标题：创造生物学
创造生物学
即指现代生物学 
DNA双螺旋模型的提出，标志着DNA生物大分子最终被确认为遗传的物质基础。逻辑性的推理应该是，人们可以通过对DNA大分子的操作，实现遗传物质的转移。果然，很快地，1972年第一例基因工程实验宣告成功，把抗四环素质粒（一种可自主复制的DNA分子）转入大肠杆菌（E.Coli）中，使受体菌获得新的遗传性状——对四环素的抗性。 
大约在1970年，提出了生物技术（Biotechnology）这个名词，标志着生物学的知识和技术正在走向大规模地运用于产业化的生产。 
分子生物学分支的出现，生物技术的发展和应用，意味着生物学进入了一个崭新的阶段。在这个阶段，人们已有可能从分子水平上认识生命的运作，并且，有可能赋予已有的生物体以新的性状，亦即，人们已经可以在认识和理解的基础上，运用适当的技术手段，创造新的生物体。所以，这个阶段可以称为创新生物学阶段，或称为新生物学，在美国国家科委组织编写的一本书里（<<生物学提供的机会>>（1989）<<Opportunities in Biology>>），“新生物学”因为以下几项特征而明显地有别于前几阶段的生物学： 
1. 学科间高度沟通和交叉 
2. 高技术，新仪器的广泛应用。 
3. 基础研究与实际应用之间的距离大为缩短。 
实际上，更为人们广泛接受的提法是:从传统的理解性质的生物学，转变为范围广泛的生命科学----包含了生物学与相邻学科交叉所形成的各个分支学科，包含了密切相关的实用学科,农，医，发酵，食品等，还包含了正在蓬勃发展的生物技术。 
创新,是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的动力。21世纪是人才竞争、科学技术竞争和创新意识竞争的时代。发展教育,首先要重视基础教育的质量,把学生潜在的能力激活起来。生物学教育以提高学生的科学素养为着眼点,以培养创造型学生为教育目标。 
创造型学生的特征表现
素质特征。 
具备创新的科学思想,百折不挠的科学精神,认真严谨的科学态度,正确成功的科学方法。他们具体表现:科学的态度,正确的思想方法,对事物反应的灵敏性,思维的精确性,处理整体与局部的品质,工作的有序性以及稳定的心理状态。 
知识结构。 
对知识应有新的理解,体现在对实际问题的研讨过程中认识和掌握科学知识,在创设的实际情境中理解认识科学概念和规律。学生应有扎实的基础知识,这是前提。基础知识要足够宽,具有一定深度,不仅对生物学基础知识是这样,对非生物学基础知识数学、物理、化学、英语、语文等也要有良好的基础。 
能力结构。 
包括基础的学习能力和高层的科研能力。即解决问题的能力、信息加工的能力、逻辑推理的能力、信息储存的能力、信息表达能力以及处理信息、评价信息、预测信息的能力,创造性方面及情感意志方面的能力,最后是实验能力。能力结构是各种能力在一定体系内的科学组合,对于现代人才来讲,要注意能力的时代要求,要培养扩展能力,跨学科能力,泛学科能力。最重要的应当是自主能力、创造能力和应变能力。 
心理品质。 
它要求具有独创性,体现为敏锐的观察力和质疑能力,自我解决学习困难的能力,有冒险精神,敢于向权威挑战。保持强烈的科学好奇心,专心听讲,善于观察思考;有求知欲,能锲而不舍地学习;随时随地学习,探索求新,具有开放性心理,讲话写文章有类推能力,习惯对事物进行比较对照,善于发现事物间联系,能够重新组合事物并正确表述,自觉运用实验发现等方法解决问题,有预见正确判断的能力。 
思维特性。 
创造性思维能力是能产生有创见的思维成果的能力,包括思维的流畅性、变通性和独创性,是智力水平高度发展的表现。它具体体现为思维的时间短而观念的产生多,扬弃旧的习惯性思维方法,能举一反三,触类旁通,产生不落常规的思想或按新方式对常规的东西进行加工改造,具有多角度全方位思维能力。 
生物学教育与创造型学生
生物学涉及的方面很广,很多其它学科也早已深入到分子层次,各分支学科都是生物学与其它自然科学互相渗透而成的交叉学科。此外,生物学的研究对象是生命,生命作为一种物质运动形态,有它自己的生物学规律,同时又包含并遵循物理和化学的规律。生物体具有结构严密、形态奇妙、理论深奥等特征。这些特征反映了生物学极其丰富的内容和蓬勃发展的情景,生物学作为新技术应用、新学科创立、新思维发展的原动力,始终站在科学前沿,推动技术的进步和创新,极大影响社会和经济的发展,而生物学教育是科学素质教育的摇篮,对创造型学生培养的作用显而易见。 
1运用生物科学方法是培养创造型学生创造力的有效手段 
科学方法是为解决科学问题而采用的各种手段和程序的总和,包括哲学方法,自然科学的一般方法及各学科的特殊方法三个层次。生物科学方法主要有观察实验方法、理想化方法、假设和实验方法、模型方法、数学方法、类比方法、分析与综合方法、归纳与演绎方法、科学想象与直觉方法等。 
方法论是获取新知识(自学)和提出新理论(研究)的有效手段,有助于思维过程的完善和思维品质的优化,如现代生物学研究普遍采用的生物模型方法便具有重要的方法论功能。生物研究如果由于种种原因,直接用研究对象进行实验非常困难或者简直不可能时,可用模型代替研究对象来进行试验。理想模型是真实原型的本质因素的提纯和微缩,用类比想象吸取客观事物成分比例,具有仿真性;模型作为探索性工具,具有启示、预见、判据的认识论功能,给暂时无法有效观测的宏观微观领域研究提供对象和方向,按和谐简单对称的科学美规律构思审美推理所创建的模型,更具有特殊方法功能,例如:①用动物模型代替人体进行实验。如设计诱发豚鼠血脂增加,成为高血脂病人的模型。利用这个模型来筛选降血脂的药物,以及研究这种药物的作用机制等。②用模型研究在时间上极为遥远的事件。1953年,S.Miller在实验室内模拟40多亿年前的自然条件,证明了生物进化的过程在40多亿年以前是可能存在的。模型方法体现科学家联想能力,是猜想推理与灵感碰撞迸发的火花。所以说,学生的创造能力可以在方法论这种科学思维技巧的熏陶和锻炼下得到有效的培养和提高。 
2把握生物学科学的思维特征是培养创造型学生思维能力的途径 
思维能力是智力的核心。其发展有一定的阶段性。小学阶段,学生的思维处在具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的开始阶段;初中学生,抽象的逻辑思维开始占有相对的优势;高中学生处于辩证思维的形成阶段。培养学生思维能力是生物学教育的重要目标,遵循思维规律,把握思维特征,可以使思维活动得以有效进行,学生的创造性科学素质得到提高,如对生物科学问题的认识或解决,其思维过程一般为: 
①从问题开始。能够提出问题正是思维活动的结果。 
②在寻求问题的解决中深入。即分析问题的特点与条件,作出假设,考虑问题的解答方法,如进行观察设计或实验设计,选定适宜的材料、药品和仪器,筹划观察或实验的步骤等。这一系列工作都包含思维活动。 
③在解决问题的活动中发展。在实验过程中,要科学、巧妙地使用仪器,观察分析各种生物现象,解释实验原理。 
④在判断和确定答案中深入发展。在观察和实验中,随时利用所学知识把握观察到的事物的特征,直至得到相应的结果。 
生物思维除具有一般智力活动的特点外,还有生物学科本身所具有的一些特征: 
①概括性。生物学体系具有以分析综合方法为基础的概括性特征。这就决定学习生物需要理性的思维,抓住主要矛盾,舍去次要的个别特点,抽出共有特性,形成生物概念和规律。生物教育通过生物实验,生物事实的分析综合、抽象概括,在掌握实验方法、形成生物概念、总结验证生物规律的过程中培养学生的抽象概括能力。 
②随机性。一门科学越走向成熟,其结论也就越远离生活经验。生物学的随机性使生物概念与学生日常生活中直接感知到的东西区别很大,这种随机性特征决定了生物教育中科学方法使用的必要性,这种随机思维能力的培养对提高学生的科研能力和科学素质十分重要,学生通过学习迁移掌握科学方法、学习方法,在深化生物概念、生物规律的理解过程中,随机思维能力得到培养。 
③逻辑性。生物学以逻辑严密著称,教学过程中可能通过归纳、演绎和类比掌握逻辑推理方法,在理解生物概念和生物规律内在联系过程中,培养学生的逻辑思维和判断能力。如生物学概念的范围,从宏观到微观依次为:生态系统———群落———种群———物种———个体———器官———组织———细胞———分子—量子等,若层次混乱则会出现逻辑错误。 
④定量性,生物学科学的思维是精确的定量思维,以数学为语言,以数学为推理论证的工具,学生通过运用数学工具掌握数学方法,在综合运用生物知识解决生物问题过程中,培养抽象思维和逻辑推理能力。 
3 提高学生生物学素质,培养创造型学生是生物学教学的首要任务 
生物学是“一门培养和提高学生科学素质、思维方法和科研能力的重要基础课”,生物学教育对实现人才培养目标起重要作用,提高学生的生物学素质培养创造型学生是生物学教学的首要任务。生物学素质应体现在“科学、技术、社会”三个方面,即要求把科学教育与社会发展,社会生产,社会生活紧密结合,从而培养出既有科学知识又能够正确参与科学技术决策的社会成员。 
我国历次中学生物学教学大纲中对教学目的要求,也大体上反映了上述的发展过程。传播生物知识同时应强调生物知识迁移能力,这种能力包含四个层次: 
①应用生物理论和方法解决实际问题的应用能力; 
②通过调查研究、查阅文献、进行实验等渠道学习新知识、新技术获取信息的能力; 
③对事物的敏感和顿悟、调查和决策能力; 
④提出新构想创造新方法的创造能力。生物素质另一个重要方面是生物科学的内在品格,即正确的科学观和高尚的科学精神。 
培养创造型学生生物学教育
我国的生物学教育有优势,但与世界先进国家相比还有相当的差距,在此我们提出生物学教育在对创造型学生的培养过程中应该注意的几个问题。 
1 改变传统生物学教学观念和模式 
长期以来生物学教育强调基础知识、基础理论、基本技能的三基训练,当前教育改革提出变应试教育为素质教育,但是一些学校在教育观念和具体措施上仍把教育改革建立在应试教育和知识教育的框架上去修修补补。面对科学的迅猛发展与激烈的社会竞争,生物学教育只有转变更新观念,在教学中引入运用现代教学论中“强调发展,突出能力”、“学科知识,强调结构”、“教会学习,授以方法”的思想,探索在素质教育中如何实施科学知识在社会生产和生活中应用、STS的教学模式及教学内容现代化。因此在高中生物教学时我以为既要依据教材,又要高于教材,才能满足学生思维发展的需要。如讲解新陈代谢时,可提出这样的问题:“今天的你,经过新陈代谢,明天就既是你,又不是你了”,使学生惊呀、怀疑,由此激发学生思考,从而使学生在对同化作用和异化作用关系的探究中,发展辩证思维能力。 
2 强调生物学科学思想和方法的教育 
当前的生物学教学中,很多学生仅停留在掌握知识的水准上,头脑中不能建立哲学方法论与生物方法论的联系。因此教会学生自觉探讨知识背后的思想方法,训练科学能力,是生物学教育中的首要任务。教师自觉地系统地对生物学知识后面所包含的思维方法进行整理总结,提炼成为教学内容,在课堂教学中有意识地指出,让学生不但知其然而且知其所以然,掌握生物学思想和方法的实质。 
3 大力加强生物学实验教学 
生物实验能力不仅是动手操作测试的能力,更重要的是使学生得到动手动脑的锻炼,提高他们的观察能力,思维能力和自学的能力。 
如高中生物中植物的有丝分裂和细胞的质壁分离等实验,都需要制作临时装片。在这种实验教学中,如盖玻片,载玻片的擦试,装片材料的展平,切片材料的切薄及盖盖玻片时怎样减少气泡等。都要求指导教师规范敏捷,要有严谨的正确示范,严格的要求,这样学生才能学会正确的操作技能。学生通过实验教学,学会的不应只是会做几个实验和一些实验技术,更应当是生物学的思维方式,受到实验方法和实验设计思想训练的素质教育。用实验检验理论的方法,模拟和示踪的方法,寻求最佳方案的方法等等,这些方法的掌握比会做实验本身同样重要。此外,生物实验方法对非生物专业上的移植使学生创造能力的培养由为重要。生物实验教学还应该注意形成丰富灵活的观察实验类型和开展丰富多彩的科技活动。 
4 强化思维技能训练 
学生创新意识的启发和创造能力的培养,在生物教学中落实在培养创造性思维上。其特征综合表现为: 
①思路开阔,不受传统观念的束缚,不受他人见解和自己已有知识的局限,另辟解决问题的途径; 
②善于迅速地发现事物本质的新联系,并勇于探索和验证; 
③敢于幻想,善于联想,富于想象,长于类比; 
④兴趣广泛、思路多而目标集中; 
⑤具有远见卓识,能把探索的目光投向未来。 
根据创造性思维特征,在生物教育中应进行相应的基本技能训练。如我在教学中精心设计一些扩展思路的问题让学生思考,从而培养学生善于发现问题的能力。鼓励学生提出问题。对学生的提问不要过早回答或直接回答,促进其独立解决问题,推动其思维活动向纵深发展。如学生问DNA在转录过程中只有一条链是有意义的,另一条链的作用是什么?可引导学生从进化的角度深入思考与维持DNA稳定性的关系,理解碱基互补配对原则对保持遗传信息的作用。鼓励学生刻意求新,发展求异思维。从不同角度探索各种答案,提出独特见解。 
5 重视非智力因素和学习习惯的培养 
非智力因素是激发创造力的重要心理条件,良好的学习习惯有助于创造力的形成,创造活动的特点是创新,创新需要坚韧不拨的创造意志和浓厚的学习兴趣,这就需要教师在生物教育中注意培养学生的非智力因素,优化学生的非智力因素结构,训练学生良好的学习习惯。综上所述,重视和探索生物教育,有助于发展学生创造性思维,提高学生的素质,发展学生的智能,最终有利于创造型人才的培养。