发布时间:2023-08-23 16:53:53
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的生物技术与生物科学样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
【摘要】农业知识与生物学知识之间有着千丝万缕的联系,与现实生活紧密联系在一起。农业科技书籍具有实践性、科普性和地区性的特点,结合地区特色农业资源服务于普通高中生物教学,不仅能提高教学的效率,还能提高教师的业务水平,为课程资源的开发贡献一份力量。
关键词 农业科技书籍;普通高中;生物教学
我国是历史悠久的文明古国,也是幅员辽阔的农业大国,农业的发展对国民经济的发展及社会的稳定作出了巨大的贡献。许多科学家和农业科技人员为农业教育及农业发展一直在努力着,不仅有理论研究,更有实践研究,并且不断地大力推广。《普通高中生物课程标准(实验)》的课程理念之一是“注重与现实生活的联系”。农业知识与生物学有着千丝万缕的关系,且与我们的现实生活紧密联系在一起,这些农业知识可以服务于普通高中生物教学。
一、农业科技书籍的特点
1.实践性
农业科技书籍主要的阅读对象为农民,农民对书籍的要求偏向于实践性,“怎么做”、“能解决什么问题”、“会有什么样的效果”,这些是他们所需要的。根据农民朋友的需求,农业科技书籍以介绍实践方法为主,同时也有必要的理论阐述,如葡萄白腐病,主要危害葡萄果实。发病初期,在离地面较近的果穗梗上会出现枯黄色斑点,渐渐变为浅褐色。果实成熟时,果粒上会出现灰白色小点。白腐病可以导致葡萄果粒和病穗脱落。白腐病的传播途径和其他几种病菌差不多,病菌多以孢子器的孢子在葡萄枝上越冬,翌年借助风雨传播。高温高湿发病愈加严重,每年7月为发病高峰期。发生白腐病时主要采用退菌特等杀菌剂和波尔多液交替喷施,可以在春秋季清园进行预防。
2.科普性
正是因为农业科技书籍的读者为广大的农民朋友,所以相关内容的阐述要通俗易懂,看得懂才会用,按照正确的方法用了才会有效果,这要他们才会觉得这种书籍有价值,这样有利于农业知识的推广。如西瓜育苗技术的误区之一是育苗营养土配制不当,或因氮化肥过多而造成烧苗;或因氮、磷、钾配比不当,磷、钾不足而幼苗不壮;或因有机粪肥未经充分发酵而引起地蛆为害。正是这些书籍的科普性,才能让农业知识在农民朋友中广泛传播开来。
3.地区性
不同地区的气候条件是有差异的,土壤酸碱度也不同,不同的植物栽培以及动物养殖的特点也不同,所以书店里所售的农业科技书籍要根据本地的农作物的要求以及主要的动物养殖有关的书籍,一般有地区特色。如我们东台地区的大棚西瓜“爆炸瓜”全国有名,故书店里有关大棚西瓜的栽培、病虫害防治的书籍就有许多,如《大棚温室西瓜甜瓜栽培技术》、《大棚西瓜甜瓜栽培答疑》、《大棚西瓜生产实用技术》、《大棚西瓜高产优质栽培》、《大棚西瓜无公害生产技术》、《西瓜优良品种与丰产栽培技术》、《提高西瓜商品性栽培技术回答》、《怎样提高种西瓜效益》等。
二、农业科技书籍服务于普通高中生物教学
1.课堂教学中应用农业科技书籍中的知识
教师在教学过程中喜欢在课堂导入时用相关的材料来引起学生的共鸣。应用本地的特色农产品作为材料导入,学生非常熟悉易引起他们的共鸣,再由此引出相关问题,就会激发学生的学习兴趣,如学习光合作用与呼吸作用之间的关系时,可以以“爆炸瓜”为媒介来导入,同时展开相关问题讨论和学习,“我们东台的西瓜为什么出名”、“为什么会爆炸”、“为什么糖分高”、“为什么有机物积累多”……这样既能提高课堂教学的效率,又能激发学生热爱家乡的情感教育,又能丰富课堂教学的内容。
2.研究性学习中应用农业科技书籍中的知识
在开展“番茄无土栽培的研究性学习”中,教师缺乏相关的材料是无法开展此研究性学习的,通过在农业科技书籍中查找相关资料,就会了解有关的番茄的知识,以及无土栽培的知识,如在什么季节开展此研究性学习,研究方案中的实验器材、药品等,研究过程的注意事项等都可以从这些书籍中找到,这样老师在开展此研究性学习时“心中有数”,能够达到预期的学习效果。在开展研究性学习过程中农业科技知识能提供理论与实践支撑。
3.合理运用农业科技书籍有利于提高教师的业务水平
当老师在平时的课堂教学中注意利用农业知识去进行课堂导入,展开课堂问题讨论等,学生会积极地参与到课堂教学中,教师就会从课堂教学效果中体现到成就感,就会不断地去思考,如何将更多的农业知识巧妙地整合到课堂教学中,这样长期地进行下去会提高教师课堂教学的水平,教学效果将会越来越好,教师自己也能逐渐成为学生所敬重的老师,这是一个正反馈调节的过程。不仅在课堂教学中可以用于农业科技知识,在命题过程中同样可以用到这些知识,许多高考题就是以农业科技知识为背景来设计的。
农业的生产结构包括种植业、林业、畜牧业、渔业和副业,农业科技书籍覆盖了这些方面的知识。这些知识与生物学都有着密切的关系,在普通高中的必修教材与选修教材中都能合理利用。合理地用好这些农业科技知识服务于高中生物教学,既能激发学生的学习兴趣,又能提高课堂教学的效率,还能提高教师的业务水平。在普通高中生物教学中教师要用好这一课程资源,为新课程改革添砖加瓦。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验)[M].人民教育出版社.2003
[2]杨恒波.南方葡萄病虫害发生特点及防治措施分析[J].农业与技术.2014(3),136
关键字:生命科学;生物现状
我国是一个生物资源大国,有着丰富的动植物和微生物资源和广阔的市场需求,同时我国还是一个人口大国,这就为生物技术产业的发展提供了必须的条件。以医药行业为例,最近一些年,恶性肿瘤、心脑血管疾病等高发病都严重威胁着我们正常的生活水平,影响着老年人的生活质量,而这些病目前还没有有效的治疗手段。因此,在医学领域的基因治疗、肝细胞治疗和生物芯片等治疗技术就显得尤为重要。
经过我国多年的不懈努力,我们在生命科学和生物技术领域已经取得了一定的工作基础。从1965年我国在世界上首次人工合成牛胰岛素到参与国际人类基因组计划;从基因工程药物和疫苗的研制生产,在生物制药领域我们取得了颇为丰硕的成果。另外,生物技术的研发,对于农业生产和环境保护也具有相当的作用。比如水稻的杂交技术解决了世界关注的粮食难题。所以,总体来说,我国目前在生命科学和生物技术领域是有一定影响力的,而且多年的累积,也让我们有了冲击国际前沿的实力和技术。
一、我国在发展生命科学和生物技术的现状分析
我国生命科学起源于医药和农业的方面。在上个世纪50年代前后我国成立了生物化学、细胞生物学以及神经科学等研究机构。70年代的时候,我们已经具备了相对比较完整的现代生命科学和生物技术的科研体系。截止目前为止,我国已经形成了四足鼎立的局面,代表着生物技术和生命科学研究的四大基地已经形成规模:北京基地(着眼于农业和环境的研究),上海基地(人口和健康的研究),西南基地(生物多样性研究),武汉基地(水生生物和病毒学研究)。
现阶段我国优先发展的生命科学领域内容包括基因组和蛋白质组学,重大疾病相关基因的识别和克隆,分子生物学和生物花絮额,细胞学和发育生物学等等。在国际上,我国的科学家也承担了1%的人类基因组的测序,而且我国在发展中国家唯一一个加入人类基因组测序的国家,这也从侧面反映出我国在生命科学领域的实力。科学家克隆了功能新基因的全长cDNA有800多条,已经申请了一批国内外专利。
近年来,我国在生命科学领域的生物化学和神经生物学等方面取得了比较突出的科研成果。受生物科学发展的带动,生物技术也取得了长远的进步,比如,在医药生物领域,我国的基因工程药物已经有近二十种上市的产品,有二十多中种药物已经进入一、二期临床使用,处于临床试验的也有近四十种。产品的市场占有率也显著提高。
目前在国际上销量最大的医药品种,前十位当中我们能够自主研发生产八种,这说明我国的生物科技药物已经具备了自主研发的能力。在农业方面,植物基因工程的研究和杂交水稻的研究以及农业微生物基因工程研究方面,也都取得了可喜的研究成果,在很大程度上推进了我国甚至是全世界农业技术的前进。
生命科学和生物技术发展在我国虽然取得了很大的成就,但是改变不了的一点是我国的基本国情。我国是一个拥有13亿人口的大国,所以,在人口和健康领域、农业生产发展领域都面临着巨大的挑战。一些危害人类健康的疾病都已经成为社会关注的重点。农业发展在效益和质量上和发达国家也还有一定的差距,所以,这些问题都反映了我国现代生物技术产业都还处于相对较早的阶段,都需要我们向更高层次发展。
二、生命科学和生物技术发展的相应对策
要提高生命科学和生物技术的发展,我们就必须树立把握机遇的意识,要认识到这两者将对我们今后的生活产生什么样的影响和作用。生命科学和生物技术的发展关系民生,关系国家根本利益,甚至有时候能左右一个国家在国际竞争中的主动权,所以,我们必须充分认识到我们自身的优势和不足,明确我们今后生命科学和生物技术发展的重点。
要切实加强基础性研究,将基因组学、蛋白质组学等学科及其相关的新理论、新方法的放到首要的位置来抓。其次,我们花大力气来研发更新农业技术平台,改造传统农业的生态格局,促进新兴产业的发展,实现多元化经营和生产。对于先进的科技成果,我们要积极推进其应用和转化,要通过培育一批生物技术企业来提高我们的国际竞争能力。
要尽一切可能,切实加强生物资源的保护和开发利用,健全法律和法规体系,推动生命科学和生物技术发展的具体措施。1,通过保护知识产权来实现专利战略,只有这样我们才能在产业发展和国际竞争中掌控主动权,2,加速生命科学和生物技术的产业化进程,改造传统产业,使其和国际接轨,最大限度地提高其效益。3,培养行业的龙头企业,使他们在市场开发和经营方面都能够顺风顺水。4,大力发展生命科学和生物技术的同时,还要建立和完善生物安全评价保障制度,将对其保障不是一纸空文。既要让生命科学和生物科技给经济发展和人们生活带来好处,同时也要在关注生物安全方面所引起的新问题。5,通过加强和国际发达国家质检的合作和交流,开拓我们在国际市场上的合作渠道和发展空间,以此实现和世界先进技术共同发展的目的,最终造福于民。
参考文献:
[1]李学勇. 把握生命科学和生物技术发展的战略机遇. 中国软科学,2003, 3: 124.
[2]陈竺. 世纪之交的生命科学与中国生命科学界. 生命科学, 1996,8: 123.
[3]许智宏. 关于21世纪的生命科学. 河南大学学报, 2001, 41: 127.
一、信息技术实现生物知识呈现由“静态”变“动态”
生物的生命是连续的、动态的过程,教材呈现是静态的图文形式。而运用信息技术则可将抽象的生物结构和功能或者生理过程生动逼真地呈现给学生。如必修二“遗传信息的表达”一节的教学,在传统的教学中, 只能在黑板上绘制转录和翻译过程的简图。这样,很难让学生理解它的空间动态变化过程。于是, 我们把 “基因表达过程” 制成多媒体课件可用动画模拟转录和翻译两个过程,从而生动形象的给学生单明这两个抽象的知识点。在演示过程中, 教师只需略加引导启发, 学生就可以通过观看、 分析, 很快理解并掌握基因表达的机理。
二、信息技术实现生物知识呈现“宏观”“微观”互换
高中生物从微观和宏观两个角度,把生物学知识进行了浓缩。传统的教学手段对微观世界显得有些无助,而运用信息技术则可将微观的结构和功能或者生理过程生动逼真地呈现给学生。如教学“物质的跨膜运输方式 ”一节课时,可用动画模拟蛋白质和磷脂分子的运动,细胞内外的物质如何蛋白质和磷脂分子的运动出入细胞,从而生动地说明细胞膜的功能特性、结构特性。
多媒体技术同样能实现从宏观到微观的拓展。例如:必修三第5章“生态系统及其稳态”教学过程中,可将CCTV的人与自然、生态农业等一些电视节目录制下来播放给学生观看,让他们能真切的感受大自然的魅力和实践过程中物质和能量的流动,对此节内容的认识可上升一层面。
三、信息技术实现生物知识呈现的时空转换
必修二中关于生物的起源和生物的进化历年来是教学中的难点,二者时间跨度都很大,且原始生命起源过程不可能重演,环境条件不可能改变。这样,完成该课教学时,一方面留给学生以广阔的想象空间,另一方面也给学生理解进化论学说带来很大困难。这给信息技术以用武之地:充分运用多媒体展示的超媒体性,可把一个自然界中无法变动的生物进化过程随意加快,将几十亿年生命起源及生物进化过程的时间缩短,帮助学生对生命现象及生物发展进化规律的理解,使他们更好地形成感性认识。
四、信息技术丰富生物实验教学
生物学是一门以实验为基础的科学,长期以来,由于客观条件的限制,生物理论学习与实验教学大多是分开进行的。理论课上讲述的内容大都抽象,学生难以理解和记忆;而在实验课上又往往需要花费很多的时间来回忆与复习理论课的内容。将多媒体模拟实验运用于生物学实验教学中,可超越教学时间和空间的限制,培养学生的想象力、创造力。如细胞的有丝分裂过程是一个连续的过程,为了说明方便起见,通常分为间期、前期、中期、后期和末期。传统的教学方法是用挂图形式分别进行分析讲解,从间期至末期怎样演变的过程是很难看到的。若采用Flash制作课件,可用静态图像、连续动画、片断动画,从多侧面、多层次形象地模拟出染色体整个演变。
五、信息技术提高生物课堂教学的容量
在生物课堂教学中,有时需要大量的板书内容,如在高三复习时,教师往往会在一个专题教学中先构建概念图;一些生物知识在现实生活中的应用,补充一些例题和练习题等等。而在课堂40分钟内,如仍采用传统的板书,则消耗了课堂上宝贵的时间,如不板书而口头说明,则有时往往会词不达意。这时候,如采用信息技术的快速显示功能,不仅能解决课堂内大量板书的问题,还可以大大增加课堂教学容量,高效的使用课堂40分钟。
除此以外,利用信息技术来显示课堂内容还有如下的优点:
随着我国生物技术的不断发展,生物技术的应用变得越来越广泛,下面我们来具体分析生物技术领域中的应用。生物技术类药品开发已是各国政府发展战略中的重要组成部分,改革开放以来,国家对生物技术制药的高度重视,特别是生物高新技术领域,以大量的资金和人力日前我国生物技术。药用部分领域已达到国际水平,各种生物医药市场或进入临床试验。
1.1生物科学领域的农业方面的应用
生物技术应用领域不同的是,农业领域。农业生物技术领域中应用十分广泛的脚步已经渗透到每一个角落。取得的成绩也是最大的。人们运用相关生物技术有效的增加粮食作物产量,还有些病虫害防止。下面,我们具体分析了21世纪以来,基因组学的研究又推进一系列突破生物技术进人更加迅猛发展的新阶段,包括动物、植物、微生物生物技术、农业生物技术已经在新的农业科技革命的强大动力小才这么部门间因作物也已经大规模推广应用抗虫方向相同,抗疾病,抗除草剂的部门间因棉花玉米、大豆、油菜等。进人大规模商业化阶段是应用现代分子生物学和传统植物育种科学结合的男人。新兴的分子育种学。检查生物科学技术部门间因克隆领域的应用,几年前,一个技术受到人们的重视,许多人很有兴趣,许多人持反对意见,这项技术是部门间因复制技术。该技术是最近几年,由于生物科学技术的迅速发展,还开始了。下面,我们马上就来具体分析一下。我国的动物生物反应器的基础研究和开发水平总体上同国外相比,差距仍在三年,利用部门间的因有线生物反应器表达多种疫苗、药物技术在小断体人类细胞的多种优良种牛成功率的研究现在正迅速增加。
1.2生物科学技术在转基因克隆方面的应用
前几年,有一项技术受到了人们的重视,有很多人很感兴趣,也有很多人持相反的意见,这项技术就是转基因克隆技术。该项技术近些年啦,因为生物科学技术的融入,也迅速的发展起来了。下面,我们就来具体分析一下。我国动物生物反应器基础研究与开发水平在总体上同国外相比仍有三年的差距,但利用转基因羊乳腺生物反应器表达多种疫苗和药物的技术正在小断完善体细胞克隆多种优良种牛的研究成功率正在迅速提高。
2生物科学与技术研究进展分析
下面,我们来分析一下生物科学与技术的研究成果。
2.1浅析基因工程技术的建立与应用
基因工程技术是一种基于基因的技术,该项技术正式因为基于基因,因此可以有效的,根本的改善一些生物的本质。因此,具有很高的研究价值。基因工程主要基因克隆是指定任何基因组基因克隆化。基因工程在农业、畜牧业、酿造业、制药业、水产业等力量已经因为应用效果进行了深入的研究,而对基因工程人遇难船上的更复杂的、和人际关系???。生物的基因组的各种生物的认识的人和改造,有差异时,从基因组上找到真正的原因,生物学因为我地分子生物学和生命科学时代。
2.2浅析,细胞综合技术及应用实例
人的身体是由许多细胞构成,每种细胞都发挥着不同的作用。所以生物技术领域的应用,细胞大的研究价值。同其他生物技术领域的应用。细胞综合技术快速纯合新品种的方法和技术。特别是和杂交,远缘杂交、辐射等新技术结合,说明我们自21世纪以来,生物科学已经发生的原始细胞生命的起源、生命进化的新物种的形成与改造等重大理论问题上有很大的发展,人类的生物本质的认识,对遇难船没有大的提高,改造理论和实践上对生物的影响作物新品种的选育有良好的指导作用。
2.3规模浅析人类基因组计划的实施
人类基因组计划,但许多年前,当时的生物科学技术的不断完善,因此还计划及时得到了。最近几年,随着生物科学技术的发展,终于得到了这个计划。中国科学院遗传的人类基因组研究中心,国家人类基因组中心和北南电力动力中心一起承担国际人类基因组的连续测量工作目前已基本完成遗传图、物理图像、复印地图制作比人体基因组研究小只具有理论意义。其次,许多研究文献的能力的生物技术实现工业化、商业化过程。中都需要整合经济学、伦理学、法律、管理学等多个学科的社会科学知识和环境对他的评价、社会管理等方面的经验,通过对应的生物科技应用中形成的技术。挑战当然同时也需要中国科学管理部门及高等教育机构相互配合。
3生物技术的发展,对社会的影响
生物技术的发展已经影响社会的许多方面。下面,我们的生物技术促进多学科的融合,促进生物技术方面的技术多起床。先说生物技术实现了多学科的集成。人类生命科学实验探究的孟德尔著名的豌豆实验后的细胞杂交技术开发小细胞核及细胞质结合形成理想的供体细胞特征杂种全同胞这一切都说明生物科学技术学多学科知识的发展。是的,集成在一起,生物科学技术的基础。
4结语
关键词 大数据 博士生 科研 信息 关系
中图分类号:F32 文献标识码:A
1博士生面临大数据与大数据技术
1.1大数据定义
大数据就是一种不能依靠传统IT技术和工具在短时间内进行数据的收集整理,管理和服务等集合。通过对其的研究,发现其具有4大特点,第一是具有大量的Volume ,并且由原来的TB级迅速飞升为PB以及EB级。通过IDC 的“数字宇宙”可知,它预测全球的数据使用量将会在2020年前迅速飞升,达35.2ZB。第二是特点是Variety,是指数据的种类多种多样。这是因为数据的来源众多,渠道不具有单一性,此外,随着软件的发展升级,数据处理方式变得越来越多,格式也随之丰富起来,改变了以前的数据模式。第三,Velocity,是指稻莸牟生和更新。在大数据中这是其一个很重要的特征。就全球而言,数据的翻一番的时间大致为一年半,遵循着摩尔定律。第四是Value,即指数据的价值含量,在大量的数据中,具有价值的数据只是少数部分,因此,高效运用数据的前提是获取有价值的信息。
1.2大数据技术
从定义上讲,大数据技术是就是从海量的数据中,迅速地找到有价值的信息。简单地说,大数据技术帮助解决了数据丰富但知识不足这一尴尬,究其实质是通过眼睛看到的数据,对其进行研究分析,从而获得其隐藏的信息,提取潜在的价值。因而大数据是公认的最具“市场”前景的技术之一,这一新兴领域已经成为了大势所趋,是未来竞争的关键因素。例如在政府的角度来说,有利于达到高效服务型政府的目标。对于学校而言,有益于绩效管理更加高效正确,有益于绩效评估,资源的合理分配应用等都是在数据的基础之上来做出决定。对于博士来说,为其研究工作的开展提供了必要的前提和整体环境。
1.3博士生面临大数据与大数据技术
对于大数据的研究,在此之前都将主要的精力放在数据的精确度上。在相当长一段时间内,数据采集、记录和存储等都受到技术的限制,无法实现大规模,海量数据的分析研究,使得研究成果不够准确。因此,我们在对数据进行处理时,从采集到分析都只选择一小部分数据,在大量的数据面前,这一小部分数据不具有完全的代表性,具有主观色彩。随着各行各业数据的使用增多,数据的量越来越大,但是人们的能力有限,因此,统计学发明了抽样法,即用一部分数据作为代表,对其进行分析研究,并从中总结出整体的特点,同时统计学的目标也成为用最少的数据得出最重要的信息。长此一来,我们形成了一种习惯:也就是最大限度的减少数据的采集量。然而往往具有较大价值的信息都藏于大量的数据中,而这种精简则会使得那些细节被排除在外。
2海量大数据信息对农学生物类博士生研究方法和内容的影响
2.1大数据时代的科研方法变革及其必然性
所谓的科学研究方法就是在实践的基础上得出的理论方法,并将其作为指导实际的基础。在这个信息爆炸的时代,数据的处理也需要一种新型高效的技术作为支撑条件,不断的完善传统的方式,推陈出新。为从事科研活动的人提供一个新型的,科学的研究方法。
“大数据”是相对以往小型、局部性数据而言的,利用大数据进行分析和工作时,研究方法体现为三大方面的转变。(1)改变了以往抽样研究的方法,不论是四研究整体还是某一个特殊的点,都需使用其所有的数据。(2)由于有更多的数据,我们可以接受更多混杂、更多数据上的不精确。(3)在分析数据时不再一味追求是否具有因果关系,而是将事物之间的关系研究放在了重要位置。在这个时代,科学的研究方法是时代的要求,也是历史发展的必然结果。对该研究方法进行系统的梳理和研究显得尤为重要。
由于大数据具有规模大、分布式、异构、不准确、不一致等特性,因而管理难度加大。由于当前些技术和系统无法有效管理支持大数据运行,于是海量数据的出现催生了一种新的科研模式,在爆炸的数据中,博士生等科学研发人员的工作成为了与数据打交道,在其中挖掘信息,发现新智慧,甚至无需直接接触需研究的对象。Jim Gray博士是著名的专家,曾获得图灵奖。他对古今科研进行了分析和总结,提出了人类科研的3种范式,即实验、理论和计算。今天,数据量不断攀升,这3种范式已经无法满足需求,在一些领域已经被淘汰,因此,迫切需求第四种的出现,以便能够适应新形势的需要。对此,Jim Gray提出了一种新的数据研究方法,被称为“第四范式”,科研活动将受到数据的影响,数据密集将成为科研的一种新特点,新方向,是在实验、理论结合计算科学之后的第四种科研范式。从实际上来说,计算机科学是对前两种范式的补充和优化,而数据密集型范式则是一种全新的处理大数据的方法,不仅仅是前三张范式的优化,表1是对四种范式进行的比较。
2.2第四范式的特征
涉及到科学研究第四范式,关于其知识服务主要包括两个方面的特征:第一点,为用户提供知识理论和数据信息方面的服务,换句话说,不但要涉及到知识理论方面的服务,而且要提供数据服务,使用户能够更容易更清晰地理解最终的知识结果,能够重复该结果产生的实验过程,并重复利用该数据,提高科学研究效率。二是对溯源信息进行管理,提供从数据到知识的整个过程服务。数据溯源信息指在整个工作流程执行中数据的输入和处理历史。科学研究信息的提供者为用户提供的信息和知识是单个的静态的,而科学研究第四范式需要新的服务模式,即能够提供从数据到知识转变的整个过程信息,这是一个动态的服务过程。许多的科研人才其中不乏博士学位研究生,他们在科研工作中的过程和结论都需要体现第四范式的特点。
3大数据时代对农学生物类博士生科研过程的信息新式供给
3.1大数据环境下农学生物类博士生的科研信息需求
在现在的大环境下,具有密集型特点的科学性数据在大数据中具有重要地位,这种密集型数据较一般大数据相比,除具有基本特征外,在管理和分析数据上有更极致的追求,一定会使科学研究人员增加对进程中的专业化、深层化、定制化、协同化以及集成化的信息的需求量。第一,科研对象在大数据时代下的虚构化,会使许多的科学研究人员其中包含农学生物类专业的博士生,具有对提高数字互性的管理信息能力的需要;第二,科研需求在大数据时代下有很强的知识性,会使许多科学研究人员具有大规模数据同步寻觅分析的需要;第三,科研沟通方法在大数据时代下,会使许多的科学研究人员其中同样包含农学生物类专业的博士生,具有共同分享多种学科配合和科研数据集汇的资源信息的需要。
3.2信息供给模式演进与科研过程演进
英国科学与技术设施研究理事会(STFC)提出了数字科研环境下的科研模型 ,把科研工作分析成一N不断连的工作流,整个过程以分析趋势、产生思路、组织并设计项目、进行项目申请、实际性研究实验、收集并组织数据、宏观分析数据、并交流成果、保护研究成果为主线,细致地描绘了适用于未来的科学研究工作流的初步形态。科研工作以信息为着眼点,不断研究分析信息的过程。在现在的大环境下,很多事物都在悄然发生着革命性的变化,知识形态、科学技术创新方式以及科学技术创新发展中的知识处理及交流机制都是如此,无一例外。这些变化同时又推动着知识创造模式的改变,以及科研工作流中关键性知识瓶颈出现深刻的变化,进而促进着新兴知识服务机制的产生。
服务的主体、客体、方法及内容是信息服务模式的重要组成部分。服务主体是信息服务行动的执行者,也就是信息的服务人员,以客户的需求为出发点,运用行之有效的办法,供应信息服务产品来实现客户要求。服务客体是对信息服务有需要的人,与常见的图书馆读者不一样,分为群体和个体两种需求类型,会发出需要信息的信号并接受使用信息。服务方法指的是信息服务中使用的策略,它是为帮助信息服务人员做成进行信息服务的行动而提出行之有效的手段。像旧时的信息服务里的查询文献、拟定专题、确定主题和新时代信息服务里的信息的搜集、汇集、个性化定制、咨询参考等皆是信息服务手段。服务内容是最终的信息服务产品,是信息服务人员最后交给信息服务需求者的确定下来的成果,或者是某种能够感受到的信息服务,由此它既可能是真实的物品,也可能是虚拟的产品,像报告、刊物、数据库一类的或是像学科导航与文献检索一类的信息服务。
4大数据的信息供给的未来趋势
数据密集型环境下,图书馆的知识咨询服务必须进行创新,利用新技术进行服务模式的演进,新的服务模式包括云服务模式、智慧感知模式和导航模式;在思维方式方面,大数据环境下的思维方式向着多样性、开放性、生长性、整体性、平等性和相关性发展,根本上属于多元性思维;在认知角度方面,大数据环境改变了人类的一些常规认知,主要体现在人类眼界的改变,从局限的世界向无限的大数据方向进击,进而满足认知的平等;在信息技术方面,传统的数据寻求方式已经落后于大数据时代,在数据收集、储存、分析和可视化等地方都存在弊端。这时任何领域都急切需要着大数据的帮助,更多的人选择了以数据为依据的分析代替以专家为信条的分析方式。而从服务创新的角度来讲,应注意数据创新、用户行为分析及知识网络的关联等方面的问题。
基金项目:重庆市教育改革项目资助,编号yjg142023。
参考文献
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[3] 贺威,刘伟榕.大数据时代的科研革新[J].未来与发展,2014(2):2-5.
一、利用信息技术表现鲜活的生物世界,激发学生学习兴趣,提高学习效率
兴趣是对事物喜好或关切的情绪。它表现为学生对某件事物、某项活动的选择性态度和积极的情绪反应。兴趣以需要为基础,在实践活动中具有重要的意义。兴趣可以使学生集中注意,产生愉快紧张的心理状态。这对学生的认识会产生积极的影响,有利于提高学习的质量和效果。生物学本来就是一门非常能让学生感兴趣的学科,但在真正学习书本内容时,学生往往会失去耐心,因为书本上的教学内容并不全是他们想象中非常感兴趣的表面现象。特别是高中生物学,基础性的、理论性的内容特别多,为了激发学生的学习兴趣,可以充分利用多种电教手段,创设学习情境。计算机多媒体课件教学交互性强,操作界面丰富活泼,而且可以产生出一种图文并茂、丰富多彩的人机交互方式,容易激发学生的求知兴趣,培养学习情感,形成学习动机。
兴趣是最好的老师,没有兴趣地去学习,不但浪费时间、浪费精力,还达不到好的效果。而如果你满怀兴致地去学习自己感兴趣的知识,你的拓展能力和创新能力就会不断提高,就可以收到较好的学习效果。
例如在学习《生物的遗传物质》一节时,通过Flas制作,将书本静态的插图,演示成动态的噬菌体侵染细菌过程。可以肯定,学生更乐意观看计算机演示的侵染过程,而且从中也更能够清楚理解侵入细菌的是噬菌体的DNA分子,而蛋白质外壳则被留在细菌外,从而悟出DNA是遗传物质。
二、利用信息技术展现生命系统,拓宽学生思维空间,增大课堂知识容量
血液循环过程,血液由左心室进入主动脉,再流经全身的各级动脉、毛细血管网、各级静脉,最后汇集到上下腔静脉,流回到右心房,再经右心室压入肺动脉,流经肺部的毛细血管网,再由肺静脉流回左心房的全过程,就可以在短短几分钟内生动地、系统地、完整地展现出来。神经系统、呼吸系统、泌尿系统等通过多媒体课件展现生物个体的各系统内部、系统与系统之间的关系。这样有利于学生从微观上探究生物内部的结构和个体的特征,既拓宽了学生的视野,又培养了学生的思维能力。运用课件辅助教学,能充分利用课堂40分钟的时间,优化课堂教学结构,提高教学效率。传统的课堂教学中,教师常为大量的板书所累,基本概念、关键术语等等,无所不用板书,学生还觉得乏味。课堂教学常遇到一个棘手的问题,就是大量的板书占据了大量的课堂时间,课堂教学节奏缓慢,这种现象尤其表现在习题课上。例如,我们可以使用常见的Powerpoint制作幻灯片,在一张幻灯片上安排一道习题,在课堂上解决一题点一下,就能放映下一题,操作起来十分简便。理论上,这种课件可以预先准备的习题是没有数量限制的,而且可以很方便地插入图片,完全可以满足课堂教学的要求。
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三、制作多媒体课件教学,帮助学生抓住重点、突破难点
在整个教学过程中,仅用图片、语言是很难准确、生动、形象的表达。多媒体课件应用到生物教学中,将视频、图片、文字等结合起来,就可以把复杂的生命过程简单化、表象化,如在教学《 基因基因指导蛋白质的合成》一课内容时,遗传信息转录和翻译的过程是这一节的教学重点,遗传信息的翻译过程是这一课的难点。利用多媒体课件可以形象、生动地反映基因表达过程。在运用多媒体教学时,教师应注意选择时机,以达到帮助学生化解难点,化抽象为形象的目的。通过多媒体课件教学让学生真正感受生命的真谛,感知生命的历程,不再为书本抽象的文字叙述而感到迷惑,突出了重点,加快了对难点的理解和记忆,从而突破了教学的重难点。
四、利用多媒体课件设计和展示交互练习,及时准确反馈课堂教学效果,有效调控教学过程
课堂教学是一个教与学的过程,必须体现以学生学为主体,教师教为主导的教学原则,同时也要重视教学效果的反馈。在课堂教学中,通过学生做题,检查学生对本课知识的掌握情况,同时有效地调整教学过程中的不足并及时纠正。反馈越及时,学生获得学习效果的正确率就越高,教学效果也就越好。要想达到教学效果的完美,必须把重点和难点的知识点设计成课件练习题,让学生多做题,及时巩固当堂的重点和难点。例如在《蛋白质对生物性状的控制》一课中,在学习过DNA转录形成mRNA过程后,可以在课件中安排这样一个练习,让学生在计算机屏幕上,通过键盘输入填写一个有空缺碱基的DNA和mRNA序列表,让学生填出空缺的部分,检查学生能否通过DNA模版与mRNA的碱基配对关系,去理解转录过程的实质。这样的课堂练习,既能提高学生的兴趣,使学生能主动参与,又能让教师及时发现学生掌握知识上的不足,及时准确地采取相应的措施,为以后的备课、上课做了实践性的指导。
参考文献
[1] 曹晓燕.将信息技术与生物学科整合的课堂教学示例[J].生物学教学,2010,10
[2] 兰宏生.关于信息技术与课程整合的思考[N].中国教育报,2001,12(4)
【摘 要】随着科学技术的飞速发展,多媒体技术已越来越多地应用于现代教学之中。本文从现代教育技术在导入新课、课堂重难点教学、课堂小结、课后学习和复习、课后教学反馈和实验课教学六个方面的应用进行阐述,详细分析了现代教育技术在中学生物课堂教学中应用的重要性和可行性。
【关键词】现代教育技术;中学生物;课堂教学
随着科学技术的飞速发展,多媒体技术已越来越多地应用于现代教学之中,并以快捷的方式、逼真的动画效果、大容量的板书内容,改变了传统的教学方式,收到了良好的课堂教学效果。在生物课的教学中,如何结合课程特点,有效地利用多种媒体并充分发挥其优势,高质量、高效率、高效益地完成教学活动,是生物课教学中的一个现实问题。
1. 创设真实情境,精心导入新课 兴趣是最好的老师。教师在导入新课时,应该联系实际创设真实情境,充分激发学生的学习兴趣。只要在上课时激起学生强烈的求知欲、引发他们浓厚的学习兴趣,就会事半功倍。然而传统生物教学仅仅靠简单的挂图、色彩变幻等手段来激发学生的学习兴趣,这显然是很不够的,运用现代信息技术,在课上播放与本节课有关的动画、录像、图片、声音等,可以有效地激发学生的求知欲,使其产生浓厚的学习兴趣。
2. 应用多媒体,突破重难点 恰当应用多媒体课件可以很好地突破教学重难点,提高课堂效率。生物学科中很多生命现象、生化反应、代谢途径等教师难以用语言表达清楚,而多媒体课件集声音、图像、文字、动画、视频等多种媒体于一体,化静为动,生动有趣,直观形象,虚实结合,可以最大限度地满足学生的视听等感官需求,在学生头脑中建构理论模型和知识结构,从而突破重难点。在课堂上有效地利用多媒体技术前串后连、突破时空局限,可使学过的知识瞬时再现,大大节省教学时间,提高教学效率,提高教学质量。
多媒体教育技术还可以将微观的内容直观化,将抽象的内容具体化,使学生对微观和抽象的知识有更好的认识。生物学作为一门自然学科,微观方面的发展已经从细胞水平深入到了分子水平。高三选修教材中关于基因工程的内容,对学生来讲看不见、摸不着很难理解,教学过程中使用多媒体课件,从目的基因的提取开始,给学生演示限制性内切酶如何识别核苷酸序列,将磷酸二酯键和氢键断开,DNA连接酶又怎样连接磷酸二酯键进行目的基因与运载体的结合,借助噬菌体侵染细菌的过程让学生理解目的基因是如何导入到受体细胞中的,随受体细胞的分裂目的基因进行扩增,最后实现目的基因的表达。通过动态模拟这一显微操作过程,加之视觉、听觉的共同作用,并在此基础上诱导学生思考、讨论、共同探究规律。同时,生物学的研究对象是生物,生物是鲜活的、有生命的,生命现象是动态的变化过程。在教学过程中如何将这些变化过程尽量真实地展现给学生,运用多媒体是有效的途径之一。
3. 展示知识脉络,帮助和引导学生对课堂所学进行小结 生物教学不能只着眼于学生知识的积累,不还要注重培养学生掌握知识的内在联系,构建完整的生物知识结构体系。在课堂小结时,用投影或计算机等展示生物知识脉络,可以有效地帮助和引导学生构建完整的知识结构体系。例如,在复习“无脊椎动物”一章的时候,通过生物教学光盘,向学生展示本章内容和知识之间的内在联系,使其条理清晰,加深理解和记忆。或者,把各种动物的基本形态、结构等制成投影片,投影片用彩色图像的形式显示出本章的主要内容和知识之间的内在联系,并用不同的颜色代表不同的意义,给学生提供一个脉络清楚的知识结构。
4. 搭建教学平台,开放学习环境,帮助学生进行课后的学习和复习 信息技术与生物教程的有机整合,为生物教学在空间、时间、内容和形式上的拓展与开放创造了良好的条件,特别是丰富的网络自由提供了大量的生物教学资源。也可以为学生提供适当的参考信息,如网址、搜索引擎、相关关键词等,让学生自己去Internet或资源库中搜索素材。教师也可以根据教学目的的搜寻、整理、中和有关课题的知识、素材,精心设计、制作供学生使用的课件或专题学习网站,为学生创造一个自主学习的情境,帮助学生在头脑种建构完善、系统的知识体系。
5. 可以进行课堂上的测试,交互反馈调节,评价及时准确 以计算机和网络为核心的现代信息技术,可以给教师提供交互性和智能化很强的人机对话系统。我们利用这个系统对学生反馈的信息进行快速智能分析,可随时获得学生学习的效果、指导学生学习的过程,这是传统的评价手段所不及的。
一是开发即时测试系统。利用一些计算机软件的交互性制作一些可以自我测试的网页,学生可以自我测试,根据系统反馈,及时发现问题,自我调节学习。
二是开发网络考试系统。集组题、测试、阅卷成绩分析等功能的考试系统,可以根据教师设置的组卷参数(如试卷标题、总题数、满分值、考察的知识点,平均难度、平均区分度、题型结构)自动组出一份符合要求的试卷,对学生进行即时的联机考试。教师依据考试系统对考试结果进行分析反馈实现快速、准确的教学评价。
6. 实验课与现代教育技术结合对教室授课和学生学习的帮助 在生物实验教学中,学生最难以观察的是许多演示细节;还有难度较大的解剖实验,一些操作技巧,学生也难以掌握。借助电视录像片,恰当地应用特写放大,慢动作、图像滞留等手段,将实验材料与物像放大,将操作方法与程序适当放慢,以增加实验可见度,便于学生观察、记忆、理解、掌握。
同时,生物是一门以实验为基础的自然科学,生物教学离不开实验,真实的实验在生物教学中有着举足轻重的作用,是必不可少的。计算机模拟实验的巧用会收到意想不到的教学效果。这是由于有些实验结果不够清晰或受到时空条件限制的原因,不能满足教学的实际需求,需教师在真实实验的基础上再以模拟进行补充。
参考文献
[1] 徐惠芳. 计算机辅助生物教学的优势[J]. 教育探索, 2003, 4: 60~61
[2] 姜桂波.巧妙利用多媒体辅助生物教学[J].太原教育学院学报,2005,6:91~92
关键词:微生物育种;项目化教学;高等职业教育
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)48-0164-03
早在4000多年前,我国劳动人民就会利用微生物来生产酒和酿造食品。如今,利用工业微生物育种技术对微生物进行改造,可以提高目的产物的产量、质量或获得新的目的产物,并符合工厂化生产的要求,从而使抗生素、酶制剂、氨基酸、维生素、核苷酸、生物碱、激素等微生物产品产量成倍甚至成千倍增长,同时产品质量也不断提高,各类微生物产品已深入到人类生活的各个方面。工业微生物育种技术是高等院校生物技术类专业的专业课程。在传统的教学过程中,教学内容往往太过理论化,理论知识与实际操作未能结合,学生学习难度大,感觉枯燥乏味;而且,教学实验安排大多是孤立的,在技术上不具有连贯性和系统性,不能将技能训练与生产过程有机结合,学生学完之后不知如何运用,解决实际问题的能力提高不明显。显然,传统的教学方式已不能满足现今高技能生物技术专门人才培养的要求。如今,许多高职院校正在积极探索新的教学方法,项目化教学就是其中常用的一种。它依照教学目标将课程内容设计成若干个操作性较强的项目,以工作任务为中心,以典型产品(或服务)为载体,开展课程教学,将理论知识、实践操作与素质培养融为一体,学生在完成项目工作任务过程中,既收获了知识,又锻炼了技能。与传统教学法相比,项目化教学强调行动导向、项目载体、任务驱动、素质渗透、学生主体以及理论实践一体化,主要解决“怎么做”和“怎么做得更好”这两个问题,是培养技能型人才的主要途径[1]。2007年,湖北生物科技职业学院生物工程系开设了《工业微生物育种技术》这门课程,它是生物技术及应用专业和生物制药技术专业的必修课。自2010年引入项目化教学方法以来,经过多年的探索和实践,该课程取得了良好的教学效果。
一、以岗位需求为依据确定课程目标
按照工业微生物育种技术在生物技术及应用专业人才培养方案中的定位,依据职业岗位的需求,确定本课程的教学目标,即能根据微生物育种原理和基本操作流程,制定育种的实施方案,并按照实施方案应用微生物育种技术获得高产突变株,同时能对实施过程和原有方案进行评价和改进。课程教学目标,包括知识目标、技能目标和素质目标三个方面。(1)知识目标:熟悉工业微生物的特征,了解工业微生物育种技术的方法种类;掌握基因突变及基因重组的机制;掌握工业微生物诱变育种的原理与方法;熟悉其他常用的工业微生物育种方法。(2)技能目标:能够根据微生物的来源与特性,选择合适的分离纯化方法,并进行分离纯化操作;能够根据微生物的类型,选择合适的诱变育种方法;会进行生产菌种的保藏及复壮技能;能正确使用微生物的培养设备,并进行维护。(3)素质目标:具有较强的责任心和严谨的工作作风;具有较强的人际沟通能力;具有较强的团队组织协调能力;具有良好的安全、环保和节能意识。
二、以育种工作流程为主线设计教学项目
项目化教学的关键,在于教学项目的设计。我们一般应根据课程教学目标,以职业活动的工作过程为依据,结合职业岗位的典型工作任务,按照学生的认知规律来设计项目。项目设计要打破传统学科体系的章节编排,不应以知识的逻辑顺序为依据来安排教学。每个项目都有其相应的知识、技能和素质要求,让学生在“做中学、学中做”。工业微生物育种技术的教学项目设计具有以下特色。
(一)课程设计思路
大多数项目化教学课程的设计思路,是将课程内容设计成基础项目、主导项目和自主项目。根据工业微生物育种课程内容、操作流程和职业活动的特点,笔者将该课程设计成一个综合性大项目,即果胶酶高产突变株的筛选。笔者将原先孤立、分散的单个实训项目综合为一个由9个子项目组成的前后连贯的大项目,其连贯性、整体性的特点更为突出(表1)。两个子项目互为依托,前一子项目的结果是后一子项目实验材料的来源。
(二)相关专业课程衔接
该课程项目产品为筛选出的果胶酶高产突变株,可作为后续课程发酵工程、酶工程、生物分离与纯化、生物制品技术的项目化教学的材料。比如,可对果胶酶高产突变株的发酵条件进行摸索,或对其发酵工艺进行优化,或从高产突变株中分离纯化果胶酶,或对提纯的果胶酶进行性质分析。从而完善了专业课程体系建设的连贯性、整体性及层次性,实现了专业课程之间的有机衔接。
三、以学生为主体完成项目实施
在具体子项目实施之前,笔者安排有项目概述环节,内容主要包括:①课程简介:告知学生本课程的教学目标、项目设计情况、教学组织方法和考核方案等。②行业企业概况:介绍工业微生物的应用状况、工业微生物的概念及特点和工业微生物技术种类等。③后续课程任务的布置:要求学生查阅相关资料,指导学生制定子项目实施方案。以微生物育种工作流程为主线,开展子项目的实施,每个子项目有各自的知识、技能目标。在子项目的完成过程中,教师只起组织、引导、指导和评价的作用,学生才是学习的主体。每个子项目的实施步骤如下。
1.项目导入。首先,教师通过案例或者问题导入学习项目,提出问题、给出提示,导入本次课程的内容,组织学生展开讨论。
2.方案制定。学生通过图书馆或者网络查阅资料,以小组为团队讨论并制定实施的初步方案。笔者通常安排学生利用课余时间完成该步骤。
3.方案确定。首先,每个小组以ppt形式向全班汇报制定的初步方案,分析实施可行性,并说明资料来源。然后,教师和其他小组对汇报组进行提问或评价。笔者通过交互式讨论,引入相关知识,最后由教师对各小组初步方案进行点评,同时提出修改建议,鼓励实施方案的多样性。
4.方案实施。学生按照确定的方案,合理分工,团结协作,共同完成项目。在实施过程中,教师随时检查学生实施的情况,进行现场指导,解答学生的疑问,参与学生的讨论,纠正学生的错误,全面掌控学生的实施效果及学习质量。
5.总结评估。总结以各小组向全班展示实训结果的形式进行。评估采取小组互评、教师点评等方式进行。每一个项目均制定了技能考核方案及评分标准,结合学生提交的实训报告进行过程性评价。
四、以过程性评价为手段增强技能培养
成绩考核是教学过程中的重要环节,好的考核方式对学生职业技能的养成会起到促进作用。传统的单一笔试考核方式很难反映学生在学习过程中的素质和能力,与强调以素质为基础、以能力为本位的现代高职教育理念不相符。本课程的考核以结果性评价为辅,重在过程性的评价,以静态知识考核为辅,重在动态能力的考核,学生综合成绩的评定以过程评价、技能考核和理论考核相结合的方式进行。每个子项目的实施都要求进行过程评价,评价内容涉及子项目实施的每个步骤,以子项目5诱变剂量的选择为例,子项目技能量化考核表如下(见表2)。
学生、组长和教师为评价主体的三方,依据量化考核标准分别给出过程评价成绩,然后按照一定比例折合成学生的过程评价终成绩。理论考核和技能考核通常在学期末进行。课程总评成绩的组成详见表3。
现代职业教育,应该是一种以服务为宗旨、以就业为导向、以职业能力培养为核心的教育,重心应在于培养学生的动手能力和实践创新能力,特别是毕业后从事某种职业的谋生能力[2]。项目化教学,充分体现了学生是学习的主体的特点,学生的学习主动性和积极性被有效调动了;和传统的教学模式相比,其教学效果得到明显改善。当然,以就业为导向,坚持走产、学、研相结合的路线,以岗位技能促进学生就业,在高职高专院校进行课程项目化教学改革是一个漫长的过程,需要学校和教师从多方面进行改革,比如教学观念、管理、内容设置、教学模式及结果评定等。
参考文献: