绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇生物实验教育论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
《免疫学检验》在本院专科医学检验技术专业的课时分配:总课时90节,理论48节,实验42节,几乎是1∶1的比例。本院医学检验技术专业开设的实验有:抗原抗体的制备(2节)、动物实验(4节)、凝集反应(4节)、沉淀反应(2学时)、血清总补体测定(2节)、免疫荧光技术(4节)、化学发光(4节)、免疫细胞分离技术(4节)、免疫细胞功能测定(6节)、酶联免疫吸附试验(ELISA)(4节)、免疫病理实验(2节)、医院免疫室见习(4节)。除了医院免疫室见习外,其他每个实验都要学生自己动手操作,这些实验中,不是要接触细菌,就是要使用血清,或是接种实验动物,而这些标本都是可能带有极大生物危险的感染性致病因子,不管是直接感染,还是因为一些操作因素导致的感染性致病因子间接的播散到环境中去,都会对动物、植物、人类社会造成潜在的危险。虽然在实验之前都对细菌、动物、血清进行了筛选,但是不可预知的生物危险仍然存在。另外,《免疫学检验》实验中还要经常开启橡胶瓶塞、离心、移液器吹打、去注射器针头、混合震荡等实验操作,都会导致气溶胶产生,而实验室感染的最常见原因就是气溶胶吸入。由此可见,《免疫学检验》实验课中开设生物安全教育的意义非常大,也是十分必要的。
1.2学生生物安全意识淡薄,不重视生物安全
《免疫学检验》和《微生物学检验》这两门课程是医学检验技术专业的主干专业课,本院通常在第2年的第一学期同时开设这两门课,在学生学习完免疫学基础理论知识,进入免疫学实验室学习免疫学检验实验技术时,微生物检验实验技术的学习也还只在入门阶段,对于生物安全还没有什么概念,对一些潜在的生物危害因素,认识不到位,尤其是对待血清标本,学生认为培养出来的,看得见的,比如一些致病菌可能是生物危险因子,但是血清标本里面那些看不见、潜在的生物危害因子,比如乙肝病毒往往被忽视,特别是同学之间相互检测血清标本时,不认为自己同学的血清是可能带有生物危险因子的。因此,在《免疫学检验》这门实验课中,体现的是在思想上,学生没有自我保护意识或者意识淡薄。在行为上,对实验室的各种实验标本看作普通东西,在实验操作的过程中没有看到潜在的危险因素,很容易忽视其在实验过程中可能产生的生物危害。
2探索《免疫学检验》实验中的生物安全防护对策
2.1提高《免疫学检验》实验教师的生物安全防护知识
首先要对《免疫学检验》的实验教师进行生物安全知识的培训。俗话说,给人一滴水,自己要有一桶水,要想使学生能够很好地掌握相关的生物安全知识,具有生物安全防范意识,实验教师本人首先必须具备丰富的生物安全专业知识,并在思想上高度重视、在行为上起到榜样作用。对卫生部颁发的一些重要文件,比如《实验室生物安全通用要求》、《医疗废物管理条例》等文件都应该熟练掌握。
2.2加强学生生物安全防护知识的学习
学生通过什么途径来学习生物安全知识,如何学习生物安全知识,是非常重要的。实验教师也应该高度重视学生生物安全知识的学习问题,使学生从根本上认识到生物安全防护的重要性,真正具备自我防护能力。由于学校没有专门的生物安全课,所以可以根据学生的实际开课情况,采用多种方式学习,比如:专题讲座,可以介绍社会、医院等关于生物安全方面的一些突发事件和存在的一些典型案例。通过这些讲座,可以使学生充分意识到生物安全防护知识对于检验工作人员的重要性。其次还可以通过见习的方式进行学习,比如,安排学生到医院检验科的免疫学检验实验室参观,让他们更直观的学习到规范的生物安全防护方法。当然,生物安全知识重要而宽泛,通过这些方式是远远不够的,可以充分利用现在的网络技术,把相关的,重要的生物安全知识上传到系部网站,供学生自学。当然,最重要的,也是最有效的学习方式就是进入实验室,通过教师的讲解和示范进行实践学习。总之,使学生能从多方面吸收生物安全防护知识,全面建立生物安全防护意识。
2.3加强学生的实验操作技术培训
(1)从最基本的生物安全防护知识入手:比如只要进入免疫学检验实验室都必须穿工作服,强调离开实验室时一定要脱下工作服反折,这一点,如果不强调,往往很多学生,一到下课,直接脱下工作服就放书包了。强调工作服要经常清洗消毒;实验完后消毒洗手;禁止吸烟、吃食物;保持桌面干净整洁,传染性物品放入消毒容器内;如有菌材料溅出,应报告教师及时做出适当处理;在使用实验器材时一定要合理、规范。对在实验中需要的实验物品不准随意抛掷;对潜在的带有生物危害的标本都要进行高压蒸汽灭菌或是其他方法消毒后才能处理。(2)严格遵守实验操作规程。在免疫学实验过程中产生的主要生物危害有:使用离心机离心、操作玻片凝集实验、对动物进行接种、用移液器吹打、去注射器针头等所产生的气溶胶吸入,而这些实验都是免疫学检验实验中的常规实验,每一个学生都必须操作和掌握。除此以外,在实验过程中还可能遇到皮肤黏膜污染、被感染的实验动物咬伤、误食,甚至可能被刺伤割伤等。总之,要求学生在实验过程中必须严格遵守生物安全有关规定,反复强调实验中的安全注意事项,对学生在操作过程中出现的问题及时指导和规范,避免任何意外事件发生的可能。
2.4加强《免疫学检验》实验室生物安全管理体系的建设
本院在2008年成立了生物安全委员会,实验室也专门配备了一名生物安全员,落实到了生物安全管理责任制,教研室主任也定期组织教师学习生物安全的相关标准、政策与法规等,但主要是针对微生物检验实验室,虽然其生物安全管理制度不断得到完善,但是免疫学实验中的一些生物安全问题仍然没有引起足够的重视。所以,加强《免疫学检验》实验室生物安全管理体系的建设十分必要。对免疫学检验实验中的各个技术操作规程也要严格进行规范,每次实验完毕进行相关的记录等。在实验室中,要规范各种标识,使其时效性与警示作用得到保证。在发生紧急情况时的联系电话,事故处理的流程应张贴在明显处等,使工作人员发生问题时,能及时找到处理问题的人。总之,实验室环境的井然有序,管理体系的完善建立,对初入免疫学检验实验室的检验专业学生来说就是最好的示范,并有很强的警示作用。
(1)实验材料方面。有些是有毒的,比如“色素的提取和分离实验”中用到的丙酮,其毒性主要是对中枢神经系统的抑制、麻醉作用,高浓度接触对个别人可能出现肝、肾和胰腺的损害。由于其毒性低,代谢解毒快,生产条件下急性中毒较为少见,大量稀释后,对人体危害较小。还有石油醚对眼睛、粘膜和呼吸道有刺激性;对皮肤有强烈的刺激性。另外,很多需要加热的操作中用到的石棉网,石棉本身并无毒害,它的最大危害来自于它的纤维,这些细小的纤维释放以后,会长时间浮游于空气中,容易被人体吸入。石棉粉尘进入人体后,在肺部逐渐沉积,导致肺部组织纤维化,胸膜增厚,形成“石棉肺”。有些是有腐蚀性的,如“观察植物细胞的有丝分裂”中用到的盐酸。有些是易燃物,如酒精、丙酮、石油醚等。有些是容易致伤的,如制作临时装片使用到的刀片、盖玻片、镊子、剪刀等。在微生物的筛选、培养、鉴定等实验中应该特别注意,防止致病杂菌感染人体。(2)实验操作方面。有些实验需要酒精灯加热,如“还原糖的鉴定”“DNA的鉴定”需要沸水浴加热。有些实验需要用到电源,如使用显微镜时用到电光源。凡是实验中用到的加热操作都可能用到玻璃器皿,如果不正确操作会引起玻璃炸裂,或液体沸腾溅出,导致烫伤、炸伤。另外,在使用电器过程中不正确的操作有可能出现触电的危险。
2.学生方面
(1)学生缺乏安全意识。在实验室安全事故的发生和预防中,人为因素占据了主要地位。据资料统计,在实验室安全事故中,人为因素所占比例高达98%,其中安全意识淡薄是导致实验室安全事故发生的重要原因。主要表现在学生心中无安全,对自己的行为意识不到严重的后果,常常有违纪行为或违规操作。(2)学生缺乏安全知识。学生缺乏必要的防火、防触电等常识,不清楚使用有毒有害化学物质的注意事项和相应的防护措施。学生在遇到安全问题时不知道怎么处置,不知道灭火的具体方法。当学生的身体受到安全威胁时部分学生不知道如何应对。
3.教师方面
(1)部分教师安全意识薄弱,认为实验室安全应该是实验员或学校的事,自己负责讲好课,让学生掌握实验原理,掌握相关操作方法就可以了。有这样的思想自然不可能对学生进行必要的安全教育了。(2)教师也缺乏相关的知识,据笔者了解,很多教师并不了解灭火的专业知识,对有毒化学物质的防护知识了解也不多。
4.学校方面
一些学校注重学生生活中的防火、抗震教育以及演练,但很少有专门进行实验室安全防控演练的,有些学校甚至缺乏必要的通风换气设备,这无疑给实验留下了安全隐患。
二、安全隐患的预防措施
1.教师要有强烈的安全意识
每次实验教师应强调必要的安全注意事项。强调学生应做到如下几点:(1)实验前必须认真预习实验内容,明确实验目的、步骤、原理,回答实验教师的提问。(2)要保持实验室和仪器设备的整齐清洁,爱护仪器设备。未经许可不得动用与使用与本实验无关的仪器设备及其他物品,不准将任何物品带出室外。(3)实验完毕后,要关闭设备的电源、关好门窗、整理好仪器设备,打扫卫生,并经实验工作人员检查仪器及使用记录后方可离开。(4)违反规章制度和操作规程、擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸而造成事故和损失的肇事者必须写出书面检查,视情节轻重和认识程度按有关制度处置。
2.教师应给学生介绍一些应对意外事件的临时处置方法
例如,如何预防实验室火灾发生,触电时如何处置,被刀划伤如何处置,使用腐蚀性药品不慎接触皮肤时应如何处置等。
3.学校管理应重视实验室安全
学校相关负责人制定《高中生物实验室安全规则》,并且在实验室醒目位置设置安放。另外,应该定期检查实验室通风设备是否正常。在实验室放置灭火器,并定期检查更换。在一些需要加热处理的试验中,应给学生配备防护眼镜。
4.实验分组时指定安全小组长
平时实验时教师基本上都能安排实验小组长,但对小组长的职责没有明确的安全职责要求,因此,建议指派责任心强的学生担任安全小组长,专门负责实验小组的安全监管。这种安排可以引起每位学生对实验安全的重视。
2有机化学实验的教学实践内容改革的举措
鉴于以上存在的问题我主要从授课方式、教学内容和实验报告的撰写等方面对有机化学实验进行研究。
2.1授课方式的探索首先,在上课程之前,批改学生的预习报告,知道学生预习实验的认真程度,老师在讲课的时候可以进行补充,如果是学生预习知道的东西可以简略的带过,对学生没有预习到的知识进行补充,并提出在实验的时候可能出现的问题抽学生回答;也可以让学生和教师相互交换角色,让这“教师”讲解该实验,最后教师再针对该学生的不足加以点评。在此过程中教师要鼓励学生积极发言、各抒己见,对有创意的学生要给予热情、肯定和赞扬。这样既激发了学生的学习积极性和对实验课程的热情,使学生做到上实验课之前积极配合教师完成安排的工作。在每次课的结尾时,向学生宣布下一次实验。其次,在实验准备的全过程中让全班学生分组参与,在教师引导下,学生可按照实验要求来对实验仪器的选择和所用试剂的配制等。同时,给一个题目,让学生自己去查找资料,进行实验的设计,自己根据所找资料写出实验方案,实验药品,并在老师的指导下对实验方案可行性的判断,得到老师的批准后,让学生自行实验准备,这样有助于提升学生对实验设计、实验操作技能以及对整个实验内容的整体把握都是非常有效的。但是这对生物科学专业化学基础知识较差的学生来说难度较大,对化学基础知识较好的学生对实验的积极性和创新能力都将得到很大的提高。对于大一的学生来说,主要是对基础实验技能的操作实践和设计实验原理的初步理解,比如熟悉提纯的原理及操作、简单的制备等,从而对化学实验有了基本的认识,并能够掌握比较基本的化学实验理论,对学习以后的课程打下基础。
2.2优化实验教学内容因传统教学主要是基础实验和验证性质实验,本文主要将基础有机实验与有机设计实验以及综合实验融合在一起,以增强学生的创新能力,提高学生的学习兴趣,培养学生的创新意识。首先,让学生拥有扎实的基础知识,开设大量的基本实验来规范学生的操作技能,减少验证性实验的个数来为后续的实验做铺垫,比如重结晶的操作实验,可以让学生做苯甲酸、乙酰苯胺以及萘等来巩固此操作。其次,多开设与生物科学专业相关的综合性实验。因综合性实验难度比验证性实验要大,对学生来说具有挑战性。比如从茶叶中提取咖啡因,可以有两种方法,一种方法时间短,设备简单,但是效果不好;另一种方法用索氏提取器做,所需时间久,装置也比较麻烦,效果明显。还有葡萄糖酸钙制备、从槐花米中提取芦丁等,这些实验都与生物相关,能够增强学生的兴趣和提高学生的动手能力。
2.3实验报告的撰写实验报告采用科技论文的格式,包括中英文摘要、引言、仪器与试剂、实验方法、实验结果与讨论、结论、参考文献等[4]。这样写的好处是有利于对学生以后的科研打下基础,知道论文的写法,也为写毕业论文打下一定的基础。
3实验考核体系的完善
传统的实验考核体系是以实验报告为主,不注重学生的具体操作过程,因为预习、操作、报告以及期末考查等贯穿实验的整个过程。传统的体系导致学生只注重实验报告,不注重过程,而使很多基本的操作技能都出现错误。最终不能够地对学生进行公平的评价、更不能够激发学生的学习兴趣,也不利于培养学生的创新意识及创新能力。实验教学的特点是以学生为中心,使学生的主观能动性得到充分地发挥,与此同时也要求教师一定要具备高度的责任意识,将不同教学项目的实验设计其具有不同的功能,并实现各个教学环节上的松紧适度。此外,为提升实验教学效果,教师应该在实验课的不同环节,充分扮演自己的角色定位,在宽松、和谐的氛围中有序、高效地进行实验。通过对有机化学实验的教学内容、教学方式和评价体系的进行改革,既调动了学生的学习积极性,增强了学生观察、分析及解决问题的能力,又准确地考核了学生的综合素质,收到了良好的教学效果。
二、双实践教学体系的实施途径
(一)确保实践学时学分条件下,不断优化培养体系,改变实践模式
为了提升教学实践的有效性,增加学生的实践兴趣,将培养体系进行调整,实践模式进行改变,将一学年两学期理论教学时间进行压缩,由每个学期18周的理论授课时间调整为16周,2周安排为集中实践教学,确保每年有4周时间用于实践,尤其对设计性、综合性类实验等需要集中较长时间的实践活动通过实践模式的改变,既保障了实践教学活动的有效开展,又不影响正常教学秩序。
(二)实习实践基地稳定发展前提下,培养模式多元化
职业素质是通过实践活动培养出来的。教师教育技能的培养,打破了传统的高校教师指导、学生外出实习的单一模式,而采取把优秀的中小学校长、一线优秀教师“请进来”,和学生一起参与教育实习的教学环节指导,再“走出去”进入中小学实习的新模式。专业技能培养上,不满足现有校内外实习基地,而是积极开拓与发展产学研结合的实践模式,通过与周围邻近企业如大棚蔬菜、园林花卉,南繁基地等企业科研机构开展合作,同时请企业家、研究所专家来学校指导实习教学,让学生带着企业现存的问题、科研中遇到的难题等问题在以后的实践中去解决。这种实践模式,实现了对学生专业技能培养的多元化。
(三)保障实践教学质量条件下,改变实践教学师资单一化,促进向双师型教师转型
无论在教师技能还是专业技能培养上,改变了以往高校教师对学生单一培养的实践指导模式,实现了将中小学优秀教师、校外企业家、专家“请进来”再让学生“走出去”的实践新模式,突破了实践教学上师资的单一性,对高校老师向双师型转型是一种督促,同时也促进与提高了实践教学改革的质量。
生活化教学是新课程改革倡导的理念之一,是教的过程中,把握主体(教师)的客体化,提高教学的有效性的重要手段,生物教师作为实施新课程的主体,在生物教学中应注重与现实生活的联系这一课程的基本理念,用准确的教学目标定位,巧妙自然地把抽象的课本知识与学生丰富的生活经验有机地联系起来;用智慧的教学方法施教,使知识变枯燥为生动;用优化的教学媒体呈现,激活学生的思维,调动学生学习的热情和责任感,从而进入学习的最佳状态;用到位的语言文字表达,启发学生认识到生活中蕴藏着丰富的生物学知识。如何创建“生活化生物课堂”,来提高生物课堂有效性,本人谈谈自己的做法
一、用准确的教学目标定位创建生活化生物课堂
《普通高中生物课程标准》提出了“注重与现实生活的联系”的理念,我国教育家陶行知先生指认为,教育起源于生活,生活是教育的中心,因而教学不能脱离生活。社会即学校,生活即教育。就是倡导每一个学生都公平地享受为生活作准备的教育,教育要培养能适应社会生活的人教育论文,这就是教育的根本目的。因此,我们深刻认识到:“教师的活力在于课堂,学生学习的活力在于生活”,为此,作为一名教师,应善于关注生活经验,为学生提供生活情境,利用生物学本身的魅力,创建生活化生物课堂,使教学行为符合新课程标准,教学目标定位到位,有的放矢,不做无用之功,从而提高教学有效性。
目标定位1,能对生活化的素材归纳和演绎获取新知识。如学习DNA的相关知识时,我们可以例举如下材料供学生学习,要求学生用相关知识解释,并进行创新。
材料一:DNA指纹在案件侦破工作中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发样品中提取出来的DNA与犯罪嫌疑人的DNA进行比较,就可能为案件的侦破提供证据。
材料二:最近有许多商家隆重推出一种被称为“核黄素”的保健品,据说其主要成分是从一些生物细胞中提取的核酸,并吹嘘其有健脑作用和能够为人提供丰富的营养。核酸真的具有如此巨大的作用吗?
材料三:美国911事件死难者身份确定。科学家将对每具尸体的细胞核DNA和线粒体DNA进行检查。由于很多尸体已经被分成了数块,据专家估计此次将被检查的碎片数有可能达到百万以上。所有的细胞核样本将被送到美国盐湖城的基因研究中心进行分析,他们的工作是要对死者的身份加以辨认,而线粒体DNA则将被送到马里兰州罗克威尔的细胞研究室去,他们的任务是要查出死者属于哪个家族。据称研究后得出的分析数据将与所有遇难家属提供的资料和样本进行核对,这将是历史上最大规模的一次DNA分析鉴定行动。
材料四:科学研究证明,一些困扰人类健康的主要疾病,例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关。依据已经破译的基因序列和功能,找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选,甚至基于已有的基因知识来设计新药,就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因,从而根治顽症。基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星。基因研究不仅能够为筛选和研制新药提供基础数据,也为利用基因进行检测、预防和治疗疾病提供了可能。比如,有同样生活习惯和生活环境的人,由于具有不同基因序列,对同一种病的易感性就大不一样。明显的例子有,同为吸烟人群,有人就易患肺癌教育论文,有人则不然。医生会根据各人不同的基因序列给予因人而异的指导,使其养成科学合理的生活习惯,最大可能地预防疾病。
目标定位2,学生能把知识回归于社会生活实践中去。如平时布置学生作业应注重学生的生活经验,不应是为了做题而做题,为了知识点和考试而做题。例如学生在学习糖类、脂质、蛋白质之后,就可以布置学生把自己经常食用的食物进行归类,让学生收集有关食物营养成分的资料,为他们自己或家人制定合理的膳食计划;如果家里有肥胖者,在平时的饮食中要注意哪些问题?如果家里糖尿病的病人,他的饮食要注意哪些?等等。再比如,我们可以给学生布置一些课后小实验,使学生通过亲身体验,既能达到验证课堂中所学知识的功能,又能培养学生的各种能力(如观察能力、动手能力等)。如要求学生在家中腌制咸菜和萝卜条,制作腐乳、果酒和果醋,检测家庭中常用食品的成分等。利用学生寒暑假期、周末在家的时间,教师可以布置一些学生感兴趣的家庭作业。比如,、泡菜的制作、制作小生态瓶等;设计实验验证不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果等。还可以走上社会调查居住附近有无遗传病患者(如白化病、先天愚型等),并分析其家族系谱图找出遗传方式;调查附近的商店中有哪些转基因食品;农村学生可以调查蔬菜大棚是否经常通风并思考原因;外出旅游时可以调查当地景区的生态系统结构、物种丰富度、某一种群的种群密度;身边有无生态入侵现象等等。通过生活中观察、验证课本上的生物学知识,会很好激发学生的生物学习兴趣,提高生物科学素养,为素质教育打下良好基础。
通过这些生活问题、学生的生活经验创造生活课堂,即关注学生的主体和活生生的经验与体验,贴近学生的生活,关注学生的学习过程,把知识技?艿慕逃与学生的日常生活联系起来,促进学生经验的改组,促进学生书本知识向实践能Φ淖化,促进每一个学生的发展?
二、用智慧的教学方法创建生活化生物课堂
在教必修2的一对相对性状杂交实验,我讲到,如果孟德尔要直接验证他的假说,只能用显微观察的方法,确定遗传因子的真实存在和遗传因子在形成配子进是分离的,这在当时是不可能的。孟德尔应用假说-演绎法,事实上孟德尔所检验的不是假说本身,而是假说的推论,即从假说中逻辑地推导出来的个别现象或事件的推论。当我讲到“孟德尔设计的测交实验教育论文,实际上检验的是演绎的‘推论’,是一个特例,孟德尔用实验验证这个特例,从而验证了规律”,学生仍然不理解。怎么办呢?这时我采用了生活化的知识进行解释。地球是椭圆的还是方形的呢?假说一,地球是方形的;假说二地球是椭圆的。如果地球是方形的,则在大海航行时,看到远方的船只时,应当是看到整个船身的;如果地球是椭圆的,则在大海航行时,看到远方的船只时,是应当先看到桅杆,而后慢慢地才看到整个船身。“在大海航行时,看到远方的船只情况”是依据假说演绎推理出来的一个特例,即推论,用亲身体验大海航行时,看到远方的船只的实际情况来验证这个特例(推论),若亲身体验在大海航行时,看到远方的船只是整个完整的船身,则大海是方形的;若亲身体验在大海航行时,看到远方的船只时,是应当先看到桅杆,而后慢慢地才看到整个船身,则大海是椭圆形的。这时我给学生说,孟德尔的测交实验就相当于“在大海航行时,看到远方的船只情况”是个假说基础上的一个特例,只验证了这个特例,则假说自然就被证明了。
智慧的教学方法,其作用就如同催化剂一样,有效的教学必然是采用恰当教学方法的教学。恰当的教学方法中智慧程度越高,带来的教学效果就越好,因为智慧的教学方法往往产生于生活实践中。
三、用优化的教学媒体创建生活化生物课堂
在生活知识的内容上,体现选择性原则,更能带来学生浓厚学习兴趣。在讲解共同进化的知识时,我选择了生活化的一些媒体知识。
生活化的媒体知识1有趣的巢寄生杜鹃。巢寄生是一种鸟类将卵产在其它鸟的鸟巢中,由义亲代为孵化和育雏的一种特殊的繁殖行为。照片中所示的草地鹨(Anthus pratensis)喂食大杜鹃,就是一种种间巢寄生类型。大杜鹃是现有巢寄生鸟类80多种中最典型的一种鸟,它可把卵 寄生在125种其它鸟类的巢中。巢寄生行为表现在:宿主的选择,大杜鹃在繁殖期寻找与孵化期和育雏期相似、雏鸟食性基本相同、卵形与颜色易仿的宿主,多为雀形目鸟类。寄生时间上,大杜鹃多在宿主开始孵卵之前,乘宿主离巢外出时快速寄生产卵。巢寄生的协同进化,表现在宿主卵的形态特征上。寄生者的卵在颜色、大小、卵斑等许多方面与宿主相似,但存有不显差异。同时宿主对卵的分辨模糊也是一个方面。对宿主繁殖影晌,大杜鹃常表现在产卵前把宿主一枚卵移走,或全部推出巢外,迫使宿主重新产卵。而一旦巢寄生的雏鸟孵出,它有将义亲的雏鸟推出巢外的习性,从而独享 义亲抚育,这样对宿主繁殖成功率将降低。编者注:杜鹃又称布谷鸟,多数居住在热带和温带地区的树林中。大约三分之二的杜鹃,包括所有北美的种类,会筑巢且哺育自己的幼鸟;只有约三分之一的杜鹃以寄生的方式养育幼鸟
生活化的媒体知识2 蜂鸟。在南美热带雨林中,蜂鸟是许多种植物的传粉者,蜂鸟的喙大致可分为2种类型:长而弯曲型和短而直型。第一种类型的鸟适于在略微弯曲的长筒状花中采蜜,这一类花分布广泛且产蜜量高;第二种类型的鸟适于在短小笔直的花中采蜜教育论文,这一类花分泌的花蜜一般较少,而且它们也经常吸引许多传粉的昆虫。尽管长喙蜂鸟也可以取食短筒花中的蜜,但它们一般更偏爱长筒花,而且在短筒花附近,它们往往受到其它短喙鸟类的驱赶。蜂鸟飞行速度快,可以长距离地飞来飞去取食那些不能被短喙蜂鸟利用的花蜜。蜂鸟是典型的通过一次飞行造访不同种类的花来提高摄入的能量,而不是只依赖一种植物的传粉动物。因此,对于种群数量小的植物来说,选择压力可能促使植物产生较多花蜜吸引蜂鸟。有趣的是,依靠蜂鸟传粉的植物几乎分泌同等数量的花蜜,这也许是因为蜂鸟不屑于光顾那些产蜜量不高的花。有些依赖蜂鸟传粉的花可能与蜂鸟密切地协同进化。笔者在亚马逊热带雨林考察时曾好奇地观察长尾蜂鸟(Phaethornis superciliosus)取食一种风梨科植物的花蜜,这种植物花筒的形状似乎刚好能容纳进细长的蜂鸟喙;除蜂鸟外,似乎没有任何其它动物前来采食花蜜。
通过这些生活化媒体的呈现,学生对共同进化知识产生浓厚的兴趣,对共同进化理解深刻到位①促进生物多样性的增加②促进物种的共同适应③维持生物群落的稳定性。
四、用到位的语言文字创建生活化生物课堂
如观察植物有丝分裂实验后,学生提出为什么看到的细胞分裂间期图像大大多于细胞分裂期图像。我以“因为在细胞周期中间期所占的时间长,分裂期所占的时间短”来解释。这样解释虽有一部分同学明白了,但总有一些学生还是实现不了从抽象到形象之间的过渡。看来要通过变换语言的表达方式,才能奏效了。我打比方道:同学们在操场上自由蹦跳,由于同学们累了,蹦起活动的时间变短了,停留在地面的休息时间变长了。此时我带着照相机来到操场,对准同学的活动场面,拍了一张照片。此时我问同学,在这张照片中是停在空中的人数多,还是停在操场地面上的人数多。大家恍然大悟:大多数停留在地面休息的同学好比间期的细胞,少数在空中跃起的同学好比分裂期的细胞。对于每个人来讲只要你停留在地面的时间长,停留在空中的时间短,在拍照的一刹那,被摄入停在地面场景的机会就多于停在空中的。照相的一刹那,就如同根尖的分生组织细胞被固定的一刹那。生活中的场景与细胞分裂的场景如此相似,真可谓实例不同,其理相通。
又如我在执教高中人教版新教材《生态系统中的信息传递》中,我提问“秋季开放的原因?”一位学生回答“是由于日照短、气温凉造成的。”面对学生的回答既有正确的成分,又有不正确的内容,我不是只作“对与错”的评判者,而是充当学生学习知识的构建者,掌握方法的引导者,学习情绪的鼓励者。
此时我表扬学生考虑问题的客观态度:“在秋季开放教育论文,你依据当时日照短了,气温凉了,来思考、推测是理性的。”这样评价,教师就成了学生学习情绪的维护者、鼓励者,而不是压抑者。
接着我继续与学生对话:“有句科学名言是这样说的——不惟书、不惟上,只惟实。有这样的一个实例,大家知道否?有人想在夏天让开放,于是找来不透光的铁桶,给做短日照处理,终于在夏天开放了。同学们依据此实例再做推测,会得出什么结论”。于是学生依据夏天并不冷凉,顺理成章地得出结论:秋季开放的原因关键在于日照短。此时的我利用生活化的知识材料充当学生学习知识的构建者,引导者。
研究型教学是一种新型的教学模式,它最早起源于美国教育学家杜威倡导的以典型问题组织教学的“做中学”形式[1],后来又综合了美国布鲁纳的“发现学习模式”和瑞士皮亚杰的“认知发展学说”而逐步构建起来[2―3]。研究型教学是一种将科学研究的理念引入课堂的实践性教学活动,它将学习与研究过程结合起来,摒弃了传统的单向传授知识的模式[4―5]。研究型教学模式是以培养学生创新能力与实践能力为目的,客观上以研究型教师队伍为支撑[6―7]的模式。在教学过程中教师不再是知识的权威者,而是一个课题研究的参与者以及学生的合作者[8],学生真正成为课堂的主体[9],学生在获取基础理论知识与基本实验技能的同时,也培养了创新思维与解决实际问题的能力。相对于传统的教学模式,研究型教学更加注重学生获得知识的主动性,注重学生在实验过程中提出问题、探索问题、解决问题的能力[10],注重培养他们的创新思维与实践能力,培养他们独立学习与终身学习的能力,这与我国古代的“授人以鱼,不如授人以渔”的教育理念不谋而合。
一、高校生物学科专业教学现状
作为实践性的自然科学,各种生物假说或理论的提出都离不开实验的验证。但目前生物科学专业的教学仍然以传授式教学为主导,在理论授课中教师讲解教材内容、学生记笔记几乎是一种普遍现象,虽然许多高校生物科学专业也进行了不同程度的教学改革探索,如课堂采取互动式教学、前沿专题、问题讨论等具体改革模式,但这些改革措施依然脱离不了单向传授的主导模式,这离学生创新与实践能力的培养目标相去甚远。例如,生物的实验课课时偏少,主要是以经典验证性的生物学实验为主,在课时有限的情况下,实验过程基本是按既定步骤进行,几乎未涉及探索性的实验。在此情况下,教师上实验课是为了完成教学计划,学生做实验是为了完成老师安排的任务,这种实验教学模式对学生来讲仅仅是熟悉了一遍实验操作流程而已,由于实验过程中并没有进行过深入思考,实验印象并不深刻,知识技能不能巩固,学习收获不大。
除课堂教学与实验课以外,课程实习、毕业实习以及毕业论文等是教学过程中重要的实践环节,这些教学环节也存在同样的问题。生物科学专业课程实习中比较重要的要数植物学与动物学的野外实习,实习可以使学生亲身体验课堂教学中所涉及的实体,同时也可以激发学生对自然界中动物、植物新现象的发现与探索兴趣,从而起到创新意识培养的目的。但从笔者近几年的调查结果来看,生物科学专业的野外实习却更多倾向于对课本知识的一种实体认证,这对于学生来讲,除了将实物与课本动植物特征描述进行匹配之外,就再也没有探索性的认知过程。这种实习模式使野外实习几乎变成了野外旅游,学生在实习一两年后已基本不认识以前熟悉的植物了。又如毕业实习是检验大学生对理论知识的掌握以及将其转化为实践能力的重要环节,同时也是大学生进入社会的“预演”。但从许多高校生物科学毕业实习的调查来看,大多数实习仅仅是走过场,工厂实习多半是从事一些与学科专业关系并不密切的劳动力工作,这主要是因为长期以来学生受到传统教学模式的影响而缺乏相应的创新能力与实践能力的培养,进入实习单位后表现平平,实习单位不敢让其进入关键的生产部门。再如,毕业论文是大学教学与学生学习的最后一个环节,也是对大学知识学习的综合能力的总结,理应带有创新性的元素,但是,从目前许多高校生物科学的毕业论文来看,多数毕业论文仅仅是简单的重复工作,这主要是因为许多毕业论文仅是为了完成教学的环节,而很少与教师科研结合,教师指导毕业论文仅仅是为了完成教学任务,再加上最近十年的学生数量增多,使师生比例失调,教师指导的学生论文数量大,无法保证毕业论文的质量,学生的科技创新和实践能力并没有得到培训和充分发挥。
事实上,生物科学是兼具理论性与实验性的专业,系统的学科理论与先进的实验技术构成了专业结构的主体,因而对于本科生来讲,如果没有丰富的研究基础与实践经验做后盾,要在理论与技术方面进行创新性实验难度之大可想而知。比如在大学生创新实验项目的实施过程中,如果没有科研教师强力支持,项目普遍不能圆满完成。因为生物科学研究不是单靠灵感就可以完成的,它需要依靠丰富的实践经验与较高的理论水准,只有与教师科研实验紧密相结合,才能达到研究型教学的改革目标。
二、与教师科研结合提出研究型教学模式的必要性
传统单向传授式教学模式已经不能适应当代高等教育大学生创新思维的培养目标,为此最近几年国内外高校教育工作者对研究型教学模式进行了探索与尝试,但大部分的教学改革还基本停留在摸索阶段,还没有一个切实可行的实施平台或手段。教师科研在研究型教学实施方面具有得天独厚的优势,教师科研是沟通教学与科研的纽带,科研教师的创新性思维容易传输给学生,使学生不断受到学科研究前沿思想的熏陶而激发出创新的火花。生物科学是一个发展迅速的实验学科,科研教师要不断跟踪最新科研信息才能站在学科研究的前沿。建立在教师科研基础上的研究型教学发挥了教师在科研素质方面的优势,有利于提高教学质量,培养学生的创新性思维,从而适应现代经济发展对高素质人才的需求。
三、与教师科研平台结合的主要措施
目前生物科学专业的许多课程在内容上均有大量的重叠,而每个教师所授课程相互之间缺乏沟通,结果在教学上做了很多“无用功”,此外也易导致知识的连续性中断,由于教师对小专业内容的局限性,只讲述单一课程内容而忽视了与其他课程内容的联系与承接。由于现代生物学的迅猛发展,生物科学不同领域的交叉越来越明显,研究层次的深化和研究手段的通用,使传统的按单门课程来教学的模式逐渐丧失其高效性。而目前教师科研课题的立项都是基于生物大学科系统的生物学理论来进行科学问题的论证,其实施过程也必然要求进行多学科、多专业的系统联系,因此教师科研为研究型教学模式的开展提供了很好的平台。
生物科学专业教学改革应该打破这种一门课程一个主讲教师的模式,而应强调实验研究和创新培养,推行“知识点组库与教师科研组库匹配” 的教学模式,即将专业课程按大学科的研究方向与尺度进行归类,同时将任课教师按科研方向与内容纳入不同的研究组库,增加实验课时数使其在教学中占据主导地位,在指导组教师的统一安排下根据研究进度和内容选择实验场所。在这一模式下,教学选题不再局限于单一方面的简单观察,而是对于某一生物学现象从浅显的外部特征描述到生物发生的生理代谢、分子作用等内部机理的探索。
基于这一模式,可将生物科学按植物、动物、微生物、人体生物学等进行大课程分类,而如遗传学、分子生物学、细胞生物学、植物生理学、发育生物学之类的课程属于研究层次的类别。在每个大课程下按研究的尺度或水平进行细分,如将植物学分为形态解剖分类、生理、生化、分子等水平。不同的课程对同一生物学问题描述的侧重点不同,讲述的科学研究层次也不同。例如学习植物光合过程,在植物学部分侧重于讲述气孔的作用、叶绿体的形态结构,植物生理学侧重于光合作用过程,细胞生物学则对这一部分进行了重复简述,这表明单一课程由于内容侧重点不同,对于一个生物学过程有的不能全面阐述,有的则又相互重叠,不利于学生对生物学知识的系统把握以及对生物学现象本质的认知。根据“知识点组库与教师科研组库匹配”的教学模式,本节的教学可以这样设计:其一,将光合过程所涉及的不同教材知识内容归纳为一个知识点组;其二,将从事分类学、植物生理学、生化、分子生物学科研的教师优化后成立教师研究组;其三,将生物科学专业的有关这一部分的内容由表及里进行的综述归纳成一个系统的知识点组,对于知识点组之外的零散知识由学生自由阅读即可。但要注意以下几点:①知识点组的教学按实验课题研究的形式进行;②在一个知识点组研究课题实施期间,由教师与学生共同制订课题研究计划;③课题文本需按照科研课题申报格式进行撰写,突出强调课题申报的科学意义与创新性。
为确立上述这一模式的规范性,学院应该在管理层面上对生物科学大专业的知识点进行模块化及优化,并会同全体专业教师进行模块化的合理性讨论,直至建立成熟的知识点组库。知识点组库的建设既要考虑到生物学知识的广度,又要考虑到研究的深度,以符合创新思维培养的教学模式。为建立指导教师组库,学院应每隔一段时间汇总指导教师的科研内容输入库中,以备学生在考虑课题研究内容时有效选择指导教师。
参考文献:
孙成立,王希敏DSP技术课程研究型教学模式探索实验室研究与探索,2010,29(11):306―315.
彭熙伟,廖晓钟,陈金兵工科专业研究型教学模式探讨高教论坛,2011(11):39―41.
高文庚,李平兰研究型教学模式在食品微生物学教学中的应用与实践微生物学通报,2012,39(01):111―116.
李晓明,张国磊,李彦军研究型教学方法在《高等工程势力学》课程中的实践中国校外教育,2010(12):105.
唐 海研究型教学在岩体力学课程教学中的应用当代教育论坛,2010(03):99―100.
一、用准确的教学目标定位创建生活化生物课堂
《普通高中生物课程标准》提出了“注重与现实生活的联系”的理念,我国教育家陶行知先生指认为,教育起源于生活,生活是教育的中心,因而教学不能脱离生活。社会即学校,生活即教育。就是倡导每一个学生都公平地享受为生活作准备的教育,教育要培养能适应社会生活的人教育论文,这就是教育的根本目的。因此,我们深刻认识到:“教师的活力在于课堂,学生学习的活力在于生活”,为此,作为一名教师,应善于关注生活经验,为学生提供生活情境,利用生物学本身的魅力,创建生活化生物课堂,使教学行为符合新课程标准,教学目标定位到位,有的放矢,不做无用之功,从而提高教学有效性。
目标定位1,能对生活化的素材归纳和演绎获取新知识。如学习DNA的相关知识时,我们可以例举如下材料供学生学习,要求学生用相关知识解释,并进行创新。
材料一:DNA指纹在案件侦破工作中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发样品中提取出来的DNA与犯罪嫌疑人的DNA进行比较,就可能为案件的侦破提供证据。
材料二:最近有许多商家隆重推出一种被称为“核黄素”的保健品,据说其主要成分是从一些生物细胞中提取的核酸,并吹嘘其有健脑作用和能够为人提供丰富的营养。核酸真的具有如此巨大的作用吗?
材料三:美国911事件死难者身份确定。科学家将对每具尸体的细胞核DNA和线粒体DNA进行检查。由于很多尸体已经被分成了数块,据专家估计此次将被检查的碎片数有可能达到百万以上。所有的细胞核样本将被送到美国盐湖城的基因研究中心进行分析,他们的工作是要对死者的身份加以辨认,而线粒体DNA则将被送到马里兰州罗克威尔的细胞研究室去,他们的任务是要查出死者属于哪个家族。据称研究后得出的分析数据将与所有遇难家属提供的资料和样本进行核对,这将是历史上最大规模的一次DNA分析鉴定行动中心。
材料四:科学研究证明,一些困扰人类健康的主要疾病,例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关。依据已经破译的基因序列和功能,找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选,甚至基于已有的基因知识来设计新药,就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因,从而根治顽症。基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星。基因研究不仅能够为筛选和研制新药提供基础数据,也为利用基因进行检测、预防和治疗疾病提供了可能。比如,有同样生活习惯和生活环境的人,由于具有不同基因序列,对同一种病的易感性就大不一样。明显的例子有,同为吸烟人群,有人就易患肺癌教育论文,有人则不然。医生会根据各人不同的基因序列给予因人而异的指导,使其养成科学合理的生活习惯,最大可能地预防疾病。
目标定位2,学生能把知识回归于社会生活实践中去。如平时布置学生作业应注重学生的生活经验,不应是为了做题而做题,为了知识点和考试而做题。例如学生在学习糖类、脂质、蛋白质之后,就可以布置学生把自己经常食用的食物进行归类,让学生收集有关食物营养成分的资料,为他们自己或家人制定合理的膳食计划;如果家里有肥胖者,在平时的饮食中要注意哪些问题?如果家里糖尿病的病人,他的饮食要注意哪些?等等。再比如,我们可以给学生布置一些课后小实验,使学生通过亲身体验,既能达到验证课堂中所学知识的功能,又能培养学生的各种能力(如观察能力、动手能力等)。如要求学生在家中腌制咸菜和萝卜条,制作腐乳、果酒和果醋,检测家庭中常用食品的成分等。利用学生寒暑假期、周末在家的时间,教师可以布置一些学生感兴趣的家庭作业。比如,、泡菜的制作、制作小生态瓶等;设计实验验证不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果等。还可以走上社会调查居住附近有无遗传病患者(如白化病、先天愚型等),并分析其家族系谱图找出遗传 方式;调查附近的商店中有哪些转基因食品;农村学生可以调查蔬菜大棚是否经常通风并思考原因;外出旅游时可以调查当地景区的生态系统结构、物种丰富度、某一种群的种群密度;身边有无生态入侵现象等等。通过生活中观察、验证课本上的生物学知识,会很好激发学生的生物学习兴趣,提高生物科学素养,为素质教育打下良好基? ?
通过这些生活问题、学生的生活经验创造生活课堂,即关注学生的主体和活生生的经验与体验,贴近学生的生活,关注学生的学习过程,把知识技?艿慕逃与学生的日常生活联系起来,促进学生经验的改组,促进学生书本知识向实践能Φ淖化,促进每一个学生的发展?
二、用智慧的教学方法创建生活化生物课堂
在教必修2
的一对相对性状杂交实验,我讲到,如果孟德尔要直接验证他的假说,只能用显微观察的方法,确定遗传因子的真实存在和遗传因子在形成配子进是分离的,这在当时是不可能的。孟德尔应用假说-演绎法,事实上孟德尔所检验的不是假说本身,而是假说的推论,即从假说中逻辑地推导出来的个别现象或事件的推论。当我讲到“孟德尔设计的测交实验教育论文,实际上检验的是演绎的‘推论’,是一个特例,孟德尔用实验验证这个特例,从而验证了规律”,学生仍然不理解。怎么办呢?这时我采用了生活化的知识进行解释。地球是椭圆的还是方形的呢?假说一,地球是方形的;假说二地球是椭圆的。如果地球是方形的,则在大海航行时,看到远方的船只时,应当是看到整个船身的;如果地球是椭圆的,则在大海航行时,看到远方的船只时,是应当先看到桅杆,而后慢慢地才看到整个船身。“在大海航行时,看到远方的船只情况”是依据假说演绎推理出来的一个特例,即推论,用亲身体验大海航行时,看到远方的船只的实际情况来验证这个特例(推论),若亲身体验在大海航行时,看到远方的船只是整个完整的船身,则大海是方形的;若亲身体验在大海航行时,看到远方的船只时,是应当先看到桅杆,而后慢慢地才看到整个船身,则大海是椭圆形的。这时我给学生说,孟德尔的测交实验就相当于“在大海航行时,看到远方的船只情况”是个假说基础上的一个特例,只验证了这个特例,则假说自然就被证明了。 智慧的教学方法,其作用就如同催化剂一样,有效的教学必然是采用恰当教学方法的教学。恰当的教学方法中智慧程度越高,带来的教学效果就越好,因为智慧的教学方法往往产生于生活实践中。
三、用优化的教学媒体创建生活化生物课堂
在生活知识的内容上,体现选择性原则,更能带来学生浓厚学习兴趣。在讲解共同进化的知识时,我选择了生活化的一些媒体知识。
生活化的媒体知识1有趣的巢寄生杜鹃。巢寄生是一种鸟类将卵产在其它鸟的鸟巢中,由义亲代为孵化和育雏的一种特殊的繁殖行为。照片中所示的草地鹨(Anthus pratensis)喂食大杜鹃,就是一种种间巢寄生类型。大杜鹃是现有巢寄生鸟类80多种中最典型的一种鸟,它可把卵 寄生在125种其它鸟类的巢中。巢寄生行为表现在:宿主的选择,大杜鹃在繁殖期寻找与孵化期和育雏期相似、雏鸟食性基本相同、卵形与颜色易仿的宿主,多为雀形目鸟类。寄生时间上,大杜鹃多在宿主开始孵卵之前,乘宿主离巢外出时快速寄生产卵。巢寄生的协同进化,表现在宿主卵的形态特征上。寄生者的卵在颜色、大小、卵斑等许多方面与宿主相似,但存有不显差异。同时宿主对卵的分辨模糊也是一个方面。对宿主繁殖影晌,大杜鹃常表现在产卵前把宿主一枚卵移走,或全部推出巢外,迫使宿主重新产卵。而一旦巢寄生的雏鸟孵出,它有将义亲的雏鸟推出巢外的习性,从而独享 义亲抚育,这样对宿主繁殖成功率将降低。编者注:杜鹃又称布谷鸟,多数居住在热带和温带地区的树林中。大约三分之二的杜鹃,包括所有北美的种类,会筑巢且哺育自己的幼鸟;只有约三分之一的杜鹃以寄生的方式养育幼鸟
生活化的媒体知识2 蜂鸟。在南美热带雨林中,蜂鸟是许多种植物的传粉者,蜂鸟的喙大致可分为2种类型:长而弯曲型和短而直型。第一种类型的鸟适于在略微弯曲的长筒状花中采蜜,这一类花分布广泛且产蜜量高;第二种类型的鸟适于在短小笔直的花中采蜜教育论文,这一类花分泌的花蜜一般较少,而且它们也经常吸引许多传粉的昆虫。尽管长喙蜂鸟也可以取食短筒花中的蜜,但它们一般更偏爱长筒花,而且在短筒花附近,它们往往受到其它短喙鸟类的驱赶。蜂鸟飞行速度快,可以长距离地飞来飞去取食那些不能被短喙蜂鸟利用的花蜜。蜂鸟是典型的通过一次飞行造访不同种类的花来提高摄入的能量,而不是只依赖一种植物的传粉动物。因此,对于种群数量小的植物来说,选择压力可能促使植物产生较多花蜜吸引蜂鸟。有趣的是,依靠蜂鸟传粉的植物几乎分泌同等数量的花蜜,这也许是因为蜂鸟不屑于光顾那些产蜜量不高的花。有些依赖蜂鸟传粉的花可能与蜂鸟密切地协同进化。笔者在亚马逊热带雨林考察时曾好奇地观察长尾蜂鸟(Phaethornis superciliosus)取食一种风
梨科植物的花蜜,这种植物花筒的形状似乎刚好能容纳进细长的蜂鸟喙;除蜂鸟外,似乎没有任何其它动物前来采食花蜜。
通过这些生活化媒体的呈现,学生对共同进化知识产生浓厚的兴趣,对共同进化理解深刻到位①促进生物多样性的增加②促进物种的共同适应③维持生物群落的稳定性。
四、用到位的语言文字创建生活化生物课堂
如观察植物有丝分裂实验后,学生提出为什么看到的细胞分裂间期图像大大多于细胞分裂期图像。我以“因为在细胞周期中间期所占的时间长,分裂期所占的时间短”来解释。这样解释虽有一部分同学明白了,但总有一些学生还是实现不了从抽象到形象之间的过渡。看来要通过变换语言的表达方式,才能奏效了。我打比方道:同学们在操场上自由蹦跳,由于同学们累了,蹦起活动的时间变短了,停留在地面的休息时间变长了。此时我带着照相机来到操场,对准同学的活动场面,拍了一张照片。此时我问同学,在这张照片中是停在空中的人数多,还是停在操场地面上的人数多。大家恍然大悟:大多数停留在地面休息的同学好比间期的细胞,少数在空中跃起的同学好比分裂期的细胞。对于每个人来讲只要你停留在地面的时间长,停留在空中的时间短,在拍照的一刹那,被摄入停在地面场景的机会就多于停在空中的。照相的一刹那,就如同根尖的分生组织细胞被固定的一刹那。生活中的场景与细胞分裂的场景如此相似,真可谓实例不同,其理相通。
又如我在执教高中人教版新教材《生态系统中的信息传递》中,我提问“秋季开放的原因?”一位学生回答“是由于日照短、气温凉造成的。”面对学生的回答既有正确的成分,又有不正确的内容,我不是只作“对与错”的评判者,而是充当学生学习知识的构建者,掌握方法的引导者,学习情绪的鼓励者。
【中图分类号】G642.06 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)20-00-02
自从赫尔曼・施奈德于1906年在美国辛辛那提大学推行了第一个合作教育计划之后,产学研合作教育引起了社会的广泛关注[1]。产学研合作教育能够充分利用企业和科研单位的不同教育环境和教育资源,以理论密切联系实践为理念,以培养学生全面素质、综合能力和就业竞争能力为重点。现实生活中,它对培养高素质应用型人才具有显著优势[2]。实践教学是产学研合作教育的核心教育环节,是提高应用型本科专业人才应用能力、实践能力和创新
能力的关键途径与手段。在产学研合作教育模式下进行实践教学体系的改革,可以提高学生的动手能力以及分析问题和解决问题的能力,提高学生的科研创新能力。同时,通过一系列的实践教学改革,也有利于产学研合作教育模式更好、更有效地实施。
我校生物技术专业通过实践教学模式的改革,把应用型创新人才的培养贯穿于教学、科研、生产三条线的始终。在教学中引入科研、生产的内容,科研、生产为培养人才服务,同时,分层次进行创新能力的培养又使各个阶段的成果得到进一步的固化与提升,而实践教学方法的改革,又为产学研合作培养模式的真正实现提供了可靠的保障。
一、实验教学内容的改革
传统的实验教学附属于专业理论课,实验时间少,实验内容相对陈旧,以验证性实验为主,缺乏系统性与渐进性,实验课安排分散、整体性不强,与实际应用特别是科技发展和企业生产相脱节等问题。因此,针对教学现状和分析生物技术专业发展方向,结合教师和企业研发的课题以及产学研合作教育模式发展需要,我院以强化“专业基本能力,专业拓展能力,就业适应能力”为宗旨,以培养学生应用和创新能力为核心,构建“体系化、融合化、社会化”实验教学体系,以全面提高学生科学思维和研究能力,培养学生探索精神、创新意识和创新能力,提升学生学习、科研服务生产的意识和能力。
1.构建由课内实验和独立实验组成的实验教学体系。为实现“应用型人才”的培养目标,生物技术专业多数课程的实验以“大实验”形式独立开课,保证了实验的连续性与系统性,单独考核、记学分,提升了实践课程的地位;增加实验学时,每门课程安排2-4周时间,强化了学生实践操作能力。
2.安排必要的验证性实验,增加设计性、综合性实验。验证性实验可帮助学生更深刻地领会和掌握课堂所学的知识,而设计性实验可培养学生独立分析问题、解决问题,从而在理论与实践结合上,开拓新思路,培养学生的创新精神和创新能力。如《生物技术综合大实验》中开设了“植物总DNA、RNA及质粒DNA的提取方法比较分析”、“基因的克隆与遗传转化”等设计性和综合性实验,实验过程中学生提交实验方案、领取实验药品,配制实验试剂,实施实验方案,提高了学生实验自主性和创新性,训练了学生统筹安排实验、分析问题和解决问题的能力。以“培养学生应用和创新能力”为核心的综合性、设计性实验使得从学校走出去的学生不再只是“操作工”,而且是“设计分析师”。
3.增加合作企业生产的实验技术。在基础性实验、设计性实验的基础上,增加服务于农业生产应用的实验内容,将科学知识和技术结合社会和生活,拉近校内实验教学与社会现实之间的关系,满足学生适应社会的需要以及服务于合作企业。《细胞工程大实验》开设了“猕猴桃的快速繁殖、花药培养、突变体筛选以及遗传转化”等猕猴桃育种技术实验;《生物制品大实验》开设了“鸡胚生产疫苗”等实验。课程实验内容紧密结合企业生产,为学生进入企业实习和产学研合作模式的顺利开展铺垫基础。
4.实验教学内容与科研相结合。教师将科研成果、学科前沿知识融入教学内容,将在产学研项目研究与生产实践过程的经验传授于学生,拓展学生的思维,激发学生探求知识的兴趣,变被动学习为主动的求知与探索。生物技术专业开设的提高性、创新性和综合性实验,与教师的学术研究有着密切的联系。如猕猴桃是广东和平地区致富的主要产业,也是我校的科研特色,“猕猴桃种质资源创新”是我校与和平县水果研究所开发的重点产学研项目,目前,我院已将猕猴桃的组织培养育种技术如猕猴桃花药培养和突变体筛选、分子育种技术如猕猴桃DNA、RNA提取,RT-PCR,全长cDNA的获得等用于实验教学之中。同时,学生以科研助手的身份参与感兴趣的教师科研课题,进一步更好地将理论和实践相结合,并提高学生的动手能力、解决问题和分析问题的能力以及科研意识,学生通过参与“猕猴桃种质资源创新”的产学研项目研究,发表了一系列研究论文。
5.实验教学与大学生创新实践活动相结合。实验室应该成为大学生创新实践活动的重要场所,学生可以利用实验室的仪器设备,开展科技创新活动,积极参加学校、省、国家的科技创新大赛。我校生物技术专业通过平时实践教学活动中的综合性、设计性实验训练,加强了学生对理论知识的理解和巩固,提高了学生跨课程、跨学科知识综合应用能力和动手实践能力;改变了知识单向流动的教学模式,使学生学习的积极性、主动性得到了充分发挥,更激发了学生内在的科研创新意识和培养了创新能力能力,近年来,学生参与了学校、省、国家的创新基金计划,多项创新基金计划研究项目获得创新基金资助。
6.实验教学与科技服务相结合。学校和学生可利用实验室的优质实验设备,为企业生产解决诸多难题。另外,学校可与企业合作申报省部产学研结合示范基地(研发基地)和省部产学研结合项目,开展科技开发和技术应用,学生参与其中。如我校在和平县水平研究所和平远县鸿基生态园有限公司先后建立了产学研合作基地、产学研实验室及科技特派员工作站,合作申报了多项科研项目,并获5项广东省教育部产学研合作项目资助,通过产学研合作培养了已毕业研究生2人,在读研究生3人,本科生若干人数,研究生及本科毕业论文均在国内权威及核心期刊发表。通过产学研合作,我校也先后获得广东省科学技术奖1项,广东省农业推广奖1项。
二、加强实验室建设
实验室建设是人才培养、科研产出和学科发展的基地,是服务于教学、科研和产学研合作的主体[3]。加快实验室建设,提高实验教学质量,培养创新人才,促进科研产出和服务经济建设是产学研合作教育的重要任务。我院依托产学研合作研究、省级实验教学示范中心、省级重点学科和生物技术特色专业等质量工程建设,扩大了实验室面积,补充实验教学设备,对实验室的架构进行了重新设计,实现分层次、分类别管理,构建教学实验平台、科技创新平台和公共服务平台的实验室管理体系和架构。
三、完善校外实习基地建设
实习基地是培养学生创新精神和实践能力的重要场所,是学生了解社会和接触生产实践的桥梁,也是高等学校实现人才培养目标的重要保证。我校生物技术专业为提高学生实践能力和培养学生创新精神,不断完善实习基地建设,推进产学研合作教育模式。根据人才培养目标,结合专业需要及行业背景,形成了一批优质、稳定的校外实习基地,我校生物技术专业的校外实习基地涵盖了作物、水果、花卉以及动物生物制品等多方面,学生在实习基地中,通过顶岗锻炼和工学结合,加速从知识的接受者向知识的应用者转化,不断提高自己的实践能力和动手能力。同时,依托教师科研和产学研基地建设,以“优势互补,互惠互利,协同创新,共同发展”为原则,广泛开展与产学研基地的密切合作,充分发挥高校外部的教育资源,拓宽大学生校外实践渠道,推进教育教学与生产劳动和社会实践的紧密结合。我校生命科学学院与和平县水果研究所,平远县鸿基生态园有限公司等企事业单位展开合作,先后建立了产学研基地、科研示范基地和科技特派员工作站,为实现社会合作办学,合作科研开辟了广阔前景。
四、加强实验教师队伍建设
实验教学团队素质的高低,直接影响着实验室的发展与建设[4],一支思想素质好,技术水平高,动手能力强,有一定钻研精神的高层次的、结构合理的、相对稳定的实验教学队伍,是提高实验教学质量和培养创新型人才的重要保证[5-6]。我院通过引进高素质的实验教师与对在岗的实验教师进行学历提升、技能培训、输送到国内外高校参观、进修学习等相结合,建造了一支具有学历高、职称高、专业能力强、科研素质好、充满活力、敢于创新等特点的实验教学队伍,为培养高素质的创新性人才提供了技术保障。在实验室人员配置中,除实验室管理教师与专业教师共同指导实验室各项工作的开展外,还兼聘各创新团队的指导教师和企业科研人员兼管实验室的指导工作,如邀请“猕猴桃种质资源创新”、“优质水稻育种”、“花卉育种与采后保鲜”等优秀创新学术群体的专业教师担任指导教师,不定期地邀请指导教师为学生提供专业讲座和专业指导;同时,开展学生自主管理,聘任优秀本科生和研究生做实验辅助管理人员,逐步形成老师指导、学生参与管理的创新实验室管理模式。
五、结语
产学研合作将生产企业、高等学校、科研机构结合成一个整体,充分发挥各自的优势、推动科技与经济的结合。本文就生物技术专业产学研合作教育下的实践教学改革,从实验内容、实验室建设、实习基地和教师队伍等方面做了一些探索和实践。实践表明,我们的探索是有成效的,大大提高了学生的动手能力、综合素质和就业竞争能力,同时,促进了企业的科技创新和生产。但科研如何更好服务好企业,调动企业的积极性,建立校企长效合作机制,如何更好地将产学研合作与实践教学改革紧密结合起来,培养应用型创新人才,是我校开展产学研合作教育需重点解决的问题,因此,我们将继续对产学研合作模式下的实践教学改革进行更深入的研究和实践,期望能更好地发挥实践教学的功能,促进应用型创新人才的培养,促进产学研合作教育的发展。
参考文献
[1]杨琰.产学研合作教育的内涵及现实意义探析[J].肇庆学院学报,2008,29(6):20-23.
[2]钟秉林.深入开展产学研合作教育培养具有创新精神和实践能力的高素质人才[J].中国高等教育,2000,21(7):15-17.
[3]杨科,华心祝,孟祥瑞,等.产学研结合建设创新型综合实验室[J].实验室研究与探索,2010,29(10):114-117.
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)03-0037-03
Reformation and Practice of Practice Teaching System for Plant Protection Specialty
LIN Qiao-ling HE Hong * YI Run-hua
(Agricultural College,Guangdong Ocean University,Zhanjiang Guangdong 524088)
Abstract The status reformation and practice of practices teaching system for plant protection specialty in Guangdong Ocean University were introduced,including methods and content,open laboratories,construction of training bases and thesis management,etc. By preliminary trying,the results showed that the teaching reformation promoted students' operative skill and ability to analyze and solve problems,and improved their professional quality,stimulated their learning interest.
Key words plant protection specialty;practice teaching;reform;pratice
植物保护专业是传统植物生产类主干专业之一。该专业主要培养具有植物保护科学的基本理论、基本知识和基本技能,能在农业及其他相关领域从事植物保护工作的技术与设计、推广与开发、经营与管理、教学与科研等工作的应用型、复合型人才。目前,广东海洋大学植物保护专业毕业生多数到农化企业或乡镇农技部门就业,从事农药营销、植保技术服务等工作,还有部分学生读研继续深造。这不仅要求毕业生要具备较宽的基础理论和专业知识,还应具备较强的实践动手操作能力和创新能力。而在以往的实践教学环节中,其课程设置往往是理论课的从属,存在诸多问题,不利于学生实践能力和创新能力的培养。为此,国内不少农业院校都已就植物保护专业实践教学体系进行了探索和改革[1-12]。广东海洋大学积极借鉴其他高校的经验,采取多种措施强化实践教学,以满足植物保护专业实践教学的需要,为培养出高素质人才奠定了基础。
1 教学方法与内容的改革
1.1 教学方法改革
过去实践性教学环节的教学主要是根据课堂学习的内容进行验证性教学,该种教学方式不利于培养学生创新思维、创造和动手能力。为此,广东海洋大学在教学方法上主要采取了以下改革措施:一是采用启发式教学和讨论式教学,在实验教学中充分发挥学生的主体作用,调动学生的积极性和创造性。在上实验课前一周教师提前给学生安排讨论的题目,让学生通过查阅资料、上网搜索等做好准备。在讨论过程中,教师认真倾听,结合学生讨论的实际,做好引导,进行必要的提示、点拨、设疑、答疑等。二是结合病虫害发生的特点实施现场教学。如农业昆虫学与农业植物病理学等实验课上,教师可针对教学内容适时带领学生走出教室,深入田间地头,观察识别病虫,采集病虫害标本,跟随指导解疑。通过此过程,学生身临其境,形象生动地观察认识了以往只在课本和PPT上看到的常见病虫害,也掌握了常见病虫害的发生规律,大大提高了其学习兴趣。三是鼓励学生采集标本,参与教具制作,提高其实践动手能力。广东海洋大学校园周边植被丰富,是一个天然的植物标本贮藏库。根据季节和植物的生长发育周期,组织学生制作成套病虫害标本,不仅可以强化学生的动手操作能力,还能丰富实验室的标本贮藏量,为学生的实验教学增加教学内容,一举两得。
1.2 教学内容改革
植物保护专业许多课程实验都属于验证性内容,如普通昆虫学和普通植物病理学实验内容多是对常见昆虫和病菌的识别与鉴定,以往学生只要按实验指导步骤进行操作就能顺利完成实验,这样学生只能掌握基本的实验操作技能和常规的实验仪器设备使用方法,但缺乏动脑思考、分析问题与解决问题能力的锻炼,使得真正能够合理地设计实验并就实验提出问题和解决办法的学生不多。为改变此弊端,广东海洋大学开展了以下内容的改革:一是在课程实验教学内容和形式上增加了技能性、设计型综合实验。如在普通植物病理学实验项目中增加了植物病原菌分离及其培养基设计这一综合性实验项目,让学生自己采集各种植物病害标本,并根据病原菌的特性,设计、配制培养基,通过比较分析各种培养基对病原菌生长、分离效果的影响,培养学生的创新思维和动手能力。二是在教学计划中增设了技能训练课,以强化学生的专业技能训练。技能训练课包括植物病理学基础、昆虫学基础、植物病害防控、农业害虫防控等四大模块,每个技能训练课20个学时,形成了基本实验操作能力与专业技能、专业技术应用有机结合的实践教学体系。三是实验课与生产实习相结合,生产实习与社会需求相结合。根据农业生产现状和出现的新问题,设计实习的内容。课程的实验课与生产实习结合,使学生在掌握基本操作的前提下,培养学生的创新思维和动手能力。如农业昆虫学实验课与生产实者有机结合在一起,可以帮助学生了解害虫的发生以及生物学特点,进一步提出防治的方法与措施,并在实践实习中加以确认。学生觉得能学以致用,从而激发了其学习兴趣,锻炼了其创新思维和动手能力。
2 开放实验室,推行本科生科研导师制
以往的实验室管理,仪器分散,功能不全,利用率低,相互独立。部分实验室仅供学生上课使用,不对本科生进行开放,不利于培养学生的动手能力。为此,广东海洋大学对实验室进行整改,把教学实验室与科研实验室进行整合,成立大植保实验平台,实验室总面积近1 000 m2,近3年来添置实验仪器设备费用超过300万元。实验室由专人负责,做到人、财、物资源共享,实行全天候开放实验室制度,对本专业学生全面开放。学生可利用课余时间及周末与寒暑假时间自由出入实验室,大大方便了学生做实验。同时推行本科生科研导师制,由指导老师负责本科生科研选题及实验室安全、卫生等问题,避免学生盲目操作。本科生与导师实行双向选择,导师可以挑选学生,学生也可以自由选择理想的导师。导师可以先为学生选择研究主题,通过研究实践,使学生逐步掌握选题的技巧。特别是导师自己有科研课题时,能够让学生尽早参与课题的研究,对锻炼和培养本科生的科研能力是十分必要的。同时,学生随导师进入相应的实验室,与其他研究生一起,协助导师做些教学和科研的辅助工作,增加了其实践机会,增强对其的科研能力和创新能力的培养力度。实践证明,学生对科研导师制反响较大,参与积极性很高,班级学生参与率几乎达到100%。同时广东海洋大学还利用该实验室平台,鼓励学生积极参与广东省和学校组织的大学生科技创新大赛、挑战杯等活动,取得了良好的效果。近年来,已有多名学生获得校级以上创新大赛或挑战杯竞赛奖项,在核心刊物上发表了多篇研究论文。
3 实训基地的建设
实训基地是保证学生实践教学顺利进行的必备条件,是培养学生动手能力、实际操作能力的重要基地,也是直接影响教学质量的重要因素。为确实提高植物保护专业学生的实践能力,广东海洋大学因地制宜在校内外建立了较为完备的实训基地。
3.1 校内实训基地建设
植物保护专业是隶属于广东海洋大学农学院11个涉农的本科专业之一,为搞好该专业的校内实训基地,广东海洋大学充分利用学院已建有的农业生物技术研究所和园艺研究所等条件,并结合学院其他专业如农学、生物技术、园林、园艺等相关专业的校内教学、科研、生产等资源,在校内建立了水稻、甘蔗、果树、蔬菜及热带植物等病虫害观测圃,为相关专业课程从“黑板”教学走向“现场”教学,将书本上抽象的“植物病虫发生与防治”变得具体、生动、形象,为实现理论与生产实践的无缝对接等奠定了坚实基础。同时,该专业还组织学生按作物种类对其病虫害发生情况进行定期或不定期调查,以了解、掌握校内各主要作物病虫害的发生与发展规律,并根据病虫害的发生规律,结合课堂教学内容,对其防治策略与防治方法提出建议,较好地实现了理论知识与生产实际的结合,大大激发了学生学习的积极性和创造性,提高了学生发现问题、分析问题与解决问题的能力。
3.2 校外实训基地建设
校外实训基地建设是理论与实践相结合,提高学生的实际工作能力,锻炼、培养学生的职业技能与职业道德极为重要的一环。在充分利用校内实训基地的同时,广东海洋大学加强了校外实践教学基地的建设。结合当地热带农业特色,广东海洋大学分别建立了南亚所热带植物实习基地、廉江红橙实习基地、徐闻香蕉与蔬菜实习基地、雷州蚕桑实习基地及湖光农场实习基地等多个校外实训基地,不仅提高了专业课程的教学质量,同时也保证了学生生产实习的顺利进行。
4 强化毕业论文(设计)管理与指导
毕业论文(设计)是学生4年所学知识的综合应用,是学生理论水平、操作技能与发现问题、分析问题与解决问题能力及创造性的集中反映,是衡量教学质量与教学水平的重要指标。为提高学生毕业论文质量与水平,结合农科专业高等教育特点,广东海洋大学在学生毕业论文(设计)管理与指导工作中进行了如下改革。一是严把毕业论文选题与内容关。要求学生的毕业论文必须是一人一题,论文是在导师的指导下由学生独立完成的;论文内容必须是学术研究性论文,不仅要有广度,还要有一定的深度和创新性。二是严把指导教师关。要求指导毕业论文的教师必须有课题支持,以鼓励学生参与科学研究,培养学生的创新能力。三是严把毕业论文答辩关。答辩时专业成立毕业论文答辩委员会,对学生毕业论文的选题、内容、格式、独创性等进行全面严格审查,对不合要求的论文一律不准答辩;答辩时要求每人进行独立答辩,由答辩委员根据学生毕业论文的水平、答辩表现等,对每个学生的毕业论文答辩做出客观、公正评价。四是强化了毕业论文的过程管理。要求学生的毕业论文必须有开题报告、中期检查报告、指导教师意见、评阅教师意见等。为保证学生能顺利完成毕业论文的研究工作,广东海洋大学除建立植物保护专业实验室平台、建立全天候开放实验室制度外,在教学安排上也进行了一系列的改革与调整,在学生进入三年级时即开始安排、组织学生进行毕业论文撰写工作,以保证学生有充足的时间开展毕业论文的研究工作,一改过去四年级时才开始进行毕业论文研究工作的状况,这样不仅在时间跨度上可以涵盖农作物一个完整的生长发育期,以保证研究资料的完整性、系统性和可靠性,同时为学生留出充足的时间进行认真思考与总结,确保毕业论文的质量与水平。通过改革,该专业学生毕业论文的选题范围逐步扩大,研究深度得到了进一步的拓展,学生的科研能力和创新意识得到进一步增强,毕业论文的质量和水平得到明显的提高,已有多篇毕业论文在校内外学术期刊上发表。
5 结语
通过对植物保护专业实践教学体系的改革和实践,激发了学生对该专业的学习兴趣,增强了学生的实践能力、自学能力和创新能力,也使学生分析问题、解决问题的能力得到提高;同时,明显提升该专业的教学水平、教学效果、教学质量,逐年提高学生就业率,受到学生和用人单位的充分肯定。但由于植物保护专业涉及面广,又受地域等主客观条件限制,虽然改革取得了一定的成绩,但这只是一个初步的尝试,还需要不断探索和改进,广东海洋大学将不断努力,确保植物保护专业实践教学体系更加完善,为社会培养更多具有较高综合素质、适宜和促进社会经济发展的植物保护专业人才。
6 参考文献
[1] 廖胜刚.创新实践教学:对接高校人才培养模式与就业市场需求[J].当代教育论坛:宏观教育与研究,2005(1):94-96.
[2] 龚国淑,黄云,张敏,等.新时期植保高素质人才培养浅析[J].四川农业大学学报,2004,22(S1):29-31.
[3] 郭胜.以就业为导向构建实践性教学体系[J].职业与成人教育,2005(3):40.
[4] 康涛,卢毅,刘小高.当前综合性院校农科实践教学质量的研究[J].江西农业大学学报:社会科学版,2003,2(1):89-94.
[5] 贺桂欣,王久兴,齐永顺,等.论创业教育视野下的园艺学专业实践教学体系构建[J].河北科技师范学院学报,2007,21(2):64-67.
[6] 高必达,余映波,李红玫.植保专业动态应变教学体系的探索[J].高等农业教育,2001(2):65,84.
[7] 赵明.植物保护专业实验教学改革研究[J].中国科教创新导刊,2009(20):85.
[8] 郑春龙,邵红艳.以创新实践能力培养为目标的高校实践教学体系的构建与实施[J].中国高教研究,2007(4):85-86.
[9] 黎东升.农林管理专业实践教学环节改革的必要性与可行性[J].高等农业教育,2001(8):64-65.
基金项目:郑州师范学院校级课题项目(项目批准号:2012076)。
分子生物学技术是我国综合、师范、医药、农林类院校生物专业必修的一门基础课,也是生命科学的带头前沿学科,课程地位十分重要。我校是一所师范类的本科院校,在生物技术与应用专业开设了分子生物学技术课程。本课程内容主要包括分子生物学技术的基础理论、基本技术以及当前分子生物学技术研究的前沿领域。了解或掌握分子生物学技术的基础理论、基本技术及其研究方法对高级人才的培养具有重要的现实意义。然而,分子生物学技术的理论知识抽象、有深度、内容多,而且教学时间短(54学时),教学效果往往不尽人意。如何利用有限的教学时间取得良好的教学效果,是教师们最关心的问题。作为一名分子生物学技术课程的老师,就我院学生的情况在分子生物学技术课程教学方面存在的问题及教学改革的思路及对策谈几点看法。
一、分子生物学技术课程特点及存在的问题
(一)分子生物学课程特点
分子生物学是在生物化学的基础上发展、向生命科学各个领域拓展而形成的,是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功能及其相互间作用规律的一门实践性很强的学科。随着这门学科的飞速发展,使人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界[1]。另外,近年来的诺贝尔医学和生理学奖绝大多数都颁给了分子生物学相关的研究领域,这表明了分子生物学在整个生命科学中的重要地位。
(二)分子生物学技术教学存在的问题
1.过分依赖现代化教学手段
分子生物学技术内容庞杂、抽象,较难理解,并且涉及大量的实验技术和操作,在有限的时间内让学生理解和掌握大量的知识和技术是很难的,导致教学效果很不理想。随着多媒体技术进入课堂,教学效果有明显提升。该技术可将抽象的、理论的东西形象化,将空间的、难以想象的内容具体化,还可以在课件中展示自然界的直观现象、模拟实验过程和再现研究过程,提高了学生学习的兴趣[2]。但这也很容易产生一些负面效果,一是教学过程中教师和学生交流及互动的环节减少;二是学生无法及时消化吸收大量的课堂信息。
2.理论与实验教学比例失调严重
分子生物学技术课程是一门实验技术类课程,在我国师范类高校中分子生物学技术课程实验课时普遍较低,特别是处于本科发展起步阶段的师范院校,实验能力的培养得不到重视,特别是我院开设的这门课程,理论内容在一学期内都很难讲授完,几乎没有时间安排学生实验,更不要说让学生系统的掌握一项分子生物学技术了。由于实验课时很有限,很难保证学生对基本实验技能的掌握,对理论内容的理解也是一知半解,囫囵吞枣,学生的学习兴趣与积极性逐渐丧失。
3.综合型和研究型实验缺乏
综合型实验是将某几个相关的实验内容结合,培养学生运用所学知识和技能进行综合分析、解决问题的能力;研究型实验是学生在教师的指导下分析和解决实际应用问题,培养学生解决问题的能力[3];而知识验证型实验主要是验证知识、帮助学生理解分子生物学技术基本理论和实验技能,仅能够对学生的动手能力以及固定的实验操作进行培训。目前,实验课程的教学以知识验证型实验为主,缺乏综合型、研究型实验,不利于培养学生自主思考、自主设计、自主解决问题等实验能力。
4.实验教学经费匮乏
学校每年都在扩招,我院每次上学生实验课实验室内人数都在25个左右,又由于实验经费很有限,而分子生物学技术实验用的仪器设备、实验耗材和试剂都比较昂贵,根本无法让每一位学生都进行实验操作。结果导致实验课上只有几个学生经常动手操作,其他大多数学生坐等结果,这种现象严重影响了学生对实验课的兴趣,不利于学生动手能力和创新能力的培养。
二、分子生物学技术课程实验能力培养目标
分子生物学技术是一门实践性很强的课程,学生通过学习该课程不仅应掌握重要的理论知识,而且应掌握一些实验技术,更重要的是具备解决实际应用问题的能力。这种能力的培养单靠理论教学无法完成,必须将实验教学纳为课程教学的重要组成部分。通过实验教学可以将理论和实际运用结合起来,使理论内容易于被学生理解和掌握,提高学生的动手实验能力、专业应用能力,逐步建立独立的科研和工作方法,为继续深造发展和将来工作奠定良好的基础。
分子生物学技术课程的教学不仅要注重培养学生深厚的专业知识,更要注重培养学生运用专业知识和技术解决实际问题的能力,因此,本课程建设必须紧密结合教学实践。学生综合能力的提高需要通过一系列的实验项目和课程设计分阶段完成,以基础理论、基本方法和基本操作为基础,循序渐进地构建分层次的能力,由浅入深地不断提高。
三、分子生物学技术教学改革的思路与对策
1.充实理论内容,采用互动式教学法
近年来,随着分子生物学技术的迅猛发展,新知识、新理论、新成果不断涌现,这就要求我们教师必须敏锐把握学科发展前沿并及时充实到教学内容中,使学生对分子生物学技术课程有一种开放和发展的心态[4]。另外,只有与人类自身密切相关的知识,才能引起学生更大的兴趣,才能变灌输为启发,同时也才能使该课程为社会科学发展发挥更大的作用。在授课过程中,适当增加一些与疾病发生原理、药物和保健品开发、个体发育、生殖健康、生产生活和生活质量等有关的分子生物学技术研究内容,让学生觉得这门抽象的课程与自己的生活息息相关。进而能提高学生的学习兴趣,激发学生学习的独立性。
更重要的是,在教学方式上可采取课堂讨论、提问的互动式教学方法,同时与讲授教材、新进展专题系列报告的传统教学方法相结合。课堂讨论与课堂提问的互动式教学可以将分子生物学技术理论内容分成几个部分,同时将学生分成相应的组,每组同学准备一部分的内容,也可以让每一位同学准备一章理论内容或者自己感兴趣的专题报告,并选择在课堂上向全体同学讲解该部分内容,其他同学就该部分内容提出问题,所提问题由该组同学回答,不能回答的问题下一次课回答,最后由教师解答疑问并总结。
2.增加实验课时数和教学经费,充实实验内容
增加实验课时数,是进行分子生物学技术实验教学改革的前提条件。分子生物学技术发展迅速,运用广泛,是生物技术类学生进行实验和科研的重要手段。就目前的课时数而言,根本无法满足分子生物学技术实验教学需要。增加课时数,一方面可以适当增加些基础性实验,让学生学会分子生物学技术常规仪器设备的使用、试剂的配制及一些基本的实验方法,例如:基因克隆涉及的核酸提取、PCR、凝胶电泳等;另一方面教师可根据自己科研项目引导学生设置一些探究性实验,让学生查阅文献资料,自拟实验方案,制定技术路线,对实验结果进行分析讨论,撰写实验研究报告,这样有助于学生科技创新实验活动和自主能动性的发挥。
但是,由于分子生物学技术实验所需仪器设备、耗材以及试剂都比较昂贵,目前的实验教学经费不足以满足让每一位学生都能进行实验操作的需求。在这种情况下,一要积极申请实验教学经费,使学校加大对实验教学经费的投入;二每次进行实验准备前,可以通知学生,让无课并且有兴趣的学生参与到实验准备工作中来,使学生既可以熟练掌握仪器使用及试剂配制,又可增强其责任感,使其在进行实验时,能更加珍惜实验仪器和试剂,认真做好实验。
3.科研课题和实验教学紧密结合
高校要进行教学改革、提高教学质量,科研是关键。将科研课题以及科研成果应用于实验教学,能帮助学生及时了解最新科研动态及科研成果,提高学生对科研的兴趣,为其今后的发展方向提供有价值的参考[5]。本院有多位教师承担着校级、省部级及国家级科研项目,可以让有科研课题的教师带领一部分学生做科研,使学生熟练掌握与分子生物学技术课程基本实验方法的同时,建立科研思维。这样,可以真正做到实验教学紧密联系科研,以科研促教学,使学生参与到科研中,既可以让学生了解实验的全过程,又可以发挥其主观能动性,掌握实验技巧以及实验以外的其它知识技能。
4.培养学生阅读文献的习惯
查阅有关分子生物学技术研究新进展的文献,通过对学生进行重点讲解,让学生感受理论知识在实际生活中的应用,同时,也培养学生阅读文献的能力,使其了解当今生命科学发展的进展和热点问题。向学生介绍分子生物学技术研究领域一些重要的期刊,比如英文的期刊Pubmed (http: / / ncbi.nlm.gov/pumbed),Science Direct电子期刊(http: / / sciencedirect. com),Wiley Inter Science电子期刊(http: / / interscience. wiley. com/ journal finder. html)等;还有一些中文的期刊:中国知网、维普中文期刊、万方数据库等,选择代表性的数据库给学生演示一下如何查文献,尤其是自己对某方面研究感兴趣的文献,给学生提供了一个搜集学习资料的手段。通过查阅相关的文献,仔细阅读并逐渐地提炼自己的想法,本身就是一个不断学习和创新的过程,对学生以后毕业论文和进行科学研究论文的写作都是非常有帮助的。
5.构建多元化的考核方式
教师对所讲授课程进行考核是衡量学生对知识内容掌握情况的一种基本方法。考核方式多种多样,但怎样的考核方式才能真正起到衡量学生对一门课程知识的掌握情况,是值得我们每位教师思考的问题。为了减少学生在学习过程中出现平时不努力,考前突击的情况,我们增大了平时成绩的比重(30%)。平时成绩由听讲、回答问题、作业、查阅文献资料的总结报告4个方面组成;由于平时成绩所占总评成绩比重较高,学生上课听讲大都认真专注,每次理论课后学生都按时复习课堂讲授重点并按时完成作业;实验的设置也增进了学生对分子生物学技术部分理论知识的理解,从近5年的考试成绩来看,学生对本课程要求必须掌握的理论知识考试成绩有较大提升,且对基本实验技术理解更加深入。
四、结语
分子生物学技术的快速发展对教师的理论和实验教学都提出了更高的要求,理论教学可以使学生具备基本的知识内容,实验教学可以更有效地提高学生的实践、探究和创新能力,因此加强分子生物学技术实验教学是培养学生扎实的生物技术技能的立足点。本文结合本校实际情况仅对分子生物学技术课程教学改革提出了一些观点和经验,如何顺应分子生物学技术飞速发展的需要,仍需我们教师在教学过程中不断地进行总结和思考。
参考文献:
[1]朱玉贤,李毅.现代分子生物学[M].2版.北京:高等教育出版社,2002:1-3.
[2]王玲,秦永燕.分子生物学课程教学改革探索[J].当代教育论坛,2008(4):99-100.
[3]邓磊,赵文吉,胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报,2012 NO.07,136-137.
国务院于2015年6月印发《关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》,强调这是“发展的动力之源,也是富民之道、公平之计、强国之策”。高等教育的主要目标是培养在一定领域具有专门知识和创新能力的人才,是创新创业活动的重要力量之一。科研活动是提升创新能力的重要手段,而科研思维、科研能力等科研素质又是科研活动的必要前提。对于医学相关专业本科生科研素质的培养将决定我国未来医疗卫生行业的创新能力水平。所以,如何在新时期培养医学本科生的科研素质,进而提升其创新能力是医学教育工作者的重要任务之一。近年,日本在生命科学领域成果丰富、成绩斐然。这与日本科技界求真务实、认真严谨的作风密不可分,另一方面,也有赖于先进教育理念与有效措施的落实,使得日本科技领域有较高质量的后继者作为支撑。本文将浅谈日本医学本科生科研素质及创新能力培养模式及其启示。
1科研素质和创新能力在医药卫生实践中的重要性
医药卫生领域的实践需要科研素质与创新能力。在医疗行业,医生的诊疗过程需要一定科研素质,应结合实践,跟踪前沿,这是对我国未来医疗工作者提出的更高要求。临床实践中,实验室诊断工作者更需要掌握检测指标的产生和意义及对动态发展具有较强的敏感性。在药物研发领域,更需要自主创新药物的研发。如目前人源化抗体等药物绝大多数都为国外专利,我国需要加强对具有自主知识产权相关药品的研发。在研究生培养阶段,由于相当比例研究生要求开展实验研究工作,科研素质也一定程度决定了其对研究目的和内容的把握及研究成果的质量。这就给医学相关专业基础教育提出了更高要求,在本科阶段有针对性地提高科研素质与创新能力。但目前,我国本科生科研素质及创新能力培养处于起步阶段,部分学校甚至缺失。一方面,教师忙于科研工作,缺乏对相关课程的建设与改革;另一方面,某些提前接触科研等活动流于形式,出现短时间内“跟风”,效果有限。本科学生依然摆脱不了“上课划书,课后背书”的学习模式,不能有效地将所学理论与实践相结合,更缺乏对“什么是科研”的基本认识。
2我国医学本科生科研素质创新能力培养现状
我国多所高校已经开展了针对本科学生科研素质的教改及创新大赛等活动,也取得了巨大成功[1,2]。在本科生科研实践环境上,学生以导师制进入教学实验中心进行科研活动的较多;从参与人数上,多以通过选拔,进行科研实践活动[3,4]。即便如此,在大力推进创新创业背景下及面临大众创新能力普遍亟待提高的形势,仍显得杯水车薪。我们需要提升医学领域人才的整体科研能力,这样对更高级人才将提供有力的支撑。在国家提倡创新的大环境下,医学高等学校应该全面跟进,开展本科学生及长学制本科阶段科研素质与创新能力的培养实践。以我校为例,药学专业有为期半年左右的实习学习,参与科室部分实验工作,完成万字左右的毕业论文。但由于实习设置在毕业前的半年,由于考研和就业压力,效果往往不尽如人意。临床七年制在进入临床学习前有2-3个月的全时科研训练活动,以综述形式进行考核。笔者通常为其讲解科研活动的一般流程,并鼓励其将综述文章进行投稿。但由于时间短,较难完成完整的工作。临床医学等专业本科生虽开设生物技术、机能、形态等实验系列课程[5],但部分课程限于几种实验原理和操作的学习,并不系统;绝大多数学生不进具体教研室或实验室参与科研工作,故对实验室工作和科研活动的认知几乎为零。为了增强以本科生为主的医学生的科研、人文素养,我校于2012-2014年进行了课余时间选修课的尝试。但从选课情况来看,同学们更关注就业、考研、人际关系、情感等较为实际的课程,而科研相关讲座少有问津,听者寥寥。此外,医学生科研创新能力培养的另一重要手段是学术会议和讲座。本科学生难以听懂校内讲座,这与教学中科研素质培养的缺位有关。而专业的学术会议更是本科生难以企及的。
3日本大学医学本科生科研素质与创新能力的培养模式初探
我们以日本熊本大学为例,介绍日本大学药学专业(研究型)与临床医学专业本科生这方面的培养模式情况。熊本大学于1949年5月由熊本地区的熊本医学校(其前身为1756年建立的“再春馆”)、熊本师范学校、熊本药学院、第五高等中学及第五高等学校工学部合并后建立,1955年设立研究生院医学研究科。2004年更名为国立大学法人熊本大学。熊本大学获批2013年日本促进研究型大学建设项目(RU-22),2014年日本文部科学省超级全球大学创建支援项目(批准37所)及地区(知识)据点整备项目(CenterofCommunity)。以获得科研经费排序,2014至2016年连续三年,熊本大学进入日本大学前20位(研究经费17.44亿日元)。目前拥有7个院系,8个研究生院和20个研究中心以及研究院;8100名本科生和2000名研究生,其中包括来自47个国家的470名外国留学生(2015年5月统计数字)。我们以该校药学(研究型)与临床医学专业的科研素质与创新能力方面的培养模式为例进行介绍。熊本大学药学专业(研究型)近年每年招收40人,学制4年;临床医学专业招收60人,学制6年。二者理论教学均采用大班授课模式。都会在第3-4学期开展早期接触科研的活动。如:由上届学生进行实验技术讲座及实验室介绍;进行为期一个月的基础科室轮转(可能相当于我国的实验教学,只是地点为各个实验室,而非实验教学中心),并完成百页的实习报告。在5-8学期将进入生命科学相关领域的教研室及实验室进行科研活动。熊本大学的科研素质培养模式包括:①医学相关本科教学活动中,有一半以上的学期,学生都会进入各科室进行实验活动,由教师或博士生等进行指导,感受科研工作,熟悉科研环境与基本流程。这里的实验室并非实验教学中心,而是各个专业的实验室。②药学等专业中,已经进入实验室三年级学生会为二年级学生进行实验室介绍及基本技术的专题讲座。从学生角度传授经验,对上届学生是督促,更是荣誉,使下届学生更感兴趣。③在科室的实习活动中,即使是本科学生仍然有机会参加日本国内学术会议,且本科生及高中生以下参会免会务费;甚至参加国外的专业性学术会议。平均本科生每年度1次,硕士生可达3-5次(熊本大学生命资源与研究援助中心(CARD)为例)。此外,在基础医学课程的教学过程中,PBL等形式的教学并不多,主要还是以大班授课的形式进行教学活动。考试分为期中与期末考试,题型同样包括选择、判断及问答等。不及格率一般在10%-20%,每年度有一门补考不及格将做留级处理。同学们也更关心分数,除此之外较为关注课程与实际应用结合的情况。同学大都从上届学生及教师授课过程中了解各个实验室和科室的情况,以选择进入的实验室。进入实验室后学生白天依旧会进行理论课的学习。以在CARD实习的学生为例:早9点至下午4点左右进行理论课学习,晚上及没有课的时间会在实验室做实验或自习,并定期安排实验进展汇报。学生大都具有较高的自律性,实验工作也比较敬业。通过在实验室的学习,可以培养对该专业方向的兴趣,也能够在考研时多一个选择方向。教学内容方面,以医学生物化学为例,所讲的内容与国内差别不大:生物大分子、物质代谢及其相互联系等,但并没有开设专门的实验课。这可能与较早进入科室有关。可以看出,该熊本大学对医学相关专业本科生科研实践的培养具有“早”和“真”的特点,即:早期进入科室进行科研活动和“真刀真枪”进行科研活动。绝不仅仅是兴趣小组的游戏,而是真正承担科研工作的一部分。
4我国医学教育中创新能力的思考与启示
4.1学校和教研室/实验室适当提供平台医学相关专业科研素质与创新能力的培养应该从本科阶段开始进行。目前,我国实际情况是:人口基数大,每年本科生数量较多。我校临床医学专业近年保持在400余人,全部本科专业学生800-1000人。而各基础科室空间有限,盲目实施本科学生进入实验室不太现实。以“根据兴趣,自愿参加”为基础,适当结合“择优选拔”可能会是比较好的形式。此外,科室需要提供一些具体可行的科研工作。目前,盲目追求SCI文章使得高校科研活动越来越“高大上”,很多实验对于本科生来说,短时间难以掌握,面对出现的问题更是无从分析。如何设置本科生能够完成的“小”课题也是科室相关教师需思考与创新的。4.2实际参与科研活动对本科科研素质及创新能力的培养应以真实的科研活动为基础。形式上应与研究生一致,在课题深度难度上可适当降低。不宜采取“兴趣小组”等模拟活动形式。让本科生真正参与科室的科研活动中,感受实验的失败和收获的惊喜,作为实验室的一员,又有利于其建立主人翁意识,并有助于培养其科研精神。考查可以是毕业论文等形式。4.3丰富认知科室的信息渠道一方面,授课教师应注重授课内容与科室科研工作的结合,有意识地提高同学对科室的认知;另一方面,也应加强网站信息,甚至微信等新兴工具在科室介绍中的普及。如能建立本科进入科室参加实验工作1-2轮,再通过高低年级之间的交流将有助于形成科室信息传播的良性循环。4.4提供更多学术讲座与会议的机会最后,基础教育中应注重对科研素养的培养与引导。在让学生参加讲座前,增加适当的介绍工作或许有助于同学理解讲座内容。并适当为有科研兴趣、品学兼优的学生提供参加学术会议的机会与资金支持。经济水平及人口基数等因素在高等教育等领域会产生一定影响,但我们欣喜地看到,国家在坚定不移地推动高教领域的创新实践,高校教育工作者在不断改革探索。通过不断借鉴与探索,相信我们会在医学基础医学教育工作中再创佳绩。
参考文献:
[1]李冬民,吕社民,孟列素,等.深化分子生物学实践教学,提高医学生创新能力[J].基础医学教育,2008,10(4):454-456.
[2]孙利军.现代医学生科研素质和实践能力培养的探索与实践[J].复旦教育论坛,2007,15(6):88-90.
[3]陶怀,陈夏.以“助研计划”为契机,提高本科生科研创新能力[J].基础医学教育,2016,18(8):680-682.