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篇分子生物学论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
分子生物学的目标是在分子水平上阐明细胞活动的规律,从而揭示生命的本质[1]。虽然它在生物类专业课程体系中充当着重要角色,对生命科学的发展起着至关重要的作用,但是分子生物学的教学却因为课程内容多,学科交叉广,理解难度高,信息量大,知识更新快而使教学效果差强人意,集中表现为教师授课难和学生学习难。这种现状不但困扰着老师和同学,也与大学培养高素质创新型人才的目标不相适应。如何克服分子生物学课堂教学的“瓶颈”?本人在从事十多年的分子生物学教学过程中,努力研究和探索多种形式的教学改革,力求提升教学效果和教学质量。
一、教学内容的合理组织
分子生物学的教学除了选用好的教材,制定完善的教学大纲,如何组织教学内容是教学的一个非常重要环节[2]。教学内容呈现给学生的应该是完整、清晰的、有层次、条理的知识。我们在组织教学的过程中,首先从提高自身学科素养着手。“一本教材书,数种参考书”,除分子生物学国内、国外各类版本外,与分子生物学相互交叉和渗透的其他学科,如细胞生物学、生物化学、遗传学,我们也都进行了系统的学习和强化,不断夯实专业知识、拓展专业领域,基本构建了分子生物学完整的知识体系,具备了对教材处理的前提。既避免了教学中各学科的重复,也进一步凝练了知识。此外,我们还通过网络教学平台向全国优秀教师学习,在不断的探索中总结出了教学内容合理组织的一些思路。1.思维导学模式。在DNA复制教学环节,知识点多,并且较分散,很容易在教学中造成学习困难和知识混淆的现象,针对这章教学的特点,我们采用了思维导学模式,收到了非常好的教学效果。2.重点、难点解读。本科教学形式多样化,也更提倡学生的自主学习,但并不是淡化了教师的教学,反而对教师提出了更高的要求[3]。教师必须围绕每堂课的教学目的,合理组织和引导学生理解并掌握教学的重点和难点内容。比如在讲解染色体端粒末端修复机制中,教师首先要从教材的知识结构中梳理出重点。染色体端粒末端修复机制的知识点包括:(1)引物切除造成的遗传信息缺失;(2)端粒末端的特点;(3)体细胞和性细胞末端修复机制的不同;(4)DNA结构的变化;(5)端粒酶的修复机制。梳理知识点后,总结教学重点:一是引物切除后损伤修复在体细胞和性细胞中的不同;二是四链DNA结构;三是端粒酶的修复机制。其中端粒酶修复机制的讲授是学生学习的难点。难点集中在端粒酶的性质和修复发生的过程。经过对教学内容中重点和难点的准确把握和合理组织,教师才能在课堂教学中突出重点、突破难点,让学生的课堂学习无障碍。
二、教学方法和手段的改进
教学方法的推陈出新,是教学改革的重要内容[4]。为发挥学生作为教学主体的能动性,我们根据具体的教学内容设置了启发式、联想式、探究式等多种教学方法[5],让学生参与到教学过程中,不仅活跃了课堂气氛,而且在分享知识的同时,更注重教会学生灵活掌握学习的方法。
1.启发式教学。启发的目的在于举一反三,触类旁通。针对每一次的课堂教学,设计一些抛砖引玉的问题,供学生思考与讨论,这成为了分子生物学理论教学的重要组成部分。如进行到真核生物基因表达调控学习环节,提出甲基化修饰的生物学意义,这个问题覆盖范围广,涉及到了DNA复制的调节、蛋白质和DNA甲基化修饰对基因表达的调控,以及Epigenetic(表观遗传学)方面的知识。通过提出问题—讨论分析—不断启发—再讨论分析—归纳总结—解决问题这一系列的互动教学活动,充分调动了学生课堂学习的主动性和积极性,在不断的讨论分析中通过展示不同的思维、发表各自的观点,不但有利于促进学生在学习中发现问题、解决问题,而且有利于学生通过对基础知识的消化、理解来达到理论的升华、拓展[4]。
2.联想式教学。分子生物学是在生物化学、细胞生物学和遗传学的基础上发展而来[6],因此知识相互交叉、相互渗透。在授课的过程中,教师一方面要避免重复,一方面要通过联想知识点适时培养学生的发散性思维,提高学生对知识的迁移能力和整合能力。如在讲解化学修饰对基因的表达调控时,将细胞生物学中的信号转导有机结合,使学生了解基因表达调控对细胞信号转导的作用机制。
3.探究式教学。在分子生物学教学中,每一个理论知识的背后都是科学研究的重大突破。如确定遗传物质是DNA的两大经典实验,我们以探究的形式呈现教学内容,从实验设计,到结果显示,再经过讨论分析并得出结论,以课题研究的角度,研究人员的身份引导学生进入学习角色,将学科概念、理论产生的起因和过程展示给学生,启发学生努力探索,走近科学,让学生从中领悟知识形成的探究性和科学性,逐渐培养具有创新意识和能力的高素质研究型人才。4.多媒体多样化教学。分子生物学的教学内容具有微观性、复杂性、抽象性和动态性。传统的教学手段无法满足教学的需求,而多媒体技术则具有声像俱佳、动静皆宜的特点[7],是传统教学无法比拟的。多年来我们不断补充和完善教学手段,逐渐形成了独具特色的多媒体教学课件。多媒体图像处理清晰直观,文字表述简洁明了、主题突出。课件中的图像来源于国内外的网络数据平台。如讲述DNA半保留复制机理时[8],首先将DNA可能存在的几种复制方式用图像展现,并利用Meselson和Stahl设计的DNA复制同位素示踪实验和密度梯度离心实验来进行结果验证,引导学生明确掌握DNA半保留复制特点,并结合文字,通过图文并茂的多媒体课件,将教学内容中的背景知识、基本概念、基本理论,以及静态、抽象的微观知识清晰讲解。多媒体课件动静结合、声像互动。对于生命过程中动态的知识点,比如DNA的复制、RNA的转录、蛋白质的翻译过程,可以将这些复杂的生命过程利用多媒体手段做成动画并配以文字和声像,形象直观地展现给学生,既加深了学生对知识的理解,也提高了其学习效率。
三、知识领域的拓展
分子生物学的教学内容除包含基础理论知识外,还有大量理论应用的研究方法部分。我们在教学中不仅仅将知识局限在教材中,利用课堂教学不断引导学生去了解本学科相关领域内的研究热点、最新进展、发展趋势[8],以及生物技术在生产实践中的广泛应用。
1.专题讲座与专题讨论。专题讲座是教师根据教学内容,自己组织参考资料对教学内容的延伸与拓展。比如在讲授“SNP技术”时,先从遗传标记分析的发展着手,把一代、二代的标记分析做知识性的回顾,再将纳入教材的第三代标记分析“SNP”做详细的讲解,引导大家理解什么是单核苷酸多态性,核苷酸多态性研究的生物学意义以及在医学、农业、畜牧等多种领域的发展与应用。通过这种方式激发了学生的学习热情和求知欲,也使教师不断地进行知识的更新,及时了解本学科当前发展的趋势、研究的热点以及争论的问题。专题讨论则是以学生为主体,根据课程教学内容,组织学生就某一个专题自行查阅、组织文献资料,并在课堂上展开讨论[9]。比如在讲授基因重组的教学内容时,设计“转基因的利与弊”供学生讨论。引导学生思考基因工程药物和转基因动植物对社会产生的巨大影响,让知识离开课本走进生活,从而唤起学生学习的兴趣和探索未知领域的欲望。这不仅使学生更加深入、系统地理解所学知识,并且培养了学生灵活运用知识的能力[10]。
2.生物信息技术与数据库。生物信息技术已经发展成为分子生物学研究方法中不可分割的一部分,比如在“PCR技术”的专题讲座中,不仅要对实验目的、原理、操作以及应用进行讲解,还要特别对引物设计的生物信息技术进行补充,介绍学生对一些常规的生物信息技术软件Primer6.0、DNAman、Olig6.0、DNAS-tar、Cluster等有一个基本的认知度。在整个分子生物学的教学中,学生需要自行查阅和组织各种文献资料,因此,必须特别强调互联网资源运用的重要性。教师通过介绍中国知网、维普、清华同方、NCBI等几个常用资源库,使学生了解如何利用资源库进行查询,对互联网资源的熟练应用使学生的知识体系得以完善,学生通过自身的努力来提高信息收集和辨别的能力,培养了学生的自学能力。
四、教学改革中应该注意的问题
1.教师的专业修养与教学基本功。教师在教学中具有双重身份,既是一名导演,又是一名演员。作为导演,首先需要有最新的教学理念,整个教学过程中适时设问、适时讨论、适时启发。其次要有较强的课堂组织能力,根据学生的学习情况,把握课堂节奏,调动学生课堂学习激情,使教学有的放矢。否则会在教学中出现“启而不发”和论证条理不清的现象;作为演员,还要有良好的课程驾驭能力,通过教师扎实的专业知识、广泛的认知领域、全面的知识结构,呈现给学生的是一个丰盛的知识大餐,而不是一锅夹生饭。因此作为教师,必须从理论水平、科研水平、思维水平这3个方面提高教师自身的专业素质,此外,还要掌握适合自己的各项教学技能。
2.多媒体教学的合理应用。多媒体教学只是一种提高教学效果的辅助手段,是为教师的教学和学生的学习服务的,只有运用合理才可能达到好的效果。因此尽量避免在多媒体教学课件上出现过多的文字,否则多媒体成了教学活动中的主体,老师由照本宣科转变为扮演放映员和播音员的角色。学生的学习兴趣不高,教学效果也就适得其反。多媒体和传统教学只有合理地结合,取长补短,才能在课堂教学中体现出其真正的价值。总之,教学改革的目标是帮助学生建立学科知识体系,培养学生良好的科学素养,提升学生后继学习的能力。正如叶圣陶先生所说:“教师的教学,不在于给学生搬去可以致富的金子。而在于给学生点金的指头。”目前,我们关于分子生物学课堂教学改革还处于不断探索和实践阶段,除了需要不断地提高教师自身的学科修养和科研素质外,也以“夯实基础、拓展知识、增强能力、提高素质”[8]作为教学的目的和人才培养目标,努力在今后把教学工作开展得更加有生有色,为社会培养更多高素质创新型人才。
作者:武晓英 乔宏萍 张猛 吴丽华 郝雪峰 单位:太原师范学院
参考文献:
[1]朱玉贤,李毅,郑晓峰,等.现代分子生物学[M].第4版.北京:高等教育出版社,2012:1.
[2]戚晓利,张丽敏,薜春梅.分子生物学教学改革的探索[J].生物学杂志,2003,20(6):51-52.
[3]朱虹.《分子生物学》教学改革的实践与思考———启发式教学和论证型教学的综合运用[J].安徽农学通报,2010,16(1):190-192.
[4]许崇波.《基因工程》课程教学改革初探[J].大连大学学报,2005,26(6):41-43.
[5]文静,申玉华,赵冰.高等学校分子生物学教学改革初探[J].吉林农业,2013,305(8):92-93.
[6]王荣,刘勇,姜双林.高等师范院校分子生物学课程教学改革与实践[J].生物学杂志,2012,29(1):100-102.
[7]张金岭.浅谈多媒体教学[J].教育与职业,2009,(30):189-190.
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)05-0162-02
一、前言
生物工程专业是培养掌握生物学(微生物学、分子生物学和细胞学等)及其产业化的基础科学理论、基本技能、工艺生产过程和工程设计等知识,能在生命科学领域从事工程设计、生产管理和新工艺、新技术、新产品研究开发的工程技术人才[1,2]。分子生物学是生物工程专业的核心基础课程之一,是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功能和特点,并从分子水平上阐述蛋白质和核酸的相互作用关系及其基因表达调控机理的学科[3]。分子生物学课程内容微观、抽象、信息量大。传统教学方法[4]相对枯燥、封闭,学生分析、解决问题能力、创新能力、学习能力等素质得不到良好培养,所以有必要从分子生物学课程的特点出发,进行教学改革,提高教学质量。
问题导向教学是一种基于“问题”的教学方法,它由美国神经病学教授Barrows在麦克马斯特大学首创。它的显著特征是把“问题”引入到教学过程中,通过问题所发挥的作用促进教学活动,达到提高教学质量的目的[5]。教师根据课程内容和教学大纲,归纳提炼知识点、创设问题、构建问题氛围,学生以解决问题为驱动力,通过解决问题实现分析问题、解决问题、创新能力、学习能力等素质的综合培养。课堂教学成为教师和学生的互动过程,具有开放性、创意性和趣味性。问题导向教学方法已在多种专业的不同课程教学中进行探索和实践,取得良好教学效果。
笔者所在南阳理工学院(以下简称“我校”)担任生物工程专业教师,根据课程特点,总结了在实践问题导向教学过程中需要强调三个关键点:
二、创设有效问题
问题(problem)是指在给定状态与目标状态之间存在一些疑难和障碍,需要解决疑难和克服障碍的任务情境。根据问题在学生学习过程中所起的作用,一般将问题分为三类[6]:(1)背景性问题。学生学习新知之前,提供相应的预备知识问题。(2)中心认知问题。为实现教学目标,引导学生达到学习目的,理解和掌握所学知识和技能的过程中提供的需要解决的问题。(3)巩固性问题。将已获得的知识和技能迁移到新情境中需要练习的问题,引导学生运用已学知识发现、分析和解决未知问题,问题的答案具有一定的开放性。
(一)创设背景性问题
分子生物学教学内容偏重于基因的分子生物学,重点讲授内容是基因的结构和功能、复制、转录等过程,以及这些过程中相关蛋白质和酶的结构和功能,部分教学内容与生物化学课程内容有重复,如DNA结构、DNA复制、遗传密码、原核生物RNA的转录和加工等,因此,在分子生物学课堂讲授的前期,创设一定量的背景性问题,如“中心法则的内容是什么”、“示意图方式解释核酸的化学组成和共价结构”、“操纵子模型是不是由Waston和Crick共同提出”、“DNA半不连续复制和半保留复制的特点”、“基因突变的定义和类型”和“什么是tRNA,rRNA和mRNA”等。设计选择、判断和简答三种题型,通过背景性问题的提出、分析和解释,提高学生学习的主动性和积极性。
(二)创设中心认知问题
从课程内容中归纳、提炼知识点创设形成中心认知问题,如“如何保证DNA复制精确性”、“原核生物和真核生物蛋白质的翻译有什么不同”和“聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCP-DGGE)的工作原理和步骤”等。问题设计成选择、判断和简答三种题型,穿插于课堂教学,通过中心认知问题的提出、分析和解释,引导学生主动探索获得解决问题的成就感。
(三)创设巩固性问题
我校生物工程专业注重建设和发展发酵工程、生物制药、生物能源三个专业方向,其中以研究工业微生物为基础的发酵工程专业方向是重点。在分子生物学课程教学的后期,创设巩固性问题如“传统发酵食品白酒的微生物群落结构分析”、“酿酒酵母发酵五碳糖的分子技术研究”、“生物素亚适量调控谷氨酸分泌的分子机制”和“设计分子生物学技术手段实现高强度、高产发酵”等。通过文献查阅、分组讨论、学生汇报和教师评价四个阶段完成巩固性问题的分析和解答,问题的答案具有开放性和综合性,学生通过查阅、分析、讨论和解决这些问题,不仅理解和掌握课程的理论知识,熟悉课程内容在某一领域的研究前沿,还体验到运用知识来解决问题,获得了知识应用的经验,在遇到新的问题情境时就能较灵活地迁移和应用知识和经验解决问题。
三、灵活运用CAI课件
分子生物学课程内容繁杂,抽象微观,且学科发展迅速、前沿性强。在讲授课程内容时,采用板书、挂图等教学手段,学生无法很好地理解和接受。计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction,CAI)是指以计算机为主要媒介进行教学,CAI课件用文字、图像、声音、动画、视频等多媒体数据通过计算机处理和控制来输出信息,相比较于板书、挂图等教学手段,具有显著优势:(1)生动性强。CAI课件教学将抽象、微观、复杂的生理生化过程,如蛋白质的生物合成、聚合酶链式反应、基因重组等用具体的图形或Flas表现出来,学生会更加容易理解和掌握知识。(2)移植性好。CAI课件可以拷贝复制给学生,供学生复习使用,让学生集中注意力听课、思考和回答问题,便于教师和学生互动。(3)集成性高。CAI课件具有节奏快、画面多、表现力强等特点,在有限的学时内让学生获取更多的知识,显著增加课堂容量。
目前,CAI课件多使用Powerpoint电子课件,在具有上述优点的同时,存在交互性不强等缺点,导致CAI课件难以与问题导向教学法结合使用。Authorware是Macromedia公司推出一款易学、方便和功能强的多媒体制作软件,利用流程线和图标就可以将文字、声音、图形和动画等多媒体数据集成在一起,制作出需要编程语言才能实现的功能和效果[7]。另外,Authorware的强大的交互功能能够帮助教师制作习题库中所需的各种题型,并将问题穿插其间,非常适用!笔者在分子生物学理论课程的讲授过程中,基于Authorware 7.0软件制作并实践了CAI课件和习题库。尤其是习题库的建设和使用,充分利用了该软件的交互功能,同时设置问题的题型多样化,取得良好的教学效果。学生普遍反映利用Authorware 7.0软件制作的习题库,对知识理解的更加深入和透彻,真正实现了寓教于乐。
四、提高教师科研水平
分子生物学发展迅速,教师需要大量阅读国内外文献,不断提高科研水平。首先,可利用分子生物学的新技术、新知识拓展知识层面。其次,将科研中试验现象、以及成功或失败的心得体会介绍给学生,调动学生的主动性和积极性。最后深入科研第一线利用实例创设具有真实性和挑战性的巩固性问题,评价总结学生问题答案时,言之有物,生动有趣。如在分子生物学理论课程教学的后期,笔者创设巩固性问题“发酵食品白酒的微生物群落结构分析”,在学生查阅文献、分组讨论和汇报的基础,首先结合自身研究课题和经历,包括纤维素降解菌的分离和16S rRNA分子鉴定,PCR-DGGE分析纤维素降解复合菌系、活性污泥的高通量测序研究,白酒微生物(酒曲、酒醅和窖泥)的高通量测序研究,归纳总结环境微生物群落结构分析的研究进展,从常规平板培养、PCR-DGGE等常用技术介绍到最新的高通量测序技术,如Rocher 454、Illumina Miseq等。其次,总结白酒微生物的研究现状及存在问题,对学生汇报内容进行总结和点评。通过科研实例和经验讲授领域内的技术和前沿,学生遇类似情境,很容易知识迁移和应用。
五、结语
分子生物学是生物工程专业的核心基础课程!然而,分子生物学课程内容的特点是微观、抽象、信息量大和更新快,导致传统教学方法难以在有限的学时内让学生理解、掌握和应用,难以提升学生综合素质。而问题导向教学法可以很好地解决分子生物学课程教学中出现的问题,其中创设有效问题、灵活运用CAI课件和提高教师科研水平是成功实践问题导向教学法的三个关键点,实践结果为推广和深化问题导向教学法,推进分子生物学理论课程的教学改革,进一步提高教学质量提供参考。
参考文献:
[1]朱红威,邵菊芳,冷云伟.生物工程专业《分子生物学》课程教学改革的探索[J].安徽农业科学,2011,39(4):2512-2514.
[2]薛刚,刘凤霞,罗建成,等.分子生物学课程教学改革的思考[J].科技创新导报,2011,(3):177-178.
[3]赵亚华.分子生物学教程,第三版M.北京:科学出版社,2011.
[4]邹丽玲,李志宏.关于传统与现代教学方法的思考[J].中国高教研究,2009,(10):90-91.
中图分类号 G40-056 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)22-0336-01
分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的一门科学[1]。自20世纪50年代以来,分子生物学已发展成为当前生命科学发展的主流,是目前最具潜力、最迅速的生命学科之一,成为研究生物学及相关科学的一个有力工具[2-3]。加强分子生物学实验教学,不仅有利于培养学生掌握分子生物学的理论基础知识和实验操作技能,而且有利于培养学生形成正确的科学研究素养和创造思维精神,让学生更好地进入科学研究领域[4]。
1 面临的问题
师范院校研究生的分子生物学基础较为薄弱,学生大部分来源于省市级师范院校,“985”和“211”高校生源较少。师范类院校本科教育以培养中学教师为目的,更注重培养学生的理论知识,对学生的实验动手能力、创造性思维能力、科研素养等重视不够。同时,所读本科师范院校为省市级院校,学校师资、实验条件、资金等条件一般,较难进行系统规范的分子生物学实验教学。
当前师范院校硕士研究生培养时间为3年,学生进校第1年要进行文化课程学习,第3年要提前写毕业论文,做科研的时间相对较短。分子生物学是一门实践操作性很强的课程,大部分研究生的课题研究都需要用到。如何在较短的时间里提高学生的分子生物学理论知识水平,培养学生扎实的实验操作能力,增强分子生物学的科研素养,让学生更好地进入科学研究领域是分子生物学实验教学面临的最主要问题。
2 改革的主要内容
2.1 师资队伍
师资队伍是分子生物学实验教学首要环节。教师必须具备较强的科研素养,具有较长的分子生物学研究经历及不断获取国际先进技术和经验的能力。由于分子生物学的特殊性,教师最好具有在国外较有影响的分子生物学实验室学习工作的经历;同时,要承担有国家、省部级的科研课题。做为师范院校的学生,实验操作能力的提高是目前最为迫切的任务。分子生物学实验是非常细致的操作,因此具有较好的操作技能、未离开科研实验工作第一线的老师的实验演示对学生实验技能的掌握具有重要作用。同时,兴趣是最好的老师,教师对科研工作特别是对分子生物学的精到理解,对学生科研兴趣的培养尤为重要。具有较高造诣的分子生物学专任教师任教,有利于培养学生形成正确的科研精神和创新思维。要加大师资队伍建设,要让优秀的分子生物学专业且仍在科研实验工作第一线的教师投入到分子生物学实验教学的工作中。
2.2 实验平台
实验平台是分子生物学实验教学的重要保障。分子生物学实验要用到较多大型的实验仪器,如PCR仪、分光光度计、冷冻高速离心机、凝胶成像系统等,需要投入大量的资金购买必备的实验仪器。另外,分子生物学实验对实验场地的要求较高,为保证教学效果,每位学生基本要做到每人独立实验。因此,在加强实验平台的建设上,要加大资金投入,建立独立专门的研究生分子生物学实验室;要让实验仪器公开化、常态化,提高实验仪器的使用率;要让每一个学生都有足够的机会操作实验仪器,让每个学生都能熟练掌握常用的分子生物学实验仪器。
2.3 教材教学
教材教学是分子生物学实验教学的核心内容。师范院校研究生的生源不一,分子生物学基础差异较大,学生在研究生期间开展的课题对分子生物学掌握程度的要求又一样。因此,教材教学显得尤为重要。
2.3.1 科学研究与实验教学相结合。打破传统的固定化的教学模式,更新陈旧的教学内容,把科研素质培养放在实验教学的第一位。教师要把科学研究的思维灌注于整个分子生物学实验教学过程中,适时将任课老师的科研项目引入到实验课程中来。研究生进入学校后,都会较早地了解自己在研究生阶段即将开展的课题的大致方向,因此要把实验教学与科研项目和研究生各自的课题联系起来。教师要以科学研究的指导思想来引领和统筹开展实验教学。
2.3.2 教材讲授与专题讲座相结合。在教学内容上,教材讲授与新进展专题讲座相结合,注重科学研究的新发展,要适时邀请相关领域较有造诣的教授就某些专题进行报告。分子生物学是一门发展中的学科,注重科学研究的前沿讲授,让学生及时了解分子生物学的最新发展尤为重要。专题讲座有利于拓宽学生的科研视野,提高学生的科研思维能力,增强学生的科研素养,培养学生的科研兴趣,让学生及早由本科生的教材学习向研究生的科学研究过渡。
2.3.3 基础实验与研究实验相结合。基础实验包括质粒DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳、酶切鉴定、PCR技术、DNA的纯化、载体的构建、感受态细胞的制备、细胞转化、重组子鉴定、RNA提取等常规分子生物学实验。同时,让学生根据自己的课题科研需要,自主查阅资料设计实验,利用基础实验的常规技术进行研究实验。在实验过程中,任课老师可以定期组织学生汇报,也可附以邮件等方式及时解决实验问题。研究实验以上交毕业论文的形式进行考核,学生均要按照课题研究背景、研究目标、研究意义、实验方法、实验结果、分析讨论进行撰写论文,同时以小型答辩的形式让学生进行汇报,让学生参与讨论相互学习。基础实验培养学生的基本操作能力,研究实验提高学生运用分子生物学技术进行科学研究的能力和学生的科研创造力。
3 结语
分子生物学是研究生课程教学中一门重要而又相对难学的课程。随着分子生物学在生命科学领域的应用不断深入,分子生物学实验技能的熟练掌握、运用分子生物学技术的能力对学生科学研究越来越重要。只有通过分子生物学实验教学的不断改革,才能迅速提高学生的分子生物学实验操作能力、有效增强学生的科研素质,为研究生科学研究工作的迅速开展奠定基础。
4 参考文献
[1] 郑用琏.基础分子生物学[M].北京:高等教育出版社,2007.
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)04(b)-0172-02
随着我国改革开放的不断深入,既懂专业又通英语的人才需求越来越大,英语作为目前世界上最通用的语言,在国际政治、经济贸易、文化、学术交流中广泛使用英语。为应对这个时展对教育提出的新要求,为了更好地培养面向现代化、面向世界、面向未来的人才,教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》(教高[2001]4号)中的第八条专门谈到了在高等学校推进双语教学[1],该文件指出:“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。对高新技术领域的生物技术、信息技术等专业,以及为适应我国加入WTO后需要的金融、法律等专业,更要先行一步,力争在3年内,外语教学课程达到所开课程的5%~10%。”2005年,教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》(教高[2005]1号)文件中,再次强调继续深入进行双语教学改革[2]。所谓双语教学就是在一些非语言类课程教学中采用两种语言进行教学的教学形式,在我国现阶段的高等教育体系中,双语教学实际上是指用汉语与英语交替进行的教学模式。
分子生物学是从分子水平研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。这是一门生物学和化学之间跨学科的研究,其研究领域涵盖了遗传学、生物化学和生物物理学等学科。自20世纪50年代以来,分子生物学成为生物学的前沿与生长点,分子生物学及其相关技术被世界各国列为重点发展的高新技术领域[3],因此,从研究内容、课程特点以及在生命科学中的地位来看,分子生物学显然适合开展双语教学。根据笔者参与生物技术专业分子生物学双语教学工作的经验,下面谈谈自己在双语教学中积累的体会和认识。
1 《分子生物学》双语教学的必要性和可行性
1.1 必要性
如上所述,双语教学是我国高等教育国际化,应对经济全球化和科技发展的挑战、培养具有国际竞争力人才的必然要求。在《分子生物学》教学中采用双语教学能够让学生掌握获取最新分子生物学知识的能力,使学生在掌握学科前沿进展的同时,有效地提高他们实际应用英语的能力,便于学生能更有效地进行学术研究和国际交流。
1.2 可行性
《分子生物学》的语言表述和词义相对比较固定,各种语言对它们的理解、诊释比较一致。实践证明,双语教育不仅在加拿大、新西兰、美国等双语国家或多语国家获得了成功,而且在澳大利亚、日本、韩国等单语国家也获得了成功。我国近10来年的实践也有一些成功例子[4]。
1.3 《分子生物学》双语教学的目标
《分子生物学》双语教学目标是双重的,英语语言目标与专业知识目标是辩证统一的,而不是对立的。笔者认为《分子生物学》双语教学的目标,首先是以能力和素质培养为主,让学生掌握分子生物学的基础知识和基本研究方法;其次是培养学生培养学生自学,主动学习和自主解决问题的良好习惯和能力。学习国外先进的理念、思维方式和前沿的最新的科研成果;再次是让学生学习专业知识的英文表述方式,培养他们在本专业领域进行国际学术交流的能力。
2 《分子生物学》双语教学的体会
2.1 教材选择
我们选择了《Instant Notes in Molecular Biology》(第二版)及刘进元等翻译的中文版作为教材,该教材是国外优秀教材畅销榜的上榜教材,其结构新颖、重点明确;图表简练便于记忆;英文语句自然、易懂,是提高专业外语水平的较好读本,这两本教材中英对照便于提高学生的学习效率。此外,我们还选用James D.Watson等编写的《Molecular Biology of the Gene》(第六版)和朱玉贤主编的《现代分子生物学》中文教材作为参考教材。
2.2 教师
在教与学的矛盾中,教是矛盾的主要方面。选拔和培养合格的双语教师,是双语教学可持续发展的核心问题,双语教师必须具备合格教师的基本素质,比如师德高尚、学业精湛对这门课程有充分的理解与掌握等等,此外还要具备较高的外语水平,才能在教学上灵活自如,因此从事双语教学的教师在课前应该认真备课,做好每堂课的教学组织计划,不断提高自身的学术水平,吃透课程所有的知识点。这样才能在课堂上游刃有余。此外,由于双语教学需要花费教师大量精力,部分教师不愿意参与双语教学课程,为使双语教学改革能够顺利进行,各学校应完善相应政策和激励机制,重视选拔和培养合格的双语教师。
2.3 学生
学生的外语水平和接受双语教学的能力直接影响双语教学实施的效果,一个教学过程是教师和学生共同完成的,要使教学有成效,除了教师努力,还离不开学生的积极参与,否则很难保证教学活动的顺利进行。学生能否在双语课堂学到东西,直接影响其参与双语教学的热情。反过来学生参与热情的高低,也必将会影响双语教师的教学积极性。面对不同的教学对象,因材施教才能收到良好的教学效果。由于大学生已经是一个比较有自己思想的群体,不少双语教学模式还提倡要充分发挥学生学习主体的作用,让学生自主学习[5]。
2.4 教学组织
2.4.1 教学模式
卢维奇把双语教学模式分成四个等级:(1)超高级,即全英型,采用英文教材,教学过程全部在英语环境中进行;(2)高级,即中英混合型,以英文讲授为主,辅以中文,使用英文原版教材为主;(3)中级,即半英型,以中文讲授为主,穿插英语教学;(4)初级,即术语引导型,专业术语和章节标题用英文板书,其他内容用中文讲授[6]。有时人们错误地认为授课过程中英文讲授的比例越高越好。比如教学刚开始时学生的听说能力较差,如果教师一开始就用全英文讲授,学生会因听不懂而产生厌学情绪,使教学效果大打折扣。因此,首先我们应该摸清学生的实际英语水平,据此来确定初期中英文讲授的适宜比例,然后随着教学时间推移,视学生的学习情况再逐步加大英文讲授比例。我们在一学期的教学过程中根据学生学习情况和课堂教学内容的难易程度,主要采用了中英混合型及半英型两种教学模式。
2.4.2 重视安排预习与复习
分子生物学因比较抽象被学生认为是较为难学的一门课程,为了提高双语教学的效果,我们会将精心制作的PPT提前转发给学生,每次课后,在安排下一节课的教学内容和学习任务时,要求学生课后复习已学的知识点并预习相应的中文和英文内容,将整理的新内容中会涉及到的专业英语词汇发给学生,上网查询相关资料,充分发挥学生在学习中的主体作用。每次课前都会以提问讨论的形式,检查复习和预习的效果,这样还可了解学生预习时遇到的难点并有针对性的调整教学内容。
2.4.3 课堂活动的组织
在教学过程中,我们根据学习内容,组织学生进行小组讨论、论文阅读讨论,针对知识点的Presentation等课堂活动,小组讨论主要讨论学生学习过程中遇到的难点和教师点出的重要知识点,论文阅读讨论的是阅读论文的收获及教师针对论文提出的一些问题,针对知识点的Presentation是安排学生以3~5人为一个小组,针对教师列出的一些知识点选择感兴趣的内容在课堂上的演讲,让学生自己当老师,发挥学生作为学习主体的能动性,教师从中也可以换位思考,了解学生学习过程中的一些思维方式,改进教学方法。
2.4.4 教学工具的运用
由于实际教学学时的限制和分子生物学内容的繁多,我们应用丰富的网络资源,参考国外多种原版教科书及电子图书,非常系统地制作了全部教学内容的多媒体课件和模拟动画等。制作的多媒体课件信息量大、形象生动,教学内容尽可能包含分子生物学教学大纲所有知识点,并根据自己的科研及查阅最新文献的情况将分子生物学相关的前沿知识融合在其中。这些课件提高了教学效率,提高了课时利用率,解决了内容多而课时少的矛盾。在教学过程中还辅以参观分子生物学实验室和动手实验等多种方式,从而激发学生学习分子生物学的主动性和积极性。
2.5 采用多种方式考核双语教学效果
我们一致认为分子生物学双语教学最重要的目的是教会学生如何主动学习,形成自己的知识体系,因此在学生学习成绩的考核方面,我们采用多元化的考核方式,注重能力培养,考核中平时成绩占10%,小组讨论10%,论文阅读讨论占10%,听学术报告汇报5%,Presentation占15%,期末考试占50%,期末试题命题中英文形式的命题考试占50%~80%,考虑到学生英语表达及写作能力有限没有要求学生只能用英文进行回答,但是对用英文回答的学生适当加分给予鼓励。
3 结语
双语教学是我国高校教学改革的重要内容,是高校应对经济全球化和科技发展的挑战、适应现代社会发展的需要的需要,也是贯彻科教兴国战略和建设创新型国家、培养具有国际竞争力的高素质人才的客观需求。因此,高校、高校教师、大学生应该从战略的高度来认识双语教学改革的重要性。这项教学改革,高校必须有全面长期的规划,建立完善各项政策和激励机制,教师积极参与,探索更好的教学模式和方法,努力成为合格的双语教师,学生克服畏难心理,主动参与到这项对自身有利的教学改革中。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见[Z].2001-08-28.
[2] 中华人民共和国教育部.关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见[Z].2005-01-01.
[3] 廖静,张雯,王玉凤,等.分子生物学双语课程的教与学[J].高等函授学报:自然科学版,2010,23(4):20-22.
分子生物学学科是20世纪90年代初建立起来的一门学科,它是由遗传学、细胞生物学和生物化学的深入发展而逐渐形成的一门独立的学科体系,并迅速渗入到整个生物科学的各个学科当中。现已成为生命科学领域最为基础、最为重要的主干课程之一。
分子生物学是一门理论与实验紧密结合的学科。通过分子生物学实验教学,既可以使学生更好地理解理论内容,又可以培养学生扎实的实验能力和认真严谨、实事求是的精神[1]。为了突出实践教学在学生素质培养方面的重要地位,青海大学生态环境工程学院在分子生物学实验教学中建立了课堂教学与实验教学分离的“3+1”实验教学体系(即基础性试验、综合性实验、创新性实验和科研训练),单独开设了分子生物学综合性大实验,增加了分子克隆等开放性和综合性的实验。这种模式改变了实验教学依附于理论教学的现状,有益于培养学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的能力。
一、分子生物学实验课程建设现状
青海大学生态环境工程学院《分子生物学》课程自2003年开设以来,学院先后选派教师赴浙江大学、清华大学等院校进行了学习培训。2004年在清华大学生命科学与技术系的指导和帮助下,建立分子生物学实验室,专门承担“分子生物学”的本科和研究生教学和科研工作。2010年青海大学教学计划修订时分子生物学课程被定为生物类、农牧类相关专业的学科平台课。短短的9年期间,该课程已经成为生物科学及相关专业本科生、硕士生的核心课程。通过教学人员的不断进修学习,研究方向的不断凝练,仪器设备的不断更新,已在青海省内形成鲜明特色并确立了相应的地位。
2007年根据分子生物学的飞速发展,借鉴清华大学研究型大学实践教学体系的建设经验[2-4],进一步修订了课程计划,从2006级生物技术专业开始理论课教学调整为48学时,实验课单独开设16学时,同时开设了2周的分子生物学综合性大实验,建立了分子生物学“3+1”实验教学体系,优化了课程的结构,增加了实验教学的环节,丰富了分子生物学的实验教学,同时提高了学生的动手能力和对学生综合实验能力的培养。
二、“3+1”实验教学体系的建设思路
实验教学内容和方法的改革是实验教学改革的重点和难点,也是适应知识经济和创新教育的关键[5]。借鉴清华大学研究型大学实践教学体系的建设经验[2,3],初步设计了基础性(技能性训练)、综合性和研究创新性三个层次以及本科生进入科研实验室参与的科研训练的“3+1”实验教学体系。其中,3是指将实验课程分为3大类,第1类是基础性(技能性)实验课程,训练学生的基本专业技能;第2类是综合性实验课程,提高学生的综合能力;第3类是研究创新性实验课程,加强学生的创新能力和探索精神;1是指本科生进入科研实验室参与的科研训练。
实验操作是掌握分子生物学精髓的主要途径,而且在学习上能起到事半功倍的效果。因此,我们通过一系列的实验从基因的分离、纯化、转化、鉴定等方面,帮助学生掌握分子生物学基本的实验方法和技能,使学生进一步巩固和掌握有关分子生物学的相关理论。同时在条件许可的情况下在分子生物学综合性大实验中提供多种实验材料让学生自行设计和准备实验,培养学生独立科研能力。设计思想和目的在于:(1)验证课本知识;(2)掌握基本的操作技能;(3)学习先进的系统的实验操作方法;(4)培养独立工作的能力;(5)形成研究型思维;(6)学习撰写研究论文。
三、“3+1”实验教学体系的建设规划
根据分子生物学实验课程的性质、类型和具体要求,对实验内容进行整合,结合现有分子生物学相关课程,将分子生物学实验课程和实验内容整合为基础性(技能性训练)、综合性和研究创新性三个层次以及本科生进入科研实验室参与的科研训练。本课程的实践性教学由“分子生物学实验”、“生物化学与分子生物学综合性大实验”和“基因工程实验”三门实验课程组成。其中分子生物学课程实验重在基础性教学,生物化学与分子生物学综合性大实验重在综合性训练,基因工程课程实验重在研究性层次训练,而本科生毕业论文重在本科生进入科研实验室参与的科研训练。
四、“3+1”实验教学体系的实验教学效果
由于“分子生物学”具有理论与实践结合极为紧密的特点,因此该课程在教学过程中不仅要系统地讲授重要的基础理论,及时反映学科前沿和最新进展,而且要开设涵盖核酸的分离、提取、纯化、检测等实验技术的综合实验课程。学生通过实际操作,不仅实际动手能力得到明显提高,而且有助于对课程理论部分的理解。经过几年的分子生物学“3+1”实验教学体系的探索与实践,我们逐步实现了将分子生物学实验从验证性实验向综合性、创新性和研究型实验的转变。
实验体系建立要注意到各个实验内容之间衔接与关联[6],因此在2010版的教学大纲制定和修订工作中,我们充分加强课程实验和综合性大试验之间的联系,增强了学生分解实验、合理安排实验时间的能力,对一些特别常用和重要的技术也起到重复训练的作用。
具体讲授中,鉴于分子生物学实验技术内容发展迅速、内容广泛,我们将分子生物学实验教学重点放在分子克隆技术内容上,在分子生物学实验课程教学中充分加强专项实验技术,以利于分子生物学综合性大试验的开展。
通过以上实验的改革,开阔了同学们的视野,激发了学生学习的积极性和创造性,培养了同学们独立分析问题和解决问题的能力,增强了学生的科学意识和创新意识,大大提高了实验教学效果,对学生接受科研训练、完成毕业论文、进入研究生阶段的学习和实验研究以及毕业后从事相关技术研究工作奠定了基础。
五、今后进一步建设的发展思路
实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用[7]。这一指导思想下,我们提出了今后进一步建设的发展思路,进一步深化分子生物学“3+1”实验教学体系的改革,采用现代教学理论,创新实验教学方法,为学生提供良好学习环境,注重在学生实验课程教学内容的调整、基本实验过程的安排及设计实验的实施上的衔接,将个别典型的设计作为重点普及,使学生们依托高原资源背景,应用基本理论和实验技能,提高创新能力,培养团队协作精神,进一步提高生物学及相关专业本科生的实践能力。
参考文献:
[1]周晓馥,勾畅,未晓薇,等.教学科研一体化在分子生物学实验教学中的研究与探索[J].安徽农业科学,2013,41(4):1852-1853,1878.
[2]屠萍官,张荣庆,王喜忠.研究型大学实践教学体系的改革与创新[J].实验技术与管理,2005,22(1):1-4.
[3]屠萍官,陈坚刚.现代生命科学实验教学示范中心建设的实践[J].实验技术与管理,2006,23(3):1-4.
[4]刘进元等:分子生物学实验指导[M].北京:清华大学出版社,2002.
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)19-0146-02
双语教学是我国大学教育进军国际化的一个重要举措和标志,同时也是我国高等校院培养具有国际竞争能力的高端人才的战略部署和实践手段[1]。为了促进我国高等院校学生,特别是研究生能够结合自身专业知识和专业外语学习及在实际科研工作中的运用能力,从而提高他们的外语水平,广东海洋大学研究生处对有条件进行双语教学的课程设立专项资金进行资助,以积极推进双语教学模式。学校研究生双语教学因开展时间较短,经验欠缺,再加上研究生的英文底子薄弱,因此在具体工作中存在很多问题和困难,这不仅表现在双语教学实践中,学生听不懂,更体现在教师很难选择出合适的教材,备课存在一定的难度,有些教师甚至不会讲。值得肯定的是,虽然双语教学仍然是摸着石头过河,改革推进较慢,但随着教学经验的日益丰富,教师出国培训机会的增多,教师双语教学能力会得到较大提升,可以实实在在地为研究生开展双语教学活动,为他们在英语听说读写等方面进行拓展训练,从而培养出一批有专业思想和语言优势的高素质创新型科研人才。
分子生物学是现代生命科学领域中最具有活力的前沿学科之一,其理论基础知识和相关技术手段几乎已应用到水产学科的所有领域[2]。然而,因分子生物学本身具有极强的抽象性和前瞻性,其研究的分子对象看不见,摸不着,且理论与技术进展日新月异,新的概念层出不穷,几乎该学科的所有重大研究成果是以学术论文的形式发表在高水平的英文期刊上,因此,国内高等院校特别是涉海、涉农高校在分子生物学教学和科研方面与西方发达国家相比存在较大差距,这决定我们只有借助熟练阅读英文文献、英文教材,才能快速地掌握该学科的前沿知识,追踪最新发展动态[3]。在分子生物学教学中采用中英文双语教学,查阅分子生物学领域的外文资料及与国外专家直接交流学习,是使研究生快速迈向信息化、国际化的重要手段。《分子生物学》是学校水产养殖和海洋生物学专业硕士生培养方案的重要基础课,从2013年开始,该课程实行双语教学。就近年来对《分子生物学》课程进行双语教学的体会和实践,本文主要阐述对该课程进行双语教学的一些思考。
一、重视研究生英语运用能力
语言不仅仅是一个交流工具,更是一个思想、文化和知识的传播载体。目前,学校水产学科专业硕士研究生的英语水平普遍较低,特别是英语听说能力严重不足,还有部分研究生的汉语基础运用能力也较薄弱。而在现实的教学科研工作中,硕士研究生的英语听说读写能力直接影响其获取分子生物学学科最前沿知识和最新科研成果的能力,因此,在《分子生物学》双语教学中,必须首先重视研究生的英语运用能力,建立科学的学生语言和知识评价体系。该体系需要以双语教学中知识点的掌握和语言能力的提升作为双重目标,重视对研究生英文运用能力的考核。具体的考核方式和考核内容应重点放在研究生运用英文进行遣词造句、固定语法搭配及时态、科技论文惯用语等方面,力求让他们在课外阅读到地道而写作规范的分子生物学领域的英文文献,同时,教师要给出某些实验结果,让学生模仿范文进行科技论文写作,以此手段提升他们的英语读写能力,具备迅速掌握分子生物学前沿知识的能力。
在《分子生物学》双语教学过程中,强调研究生与授课教师的互动性[4]。教师用英语教学时,对不常见的单词应板书,在内容讲授过程中要经常提问,让学生用英文回答;准许研究生在课堂上随时用英文提问,教师也要用英文对问题进行解答。上课前及时了解研究生整体专业知识和英语水平的差异,及时调整教学内容,认真听取他们对教学方法的意见和看法,从而调整教学过程中的语速、板书内容等,提升学生英语听说运用能力,达到与国外分子生物学专家直接交流及学习国外先进实验方法的能力。
二、师资培训及教材选择
加强《分子生物学》双语教学任课教师的英语口语表达能力是该课程双语教学成败的关键因素之一。在该课程双语教学任课教师的遴选中,应首先以分子生物学领域、有国外留学经历及博士学位的教师为先。目前,学校担任该课程的四名教师均在广东外语外贸大学进行过为期6个月的英语脱产学习培训,然后在国家留学基金的资助下赴英语国家进行过为期一年的分子生物学领域的研究访问,他们均有较好的听说读写能力,完全能满足担任《分子生物学》双语教学任课教师所应有的素质和条件。但在该课程的双语教学过程中,我们仍发现存在一些问题,主要表现为虽然教学语言是英文的,但思维方式仍是中式的,如一些专业名词用英文解释做得不够到位时,听课学生也无法真正理解,对一些最新的专业术语或最新的发展技术就连授课教师也无法进行流利的描述,所以对《分子生物学》双语教学授课教师进行师资培训非常必要。这种培训主要以请国际上在分子生物学领域研究处于前沿的科学家来校报告、座谈或派授课教师到该领域有建树的国外实验室进行研究访问,以期让教师能及时掌握国际前沿的分子生物学领域的知识和技术[5]。
分子生物学与多个学科有交叉,涵盖内容宽,技术应用广泛。目前,学校水产学科研究生《分子生物学》双语教学选用的是由Jocelyn E. Krebs等主编的Lewin's GENES X及中国科学院研究生院教学丛书系列之《分子生物学(第3版)》(英文)作为授课教材和补充教材,但在备课和授课过程中会发现两本教材内容过多,Lewin's GENES X在教材组织体系与我们的学习思维方式不匹配,而中国科学院研究生院教学丛书系列之《分子生物学(第3版)》(英文)对分子生物学基础知识薄弱的水产学科研究生而言过于深奥。为了更紧密地与学校水产学科相结合,本课程授课教师计划在现有选用教材的基础上做调整,自编Current Molecular Biology for Aquaculture,且每年更新,以便让研究生及时了解水产学科相关的分子生物学的发展前沿。
三、存在问题和建议
目前,我国高等院校高度重视双语教学,但仅从语言的运用和教学效果的好坏来评判,使得双语教学缺乏具体、规范的参考和评价标准。根据英文在课堂上的所占比例,我国高等院校的双语教学可以分为三种类型:第一种类型是全英文授课,授课教师以少数英文水平较高的教师和相关专业的外籍教师构成。目前,学校水产学科专业研究生《分子生物学》双语教学就属于这种类型。第二种类型是授课时中英文比例大致相等。比如课程上所使用的教材是英文,讲授时以中文为主;或使用的教材是中文,讲授时以英文为主。第三种类型是课程讲授主要以中文为主,英文仅用于组织教学用语及对专业名词的翻译和解释。比较这三种类型,显示最好的是采用第一种类型,但对授课教师和学生的英文能力要求也最高,普通高等院校学生无法达到这一要求,所以目前第二种类型的双语教学模式在我国高校中占主导地位。目前,学校水产学科专业《分子生物学》双语教学课程组师资优良,不像其他许多双语教学授课教师是在非自愿或自身专业知识条件不成熟的情况下被“赶鸭子上架”[6]的。但从近年来的双语教学效果来看未能达到预计,其主要原因有两个:一是因为课程使用英文教学,导致大量的时间用于学生练习专业词汇的听说,而实际授课内容相应减少,即较之母语教学,同样的内容使用双语教学时所需的学时更长,这主要是因为师生使用外语交流不可能达到信息交流如直接传递的母语交流状态,因而使教学内容在量上被打了折扣[7]。二是课堂上师生用英文交流会阻碍师生对分子生物学重要内容或前沿技术的深入讨论,直接导致《分子生物学》双语教学中的授课内容出现介绍性多、描述性多而研究性少的弊端,阻碍学生创造性思维的发展和对解决关键科学问题的思考。因此,本课程在被设为双语教学课程的同时应相应增加课时,最好先对学生的英文能力进行测评,选择20名左右语言能力不错的研究生进行试点上课,并与整班双语教学的教学效果进行纵向比较,从而探讨本课程的最佳双语教学模式。
参考文献:
[1]贾睿,蔡春尔,何培民.双语教学在分子生物学教学中的探索和应用[J].教育教学论坛,2014,(1):202-203.
[2]赵昶灵,萧凤回.农业院校研究生分子生物学双语教学模式与方法探索[J].云南农业大学学报(社会科学版),2008,(2):82-87.
[3]徐启江,丁国华.双语教学模式在分子生物学课程中的实践[J].中国林业教育,2008,(5):57-60.
[4]黄升谋,林淦.分子生物学双语教学方法探讨[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2006,(8):153-155.
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.
现代医学培养目标主要是培养具有一定理论水平和较高操作能力的应用型人才[1],在实验教学中主要是培养学生的操作能力,操作能力的培养对医学生而言非常重要[2]。实验中可以根据理论课上学的一些物质的理化性质或现象(如蛋白质的两点性,核酸的变性和复性等)学生在教师的指导下自己设计实验方案,实验中每4人一组制定实验目的和条件选择实验器材,制定操作程序等,教师可以随时纠正学生操作出现的错误,规范实验操作,学生必须运用自己掌握的知识进行分析、探讨。学生从一些看似简单的操作中学到了实验的基本技能,加深了对理论课的理解,提高了学习兴趣。同时也增加了学生与老师相互交流的机会。
2.协助生物化学与分子生物学教学,提高学生学习本课程的兴趣
在平时学习过程中同学们对生物化学与分子生物学课比较难理解,认为生物化学与分子生物学理论大于实际,对于临床来说作用不大。实验课上大多都是验证性试验[3],大多数同学只知其然不知其所以然,因此对生物化学与分子生物学的学习兴趣不高。实验室开放之后,感兴趣并且希望进一步扩展知识和技能视野的同学可以来参加实验,通过与老师讨论或者由老师指导设计实验,他们对理论知识有了更深一步的了解并且可以应用到实际中来觉得非常有收获。有的同学说道:“自己设计实验时有一种责任感,需要考虑实验用到什么原理,如何设计才能得到自己想要的结果,只有真正懂了课堂中所学的生物化学方面的知识才能做到”,“今天我做了细胞核提取核酸实验,亲自提取了DNA,真正看到了遗传物质,对核酸的理化性质也有了直观的认识”。因此开放实验使学生由“被动学习”变为“主动学习”,激发了同学们学习的兴趣,对协助本科教学起到了很大的作用。
3.学习实验设计的方法,培养科学思维的形成
科学人才的培养重在科学思维的培养,要学会如何思考问题和解决问题[4]。在开放实验过程中,指导教师把实验设计的方法贯穿到实验过程中,突出完整的实验设计流程,使同学们不再是只看着书本的操作步骤机械的进行操作,而是初步掌握实验设计的基本原则,从而为将来毕业论文设计以及大学生科研创新项目的申报打好基础。比如在设计实验时实验设计的原则是什么,以及设立阴性对照组和阳性对照组有什么意义。在实验的过程中,同学们提出了许多疑问,包括设计实验中的问题和实际操作中的很多问题。在与指导教师的交流中,即把实验设计的概念深深印入了脑海之中,同时也掌握了很多实验技能,加深了对理论知识的认识。
4.与临床实践相结合,提高学生综合分析能力
生物化学与分子生物学是医学的一门重要基础学科,它涉猎到生理学,病理学,微生物和免疫学,遗传学等多个学科[5],对于学习、理解和掌握其他医学课程都有十分重要的作用,在整个医学学科中具有很强的带动和辐射作用。通过加强和充实生物化学与分子生物学实验,学生在生物化学与分子生物学实验技术方面得到了极大的提高[6]。学生进入实验室接触各种实验测量仪器的机会增加,使在实验课没有动手操作的同学能够大显身手,既熟悉了实验内容,又基本掌握了仪器设备的使用。
结 语
迎接未来的科技挑战,最重要的是要坚持创新,勇于创新。尤其是生物化学与分子生物学学科的发展突飞猛进。所以生物化学与分子生物学实验开放实验室的建设需要坚持与时俱进的工作理念[7]。在实验室的开放程度与实验需要投人更多资源,实验室今后要积极完善实验仪器配备,向更多的本科生开放。增加开放项目以最大限度地满足学生的需要。通过运用开放实验室,让学生自己设计实验,并且独立完成,把实验设计和实验考核结合起来,实验完成后撰写实验报告或实验论文,使学生在掌握现论的同时领悟到一切正确的理论均来自实践。培养了学生科学思维能力和创新精神,使学生在以后的学习和工作中终身受益。
【参考文献】
[1]张淑平,李英姿,张荣庆.分子生物学实验课教学实践与体会[J].中国大学教学,2006(1):49-50.
[2]张金萍,张雷家,刘文庆,等.开放实验室对医学生综合素质影响的研究与思考[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2006,8(4):438-440.
[3]杨勇,顾金英,王晓平,等.建立开放实验室,加强素质教育[J].同济教育研究,2005(1):81-84.
[4]李海英,马春泉,于冰,等.分子生物学实验室开放体系建设与创新能力培养[J]实验室研究与探索,2010(07):311-314.
[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0086-04
近年来,我国各行业日益与国际接轨,迫切需要既精通专业知识又能良好运用外语的高素质人才。研究生的外语运用能力是衡量我国研究生培养是否满足社会需求的标准之一。英语早已是全球语言,我国高校部分研究生专业课程实施汉英双语教学(Chinese-English bilingual teaching)正是高校研究生教育致力于培养具有国际视野的高层次人才的重要举措之一。
分子生物学是现代生命科学中发展最快的前沿学科之一,其理论和技术几乎已渗透到农业的所有领域。因此,在我国农业院校,分子生物学被设计为“生物化学与分子生物学”、“植物学”和“作物遗传育种”等众多学科点的基础课或学位课之一。然而,分子生物学内容多、抽象性强、进展飞速,加上国内高校尤其是农业院校的分子生物学在教学与科研方面均与美、英等发达国家的存在较大差距,这决定了国内师生只有借助英语才能迅捷、精确地掌握该学科知识,追踪其最新进展。因此,我国部分农业院校将研究生的分子生物学设计为汉英双语教学,以帮助学生借助英语更好地掌握分子生物学知识,同时提升学生的英语运用能力。
但是,与国内综合性大学相比,农业院校研究生的生源质量较差,一方面,学生的分子生物学知识薄弱,部分学生以前没学过分子生物学或生化知识,个别跨专业的学生甚至缺乏生物学常识;另一方面,学生的英语基础偏弱,“哑巴英语”是普遍现象。这样一来,农业院校实施研究生分子生物学汉英双语教学面临巨大困难,学生对该课充满期待却又焦虑不堪。因此,如何帮助学生接纳该课程是教师亟须解决的难题。笔者在多年教学中初步证实,“课堂演讲(class presentation)”是实现分子生物学汉英双语课教学目标的有效方法之一。
课堂演讲在国内外高校中均是一个历久弥新的命题。演讲是讲话人处于中心地位在听众面前就某问题发表意见或阐述某事理的交际活动;狭义的课堂演讲是指学生在课堂上就某话题陈述看法、观点。在当今社会,口才是人才的必备素质之一,演讲课是国外许多大学必开的一门课。早在1642年,哈佛大学就将演讲作为必修内容训练学生;在当代美国高校,演讲课被作为通识教育的必修科目,具有不可撼动的地位。在我国,最早为英语专业学生开设演讲辩论课的是北京大学。但是,课堂演讲在我国农业院校研究生的分子生物学汉英双语教学中的系统实践却迄今未见报道。
笔者针对我国农业院校研究生分子生物学双语教学举步维艰、效果欠佳的现状,结合多年教学实践,探讨了将学生课堂演讲引入研究生分子生物学双语教学的主要理论基础、操作环节和实践效果,旨在为我国农业院校研究生分子生物学双语教学的效果优化提供参考。
一、我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲的主要理论基础
(一)实施课堂演讲依托的是“输出式”知识获取理论
目前,我国高校的大部分课程均是单纯的“输入式”教学,而彻底缺失了“输出式”教学。教育家Swain的“输出理论(output hypothesis)”认为:“输出”可大大提高学习者特别是语言学习者的学习意识,对提高学习者的交际能力起着不可替代的作用;事实上,成功的专业知识和二语习得既需要大量“可理解输入(comprehensible in?鄄put)”,又需要有效“可理解输出(comprehensible out?鄄put)”。对学生而言,在农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲正是一种专业知识和英语的双重“强迫性输出(pushed output)”,是一种以任务为导向将学生置于真实“输出”环境的“任务型教学”。在完成演讲任务中,学生须经过重构在分子生物学和英语两方面将陈述性知识转化为程序性知识,并以富于情感的演讲来实现分子和英语知识的同时强化。
(二)实施课堂演讲体现的是“研究型学习”理念
“研究型学习”是指学生在教师指导下以类似科研的方法获得知识。农业院校研究生分子生物学双语教学的目标之一就是要强化学生的研究能力,课堂演讲正是磨炼学生研究能力的有效方式。这是因为,课堂演讲过程包括选题、准备、演讲和评价等环节,学生应对每个环节时都可模拟研究来开展。在认定题目时,学生须客观评价自身的知识基础和未来研究需要,这类似于科研中的“选题”;在准备演讲稿时,学生须大量收集、快速甄别资料,这等同于科研中的“文献检索”与“立论”,该过程锤炼的总结与写作技巧还能有效运用到学生的论文写作中;在制作PPT和上台演讲时,学生须理清逻辑、谋篇布局、旁征博引,该过程等同于科研中的“结题汇报”或“论文答辩”。可见,课堂演讲的实施正是契合了研究生课程的“面向研究”的属性,体现的是“研究型学习”理念。
二、我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲的主要操作环节
(一)学生动员
在首次课中,教师一方面要向学生说明课程的设计理念,强调课堂演讲的实施是顺应时代的发展,以敦促学生感悟教师的良苦用心,积极应对;另一方面,要说明课堂演讲的实施方案和评价方式(见表1),规定每位学生都要演讲一次,成绩将被纳入其“形成性评价体系”,并占课程总成绩的40%,促使学生高度重视、严肃对待。实践发现,少数分子基础知识扎实、英语口语功底好的学生对课堂演讲的兴趣较高,但大部分学生因分子基础知识薄弱、英语口语能力低下而对演讲产生焦虑感,故动员环节的核心是消除这些学生的畏难情绪,鼓励其勇敢面对。
表1 研究生分子生物学双语教学中课堂演讲的评分体系
■
(二)演讲题目确定
演讲题目按“一人一题”的原则并根据分子生物学内容和学生水平确定。就学科内容而言,题目须立足学生的研究需要,以分子技术的基本操作、新进展为重点,同时兼顾基本概念,做到深与浅、经典与现代的和谐统一。就学生实际而言,首先须照顾学生的知识背景,如学生的分子基础知识极其薄弱,则为其设计基础性的题目,并推荐中文材料;如学生已拥有较扎实的分子基础知识,则鼓励其选择较尖端的新命题。其次,须考虑学生在研究生阶段甚至在就业后的研究方向,如学生在研究中将不涉及或很少涉及分子问题,则让其选择“入门”型的题目;如学生研究涉及大量分子手段,则让其与导师沟通,使所选题目能贴近其研究细节或就是其研究的关键环节,即让演讲成为该学生准备研究的有机组成部分。在长期教学中,笔者已建成了课堂演讲的“题目库”,供每轮教学更新、使用。
(三)演讲PPT制作与审定
学生须提前准备好演讲PPT。演讲内容应紧扣题目,支撑材料可来自指定的原版教材、国际分子生物学相关网站或英语期刊。内容的组织应重点突出、结构严谨、逻辑清晰。PPT须用全英语完成,并讲究科技论文写作的规范和专业词汇翻译的准确度。PPT应长短适宜,背景美观,字体、字号恰当,图、表和视频等精美、合适。学生演讲前,教师及时审阅其PPT,指导其在分子内容和英语运用方面进行反复推敲,特别是要杜绝抄袭与剽窃现象。
(四)正式演讲前的演习
在正式演讲前,教师指导学生利用宿舍、实验室或自习室等场合反复演习,以熟悉PPT、控制时限、推敲演讲中构思与布局的科学性,并设计必要的肢体语言。教师可提供经典英语演讲稿供学生欣赏,让其领略英语演讲中的换气、连续、重音和停顿等用声特征。
(五)“上台”演讲
在规定时间,学生上讲台在10-15min内完成演讲,并预留提问时间1-2min,演讲顺序可按学生学号也可由学生自主决定。学生演讲时须先说或读英语,再汉译关键词或句。教师负责为学生营造一个宽松而庄严的环境,要求学生郑重进入演讲状态,并敦促其他学生尊重演讲者;学生演讲结束后,教师随机请学生对演讲者进行点评或提问。在学生演讲过程中,教师要宽容对待其失误或错误,及时给予总结或鼓励。条件允许时,教师可对演讲过程进行录音或录像,再在课堂上回放点评,这样可大大增加课堂的趣味性与互动效果。
(六)成绩评定与期末试题设计
演讲结束后,教师参考学生对演讲者的点评对演讲者进行评分(表1)。同时,教师在演讲结束后的提问时段,从演讲内容中快速精选部分知识点设计为期末考试题,并当场对全体学生说明,即本课程的期末考题全部来自学生的演讲内容,每个学生的演讲内容都有可能出现在期末试卷中,这样一来每轮课的期末试题均不同,可杜绝“师弟”、“师妹”向“师兄”、“师姐”打探期末考题、弄虚作假应对考试的弊端,从而促使全体学生专心听每一个演讲者的演讲,积极应对期末考试。
三、我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲的主要意义
(一)有助于强化研究生的分子生物学知识和综合运用英语的能力
农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲可从“源头”强化学生的分子知识。在学生为演讲做准备的过程中,教师引导学生熟悉国际上分子生物学的主要网站、著名期刊和经典名著,学生从中积累了大量的分子生物学专业词汇。随着阅读量的扩大,学生将逐步掌握分子基础知识、技术方法的英语表达方式,以实现对分子理论和技术的准确认知。同时,学生可熟悉部分分子生物学英语期刊的办刊宗旨和收录范围,从而为今后的英语打下初步基础。
另一方面,实施课堂演讲可大大提升学生综合运用英语的能力。课堂演讲实施中,英语文献检索与阅读、英语科技论文的写作和英语口语演练等环节可系统地促使学生自主强化其综合运用英语的能力,教师则引导学生感悟英语的遣词造句、基本语法和科技论文惯用语等诸多细节,使学生运用英语时在词、句、段和篇各层次均力求地道,从而提高英语思维、锤炼英语思辨能力。其中,“上台演讲”环节可在近似正式交流的层次为学生创造说、讲、读和听英语的宝贵平台,可有效帮助学生在英语运用中认识到地道、优美语音语调的魅力和连贯、流畅表达的重要性。
(二)有助于强化研究生的心理素质
农业院校的研究生因英语较差而对演讲产生严重的畏难情绪,但仍被分子生物学双语教学中的课堂演讲“逼”上讲台。教师应正视学生的焦虑情绪,依托完善的演讲内容准备和基本演讲技能指导来帮助学生消除理解恐惧,调整期望值,临场时冷静、自制。实践证明,学生按平等机会轮流上台能有效帮助学生克服怯场心理,后上台者越发镇定自若,台下的提问者也逐渐活跃,在这种充满善意、激情的氛围中,学生运用英语的兴趣被激发,在公众场合展示自我的勇气得以增强,害羞、怯场等不良心理逐渐被克服。
(三)有助于强化研究生以信息收集与甄别为核心的思辨能力
我国长期的“填鸭式”教学使学生思辨能力低下,面对海量信息时,学生们往往无所适从。研究生参与课堂演讲时尝试以语言综合认知和运用为基础的跨文化交际,在应对演讲的各环节时都须调动、运用分析、综合、判断和推理等思辨能力。其中,学生浏览网站和阅读国内外参考文献时,须做到广泛涉猎、海量收集和快速甄别。面对庞大的信息群时,学生须以评判性思维、紧扣自身目标来辨析信息与目标的“关联度”,在有限的时空内快速决定材料的取舍和“取”的程度,该过程与科研项目申报中的立论依据梳理和研究假说凝练过程极其相似。可见,课堂演讲可培养学生良好的以信息收集与甄别为核心的思辨能力,这对学生研究工作的开展具有特别重要的意义。
四、结束语
我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲并非致力于把学生培养成演说家,而是将课堂演讲作为手段实现学生分子知识水平提升和英语运用能力强化双重目标。[3] [28]实施课堂演讲运用的是“输出式”知识获取理论,体现的是“研究型学习”理念,具体包括学生动员、演讲题目确定、演讲PPT制作与审定、正式演讲前的演习、“上台”演讲和成绩评定与期末试题设计六个环节。实践证明,课堂演讲有助于强化研究生的分子知识和英语综合运用能力、心理素质和以信息收集与甄别为核心的思辨能力。
同时,实施课堂演讲对教师在分子知识、英语能力和工作量等方面提出了新的挑战。教师须时时紧跟分子生物学的发展才能引导学生实现对该学科的即时了解。教师组织课堂演讲既要立足于对普通英语演讲的充分了解,又要从英语学术报告的角度强调课堂演讲的科学性。此外,教师在演讲的各环节都要密切关注、精心组织学生,还需统筹教学任务的圆满完成,故必然付出更多的精力和时间。
[ 注 释 ]
[1] 李春茂,巫跃凤,刘玉.中国高校双语教学的进展研究[J].高校教育管理,2007(5).
[2] 彭月兰.关于普通高校双语教学若干问题的探讨[J].山西财经大学学报(高等教育版),2007(4).
[3] 赵昶灵,萧凤回.农业院校研究生分子生物学双语教学模式与方法探讨[J].云南农业大学学报(社会科学版),2008(2).
[4] 毕丽娟.英语课堂嵌入演讲与学生语言能力的培养――通过英语课堂演讲点击学生的创新思维[J].考试周刊,2009(32).
[5] 宋平锋.高级英语教学中的课堂演讲与研究性学习活动探讨[J].新余学院学报,2013(4).
[6] 顾曰国.西方古典修辞学和西方新修辞学 [J].外语教学与研究,1990(2):13-25.
[7] 孙立恒.美国演讲教育的历史、现状与趋势[J].教育研究,2013(12):136-143.
[8] 许国璋.《中国英语教学史》――一部考订详实的教育史[J].外语教学与研究,1989(2):52-56.
[9] 赵昶灵,萧凤回.农业院校硕士生分子生物学双语教学学生评价体系的探讨[J].云南农业大学学报(社会科学版),2008(5):93-99.
[10] Swain M. Communicative Competence:Some Roles of Comprehensible Input and Comprehensible Output in Its development[A].In:Gass S,Madden C(eds).Input in Second Language Acquisition.Newbury House,1985.
[11] Swain M. Three functions of output in second language learning[A].In:Cook C,Seidlhofer B(eds).Principles and Practice in Applied Linguistics[C].Oxford:Oxford Univer?鄄sity Press,1995.
[12] Henson KT, Eller BF. Educational Psychology for Effective Teaching[M].Beijing:Foreign Language Teaching and Re?鄄search Press,2005:61.
[13] 李振国.演讲嵌入大学英语课堂的可行性――以贵州师范学院为例[J].贵州师范学院学报,2014(5):71-73.
[14] 张民和.英语演讲 [M].北京:机械工业出版社,2006.
[15] 肖娜,洪克强.解读研究性学习的本质[J].教育探索,2005(5):20-21.
[16] 刘毓容.试论英语演讲在大学英语课堂教学中的应用[J].企业家天地,2009(2月中旬刊):84-85.
[17] 嵇志梅.在大学英语课堂中融入英语演讲教学 [J].科教文汇,2009(3,上旬刊):157-159.
[18] 胡旭东,王晓玲,叶杰,等.中医药博士分子生物学进展课程中专题讨论法的应用[J].基础医学教育,2013(2):117-119.
[19] 赵昶灵,李孙文.农业院校硕士生分子生物学双语教学中原版教材的使用[J].高教论坛,2009(10):71-75.
[20] 郭明雅.演讲教学在英语课堂中的设计[J].文学界(理论版),2012(2):95-96.
[21] 方凌云.在大学英语口语课堂中融入英语演讲教学的实训模式研究[J].英语广场(学术研究),2013(8):104.
[22] 任惠平.大学英语教学的语言感知环境研究 [J].中国电力教育,2013(7):233-234.
[23] 吕清娴,何木英.课堂演讲与提高大学生口语能力的探析[J].怀化学院学报,2008(2):174-175.
[24] 常燕,赵琳琳,胡继岳.硕士生英语口语教学实践与调研分析[J].医学教育探索,2010(2):272-275.
[25] 宋玉军,左江南.汉英互依――阶段互动模式在生物无机化学双语教学中的应用研究[J].大学教育,2013(8):83-85.
分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来,分子生物学的发展日新月异,逐渐成为生物学各学科的前沿与生长点,并正在与其他学科广泛交叉与渗透,成为生物科学专业非常重要的一门专业必修课。我校是一所师范类的本科院校,在生物科学和生物工程专业都开设了分子生物学课程。本课程不仅向学生介绍分子生物学的基础理论、基本技术,而且展示了当前分子生物学研究的前沿领域,使学生对分子生物学知识建立系统、整体的认识,从而适应未来21世纪生命科学发展的需要。为了提高该课程的教学质量,培养学生的学习兴趣,实现教学目标,我们根据本校学生的情况,从教学内容、教学方法等方面进行了探索性的尝试。
1.合理选用教材,构建适合师范类生物学专业的教学内容体系
1.1精选教材。
教材是学生获得知识最主要的来源,也是任课老师上好分子生物学的第一步。教材的正确选取能够帮助学生更加容易地迈进分子生物学的大门,建立条理清晰、完整的分子生物学知识体系,也能够帮助任课老师更加有效地开展教学,设计制作多媒体课件。我校为一所师范类院校,分子生物学课程是在第三学年第二学期开设的,在此之前学生已经学习了与分子生物学有部分内容交叉的两门课程――生物化学和遗传学,因此对蛋白质、核酸,以及基因的表达都有了一定的知识基础,对于一些分子生物学名词也不再陌生,不再产生较大的排斥,这将对接下来分子生物学的学习提供极大的帮助。但由于对知识的理解和掌握能力不同,学生在分子生物学的学习之中必然会产生良莠不齐的现象。因此,精选一本适合的教材对学生更好地理解、掌握知识就显得尤为重要。分子生物学发展迅速,新知识、新技术不断涌现,国内外新版教材不断面世,如孙乃恩的《分子遗传学》、阎隆飞的《分子生物学》、郜金荣的《分子生物学》、李振刚《分子遗传学》及本杰明・卢因的《基因VIII》中译本,我们通过对这些教材的比较和分析,并针对本专业学生的特点,选择了朱玉贤等主编的《现代分子生物学》,该教材主要介绍了基因的复制、转录、表达和调节控制的过程,比较全面系统地讲解了基因的本质及其分子机制,内容紧凑、逻辑性强、图文并茂,具有鲜明的特色,同时所讲的内容也很基础,符合师范类本科生的教学要求[1]。另外,我们在完成教学大纲要求讲授的内容同时,针对一些对分子生物学具有浓厚兴趣,远远不满足于课本内容的学生,参考国内外其他优秀教材加以补充,力求使所讲授的分子生物学知识更加严谨、完整、细致,并与国际接轨。
1.2优化教学内容。
在教学内容上做到重点、难点突出,避免交叉重复。由于本课程仅有54学时,因此授课内容务求精练、易懂。对于与生物化学和遗传学中的交叉内容,如蛋白质、核酸的结构与组成,我们采取复习和提问的方式,让学生提前回顾和预习,做到温故而知新,进一步加深对这些内容的记忆和理解,为难点内容的学习打好基础。同时,可以做到由易到难、循序渐进,使学生在最初接触分子生物学这门陌生、复杂的课程时得到良好的缓冲,不会出现抵制、厌学情绪。这样一方面可以突出分子生物学是以生物化学、遗传学为基础的特点,另一方面也明确了分子生物学的教学重点,保证了课程的完整性和系统性[2]。
2.教学方法的改革
2.1充分应用现代化教学手段,使抽象内容形象化。
分子生物学内容庞大、复杂、抽象,较难理解,并且涉及大量的实验技术和操作,很难通过传统的教学方式使学生较快地理解和吸收。随着多媒体技术进入课堂,以上问题也就迎刃而解。现代化教学多媒体使高校的教学活动发生了深刻的变革,该技术利用动态画面展示事物发展的动态或推理的全过程,利用它的图画特性将抽象的、理论的东西形象化,将空间、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、模拟实践过程和再现研究过程,使学生在学习中感受到乐趣[3]。为此,我们充分应用多媒体技术,通过动画、图片等制作生动的课件,并借助动画、变静态为动态、全方位、多视角、多层次地进行演示,使抽象难懂的微观生命过程具体化、可视化,便于学生理解和掌握,从而使学生产生新鲜感,提高学习热情,增强理论教学效果。例如:原核生物乳糖操纵子的调控机制,涉及很多转录因子和DNA序列的结合,学生很难理清,很容易产生枯燥、厌烦情绪。针对以上情况,我们利用Flas来演示各转录因子是如何分别与不同的DNA序列相结合,使整个调控过程更加直观化和形象化,便于学生理解和记忆,也极大地激发了学生的学习热情[4]。
2.2不实施双语教学。
所谓双语教学(Bilingual Teaching)是指同时使用两种语言――母语及一种外语(在我国主要指汉语和英语)对同一知识进行描述,从而使学生达到理解进而完全掌握并且能够熟练应用的目的[5]。虽然双语教学能够提升生物学人才的培养质量,增强学生直接利用外语从事学习和初步研究的能力,与国际高新技术领域接轨,但是由于分子生物学是生物科学最重要的专业必修课之一,也是引导学生进入崭新的分子领域的基础性课程,因此在本科教学有限的课时内强调学生对基础知识的充分理解则显得更为关键。而只有夯实了分子生物学的基础知识,才能使学生结合所学的生物化学、遗传学进行融会贯通,掌握进一步深造并通向更高学府的钥匙。所以针对师范类院校的本科教学,考虑到教师的自身水平和学生的不同层次,我们偏向于只采用母语进行讲授。
2.3理论与实践相结合,培养学生的实验操作技能。
分子生物学是一门实践性很强的学科,除理论教学外还应包括实验课,因此在分子生物学教学中开设实验课是十分必要的。实验教学相对理论教学而言具有较强的直观性、实践性、综合性和创新性,在加强学生素质教育与培养创新能力方面有着重要的、不可替代的作用[6]。我们所采用课程教材《现代分子生物学》中也花费了很大的篇幅来讲述现代常用的分子生物学实验技术,包括核酸的提取与纯化、电泳分离与鉴定、细菌的转化与目标DNA分子的增殖、PCR扩增、蛋白质印迹、噬菌体展示等。由此可见实验操作技术对于现代分子生物学的重要性。结合各种实验技术的讲解和由此发展起来的最新的分子生物学技术可激发学生的创造性,拓宽学生的视野。学生通过动手操作会增加对所学理论知识的感性认识,同时把所学理论知识运用到实践中,激发学习兴趣,主动地去学习,解决实验操作中遇到的各种问题,从而加深对分子生物学理论知识的理解、提高动手能力。我们在实验教学的内容上设置了分子生物学中最常用、最基本的实验技术,如质粒DNA的提取与酶切鉴定、大肠杆菌感受态细胞的制备及转化、基因的原核表达、蛋白质的提取与分离、PCR扩增、动物细胞的培养及传代。在实验教学的方法上,我们坚持以学生为主、教师为辅的原则,注重学生个人实验能力的培养,从试验药品、试验器材的准备到试验具体步骤的制定均由学生独立去完成。同时,我们还鼓励学生参与教师的科研工作,包括从立题、设计试验技术路线、开展科研工作、整理数据到最后撰写论文的全过程,从而培养学生把理论应用于实践中,独立思考、独立工作的能力,为今后的硕士阶段和博士阶段的学习打下良好的基础。
经过几年的教学实践,我们逐渐摸索出了分子生物学教学的一些方法和技巧,并通过教学内容和教学方法的改革提高了分子生物学的教学效果,让学生养成了独立思考的习惯,树立了理论联系实际的作风,端正了实事求是的科学态度。
参考文献:
[1]朱玉贤,李毅.现代分子生物学(第3版)[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2]杨海灵.分子生物学实验教学改革的探索与实践[J].成都大学学报(教育科学版),2008,(4):70-71.
[3]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.
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)07-0189-02
分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。随着分子生物学新理论和技术的大量出现,其应用已渗透到生命科学的各个领域,不再是神秘、难以操作的实验技术,而成为生命科学相关教学和科研过程中的一项基础技术。例如,许多本科课程教学中以及毕业论文实验过程中都涉及分子生物学技术,同时,工业上进行菌株选育工作,也多采用了分子生物学技术,并已形成了一种发展趋势。因此,开设本科分子生物学实验课程,让学生掌握基础分子生物学操作,培养学生分析问题和解决实际问题的能力,可促使学生在毕业论文环节快速开展实验并获得结果,对于完成本科阶段学习具有重要作用,也为学生在毕业后快速投入和开展有关的科研和实际生产工作打下坚实的基础。
工科院校的培养目标就是为社会和工程应用培养工程师,培养具有坚实的基础知识和较强应用能力的人才。针对这一培养目标并结合发酵工程学科专业特色,在实际教学中不但要让学生充分理解实验的原理,对其实验操作的技术能力也提出较高的要求,同时还需要培养学生分析和解决实际应用问题的能力,以应用于未来科研和生产工作中。本文结合实际教学经历,浅谈对工科学校分子生物学实验课教学改革的探索。
一、改进教学组织方式,提高教学效率
(一)培养学生自学能力,提高课堂效率
在以往的实验课上,学生等、靠、要的思想严重泛滥,一切都等着老师传授,一旦离开老师就不知所措,不能形成良好的自学能力。针对这一问题,并根据分子生物学实验的特点,我们将实验集中安排在一段时间内完成。制定了详细的时间表,并注明每天实验的操作内容,让学生充分了解每节课要进行的内容,形成连贯的思路。同时,将详细的讲义提前发给学生,督促学生进行充分的预习,查阅有关文献资料,了解最新研究进展。在课堂上通过提问和分析式的讲解让学生理解每步操作的原理和目的。这样可激发学生的研究兴趣,不仅知道应该怎样去操作实验,还可以达到知其所以然的目的。对于不理解的知识,也可以在课堂上询问老师,问题的解决可以激发学生的兴趣,变被动学习为主动学习,形成良性循环,这不仅可提高课堂效率,还有助于培养学生形成良好的学习习惯。在课程完成后,有兴趣的同学还可在课余时间加入研究室的课题研究中,巩固实验操作能力,让抽象的理论变为可见的事物,培养学生的科研精神,丰富学生的课余生活,尤其是对于参加各种本科生科技竞赛活动的同学有极大的帮助,同时也可辅助研究生的研究,减轻研究生的工作负担。
(二)对必要操作进行演示
由于多数同学完全没有接触过分子生物学实验,实验的操作步骤又较为烦琐,难免操作失误,使后续实验受阻。而上课的时间有限,几乎没有重复操作的可能性。因此,需要对必要的操作步骤进行演示,让学生由抽象的想象转变为具体认识,减少了学生实验操作出错的概率。
(三)尽量增加每位同学的操作机会
由于分子生物学实验试剂通常较昂贵,以往实验常以小组为单位进行,不能充分锻炼学生的动手能力,也为那些有偷懒思想的同学提供了置身于实验之外的机会。我们在实验条件容许的情况下,尽量增加每个同学的动手机会,将以小组为单位进行的实验改为每人一次的实验。例如,让每个同学都进行PCR操作,并亲自将自己扩增的PCR产物加入琼脂糖凝胶中,使他们能够充分体会到分子生物学实验操作是微量的,需要准、稳。然后,从琼脂糖凝胶电泳中确定扩增出目的DN段的PCR样品,用以进行下一步实验。这样,不但可以提高同学参与实验的热情和兴趣,而且可以避免以小组为单位实验时操作失败导致后续实验受影响的现象。
二、改进课堂讲授方式,培养工科学生分析和解决问题能力
(一)培养学生分析和解决实际问题的能力
分子生物学是一项精巧的技术,其发展速度快,大量新技术不断涌现,而课堂上时间有限,仅能实践学习一些基础的分子生物学实验技术。在这有限的过程中,让学生形成分析问题和解决问题的能力,以应用于未来的科研或者生产过程中,这对于学生的发展更有长足发展意义。分子生物学实验操作需要“心灵手巧”。“心灵手巧”则可一次操作成功,否则多次重复操作仍不能获得理想结果。所谓“心灵”是指学生需要充分理解实验原理,掌握操作注意事项。例如,让学生懂得分子生物学操作要注意避免环境以及人所携带的酶类对操作对象(如DNA、RNA)的降解作用;同时,实验过程中用到的试剂极为微量,多一点、少一点可能就导致成倍数的误差。这不仅可避免他们课堂上实验的失败,在未来进行其他实验时还可以事先设想出操作的注意事项,形成分析问题的习惯和能力。即使在不能获得理想实验结果时,引导其分析实验操作过程失误的原因,提出改进的办法,可培养他们独立思考和解决问题的能力。这正可达到“授人以鱼,不如授人以渔”的效果。所谓“手巧”则要求学生有较高的动手能力。我们将操作要领总结成口诀的形式,并对口诀进行详细的解释。例如,在进行感受态细胞制备的实验中,用“冷”、“轻”两个字概括其操作的要领,也就是所有操作尽量在冰上进行,并轻柔操作防止这种处于脆弱状态的细胞破碎,以充分保证细胞的活性。这样既容易让学生理解,又方便他们记忆。此外,第一次操作过程难免出现各种问题,鼓励学生多加练习,熟能生巧,在实践中掌握真知。这对于培养同学的耐心和毅力,在未来胜任更为复杂的工作同样重要。
(二)培养学生具有“量”的工程概念
工科学校有为企业提供工程人才的义务。工业上追求高产量、高转化率、高生产速率,利用分子生物学改造生物体,也是为了追求这三高。因此,我们在教学过程中应为学生灌输“量”的概念。例如,让学生懂得所获得的重组酶,酶活越高越有应用价值,而所应用的底物价格越低越有利于工业应用。此外,让同学懂得生命体是复杂的,在不同环境下表现出的性能也不一样,经过实验摸索可获得一个最优的实验条件,从而将产量提高。进一步通过提问和布置课后思考题的方式,引导学生利用已学知识并通过查阅文献,设计、改进实验方案,展望未来可进行研究的方向,这也有助于学生在未来快速适应企业科研、生产等工作。
三、改进考核机制,综合评价学习效果
以往教学多以实验报告形式进行实验课的考核,但往往发现多份同一版本的实验报告。这些抄袭别人实验报告的同学显然不能完全掌握实验内容。另一方面,有的同学实验报告写的非常仔细、全面,但实验操作过程并不理想。因此,仅凭实验报告的质量不能够综合评价同学对实验的掌握程度。
针对上述问题,我们对实验考核机制进行了改进,增加以下考核方式:首先,在课堂上进行提问,考察学生的预习情况和对以往知识的掌握情况,并进行评分。其次,实验过程中为每个学生对操作注意事项的理解程度、操作的熟练程度以及获得结果的好坏程度进行评分,避免了不动手、靠同组同学做实验的现象,提高了学生实验的积极性。再次,对实验报告中实验数据处理、分析清晰以及对思考题讨论详尽、有创新思路的同学给予加分。促使学生通过查阅资料解决问题,增强其学习主动性和分析问题的能力,也可减少实验报告抄袭的现象。
总之,通过分子生物学实验的教学过程,引导、鼓励学生通过网络资源、图书馆资源进行扩展学习,促进学生开阔思路,形成创新性思维,形成连贯、有序的研究思路。同时,引导学生形成产量意识和工业化的思维方式,对其今后在科研和工程领域的发展都有帮助。
参考文献:
[1]李小洁,唐Z,童淑芬.本科生分子生物学实验教改中存在的问题及对策[J].科技信息,2011,(9):188.
[2]何华纲,朱姗颖,王勇,段玉清.生物技术专业分子生物学实验教学改革初探[J].中国校外教育,2011,(10).
[3]陈启龙,杨和建.分子生物学实验教学的探讨[J].黄山学院学报,2009,(3):136-138.
[4]杨海灵.分子生物学实验教学改革的探索与实践[J].成都大学学报(教育科学版),2008,(4):70-71.
[5]高利臣,肖璐,冯涛.分子生物学实验教学改革的几点思考[J].实验室研究与探索,2010,(4):99-102.
[6]田生礼,宋国丽,李辉,张建华.分子生物学实验教学模式的多样性探索[J].教育教学论坛,2011,(15):221-222.
[7]陈佩林.分子生物学实验教学内容及技术研究[J].畜牧与饲料科学,2011,(2):38.
[8]张淑平,李英姿,张荣庆.分子生物学实验课教学实践与体会[J].中国大学教学,2006,(1):49-50.