時間:2024-01-01 15:45:22
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物理概念是反映物理現象和過程的本質屬性的思維形式。物理概念是中學物理基礎知識中最重要、最基本的內容。學生對概念的正確理解和掌握,不僅是學好物理的前提和基礎,也是發展學生能力特殊的邏輯思維能力的必要條件,還可以使學生取得思考并掌握探索問題的主動權。所以在教學中要盡可能通過多種教學方法及教學手段,使學生準確的形成,深刻的理解和掌握各種概念。幾年來,筆者借助物理概念教學,在提升學生的思維方面進行了一些探索。
一、創設情境,感性體驗
對于初中生而言,初次涉及高度概括的物理概念,無疑會感到生澀難于理解。作為“傳道、授業、解惑”的教師就要在如何給學生解惑方面各顯神通,教師可以給學生創設感興趣的且又恰當合理的情境,情境的創設途徑可以不拘一格,關鍵是創設出一種激起學生疑惑的學習心理,并由這種疑惑的學習心理引發出學生發現和提出問題。在中學物理概念教學中,發現問題的情境,可以用差異性的物理實驗、日常生活事件和經驗、科學探究模擬、新舊知識的聯系、作業活動等途徑來創設,讓學生體驗到一種身臨其境的感覺。比如,在摩擦力概念引入時,可以“讓學生想辦法用一張薄紙片提起一本較重的書”、“拉兩本頁碼交疊的課本,拉不開的課本”、“吹大的氣球吊杯子”等。
二、重視科學抽象,使學生理解由感性到理性
對于抽象的物理概念的教學,教師除了給學生介紹一些感性材料外,還要引導學生進行科學抽象――利用比較、分類、類比、分析、歸納等方法,對感性材料進行深層次的再加工,這些過程必須要經過學生的自己思考,由學生由此及彼、由表及里的分析歸納得出結論。比如,在斜面上下滑的物體受力分析,這里就要引導學生對力的概念、重力的作用效果等知識點的理解,讓學生自己進行討論、辯論,“去偽存真”把所謂的下滑力的本質認識清楚,而不是讓學生死記硬背“下滑力”不存在。……學生經歷這種由感性到理性的理解物理概念的過程,對他們記憶、理解、應用物理概念是有幫助的。
三、理解物理概念的物理意義,形成物理概念
初中生對于有些概念,看起來相似,其實本質卻不同的概念很容易混淆。如壓力和壓強,功率和機械效率,熱量和內能等一直搞不清。對于這些易混淆的概念,教師就應該從質和量兩個方面進行對比,以弄清其區別與聯系。如壓力和壓強,物理課本的定義壓力為垂直作用于物體表面的力,其單位是“N”,很多學生認為壓強就是壓力。實際上壓強是表示壓力作用效果的物理量(質的規定性),其數值等于物體在單位面積上受到的壓力,其單位是“N/m2 (即Pa) ”。物理和數學有個最大的區別就是,物理量有單位而數學沒有。通常,筆者讓一些基礎中等的學生區分不同的物理量的方法,就是看它們的單位。很明顯,這兩個物理量的單位不同,它們就不是同一個物理量,但兩個物理量既有聯系又有區別。教師對這些學生易混淆的物理概念教學時,應該不斷地加強學生對物理概念質和量的規定性的對比,知道他們的區別,由量的規定知道他們的聯系。
四、注重物理概念系統的歸納、梳理,形成有序的概念結構
在一個階段的學習結束以后,教師應該及時幫助并指導學生把眾多的知識、概念聯系起來,形成有序的知識結構,這樣,不僅有利于學生的記憶,而且有利于學生的理解和應用。歸納、梳理的方法是:
(1)回顧全章內容的主要知識點,比如主要的物理現象、概念、規律、實驗等;
(2)找出哪些物理知識點具有包容的關系,哪些知識點具有并列的關系;
(3)整理這些知識點的內在邏輯聯系,并以適當的形式表達出來。這些形式可以是提綱形式,也可以是“樹形”結構圖、表格等方式。
五、從物理書本知識到實際應用的轉變
有些學生對某些物理概念,知識點能夠較流利地表達出來,但他們并不一定會用。比如一個電路設計題:閉合前面開關,鈴響而燈不亮;閉合后門開關,燈亮而鈴不響。筆者問某學生,根據題目描述,你能判斷燈和門鈴是什么聯接方式?該生茫然不知。若問你知道串、并聯的電路的特點嗎?該生能順利回答。再問,如何判斷用電器的聯接方式?該生仍能回答出一看電流路徑,二看各用電器是否互相影響。進一步問,什么是用電器“互相影響”?……在筆者的啟發引導下,該生最終恍然大悟――燈與鈴是并聯的。教師不僅要成為學生學習物理概念知識的傳授者,還要成為理解知識,會應用物理知識的引導者。
關鍵詞 新課程 核心概念 課堂教學 光合作用
中圖分類號 G633.91
文獻標識碼 B
文件編號 1003-7586(2011)03-0036-02
1 核心概念與概念教學
1.1核心概念
核心概念是位于學科中心的概念性知識,包括了重要概念、原理、理論等,這些內容能夠展現當代學科圖景,是學科知識的主干部分。
我國現行課程標準明確提出“倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念”。新課程要求重視核心概念教學,由追求對繁雜的生物學事實性知識的記憶,轉向對核心概念的深層次理解。教師應幫助學生圍繞生物學核心概念建構知識、加深理解并注重遷移和應用。
以光合作用為例,比較術語、定義、概念、核心概念的不同:
光合作用(術語)是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧的過程(定義)。
植物利用光能將二氧化碳和水分子合成含碳有機物(碳水化合物)(概念)。
植物吸收光并利用光在含碳(有機)分子的原子之間形成強有力的化學鍵(共價鍵),從而獲得能量(核心概念)。
1.2概念教學
圍繞核心概念展開的教學活動稱為概念教學。課程內容圍繞核心概念有效組織,根據學生的認知能力和現有經驗,按照一定的次序逐層展開,用具體事實作為鋪墊來幫助學生深層理解。教學重心從陳述事實轉移到使用事實,幫助學生深入理解概念,培養和發展思維能力。教師采用講授、演示、討論、實驗、探究等教學策略進行教學設計。學習重心不再強調對事實內容的記憶和背誦,而更加注重通過鑒別、論證提升思維能力和應用所學知識解決現實問題的能力。
2 “光合作用”的核心概念
“光合作用”的核心概念,采用一種完整的陳述句形式來表述,然后將更加抽象、上位概念依次列出:
A 1植物吸收光并利用光在含碳(有機)分子的原子之間形成強有力的化學鍵(共價鍵),從而獲得能量。
A 11光合作用能夠將光能轉換成能夠利用的化學能(能量轉變)。
A 111捕獲光能的色素有葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素。
A 112葉綠體的類囊體上有吸收光能的色素和酶,能將光能轉變為化學能并儲存在ATP中。
A 113葉綠體基質中也有酶,能將ATP中的化學能轉化為糖(碳水化合物)中儲存的化學能。
A 12光合作用能夠將二氧化碳和水轉變成含碳有機物(物質轉變)。
A 121光合作用的過程根據是否需要光能分為光反應和暗反應兩個階段。
A 122光反應階段必須有光才能在類囊體薄膜上進行。
A 123光反應階段包括H2O的分解和ATP的形成。
A 124暗反應階段有沒有光都可以在葉綠體內的基質中進行。
A 125暗反應階段包括二氧化碳被固定;C3被[H]還原,最終形成糖(碳水化合物);ATP轉化成ADP和Pi。
A 126光反應與暗反應既有區別又有聯系,是不可分割的整體。
A 13控制光照強弱和溫度的高低,適當增加環境中二氧化碳的濃度等措施能增加農作物的產量(應用)。
A 131影響光合作用速率的環境因素有二氧化碳的濃度,水分,光和溫度的高低等。
3 光合作用的教學實例
3.1關注學生的前概念以及支持發展學生的元認知能力
建構主義認為學習者對所要學習的材料已存在有許多先前的概念,而新知識的學習則是建立在這些存在個別差異的先前概念之上的。
例如:學生書寫光合作用的方程式后完成表1。
3.2創造沖突的學習情境
學習被看作是解決新舊知識、經驗的認知沖突使原有認知結構發生改變的過程。概念放在一定的應用情境下才會顯得生動和有意義,真實的情境能夠使學習變得更為有效。學習的目的不僅僅是要讓學生懂得某些知識,而且要讓學生能真正運用所學知識去解決現實世界中的問題。
例如:人們通常認為樹林中早上空氣清新,是鍛煉身體的適宜時間。
你認為最佳的鍛煉時間是什么時候?(晴天的早上、中午、晚上;陰天的早上、中午、晚上)你的想法與上述觀點是否一致,如果不一致,你的理由(或證據)是什么?
3.3POE教學策略的運用
Predict(預測):要求學生預測會產生何種改變,并記錄改變的原因。
Observe(觀察):仔細觀察其中的改變。
Explain(解釋):思考預測與觀察的不同,想出可能造成不同的原因并得到結論。
例如:讓學生觀察綠葉,研究光合作用場所。
預測(P)――預測在何處可以檢測到淀粉。
觀察(O)――顯微觀察。
解釋(E)――解釋原因。
3.4用事實支撐核心概念
幫助學生形成光合作用的概念,需要給他們提供大量生物學事實以支撐。
例如:吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層,吸收藍紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深層。
在高緯度地區進行溫室栽培,因日照時間太短,應進行人工補充光照。
其他地區若遇到連續陰雨雪天氣,亦應進行人工補充光照,同樣可以達到增產增收的目的。
及時進行整枝、打杈、綁蔓、打老葉等田間管理,有利于棚內通風透光。
在大棚內種植不同種類的蔬菜時,應遵循“北高南低”的原則,使植株高矮錯落有序,盡量減少互相遮擋現象。
3.5教學中滲透人文素養的培養
例如:碧玉妝成一樹高,萬條垂下綠絲絳。――賀知章《詠柳》這首詩描寫的是什么季節?綠色柳葉的形成與什么因素有關?
停車坐愛楓林晚,霜葉紅于二月花。――杜牧的《山行》這首詩描寫的是什么季節?楓葉為什么會變成紅色?
金井梧桐秋葉黃,珠簾不卷夜來霜。――王昌齡的《長信秋詞五首》中梧桐樹的葉子為什么會變黃?
3.6開放式評價
通過繪制光合作用的概念圖、真實情境下的問題解決等考查學生對核心概念的理解。
例如:你計劃用溫室大棚種植蔬菜請問你應該選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補充光源?應該如何控制溫度?要提高蔬菜的產量你要采取哪些措施?請寫出書面報告。
生物學科的知識主要是由生物科學的概念構成的,生物學概念反映了生命現象和生命活動規律的本質屬性。高中生物新教材的重要價值取向之一就是重視以生物學基本概念構建主線突出、結構合理的知識體系,努力促進學生認知結構的發展。學生只有在深刻理解和準確把握各種生物學概念的基礎上,才能建構良好的生物學知識結構并在實踐中加以運用。
傳統高中生物課堂主要存在兩種概念教學模式:一是“注入式”的生物概念教學模式,還有一個是“說文解字式”的生物概念教學模式。這兩種模式有其共同特征:只重結論,不重過程;只重定義,不重現象;只重記憶,不重運用;只限于概念本身,不注意結構聯系;只重概念知識,不重科學人文素養。學生在學習過程中經常會出現一系列判斷、推理及結論的錯誤,使學生、教師都不勝其煩。究其原因,都是由于沒有掌握概念學習的要領,而出現“概念不清楚”、“概念掌握不完整”或“概念理解錯誤”等問題。培根在《新工具》中寫道:“我們不能像螞蟻,單是收集,也不可像蜘蛛,只從肚子中抽絲,而應像蜜蜂,既收集又整理,這樣才能釀出香甜的蜂蜜。”培根強調的“既收集又整理”,就是提示我們要善于應用歸納、演繹、比較、類比等多種思維方法讓學生從多角度、多方位把握概念的內涵與外延,從而深刻理解概念,同時改善概念學習的方法和品質。為此,筆者在高中生物教學中嘗試應用歸納、演繹、比較、類比等多種思維方法進行概念教學,取得了較好的教學效果。
一、演繹
從某個具有普遍意義的一般性生物學原理或生命活動規律出發,推理解釋某些個別的或特殊的生物現象,這種從一般到個別,從普遍到特殊的推理方式叫做演繹法。運用演繹法進行生物學概念教學實質上是為學生提供新的問題情景,指導學生運用所學的概念進行合理的分析解釋,并提出解決問題的措施。這種方法既能讓學生較好地理解概念的內涵和外延,又能提高學生運用所學概念解決實際問題的能力。演繹思維應用于概念教學中的常見模式為:呈現概念舉例說明。
如在學習“酶”的概念后,學生基本能掌握該概念的
外延——酶的催化作用需要適宜的溫度,即在一定的溫
度范圍內,隨溫度的升高,酶的活性增強,在最適溫度時,酶的活性最強,超過最適溫度后,酶的活性隨溫度的升高而降低,直至高溫破壞酶的分子結構而使之完全失活。如何指導學生演繹和應用酶的這一特點呢?可以列出一些生物學現象讓學生解釋。①為什么高燒病人往往胃口不好?②為什么加酶洗衣粉在溫水中去污效果更好?③人們常在冷泉中找到嗜熱細菌而很少在熱泉中找到嗜冷細菌,這是為什么? ④高溫滅菌消毒的主要生物學原理是什么?
二、歸納
歸納是從特殊性知識的前提出發,推理得到一般性知識的結論的思維方法。歸納思維應用于概念教學中的常見模式為:呈現實例總結概念。教科書內容的組織應當實現學科邏輯與學生認知邏輯的統一。所謂學科邏輯,指組織教學內容時先概念后應用。但我們知道,如果先舉例討論,然后由學生自己總結出概念的內涵和外延,這樣在活動中建構知識,一定能極大地激發學生的探究動機,也才更符合學生的認識邏輯規律。
例如,學習必修2中“單倍體”的概念時,學生常誤解單倍體一定只有一個染色體組,具有3個以上染色體組的一定是多倍體,這說明學生沒有真正把握概念的本質屬性。 “單倍體”的概念在課本中是這樣描述的:單倍體是體細胞中含有本物種配子染色體數的個體。若照本宣科地講解單倍體概念,學生不易理解,難以激活學生的學習興趣,學生只會機械記背這一概念,不能靈活地運用。筆者在教學中選擇從學生熟悉的實例引入。師:同學們知道蜂群中有幾種蜂?生:蜂王、雌蜂、雄蜂(蜂王、工蜂、雄蜂)。師:哪位同學來說一說三類蜂在蜂群中各有何責任? (學生七嘴八舌,非常興奮)師:其中雄蜂的職責就是與蜂王,完成后,它們將被工蜂推出巢外,離開家的雄蜂不久便死亡,因為它們發育不良,不能自食其力,為什么呢?原來雄蜂與蜂王和工蜂出身不一樣,雄蜂由未受精的卵發育而成,它的體細胞中只含有該物種的一半染色體。接著筆者又呈現其他單倍體的材料,如“用二倍體黃瓜的花粉進行花粉離體培養得到的植株”“含有3個染色體組的普通小麥的單倍體”,通過分析事例最終使學生歸納出單倍體的本質特征是“本物種配子染色體數目”,而含有幾個染色體組并非其本質特征。然后在學生形成概念的基礎上,再設置問題情境加以應用。實踐表明通過這樣的方式習得的概念,學生理解更深刻,記憶更牢固,應用更靈活。
三、比較
比較是通過對兩個或兩個以上對象進行求同和求異兩個方面的對照分析而加強對知識的理解和獲得新知識的方法。在生物學知識體系中存在大量或字面相似或本質接近的概念,如染色體與染色單體、基因與DNA、基因突變與基因重組、線粒體與葉綠體、細胞質與細胞質基質、種群與物種、無籽西瓜與無籽番茄、生長素與生長激素等,還有一類是生理過程相關的概念,如有絲分裂與減數分裂、細胞分裂與細胞分化、轉錄與翻譯、細胞凋亡與細胞壞死……正因為這些容易混淆的概念,使學生的學習難度增大,學習效果下降。要解決這些問題,比較法可以起到較好的效果。比較法應用于概念教學的常用形式有表格比較、圖解比較。例如,DNA與RNA的比較、有氧呼吸與無氧呼吸的比較、光反應與暗反應的比較、跨膜運輸3種方式的比較等。
四、類比
類比是根據兩個或兩類事物在某些屬性或關系上的相同或相似,推出它們在其他方面也可能相似或相同的一種思維方法。類比思維就其本質而言,是一種把抽象思維與形象思維相結合而進行的猜測性思維,它的突出特點是能夠充分發揮學生的想象力。
如學習必修2“基因突變”的概念時,教師可以利用“問題探討”中抄寫錯誤的3個英文句子與基因突變的3種類型,堿基對的增添、缺失、替換類比分析,引導學生掌握基因突變的概念。又如在學習細胞器時,可將“溶酶體”比作酶倉庫、將“線粒體”比作動力工廠、“葉綠體”比作能量轉換站或養料制造廠等,這些比喻對學生理解這些細胞器的功能是非常有利的。但是比喻一定要貼切,在本體和喻體之間要存在較強的相似性。只有這樣,抽象、生僻的概念才會變得通俗易懂。
總之,要實現高效的高中生物概念教學,教師必須突破傳統的概念教學模式,綜合應用演繹、歸納和類比交替或齊頭并進的多元模式,使學生在概念學習過程中感悟多種邏輯思維方法的魅力,讓學生從多視角、多方位立體地透視概念的內涵和外延。
參考文獻
[1] 趙光武.思維科學研究[M].北京:中國人民大學出版社,1999.
[2] 李維.學習心理學[M].成都:四川人民出版社,2000.
關鍵詞:核心概念 生物學概念 生物教育
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:B
2011版的義務教育生物學課程標準已經頒布了。新版的課程標準凸顯生物學核心概念的教學,這是非常值得中學生物教師關注的。
1、需要核心概念的原因
1.1 面對信息時代的現實壓力
毫無疑問,現在已經進入到一個知識大爆炸的信息社會,知識的更新速度讓我們猝不及防,而獲取知識的途徑也變得更為多樣。在這種背景下,中學生物教育就不能再沿用傳統的知識傳授型教學模式了。
“授之以魚,不如授之以漁。”在信息時代,教育更重要的是教給學生學習的方法,特別是培養學生獲取信息、選擇信息、評價信息的能力。如果把科學概念比作一把大傘,那么核心概念正是傘的骨干部分,學生一旦掌握了核心概念,就可以比較容易拓展到次級概念和一般概念。
1.2 提高學生的學習興趣,促進有意義的學習
在當前的學校教育中,學生對科學學科的態度并沒有想象中那么好,考試使得學生覺得科學理論與公式面目可憎。而現行的教育體制,特別是在選拔性考試的壓力下,生物學教學沒有受到足夠的重視,也沒有得到絕大部分學生的關注。學生要么覺得生物不重要,要么覺得學習生物就是死記硬背一些事實和理論,沒有什么興趣可言。
而在課堂之上,教師仍然傾向于教給學生生物學事實、原理,這樣就使學生沒有時間將知識組織化、系統化,很容易遺忘,也就無法進行有意義的學習。現在的教學提倡科學探究,而科學探究對于過程參與的重視,勢必會削弱對于大量事實和原理的學習,知識傳授型的教學就會使科學探究的可操作性受到挑戰。對于大部分學生而言,大量的事實和原理的講授會讓他們覺得概念是很抽象的,而抽象的原因很大程度是由于這些事實和原理脫離了學生的經驗,學生在學習的時候,不能將新概念與舊經驗建立直接的聯系。科學探究式的學習旨在解決這一問題,勢必需要選擇有限的大概念來組織探究活動。
1.3 為了學生的終身發展,提高學生的生物科學素養
課程標準定位于面向全體學生,提高學生的生物科學素養。有一點是很明確的,不可能所有的學生以后都從事與生物學有關的行業,既然如此,中學生物學就不是只為培養生物學家而開設的。那么,生物學的教學就不應以提供大量的生物學事實或者理論作為目標。如果提供的是一些核心概念,則可以幫助學生理解他們在學校里、將來離開學校以后的與生物學有關的事件和現象,并能夠幫助學生在相關的事件中作出有依據的科學決策。
毫無疑問,學生在生活中會遇到很多與生物學有關的問題,如食品安全、環境保護、醫療保健等。面對這些問題,具備良好的生物科學素養,可能會幫助他們做出科學判斷,采取科學有效的應對措施,而不是手足無措,或者隨波逐流。
2、核心概念的界定
核心概念,也可以叫做大概念,是指位于學科中心地位的基本知識、原理,應該是該學科的主干。
赫德認為,核心概念應該具有以下標準:展現了當代科學的主要觀點和思維結構;能夠組織和解釋大量的現象和數據;包含了大量的邏輯內容,有足夠的空間用于解釋、概括、推論等;在教學中可以用上各類情境下的例子,并可用于日常生活中常見的情況和環境;可以提供許多機會,用以發展與本學科特色相關的認知技能和邏輯思維過程;可以用于組建更高階的概念,而且可望與其他學科的概念結構建立聯系;表達了科學在人類智力成果中所占有的地位。
韋鈺等人認為,大概念應該具有的標準是:能夠用于解釋眾多的物體、事件和現象,而它們是學生在學校學習和畢業以后的生活中會遇到的;提供一個基礎以幫助理解遇到的問題并作出決策,而這些決策將會關系到學生自己和他人的健康與幸福,以及環境和資源的使用;當人們提出有關自身和自然環境的問題時,他們為能夠回答或能夠尋求到答案而感到愉快和滿意;具有文化上的意義,例如對人類自身有關的觀點——反映科學史上的成就,來自研究自然的靈感和人類活動對環境的影響。
美國國家科學院研究理事會最新頒布的《K-12科學教育框架》其副標題即是“實踐、交叉概念和核心概念”,這也是基于科學教育讓學生為今后的發展而學習的理念。在選擇核心概念的時候,主要考慮以下原則:具有跨學科的重要性,或者一個學科中的關鍵性的統領作用的原理;能夠為理解或探究更復雜的概念和問題的解決提供關鍵性的工具;與學生的興趣和生活體驗有關,或者與社會或個人對科技知識的關注有關;在深度和復雜性上,能夠隨著年級的進展而教學和學習,即對于年輕的學生來說,概念是可用的、同時又足夠寬泛到能進行持續的探究。《K-12科學教育框架》認為,圍繞核心概念開展教學活動,教師和學生就有足夠的時間進行科學探究,并能夠加強對于核心概念的理解。
綜上所述,筆者認為核心概念有以下基本特征:
(1)交叉性:具有跨學科的重要性,可以作為不同學科之間的聯系概念,同時,能夠在非常大的范圍內解釋非常寬泛的問題。
(2)統領性:對學科發展起統領作用,可以展開為一系列次級概念和小概念,這種展開不只是包括現有的若干概念、原理和技能,還包括將來可能發展出的新的概念、原理和技能。
(3)基礎性:對于學生現在和將來的生活和學習具有重要的基礎性作用,不但與學生現有的生活經驗密切相關,更重要的是作為其今后參與社會生活、作出科學決策的根本出發點。
3、生物學中的核心概念
關鍵詞: 物理概念 思維障礙 有效教學策略
筆者在多年教學實踐過程中發現一些學生因物理考試成績不理想而影響學習物理的積極性,產生畏懼物理的心理。認真分析發現相當一部分學生存在著對物理概念的學習思維障礙。物理概念是客觀事物的物理本質屬性在人們頭腦中的反映,是人們進行物理思維的基礎,由于它具有高度的概括性和抽象性,導致學生理解物理概念及運用概念進行物理思維時,常常會產生一些思維障礙,如果能對這些思維障礙的產生原因進行深入分析,并有針對性地進行有效教學,就能有效避免或減少學生在物理概念學習中的思維障礙,從而提高物理概念教學的有效性。
一、學生常見的物理概念學習障礙分析
(一)缺乏感性材料或感性認識造成物理概念學習障礙。因為到了高中,物理是按一定知識體系進行編排的,且由于內容較多,語言表述變得更抽象和概括。這與初中物理基本上是敘述簡單、圖文并茂,且公式規律都可以從生活經驗和實驗中得來,非常感性有很大差別,導致學生感到抽象,思維跟不上。盡管高中物理概念來源于實際生活,但它是現實生活的高度概括,學生如果沒有獲得相關事物足夠正確的感性材料,就很難充分理解物理概念的內涵和外延,形成正確的物理概念。因此,缺乏足夠的感性認識是學生學習物理概念的主要思維障礙之一,要減少思維障礙,就必須想方設法使學生獲得必要的正確的感性認識。如“電場強度”這個概念,由于電場看不見摸不著,很多同學一開始學習時感到非常茫然,沒有頭緒、不知所措,只有通過多舉實例、多畫電場線等方法加強學生的想象和感性認識,學生才會慢慢有具體的“感覺”。可見,有些感性材料雖然不屬于思維范疇,但是是理性思維的基礎,是形成和掌握物理概念的必要條件。
(二)思維定勢的負面影響造成物理概念學習障礙,即通常所說的知識負遷移。如電場中有一道題講的是一靜止點電荷放在一個只知其中一條電場線是直線的電場上,問其可能做什么運動?其中有一選項是:此點電荷將從靜止做勻加速直線運動,很多同學因多選了此項導致整題失分。表面上看是錯在誤認為電場線是直的就是勻強電場勻強,所以做勻加速直線運動。根本原因是勻強電場概念思維定勢導致知識負遷移引起的。思維定勢是造成中學生物理學習障礙的主要原因之一。我們在平時教學中應積極防止思維定勢的負面影響。特別是生活常識對物理本質的干擾,由于中學生缺乏生活經驗或本來對一些事物和現象形成只是表面的看法和觀點,干擾對物理現象本質的認識,使思維誤入歧途。
(三)缺乏思維的邏輯性造成物理概念學習障礙。物理概念的建立離不開思維,同樣,學習物理概念也離不開思維。如“加速度”這個概念,只有通過正確的思維邏輯過程才能形成對加速度的正確理解。即首先讓學生理解什么是速度(表示物體運動的快慢,單位時間內位移變化大小),其次是讓學生清楚速度也會變化,且理解什么是速度變化量(ΔV=V■-V■),最后讓學生清楚速度變化也有快慢,即理解單位時間內速度變化的大小(a=■=■),這個過程要求邏輯思維嚴密,學生只要其中一個環節出現思維阻礙,就可能導致對加速度的不理解。由于學生的思維缺乏邏輯性,往往對概念建立的思維過程不清導致學習障礙。
(四)概念的混淆造成概念學習障礙。高中階段的物理概念具有高度的概括性和抽象性,物理學中相關概念很多,雖然指根據同一類物理現象而引入的,反映不同本質屬性的不同概念,它們既有聯系又有區別。學生學習時若不能真正把握概念的內涵、聯系及區別,在運用物理概念進行物理思維時,往往會產生一些思維障礙,出現各種各樣的錯誤,如亂套公式、張冠李戴、思維混亂等現象。如速度與加速度,平衡力和相互作用力,動量和沖量,發射速度與運行速度,熱量與內能、固有頻率和驅動頻率,電動勢和電勢差,等等,學生往往因不清楚它們的區別和聯系導致思維障礙。
以上分析大致可以歸納為兩類:一是由于缺乏必要的生活經驗、正確的、典型的物理情景,而難于建立模型形成概念。即通常所說的缺乏“感性認識”。二是由于缺乏運用嚴密的邏輯推理、對比等科學思想方法,而難于深化理解概念。即我們通常所說的“理性思維”。
二、有效的物理概念教學策略和實踐
(一)多從學生生活中熟悉的、感興趣的典型實例引入加強物理概念感性認識,培養學生構建物理概念的能力,從而提高概念教學的有效性。如《機械波的形成與傳播》這節課教學中首先通過多媒體播放兩組日常實景錄像片段:一組是各種運動形式(直線運動、曲線運動、圓周運動等),另一組為波動(足球比賽中看臺上的人浪、大型團體操――紅旗飄飄、藝術體操――長綢舞)。通過類比方法讓學生明白:波動也是一種運動形式。鮮活的實例讓學生學習氣氛活躍,處于積極思維狀態,不僅強化學生對波的感性認識,建立波的概念模型,而且讓學生深刻感受到物理既來源于社會生活又高于生活,提高概念教學的有效性。
(二)多通過實驗演示探究建立情景或模型加強物理概念感性認識和理解,從而提高物理概念教學的有效性。在《自感》一節教學中,我們常用鎮流器做實驗,讓學生親身體會“被電”的感覺,這樣學生自然理解什么是自感現象,比教師口頭傳授效果好很多,而且學生還能很好地與“互感”區別開來。又如“安培力就是磁場對電流的作用力”也應通過實驗演示說明,如果條件允許最好讓學生親自操作,通過改變電流的大小,改變導線長度和方向感受對安培力的影響,這樣學生一定會對安培力有強烈的感性認識,形成對F=BIL的適用條件更深刻的記憶和理解,這樣運用公式解決問題時,學生自然就不容易出錯。平時教學中應多做實驗,教材有要求的一定要演示,沒有要求的也要盡量創造條件演示。很多物理教師因怕麻煩往往忽略這一點,認為演示實驗隨便講解學生了解就可以了,其實遠遠不是這樣的,不符合新課改理念和精神,教師精心設計的實驗可以很好地簡化和純化學生的感性認識,對學生摒棄錯誤的前概念有一針見血的效果,讓學生透過現象看到本質,是物理概念教學非常有效的一種手段。
(三)多從人文、哲學和藝術等不同角度闡述物理概念加強感性思維,提高物理概念教學的有效性。教學中注重引導學生找出概念的本質屬性,讓學生真正理解概念的內涵和外延。因為物理概念是對客觀事物本質屬性的抽象和概括,要讓學生正確地理解概念,就必須引導學生找出概念的本質屬性,讓學生真正理解概念的內涵和外延,從而正確掌握概念。教科書往往只從正面以單一方式敘述,教師倘若只是機械地照本宣科,就會使學生對概念的理解有片面性,缺乏立體感。從不同角度定義物理概念可以深化學生對概念的理解。如對“機械波”的概念理解,可以引導學生思考和討論意大利著名畫家、雕刻家、建筑師達?芬奇關于麥浪形成波的精彩描述。從不同視角探討問題,從不同角度深化理解機械波,讓學生感受物理學也有人文、哲學和藝術美,從而真正達到立體掌握物理概念的目的。
(四)多從物理學史實的有機闡述中加強物理概念感性認識,培養學生深化理解物理概念的能力。如對“力”和“光”的概念教學中,引入人類歷史上不同時期物理學家對力和光的看法和認識,特別是曾經錯誤的描述,如何去偽存真最終得到正確的概念,既讓學生有更深刻的認識和正確理解,又教育學生學會如何正確對物理概念進行科學抽象的方法。幾乎高中物理涉及的每個物理概念其實都有其發展演變的“歷史”,若在平時教學中能恰當引入相關物理學史運用于物理概念教學,同時融入辯證唯物主義哲學方法教育,讓學生了解其來龍去脈,物理概念教學有非常廣闊的展示平臺,學生會在多方位快樂學習過程中輕松而深刻掌握,強化對物理概念的理解,從而切實提高概念教學的有效性。這恰恰是新課改理念在新教材中的充分體現。
(五)多進行嚴密的邏輯推理演示、訓練,培養學生嚴謹的思維能力,從而提高物理概念教學的有效性。由于初中物理知識較為簡單,很多知識物理概念可能不需要通過嚴密邏輯推理,自然在學習過程中弱化對嚴密邏輯推理能力的培養。高中物理概念不僅具有高度概括性、抽象性,還具有嚴密的邏輯性和準確性。教學必須加強邏輯嚴密性思維訓練和思想滲透。即使如“重力是由于地球的吸引產生的”這樣簡單的概念,教師在教學過程中一定要講清楚重力為什么不是引力,通過“咬文嚼字”的辨析讓學生體會物理概念的準確性和嚴密性。又如摩擦力的概念教學中必須讓學生根據摩擦力方向產生條件進行大量摩擦力方向判斷,平時教學只有這樣不斷滲透嚴謹的思維訓練意識,才能在長期教學中培養學生嚴謹的物理思維能力,達到對物理概念準確理解和熟練運用的目的,從而實現物理概念的有效教學。
(六)多引導學生運用類比方法對概念進行對比分析,深化物理概念的理解,從而提高物理概念教學的有效性。在物理概念教學中如果能引導學生對相似概念進行對比分析,讓學生了解相似的地方和本質不同的地方,可以深化學生對概念的理解,達到防止概念混淆的良好效果。如講解電動勢這一概念,教師應與電勢差這個概念對比,通過數學式表達看出電動勢是E=■,而電勢差是U=■,讓學生很好地把二者區別開來,真正掌握“電動勢”這一概念。倘若不講清楚其本質意義并加以對比,學生容易與電勢差混淆形成錯誤理解。
(七)多運用科學方法,引導學生從數學表達式中深刻領悟物理概念的內涵,從而提高概念教學的有效性。由于數學表達式具有高度概括性特征和簡捷又嚴密的邏輯思維方式,能為描述具有深刻內涵的物理概念和規律提供最佳表達形式;簡化和加速人們進行物理思維的進程。如“電容”這個概念,它的比值定義式是C=■=■,在教學過程中一定要讓學生領會比值定義式概念科學方法及特點,學生很容易判斷出電容與電量或電壓無關,而是由本身性質決定的,即從決定式C=■中輕易判斷出電容與正對面積和電介質成正比與距離成反比,這樣既簡單又記憶深刻。要實現物理概念的有效教學,千萬不能只進行單純的文字說明,或讓學生死記硬背公式,這都是不可取的。在物理教學中如果充分發揮數學方法和數學思維在處理、分析、表述和解決物理問題中的作用,引導學生自覺地、有針對性地將物理概念和數學方法有機結合起來,真正做到既能把物理問題轉化為數學問題,又能從數學表達式中深刻領悟其物理概念的內涵,那么物理概念教學就會事半功倍。
總之,在物理概念教學過程中,教師必須認真研究分析學生對物理概念學習產生障礙的種種根源,并采取相應教學手段,切實糾正學生在概念學習過程中的錯誤偏差,加強學生的“感性認識”和“理性思維”培養,使學生習得正確的物理概念思維方法,提高能力。不僅有利于提高物理概念的教學有效性,而且促進物理思想方法在教學中的有效滲透,很好地培養學生的科學素養。
參考文獻:
[1]廖伯琴.物理教育學.北京:高等教育出版社,2012.
關鍵詞:生物學;核心概念;教材研發;課堂教學
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:A 文章編號:1009-010X(2011)12-0055-02
生物學概念是生物學科知識的重要組成部分,它是對生物的結構、生理乃至一切生命現象、原理及規律精確而本質地闡述。概念是構造理論的磚石,在眾多的概念中,核心概念的地位尤為重要,它在學科知識中處于最為本質和核心的地位。《普通高中生物課程標準(實驗)》(以下簡稱《標準》)中也明確提出要“倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念”。因此,注重生物學核心概念的教學具有非常重要的意義。
一、什么是核心概念
1 概念和核心概念。
概念是共同具有某些特性或屬性的事件、物體或現象的抽象概括,是一種由相近、相似的事件、想法、物體或人所組成的集合。生物學概念就是通過抽象、概括而形成的對生物學現象、本質特征或共同屬性的反映,如“酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數是蛋白質”這個概念,反映的就是所有酶在來源、生理功能和化學本質上的共同特征。
核心概念是位于學科中心的概念性知識,包括了重要概念、原理、理論等基本理解和解釋。生物學核心概念即那些能夠展現當代生物學科圖景的概念,是生物學科結構的主干部分,是生物學知識領域的中心,獲得了廣泛的應用,且能經得起時間的檢驗。
2 核心概念的表述方式。
大部分人認為核心概念就是學科知識中的某個詞或短語,如“光合作用”、“呼吸作用”等,實際上,這樣的一個短語僅是一個相應的學科專業術語,并不等同于核心概念,或者可以認為這只是一個標記核心概念的符號。核心概念的表述,常采用“XX是XXXX”、“XXXX稱作XX”、“XXXX叫做XX”或“XX是指XXXX”等形式。例如人教版高中生物教材中對有關核心的概念分別表述如下:“DNA分子的復制是一個邊解旋邊復制的過程,復制需要模板、原料、能量和酶等基本條件”、“由植物體內產生,能從產生部位運送到作用部位,對植物的生長發育有顯著影響的微量有機物,稱作植物激素”、“由生物群落與它的無機環境相互作用而形成的統一整體,叫做生態系統”、“細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產物,釋放出能量并生成ATP的過程”。
二、核心概念在中學生物學教材研發中的地位
依據《標準》編寫的、經全國中小學教材審定委員會2004年初審通過的現行高中生物學教材有五個版本,分別由人民教育出版社、浙江科學技術出版社、江蘇教育出版社、河北少年兒童出版社和中國地圖出版社出版發行。這五個版本的教材都是圍繞相關的核心概念來編寫的,除了小部分概念的詞語存在差異外,大部分核心概念的內涵是完全相同的。如“細胞的生命歷程”部分內容各版本教材的章標題雖然有“細胞的生命歷程”(人教版)、“細胞的生命周期”(中圖版)、“細胞的增殖與分化”(浙科版)等不同的表述,但其內容都是圍繞“細胞周期”(為表述簡潔,此處及以下用相應專業術語代表核心概念的具體內容)、“有絲分裂”、“無絲分裂”、“細胞分化”、“細胞的全能性”、“細胞的癌變”、“細胞衰老”及“細胞凋亡”等核心概念來組織編寫。這說明不同版本教材的編者們都充分意識到了核心概念的重要性,因為從某種程度上來說中學生物學教材就是由一系列的核心概念所構成的知識體系,其設計的框架也要有利于學生掌握核心概念。此外,各版本教材都用不同事例闡述了許多核心概念的發現、證實、發展、更新和變化的過程,讓學生沿著先輩科學家們的足跡去體會科學探索的歷程,有助于培養其實事求是的科學精神和嚴謹的科學態度。
三、核心概念在課堂教學中的地位
1 據核心概念確立教學目標。
教材的每一單元、每一節的知識體系都是圍繞相關的核心概念而建構的,核心概念指引了學習目標,因此在教學中應根據核心概念來確立教學目標。如《降低化學反應活化能的酶》(人教版)一節,教材首先介紹了本章的核心概念“細胞代謝”,然后引出了“酶在細胞代謝中的作用”,通過科學家們對酶本質的探索歷程來揭示“酶的本質”,最后通過設計實驗來探究“酶的特性”。根據這些核心概念我們可以確定本節的教學目標為:(1)知識方面:①能說出細胞代謝的概念,②能理解酶在細胞代謝中的作用、本質和特性;(2)情感態度與價值觀方面:通過閱讀分析“關于酶本質的探索”的資料,①認同科學是在不斷地探索和爭論中前進的;②認同科學家不僅要繼承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意見中的合理成分,同時要具有質疑、創新和勇于實踐的科學精神與態度;(3)能力方面:①進行有關的實驗和探究,學會控制自變量,觀察和檢測因變量的變化,以及設置對照組和重復實驗;②在實驗設計、資料分析、探究等問題討論中,運用語言表達的能力以及獲取資料、共享信息的能力。在制定教學目標的過程中,教師需要思考核心概念之間的聯系,必要時還需對核心概念進行細化處理。
2 圍繞核心概念組織教學。
關鍵字生物學教學;概念圖;思維構建;應用
“概念圖”教學方式在歐美等發達國家的教學中應用非常廣泛,它是一種十分有效的教學與學習策略。自從“概念圖”教學方式出現之后,人們對其研究從未間斷,據美國教育資源信息中心(ERIC)有關數據資料顯示:自上世紀80年代至今,研究“概念圖”教學方式的文章達664篇之多,并且隨著時間的推移還在不斷地增長。“概念圖”教學方式的應用十分廣泛,它不僅是學生構建知識框架和學習思維的工具,還是老師進行教學設計和分析評價學生對知識的理解和建構的手段。本文結合“概念圖”教學方式的基本理論分析了中專生物學教學中學生“概念圖”思維方式的建立方法,以及“概念圖”在教學活動中的其他方面的應用。
一、“概念圖”教學方式的基本原理
“概念圖”又被稱做“概念構圖”或“概念地圖”,它是一種用作組織與表征知識的工具。“概念圖”通常是由:概念、命題、交叉連接、層級結構等4部分組成,將和某一主題相關的概念寫在圓圈(或方框)上,再利用帶直線將有關系的概念聯系起來,并且在直線上注釋兩概念之間的關系(見圖1)。
其中,概念是某一知識的名稱或代號;命題是對所要連接的兩個概念關系的描述;交叉連接是表示不同知識領域的概念間的相互關系;層次結構是該知識概念的具體展現。
三、在中專生物學教學中“概念圖”的構建及應用
1.“概念圖”的構建
在中專生物學教學中,由于相關的概念性知識較多,要求學生記憶的內容較多。因此可以通過讓學生構建“概念圖”的方法幫助他們理解生物學中的重點知識。通常構建一個“概念圖”需要通過以下4個步驟來實現:首先,要找出重點知識的關鍵概念,例如:在課本中選擇需要構建“概念圖”的知識,找出這部分知識的重要概念,假如有必要的話應該找出與之相關的關聯性概念,然后把這些概念統計在一起制作出一張“概念表”。其次,理清各個概念之間的關系與排序,以關鍵概念為例介紹怎樣將各概念排序:在確定完關鍵概念之后,將概念中概括性最強的概念放在首層,概括性一般的放置在底層,最為具體性的概念放置在最底層,從而即可完成對關鍵概念的排序。再次,將各層之間用線段連接起來,并且要在連線之上加上一些必要的注釋,例如:圖1上的“進入”、“產生”、“需要”。通過將各個關鍵概念以圖框的形式建立起一個“概念圖”之后,就將這個知識點的內容以及與之相關的不同領域的知識也串在一起,這樣既可以增加學生動手的能力,還可以增強學生對知識體系的掌握與理解。在連接這些關鍵概念時,應當注意以下兩點:① 必須認真挑選需要進行連接的概念,并且還要認真琢磨連接注釋詞,同時應當注意連接詞不能使用句子;② 在需要連接的概念之間,找出它們的聯系,這樣就可以在圖上將各個層級的概念聯系在一起,從而使各個孤立的概念形成一個網格關系體。
最后,完成“概念圖”之后,應當積極的反思和完善它,因為一個知識點在學習的過程中,對其理解的程度是不斷加深的,隨著對這個概念的理解和認識程度的加深,可能會發現新的相關的概念,通過這樣不斷的反思和完善,可以逐步提高自己對知識的理解程度。
2.“概念圖”的生物學教學中的具體應用
(1)可以用作學生做課堂筆記的工具。目前,很多教師反映學生在上課時不做課堂筆記。通過在學生中間的調查發現,他們并不是不想做筆記,而是由于在課堂上跟不上老師講解的速度。課堂上,教師往往采用的是傳統的課堂講解方法,大量的羅列知識點,從而造成較多學生無從下手,或者記筆記的速度跟不上,然后也就放棄記筆記了。而“概念圖”教學方式可以讓學生非常輕松的去做筆記,有針對性的將課堂上老師講授的主要知識點和它們之間的聯系記錄下來。(2)可以用作學生建構知識結構的工具。學生在學習過程中往往會出現掌握了知識點,卻缺乏知識點之間的聯系,以至于面對真實問題的時候就不知道如何運用自己所學知識。所以幫助學生把學習的知識進行及時的總結,并形成有序的知識結構顯得尤為重要。而概念圖在建立知識點聯系這方面有比較好的作用,能夠將原本存在于學生頭腦中的知識、概念擺在面前,可以通過彼此之間的邊線等體現知識、概念的聯系,構建起一個比較完整的知識結構。
四、總結
在中專生物學教學中,“概念圖”教學方式不僅可以讓學生建立這種科學的學習思維方式,還可以提高教學和學生學習的質量。這樣不僅有利于學生學習成績的提高,還有助于他們以后工作和生活中對事物認識和學習的條理性,有助于他們養成科學的思維方式。因此,在“新課改”背景下必須提倡“概念圖”教學方式在課堂教學中的應用。
參考文獻:
關鍵詞:微生物學實驗課程;教學內容;教學方法;改革
Studies and practice for reforms of microbiological experiment in teaching contents and approaches
He Xiaoqing, Li Zhiru
Beijing forestry university, Beijing, 100083, China
Abstract: In this paper we briefly describe a series of reforms and tries in teaching contents and methods on the course of microbiological experiments for students in Beijing forestry university. The overview of reforms in experimental teaching, including course contents, teaching approaches, open experiments are introduced and discussed in details.
Key words: microbiological experiments; teaching contents; teaching approaches; reforms
微生物學實驗不僅是高等院校微生物學或生物技術專業的基礎課,也是生命科學、醫學、農學、林學等學科的基礎課程[1]。實驗教學是理論與實踐相結合的紐帶,是培養學生實驗操作技能和應用技術的場所,對整個教學質量起著舉足輕重的作用。一方面,學科高速發展需要現代技術;另一方面,即使基因水平的研究,也離不開微生物學的基礎實驗方法。自從列文虎克發現細菌以來,認識和研究微生物的方法與技術已經得到了很大發展,包括經典與現代的、個體水平與分子水平的、微生物體內與體外的等。微生物學實驗教學的目的之一是使學生在有限的教學時間內掌握和了解微生物學的基本技術與方法。不同的學科領域和院校所選擇的實驗內容不盡相同,作為一門基礎課程,其教學內容應該有一個基本的要求。我們在近幾年的微生物學實驗教學實踐中,創新實驗教學內容,并對微生物學實驗課程進行重組探索。
1 實驗內容的合理設置
微生物學實驗是基礎課程,實驗內容以微生物學基礎方法與技術為主。微生物實驗基礎內容包括:無菌操作(如接種、培養等)與無菌概念的建立,這是微生物學中最重要的基礎;幾大類微生物的形態特征與個體特征、微生物的基本染色方法、微生物的稀釋涂布技術及微生物的生理生化特性測定等。這些基礎的微生物學方法與技術作為學生必須掌握。在進行這些基礎教學過程中,教師也介紹各種方法與技術的發展與趨勢,啟發學生創新。只有了解基礎才知道“何為新”,只有掌握了基礎才明確“怎樣創”。近幾年的微生物學實驗教學內容主要包括以下幾個方面:
1.1 自然環境中微生物的檢測
盡管微生物的廣泛存在性作為相關專業的大學生已有一定的概念,但還不深刻。在微生物學實驗中,讓學生自己檢測實驗室、學生宿舍、人體表面與體內氣流、不同的水體、食品或飲用品中的微生物。一旦學生在平板上看到各種不同的菌落時,會大吃一驚,這樣會留下深刻的印象。
1.2 微生物的接種與培養技術
將微生物接種在不同的培養基中進行培養,是微生物學研究與應用的基礎,包括不同的接種工具、接種方法。液體、固體和半固體培養基的接種方法應掌握熟練,特別要強調嚴格的無菌操作與無菌概念。
1.3 微生物種類的識別
區分不同微生物的方法包括培養特征(液體與固體培養基)、生長特征(斜體、半固體等)、個體特征(顯微鏡下觀察)以及生理生化特性。通過菌落特征識別細菌、放線菌和霉菌三大類群,個體特征主要是選擇具有代表性的細菌(革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、桿菌、球菌、弧菌和螺旋菌、產鞭毛細菌等)、放線菌、酵母菌、絲狀真菌及其相關的染色方法。例如革蘭氏染色法、美蘭染色法、死活菌染色法、鞭毛染色法、芽孢染色法等,并能正確使用顯微鏡觀察微生物。生理生化特性的檢測,重在了解不同微生物在代謝上的差異,用以進行微生物的鑒定。
1.4 微生物的生長與測定
微生物生長曲線、數量與大小的測定。生長曲線測定中平板活菌計數和光電比色法是學生應掌握的方法。
1.5 環境因素對微生物的影響
這方面主要內容包括不同物理化學與生物因素對微生物的影響。
根據重基礎的原則,同時也考慮實驗內容或實驗方法與技術每年進行更新約25%,開放實驗和綜合實驗分別占學時的12.5 %左右,有利于學生創造性思維的發揮。
2 不斷更新實驗內容,建立新的實驗教學體系
2.1 更新實驗內容,實驗教學與理論學習有效結合
關鍵字:食品微生物學檢驗檢測體系問題完善
一、食品微生物學檢驗檢測體系概述
(一)、食品微生物學的概念
食品微生物學是微生物學的分支學科。它是自工業微生物學、微生物生態學和衛生學中專化出來的一門學科,主要研究微生物與食品制造、保藏等方面的內容。食品微生物學涉及病毒、細菌、真菌多種微生物,除研究這些微生物的一般生物學特性外,還探討它們與食品有關的特性。微生物作為最簡單的生命體而成為生命科學研究不可替代的基本材料,由此也奠定了食品微生物學在微生物學中的地位。使得食品微生物學也成為食品制造領域里十分活躍的一門新型學科。
(二)、食品微生物學檢驗檢測體系的概念
食品微生物檢驗體系的發展是與整個微生物學的發展是分不開的,食品微生物學檢驗檢測體系是運用食品微生物學的理論與技術,研究食品中微生物的種類,根據食品衛生的微生物學標準,對食品微生物實施檢驗的一系列有序的檢驗工序。它涉及生物學、生物化學、發酵學等多門學科的知識。《中華人民共和國國家標準——食品衛生檢驗方法》是食品微生物檢驗檢測體系的檢驗依據,確保微生物食品的安全、衛生。對于人類食品安全健康起著重要的作用。
二、食品微生物檢驗檢測體系存在的問題
我國食品微生物學檢驗檢測體系主要問題可分為以下幾個方面:
(一)、食品微生物檢驗檢測范圍廣
由于食品種類繁多,分布不同。而且微生物的種類也非常多,數量巨大。如目前列入食品衛生國家標準的致病菌有13種,每種的檢驗方法的復雜繁瑣。在食品來源、加工、運輸等過程中都有可能受到各種微生物的污染。正是由于檢驗檢測范圍廣,導致著微生物的危害度、食品的特性及處理條件無法貫徹落實,食品存在著嚴重的衛生質量問題。
(二)、我國食品微生物檢驗機構監管不嚴
無有效地監管機構,導致食品微生物檢測無法貫徹執行,于是時有發生檢驗檢測效率低下。無監管的情況下,因人為事務而遭受重大食品安全問題。而對于我國食品微生物檢驗機構監管不嚴的現象尤為突出。食品衛生監督機構:各級衛生局下屬 衛生監督所不能有效保證其工作質量,食品加工企業自檢不嚴格都將導致嚴重安全隱患。為加強檢驗機構控制監督管理,更好地依條例履行檢驗機構條例依據職責,有效的檢驗機構,必不可少。
三、食品微生物檢驗檢測體系的完善
為了防止微生物引起食品變質、腐壞,減少傳染病是病菌隨食品進入體內并在人體內增殖。食品微生物檢驗檢測體系是否有效已經成為食品安全的關鍵問題。于是如何完善施食品微生物學檢驗檢測體系,已是一項十分嚴峻的考驗。根據分析,得出如下幾條建議:
(一)明確食品微生物檢驗目標
在檢驗中,了解檢驗目標,有利于對于檢驗全局的控制得到有效化。食品微生物的檢驗目標是:研究各類食品中微生物種類、分布及其特性;研究食品的微生物污染及其控制,提高食品的衛生質量;研究微生物與食品保藏的關系;研究食品中的致病性、中毒性、致腐性微生物;研究各類食品中微生物的檢驗方法及標準。只有準確地明確目標,才能將食品微生物學檢驗檢測體系的優越性充分發揮出來。
(二)、提高微生物檢驗檢測的技術規范
食品生產是一個時間長、環節多的復雜過程。與每一個步驟都有可能產生微生物的污染。食品有直接和間接關系的致病性微生物都可能污染食品。在檢測檢驗過程中,良好的技術操作有利于提高微生物檢驗檢測體系的完整性與安全性。其包括顯微鏡檢、染色技術、培養基制備技術、接種、分離純化和培養技術等。能有效地將檢驗操作技術規范化,是一項不容忽視的課題,也是食品微生物檢驗檢測體系的技術保障。
(三)提高政府對于食品微生物檢驗檢測體系重視
食品微生物檢驗檢測體系因受到政府的重視,只有在政府的支持下,才能在政治效益的監管下,提高檢驗檢測體的健全。開發利用有益的微生物生產食品原料,如有機醇、有機酸、維生素類、核苷酸、氨基酸和醫藥類等,同時對引起食品腐敗的微生物、引起食物中毒的微生物研究防止方法,快速科學的檢測方法、修改衛生標準,完善衛生法規等。
四、結束語
生物學研究帶來了技術、方法、思維和理論的大革命的同時,也為食品微生物帶來了創新發展的原動力。食品微生物檢驗檢測體系作為給人類提供有益于健康、能確保食用安全的食品的科學保障之一,已受到人們的重視,有著廣闊的發展前景。而食品微生物檢驗檢測體系的完善仍需各個技術、人員、制度的共同努力。
參考文獻:
[1] 何國慶,丁立孝.食品微生物學.中國農業大學出版社,2009.
[2] 江漢湖,賀稚非.食品微生物學.中國農業出版社, 2002.