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時(shí)間:2023-10-16 09:49:44
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進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),生命科學(xué)延續(xù)了自上個(gè)世紀(jì)中葉以來(lái)的迅猛發(fā)展勢(shì)頭。近年來(lái),生命科學(xué)與材料科學(xué)、化學(xué)、醫(yī)藥、醫(yī)學(xué)等學(xué)科交叉形成的許多新興研究領(lǐng)域,越來(lái)越受到人們的關(guān)注。以我國(guó)為例,在本世紀(jì)初,國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)(NSFC)重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目中,生命科學(xué)分別占總資助比例的27.1%和35.08%,遠(yuǎn)高于其它6個(gè)領(lǐng)域的資助比例[1]。高等學(xué)校生物類背景學(xué)生的考研率連年維持在60%以上,也從側(cè)面反映了我國(guó)對(duì)高層次生物研究類人才的需求。筆者在生命科學(xué)專業(yè)科研選題的課堂教學(xué)實(shí)踐中,根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)、大三學(xué)生的知識(shí)掌握及能力具備的實(shí)際情況,結(jié)合本人的科研經(jīng)歷,探索了積極高效的教學(xué)策略:注重激發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)熱點(diǎn)的興趣,引導(dǎo)學(xué)生把握專業(yè)熱點(diǎn)的視角,訓(xùn)練學(xué)生篩選高質(zhì)量文獻(xiàn)的技能,培養(yǎng)學(xué)生理解高質(zhì)量文獻(xiàn)精髓的能力,指導(dǎo)學(xué)生初步學(xué)會(huì)在學(xué)習(xí)借鑒的基礎(chǔ)上,從關(guān)注的專業(yè)熱點(diǎn)中確定科研選題,將他人的高水平的科研方法初步運(yùn)用到自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中。實(shí)踐證明,此課程按此策略組織教學(xué),可有效培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和主觀能動(dòng)性,為學(xué)生今后從事科學(xué)研究打下理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。
1教學(xué)策略概述
本探索以16人的小班教學(xué)為例。教學(xué)對(duì)象為生物技術(shù)專業(yè)三年級(jí)本科生,有考研意向的13人,其中跨專業(yè)考研1人,保研1人。學(xué)生已學(xué)完生命科學(xué)的大部分專業(yè)基礎(chǔ)課程,掌握了專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)科研有濃厚興趣。課程前期積極引導(dǎo)學(xué)生討論生命科學(xué)的熱點(diǎn)問題。以關(guān)系到人類健康方面的生物醫(yī)學(xué)為例,可給出下列關(guān)鍵詞:癌癥治療、中樞神經(jīng)疾病、免疫療法等,每個(gè)關(guān)鍵詞可引入相應(yīng)研究方向的前沿熱點(diǎn)。學(xué)生根據(jù)個(gè)人的研究興趣,4人分為一個(gè)小組,在教師的指導(dǎo)下查閱相關(guān)中、英文文獻(xiàn),以小組討論和課堂匯報(bào)的形式確定選題內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案,最后教師結(jié)合自己的科研課題,組織學(xué)生進(jìn)入課題實(shí)驗(yàn)室、動(dòng)手實(shí)踐,大致內(nèi)容如圖1所示。
2教學(xué)實(shí)踐
2.1引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生命科學(xué)前沿方向
“改變學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)方式,倡導(dǎo)學(xué)生的自主思考”是目前教學(xué)改革的一個(gè)重要方面,也是本課堂的主要目標(biāo)。根據(jù)生命學(xué)科的特點(diǎn),結(jié)合筆者留學(xué)英國(guó)時(shí)參與的開放型課堂的經(jīng)歷,以學(xué)生發(fā)展為本,通過傳播媒體、生活實(shí)際、社會(huì)熱點(diǎn)等不同渠道,介紹科技前沿工作,激發(fā)學(xué)生的求知欲,培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的意識(shí)和能力。2.1.1多種渠道關(guān)注與生命科學(xué)相關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)與社會(huì)問題在課堂教學(xué)中,首先強(qiáng)調(diào)了生命學(xué)科不僅與生活實(shí)際有著廣泛聯(lián)系,還與許多社會(huì)事件、社會(huì)問題密切相關(guān),如:在我國(guó)及世界范圍內(nèi),老齡化的加劇帶來(lái)的健康問題,其中以中樞神經(jīng)系統(tǒng)類為主的疾病將在今后很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)成為困擾各國(guó)的一個(gè)社會(huì)問題,也是生命科學(xué)面臨的一個(gè)難題[2],在此引導(dǎo)學(xué)生討論有哪些具體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)類疾病,并結(jié)合神經(jīng)生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)探討其潛在的機(jī)制,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心。再如:癌癥已經(jīng)成了當(dāng)今社會(huì)危害人類身體健康的嚴(yán)重疾病,自1997年以來(lái),癌癥成為世界人口的第一死因[3],而近幾年興起的免疫療法被確認(rèn)為一種針對(duì)癌癥的高效療法。介紹目前存在的諸多爭(zhēng)議,包括高昂的治療價(jià)格及潛在的排斥性,引導(dǎo)學(xué)生課余搜集更多的相關(guān)信息。為使學(xué)生更深入地了解特定的課題并提高課堂的參與性,所有學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣分成4個(gè)小組,選擇本小組的熱點(diǎn)問題:分別為癌癥(Can-cer)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾?。–NSDisease)、藥物運(yùn)輸(DrugDelivery)和免疫療法(ImmunoTherapy),讓學(xué)生參與開放性討論。比如,在問題為“癌癥”的小組內(nèi),教師會(huì)提出以下問題:(1)癌癥的成因及其社會(huì)危害性;(2)癌癥現(xiàn)有的療法及其局限性;(3)你所知道的關(guān)于抗癌療法的前沿知識(shí)以及這些方法的局限性。顯然,在不借助互聯(lián)網(wǎng)和查閱文獻(xiàn)的情況下,學(xué)生對(duì)問題了解的深度有限,具體表現(xiàn)為對(duì)分子和細(xì)胞機(jī)制的概念不清楚,對(duì)前沿知識(shí)了解偏少等。通過開放型討論,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己對(duì)生命科學(xué)熱點(diǎn)問題的理解膚淺、掌握的信息滯后等不足,從而激發(fā)學(xué)生對(duì)該領(lǐng)域的好奇心和求知欲,為以后的文獻(xiàn)查閱打下主觀基礎(chǔ)。2.1.2參與科技講座,激發(fā)對(duì)前沿科學(xué)的興趣學(xué)術(shù)前沿講座是高校教育中一項(xiàng)人才培養(yǎng)新途徑,在幫助學(xué)生了解所在學(xué)科的前沿知識(shí)、掌握研究方法、樹立跨學(xué)科意識(shí)等方面具有積極的促進(jìn)作用。其中,前沿講座最重要的作用是促使學(xué)生了解所在學(xué)科或相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的前沿知識(shí),掌握最新的研究動(dòng)態(tài)。聘請(qǐng)國(guó)、內(nèi)外專家,創(chuàng)造機(jī)會(huì)使學(xué)生能夠近距離地與專家進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和探討,從而使學(xué)生盡可能多地接觸學(xué)科前沿,并在學(xué)術(shù)交流和學(xué)術(shù)碰撞中拓展視野、產(chǎn)生靈感、碰撞出智慧的火花。雖然這種授課方式在本科教學(xué)中很少采用而多用于研究生教育,但是更容易激發(fā)本科生的求知欲和好奇心。在本課程,積極促使全班學(xué)生與我校碩士和博士研究生一起參加瑞典林雪平大學(xué)KajsaUvdal教授題為“Multifunctionalnanoparticleswithtarget-ingandimagingcapabilities”的學(xué)術(shù)報(bào)告,在報(bào)告中,學(xué)生詳細(xì)了解了KajsaUvdal教授的課題組如何利用多功能納米顆粒進(jìn)行腫瘤的核磁成像和熒光成像,對(duì)這些書本上接觸不到的前沿知識(shí)表現(xiàn)了濃厚的興趣。在報(bào)告會(huì)結(jié)束后,安排了該班學(xué)生與KajsaUvdal教授單獨(dú)進(jìn)行了30分鐘的交流。Kajsa教授為本班學(xué)生準(zhǔn)備了名為“Howtomanageyourresearchplanforundergraduate”(如何做好本科生的研究計(jì)劃)。李自玉、耿前等同學(xué)用英語(yǔ)向Kajsa教授提問了一系列關(guān)于“功能性納米顆粒性質(zhì)”的問題;另外,還提出了“如何規(guī)劃未來(lái)的學(xué)術(shù)生涯”、“如何處理科研工作和家庭的關(guān)系”、“女性如何做好科研工作”等問題,Kajsa教授均一一耐心詳細(xì)解答。在本次與世界知名大學(xué)教授的面對(duì)面交流中,學(xué)生表示收獲頗豐,不僅開闊了視野,了解到書本上沒有的知識(shí),而且理解了生命科學(xué)與其它學(xué)科交叉合作的必要性,更重要的是,該次交流激發(fā)了同學(xué)們對(duì)前沿學(xué)科的興趣,更有本班數(shù)名同學(xué)主動(dòng)與Kasja教授電子郵件聯(lián)系,請(qǐng)教今后前往瑞典深造的可能性,可見此次交流對(duì)學(xué)生積極性和求知欲起到的推動(dòng)作用。
2.2指導(dǎo)學(xué)生閱讀前沿文獻(xiàn)
2.2.1文獻(xiàn)閱讀的重要性和必要性教學(xué)中,我們注重引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)文獻(xiàn)閱讀的重要性和必要性。當(dāng)代生命科學(xué)的研究早已不同于達(dá)爾文時(shí)代,從零建立科學(xué)大廈的可能性基本為零,尤其對(duì)于生命科學(xué)的基礎(chǔ)研究只能建立在前人研究的基礎(chǔ)上。如果要站在巨人的肩膀上,就必須有文獻(xiàn)閱讀的積累。另一方面,通過文獻(xiàn)閱讀,可以充分了解研究熱點(diǎn)方向的發(fā)展歷史和前沿動(dòng)態(tài),可根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)費(fèi)和儀器條件,制定出初步的研究方案。再者,科研選題的成敗,很大程度上取決于相關(guān)文獻(xiàn)的調(diào)研。從科學(xué)基礎(chǔ)研究的特點(diǎn)出發(fā),每一項(xiàng)基礎(chǔ)研究都應(yīng)該是創(chuàng)新的。因此,只有在文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,才能避免重復(fù)選題、重復(fù)研究。對(duì)于三年級(jí)本科生而言,文獻(xiàn)閱讀的最直接作用是模仿學(xué)習(xí),在閱讀中仔細(xì)體會(huì)高水平論文的行文思路,既包括語(yǔ)言文字、句式的組織,也包括論文邏輯結(jié)構(gòu)的組織表達(dá)。此外,對(duì)于還未接觸實(shí)質(zhì)性科學(xué)研究的本科生來(lái)說,文獻(xiàn)閱讀可以體會(huì)如何提煉科學(xué)問題及如何解決科學(xué)問題等,在思維方式和研究方法等各個(gè)方面都能得到最直接的訓(xùn)練,為今后的學(xué)習(xí)和深造做好預(yù)先訓(xùn)練,打好基礎(chǔ)。2.2.2引導(dǎo)學(xué)生提高閱讀能力本科生對(duì)(中、英文)文獻(xiàn)認(rèn)知和閱讀能力與技巧的掌握非常有限。針對(duì)這些問題,結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況,主要從“讀什么”和“怎么讀”兩個(gè)方面引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科技文獻(xiàn)的認(rèn)知和提高閱讀能力。首先,向?qū)W生介紹什么是科學(xué)引文索引(SCI)類論文以及SCI論文的自身屬性,包括引用量、影響因子及歸屬數(shù)據(jù)庫(kù)等。其中著重介紹影響因子(impactfactor,IF),以此作為判定論文優(yōu)劣的一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)[4]。結(jié)合生命學(xué)科期刊的實(shí)例,討論不同期刊影響因子的差異。在課堂詳細(xì)介紹了英國(guó)的《自然》(Nature)期刊及其生命學(xué)科下的子刊,如《自然-細(xì)胞生物學(xué)》、《自然-生物技術(shù)》、《自然-醫(yī)學(xué)》等等。并結(jié)合本校生命科學(xué)學(xué)院在以上期刊的發(fā)文量,說明在此類期刊的難度,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。在進(jìn)一步介紹“讀什么”的過程中,引導(dǎo)學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)(谷歌學(xué)術(shù)和百度學(xué)術(shù))、高校圖書館數(shù)據(jù)庫(kù)(ScienceDirect、Weily等)以及文獻(xiàn)管理軟件(Endnote)高效地進(jìn)行文獻(xiàn)查閱和管理。學(xué)生對(duì)此類事物均表現(xiàn)出了極大的興趣和較好的接受能力。據(jù)統(tǒng)計(jì),課后有半數(shù)以上的同學(xué)在私人電腦上嘗試使用了谷歌學(xué)術(shù)及ScienceDirect數(shù)據(jù)庫(kù),下載并安裝了Endnote軟件進(jìn)行文獻(xiàn)下載和管理。在教授“怎么讀”的過程中,針對(duì)本科生的英語(yǔ)及專業(yè)基礎(chǔ)較薄弱的特點(diǎn),筆者總結(jié)了“四個(gè)結(jié)合”和“四個(gè)注意事項(xiàng)”。“四個(gè)結(jié)合”是指泛讀和精讀相結(jié)合、文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)和搜索引擎相結(jié)合、雜志論文和學(xué)位論文相結(jié)合、研究論文和專利論文相結(jié)合?!八膫€(gè)注意事項(xiàng)”是注意盡快完成從中文文獻(xiàn)到英文文獻(xiàn)的過渡,更多閱讀國(guó)際高水平的研究論文;注意精讀高影響因子的期刊論文,擴(kuò)展視野的深度與廣度;注意最新文獻(xiàn)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)有1-2年的滯后性,及時(shí)關(guān)注最新研究進(jìn)展;注意重點(diǎn)文獻(xiàn)的分類保存,做好總結(jié)和記錄。
2.3選題及制定可行性方案
在上述熟悉專業(yè)熱點(diǎn)及科研文獻(xiàn)閱讀之后,指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)借鑒的基礎(chǔ)上,從關(guān)注的專業(yè)熱點(diǎn)中確定科研選題,然后將他人的高水平的科研方法初步運(yùn)用到自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中。在課程后半程,該班同學(xué)通過篩選和閱讀文獻(xiàn),并組織課堂討論和匯報(bào)后,初步確定了自己的選題。上述16名學(xué)生分成的4個(gè)小組的同學(xué)分別選擇了“免疫療法在巨噬細(xì)胞上的初步探索”、“癌細(xì)胞在順鉑類藥物下的遷移情況”、“鋅離子對(duì)星狀膠質(zhì)細(xì)胞活性的影響”和“以衰老小鼠為老年癡呆模型觀察大腦神經(jīng)元的分布”課題,并設(shè)計(jì)了課題的可行性方案。其中,Zealot小組的課題為“以衰老小鼠為老年癡呆模型觀察大腦神經(jīng)元的分布”,其設(shè)計(jì)的課題可行性方案如圖2所示。
2.4實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐
“以衰老小鼠為老年癡呆模型觀察大腦神經(jīng)元的分布”課題的可行性及具體方案順利通過了教師的評(píng)估。該組同學(xué)隨后進(jìn)入教師課題組進(jìn)行為期4周的實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐。期間,學(xué)生掌握了臼齒類小動(dòng)物的麻醉及解剖、脊椎和腦組織的摘取、利用冷凍切片機(jī)進(jìn)行腦組織切片,并在教師的指導(dǎo)下,利用激光共聚焦顯微鏡觀察了神經(jīng)元的分布。
[中圖分類號(hào)]G640 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1005-5843(2012)04-0157-03
一、植物生產(chǎn)類專業(yè)的特點(diǎn)及現(xiàn)狀
我國(guó)開設(shè)植物生產(chǎn)類專業(yè)的大專院校為54所,約占本科院校的7.3%。其中東北地區(qū)9所,華北地區(qū)8所,華東地區(qū)10所,華南地區(qū)5所,華中地區(qū)7所,西北地區(qū)9所,西南地區(qū)6所。高等院校植物生產(chǎn)類專業(yè)主要有農(nóng)學(xué)、植保、種子科學(xué)與工程、園藝、園林、水土保持與荒漠化治理、植物科學(xué)與技術(shù)、草業(yè)科學(xué)等傳統(tǒng)專業(yè),在研究對(duì)象、領(lǐng)域和內(nèi)容方面始終是我國(guó)普通高等農(nóng)林院校的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)專業(yè),具有師資力量強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)條件較其他專業(yè)優(yōu)越的特點(diǎn)。但是,在教學(xué)內(nèi)容和課程體系、人才培養(yǎng)模式、學(xué)科專業(yè)建設(shè)、教材建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)、課程改革等方面“慣性”較強(qiáng),形成了多年難以打破的思維方式和保守的辦學(xué)理念,不能適應(yīng)當(dāng)今全球化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要,學(xué)科的優(yōu)勢(shì)沒有充分發(fā)揮出來(lái)。一方面是專業(yè)設(shè)置過細(xì),專業(yè)口徑過窄,視野不開闊,創(chuàng)新能力不強(qiáng);另一方面是專業(yè)嚴(yán)重老化,仍然以傳統(tǒng)的農(nóng)科專業(yè)為主,無(wú)法培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,致使植物生產(chǎn)類專業(yè)教育教學(xué)、學(xué)科建設(shè)與社會(huì)服務(wù)相脫節(jié),不能滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下對(duì)高素質(zhì)人才的需求。農(nóng)科專業(yè)在辦學(xué)特色、課程設(shè)置以及教學(xué)內(nèi)容上的很多地方已經(jīng)不符合時(shí)展的要求,到了非改不可的地步,如果不盡快研究解決上述問題,植物生產(chǎn)類專業(yè)的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)將難以為繼。
二、改革與創(chuàng)新傳統(tǒng)專業(yè)的教學(xué)體系和內(nèi)容
(一)生命科學(xué)前沿教材的引入
面向植物生產(chǎn)類專業(yè)等非生物類專業(yè)學(xué)生開設(shè)生命科學(xué)公共選修課,目的在于使學(xué)生拓寬知識(shí)面,改善知識(shí)結(jié)構(gòu),提高綜合素質(zhì),以適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展的需要。在選課時(shí),我們主要考慮了該學(xué)科知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系。例如,我們?cè)诶碚撜n體系中,從代表生命科學(xué)發(fā)展前沿的七大領(lǐng)域——基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、生物信息學(xué)、生物芯片、組織工程與干細(xì)胞、納米生物技術(shù)中選擇了具有代表性的20門基礎(chǔ)課程對(duì)學(xué)生進(jìn)行教授。學(xué)生通過對(duì)“生命科學(xué)導(dǎo)論”、“現(xiàn)代分子生物學(xué)”(雙語(yǔ)教學(xué))、“基因克隆與DNA分析”(雙語(yǔ)教學(xué))、“細(xì)胞生物學(xué)”(雙語(yǔ)教學(xué))、“納米生物技術(shù)”、“蛋白質(zhì)工程”和“生物信息學(xué)”等課程的學(xué)習(xí),增加了他們對(duì)生命科學(xué)發(fā)展前沿領(lǐng)域的了解,激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的積極性和自主創(chuàng)新的意識(shí)。
(二)全新課程體系的構(gòu)建
根據(jù)國(guó)家對(duì)本科教育“基礎(chǔ)扎實(shí),知識(shí)面廣,動(dòng)手能力強(qiáng),素質(zhì)高”的要求和植物生產(chǎn)類專業(yè)的特點(diǎn),我們提出了培養(yǎng)“基礎(chǔ)實(shí)、口徑寬、大專業(yè)、多方向”的具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式,并以此為基礎(chǔ),全面修訂了植物生產(chǎn)類專業(yè)的人才培養(yǎng)方案,按照現(xiàn)代生命科學(xué)理念構(gòu)建了全新的課程體系。課程體系按“3+1”模式,即由基礎(chǔ)課程平臺(tái)、專業(yè)課程平臺(tái)和素質(zhì)拓展課程平臺(tái)加上課外實(shí)踐活動(dòng)構(gòu)成。(1)基礎(chǔ)課程平臺(tái)。設(shè)置外語(yǔ)、體育、計(jì)算機(jī)(非計(jì)算機(jī)專業(yè))、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、基本原理、中國(guó)近現(xiàn)代史綱要、思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論(概論)、形勢(shì)與政策、軍事理論等課程。(2)專業(yè)課程平臺(tái)。包括專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和專業(yè)方向模塊課程(或?qū)I(yè)課程群)三部分。其中專業(yè)方向模塊不得多于4個(gè),專業(yè)核心課程設(shè)置一般為6-8門。專業(yè)方向模塊課程根據(jù)專業(yè)下設(shè)的專業(yè)方向或社會(huì)需求方向等設(shè)置,目的是為實(shí)現(xiàn)各專業(yè)的特色辦學(xué)、適應(yīng)社會(huì)需求和人才個(gè)性化培養(yǎng)的需要,增強(qiáng)課程設(shè)置的彈性空間。我們?cè)谡n程設(shè)置上,還新增了“生命科學(xué)導(dǎo)論”、“分子生物學(xué)”、“基因工程操作技術(shù)”和“生物化學(xué)大實(shí)驗(yàn)”等生命科學(xué)類前沿課程。(3)素質(zhì)拓展課程平臺(tái)。包括自然科學(xué)類和人文社會(huì)科學(xué)類選修課程,學(xué)時(shí)為16、24或32(16學(xué)時(shí)為1學(xué)分)。設(shè)置此類課程內(nèi)的目的在于向?qū)W生普及科普知識(shí)、拓展知識(shí)面,提高文化素質(zhì)。
(三)專業(yè)課程設(shè)置的改革與實(shí)踐
我將專業(yè)課程設(shè)置與傳統(tǒng)農(nóng)學(xué)專業(yè)課程設(shè)置相比較,主要有以下特點(diǎn):(1)在基礎(chǔ)課中增加“生命科學(xué)導(dǎo)論”,將部分專業(yè)的“植物學(xué)”改為“基礎(chǔ)生物學(xué)”,以適應(yīng)現(xiàn)代生命科學(xué)在農(nóng)業(yè)的廣泛應(yīng)用;(2)將專業(yè)的研究對(duì)象從“作物”拓寬到“生物”;(3)將專業(yè)課程從單純的“種植”拓寬到“種植+加工+經(jīng)營(yíng)管理”的“農(nóng)工商管”一體化多學(xué)科交叉的專業(yè),以適應(yīng)現(xiàn)代植物生產(chǎn)類專業(yè)人才培養(yǎng)的需要;(4)設(shè)置了反映現(xiàn)代生命科學(xué)技術(shù)的課程,如“分子生物學(xué)”、“生命科學(xué)導(dǎo)論”等,以提升傳統(tǒng)農(nóng)學(xué)專業(yè);(5)設(shè)置了面向縣域經(jīng)濟(jì)的課程,如“農(nóng)業(yè)推廣學(xué)”,以適應(yīng)面向農(nóng)村和面向農(nóng)民的人才培養(yǎng);(6)開設(shè)了大量的相關(guān)選修課,以充分滿足學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和全面素質(zhì)培養(yǎng)。
三、學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
化學(xué)科學(xué)是研究原子、分子片、分子、超分子、生物大分子到分子的各種不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)的合成反應(yīng)、分離和分析、結(jié)構(gòu)形態(tài)、物理性能和生物活性及其規(guī)律和應(yīng)用的科學(xué)。隨著新世紀(jì)腳步的不斷加快,作為物質(zhì)科學(xué)組成之一的化學(xué)科學(xué)將愈來(lái)愈引起世界各國(guó)的關(guān)注。化學(xué)中的前沿科學(xué)也將成為化學(xué)工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。
從一定意義上講,科學(xué)論文的發(fā)表是科學(xué)成果被人們承認(rèn)的唯一形式。一定頻次的引用反映了某篇論文重要性的程度,超高頻次的引用,常可認(rèn)為其研究成果引發(fā)了科學(xué)研究的熱點(diǎn)或在科學(xué)研究中取得突破。因此,近期化學(xué)科研論文的引用情況也體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科前沿的科學(xué)研究成果,以及當(dāng)前國(guó)際化學(xué)前沿的特點(diǎn)和變化趨勢(shì)和研究方向。據(jù)中科院文獻(xiàn)情報(bào)中心的報(bào)道,90年代的化學(xué)研究前沿領(lǐng)域有:
(1)富勒烯C60的研究導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了自然界一類新的物質(zhì)――碳的另一種存在形式,并對(duì)宇宙內(nèi)碳循環(huán)和經(jīng)典芳香性的關(guān)系這一理論化學(xué)的關(guān)鍵問題有了全新的認(rèn)識(shí),開辟了新的化學(xué)研究領(lǐng)域。
(2)模擬程序和密度泛函理論的發(fā)展引起整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域的革命,使量子化學(xué)成為成千上萬(wàn)化學(xué)家手中的工具,可用以預(yù)測(cè)和闡明物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。
(3)對(duì)不同管徑和纏繞角的單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性質(zhì)的研究展示了單壁碳納米管在納米分子電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
(4)人工合成新藥的發(fā)展:天然抗癌藥物的人工合成以及用以開發(fā)新藥的組合化學(xué)方法。
(5)組合化學(xué)新研究領(lǐng)域的發(fā)展打破了傳統(tǒng)藥物開發(fā)的模式,可同時(shí)合成和篩選大批生物活性物質(zhì),大大縮短了新藥開發(fā)的時(shí)間。組合化學(xué)技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于催化劑的篩選、手性化合物合成等材料科學(xué)領(lǐng)域。
(6)仿生聚合物是一種先進(jìn)材料,它的人工合成向模仿機(jī)體功能的“目標(biāo)”邁進(jìn)了一步。
(7)分析化學(xué)在這一階段已不再僅僅是化學(xué)家手中的工具,它已發(fā)展為一門分析科學(xué)。它一方面為人們提供關(guān)于物質(zhì),特別是構(gòu)成生命的基本物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)甚至生命過程的信息;另一方面,在精密分析儀器本身的研制上不斷獲得進(jìn)展。
(8)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展使化學(xué)家的研究手段產(chǎn)生巨大變革。有關(guān)生物大分子(如蛋白質(zhì)、核酸)多維結(jié)構(gòu)圖像實(shí)現(xiàn)和精細(xì)結(jié)構(gòu)表達(dá)的程序及軟件包的研究受到化學(xué)界的極大關(guān)注。
(9)有機(jī)反應(yīng)、不對(duì)稱合成及催化是90年代以來(lái)的持續(xù)熱點(diǎn)。這是一個(gè)有工業(yè)應(yīng)用前景和巨大市場(chǎng)潛力的、一直很活躍的研究領(lǐng)域。
在經(jīng)歷了20世紀(jì)的空前繁榮發(fā)展后,進(jìn)入21世紀(jì),化學(xué)學(xué)科面臨著四大難題。第一,合成化學(xué)難題――化學(xué)反應(yīng)理論;第二,功能結(jié)構(gòu)化學(xué)難題――結(jié)構(gòu)和性能的定量關(guān)系;第三,生命現(xiàn)象的化學(xué)機(jī)制――生命化學(xué)難題;第四,納米尺度難題。徐光憲院士等科學(xué)家認(rèn)為21世紀(jì)是信息科學(xué)、合成化學(xué)和生命科學(xué)共同繁榮的世紀(jì),化學(xué)的微觀方法和宏觀方法相互結(jié)合,相互滲透這一潮流將進(jìn)一步向前發(fā)展,并提出了新世紀(jì)的化學(xué)科學(xué)包含了對(duì)下列八個(gè)層次的物質(zhì)對(duì)象的研究:
(1)原子層次的化學(xué):其中包括核化學(xué)、放射化學(xué)、同位素化學(xué)、sp區(qū)元素化學(xué)、d區(qū)元素化學(xué)、4p區(qū)元素化學(xué)、5f區(qū)元素化學(xué)、超5f區(qū)元素化學(xué)、單原子操縱和檢測(cè)化學(xué)等。
(2)分子層次的化學(xué):現(xiàn)已合成的2000余萬(wàn)種分子和化合物,通常分為無(wú)機(jī)、有機(jī)和高分子化合物。但近30余年來(lái)合成的眾多化合物,如金屬有機(jī)化合物、元素有機(jī)化合物、原子簇化合物、金屬酶、金屬硫蛋白、富勒烯、團(tuán)簇、配位高分子等很難適應(yīng)老的分類法。21世紀(jì)將研究分子的多元分類法,如按照分子片結(jié)合方式和生成的分子結(jié)構(gòu)類型分類,可分為0維、1維、2維、3維分子等。
(3)分子片層次的化學(xué):原子只有110余種,但分子數(shù)目已超過2000萬(wàn)種,因此有必要在原子和分子之間引入一個(gè)“分子片”的新層次,在21世紀(jì)應(yīng)該開展分子片化學(xué)的研究。
(4)超分子層次的化學(xué):其中包括受體和給體的化學(xué)、鎖和鑰匙的化學(xué)、分子間的非共價(jià)作用力、范德華引力、各種不同類型的氫鍵、疏水-疏水基團(tuán)相互作用、疏水-親水基團(tuán)相互作用、親水-親水基團(tuán)相互作用、分子的堆積組裝、位阻和各種空間效應(yīng)等。
(5)宏觀聚集態(tài)化學(xué):其中包括固體化學(xué)、晶體化學(xué)、非晶態(tài)化學(xué)、流體和溶液化學(xué)、等離子體化學(xué)、膠體化學(xué)和界面化學(xué)等。
(6)介觀聚集態(tài)化學(xué):包括納米化學(xué)、微乳化學(xué)、溶膠-凝膠化學(xué)、軟物質(zhì)化學(xué)、膠團(tuán)-膠束化學(xué)和氣溶膠化學(xué)等。
(7)生物分子層次的化學(xué):包括生物化學(xué)、分子生物學(xué)、化學(xué)生物學(xué)、酶化學(xué)、腦化學(xué)、神經(jīng)化學(xué)、基團(tuán)化學(xué)、生命調(diào)控化學(xué)、藥物化學(xué)、手性化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、生命起源、認(rèn)知化學(xué)和從生物分子到分子生物的飛躍等。
(8)復(fù)雜分子體系的化學(xué)。從以上分類可以看出,新世紀(jì)化學(xué)別值得關(guān)注的有化學(xué)信息學(xué)、分子片化學(xué)、超分子化學(xué)、生命化學(xué)、納米化學(xué)、理論化學(xué)和復(fù)雜分子體系的化學(xué)等。
隨著化學(xué)分支學(xué)科的重組及其它學(xué)科的交叉、融合和不斷滲透,21世紀(jì)初化學(xué)學(xué)科的前沿方向與優(yōu)先領(lǐng)域有:綠色化學(xué)與環(huán)境化學(xué)中的基本化學(xué)問題、材料科學(xué)中的基本化學(xué)問題、合成化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)態(tài)學(xué)、分子聚集體化學(xué)、理論化學(xué)、分析化學(xué)測(cè)試原理和檢測(cè)技術(shù)新方法建立、生命體系中的化學(xué)過程、能源中的基本化學(xué)問題、化學(xué)工程的發(fā)展與化學(xué)基礎(chǔ)等。
參考文獻(xiàn):
[1]劉春萬(wàn).研討我國(guó)理論化學(xué)跨入新千年發(fā)展的一次盛會(huì)[J].化學(xué)進(jìn)展,2000, 36(2): 230-232.
【中圖分類號(hào)】G712 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)07-0182-03
有一個(gè)孩子每天向前走去
他看見最初的東西
他就變成那東西
那東西就變成了他的一部分
——惠特曼《有一個(gè)孩子向前走去》
梁?jiǎn)⒊f:“人生百年,立于幼學(xué)?!庇變航逃貋?lái)被稱為“向下扎根的教育”,這十分生動(dòng)地描繪了幼兒教育在人的終生發(fā)展以及在整個(gè)教育系統(tǒng)中的地位。
是的,孩子看見的“最初的東西”就是幼兒教師,就是幼兒教師的思想、情感、態(tài)度、智慧、技能和方法,幼兒教師就是“向下扎根的教育”的策劃和導(dǎo)演。
現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)科技迅猛發(fā)展的時(shí)代,是一個(gè)科學(xué)時(shí)代,只有愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、遵循科學(xué)規(guī)律的人,才能適應(yīng)這個(gè)社會(huì),成為時(shí)代的主人。所以,科學(xué)教育是幼兒園教育極為重要的教育范疇,是幼兒園教育的五大領(lǐng)域之一,對(duì)嬰幼兒科學(xué)素養(yǎng)的形成及健康成長(zhǎng)至關(guān)重要,也關(guān)系到全民族的素質(zhì)和國(guó)家的未來(lái)。作為培養(yǎng)幼兒教師的學(xué)前教育專業(yè),對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的科學(xué)教育顯得尤為重要和必要,而生命科學(xué)教育又是科學(xué)教育的核心內(nèi)容之一。因此,對(duì)學(xué)前教育專業(yè)中“生物科學(xué)教育”課程體系及教學(xué)目標(biāo)的研究與探討,就顯得極為重要和迫切。
一 學(xué)前教育專業(yè)生物科學(xué)教育課程構(gòu)建的探索
課程理論認(rèn)為,課程是一種方案,課程是一個(gè)系統(tǒng),課程是一種手段,課程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的活動(dòng)過程。從這一理論來(lái)看,生命科學(xué)教育課程不僅僅是一門課,確切地說,應(yīng)該是一個(gè)課程體系。生命科學(xué)教育課程應(yīng)該是學(xué)前教育專業(yè)為學(xué)生將來(lái)在幼兒園能夠順利開展科學(xué)教育活動(dòng)所具備的態(tài)度、情感、知識(shí)和能力而設(shè)計(jì)的一系列學(xué)習(xí)活動(dòng)與體驗(yàn)。如今幼兒師范學(xué)校所用的教材《生物學(xué)》是學(xué)前教育專業(yè)進(jìn)行生命科學(xué)教育的唯一教材,字?jǐn)?shù)達(dá)43萬(wàn)字,內(nèi)容龐雜,生物學(xué)專業(yè)性太強(qiáng),理論內(nèi)容比重過大,一年級(jí)開設(shè),每周只有2個(gè)課時(shí),無(wú)論是專業(yè)內(nèi)容設(shè)置、知識(shí)量還是課程框架,都已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)前教育專業(yè)的要求,必須進(jìn)行變革創(chuàng)新。
根據(jù)《幼兒園教育指導(dǎo)綱要(試行)》中有關(guān)科學(xué)教育的目標(biāo)與指導(dǎo)要求,學(xué)前教育專業(yè)生物科學(xué)教育課程體系的主要內(nèi)容應(yīng)該包括生物學(xué)的基本知識(shí)和基礎(chǔ)理論、生物學(xué)技能及實(shí)踐操作、幼兒園“生物”見習(xí)和實(shí)訓(xùn)。淡化概念和理論,突出技能和實(shí)踐,特別要注重學(xué)生興趣的培養(yǎng)以及對(duì)生命科學(xué)的主動(dòng)探研能力。與時(shí)俱進(jìn),把最新的現(xiàn)代生命科學(xué)成果,如生態(tài)環(huán)保、遺傳工程應(yīng)用、現(xiàn)代新型農(nóng)業(yè)、野生生物保護(hù)等前沿成果及新理念引入教學(xué)課程體系。它不僅包括理論課程,也包括實(shí)踐課程;不但包括學(xué)校課程,還包括社會(huì)課程。通過多年教學(xué)實(shí)踐,本人把生命科學(xué)教育課程框架設(shè)置為如下四大模塊,每個(gè)模塊由若干既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系的“課程包”組成,每個(gè)課程包經(jīng)精心設(shè)計(jì),具有較強(qiáng)的思想性、知識(shí)性、趣味性和靈活性。
1.識(shí)別模塊
主體內(nèi)容是南方地區(qū)最常見植物、動(dòng)物、真菌種類的識(shí)別,植物根莖、葉花、果實(shí)和種子的對(duì)比分類,簡(jiǎn)易識(shí)別。這是培養(yǎng)學(xué)生觀察技能、分類技能的基礎(chǔ)。
2.實(shí)驗(yàn)室模塊
該模塊包括:(1)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和制作。包括簡(jiǎn)易的小實(shí)驗(yàn)和小制作,如植物標(biāo)本、葉脈書簽制作、顯微鏡操作等。(2)課本延伸式或創(chuàng)新式實(shí)驗(yàn)和制作。如種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)、制作豆芽、蝸牛走刀刃小實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)并制作小生態(tài)瓶;雞蛋殼模型、橡皮泥生物模型、廢棄物立體模型等。
3.實(shí)訓(xùn)基地模塊
該模塊包括:(1)傳統(tǒng)型實(shí)訓(xùn)。包含植物小種植,花木營(yíng)養(yǎng)繁殖和有性繁殖,蚯蚓、蟋蟀、魚類、鳥類、家兔等的養(yǎng)殖。(2)課本延伸或創(chuàng)新型實(shí)訓(xùn)。如無(wú)土栽培、真菌栽培、葉面施肥、植物盆景制作、校園的綠化和美化實(shí)踐等。(3)幼兒園實(shí)訓(xùn)。主體是幼兒園生態(tài)環(huán)境建設(shè),班級(jí)“自然角”建設(shè)。
4.“生命特質(zhì)和規(guī)律”模塊
包括生物結(jié)構(gòu)、生物現(xiàn)象、生命起源和發(fā)展、生態(tài)等基本知識(shí)和基礎(chǔ)理論。
上述四大模塊是以原幼兒師范學(xué)校所用的教材《生物學(xué)》為底本,以《幼兒園教育指導(dǎo)綱要(試行)》中有關(guān)科學(xué)教育目標(biāo)與指導(dǎo)要求為指引,以現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展和需求為目標(biāo),經(jīng)多年在科學(xué)教學(xué)活動(dòng)中不斷探索實(shí)踐、不斷思考研究而總結(jié)形成的,這一課程體系完全突破了原有教材的傳統(tǒng)模式和僵化內(nèi)容,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新取舍增刪、重新編排整合,弱化理論、強(qiáng)調(diào)操作、突出技能,與幼兒園科學(xué)教育“零距離”接軌,在教學(xué)實(shí)踐中取得了良好效果。
二 學(xué)前教育專業(yè)生物科學(xué)教育新課程設(shè)置應(yīng)遵循的原則
1.整合性原則
課程的整合性是重要原則。有效的整合可以建構(gòu)理想的、有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的自主發(fā)現(xiàn)和自主探索,促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)結(jié)構(gòu)的深層次改革,以利于將學(xué)生培養(yǎng)成未來(lái)所需要的創(chuàng)新型人才。要根據(jù)學(xué)前教育的特點(diǎn)、職業(yè)的需要,以應(yīng)用性為宗旨,以提高學(xué)生未來(lái)就業(yè)適應(yīng)能力為出發(fā)點(diǎn),將生命科學(xué)相關(guān)的知識(shí)與技能以“必需、夠用”為原則將其整合簡(jiǎn)化。以未來(lái)真實(shí)工作崗位為中心,將基礎(chǔ)知識(shí)與職業(yè)技能有機(jī)整合,將理論部分與實(shí)踐部分有機(jī)整合,使學(xué)生掌握從事嬰幼兒科學(xué)教育的基本理論知識(shí)與基本技能。
2.動(dòng)態(tài)性原則
課程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念,它因培養(yǎng)目標(biāo)的發(fā)展而與時(shí)俱進(jìn),未來(lái)崗位能力要求的內(nèi)涵是一個(gè)不斷變化、不斷豐富的過程。學(xué)前教育課程必須順應(yīng)學(xué)前教育改革與發(fā)展的變化,隨時(shí)對(duì)原有的課程進(jìn)行調(diào)整,才能有效地滿足學(xué)生就業(yè)與發(fā)展的需要。因此,生命科學(xué)教育的課程設(shè)置應(yīng)實(shí)行動(dòng)態(tài)管理。
3.適應(yīng)性原則
適應(yīng)性原則體現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一,適應(yīng)未來(lái)崗位的需求。針對(duì)學(xué)生將來(lái)從事的學(xué)前教育相關(guān)崗位設(shè)置課程,使學(xué)生學(xué)習(xí)的課程能夠與將來(lái)就業(yè)崗位“零距離”對(duì)接。第二,適應(yīng)學(xué)生的實(shí)際情況與需求以取得預(yù)期效果。
4.實(shí)踐性原則
實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)不容忽視的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一,它的成功與否是提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)高水平幼兒教師的關(guān)鍵。通過實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建,保證學(xué)生在校內(nèi)外實(shí)踐基地有足量的實(shí)踐教學(xué)的課程,提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力與理論知識(shí)的應(yīng)用能力。所以生命科學(xué)課程設(shè)置著重考慮實(shí)踐課程,既要考慮理論課程的實(shí)踐部分,更要根據(jù)未來(lái)工作的實(shí)際需要,設(shè)置一套可操作性強(qiáng)且相對(duì)獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)體系。
三 學(xué)前教育專業(yè)生物科學(xué)教育目標(biāo)的實(shí)施和要求
課程體系的建立是教育成功的基石,但教育目標(biāo)的構(gòu)建、實(shí)施是教育成功的保障。學(xué)前教育專業(yè)中,對(duì)于生命科學(xué)教育學(xué)科,其教育目標(biāo)及價(jià)值構(gòu)建只有一個(gè),就是實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育。
1.幼兒園科學(xué)教育對(duì)幼兒發(fā)展的價(jià)值
幼兒園科學(xué)教育對(duì)幼兒發(fā)展的價(jià)值:(1)科學(xué)教育能夠滿足幼兒天生的好奇心。(2)科學(xué)教育有助于幼兒構(gòu)建科學(xué)概念。(3)科學(xué)教育有助于提高幼兒學(xué)習(xí)科學(xué)探索的技能。(4)科學(xué)教育能夠促進(jìn)幼兒個(gè)性的全面和諧發(fā)展。(5)科學(xué)教育有助于發(fā)掘幼兒的科學(xué)潛能。
2.科學(xué)教育的總目標(biāo)
第一,幼兒園科學(xué)教育的總目標(biāo)?!队變簣@教育指導(dǎo)綱要(試行)》中所規(guī)定的科學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的目標(biāo):(1)有好奇心,能發(fā)現(xiàn)周圍環(huán)境中有趣的事情。(2)喜歡觀察,樂于動(dòng)手動(dòng)腦、發(fā)現(xiàn)和解決問題。(3)理解生活中的簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)關(guān)系,能用簡(jiǎn)單的分類、比較、推理等方式探索事物。(4)愿意與同伴共同探究,能用適當(dāng)?shù)姆绞奖磉_(dá)各自的發(fā)現(xiàn),并相互交流。(5)喜愛動(dòng)植物,親近大自然,關(guān)心周圍的生活環(huán)境。
第二,學(xué)前教育專業(yè)生物科學(xué)教育目標(biāo)的構(gòu)建和實(shí)施。幼兒師范院校中,生物科學(xué)教育目標(biāo)的構(gòu)建和實(shí)施要與幼兒園科學(xué)教育的總目標(biāo)“零距離”對(duì)接。
首先,科學(xué)態(tài)度和情感的養(yǎng)成。
一是滿足學(xué)生的好奇心,激發(fā)他們學(xué)習(xí)自然科學(xué)的興趣。學(xué)生天生的好奇心是對(duì)他們進(jìn)行科學(xué)教育的基礎(chǔ),擁有好奇心,每個(gè)人都是“科學(xué)家”,正如愛因斯坦所說:“我沒有特殊的天賦,我只有強(qiáng)烈的好奇心?!贝笞匀回S富多彩、生機(jī)盎然,各種現(xiàn)象神秘莫測(cè),這些事物和現(xiàn)象足以引發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望。
小課堂教育與社會(huì)大自然結(jié)合。在“植物形態(tài)和分類”課程包教學(xué)環(huán)節(jié),我把學(xué)生帶出教室,帶往校園及野外,讓他們看多姿多彩的根莖、葉花、果實(shí)和種子,這是什么植物?葉子為什么變黃?在進(jìn)行“昆蟲”的主題教學(xué)時(shí),我?guī)е鴮W(xué)生一起進(jìn)入昆蟲世界。讓每個(gè)學(xué)生都像偵探柯南一樣去發(fā)現(xiàn)我們周圍有哪些昆蟲?這些昆蟲叫什么名字?它們住在什么地方?喜歡吃什么?怎樣采集昆蟲和飼養(yǎng)昆蟲等。生機(jī)盎然的教學(xué)環(huán)境、生動(dòng)活潑的教育手段激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心和濃厚的學(xué)習(xí)興趣,這為“自主科學(xué)探索精神”的形成打下了基礎(chǔ)。
二是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自然的積極情感和態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)素養(yǎng)”。這一目標(biāo)的意義:(1)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)大自然的興趣、欣賞和熱愛,尊重自然,關(guān)愛生命,保護(hù)野生動(dòng)植物,節(jié)約能源,并形成愛護(hù)環(huán)境的行為習(xí)慣?,F(xiàn)今,地球上野生動(dòng)植物遭受嚴(yán)重的生存危機(jī)、世界環(huán)境日益惡化、自然資源日漸匱乏,這一目標(biāo)的構(gòu)建具有深遠(yuǎn)的歷史意義。在“動(dòng)植物分類”教學(xué)中,我們著重設(shè)問:看誰(shuí)找得多,我國(guó)被列為一級(jí)保護(hù)的野生動(dòng)植物有哪些?在“生態(tài)環(huán)境”教學(xué)中,哪一年的“世界環(huán)境日”“地球日”主題最有特色?以此展開討論,并開展“保護(hù)我們的家園”為主題的教育活動(dòng),組織學(xué)生收集廢紙、易拉罐、玻璃瓶、果凍盒等廢棄物品,把它們?cè)偕?,做成各種新穎、有趣、立體、直觀的教具,既可以節(jié)省材料,又可以減少污染,這些既是良好的行為習(xí)慣,又是環(huán)保的基本要求。(2)學(xué)生“科學(xué)素養(yǎng)”的培養(yǎng)??茖W(xué)素養(yǎng)是無(wú)法像知識(shí)那樣直接“教”給學(xué)生,教師必須組織一個(gè)個(gè)科學(xué)探究活動(dòng),讓學(xué)生在參與活動(dòng)的過程中,獲得感受、體驗(yàn)并內(nèi)化。教師探究意識(shí)、創(chuàng)新精神以及科學(xué)態(tài)度,對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)影響很大。(3)讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)生活,學(xué)會(huì)人際交往,學(xué)會(huì)團(tuán)結(jié)合作,學(xué)會(huì)面對(duì)困難與挫折去頑強(qiáng)拼搏,學(xué)會(huì)自我教育與創(chuàng)造。
其次,構(gòu)建學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)獲得、科學(xué)概念形成的新模式。
科學(xué)教育的知識(shí)目標(biāo)應(yīng)強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生通過自己的探索活動(dòng)過程自行獲取科學(xué)經(jīng)驗(yàn),獲得發(fā)展,而不能單純由教師強(qiáng)制灌輸科學(xué)概念,這是區(qū)別于傳統(tǒng)科學(xué)教育的根本,是如今生命科學(xué)教育變革的核心內(nèi)容之一,也是創(chuàng)新教育的難題。
最后,加強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐,突出學(xué)生的科學(xué)技能訓(xùn)練。
生物科學(xué)教育中,科學(xué)探究實(shí)踐是一個(gè)完整的過程,包括觀察、分類、思考、操作、表達(dá)和交流等多個(gè)環(huán)節(jié)。
一是觀察。通過野外活動(dòng)、種植、飼養(yǎng)、小實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的觀察技能。觀察的目的在于使學(xué)生獲得最直接、最具體的經(jīng)驗(yàn),觀察技能的形成可以為其他技能的獲得提供良好的基礎(chǔ)。
二是分類。分類是觀察活動(dòng)的延伸,是科學(xué)概念形成的途徑。在學(xué)習(xí)“識(shí)別模塊”教學(xué)活動(dòng)中,我們把各種動(dòng)物、植物、真菌的標(biāo)本模型圖片混放在一起,讓學(xué)生自己按生物特征進(jìn)行分類,并展開討論,最后歸納總結(jié),得出科學(xué)結(jié)論。
三是操作、思考和概括。動(dòng)手操作有兩種類型:實(shí)驗(yàn)操作和技術(shù)操作。學(xué)生“動(dòng)手操作”是生命科學(xué)教學(xué)活動(dòng)最核
心、最重要的內(nèi)容,是判斷教育成功與否的主要標(biāo)桿。學(xué)生對(duì)自己探索的原始記錄進(jìn)行加工整理、去粗取精、比較概括,幫助自己把感性的生物學(xué)知識(shí)上升到理性的認(rèn)識(shí)上,形成認(rèn)知能力,并結(jié)合自己已有的經(jīng)驗(yàn),做出推論和預(yù)測(cè),再通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證自己的結(jié)論和預(yù)測(cè)。
四是表達(dá)與交流。(1)用準(zhǔn)確有效的語(yǔ)言表達(dá)自己在科學(xué)活動(dòng)中的做法、想法和發(fā)現(xiàn);(2)用適當(dāng)?shù)姆绞剑ㄈ缰w語(yǔ)言、表情等)表達(dá)自己在科學(xué)活動(dòng)中情感體驗(yàn);(3)用各種手段(如實(shí)物、標(biāo)本、模型、圖片等)展示自己的科學(xué)結(jié)果。另外,到幼兒園見習(xí)回校后,要求各班級(jí)分別布置一個(gè)內(nèi)容豐富的“自然角”,把小動(dòng)物及植物等搬進(jìn)教室里,讓學(xué)生隨時(shí)參與種養(yǎng)、養(yǎng)護(hù)、觀察、記錄;過一段時(shí)間后,各班同學(xué)之間相互參觀、交流,說明各自的想法、做法、成果、體會(huì),可以達(dá)到科學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)共享、成果最大化的目的。
參考文獻(xiàn)
[1]張俊.幼兒園科學(xué)教育活動(dòng)指導(dǎo)[M].北京:人民教育出版社,2009
“探究-參與式”教學(xué)模式是指在“探究式教學(xué)”思想的指導(dǎo)下,以建構(gòu)主義和認(rèn)知結(jié)構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ),以主體性、創(chuàng)造性、針對(duì)性和激勵(lì)性為原則,以培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與、獲得生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo)的一種教學(xué)模式。這一教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以探究為主,重在讓學(xué)生真正參與到課堂當(dāng)中,是適用于高中生物“資料分析”欄目教學(xué)的教學(xué)模式。
依據(jù)建構(gòu)主義的教學(xué)設(shè)計(jì)模式和認(rèn)知結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)理論教學(xué)流程圖,設(shè)計(jì)了如圖1所示的“探究-參與式”教學(xué)模式框圖,共包括“例、探、述、評(píng)”4個(gè)部分,這也是“探究-參與式”教學(xué)模式在應(yīng)用時(shí)的四個(gè)步驟。
2 適用于“探究-參與式”教學(xué)模式的教學(xué)方法
為了充分發(fā)揮“資料分析”欄目的應(yīng)有價(jià)值,針對(duì)不同類型的“資料分析”欄目提出不同的教學(xué)方法。
2.1 “資料分析”欄目的分類
依據(jù)“資料分析”欄目的設(shè)立目的,將其分為三類,旨在將具有針對(duì)性的教學(xué)方法運(yùn)用到“資料分析”欄目的教學(xué)中去:第一類“資料分析”欄目的設(shè)立是為了使學(xué)生更好地掌握科學(xué)知識(shí),如“生命活動(dòng)與細(xì)胞的關(guān)系”“細(xì)胞核具有什么功能”“葉綠體的功能”等。
第二類是為了提高學(xué)生搜集、提取信息的能力,如“分析細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用”“干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康”“通過基因診斷來(lái)檢測(cè)遺傳病”等。
第三類“資料分析”欄目是為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神而設(shè)立的,如“細(xì)胞學(xué)說的建立過程”“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”“促胰液素的發(fā)現(xiàn)”“中心法則的發(fā)展”等。
2.2 適用于“探究-參與式”教學(xué)模式的教學(xué)方法
“資料分析”欄目對(duì)知識(shí)、原理等的文字描述不是十分具體,雖然在一定程度上給教師教學(xué)帶來(lái)了難度,但同時(shí)也為教師的創(chuàng)造性教學(xué)留下較大的空間。教師可以根據(jù)學(xué)生情況,將不同的教學(xué)方法應(yīng)用到“資料分析”欄目的教學(xué)中去,不斷變換外界環(huán)境的刺激,通過學(xué)生與教師之間、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng),來(lái)幫助學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。下面談?wù)剬?duì)“資料分析”欄目進(jìn)行應(yīng)用的五種教學(xué)方法。
2.2.1 問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法
問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)之上,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)必須與任務(wù)或問題相結(jié)合,讓學(xué)生在教學(xué)情境中帶著任務(wù)學(xué)習(xí),以問題探索的方式來(lái)維持學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),使學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)掌握在學(xué)生的手中?!百Y料分析”欄目中的描述性語(yǔ)言較多,使學(xué)生在看過資料后很難發(fā)現(xiàn)問題,留下的印象也不深刻。如果教師把這些內(nèi)容編制成具有一定的概括性、層次性、可測(cè)性和思考性的思考題,使學(xué)生在完成這些思考題的同時(shí)掌握知識(shí),將有利于教學(xué)效率的提高。
適用于“問題驅(qū)動(dòng)”這種教學(xué)形式的資料分析有“細(xì)胞學(xué)說的建立過程”“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”“中心法則的發(fā)展”“生命活動(dòng)與細(xì)胞的關(guān)系”等。
2.2.2 案例教學(xué)法
案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法,即在教學(xué)過程中,根據(jù)課標(biāo)規(guī)定的教學(xué)目的和要求,在課堂上圍繞案例所提供的材料和問題進(jìn)行研究,鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的判斷和見解,以此來(lái)提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。許多“資料分析”都源于生活中的情境,每個(gè)情境都是一個(gè)案例,因此,教師可以將“案例教學(xué)法”應(yīng)用于“資料分析”的教學(xué)中。適用于案例教學(xué)法的資料分析有“分析細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用”“評(píng)述植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用”等。
2.2.3 圖文轉(zhuǎn)化法
圖文互換是生物學(xué)中教學(xué)常用的一種形式?!百Y料分析”欄目中經(jīng)常設(shè)置圖表類的資料讓學(xué)生分析,意在培養(yǎng)學(xué)生將文字信息概括成圖表的能力,以及將圖表信息轉(zhuǎn)換成文字的能力。用圖表的形式來(lái)組織和表述知識(shí),可以把人腦中隱形的知識(shí)清晰地表達(dá)出來(lái),將有助于新知識(shí)的內(nèi)化。同時(shí),“思維導(dǎo)圖”具有形象直觀簡(jiǎn)潔的特點(diǎn),容易啟動(dòng)學(xué)生的發(fā)散思維,提升學(xué)生的注意力與記憶能力,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。因此,畫“思維導(dǎo)圖”的方法非常適用于“資料分析”欄目。適用于這種教學(xué)形式的資料分析有“細(xì)胞核具有什么功能”“血漿的化學(xué)組成”“反應(yīng)種間關(guān)系的實(shí)例”等。
2.2.4 小組成果展示法
成果展示活動(dòng)是將學(xué)生經(jīng)過主題探索后取得的成果進(jìn)行展示的學(xué)習(xí)活動(dòng)。學(xué)生利用周末的時(shí)間去查找資料、整合信息,不僅能夠鍛煉學(xué)生的信息檢索能力、提取信息的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,還能給學(xué)生提供一個(gè)展現(xiàn)個(gè)性的平臺(tái),也是學(xué)生發(fā)現(xiàn)自我、欣賞他人的過程。適用于小組成果展示這種教學(xué)形式的資料分析主要有“干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康”“健康的生活方式與防癌”等。
2.2.5 自由辯論法
辯論賽是對(duì)學(xué)生能力和水平的全方位考查。在辯論的過程中,學(xué)生會(huì)體會(huì)到科學(xué)技術(shù)是把雙刃劍,在給人類帶來(lái)進(jìn)步的同時(shí),也可能給社會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響。因此教師要提醒學(xué)生在應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)時(shí),要考慮到社會(huì)發(fā)展情況,培養(yǎng)正確的世界觀。適用于自由辯論賽這種教學(xué)形式的資料分析主要有“轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性”“人口增長(zhǎng)過快給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來(lái)哪些影響”等。
3 對(duì)“資料分析”欄目教學(xué)的建議
3.1 教師應(yīng)注重對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的解讀
“資料分析”欄目是為了體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思路而設(shè)置的,教師對(duì)這一欄目的應(yīng)用意識(shí)不強(qiáng),歸根結(jié)底是對(duì)課標(biāo)的理解不到位。教師沒有意識(shí)到未來(lái)的生物n程應(yīng)該達(dá)到什么樣的目標(biāo),自然不會(huì)尋找達(dá)到目標(biāo)的“途徑”。因此,高中生物教師應(yīng)把握課標(biāo)的設(shè)計(jì)思路及特點(diǎn),將課標(biāo)的要求落到實(shí)處,才能使高中生物學(xué)教育邁上新臺(tái)階。
3.2 教師應(yīng)注重生命科學(xué)前沿與“資料分析”欄目教學(xué)之間的結(jié)合
新課改后的教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生要初步了解生物科學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域,認(rèn)識(shí)生物科學(xué)和技術(shù)的性質(zhì),正確理解科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)之間的關(guān)系。這一目標(biāo)突出了生命科學(xué)前沿與高中生物教材“資料分析”欄目教學(xué)之間的關(guān)系?!百Y料分析”欄目是體現(xiàn)生命科學(xué)前沿的良好載體,高中生物教材中的很多章節(jié)都與生命科學(xué)前沿相關(guān)聯(lián)。教師應(yīng)時(shí)常登錄“生物360-中文生命科學(xué)界咨詢”“生物谷”等網(wǎng)站,了解生命科學(xué)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展,將這些最新進(jìn)展作為小資料帶進(jìn)生物課堂,使生物課堂變得既前沿又有高度。
4 結(jié)語(yǔ)
基于建構(gòu)主義理論和認(rèn)知結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的“探究式”與“參與式”教學(xué)模式的結(jié)合,可以提高學(xué)生分析生物學(xué)問題的能力、搜集和處理信息的能力、歸納總結(jié)生物學(xué)知識(shí)的能力、運(yùn)用新知識(shí)解決實(shí)際問題以及合作交流等能力,進(jìn)而提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。針對(duì)不同類型的“資料分析”,采用以“問題驅(qū)動(dòng)”“案例教學(xué)”“小組成果展示”等為主要內(nèi)容的“探究-參與式”教學(xué)模式,可以提高教師對(duì)“資料分析”欄目的使用意識(shí),有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量,使該欄目起到應(yīng)有的作用。
Thinking on the Teaching Objectives and Teaching Method of Introduction to Biological Science
LI Wei YANG Yu-ling
(School of Life and Environmental Sciences, Huangshan University, Huangshan Anhui 245041,China)
【Abstract】Through setting up the Introduction to Biological Science course, the theoretical system, research hotspots, curriculum provision system, school-running characteristics, further education and employment will be introduced to freshman majored in Biological Science. The main objective of this course is to help the freshman establishing their interests and clearing the curriculums and future developing directions, which will lay a solid foundation for the future study.
【Key words】Introduction to biological science;Teaching contents;Teaching methods
0 引言
生物科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),研究生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。生物科學(xué)作為一門基礎(chǔ)科學(xué),同時(shí)又是生命科學(xué)(醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)等)以及其他交叉領(lǐng)域(仿生學(xué)、生物物理學(xué)等)的基石[1],已成為社會(huì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步的主要推動(dòng)力,當(dāng)前以及未來(lái)都將與人類的生存、發(fā)展息息相關(guān)[2]。
與高中階段的生物課不同,大學(xué)階段生物科學(xué)已作為單獨(dú)開設(shè)的專業(yè)。高中生物的某個(gè)章節(jié)在大學(xué)階段可能會(huì)成為單獨(dú)設(shè)立的一門課程。因此,在進(jìn)行專業(yè)課程學(xué)習(xí)前如果能夠提前對(duì)入學(xué)新生進(jìn)行引導(dǎo),幫助他們熟悉本專業(yè)的具體情況(學(xué)習(xí)內(nèi)容、繼續(xù)深造的潛力、就業(yè)方向等),對(duì)學(xué)生盡快融入專業(yè)學(xué)習(xí)會(huì)具有非常積極的作用。
因此,作為開設(shè)生物科學(xué)專業(yè)的院校,正視當(dāng)前生物科學(xué)專業(yè)學(xué)前教育,結(jié)合實(shí)例介紹本專業(yè)特色、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),通過各種形式開展生物科學(xué)新生入學(xué)學(xué)前教育,能夠幫助新生為未來(lái)的學(xué)習(xí)和目標(biāo)制定奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。生物科學(xué)專業(yè)導(dǎo)論課程是生物科學(xué)專業(yè)新生專業(yè)課程設(shè)置中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本課程通過對(duì)生物科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案待解讀和分析,使學(xué)生了解未來(lái)本專業(yè)的課程設(shè)置、理論體系、研究熱點(diǎn)、辦學(xué)特色以及考研就業(yè)等相關(guān)方面的信息,樹立學(xué)生對(duì)本專業(yè)課程的興趣,為后續(xù)的相關(guān)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
1 教學(xué)目標(biāo)
使學(xué)生了解生命由來(lái)的學(xué)說,進(jìn)化論發(fā)展歷程;掌握本專業(yè)的研究熱點(diǎn)與前沿問題;通過本門課程的學(xué)習(xí),對(duì)本專業(yè)的整體(學(xué)習(xí)內(nèi)容、就業(yè)、深造)情況全面把握;通過大量實(shí)例分析、經(jīng)驗(yàn)分享等,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的興趣,為學(xué)生未來(lái)四年對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)樹立信心。
2 教學(xué)內(nèi)容
生物科學(xué)專業(yè)導(dǎo)論課程應(yīng)圍繞生物學(xué)的經(jīng)典理論,以生命由來(lái)的學(xué)說為起點(diǎn),生命科學(xué)的理論體系及研究熱點(diǎn)為主線,具體介紹生物科學(xué)專業(yè)設(shè)置、就業(yè)方向、考研情況等,并通過英語(yǔ)微課、優(yōu)秀畢業(yè)生經(jīng)驗(yàn)分享等方式授課。課程共8個(gè)學(xué)時(shí),課程內(nèi)容可作安排如下:
2.1 生命的由來(lái),進(jìn)化論 (2學(xué)時(shí))
生命的定義和生命的基本特征、人類認(rèn)識(shí)和研究生命的歷程及現(xiàn)代生命科學(xué)的重大意義;生命的起源,生命的進(jìn)化以及生命科學(xué)的理論體系。
2.2 生命科學(xué)的理論體系及研究的熱點(diǎn)問題介紹 (2學(xué)時(shí))
介紹當(dāng)前生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)以及其與人類社會(huì)的主要關(guān)系。內(nèi)容涉及生命的基礎(chǔ)、生命的結(jié)構(gòu)、生命的本質(zhì)、生命科學(xué)與農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、健康、生活、環(huán)境等領(lǐng)域的關(guān)系。
2.3 生物科學(xué)專業(yè)設(shè)置、就業(yè)方向、考研情況介紹(2學(xué)時(shí))
對(duì)生物科學(xué)專業(yè)未來(lái)四年培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、課程簡(jiǎn)介、就業(yè)方向、就業(yè)率及本專業(yè)歷年考研情況等進(jìn)行詳細(xì)介紹。
2.4 邀請(qǐng)外語(yǔ)專業(yè)教師進(jìn)行全英文生物科學(xué)專業(yè)示范課、討論、答疑(2學(xué)時(shí))
生物科學(xué)的學(xué)習(xí),在當(dāng)前科技發(fā)展現(xiàn)狀下,離不開英語(yǔ)這門工具。選取具有代表性的某一知識(shí)點(diǎn)(以生態(tài)學(xué)為例),通過邀請(qǐng)從事多年生態(tài)學(xué)教育的教師進(jìn)行全英文微課教學(xué),激發(fā)本專業(yè)學(xué)生對(duì)本專業(yè)以及對(duì)英文學(xué)習(xí)的興趣;同時(shí),邀請(qǐng)本專業(yè)已就業(yè)和已考取研究生的同學(xué)(在讀)與新生互動(dòng),通過課堂討論、提問等形式,對(duì)本專業(yè)就業(yè)方向及深造情況進(jìn)行具體分析,對(duì)學(xué)生有困惑的問題進(jìn)行答疑。
3 小結(jié)
《生物科學(xué)專業(yè)導(dǎo)論》課程是專為生物科學(xué)專業(yè)新生開設(shè)的專業(yè)導(dǎo)論課,通過本課程開設(shè),使學(xué)生系統(tǒng)地了解和認(rèn)識(shí)各種生命的起源、生命的現(xiàn)象及本質(zhì),把握當(dāng)前生命科學(xué)的發(fā)展動(dòng)態(tài),了解生物科學(xué)在人類社會(huì)生存與發(fā)展過程中的重要性,激發(fā)學(xué)生對(duì)生物科學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣和熱情,并為以后的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)做好鋪墊。同時(shí),通過本課程的學(xué)習(xí),使本專業(yè)學(xué)生能夠?qū)ξ磥?lái)就業(yè)與再深造能有較為深刻的認(rèn)識(shí),為同學(xué)們未來(lái)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)以及目標(biāo)制定提供背景知識(shí)以及思路。本課程的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法沒有固定的教學(xué)模式,需要本專業(yè)老師結(jié)合自身教學(xué)、研究特點(diǎn)以及院系特色等進(jìn)行[3],如何通過專業(yè)導(dǎo)論課程教育提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度,促進(jìn)專業(yè)發(fā)展,不僅是生物科學(xué),也是其他學(xué)科需要面臨的問題。
【參考文獻(xiàn)】
生命科學(xué)是研究生命活動(dòng)的本質(zhì)和發(fā)生規(guī)律,以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的學(xué)科。近年來(lái),生命科學(xué)研究的新方法、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)為解析各種生命現(xiàn)象構(gòu)建了研究平臺(tái),使科研人員從分子、細(xì)胞、個(gè)體和群體各層面深入探討生命活動(dòng)的基本規(guī)律成為現(xiàn)實(shí),促進(jìn)了生命科學(xué)領(lǐng)域中一系列觀念和認(rèn)識(shí)的更新[1]。與此同時(shí),生命科學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的進(jìn)步也促進(jìn)了應(yīng)用,其成果正在以前所未有的速度向農(nóng)牧漁業(yè)、能源工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、食品輕工和醫(yī)藥衛(wèi)生等多個(gè)方面滲透,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益[2]。因此,目前高校生命科學(xué)相關(guān)的專業(yè)課程中既包含基礎(chǔ)理論又包含技術(shù)手段,既包含研究前沿又包含應(yīng)用進(jìn)展,內(nèi)容豐富、信息量大、邏輯性強(qiáng)。在當(dāng)今以素質(zhì)教育和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為核心的教育思想指導(dǎo)下,生命科學(xué)相關(guān)課程的教學(xué)過程中應(yīng)采取靈活多樣的教學(xué)方式,幫助學(xué)生夯實(shí)基本概念,掌握前沿進(jìn)展,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)和未來(lái)社會(huì)發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的課堂授課方式以教師主動(dòng)講述、學(xué)生被動(dòng)接受為主。這種授課方式教師講授偏多,學(xué)生主動(dòng)性發(fā)揮不足,從而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)部分知識(shí)點(diǎn)掌握的深度和廣度受到限制,僅停留在熟練記憶的層面。近年來(lái),筆者對(duì)生命科學(xué)專業(yè)課程教學(xué)方式進(jìn)行了初步的改革嘗試,將教師講授式授課與開放式討論授課相結(jié)合,注重對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、思維能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),產(chǎn)生了積極的反響。我們?cè)趯W(xué)期伊始便給學(xué)生介紹與本課程相關(guān)的參考書、期刊和網(wǎng)站,教授學(xué)生查閱中英文相關(guān)文獻(xiàn)的方法,隨后將與課堂教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的知識(shí)延伸、科研進(jìn)展、研究方法等作為小組(每小組學(xué)生4~6人)討論題目布置給學(xué)生。學(xué)生通過在課下查閱文獻(xiàn)、積極思考和相互交流等方式深入認(rèn)識(shí)討論題目,并在課堂上以視頻、PPT和presentation的方式向全班同學(xué)展示。而小組展示過后,教師會(huì)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所講內(nèi)容展開討論并對(duì)討論內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)。同時(shí),教師根據(jù)學(xué)生報(bào)告情況予以打分,并按一定百分比計(jì)入期末成績(jī)。下面筆者以生命科學(xué)專業(yè)的骨干必修課“細(xì)胞生物學(xué)”和專業(yè)必修課“植物生理學(xué)”為例,闡述如何在生命科學(xué)專業(yè)的教學(xué)中引入開放式討論教學(xué)模式,引導(dǎo)學(xué)生深入探究生命科學(xué)理論的內(nèi)涵。
一、開放式討論教學(xué)應(yīng)用于“細(xì)胞生物學(xué)”課程教學(xué)的案例展示
細(xì)胞作為有機(jī)體結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的基本單位,既是生命科學(xué)發(fā)展的生長(zhǎng)點(diǎn),又是生命科學(xué)發(fā)展的匯聚點(diǎn)。細(xì)胞生物學(xué)是在顯微、亞顯微和分子水平研究和揭示細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué),是當(dāng)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科。目前,細(xì)胞生物學(xué)的研究日益深入,已成為21世紀(jì)生命科學(xué)研究的重要領(lǐng)域。“細(xì)胞生物學(xué)”課程既是北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院理科基地生物科學(xué)專業(yè)的重要主干課程,也是生物技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。
(一)通過開放式討論教學(xué)引入最新科研進(jìn)展內(nèi)容
“細(xì)胞生物學(xué)研究方法”是“細(xì)胞生物學(xué)”課程中承前啟后的一個(gè)章節(jié),該章節(jié)從細(xì)胞形態(tài)的顯微觀察、細(xì)胞及其組分的分析、細(xì)胞培養(yǎng)與生物工程、細(xì)胞及生物大分子的動(dòng)態(tài)變化等幾個(gè)方面介紹了有關(guān)細(xì)胞生物學(xué)的研究方法。其中關(guān)于細(xì)胞形態(tài)的顯微觀察,課本中主要介紹了光學(xué)顯微鏡、熒光顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡和電子顯微鏡的原理和使用方法。這些顯微成像技術(shù)可以幫助研究者從分子和細(xì)胞等微觀層面觀察生命過程中的變化,揭示生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和動(dòng)態(tài)規(guī)律。近年來(lái),科學(xué)家們不斷嘗試,實(shí)現(xiàn)了突破衍射極限的光學(xué)顯微成像,即超分辨熒光顯微術(shù)[3]。2014年諾貝爾獎(jiǎng)即授予了其中兩種超分辨率光學(xué)顯微鏡的發(fā)明者———受激發(fā)射損耗顯微術(shù)(以下簡(jiǎn)稱為STED)的發(fā)明者StefanW.Hell和光激活定位顯微術(shù)(以下簡(jiǎn)稱為PALM)的發(fā)明者EricBetzig、WilliamE.Moerner。由于教材內(nèi)容篇幅的限制以及修訂和出版時(shí)間的周期性,這一重要內(nèi)容并沒有被及時(shí)收錄在內(nèi)。于是,我們選擇這一部分內(nèi)容作為開放式討論教學(xué)內(nèi)容。首先,教師為學(xué)生強(qiáng)調(diào)衍射極限的概念,從成像的角度來(lái)說,衍射極限影響下的顯微成像系統(tǒng)只能分辨有限小的細(xì)節(jié),一般在200nm到300nm之間。德國(guó)物理學(xué)家ErnstAbbe發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象,并將其公式刻在自己的墓碑上。在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生們播放了在網(wǎng)上查找到的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的采訪視頻和超分辨率顯微術(shù)動(dòng)畫,激發(fā)大家的學(xué)習(xí)興趣;另一組學(xué)生則通過PPT和presentation展示了STED和PALM技術(shù)的原理和特點(diǎn)。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:相對(duì)于傳統(tǒng)光學(xué)顯微術(shù),STED顯微術(shù)和PALM顯微術(shù)通過何種方式突破了刻在墓碑上的公式———光學(xué)衍射的極限,實(shí)現(xiàn)了在納米級(jí)對(duì)生物大分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行清晰成像。最后,教師對(duì)學(xué)生講述中提到的多種超分辨率顯微鏡的優(yōu)勢(shì)和不足加以補(bǔ)充和總結(jié)。通過這次講述和討論,學(xué)生們?cè)鲩L(zhǎng)了知識(shí),開拓了視野,知道了超高分辨率顯微鏡通過多種技術(shù)革新大大提高了人們對(duì)細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)定位和功能分析的觀測(cè)尺度,深刻理解了顯微鏡是認(rèn)識(shí)復(fù)雜生命現(xiàn)象的窗口這一觀點(diǎn)。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué)可將更多的研究進(jìn)展融入到課堂教學(xué)中,更新和充實(shí)基礎(chǔ)理論。
(二)通過開放式討論教學(xué)將理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合
“細(xì)胞增殖調(diào)控與癌細(xì)胞”是“細(xì)胞生物學(xué)”課程中備受學(xué)生關(guān)注的一個(gè)章節(jié)。細(xì)胞增殖是生物繁殖和生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ),是受到高度嚴(yán)格調(diào)控的細(xì)胞生命過程。在細(xì)胞增殖中任何關(guān)鍵步驟的錯(cuò)誤,都有可能引發(fā)嚴(yán)重后果。在動(dòng)物體內(nèi),異常旺盛增殖的細(xì)胞會(huì)發(fā)生癌變轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞,對(duì)生命安全造成嚴(yán)重威脅?!凹?xì)胞生物學(xué)”課程中大多數(shù)章節(jié)理論性較強(qiáng),知識(shí)較為抽象,然而“細(xì)胞增殖調(diào)控與癌細(xì)胞”一節(jié)與每位同學(xué)的身體健康密切相關(guān),學(xué)生們有著強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望。因此,我們借助學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,將癌細(xì)胞的形成與特征部分作為開放式討論教學(xué)內(nèi)容。首先,教師為學(xué)生概述癌細(xì)胞的定義和與細(xì)胞增殖調(diào)控的關(guān)系。緊接著,有學(xué)生講解癌細(xì)胞的基本特征及腫瘤的發(fā)生過程,另一組學(xué)生講解腫瘤發(fā)生的細(xì)胞信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及目前針對(duì)特異信號(hào)通路的癌癥治療靶向藥物。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:癌癥的發(fā)生與環(huán)境因素是否密切相關(guān)?癌癥是不是遺傳性疾?。堪┌Y是不是可以稱為老年疾???癌癥的產(chǎn)生除了基因突變,有沒有其他遺傳機(jī)制的參與?等等。最后,教師對(duì)學(xué)生講述中提到的癌基因、抑癌基因和生長(zhǎng)因子等重要知識(shí)點(diǎn)加以強(qiáng)調(diào)和深化。通過這次講述和討論,學(xué)生不但對(duì)課本知識(shí)理解得更為深刻,也真正認(rèn)識(shí)到細(xì)胞生物學(xué)與人類生活的密切關(guān)系,以及細(xì)胞生物學(xué)在解決人類所面臨的重大健康問題中所發(fā)揮的重要作用。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué),可以將與理論知識(shí)密切相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用融入課堂教學(xué)中,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)和運(yùn)用知識(shí)。
二、開放式討論教學(xué)應(yīng)用于“植物生理學(xué)”課程教學(xué)的案例展示
植物生理學(xué)包括植物生命活動(dòng)過程中物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞及由此表現(xiàn)出的形態(tài)建成等多方面內(nèi)容,是從不同層次、不同水平、不同角度探索研究植物生命活動(dòng)規(guī)律及其與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)。植物生理學(xué)既在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域探究相互聯(lián)系、相互依存、相互制約的生命現(xiàn)象本質(zhì),又為農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。正是因?yàn)椤爸参锷韺W(xué)”課程的重要性,這門課程成為北京林業(yè)大學(xué)生物、林學(xué)、園藝和水保等多個(gè)專業(yè)的專業(yè)必修課程。
(一)通過開放式討論教學(xué)展示多種技術(shù)手段
“植物礦質(zhì)與氮素營(yíng)養(yǎng)”是“植物生理學(xué)”課程中介紹植物生命活動(dòng)橫斷面中的一章,圍繞高等植物礦質(zhì)元素的概念及生理作用、礦質(zhì)離子跨膜運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理、植物根系吸收養(yǎng)分的過程和特點(diǎn)等幾部分展開講述。膜片鉗技術(shù)和非損傷微測(cè)技術(shù)均可用來(lái)測(cè)量和研究生命體外微環(huán)境中的離子/分子流,在植物礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)運(yùn)研究中均獲得成功應(yīng)用[4]。膜片鉗技術(shù)利用微玻管電極接觸細(xì)胞膜,對(duì)膜片上離子通道的離子電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄,從而反映單個(gè)或多個(gè)離子通道的分子活動(dòng)。非損傷微測(cè)技術(shù)利用選擇性電極,可在保證被測(cè)樣品完整性和近似實(shí)際生理環(huán)境狀態(tài)下,對(duì)進(jìn)出樣品的各種離子/分子流進(jìn)行三維、實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)的測(cè)量,從而獲得離子/分子流的濃度、流速和運(yùn)動(dòng)方向等多方面信息。我們將這兩種研究植物礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)運(yùn)的重要技術(shù)的比較作為開放式討論教學(xué)的內(nèi)容,作為該章理論知識(shí)介紹的補(bǔ)充。首先,教師為學(xué)生講授膜片鉗技術(shù)和非損傷微測(cè)技術(shù)的歷史由來(lái),再由一組學(xué)生講解膜片鉗技術(shù)的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用舉例,而另一組學(xué)生講解非損傷微測(cè)技術(shù)的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用舉例。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:膜片鉗技術(shù)和非損傷微測(cè)技術(shù)相比,分別有哪些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?應(yīng)該應(yīng)用在哪些不同的領(lǐng)域?最后,教師為學(xué)生們講述現(xiàn)實(shí)中兩種技術(shù)的應(yīng)用并加以總結(jié),指出膜片鉗技術(shù)是研究植物細(xì)胞膜離子通道的傳統(tǒng)工具,但非損傷微測(cè)技術(shù)可以使植物礦質(zhì)離子轉(zhuǎn)運(yùn)研究更加深入和豐滿。通過這次討論和講述,學(xué)生們?cè)诿鞔_植物礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)運(yùn)、吸收和生理功能等理論的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步了解了進(jìn)行上述理論研究的技術(shù)手段,做到了知其然,也知其所以然。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué),可以有的放矢地加強(qiáng)學(xué)生對(duì)研究方法和技術(shù)手段的學(xué)習(xí)。
(二)通過開放式討論教學(xué)鍛煉學(xué)生科學(xué)思維的能力
“植物生長(zhǎng)物質(zhì)”是“植物生理學(xué)”課程中內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立的一章,主要介紹多種植物激素和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的生物學(xué)功能。在這一章中,教師不但需要為學(xué)生介紹生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯等5大類經(jīng)典激素,還需要為學(xué)生講解油菜素內(nèi)酯、茉莉素、水楊酸、獨(dú)腳金內(nèi)酯等4大類新型植物激素。每種激素都需要圍繞激素的發(fā)現(xiàn)與種類、分布與運(yùn)輸、合成與降解代謝、生物學(xué)功能和信號(hào)傳導(dǎo)途徑等多方面進(jìn)行講述。我們希望學(xué)生在聽教師講授完其中8大類植物激素的相關(guān)知識(shí)后融會(huì)貫通、舉一反三,對(duì)最后一種也是最新的一種植物激素———獨(dú)腳金內(nèi)酯展開開放式討論。首先,教師向?qū)W生強(qiáng)調(diào)植物激素的定義和特征。緊接著,一組學(xué)生講解獨(dú)腳金內(nèi)酯的發(fā)現(xiàn)和分布、結(jié)構(gòu)和合成,而另一組學(xué)生講解獨(dú)腳金內(nèi)酯的生物學(xué)功能和信號(hào)傳導(dǎo)。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:獨(dú)腳金內(nèi)酯的各種生物學(xué)功能中,哪些是與其他激素的生物學(xué)功能協(xié)同作用,哪些是與其他激素的生物學(xué)功能相拮抗的?獨(dú)腳金內(nèi)酯的信號(hào)傳導(dǎo)途徑與哪些激素的信號(hào)傳導(dǎo)途徑具有相似性,而不同之處又在哪里?最后,教師對(duì)獨(dú)腳金內(nèi)酯的各種信息進(jìn)行梳理,加深學(xué)生對(duì)植物激素特征和生物學(xué)功能的理解。通過這次討論和講述,學(xué)生們可以從對(duì)每種激素具體細(xì)節(jié)的領(lǐng)會(huì)中跳出來(lái),對(duì)植物激素從最初合成到最后發(fā)揮生物學(xué)功能的一系列過程加以宏觀把握。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué),可以鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力,引導(dǎo)學(xué)生由個(gè)別到一般、由局部到全面,獨(dú)立有序地完成教學(xué)內(nèi)容。通過上述“細(xì)胞生物學(xué)”課程和“植物生理學(xué)”課程中多個(gè)教學(xué)案例可以看出,開放式討論教學(xué)可以補(bǔ)充講授型課堂教學(xué)的不足,幫助學(xué)生在教師的指引下進(jìn)行積極而獨(dú)立的思考和自主而深入的學(xué)習(xí),了解科研進(jìn)展,知曉實(shí)際應(yīng)用,掌握研究方法,鍛煉科學(xué)思維,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。
參考文獻(xiàn)
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分子遺傳學(xué)是在分子水平研究生命現(xiàn)象的學(xué)科,已經(jīng)成為21世紀(jì)生命科學(xué)前沿學(xué)科,它的基礎(chǔ)理論已經(jīng)滲透到生命科學(xué)幾乎所有的領(lǐng)域,是涵蓋面非常廣的一門學(xué)科,同時(shí)也是現(xiàn)代生物科學(xué)發(fā)展最快的學(xué)科之一。從分子遺傳學(xué)發(fā)展以來(lái)逐漸從重視形態(tài)、代謝功能方面的演變延伸到研究基因和基因的結(jié)構(gòu)和功能等的演變。
分子遺傳學(xué)目前已成為綜合性大學(xué)、理工科大學(xué)、農(nóng)林院校等生命科學(xué)類各專業(yè)研究生的專業(yè)學(xué)位課,是繼本科階段課程如生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等課程后的進(jìn)一步學(xué)習(xí),對(duì)提高研究生的基本科學(xué)素質(zhì)、提升專業(yè)素養(yǎng)和增強(qiáng)科研創(chuàng)新等有著十分密切的聯(lián)系和重要的影響。以分子遺傳學(xué)為基礎(chǔ)的遺傳工程則正在發(fā)展成為一個(gè)新興的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,許多國(guó)家已經(jīng)把分子遺傳學(xué)及技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高科技項(xiàng)目。在這樣的發(fā)展潮流中,如何使學(xué)生能夠及時(shí)了解快速發(fā)展的分子遺傳學(xué)理論和技術(shù)的相關(guān)知識(shí),為我國(guó)生命科學(xué)培養(yǎng)富有開拓精神、創(chuàng)新精神,具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高層次、高質(zhì)量的人才,研究生分子遺傳學(xué)課程的改革必將成為我們探索的一個(gè)重要課題。
一、學(xué)院特色
生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)科是生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的前沿學(xué)科之一,也是中國(guó)計(jì)量學(xué)院近年來(lái)重點(diǎn)建設(shè)的學(xué)科,2004年入選浙江省重點(diǎn)扶植學(xué)科,2005年獲碩士學(xué)位點(diǎn)授予權(quán)。該學(xué)科的主要特色包括分子檢測(cè)和檢驗(yàn)技術(shù)、重大生物安全和生物入侵問題、植物天然活性產(chǎn)物的提取與利用、環(huán)境分子生物學(xué)與農(nóng)產(chǎn)品安全等方面的研究,均從基因或蛋白質(zhì)等方面來(lái)闡明具體的機(jī)理,這與分子遺傳學(xué)存在著密切聯(lián)系。隨著分子遺傳學(xué)概念的深入人心,為了適應(yīng)培養(yǎng)基礎(chǔ)厚、知識(shí)寬、素質(zhì)高、能力強(qiáng)、面向21世紀(jì)開拓創(chuàng)新的生命科學(xué)優(yōu)秀基礎(chǔ)性人才的需要,結(jié)合我院專業(yè)特色和人才培養(yǎng)計(jì)劃,2011年新增《分子遺傳學(xué)》課程為本學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)碩士研究生的專業(yè)學(xué)位課,并于2011-2012年第二學(xué)期正式實(shí)施教學(xué)工作。
二、教材的選擇和教學(xué)內(nèi)容的整合優(yōu)化
本課程選用了以高等教育出版社出版的由路鐵剛、丁毅主編的《分子遺傳學(xué)》為教材。以南京大學(xué)出版社出版的由孫乃恩,孫東旭,煦編著的《分子遺傳學(xué)》和高等教育出版社出版的由朱玉賢等編著的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》等為參考教材,同時(shí)也選擇了一些相關(guān)的動(dòng)畫網(wǎng)絡(luò)電子教材。在教材上突出基礎(chǔ)性、綜合性、前沿性、時(shí)代性、創(chuàng)新性和引導(dǎo)性,并且符合相應(yīng)的課時(shí)數(shù),同時(shí)避免與其它課程的重復(fù),能夠適合應(yīng)用型人才的教材。
同時(shí),從分子遺傳學(xué)的特色出發(fā),優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,注重知識(shí)的橫向和縱向銜接,刪改與生物化學(xué)、分子生物學(xué)等相關(guān)課程間重復(fù)交叉內(nèi)容,同時(shí)補(bǔ)充本教材內(nèi)容的不足,使教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)課程的特色性。課堂教學(xué)主要是講授基因組學(xué)與后基因組學(xué)、基因組結(jié)構(gòu)與功能、基因表達(dá)調(diào)控、基因突變與DNA損傷修復(fù)、遺傳重組與轉(zhuǎn)座、雜交育種與誘變育種、突變體的創(chuàng)制與應(yīng)用、分子遺傳學(xué)研究的常用技術(shù)介紹等。同時(shí)在講授基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)也結(jié)合相關(guān)前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域的知識(shí)和進(jìn)展,如適當(dāng)引入學(xué)科前沿內(nèi)容以激發(fā)學(xué)生的學(xué)生興趣,并將最新的知識(shí)理論和科學(xué)熱點(diǎn)通過文獻(xiàn)介紹給學(xué)生。不僅達(dá)到授課內(nèi)容國(guó)際化、教學(xué)理念前瞻化,而且可以培養(yǎng)研究生學(xué)習(xí)外文文獻(xiàn)的能力和思考科學(xué)問題的方法和習(xí)慣。教學(xué)過程全部采用多媒體與動(dòng)畫網(wǎng)絡(luò)資源的教學(xué)方法相結(jié)合。在講授部分內(nèi)容時(shí),注重啟發(fā)研究生尋找自己相關(guān)課題進(jìn)一步研究的新切入點(diǎn),引導(dǎo)其通過科研和實(shí)驗(yàn)過程去解決問題。實(shí)現(xiàn)在有限的課時(shí)中講授分子遺傳學(xué)的新發(fā)展、新觀念,為學(xué)生的思維打開一扇通向未來(lái)之門。
三、采用啟發(fā)式、引導(dǎo)式、討論式的教學(xué)方法
研究生教育是我國(guó)教育結(jié)構(gòu)中最高層次的教育,培養(yǎng)的研究生不僅要有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),還要有鮮明的創(chuàng)新性,所以對(duì)于這種層次的教學(xué),需要采用多種教學(xué)方式如啟發(fā)式、引導(dǎo)式、討論式。首先,在授課中進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生積極思考,按照提出問題、分析問題、解決問題的思路進(jìn)行講解,而不是簡(jiǎn)單的背記已有的結(jié)論,并在教學(xué)過程中增加專業(yè)英語(yǔ)詞匯,通過課堂上的反復(fù)講授,既能增加學(xué)生的專業(yè)英語(yǔ)詞匯量,幫助學(xué)生更好地理解教材內(nèi)容,又提高了閱讀外文文獻(xiàn)的能力,為將來(lái)的專業(yè)及科研工作打下良好的基礎(chǔ)。其次,為了進(jìn)一步鞏固理論課堂所學(xué)知識(shí),并將理論與將來(lái)的研究課題聯(lián)系起來(lái),設(shè)立相關(guān)的討論課,每個(gè)學(xué)生以分子遺傳學(xué)技術(shù)結(jié)合自己的研究方向,寫出課題設(shè)計(jì)思路,可以是目前正在研究的課題,也可以是假想的課題。讓學(xué)生在課余時(shí)間通過文獻(xiàn)查找和整理,準(zhǔn)備討論提綱,并分組討論。鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言,闡明自己的科研思路,同時(shí)教師通過積極正確的引導(dǎo),使課題設(shè)計(jì)更加合理,并賦予創(chuàng)新性。最后,進(jìn)行課堂學(xué)術(shù)報(bào)告競(jìng)賽活動(dòng),通過設(shè)計(jì)一些學(xué)科發(fā)展前沿與動(dòng)態(tài)相關(guān)的討論議題,如突變體創(chuàng)制的應(yīng)用前景、轉(zhuǎn)基因作物的安全性等。
四、采用綜合測(cè)評(píng)的方式評(píng)定成績(jī)
本課程成績(jī)的評(píng)定采用綜合測(cè)評(píng)的方式,進(jìn)行基礎(chǔ)理論閉卷考試、綜述撰寫和課堂討論表現(xiàn)相結(jié)合的方法,讓研究生通過查閱文獻(xiàn),撰寫綜述,課堂討論等,鍛煉研究生的歸納總結(jié),推陳出新,開拓創(chuàng)新的綜合能力。也有利于提高研究生的學(xué)習(xí)熱情,并充分調(diào)動(dòng)研究生主動(dòng)探究的積極性和主動(dòng)性。這種考試方法的建立,也增加了對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況評(píng)價(jià)的客觀性,對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)和教學(xué)評(píng)價(jià)方式作有益的探索。
綜上所述,本次教學(xué)改革將全面推進(jìn)研究生的教學(xué)工作,并且使教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)基礎(chǔ)性、綜合性、前沿性、時(shí)代性、創(chuàng)新性和引導(dǎo)性。不僅可以有效地提高分子遺傳學(xué)的教學(xué)效果和處理與其它相關(guān)課程的銜接問題,而且還可以增強(qiáng)研究生的自主學(xué)習(xí)、科研創(chuàng)新等能力,讓他們實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)向技術(shù)的轉(zhuǎn)化,為研究生獨(dú)立開展項(xiàng)目研究和申報(bào)課題奠定基礎(chǔ),最終產(chǎn)出一定的科研成果,甚至實(shí)際的生產(chǎn)力。
參考文獻(xiàn)
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隨著生命科學(xué)的新知識(shí)新進(jìn)展不斷涌現(xiàn),經(jīng)典的細(xì)胞生物學(xué)也逐漸向分子細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展,細(xì)胞生物學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和方法手段也應(yīng)該不斷豐富和調(diào)整。學(xué)科的不斷滲透,知識(shí)點(diǎn)的不斷前沿化成為了細(xì)胞生物學(xué)課程教學(xué)的新的觸點(diǎn)[1]。課堂講授的形式和內(nèi)容已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,如何提高學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力、及時(shí)掌握學(xué)科領(lǐng)域最新進(jìn)展的能力是細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)面臨的新問題[2]。提高學(xué)員專業(yè)英語(yǔ)水平,盡早進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)是解決上述問題的重要舉措之一。為此,我們?cè)卺t(yī)學(xué)本科生《細(xì)胞生物學(xué)》課程的教學(xué)中首先開展了雙語(yǔ)討論課,使學(xué)員在關(guān)注學(xué)科前沿的同時(shí),專業(yè)英語(yǔ)閱讀和交流等方面的能力也得到初步的鍛煉,并就教學(xué)方法和模式進(jìn)行了一些有益的嘗試。
研究對(duì)象與方法
1.研究對(duì)象
選取第四軍醫(yī)大學(xué)2011年度開設(shè)細(xì)胞生物學(xué)課程的五年制臨床醫(yī)學(xué)和口腔醫(yī)學(xué)一年級(jí)本科生共493名學(xué)員作為研究對(duì)象。
2.研究方法
雙語(yǔ)討論課按以下步驟實(shí)施。討論課的形式以小班課進(jìn)行,每小班分成7組,每組5-6人。由全體教員商討確定7個(gè)討論主題,分別是:1. 細(xì)胞如何死亡——自噬的功與過 (How dose cell die? Merits and demerits of cell autophagy)。2.端粒與腫瘤 (Telomere and cancer)。3. 原核細(xì)胞骨架 (Procaryon cytoskeleton)。4. RNA家族的新成員:siRNA. miRNA和piRNA。(The new members of RNA family- siRNA, miRNA and piRNA)
5. 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS)與細(xì)胞重編程(Inducing multipotent stem cell and cell re-programming)。6. 線粒體與細(xì)胞凋亡 (Mitochondrion and cell apoptosis)。7. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與疾病進(jìn)展 (Endocytoplasmic reticulum stress and disease progress)。
討論課前一個(gè)月將討論主題公布于全體學(xué)員,學(xué)員以小組為單位,每個(gè)小組確定一個(gè)討論主題,并自行完成小組內(nèi)部項(xiàng)目分工,包括查閱英文資料、撰寫綜述報(bào)告和制作幻燈,并確定一名主講學(xué)員。每個(gè)小組可自行選擇采用中文或者英文形式匯報(bào)(鼓勵(lì)英文匯報(bào))。在討論課前夕,組織所有主講學(xué)員預(yù)講一次,由教員提出修改補(bǔ)充意見。討論報(bào)告會(huì)由全體教員和學(xué)員參加,分專題進(jìn)行報(bào)告和討論,每個(gè)主講學(xué)員報(bào)告完畢,臺(tái)下學(xué)員可以用中英文自由提問,臺(tái)上學(xué)員解答,最后由教員總結(jié)。
3.結(jié)果分析
(1)教員根據(jù)學(xué)員在文獻(xiàn)綜述、幻燈匯報(bào)及討論交流等表現(xiàn)多方面綜合評(píng)價(jià)雙語(yǔ)討論課實(shí)施結(jié)果。
(2)課后進(jìn)行問卷調(diào)查,教員歸納出學(xué)員對(duì)相應(yīng)調(diào)查內(nèi)容的反應(yīng),形成結(jié)果報(bào)告。
結(jié) 果
1.雙語(yǔ)討論課實(shí)施結(jié)果
本次討論課有493名學(xué)員和2011年度全體代課教員參加,每個(gè)小班有7名學(xué)員上臺(tái)主講。報(bào)告過程流暢,內(nèi)容充實(shí),信息量大,重點(diǎn)突出,英文表述清晰,幻燈片制作新穎別致。臺(tái)下學(xué)員在聽完匯報(bào)后積極發(fā)表自己的觀點(diǎn)和看法,并向主講學(xué)員提問,對(duì)目前一些細(xì)胞生物學(xué)的熱點(diǎn)問題,討論更是激烈。本次討論課采用英文講解和提問的人數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1,有81.5% 的主講學(xué)員采用英文形式講述,有44.9% 的學(xué)員采用英文提問。
2.問卷調(diào)查結(jié)果
在討論課實(shí)施后,我們又針對(duì)這次討論課的改革試驗(yàn)效果進(jìn)行了一次問卷調(diào)查。問卷內(nèi)容及結(jié)果見表2。
本次調(diào)查共發(fā)放調(diào)查問卷493份,其中有效問卷493份。有效率為100%。由表2可知,被調(diào)查的學(xué)員中,有98.6%的學(xué)員認(rèn)為細(xì)胞生物學(xué)雙語(yǔ)討論課這種形式很好,有93.1%的學(xué)員認(rèn)為采用雙語(yǔ)形式對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)是有幫助的。
討 論
1. 通過雙語(yǔ)討論課,提高學(xué)員的自主查閱所需要知識(shí)的能力
面對(duì)當(dāng)前知識(shí)大爆炸的社會(huì),如何從海量的信息中獲得自己所需要的知識(shí),這就需要學(xué)員具備快速篩選、去偽存真,獲得有用信息的能力, 而我國(guó)學(xué)生在這方面的能力比較欠缺。通過這次雙語(yǔ)討論課的實(shí)施,許多學(xué)員第一次嘗試使用了維普,Pubmed, Sciencedirect等數(shù)據(jù)庫(kù),并開始嘗試在專業(yè)的醫(yī)學(xué)或生命科學(xué)網(wǎng)站上搜索資料,初步學(xué)會(huì)了從海量的信息中尋找自己所需要的信息的能力,為他們今后科研及醫(yī)療能力的提高打下了基礎(chǔ)。
2. 通過雙語(yǔ)討論課,提高學(xué)員閱讀英文文獻(xiàn)和用英文表達(dá)交流的能力
通過查閱英文原版文獻(xiàn),學(xué)員的英文文獻(xiàn)閱讀能力大大提高。許多學(xué)員表示,通過英文文獻(xiàn)的閱讀使他們感到閱讀英文并不是一件枯燥無(wú)味的事情,而是結(jié)合在自己感興趣的知識(shí)領(lǐng)域閱讀,在掌握知識(shí)的同時(shí)顯著提高了英文閱讀能力。通過在課堂上的英文講解和討論,使得學(xué)員英文發(fā)音,口語(yǔ)表達(dá)等能力也得到了相應(yīng)提高。
3. 通過雙語(yǔ)討論課,提高學(xué)員對(duì)生命科學(xué)前沿知識(shí)的關(guān)注度
通過直接查閱《Cell》、《Nature》及《Science》等這些細(xì)胞生物學(xué)專業(yè)頂級(jí)雜志,獲得第一手的英文原版信息,使學(xué)員們深切體會(huì)到,細(xì)胞生物學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)并不是深?yuàn)W不可理解的,作為大學(xué)一年級(jí)的新生也可以通過查閱英文文獻(xiàn)等方法直接接觸科學(xué)領(lǐng)域的前沿研究進(jìn)展,因此更激發(fā)了學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情。通過雙語(yǔ)討論課教學(xué),使學(xué)員更加關(guān)心科學(xué)時(shí)事,擴(kuò)展了知識(shí)面,進(jìn)一步提高了專業(yè)修養(yǎng)。學(xué)員通過對(duì)文獻(xiàn)的設(shè)計(jì)思路、研究手段、取得結(jié)果的分析初步了解了研究科學(xué)問題的思維脈絡(luò),明白應(yīng)該怎樣去發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題,怎樣去研究科學(xué)問題。通過設(shè)立討論課,學(xué)員普遍對(duì)細(xì)胞生物學(xué)這門學(xué)科產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣,并對(duì)自主式學(xué)習(xí)有了較深入的了解,學(xué)員對(duì)于英文原版專業(yè)書籍、輔導(dǎo)材料、生命科學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源、專題講座等方面的需求明顯增加。
4. 幾點(diǎn)問題有待進(jìn)一步完善
討論課結(jié)束后,我們還組織學(xué)員對(duì)這種教學(xué)模式進(jìn)行了探討,學(xué)員們表示僅僅通過課堂講解對(duì)所學(xué)知識(shí)印象淺,通過改變灌輸式教學(xué)法而采用互動(dòng)教學(xué)模式,可以提高自主思考、獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力,同時(shí)加深對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容的理解。學(xué)員建議可適當(dāng)增加雙語(yǔ)討論課次數(shù),并希望部分討論題應(yīng)由學(xué)員自己選題,題目應(yīng)更貼近學(xué)員感興趣的細(xì)胞生物學(xué)前沿課題。還有部分學(xué)員表示希望教員在課堂講解時(shí)適當(dāng)加入雙語(yǔ)講解,以便學(xué)有余力的學(xué)員掌握。
結(jié) 語(yǔ)
通過雙語(yǔ)討論課的實(shí)施,我們意識(shí)到通過不斷引導(dǎo)學(xué)員采用多種方法去學(xué)習(xí)專業(yè)課,使得學(xué)員的思維方式和掌握知識(shí)的方法都有了明顯的改變,由“死記硬背,被動(dòng)接受”轉(zhuǎn)變?yōu)椤盎顚W(xué)活用,興趣濃厚”,這正是學(xué)員綜合素質(zhì)提高的具體表現(xiàn)之一。教學(xué)過程包括“教”和“學(xué)”兩個(gè)方面,由教員和學(xué)員的共同活動(dòng)所構(gòu)成。如何處理好教員和學(xué)員的關(guān)系,如何處理好“教”與“學(xué)”的關(guān)系,既要調(diào)動(dòng)教員教的主動(dòng)性與積極性,想方設(shè)法改進(jìn)教學(xué)方法,同時(shí)又要把最佳學(xué)習(xí)方法交給學(xué)員,充分利用有限的資源,最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)員學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,這對(duì)提高學(xué)員自學(xué)能力、解決實(shí)際問題的能力、增強(qiáng)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣、拓展知識(shí)面,培養(yǎng)有國(guó)際視野的合格人才具有十分重要的作用。同時(shí),在改進(jìn)教學(xué)方法的過程中我們認(rèn)識(shí)到:作為一名教員,必須注重提高自身素質(zhì),不斷進(jìn)行知識(shí)結(jié)構(gòu)和教學(xué)手段的更新,在力爭(zhēng)使學(xué)員與教員思維同步的同時(shí)努力使教員與本學(xué)科的發(fā)展同步[3],在教學(xué)的過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步完善教學(xué)手段和教學(xué)方式,把細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)水平提高到一個(gè)新的層次。
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簡(jiǎn)單地說,創(chuàng)新教育體系是指以創(chuàng)新教育為目的的各教學(xué)要素的總和[3]。包括三個(gè)方面的內(nèi)容。
1.1創(chuàng)新教育觀
創(chuàng)新教育觀是落實(shí)創(chuàng)新教育的前提和指導(dǎo)思想[4]。與傳統(tǒng)教育僅僅注重知識(shí)的傳承不同,創(chuàng)新教育要求參與教育的主導(dǎo)者(教師、學(xué)校管理者以及學(xué)校領(lǐng)導(dǎo))改變單純以繼承為中心的教育思想,在傳授已有知識(shí)的基礎(chǔ)上,開發(fā)受動(dòng)者(學(xué)生或教師本身)的創(chuàng)造潛能,將傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)融為一體。在教育教學(xué)中隨時(shí)有“以人為本”的意識(shí),處處以教育雙方為根本,通過與教育的受動(dòng)者的互動(dòng)來(lái)做到創(chuàng)新的基本要求。因此,在教育的過程中應(yīng)該時(shí)時(shí)處處注意受動(dòng)者的個(gè)性,做到因材施教,實(shí)事求是。
1.2創(chuàng)新教育平臺(tái)
如何落實(shí)創(chuàng)新教育的問題,是創(chuàng)新教育體系的實(shí)質(zhì)部分。它包括課堂理論教育、實(shí)踐教學(xué)以及課外創(chuàng)新教育平臺(tái)三大部分。(1)課堂理論教育部分包含教學(xué)思想、教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容,主要以課堂形式存在的教育內(nèi)容。它需要完成:確定教學(xué)主體和中心;建立新型教學(xué)模式;大量運(yùn)用現(xiàn)代化手段;重新組合各種相關(guān)學(xué)科知識(shí),創(chuàng)立跨學(xué)科、邊緣學(xué)科課程,增加前沿新知識(shí)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)內(nèi)容的任務(wù)[5]。(2)實(shí)踐教學(xué)部分包含:課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等,主要指以實(shí)際操作將理論用于實(shí)踐的教學(xué)形式。組成這幾部分的軟硬件環(huán)境即為實(shí)踐教學(xué)部分。(3)課外創(chuàng)新教育平臺(tái)是指國(guó)家和學(xué)校為學(xué)生提供的所有活動(dòng)。包含參加教師的科研項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃、工程實(shí)踐、國(guó)內(nèi)各種專業(yè)競(jìng)賽、專業(yè)技能培訓(xùn)和認(rèn)證、研究型課程等內(nèi)容。
1.3創(chuàng)新教育的保障
創(chuàng)新教育的保障是指如何推動(dòng)創(chuàng)新教育的問題。主要包括:穩(wěn)定而富有活力的創(chuàng)新型教師隊(duì)伍;靈活而符合實(shí)際的培養(yǎng)方案和多樣化的課程體系。
2目前存在的問題
隨著國(guó)家教育氛圍由傳統(tǒng)教育向現(xiàn)代化教育、素質(zhì)教育以及創(chuàng)新教育的轉(zhuǎn)變速度加快,力度加大,現(xiàn)行的創(chuàng)新教育體系從無(wú)到有基本已經(jīng)全面鋪開。據(jù)調(diào)查,現(xiàn)今我國(guó)所有“985工程”“211工程”系列高校已經(jīng)全部在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中建立創(chuàng)新教育體系。學(xué)校教學(xué)與科研部門充分聯(lián)合,針對(duì)在校學(xué)生推出了一系列用于激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新的科研和實(shí)踐項(xiàng)目。學(xué)生受益人數(shù)占學(xué)生全體人數(shù)的40以上[5]。但目前也存在如下三個(gè)方面的問題。
2.1創(chuàng)新教育觀的問題
(1)創(chuàng)新教育中的主導(dǎo)者和受動(dòng)者角色轉(zhuǎn)變不科學(xué)。中國(guó)傳統(tǒng)的教育觀念老師是主體、學(xué)生為客體。課堂教學(xué)方式始終以“講授式”為主[6]。雖然學(xué)分制已經(jīng)是高校教育環(huán)節(jié)中,主要的教學(xué)體制,但作為主導(dǎo)者因?yàn)榭梢詻Q定受動(dòng)者“是否獲得學(xué)分”“是否順利畢業(yè)”等關(guān)鍵性教育結(jié)果的原因,導(dǎo)致這樣的角色難以轉(zhuǎn)變。特別是在理工科學(xué)校,其檢驗(yàn)受動(dòng)者學(xué)習(xí)成果的考試,較文科類高校更客觀、靈活性更小,這就導(dǎo)致這樣的角色轉(zhuǎn)變起來(lái)更難。而創(chuàng)新教育觀要求教育主導(dǎo)者與受動(dòng)者在教育過程中做到互動(dòng),要求主導(dǎo)者準(zhǔn)確了解受動(dòng)者的個(gè)性,在教育中充分溝通、自由討論和相互啟發(fā),在一定的時(shí)間段內(nèi)主導(dǎo)者和受動(dòng)者的角色應(yīng)該發(fā)生轉(zhuǎn)變,這樣的教育才是有傳授、有反饋、有改進(jìn)的可能產(chǎn)生創(chuàng)新思維的教育形式。
(2)創(chuàng)新教育中,“以人為本”[7]的觀念難以普及。近年高校擴(kuò)招之后,學(xué)生數(shù)量急劇增加,教師數(shù)量無(wú)法與學(xué)生數(shù)量相匹配。加之高校教師既肩負(fù)教學(xué)任務(wù),還肩負(fù)科研任務(wù)。高校關(guān)于教師基本教學(xué)科研任務(wù)量的設(shè)置,會(huì)讓教師在進(jìn)行相關(guān)活動(dòng)時(shí)有所權(quán)衡,有所猶豫。特別是理工科高校,其科研任務(wù)與生產(chǎn)結(jié)合度更高,所以要求其成果更具有可實(shí)施性,也就需要教師更多的投入精力到科研活動(dòng)中去。再者高校教師年齡整體有所降低,其面臨的生活壓力增高,所以其用于教學(xué)的精力會(huì)有所分散。故要求其在教育活動(dòng)中更貼近學(xué)生,認(rèn)真了解學(xué)生,發(fā)掘其個(gè)性化,這對(duì)教師來(lái)說確實(shí)是一個(gè)很大的難題。因而,“以人為本”的理念較難得到廣泛的實(shí)施。
(3)創(chuàng)新教育中,“國(guó)際化”視野不夠廣泛。隨著我國(guó)國(guó)力的進(jìn)一步增強(qiáng),高等教育的國(guó)際化需求越來(lái)越大,創(chuàng)新教育在“國(guó)際化”視野下,也愈發(fā)體現(xiàn)其重要性。創(chuàng)新教育觀中,既要傳承,也要?jiǎng)?chuàng)新的教育觀念,讓國(guó)際化的方向更加明確。而我國(guó)理工類學(xué)校在逐漸擺脫單一化的進(jìn)程中所推行的創(chuàng)新教育往往是以其單一化的專業(yè)為背景的,這就導(dǎo)致了學(xué)科交叉不足、國(guó)際交流方向單一、國(guó)際競(jìng)賽參與面窄等特點(diǎn)。雖然有些高校可以在某些方面取得較好成績(jī)和國(guó)際交流成果,但是隨著國(guó)際科學(xué)界對(duì)學(xué)科交叉的要求的強(qiáng)烈,也漸漸先出疲態(tài),難以維持以前的水平。
2.2創(chuàng)新教育平臺(tái)方面的問題
(1)現(xiàn)今的課堂教學(xué)已不再單純依賴粉筆、黑板,而拓展到了更多涉及現(xiàn)代化教學(xué)手段的層面,投影、音響甚至網(wǎng)絡(luò)手段的大量應(yīng)用,讓課堂更加生動(dòng),使教師與學(xué)生的互動(dòng)大幅增加。但是,現(xiàn)有的教學(xué)模式仍顯出其單一性。對(duì)我國(guó)東部一所理工類高校研究生的調(diào)查中有一項(xiàng)學(xué)生對(duì)高校教學(xué)改革的要求中,“教學(xué)模式改革”和“創(chuàng)新教育觀念”的選擇比例超過了64,接近三分之二[8-9]。
(2)部分理工類高校開始努力改變學(xué)科方向單一化的局面,逐漸走出了一條學(xué)科多樣化、專業(yè)交叉強(qiáng)的多學(xué)科發(fā)展之路,實(shí)踐平臺(tái)因此也豐富起來(lái),除了參與國(guó)內(nèi)幾個(gè)著名的理工類競(jìng)賽外,在國(guó)際上的競(jìng)賽也屢獲殊榮。但是這樣的交叉和融合范圍很小,所實(shí)行的高校數(shù)量尚不多,取得良好效果的高校更是少之又少。
2.3創(chuàng)新教育保障的現(xiàn)狀
隨著高校的發(fā)展,師資隊(duì)伍和課程體系或多或少會(huì)得到改善。但是其培養(yǎng)方案的改變則是難上加難。創(chuàng)新教育對(duì)培養(yǎng)方案的要求是靈活而符合實(shí)際。也就是說,某個(gè)學(xué)院的培養(yǎng)方案,既能適合各種學(xué)習(xí)能力的學(xué)生,使其在統(tǒng)一的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)上都能最大限度地獲取知識(shí)和技能,又要應(yīng)付隨時(shí)在變化的社會(huì)、市場(chǎng)環(huán)境對(duì)學(xué)生提出的各種要求。拿本科生來(lái)說,一般某個(gè)專業(yè)一屆學(xué)生的培養(yǎng)方案在其入校時(shí)基本確定,四年的本科學(xué)習(xí)中,只對(duì)其培養(yǎng)方案做小范圍改動(dòng)。但國(guó)家發(fā)展一日千里,當(dāng)學(xué)生讀到大四時(shí),其大一時(shí)候制定的方案很可能已經(jīng)不適合當(dāng)前的社會(huì)需求。而學(xué)校的師資隊(duì)伍和硬件條件,也同樣不允許大幅修改培養(yǎng)方案。
3創(chuàng)新教育的體系和平臺(tái)建設(shè)
根據(jù)以上的調(diào)查和分析,結(jié)合電子科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院對(duì)創(chuàng)新教育所做的一系列改革和取得的成效,現(xiàn)對(duì)創(chuàng)新教育的體系和平臺(tái)建設(shè)做如下陳述。
3.1創(chuàng)新教育的體系建設(shè)
3.1.1建立并整合機(jī)制
由“分段分層培育機(jī)制”“拔尖創(chuàng)新人才選拔機(jī)制”“專業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)機(jī)制”三個(gè)相輔相成的機(jī)制組成的創(chuàng)新教育體系。使所有學(xué)生都能找到適合自己的成長(zhǎng)道路,推進(jìn)和保障了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提升。
(1)“分段分層培育機(jī)制”,讓不同階段的學(xué)生進(jìn)行不同難易內(nèi)容的訓(xùn)練,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)由淺入深、由理論到實(shí)踐,循序漸進(jìn),達(dá)到最佳效果。(2)“拔尖創(chuàng)新人才選拔機(jī)制”,根據(jù)標(biāo)桿效應(yīng)理論:立好標(biāo)桿,讓優(yōu)秀的人才脫穎而出,帶動(dòng)后進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。通過各類平臺(tái)、訓(xùn)練計(jì)劃、培養(yǎng)模式等發(fā)掘優(yōu)秀人才,給予激勵(lì)措施,協(xié)助學(xué)生規(guī)劃發(fā)展,有力地保障了拔尖創(chuàng)新人才的脫穎而出。
(3)教師是教育教學(xué)的主體,為增強(qiáng)教師教書育人效果,引導(dǎo)學(xué)生健康成長(zhǎng),充分發(fā)揮專業(yè)教師的專業(yè)優(yōu)勢(shì),系統(tǒng)地指導(dǎo)學(xué)生做好專業(yè)學(xué)習(xí)繼而達(dá)到良好的師生互動(dòng)效果,我們構(gòu)建了專業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)機(jī)制。通過培養(yǎng)方案、教學(xué)計(jì)劃的重大改變,使該機(jī)制成為本科生在大三到大四期間必須完成的一門學(xué)分。該機(jī)制將本科生根據(jù)自己的專業(yè)興趣,分配到學(xué)院現(xiàn)有教師的實(shí)驗(yàn)室內(nèi),提前接觸科學(xué)研究環(huán)境,培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和習(xí)慣。經(jīng)過幾年的積累,實(shí)驗(yàn)室中導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度與科研精神使學(xué)生受益匪淺,推進(jìn)和夯實(shí)了創(chuàng)新人才的培育。
3.1.2開拓并整合資源
(1)整合院內(nèi)教師資源,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力提高。2009年起,學(xué)院整合院內(nèi)教師資源,實(shí)施讓大三年級(jí)所有學(xué)生全面進(jìn)入課題組的“專業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)制”,充分發(fā)揮專業(yè)教師的專業(yè)優(yōu)勢(shì),系統(tǒng)地指導(dǎo)學(xué)生做好專業(yè)學(xué)習(xí)規(guī)劃,提前對(duì)學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)、科研訓(xùn)練及論文指導(dǎo),增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)科研能力,有效促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)新能力的提高。2011年依托企業(yè)資助創(chuàng)新平臺(tái),讓學(xué)生帶著項(xiàng)目走進(jìn)專業(yè)導(dǎo)師制,導(dǎo)師制全覆蓋,項(xiàng)目全覆蓋,使導(dǎo)師制更具有實(shí)質(zhì)內(nèi)容。經(jīng)過近4年的實(shí)踐,專業(yè)導(dǎo)師制鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力,學(xué)生在導(dǎo)師制中也得到了分類指導(dǎo)。從出口情況來(lái)看,就業(yè)質(zhì)量較以往有所提高;從創(chuàng)新人才培養(yǎng)來(lái)看,涌現(xiàn)了多名在SCI期刊上發(fā)表文章的學(xué)生。
(2)整合校外企業(yè)資源,推進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐。學(xué)院利用成都高新區(qū)的科學(xué)布局特點(diǎn),積極聯(lián)系各企業(yè)。通過與企業(yè)聯(lián)合建立俱樂部、簽訂實(shí)習(xí)協(xié)議、創(chuàng)建孵化基地等方式,深化與企業(yè)的合作,為學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐提供更多的選擇和平臺(tái)。同時(shí),開創(chuàng)性地與企業(yè)建立了面向全校的新的競(jìng)賽。通過競(jìng)賽平臺(tái)吸引更多學(xué)生對(duì)專業(yè)的關(guān)注,為創(chuàng)新教育提供了更豐富的學(xué)生資源和人才資源。
(3)結(jié)合國(guó)際化進(jìn)程,為創(chuàng)新拓寬道路。依托學(xué)院人才和學(xué)科國(guó)際化平臺(tái),通過低年級(jí)開展be-yondborder、高年級(jí)依托seminar研討會(huì),采取“引進(jìn)來(lái),走出去”的策略,鼓勵(lì)學(xué)生參與國(guó)際交流,打開學(xué)生國(guó)際化視野,從而在面上梯級(jí)推進(jìn)國(guó)際化培養(yǎng)進(jìn)程。同時(shí),學(xué)院教師的海外背景、每年神經(jīng)信息暑期學(xué)校及生命論壇,使得學(xué)生在國(guó)內(nèi)名校中享受著全球視野的文化、學(xué)術(shù)氣息。同時(shí),學(xué)院積極承辦國(guó)際處來(lái)華留學(xué)生交流項(xiàng)目,將留學(xué)生“引進(jìn)來(lái)”手拉手加強(qiáng)國(guó)際化氛圍營(yíng)造,目前已形成中國(guó)臺(tái)灣義守大學(xué)交流營(yíng)、海峽兩岸大學(xué)生交流營(yíng)、美國(guó)卡爾頓大學(xué)交流營(yíng)、中國(guó)香港地區(qū)大學(xué)交流營(yíng)等固定的學(xué)生交流營(yíng)。通過教師出國(guó)出境學(xué)術(shù)交流契機(jī),“走出去”與境外大學(xué)建立合作姊妹學(xué)院,目前已與中國(guó)香港大學(xué)建立合作關(guān)系,每年會(huì)選派學(xué)生赴港交流。每年學(xué)院有近10的學(xué)生參與出國(guó)交流項(xiàng)目,畢業(yè)生中有8左右的學(xué)生出國(guó)深造。
3.2創(chuàng)新教育的平臺(tái)建設(shè)
依托學(xué)院學(xué)科優(yōu)勢(shì),開展生命科學(xué)導(dǎo)論、生命科學(xué)前沿講座、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)講壇等講座或課程,普及生命科學(xué)知識(shí)的同時(shí)激發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)的興趣。針對(duì)生命學(xué)科在我校背景下的特點(diǎn),在學(xué)生進(jìn)校時(shí)就開展生命科學(xué)導(dǎo)論學(xué)習(xí),安排具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行生命科學(xué)知識(shí)普及講座,激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣;在大二時(shí)開展生命科學(xué)前沿講座,讓學(xué)生了解學(xué)科前沿動(dòng)態(tài),立志做高層次人才。在低年級(jí)中貫穿創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)講壇,邀請(qǐng)知名科學(xué)家、優(yōu)秀企業(yè)家來(lái)校講座,培育學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí);在大三時(shí),100學(xué)生進(jìn)入學(xué)院課題組開展專業(yè)導(dǎo)師制學(xué)習(xí)或進(jìn)入企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng),在面上形成梯級(jí)化創(chuàng)新能力培育模式。
中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B
2016年全國(guó)高考生物考試大綱在“能力要求”方面強(qiáng)調(diào)“關(guān)注對(duì)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)發(fā)展有重大影響的、與生命科學(xué)相關(guān)的突出成就及熱點(diǎn)問題”。諾貝爾獎(jiǎng)代表著基礎(chǔ)科學(xué)研究的最高水平,標(biāo)志了當(dāng)代科學(xué)研究的發(fā)展方向。在近現(xiàn)代,生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展迅速,不少成果獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。諾貝爾獎(jiǎng)作為全人類的寶貴財(cái)富,對(duì)學(xué)生具有極大的感召力,將與高中生物學(xué)有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)與教材中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)結(jié)合,盡可能地把它融入到生物學(xué)教學(xué)中,不僅是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)探究欲望的良好素材,同時(shí)科學(xué)家們不斷發(fā)現(xiàn)、嘗試、重新開始的探究歷程也是培養(yǎng)學(xué)生直面挫折、不斷進(jìn)取的典范。
酶是細(xì)胞代謝的重要參與者,也是高中生物學(xué)中很關(guān)鍵的內(nèi)容。表1為酶學(xué)中的諾貝爾獎(jiǎng)及其與高中生物學(xué)內(nèi)容(人教版)的關(guān)聯(lián)。
這只是有關(guān)“酶”的內(nèi)容產(chǎn)生過的諾貝爾獎(jiǎng)與高中生物學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)的一些列舉,除此之外在光合作用的發(fā)現(xiàn)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)等方面還有很多諾貝爾獎(jiǎng)項(xiàng)與高中生物密切相關(guān)。那么如何將這些應(yīng)用到高中生物學(xué)教學(xué)中,讓它服務(wù)于高中生物教學(xué)呢?
1 作為素材,引入新課
諾貝爾獎(jiǎng)及其成就在生命科學(xué)史上具有重大意義,教師以其為素材導(dǎo)入新課,讓學(xué)生意識(shí)到高中生物學(xué)雖然與生活密切聯(lián)系,但也并非與前沿科學(xué)遙不可及,高中生物很多時(shí)候是生命科學(xué)前沿的簡(jiǎn)化版或縮影。教師適時(shí)地引用諾貝爾獎(jiǎng)及其成就,能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、激情,讓學(xué)生將被動(dòng)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)的探索,可以起到很好的教學(xué)效果。例如在W習(xí)“基因工程”時(shí),教師可以圍繞諾貝爾獎(jiǎng)“限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)”展開:1978年,瑞士微生物學(xué)家阿爾伯、美國(guó)微生物學(xué)家內(nèi)森斯、美國(guó)微生物學(xué)家史密斯因發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶以及在分子遺傳學(xué)方面的應(yīng)用而獲得當(dāng)年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。他們的成就為DNA重組技術(shù)的產(chǎn)生拉開了序幕,使人類可以按照人的意愿定向改變生物體的遺傳信息,使改變生物體性狀成為可能。那么什么是限制性核酸內(nèi)切酶?它有什么特性?它在基因工程中扮演什么角色?這樣展開基因工程的學(xué)習(xí),充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心理和求知欲望,讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)。
2 作為案例,引導(dǎo)思考與探究
諾貝爾獎(jiǎng)及其成就的產(chǎn)生必然伴隨多個(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。剖析經(jīng)典實(shí)驗(yàn)、重溫科學(xué)家的思維歷程,對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的形成以及創(chuàng)新力的培養(yǎng)十分必要和關(guān)鍵。例如在“酶本質(zhì)的探究”的學(xué)習(xí)中,巴斯德與李比希對(duì)糖類變成酒精有不同看法,畢希納通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明了糖類變成酒精可以在無(wú)細(xì)胞條件下進(jìn)行,并獲得諾貝爾獎(jiǎng),那么他如何設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)?教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考。然后再引導(dǎo)學(xué)生分析:薩姆納通過合理選材、精巧的實(shí)驗(yàn)提取出了酶并且證明酶是蛋白質(zhì),也獲得諾貝爾獎(jiǎng),如何提取的酶,采用什么辦法去證明的?另外,教師還要使學(xué)生知道:至此科學(xué)發(fā)展沒有止步,奧特曼和切赫在對(duì)煙草花葉病毒的研究中發(fā)現(xiàn)某些RNA也具有生物催化功能。然后,綜合以上認(rèn)識(shí),教師引導(dǎo)學(xué)生給“酶”下定義,自己構(gòu)建對(duì)酶的認(rèn)識(shí)。
3 作為素材,進(jìn)行情感態(tài)度與價(jià)值觀教育
諾貝爾獎(jiǎng)固然是科學(xué)界的桂冠,諾貝爾獎(jiǎng)的獲得可能是很多科學(xué)家的畢生夢(mèng)想和動(dòng)力,但是更多的科學(xué)家在各自領(lǐng)域默默無(wú)聞,為科學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的微薄之力。不能因?yàn)闆]有拿諾貝爾獎(jiǎng)就否定他們以及他們的成就。在教導(dǎo)學(xué)生的過程中,教師也一定要把握尺度,不能讓學(xué)生認(rèn)為科學(xué)家的目標(biāo)就是諾貝爾獎(jiǎng)。教師在課堂中應(yīng)用諾貝爾獎(jiǎng)及其成就,應(yīng)該更多展現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的艱辛與曲折、科學(xué)家的堅(jiān)持不懈、刻苦鉆研,讓學(xué)生明白科學(xué)發(fā)現(xiàn)沒有不勞而獲,唯有努力才有機(jī)會(huì)。例如在酶本質(zhì)的探究中,先后有很多的科學(xué)家在不斷的批判與繼承中才形成了目前比較公認(rèn)的酶的定義“活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化功能的有機(jī)物,大多數(shù)是蛋白質(zhì),一部分為RNA”,這個(gè)定義將來(lái)再次被打破,也不無(wú)可能。同時(shí),教師讓學(xué)生知道:科學(xué)發(fā)現(xiàn)如此,學(xué)習(xí)、人生亦如此,沒有一帆風(fēng)順,只有不斷進(jìn)取,才能不斷更新自己的認(rèn)識(shí),不斷適應(yīng)變化著的世界。
4 作為課本內(nèi)容的拓展延伸
高中生物學(xué)學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生信息提取能力、歸納整理能力的培養(yǎng),傳統(tǒng)的家庭作業(yè)(即做練習(xí)題)很難達(dá)到這些目標(biāo)。要達(dá)到此目標(biāo)就要打破原來(lái)家庭作業(yè)的模式,開發(fā)新型的家庭作業(yè)成為必然,教師以諾貝爾獎(jiǎng)及其成就為題材,設(shè)計(jì)系列問題引導(dǎo)學(xué)生去探索、總結(jié),能夠有效地提高學(xué)生信息提取能力和歸納整理能力,有利于學(xué)生構(gòu)建自己的生物學(xué)知識(shí)體系,同時(shí)也有助于培養(yǎng)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的興趣和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。例如教師可以以“發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶保護(hù)染色體的機(jī)理”這項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)項(xiàng)為題材,設(shè)計(jì)系列問題:什么是端粒?端粒具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?端粒與細(xì)胞分裂有什么關(guān)系?端粒酶的作用是什么?癌細(xì)胞能夠無(wú)限增殖是否與端粒酶有關(guān)?端粒及端粒酶的研究是否可能會(huì)影響到人的壽命?……以此為家庭作業(yè),學(xué)生要做完作業(yè),必須查詢一定的資料,并且需要自己思考、分析和整理,形成自己的智慧,同時(shí)也引導(dǎo)學(xué)生思索生命的奧秘,為學(xué)生將來(lái)從事生物學(xué)研究等打下基石。
5 為教師編寫試題提供題材