指导学生建构“减数分裂染色体数目和行为变化模型”的教学实践

以“减数分裂染色体数目和行为变化”一节课作为教学案例,指导学生自主建构模型.引入科学发现简史、实验证据,指导学生质疑、讨论、争鸣、假说、建构、解说、评价、修改等,使自己建构的模型渐趋合理.在模型建构活动中,深刻理解减数分裂核心概念,理解模型和模型方法.     

模型建构教学的应用

模型在科学研究中有着不可替代的优势,可以简化、强化人们的认识,让人们换角度思考问题。本文从利用模型开展《DNA分子结构和特点》的教学入手,分析了模型在教学中的作用和思考,旨在唤起人们对建模教学的重视和研究。     

基于假说演绎法及社会实践活动的“伴性遗传”教学设计

总结了将学生参与的“红绿色盲发病率及遗传方式”社会实践活动运用于教学中的“伴性遗传”教学设计和教学实施经验。教学过程以假说演绎法的一般过程为主线,以社会实践活动情境为载体,还原学生参与的红绿色盲调查活动全过程。实践表明,基于假说演绎法和社会实践活动,在教学中引入连贯的情境,有助于保证学生认知发展的连续性,充分调动学生的积极性,引导其主动运用已有知识螺旋渐进式地解决科学问题,从而发展学生的学科核心素养。     

假说——演绎法的运用

假说演绎法是在观察和分析的基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。假说演绎过程包括:发现问题→提出假说→演绎推理→验证假说→得出结论。假说演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法。     

运用“体验-合作学习模式”构建DNA的结构模型——“制作DNA分子双螺旋结构模型”的教学案例

以“制作DNA双螺旋结构模型”为例．论述如何运用“体验——合作学习模式”构建DNA的结构模型：首先构建概念模型作为“先行组织者”：然后以小组合作方式制作DNA的双螺旋结构物理模型;最后因势利导构建数学模型。     

生物学课程中的“假说”

传统乃至现在的许多生物学的专业教育仍然很强调专业内容的系统性与一致性 ,例如在教学与考核中 ,那条“从简单到复杂 ,从低等到高等”的所谓线索 ,各种动植物对其环境的适应性特征 ,仍被看成重中之重。而内容中的一些学说则被告知要“信鬼神而远之”,考核时最好不考 ,教时也最好不教。为什么呢 ?因为它们多是一些未能定论的东西 ,不好教给学生 ,果真应该这样吗 ?笔者以为不然。从科学的角度来讲 ,生命世界充满了许多未知和不确定的东西 ,许多知识 ,如进化生物学和微观生理、生化的内容都是以多种多样的假说的方式来阐述的。遗传学中的“中…     

“生态系统的能量流动与物质循环”一节基于模型建构的教学设计

以真实情境为背景,以模型建构为过程,以归纳演绎为方法,揭示能量流动和物质循环特点、区别及联系,使学生对生态系统内能量流动和物质循环形成深刻认知的同时,发展模型建构和应用能力,形成运用生物学知识解释或解决实际问题的能力。     

“生物膜的流动镶嵌模型”单元式教学设计

构建6个主题单元：①变形虫告诉我们（导入）；②模型构建中的逻辑推理和实验观察；③实验技术进步对生物膜研究的作用；④模型构建中结构与功能的适应；⑤假说的提出和修正；⑥体验美和创造关（结尾），着力于知识的理解、创新精神和实践能力的培养以及情感的渗透。     

“伴性遗传”的假说——演绎法探究教学设计

新课程倡导探究性学习,对于遗传规律,学生虽然无法像科学家那样进行实验研究,却可以像科学家一样进行科学思维的推理探究。在教师的巧妙引导,学生主动思维探究的学习活动,体验遗传学研究的逻辑思维"假说—演绎"模式,理解伴性遗传的特殊性。本节课是基于上述理念,来构建教与学的过程。     

剖析经典实验领悟“假说—演绎法”的实质及其应用

假说—演绎法是现代科学研究中的重要方法之一.假说是对新的经验事实提出的试探性理论,假言推理是演绎推理一种,常用于科学假说的验证过程.孟德尔在揭示遗传的基本规律时开创性地运用了多种方法,其中假说—演绎法是整个理论形成的核心方法.假说演绎法与遗传定律具有同样的教学价值,准确理解假说—演绎法的实质,是开展有效教学的前提.简述了假论-演绎法的基本内容、实质、在科学教育中的价值及应用.     

“基因的自由组合定律”中“假说-演绎法”的教学设计

阐述“假说-演绎法”的基本内涵。通过对孟德尔的2对相对性状豌豆杂交实验的深入剖析,运用“假说-演绎”的科学方法,经过“观察实验、发现问题-分析问题、提出假设-设计实验、验证假设-归纳综合、总结规律”的科学研究一般过程建立起关于2对相对性状的遗传规律。让学生对科学研究的思路和方法有了更深的认识,并能够领会“假说-演绎法”在“自由组合定律”发现过程中的方法论价值,旨在培养学生的科学探究能力。     

“生物膜的流动镶嵌模型”一节教学设计

在“生物膜的流动镶嵌模型”一节教学中,通过自主建构模型,学生在真实情境中分析关键问题,深度挖掘现象背后的本质规律,运用合理的科学方法解决实际问题。在教学过程中注重培养学生的高阶思维和解决真实情境问题的能力。     

“生物膜的流动镶嵌模型”基于科学史的教学设计

利用生物膜研究的科学史资料,引导学生进行基于资料的课堂探究性学习,注重学生自主、合作、探究的学习方式,达成知识、能力、情感态度与价值观的三维目标。     

昆虫生殖系统“锁钥假说”的研究及展望

昆虫生殖系统形态的多样性在保持昆虫的多样性，保障种间生殖隔离和种的延续中有着极其重要的作用。维持这一作用的机制就是异种间的差异和同种雌雄之间的吻合。关于雌雄生殖器之间的吻合很早就有人提出了“锁钥假说”，在过去的１００多年里，曾有许许多多的实验来证明“锁钥假说”。本文将对“锁钥假说”的历史和内容进行概括，对蝗虫的生殖系统形态进行分析。最后结合现代锁钥技术的发展，展望昆虫生殖中“锁钥假说”的前景和发展方向。１“锁钥假说”的发展历史及内容１．１“锁钥假说”的发展历史最早提出昆虫生殖系统“锁钥结构”的是…     

生态学假说试验验证的原假说困境

试验方法是生态学假说的主要验证方法之一,但也存在由原假说引发的质疑.Quinn和Dunham(1983)通过对Platt(1964)的假说-演绎模型进行分析,主张生态学不可能存在可以严格被试验验证的原假说.Fisher的证伪主义与Neyman-Pearson(N-P)的非判决性使得统计学原假说不能被严格验证;而生态过程中存在的不同于经典物理学的原假说H₀(α=1,β=0)与不同的备假说H₁′(α′=1,β′=0)的情况,使得生态学原假说也很难得到严格的实验验证.通过降低P值、谨慎选择原假说、对非原假说采取非中心化和双侧验证可分别缓解上述的原假说困境.但统计学的原假说显著性验证(NHST)不应等同于生态学假说中有关因果关系的逻辑证明方法.因此,现有大量基于NHST的生态学假说的方法研究和试验验证的结果与结论都不是绝对的逻辑可靠的.     

运用探究方法,进行建构教学

探究学习是美国芝加哥大学教授施瓦布(Schwabjj)倡导的,通过学生自主参与获得知识的过程,培养学生的探究能力.建构主义认为知识应该是学生在一定的情境下,通过意义建构的方式获得的.这些是新课程标准带来的新教育教学理念.如何将探究性学习与基础知识的教学统一起来,让学生通过探究性学习来建构概念,是新课程改革中需要深入研究的问题.     

Prion疾病和“protein only”假说

Prion病是指一类由蛋白质错误折叠导致的具有传染性的疾病.人类的纹状体脊髓变性病、库鲁病、脑软化病,和致死的家族性失眠症以及动物的羊瘙痒病和牛海绵状脑炎即疯牛病,都是致死性的神经退行性疾病,它们都属于传染性海绵状脑炎,统称Prion病.PrP^C是Prion蛋白在细胞内的正常形式,PrP^Sc是其致病形式.根据“protein only”假说,PrP^C向PrP^Sc的转化是致病的关键步骤.简要介绍了PrP蛋白的结构特征、PrP^C向PrP^Sc转化的可能机制、影响PrP^C向PrP^Sc转化的重要因素和PrP在细胞内的生物学过程等方面的研究进展,讨论了Prion疾病的诊断和治疗方法.     

物种多样性地理格局的能量假说

物种多样性地理分布格局及其成因是生物地理学和宏观生态学研究的核心问题之一。为了解释物种多样性的分布格局, 人们提出了多种假说, 其中讨论最多的是能量假说。该假说认为, 物种多样性的变化受能量控制。根据能量的不同形式及其对物种多样性的影响机制, 能量假说包括以下几种形式: 生产力假说(productivity hypothesis)、水分—能量动态假说(water–energy dynamic hypothesis)、环境能量假说(ambient energy hypothesis)、寒冷忍耐假说(freezing tolerance hypothesis)以及生态学代谢假说(metabolic theory of ecology, MTE)。本文系统介绍了每种能量假说的含义、所使用的能量形式及表征变量, 以及对物种多样性的影响机制, 并对不同形式的能量假说进行了比较, 在此基础上, 分析了每种能量假说的优点和缺点以及各自面临的问题。     

开展构建“细胞生命系统”模型活动的初步探索

论述在高三复习课中,如何开展构建“细胞生命系统”模型的活动,从而提高学生的综合能力,加深对生命本质的认识,同时活跃校园文化氛围。     

盖娅假说:在争议中发展

自从1972年Lovelock提出盖娅假说已经过去了40年,但围绕它的争议却从未停止过。盖娅假说在反对者的批评中与支持者的证明中不断发展。当前,最极端形式的盖娅假说基本上已被摒弃,尤其是那种明显带有目的论的说法。弱盖娅提出的"有机体可以影响他们的环境,有机体与环境的反馈耦合可以塑造两者的进化"这两个观点也已经是普遍接受的事实。除此之外,盖娅假说提出的其他3个命题却饱受争议。(1)内在平衡的盖娅:生物调节反馈有助于环境的内在平衡。反对者认为,生物反馈稳定全球环境的说法,与冰芯记录和大量的气候反馈研究结果相矛盾的。支持者认为,地球生物-环境系统的内在平衡可以产生于正负反馈的混合。盖娅假说关心的是地球几十亿年的历史,盖娅假说在较短时间尺度内可证伪,并不意味着其在较长时间尺度内也可证伪。(2)最优的盖娅:生物调节环境,使环境更加适合生物的生存。关于有机体的繁荣主要是由于他们对环境的改变,还是由于他们对环境的适应,目前尚未有结论。但盖娅的支持者认为,当生物-环境系统受到干扰或崩溃时,主导过程将显现。拥有较强环境反馈的系统,将易于快速过渡到新的状态,而由适应主导的过程将改变得较为平缓。反对者同意生物通过生物调节作用影响环境条件以使自身受益,但是生物首先要适应环境条件通过自然选择才能得以繁荣发展的。地球形成这样的环境条件,很可能纯粹是一种运气。(3)自然选择的盖娅:生物调节反馈产生于达尔文式的自然选择。反对者认为,"自然选择支持促进生命效应"的说法并非普遍有效,只有当遗传特征赋予携带者繁殖优势时,自然选择才会支持它。自然选择是机制,而非原则。支持者认为自然选择并不是盖娅系统环境调节的必要条件;基于副产品的自然选择,可以解决许多进化论学者提出的物种合作中的欺骗问题;自然选择并不总是支持促进生命的效应,但在当遗传特征使携带者相对非携带者受益时,自然选择可以使特征携带者产生进化优势。虽然争议依然存在并将持续下去,但作为假说生产者,盖娅假说已经证明了它的价值。但是在人类活动对生物圈影响不断增强的背景下,盖娅假说必须与人类活动相结合,否则必然走向衰落,并被其他理论或假说所替代。在此基础上,未来盖娅假说的研究者们需要继续努力探索可以应用于生物圈的一般性原则,并坚持系统性的思考方法。在具体的方法方面,可以利用系统度量指标;建立新的模型,尤其是建立关于生物地球化学循环过程的机理模型;搞清楚不同尺度过程的成本与收益。