浅谈生物教育和信息技能力术培养
甘肃省镇原县平泉中学 徐有荣
摘要:当今世界,人类社会进入了信息时代。信息技术素养成为一个人生活在这个时代必须具备的基本素养。生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。两者都是一个现代公民科学素养构成中重要的组成部分。如何将生物教育和信息技术的培养有机结合起来,使两者相与促进,互相补充,是现代教育面临的问题。本文就此问题进行讨论。
关键字:生物教育;信息技术;技能力;培养
一、信息素养和信息能力
“信息素养(Information Literacy)”的本质是全球信息化需要人们具备的一种基本能力。信息素养这一概念是信息产业协会主席保罗?泽考斯基于1974年在美国提出的。简单的定义来自1989年美国图书馆学会(American Library Association ,ALA ),它包括:能够判断什么时候需要信息,并且懂得如何去获取信息,如何去评价和有效利用所需的信息。信息素养有9顶标准:①能够有效地和高效地获取信息;②能够熟练地、批判性地评价信息;③能够精确地、创造性地使用信息;④能探索与个人兴趣有关的信息;⑤能欣赏作品和其它对信息进行创造性表达的内容;⑥能力争在信息查询和知识创新中做得最好;⑦能认识信息对构建民主化社会的重要性;⑧能履行与信息和信息技术相关的符合伦理道德的行为规范;⑨能积极参与活动来探求和创建信息。
在实际教育中,可以从不同的角度对信息素养的培养。运用信息概念,我们可以为进化提供一个一般性的定量标准:进化意味着一个生物系统状态信息量的增加,退化则意味着一个生物系统状态信息量的减少。这种解释对进化问题的理解提高到一个新的科学水平。
二、生物教育中的信息能力培养
(一)信息分析方法
信息论把世界的事物都看作是一种信息的实体和一个不断有信息输入和输出的动态系统。根据这种观点,我们可以在信息的获取、储存、加工、传输和反馈的一系列过程中对事物进行认识、研究和改造,这就是所谓的信息分析法。信息分析法的理论来源于《控制论》对反馈过程的研究。维纳在他的《控制论》一书中研究了有机体的自动调节行为,提出所有这些自动调节和自动控制的活动都包含着一种基本的信息流动和信息反馈过程。
以大肠杆菌对乳糖的利用为例。大肠杆菌生活在没有乳糖的环境中,它的与利用乳糖有关的酶的结构基因便被阻遏蛋白所抑制。当把它转移到含乳糖的培养基上后,乳糖与阻遏蛋白结合使之失活,因而激活了结构基因,产生特定的酶,把乳糖分解成半乳糖和葡萄糖。以上是人们熟知的乳糖操纵子模型。从现象上看大肠杆菌在无乳糖的培养基上几乎不产生与利用乳糖有关酶,在乳糖培养基上,则产生这些酶,而且其数量与需要量相关,这是一种很典型的自动调节的目的性行为。而信息分析表明,这是底物诱导酶的产生,产物抑制酶的合成(负反馈)的结果。这种形式的反馈优点,是可以校准补偿器,使得它对任何种类的不变负载都是稳定的。维纳的自动控制的信息反馈模型表明,系统的存在和行为除了物质和能量的作用外,信息的流动和反馈作用也非常重要。而且这个模型在自然界和社会中普遍存在,只是在不同的领域中会有不同的表现形式。因此,信息分析方法具有普遍的实践意义。
(二)黑箱法是信息分析方法和模型方法结合而产生的一种方法
所谓“黑箱”,就是指那些既不能打开,又不能从外部直接观察其内部状态的系统,比如人们的大脑只能通过信息的输入输出来确定其结构和参数。黑箱方法从综合的角度为人们提供了一条认识事物的重要途径,尤其对某些内部结构比较复杂的系统,对迄今为止人们的力量尚不能分解的系统,黑箱理论提供的研究方法是非常有效的。在此,信息的输入,就是一个事物对黑箱施加影响;信息的输出,就是黑箱对其他的事物的反作用。事实上人们在对信息进行分析和综合时,很少追求结构 上的相似性,而总是把握信息的、行为功能的观点。例如,目前对神经干细胞的研究还基本处于“黑箱”过程,我们只知道体外培养的干细胞在一定条件下分化成不同类型的各种组织细胞,但我们并 不知道这种细胞向各个方向线性分化的分子调控机制。
(三)程序意识和程序分析能力
程序是由序列组成的,告诉计算机如何完成一个具体的任务。人类生活在一个“程序设计的世界”里,科学上的发现、社会组织工作、人们的日常生活与学习都按照一定的程序进行;是否善于编排和执行自己工作、生活和学习的程序是人们能否有效地完成各种任务和获得一种有条理的生活的关键。因此,现代人除了传统的读写算意识与能力这些文化知识之外,还应该具有一种可以与之相比拟的程序设计意识与能力。这就是第二种文化—程序设计文化。
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