尿液,插入膀胱的一端用氣囊將導(dǎo)尿管固定在膀胱內(nèi),不易脫出。
(7)定義過窄
例18:
誘發(fā)突變
定義:通過物理或化學誘變劑造成微生物染色體或基因的改變而產(chǎn)生遺傳性狀的變異。
誘發(fā)突變不是僅僅針對微生物,應(yīng)該是針對所有生物,所以“微生物”應(yīng)該改為“生物”。該定義所指對象范圍過窄。
(8)定義中涉及的名詞沒有用公布的規(guī)范名詞
例19:
菌內(nèi)毒素
定義:由革蘭陰性菌細胞壁上的特有結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的病原性細菌產(chǎn)生的毒素。
該定義用到“革蘭陰性菌”,規(guī)范名詞是“革蘭氏陰性菌”,所以改為:由革蘭氏陰性菌細胞壁上的特有結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的病原性細菌產(chǎn)生的毒素。
例20:
整體放射自顯影術(shù)
定義:將含放射性核素的整體動物制成切片,貼上感光材料后顯示出整體放射性分布的一種放射自顯影技術(shù)。
該定義的句尾是“放射自顯影技術(shù)”,而規(guī)范名詞是“放射自顯影術(shù)”,故應(yīng)改為:將含放射性核素的整體動物制成切片,貼上感光材料后顯示出整體放射性分布的一種放射自顯影術(shù)。
例21:
放射性核素純度
定義:在核醫(yī)學中是指所需的放射性核素活度占放射性總活度的百分數(shù)。當使用一個“母牛”發(fā)生器系統(tǒng)洗脫所需的放射性核素時,母體核素也有可能轉(zhuǎn)移到洗脫液中,這些長半衰期母體核素作為雜質(zhì)不但會影響影像質(zhì)量,而且會對患者產(chǎn)生不必要的輻射劑量。
該定義中用到的“母牛”發(fā)生器,這是一個俗稱,應(yīng)該用規(guī)范名詞“放射性核素發(fā)生器”代替。
(9)沒有用名詞性定義
例22:
血液凝固
定義:血液由流動狀的液體變?yōu)槟z凍狀血塊。
該定義將凝固解釋為動詞,但在這里凝固是名詞性的,強調(diào)的是過程。所以應(yīng)該改為:血液由流動狀的液體變?yōu)槟z凍狀血塊的過程。
(10)定義中不慎使用具體的相對概念
例23:
搗碎器
定義:系由電動機、盛器和刀具等組成的一種小型器具。刀具每分鐘可轉(zhuǎn)動2104轉(zhuǎn),所產(chǎn)生的剪切力對生物材料具有混合、勻漿、分散液體和/或固體的功能。
定義中的“每分鐘可轉(zhuǎn)動2104轉(zhuǎn)”太過具體,不同的機器可能有不同的轉(zhuǎn)速,所以應(yīng)該改為“高速轉(zhuǎn)動”。
例24:
碲化汞-碲化鎘復(fù)合半導(dǎo)體檢測器
定義:碲化汞-碲化鎘復(fù)合晶體制成的半導(dǎo)體檢測器。是比較先進的光敏型紅外探測器。
定義中的“比較先進”是相對的概念,在剛出現(xiàn)時是比較先進,但隨著科技的進步,就可能“比較落后”,所以應(yīng)該刪除“比較先進”。
(11)定義中直接用英文縮寫詞,沒有加以說明
例25:
安全標準
定義:在放射防護領(lǐng)域,一般指IAEA公布的安全系列叢書。可分為安全基本原則、安全導(dǎo)則和安全要求等類別。我國現(xiàn)行有效的《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB 18871――2002)的技術(shù)內(nèi)容等效采用了IAEA安全叢書第115號《國際電離輻射防護和輻射源安全的基本安全標準》(1996)。
定義中不要直接使用英文縮略語IAEA,在第一次出現(xiàn)時應(yīng)該用“國際原子能機構(gòu)(IAEA)”表述,第二個IAEA直接用中文“國際原子能機構(gòu)”。
(12)定義中的外國科學家的名字沒有規(guī)范翻譯
例26:
錒
定義:一種天然放射性元素,化學符號Ac,原子序數(shù)89,原子量227.0278,屬錒系元素,其英文名來源于希臘文(aktis),原義為“射線”。1899年法國人德比埃爾內(nèi)(A,L,Debierne)從鈾礦渣中發(fā)現(xiàn)并分離出錒。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)208-234全部錒同位素。227Ac是錒最重要的同位素,可作為航天器中使用的能源。
定義中的“德比埃爾內(nèi)”不是規(guī)范譯法。根據(jù)《世界人名翻譯大辭典》應(yīng)改為:德比耶納。
(13)定義中的外國地名沒有規(guī)范翻譯
例27:
高天然本底輻射地區(qū)
定義:簡稱“高本底地區(qū)”。指地表天然輻射水平(如地表Υ輻射水平)高于所在地區(qū)、國家或全球平均值數(shù)倍以上的地區(qū)。世界上有幾處著名的高本底地區(qū),如中國的陽江、印度的Kerala邦;巴西的Guarapari和伊朗的Ramsar等。
1.問題的提出
一般教學中往往會出現(xiàn)兩種局限性:一是單方向性,即以教師自身和教材為中心,側(cè)重考慮教師如何把教材內(nèi)容講授得精彩,而不注重學生自主學習能力的培養(yǎng);二是教案具有封閉性,即教案僅供教師自備、自用,缺少足夠的透明度和公開性,使學生在授課之前對教學意圖無從了解,在上課過程只能被動地學習。但在當今教改的過程中,又出現(xiàn)了另一種傾向:過于強調(diào)學生的主體地位,以至于光注重課堂“活躍、熱鬧”的場面,而忽略教學的最終效果,一些課堂雖搞得“轟轟烈烈”,最后卻拿不出真正的實效。其原因在于只培養(yǎng)學生自主意識,而忽視學生學習能力的培養(yǎng)。因此,有效學習才是教學的關(guān)鍵。
2.支架式學案的理論依據(jù)
普利斯里等人認為“支架”的定義是根據(jù)學生的需要為他們提供幫助,并在他們能力增長時撤去幫助。[1]某種程度上這種形象的比喻迎合了建構(gòu)主義的學習理論,發(fā)展成為今天的“支架式教學法”。支架式教學法的定義很多。目前,比較有影響、流行的定義源自歐共體“遠距離教育與訓(xùn)練項目”(DGXⅢ)的有關(guān)文件。支架式教學被定義為“支架式教學應(yīng)當為學習者建構(gòu)對知識的理解提供一種概念框架(conceptual framework)。這種框架中的概念是為發(fā)展學習者對問題的進一步理解所需要的,為此,事先要把復(fù)雜的學習任務(wù)加以分解,以便于把學習者的理解逐步引向深入”。[2]
3.支架式學案在高中生物教學中的具體應(yīng)用
3.1問題支架。
所謂問題支架是指在一定情境中人們?yōu)榱藵M足某種需要或完成某一目標所面臨的未知狀態(tài)。它是學習過程中最常見的支架,問題支架具有結(jié)構(gòu)性,關(guān)注細節(jié)與可操作性。
《細胞呼吸》學案片段:
(1)回顧線粒體具有哪些結(jié)構(gòu)?
(2)有氧呼吸如何進行?在哪兒進行?其底物、產(chǎn)物、條件怎樣?
(3)有氧呼吸的總反應(yīng)式如何書寫?有氧呼吸分幾步完成?各步反應(yīng)的反應(yīng)式是怎樣的?
(4)如何定義有氧呼吸?
(5)思考:為什么說線粒體是有氧呼吸的主要場所?
用不同層次、不同角度的問題搭建支架,隨著問題的不斷解決,學生的自主學習也會逐漸深入。
3.2范例支架。
范例支架是指符合學習目標要求的已有的學習成果。它包含了特定學習主題中的重要學習步驟或典型學習成果。在學習新知識之前,為學生提供一個范例,其實質(zhì)就是提供某種意義的參考和借鑒,讓學生受到啟發(fā),以順利地完成學習任務(wù)。
《減數(shù)分裂》學案片段:
在學案中設(shè)置有絲分裂過程的細胞示意圖。要求學生從染色體和DNA的數(shù)量變化曲線中結(jié)合染色體的行為變化進行知識回顧。
減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂,提示學生根據(jù)學習有絲分裂的思路嘗試進行減數(shù)分裂的過程探究。有絲分裂的學習思路就是一個范例支架。
3.3圖表支架。
圖表包括各種表格和圖式,常用到的圖表有表格、流程圖、概念圖、維恩圖、時間線及統(tǒng)計學里的比較矩陣等。它們可以直觀地表達生物概念之間的聯(lián)系,使學生系統(tǒng)地把握生物概念的脈絡(luò)。
《特異性免疫》學案片段:設(shè)置免疫細胞、淋巴細胞、B細胞、記憶細胞和相關(guān)細胞空格的概念圖。通過自主閱讀和思考,最終引導(dǎo)學生對新知識進行有意義的建構(gòu),掌握基礎(chǔ)知識。
4.支架式學案設(shè)置策略
4.1生物思想、方法是支架式學案的靈魂。
如果說支架式學案是一個自主學習的基本框架,那么生物思想、方法則是支架式學案的靈魂。生物思想、方法被內(nèi)化后能很好地加強生物知識點之間的聯(lián)系,使學生更透徹地理解生物知識,并自我生成生物知識。學習中的同化順應(yīng)在生物思想、方法的指導(dǎo)下進行。學生理解掌握生物思想方法的過程一般分為三個階段:潛意識階段、領(lǐng)悟形成階段、深刻化階段。學生理解掌握生物思想、方法是主動建構(gòu)的過程,是通過支架式學案引導(dǎo)、輔助學生自主解決問題的實踐。經(jīng)過多次應(yīng)用、反復(fù)體驗,逐漸認識、理解、內(nèi)化為個體認知,對生物學習和問題解決有自己獨特的方法。
4.2批改反饋,改進支架。
在編制學案前,盡管深入鉆研教材的本意和新意,把握教材的精髓和難點,并根據(jù)學生原有的知識經(jīng)驗、能力水平、個性特點和興趣愛好預(yù)測學生自主學習的方式和解決問題的策略,進而設(shè)計各種支架。但這些支架并不一定真正適合每一位學生的情況。所以在授課之前,應(yīng)把編制好的學案分發(fā)到每一位學生手中作為課前自主學習的輔助材料。學生依照學案中提供的必要的概念框架和解決問題的線索嘗試自己獨立探索、自主學習,得以初步掌握基本概念,明確知識線索。但學生在自學過程中可能會遇到設(shè)計的支架并不符合學生實際,而產(chǎn)生許多新問題,提出各種不同的思考,以致大量生成學習問題的記錄。針對這一現(xiàn)狀,教師在課前批改學案的及時反饋顯得尤為重要。首先要全面批改,根據(jù)學案的學習記錄,掌握第一手學情。并且根據(jù)學生反映的情況來檢驗支架設(shè)計是否合理、有效,反之則改進支架。
4.3綜合運用,力求實效。
在具體的學案編制中,各種支架類型之間不是孤立的,而是相互補充、各有所長。有時甚至在一個問題解決中會用到多種形式的支架。如果根據(jù)實際教學需要創(chuàng)造性地綜合運用,則可以達到良好的教學效果。
總之,支架式導(dǎo)學案是建立在支架式教學策略基礎(chǔ)上的針對學生學習而開發(fā)的一種學習方案。它能讓學生知道老師的授課目標和意圖,讓學生有備而來地學習,給學生以知情權(quán)和參與權(quán)。把教學的重心從教轉(zhuǎn)移到學,從對教師和教學的關(guān)注轉(zhuǎn)移到對學生和學習的關(guān)注;并且把課堂教學延伸為課前學習、課中學習、課后學習。它可以指導(dǎo)預(yù)習,也可用于課堂教學,尤其對于課前學習的關(guān)注,是一份很好的自主學習資料。