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1、基于新课程生物高考视野下获取信息能力体系的构建和研究林 瑶 俞如旺（福建师范大学生命科学学院 350108）近年来，各省新课程生物高考试题呈现的课外信息量越来越多，有影响科学、技术和社会的生物学重大新进展，也有与生产、生活紧密联系的生物学课外资料，以及影响学生学习方式，启迪学生探究思维的生物科学发展史。高考试题在加强基础能力考查的同时，也注重对这些课外材料获取信息的能力考查。获取信息能力是实现学生自主学习的重要前提，培养学生获取信息的能力具有重要意义。一、获取信息能力1.获取信息能力的涵义获取信息能力是指通过多种渠道发现和收集信息、鉴别和选择信息、转化和运用信息的一种能力。在日常的生物教学中注
2、重对考生获取信息能力的培养具有重大意义，获取信息能力是培养学生自主学习的第一步。在生产、生活实践中遇到的各种问题，首先要能在这些相关材料中获取有效生物学信息，方能进一步分析和解决生物学问题。培养学生获取信息能力的实质是强调学生学以致用，理论联系实际，使学生在现有知识的基础上不断提到自身生物科学素养。近年来，随着新课程高考在全国各省逐步实施，生物试题所体现的课外信息量越来越多。以能力考查为主的生物高考不再拘泥于教材，试题往往以某一生物学相关事件为背景，从与生物相关的社会生产实践，影响科学、技术和社会的生物新技术、新进展等方面衍生出对考生多方位、多角度的能力考查，其中首要能力就是获取信息的能力，它
3、要求考生从材料中获取有效的生物学信息，并能结合生物学相关知识，分析问题、解决问题。培养学生获取信息的能力可以实行两步走策略。首先，训练学生从课外材料、生物学新进展、生物科学发展史等信息中筛选、提取有效生物学信息。第二步，根据提取到的有效信息，结合和运用生物学相关知识、原理和方法进行分析，达到解决实际问题的目的。2. 获取信息能力在课程标准中的界定普通高中生物课程标准（实验）的能力目标明确提出，要培养学生利用多种媒体搜集和处理生物学信息的能力，学会鉴别、选择、运用和分享信息。生物科学和技术的迅猛发展对社会和经济的发展日益显现出巨大的推动作用，也影响到社会和个人生活的方方面面。课程标准非常注重培养
4、学生的获取信息的能力，要求学生能从“反映生物科学技术的发展及其对社会发展和个人生活的影响”的材料中获取信息。在普通高中生物课程标准（实验）的课程资源的利用和开发建议中，也强调了学生对多种课程资源的利用，从中获取相关生物学信息，提高学生信息评价的意识和能力，要求学生在学习生物学知识的同时获得终身学习的能力。3. 获取信息能力在现行高考考试大纲中的界定现行普通高等学校招生全国统一考试大纲（课程标准实验版）中对学生提出了四大能力要求。其中关于获取信息的能力的要求是 “能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题；关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生
5、物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件。” 二、获取信息能力的体系构建依据普通高等学校招生全国统一考试大纲（课程标准实验版）对于获取信息能力的要求，高中生物学学习过程中，关于获取信息能力的培养体系包含三个组成要素。第一，培养学生从课外材料中获取相关的生物学信息，解决生物学有关问题；第二，培养学生从对科学、技术和社会发展产生重大影响的生物学新进展中获取信息；第三，培养学生从生物科学发展史中获取信息。1. 从课外材料中获取相关的生物学信息，解决生物学问题学习生物知识的最终目的在于解决社会生产实际问题，生物学课外材料包含大量的社会生产实践内容。一方面，通过对课外材料的分析，提高学生获取信息的能力，
6、学会应用知识解决生产、生活中的实际问题；另一方面，从学习的方式上，由课外材料获取相关的生物学信息是倡导学生进行自主学习的重要方式，这使学生能更好地巩固生物学知识。因此在日常教学中，要有意识地培养学生从课外材料获取相关信息的能力，促进学生有效自主学习，下面以例1试题为例分析。例1 （09年全国高考卷第4题）为防止甲型H1N1病毒在人群中的传播，有人建议接种人流感疫苗，接种人流感疫苗能够预防甲型H1N1流感的条件之一是：甲型H1N1病毒和人流感病毒具有相同的（ ）A.侵染部位 B.致病机理 C.抗原决定簇 D.传播途径答案 C此题以当前社会热点“甲型H1N1”为材料，探讨预防甲型H1N1流感的疫苗
7、接种问题。考生需要获取的信息是：甲型H1N1病毒和人流感病毒都是抗原，能引起机体产生特异性免疫反应；接种疫苗能让机体产生对特定抗原的免疫力；抗原决定簇是抗原表面特征性的大分子，具有特异性。需要结合并运用的生物学知识是：根据特异性免疫反应的原理，疫苗要能起作用，必须要疫苗的抗原信息和病原体的抗原信息一致，这样由疫苗刺激机体产生的免疫物质和免疫细胞，才能作用于该种病原体。因此得出，如果让机体通过接种人流感疫苗达到预防甲型H1N1流感的目的，则两种流感病毒应该具有相同的抗原信息，即抗原决定簇。纵观各地高考卷，不难发现高考题中课外材料覆盖的信息极为广泛。包括日常生活中的生物学问题以及与生命科学相关的各
8、种社会热点。信息的呈现方式也是多种多样，需要从文字、图表等形式中提取有效生物学信息，并结合所学生物学基本知识，对生物学问题进行解释、推理和判断，从而解决实际问题。2. 从对科学、技术和社会发展产生重大影响的生物学新进展中获取信息培养学生从对科学、技术和社会发展产生重大影响的生物学新进展中获取信息的能力，目的在于使学生关注生活、关注社会，善于用科学的眼光搜寻重要信息。当前生命科学的迅速发展对社会产生越来越深刻的影响，关注和了解现代生物科学技术在一些重要领域的研究、发展趋势和应用前景以及对生产生活的影响，对于开拓学生的视野，增强学生的科技意识，进一步培养学生独立获取新知识的能力具有重要意义，下面以
9、例2试题为例分析。例2 (09安徽高考卷第4题) 2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白“的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是（ ）A追踪目的基因在细胞内的复制过程B追踪目的基因插入到染色体上的位置C. 追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布D追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构。答案 C此题以科技新进展“绿色荧光蛋白”为材料，探讨该新进展在基因工程的应用。需要获取的信息：绿色荧光基因与目的基因组成融合基因；融合基因表达出的蛋白质带有绿色荧
10、光；基因工程。需要结合并运用的生物学知识：基因工程有四个基本步骤，其中最后一步是“目的基因的检测与鉴定”，基因工程成功与否就是看目的基因是否表达成功。这里将绿色荧光基因与目的基因组成融合基因，融合基因表达，即会同时产生目的基因产物和绿色荧光蛋白，这样就可以通过绿色荧光的存在与否说明目的基因的表达与否，并能显示目的基因表达出来的蛋白质在细胞内的分布。培养学生从对科学、技术和社会发展产生重大影响的生物学新进展中获取信息的能力，要从多方面入手。在生物科学飞速发展的时代，引导学生通过图书、报刊、音像和网络等多种途径关注科学新进展，获取其中的生物学信息，应用相关的生物学知识加以分析、解释和推理，论证生物
11、新进展中蕴含的生物学道理，达到解决问题、提高学生生物科学素养的目的。 3. 从生物科学发展史中获取信息高中生物课程标准明确提到：“科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神。”关注生物科学发展史上的重要事件，是对学生探究性学习能力的要求。在日常生物教学中，如何关注科学发展史，利用科学史更好地组织教学对学生探究性学习能力的培养至关重要，下面以例3试题为例分析。例3（09浙江高考卷第5题）对某动物细胞进行荧光标记实验，如下示意图所示，其基本过程：用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。用激光束照射该
12、细胞表现的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）。停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明的是（ ） A细胞膜具有流动性B荧光染料能与细胞膜组成成分结合C根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率D根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率答案：C此题来源于科学史上关于“细胞膜流动镶嵌模型”的探索中的一个经典实验。需要获取的信息：对动物细胞进行荧光标记，可以使细胞表面出现荧光斑点；经过激光照射，荧光会消失，但一段时间后会恢复。需要结合并运用的生物科学史：1970年LD .Frye和H.Edidin的人-鼠细胞融合实验，把两种细胞表面的蛋白质用不同荧
13、光标记，细胞融合后，荧光能分布均匀，说明细胞膜具有流动性。本题中，细胞膜上荧光物质的移动证明了细胞膜具有一定的流动性，反映了蛋白质或磷脂分子能够移动，且根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率，但是不能反映出物质跨膜运输的速率。本题从科学史中获取信息比较直接，结合细胞膜的流动性，与课本知识的迁移也容易建立联系。生物科学发展史是生物新课程的重要组成部分，在新课程教材中，列出了许多重大的生物科学史的内容，如：细胞学说的建立、细胞膜结构的探索、酶的发现、光合作用探索历程、孟德尔杂交实验、DNA双螺旋结构的提出、促胰液素的发现过程、生长素的发现过程等等。在科学史学习中，通过再现经典实验和逻
14、辑分析，使学生体验生物学知识的形成过程，体会、领悟科学发现的思维发展过程，从中学习科学家的思维方法、掌握科学探究的一般方法和规律。三、 培养学生获取信息能力的几个建议1 在课堂教学中善于应用课外材料培养学生获取信息的能力课外材料涉及的内容相当广泛，要切实培养学生获取信息的能力，就要从平时做起。要求教师在日常教学中充分备课，通过网络、报刊、电视媒体等各种渠道，收集与课内知识相关的生物学信息，在课堂上利用图片、表格、视频等直观的方式呈现给学生。引导学生理论联系实际，从课外材料中提取有效信息，联系课内相关知识，切实解决实际问题。有条件的学校，可以建立生物学科课程网络平台，指导学生利用有限的课外时间，
15、主动搜集感兴趣的、对掌握课内知识有帮助的相关生物学课外材料。在充分提高学生学习自主性的同时，培养学生获取、处理、转化信息的能力，为有效解决实际问题打下基础。2. 开展STS教育，引导学生关注生物学新进展近年来，STS 教育越发受到新课程改革的关注，它强调科学、技术与社会的关系以及科学技术在社会生产、生活中的应用与联系。在生物教学中开展STS教育，就要把生物学教学与当代科技发展紧密结合，使学生关注对科技、社会发展有重大影响和意义的事件，从中提取有效信息，结合生物学科知识，解决实际问题，培养具有生物科学素养、致力于社会的高素质人才。要切实开展STS教育，就要求教师在课堂教学中经常向学生渗透科学、技
16、术与社会紧密联系的思想，将生物学知识与学生的日常生活以及与人类社会有关的应用紧密结合起来，使学生认识到科学就在身边，并养成STS思维的习惯。教师在准备教学素材时，不能只停留在教材知识点的介绍，要适当补充课外相关STS材料，使学生在潜移默化中将科学、技术与社会相联系，引导学生经常关注生物学新进展，从中获取相关生物学信息。这样不仅拓宽了学生的知识面，也增加了学生的学习兴趣。让学生深刻理解科学、技术和社会是紧密联系，相辅相成，彼此不可分割。通过在日常教学中渗透STS教育，引导学生关注生物学新进展。能够根据提供的资料、情境获取信息，结合已有知识，解决生活生产中的有关问题。将社会生活、科技发展、生物技术
17、、人体健康等实际问题结合到生物学知识的理论学习中，理论联系实际，培养学生学以致用。3.在课堂教学中渗透生物科学发展史教育教师应加强科学史教育在课堂教学中的力度，重视并努力研究科学史教育的方式、方法。使生物科学史教育成为生物课堂教育的有机组成部分。针对教学中存在的大量生物科学发展史，教师应以获取信息能力培养为角度，根据不同的生物科学发展史进行不同的教学处理。如开放式探究的方式，引导学生沿着科学发展的道路，根据提取到的信息和已有的知识基础，模拟科学家的科学研究过程。再如，在获取生物科学发展史相关信息的基础上，培养学生学会关注和理解科学发展中的重要事件、关键环节及其意义；学会尊重科学发展历史的事实，
18、能够在获取信息，掌握知识的前提下，对其进行科学而客观的评价，使学生体验和认识科学方法与本质，形成科学的观念。由此可见，获取信息能力的考查主要有课外材料、生物学新进展、生物科学发展史三种形式组成。获取信息能力的体系构建对于教师在教学实践中培养学生获取信息能力，提供了明确的方向和要求。教师在日常教学中可以从能力的三种组成形式入手，应用课外材料，创设教学平台，开展STS教育，引导学生关注生物科学新进展，在教学中渗透生物科学发展史教育，从而培养学生获取信息能力，提高学生生物科学素养。Editors note: Judson Jones is a meteorologist, journalist an
19、d photographer. He has freelanced with CNN for four years, covering severe weather from tornadoes to typhoons. Follow him on Twitter: jnjonesjr (CNN) - I will always wonder what it was like to huddle around a shortwave radio and through the crackling static from space hear the faint beeps of the wor
20、lds first satellite - Sputnik. I also missed watching Neil Armstrong step foot on the moon and the first space shuttle take off for the stars. Those events were way before my time.As a kid, I was fascinated with what goes on in the sky, and when NASA pulled the plug on the shuttle program I was hear
21、tbroken. Yet the privatized space race has renewed my childhood dreams to reach for the stars.As a meteorologist, Ive still seen many important weather and space events, but right now, if you were sitting next to me, youd hear my foot tapping rapidly under my desk. Im anxious for the next one: a spa
22、ce capsule hanging from a crane in the New Mexico desert.Its like the set for a George Lucas movie floating to the edge of space.You and I will have the chance to watch a man take a leap into an unimaginable free fall from the edge of space - live.The (lack of) air up there Watch man jump from 96,00
23、0 feet Tuesday, I sat at work glued to the live stream of the Red Bull Stratos Mission. I watched the balloons positioned at different altitudes in the sky to test the winds, knowing that if they would just line up in a vertical straight line we would be go for launch.I feel this mission was created
24、 for me because I am also a journalist and a photographer, but above all I live for taking a leap of faith - the feeling of pushing the envelope into uncharted territory.The guy who is going to do this, Felix Baumgartner, must have that same feeling, at a level I will never reach. However, it did no
25、t stop me from feeling his pain when a gust of swirling wind kicked up and twisted the partially filled balloon that would take him to the upper end of our atmosphere. As soon as the 40-acre balloon, with skin no thicker than a dry cleaning bag, scraped the ground I knew it was over.How claustrophob
26、ia almost grounded supersonic skydiverWith each twist, you could see the wrinkles of disappointment on the face of the current record holder and capcom (capsule communications), Col. Joe Kittinger. He hung his head low in mission control as he told Baumgartner the disappointing news: Mission aborted
27、.The supersonic descent could happen as early as Sunday.The weather plays an important role in this mission. Starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. The balloon, with capsule attached, will move throu
28、gh the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. It will climb higher than the tip of Mount Everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. As
29、 he crosses the boundary layer (called the tropopause), he can expect a lot of turbulence.The balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet (22.7 miles/36.53 kilometers). Here, Fearless Felix will unclip. He will roll back the door.Then, I would assume, he will slowly step out onto
30、something resembling an Olympic diving platform.Below, the Earth becomes the concrete bottom of a swimming pool that he wants to land on, but not too hard. Still, hell be traveling fast, so despite the distance, it will not be like diving into the deep end of a pool. It will be like he is diving int
31、o the shallow end.Skydiver preps for the big jumpWhen he jumps, he is expected to reach the speed of sound - 690 mph (1,110 kph) - in less than 40 seconds. Like hitting the top of the water, he will begin to slow as he approaches the more dense air closer to Earth. But this will not be enough to sto
32、p him completely.If he goes too fast or spins out of control, he has a stabilization parachute that can be deployed to slow him down. His team hopes its not needed. Instead, he plans to deploy his 270-square-foot (25-square-meter) main chute at an altitude of around 5,000 feet (1,524 meters).In orde
33、r to deploy this chute successfully, he will have to slow to 172 mph (277 kph). He will have a reserve parachute that will open automatically if he loses consciousness at mach speeds.Even if everything goes as planned, it wont. Baumgartner still will free fall at a speed that would cause you and me
34、to pass out, and no parachute is guaranteed to work higher than 25,000 feet (7,620 meters).It might not be the moon, but Kittinger free fell from 102,800 feet in 1960 - at the dawn of an infamous space race that captured the hearts of many. Baumgartner will attempt to break that record, a feat that boggles the mind. This is one of those monumental moments I will always remember, because there is no way Id miss this.
