前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的生物科学培养方案主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
在教学过程中,我们发现在课程群之间也存在诸多的遗漏、重复以及衔接不当的问题。如“化学-生物化学-分子生物学-基因工程”课程群中生物化学讲授的线粒体与能量代谢、蛋白质的合成与翻译内容,“人体结构与功能学课程群”中的细胞生物学也涉及而且课时较多,而很多新颖的研究内容却由于课时限制无法传授。
课程群内部各门课程间存在较多重复及衔接问题
很多内容课程群内部多门课程都有涉猎,重复内容较多,如DNA的复制、基因的转录与加工、蛋白质的生物合成、原核与真核细胞的表达调控等诸多内容在生物化学、分子生物学、基因工程等多门课程都有涉猎,而且都作为重点内容,重复内容较多,造成学生在学习中重复学习,学习兴趣不高,而当前分子生物学与基因工程等最新的研究成果与进展等学生感兴趣,希望学习的内容却由于课时限制无法传授,存在较大的衔接性问题,迫切需要进行课程群各学科间教学内容进行内部优化改革。另外,课程群实验教学内容也存在诸多纰漏,实验内容仍然滞后于学科发展,大多实验课教学是与理论课教学相对应的,以验证性实验为主,缺乏综合性、设计性实验,内容单一、重复严重[6]。
课程群管理模式的滞后
虽然生物科学专业开展了课程群授课模式,但各门课程之间缺乏有效的沟通[7]。承担各门课程的各个教研室分属于不同的系科,不能充分的将各门课程有机的整合,尤其是缺少有效、科学的管理模式。重视年轻教师的培养,促进特色专业建设,推动合理的“专业课程群”课程管理模式。因此,要想在当前工作的基础上使生物科学专业学生培养质量全面提高到一个新的高度,迫切需要对生物科学课程群进行整合与优化,系统规划一个新的改革方案,切实有效的解决课程群间重复、衔接及课程群管理问题[8]。
蚌埠医学院生物科学专业工作基础
蚌埠医学院生物科学专业课程群在2006年进行课程设置及培养方案修订的时候,已打破了生物学和医学各课程间各自独立、互不联系的状况,率先建立学科课程群教学体系,鉴定了良好的工作基础。通过不断的优化发展,已经初具规模,具有一定的应用基础。在实行学分制的基础上,设置课程模块构成课程体系结构,课程模块下由课程群构成主体。1.人文社科课程模块:安全教育、就业指导、体育、军事理论和军事技能、思想道德修养和法律基础、形势政策、中国近代史纲要、思想和中国特色社会主义理论体系概论、基本原理、英语、专业英语、文献检索、大学计算机基础。2.自然科学课程模块:化学课程群(含无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析)。3.专业基础课程模块:人体结构与功能学、神经生物学、病理学、免疫生物学、流式细胞技术、实验核医学、药理学、医学微生物学、生物信息学。4.专业课程模块:生化与分子生物学课程群(含生物化学、分子生物学、基因工程、蛋白与酶工程)、遗传学课程群(遗传学、医学遗传学)、细胞生物学、发育生物学、生态学、生物制药技术、生物制品概论、生物统计学、生物学综合实验(含生物化学实验、生态学实验、细胞生物学实验、遗传学实验、分子生物学技术实验、蛋白与酶工程实验、现代生物学技术与探索性实验)、临床医学概要。5.专业技能模块:毕业实习、毕业论文。
科学精神对我们的思想和行为有引导作用,人类的进步有赖于科学知识。而高中阶段又是学生学习科学知识的重要时期,高中生物科学包含生物学定义、原理和事实,通过生物课堂有助于学生生物科学精神的形成。本文就本人多年来的高中生物教学体会,特总结以下几种培养学生生物科学精神的方法:
一、通过生物教材,培养学生的科学精神
高中生物课程中富含很多科学知识和科学研究的步骤、方式。比如,孟德尔在进行豌豆杂交试验时,通过8年的时间,发现了生物遗传中的分离和自由组合规律;我国科学家袁隆平通过水稻杂交的方式将水稻的亩产量提高,因而解决了我国人民的温饱问题。教师可以利用这些实例,教导学生要养成认真观察、细心思考、大胆试验的科学精神,善于发现自然世界中隐藏的秘密,并利用这些奥秘服务于人类。这些教材内容,能够拓宽学生的视野,在科学精神的熏陶下,学生的科学态度和思想将得到锻炼和提高。
二、将生物知识应用于生活,培养学生的科学精神
学习科学知识主要是为了应用于生活实践。高中生物课程中有许多内容跟生活密切联系,教师可以利用这些知识积极引导学生,使学生具有科学的应用思想和应用能力。比如,农业上农作物产量提高的主要方式就是利用提高植物光合作用的利用率,间作套种、合理密植;遗传学中人类研究DNA密码,促使人类提前预防疾病。教师讲述这些知识时,不仅要将这些知识的基本原理告诉学生,还要让学生知道学会了生物学知识就可以协调人与自然的关系,将这些知识应用于实际,可以为人类造福,让学生们理解学习生物知识的作用和意义。
三、通过生物学中的科学发现过程,培养学生崇尚科学的精神
发现实际生活中常见的生物应用过程是复杂和曲折的。这些故事可以激发学生的好奇心,引发学生的求知渴望,培养学生崇尚科学的态度。
案例一:青霉素是广泛应用在治疗疾病的一种药物,弗莱明最初也是在试验中偶然发现了溶菌酶。患感冒的弗莱明某天观察培养皿中的菌种,突然将流出的鼻黏液加到了其中一个培养皿里,后来黏液周围的细菌被溶解掉,进而发现了溶菌酶。
案例二:詹纳通过细心的观察和冷静的思考,发现了牛痘能够预防天花,从而极大地降低了天花的死亡率。教师通过讲解这些生物的发现过程,使学生养成观察生命现象的热情,并积极探索生物科学领域。
四、通过生物实验,使学生养成求真务实、严谨的科学精神
生物科学知识大都是在众多的生物实验基础上发现的,通过实验可以培养学生求真务实、严谨的科学精神。
1. 在实验过程中,教师要充分利用实验带来的直观效应使学生养成敏锐的探究能力,刺激学生的学习兴趣。生物课中进行分组实验时,教师要让学生掌握正确的观察方法,进而使学生形成谨慎的科学态度。比如,在探索生物酶的作用时,要让学生掌握操作技巧,了解原理和方法,培养学生严谨的生物实验精神。生物科学的发现偶然性和必然性的结合,但是严谨认真的科学精神是发现这些的基本条件。
2. 培养学生单独进行和设计实验的能力。生物课程的实验性要求学生要有独立操作和设计实验的能力。教师在指导学生进行实验操作的时候,鼓励学生多动手,多实践,严格地进行实验操作,仔细观察和记录,对实验现象和实验数据进行有效的分析,得出相对应的实验结论。学生进行实验的过程中,有的试验成功,有的试验因为某些原因失败了,学生要善于总结经验教训,然后在不断反思中进步。
3. 通过实验培养学生的求实精神。由于某些原因导致无法实行实验的预见方案,也未能出现预见的实验现象,教师最好不要直接告诉学生原因,也不要停止学生的实验,而要正确引导学生找出原因,修改方案,找到解决方法,养成学生求实的科学精神。
五、在生物教学中,促使学生对科学养成坚持不懈的追求精神
1、 探究性学习提高了学生的生物科学素养能力
生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需
要的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。在传统课堂教学中,过多强调单纯依靠知识的传承、讲授和灌输,学生长期处于被动地位。这样的教学模式,既不能全面提高学生的生物科学素养,也不利于学生的身心健康。探究性学习,注重在探究过程中主动地获取体验和知识、应用知识,解决问题的学习活动,从根本上变革了学生的学习方式。学生在理解基本科学现象、规律以及科学原理的基础上,运用科学知识,理解或解释发生在身边的生物科学现象,形成正确的情感、态度,价值观和科学世界观,并掌握一系列的相关技能。因此,探究性学习能提高学生自身生物科学素养的能力。
2、 探究性学习培养学生生物科学素养的几点思考
探究性学习是一种新的教学模式,所以无章可循。不过,在多年的教学实践
中,就培养学生生物科学素养方面,我认为可以从以下几方面进行思考:
2.1创设多方面的科学探究活动,丰富和积累科学知识
了解科学知识的本质,是具有科学素养的人应具备的条件之一。作为学生,获取科学知识的途径,大部分主要来自书本知识。书本知识是前人体验和经验的总结,缺少学生直接经验的过程和真正的体验。而探究性学习是实践活动性很强的学习,因此,在教学活动中,我们可以多路并举、采用灵活多变的教学方式和策略,积极创设科学探究活动,使学生从科学探究中获得的知识与从其它方式获得的知识联系起来,奠定扎实的科学基础,丰富和积累科学知识。
2.1.1引导学生收集信息,处理信息,获取新知
随着科学技术的日新月异,生物科学知识也在不断的更新和发展,一些新的概念、新的技术等不可避免的要在教学过程中反映出来。如干细胞、人类基因组计划、转基因技术等。教学中,组织学生从网络上、从书本中、从生活里搜集有关这方面的资料,就可加深对这些知识的了解和认识,通过解读有关数据,处理有关信息,从而获取新知。
2.1.2组织学生调查研究,提出问题,解决问题
生物科学知识紧密联系人们的生活实际、生产实例,如细胞的分裂、分化与癌变;免疫、传染病与艾滋病;减数分裂、受精作用与试管婴儿;生态平衡与沙尘暴等。教学中,组织学生根据实际情况,针对性的提出问题,开展调查研究活动,运用所学的基础知识提出见解或深层次的质疑,作出分析决策。通过参与和解决现实生活中的具体问题,来获得科学与技术知识。
2.1.3组织学生设计实验,动手操作,建构新知
生物科学本身就是一门实验科学。新的课程标准增设了更多的实验内容,强调让学生尽可能多地身临其境,亲自动手。如模拟实验探究膜的透性、探究影响酶活动的因素、探究酵母菌的呼吸方式等等,教学中,组织学生针对提出的问题,像科学家一样自己设计实验方案,自己动手操作实验,对实验的数据进行分析、判断和推理,将实验结果和已有的知识联系起来,形成超越巳有知识的新的理解,建构新知。
2. 2强调探究亲历过程、重视探究技能的规范化训练,培养科学探究能力
2.2.1让学生亲身体验探究的过程
探究性学习活动是以学生为核心,由学生自主提出问题、自行设计实验去探究想要知道的“未知性”的实验结果。探究过程中,充分体现学生学习的自主性:思路让学生自主探究,方法让学生自主寻找,规律让学生自主发现,问题让学生自主解决。最终达到让学生在“活动”中学习,在“主动”中发展,在“合作”中增知,在“探究”中创新。例如,在完成《探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用》实验时,我和学生是这样开展探究活动的:(1)教师提出问题:淀粉和蔗糖是否都能被淀粉酶水解?(2)学生作出假设:淀粉酶只能水解淀粉(此时学生已有了酶的专一性知识)。(3)制定方案、实施计划:首先学生在课前自己查找有关资料,淀粉和蔗糖的水解产物是什么?鉴定淀粉和蔗糖水解程度的特定颜色反应有哪些?然后根据已有的知识,设计实施方案,要证明实验假设,选定什么样的方法?采取哪些实验步骤?需要哪些器材、药品?最后根据自己的计划实施完成。(4)根据实验结果,推断自己提出的假设,得出结论。(5)小组之间交流讨论,评定各自的设计方案是否科学?实验方法是否合理?实验操作是否严谨?有哪些心得和体会等等。通过亲历探究过程,学生在建构知识意义的同时,真正享受到了探究的乐趣,提高了探究的技能。
2.2.2规范学生的基本探究技能
探究性学习的核心在于对问题的探究,探究活动无论是在内容、目的、操作,还是组织形式等方面都有着较高的要求。特别是学生的操作技能是否熟练、规范,不仅直接影响到科学探究的质量,而且也影响着生物科学素养的提高。例如探究活动的基本方法之一—观察,必须有明确目的,掌握一定的观察方法,具有良好的观察习惯。在观察探究活动中,既要通过问题的形式让学生明确观察的目的,更要引导学生通过观察来发现问题、提出问题,养成积极思考的好习惯。然后在观察的基础上,学生自主讨论,交流看法和体会,从而获得新的知识。同样的道理,在各种探究活动时,教师要根据课程标准中提出的要求,结合教材中的具体内容,对学生进行观察、发现和提出问题、作出假设和推理、调查、实验设计和操作、搜集和分析资料等基本技能和方法的规范化训练和指导。学生掌握了这些规范化的基本技能和方法,就能懂得探究活动中到底要探究什么,如何进行探究内容的设计、探究过程的分析和探究结果的评价等,因而,科学探究的能力得到了最大程度的发展。
2.3学习生物科学史及科学探究历程,培养科学情感态度与价值观
科学是一个发展的过程。在高中生物课程中,有不少内容涉及到生物科学史及科学探究历程,如细胞学说的提出、酶的发现、光合作用的发现、生长素的发现、人类对遗传物质的探索过程、孟德尔遗传实验及遗传的基本规律的总结、达尔文生物进化理论的提出等等。学生学习这些生物科学的发展史及其科学探究历程,可沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究方法,通过了解科学家面对问题的思考或试验探索过程,从中领悟到科学家的创造过程及解决问题的方法;了解到科学理论的暂时性与不确定性,开阔心胸,勇于接受错误;了解到科学与社会之间的关系,缩小科学与人文之间的鸿沟。因此培养了学生正确的情感、态度、价值观和科学世界观,并且还可以以此来指导自身的行为。
总之,科学素养尽管是对科学了解的最基本标准,但也不是通过简单的在学校各种教育中一下子培养起来的,只有终身学习才能达到理想的地步。探究性学习也不是全部的教学活动,教学的策略和方法也是多种多样的。然而,我们提倡探究性学习,合理运用探究性学习的教学模式,学生的科学素养是可以得到真正的提高的。
参考文献
关键词:生物科学专业;分子生物学实验;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)11-0038-02
21世纪是生命科学的世纪,作为生命科学的重点学科,分子生物学有着举足轻重的作用,而实验教学作为理论教学的重要补充和发展,是培养学生理论与实践相结合、掌握基本技术、提高科学思维能力和独立操作能力的有效方法。高等教育实施素质教育要以培养学生的创新精神和实践能力为重点,培养学生的科学精神和创新思维习惯,重视培养学生收集处理信息、获取新知识、分析和解决问题的能力。本文旨在结合当前高等教育改革形势,以及现代生物科学理论与技术的迅速发展,对所开设的分子生物学实验在技术方法水平、培养学生综合素质及创新思维能力、实验考核体系等方面进行改革,使我校生物科学专业分子生物学实验教学更上一个台阶。
一、针对生物科学专业特点完善实验教材
生物科学专业人才培养是发展国家生物高新技术产业的关键,同时与农业、林业、畜牧业、渔业、轻工业和医药卫生的发展密切相关,因此,生物科学专业人才培养质量的好坏,与国家的经济建设密切相关。长期以来,各重点综合性大学对生物科学专业人才的培养,根据培养目标与培养规格,进行了有益探讨,形成了相对合理的人才培养方案。而目前国内出版的分子生物学实验指导教材多侧重于基因重组与蛋白表达方向的实验项目,没有专门针对生物科学专业方向的学生编写的实验教材,不适合在生物科学专业本科生教学中应用。我们通过多年的实践教学并结合生物科学专业特点,结合生物科学专业教学大纲和生物科学技术发展状况,使教材更加符合生物科学专业方向学生的认识和发展规律,又具有新颖性、趣味性和一定的综合难度;同时我们改变传统教材的编写模式,增加新的编写思路,将经典的验证性实验,与代表学科前沿或从生产实际中转化而来的综合性、设计性实验内容结合,从单纯的验证理论转移到加强学生的实践训练上来。使实验背景资料、实验原理、基础技能、实验目标、材料准备等内容更加描述详尽并通俗易懂,更加适合学生阅读并实践。
二、加强分子生物学基本实验技能培训
分子生物学实验是实践性非常强的一门课程,加强分子生物学“基本知识、基本理论、基本技能”方面的能力训练是提高生物科学专业学生综合素质的前提和必要条件。基本实验技能主要是培养学生正确规范扎实的实验技能、严谨科学的实验态度和良好的实验习惯。因此我们针对生物科学专业的学生开设了分子生物学基础实验技能实验,将微量可调移液枪的使用,PCR仪的使用,电泳槽的使用,高速离心机的使用,LB基础培养基的配制、植物基因组DNA的提取、PCR反应程序的设置及PCR反应的运行、琼脂糖凝胶的制备、加样、电泳以及凝胶成像、结果观察等基础技能编写到学生实验课教材中,图文并茂地详细阐述操作方法、操作步骤、技能要点、仪器设备等,此外组织录制实验操作演示录像,制作多媒体实验课件等作为教材的辅助材料。专门设置基础技能开放训练室,配制必要的实验仪器和药品,全天开放,学生可以利用业余时间练习,并且安排专门时间对学生进行基础实验技能考核。结合分子生物学课程体系的总体规划和目标,创建了一个以科研探索为主体的开放性实验教学平台。以学生实验小组的形式开展灵活多样的业余科研活动。首先制定切实可行开放性实验计划,由学生以小组的形式在老师指导下查阅资料、设计实验方案。在此基础上,进行实验项目的汇总,然后准备开放内容及相关实验项目,择优进行多层次的学生研究性和探索性实验。优化整合分子生物学基本实验技术,要求学生完成药品准备、培养基制备等过程,让学生理解和明白实验的原理和完成实验的关键点,做到充分让学生自己动手、自己观察、自己讨论、自己总结,加强学生“三基”培养。这样一个全过程综合了微量可调取液器、旋涡振荡器、高压灭菌锅、PCR仪、台式高速离心机及微量离心机的使用、微波炉、电泳槽和电泳仪、凝胶成像仪等仪器设备的操作和溶液制备。通过综合性、设计性实验不仅调动起学生学习的主动性和积极性,而且可以培养学生的科学创新精神和实际动手能力,有利于学生个性的发展和素质的提高。此外,指导老师课前认真备课,做好预备实验,明确每个实验的重点和难点,对实验的基本技术、操作要领和注意事项要重点讲解,对关键技术环节和操作要进行示范,使学生做到规范操作,达到提高学生“基本知识、基本理论、基本技能”能力的目的。
三、结合生物科学专业特点优化实验教学方法
目前分子生物学实验指导书中的实验内容大都是验证性的,学生按照实验指导书按部就班地操作,实验报告按固定格式填写。使学生的能力培养受到限制,因此我们在教学方法方面进行了改革。每次实验前要求学生进行预习,了解实验要求、步骤等。在实验前我们对实验中的一些主要内容和一些容易出错的问题进行提问。并且把回答问题的情况记下来,以便以后给成绩时作参考。实验前进行30分钟左右的讲解,主要解释实验中出现的关键概念,使学生更加明确实验目的。同时利用实验间隙对个别同学进行单独辅导,尽量使学生在课堂上产生的疑惑在课堂上解决。每次实验前,集中讲解实验原理,把本质问题讲解透彻,同时分析实验步骤,并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行演示,使学生能更好地掌握实验原理和技术,并在实验前做到“胸有成竹”。这样不但调动了学生的学习主动性,还培养了学生的独立思维和判断性思维能力。重视实验原理、方法步骤和注意事项的讲解,用简单的比喻来加强学生对抽象理论的理解,做到通俗易懂。对于仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题,减少每组开课人数可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾,提高实验教学的质量。
四、针对生物科学专业,完善实验考核体系
目前我校分子生物学实验还没有纳入单独考核范围内,在实验项目分类、教学内容、考核方式以及成绩划分等环节上缺乏整体布局设计,制约了实验教学内容的整合,影响考核体系的建立。实验教学考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段,也是提高实验教学质量的有效措施。分子生物学实验应注重全面考查生物科学专业本科生的素质,不仅要考查学生所掌握的基本知识和技能,还要考查学生独立思考和综合运用的能力,以及在实验操作中表现出来的认真的态度、实事求是的科学作风和团队合作精神等。以“公平、公正”为原则,不断探索和完善实验考核体系。针对生物科学专业特点我们建立了一套较为科学合理、客观公正的实验成绩考核体系。针对平时成绩制定了课堂成绩、实验报告成绩的考核标准;对实验考试制定了操作考试题目的出题思路和笔试各题型的适用范围,给出了考核体系的实施,增强了教师的责任感,激发了学生的学习热情,调动了学生学习的积极性,提高了实验教学质量。过去,学生只要来实验室做实验,实验成绩就通过了。这样做显然是很片面的,很难调动学生的积极性。针对这种情况我们改革了考核办法。评定考核成绩(占40%),书写实验报告成绩(占40%),实验前的预习、提问的成绩(占10%),在实验考试中学生的独立操作能力和熟练程度(占10%),综合以上几个方面客观地评定成绩。由于成绩评定过程比较客观,减少了教师的主观随意性,学生感到公平、合理。近3年来,我们进行的一系列的实验教学改革,取得了一定的成绩。我们对学生进行了问卷调查,调查结果显示,95%以上的学生欢迎和支持实验教学改革,并对以后的教学改革提出了宝贵的建议。
参考文献:
[1]杨清玲,陈昌杰,等.本科生分子生物学实验教学改革的实践和体会[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2007,(01).
[2]曹华,裴鹏,等.分子生物学实验教学中创新能力的培养[J].医学教育探索,2006,5(6).
[3]冯尚国,王慧中.分子生物学实验教学改革初探[J].科技资迅,2010,(17).
1.开展生物课外探究性学习活动的必要性
1.1 理论依据――“做中学”和建构主义学习理论
“做中学”是美国著名的教育家杜威全部教学理论的基本原则,他把“做”看成是人的本能活动。在他看来,教育除了过程之外并无另外的目的。学生要有一个真实的经验的情境,在这个情境内部产生一个真实的问题,作为思维的刺激物,他要占有必要的知识资料,从事必要的观察,一步一步的展开他所想出的解决问题的方法。
建构主义学习理论认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情境即社会文化下,借助他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得的。
建构主义教学改革的基本思路是:基于问题解决来建构知识,通过问题解决来学习。生物课外探究性学习活动既能将学生置于模拟的问题情境或现实生活的问题情境之中,开发其多元的智力潜能,发展其解决实际问题的能力,也最能体现构建主义教学所强调的主动性、情境性、合作性、建构性四大特征。从生物课外实验探究着手培养学生科学探究能力是合乎构建主义教学理念的。
2.开展生物课外探究性学习活动,培养学生科学探究能力的推进策略
2.1 让学生学会选择,自主确立小课题
新课程突出科学探究,所以教材在编写上在原来老教材实验的基础上增加了探究、活动及讨论、思考等方面的内容。它留有许多的余地,给同学们去想一想,动一动,这为我们开展探究性活动提供了空间。哪些 问题需要深入探究,探究什么,这是开展生物探究性学习活动的前提和基础,也是第一环节。那么应该如何指导学生开发选择课题呢?
首先,要根据新课题标准收集、整理适于学生进行探究的小课题。如部分探究和完整探究活动的案例,有关观察、调查、检索活动的案例,有关控制实验变量的案例,有关技术设计的案例等。其次,确定小课题时,将科学各个知识点寓于其中。探究是为了解决具体的科学问题,理解具体的科学原理。再次,在确定探究课题时,应充分考虑课题难道要适合中学生特点,考虑学生知识储备及能力前提等。将一些总结性实验、验证性实验改为探究性实验。通过开展生物课外探究性学习活动,让学生在课外模拟学术研究,对自己感兴趣的有关生物问题进行探究,使学生形成积极探索、主动获取知识的学习态度,进而培养学生实践和创新的能力,提高生物科学素养。
2.2 让学生学会探究,体验感悟小课题
确定好探究课题之后,最关键的一步是成立探究小组,制定方案,并依据方案开展合作探究。探究活动,需要同学们彼此之间进行协作、会话。为了方便开展,可以将学生进行分组。一般5-6人一组,每一小组设一个组长。依据探究课题,先小组讨论,寻求较优化的设计,写出计划,制定切实可行的探究方案,在各小组交流本组计划,希望通过不同观点的冲突、碰撞、补充、修正,加深每一主体对问题的理解。教师给予必要的指导,提出意见,改进小课题实施的步骤,最后进行分工协作。教师全程进行技术指导。如“探究酸雨对绿豆发芽率的影响”探究活动方案,本案例传递的信息主要有:生物的生存依赖一定的环境;生物圈是人类与其它生物的共同家园;人类的活动严重影响了生物圈;在人为模拟的情况下,可以再现自然过程,方便观察和实验研究;安全实验的技能。
2.3 让学生学会整理、总结评价小课题
课题探究之后的分析整理、思考归纳,反馈评价是探究的主要任务,也是考查学生综合分析能力的重要依据,它的结果远远超出课题探究的成果本身。一般的做法是让学生以小组为单位,对探究进行课题小结,展示实验成果和探究报告。
课程群选择了最能体现生物科学研究理论素质和综合素质培养的五门课程构建网络教学平台。该基础课程群中,《植物学》及《植物生理学》从植物的分类、结构、生理特点等方面介绍生物学研究中必备的植物学知识基础;《动物学》介绍生物学研究中动物材料的分类、结构;《生物化学》从物质组成及物质代谢规律方面深化学生对生物体的理解并使学生掌握生物学检测的基本方法;《分子生物学》从遗传信息的传递角度阐述生命科学的最新理论和研究进展,同时《生物化学》为《植物生理学》、《分子生物学》的学习提供理论基础和实验技能。该课程群的设计理念是使生物科学专业学生认识生命科学的研究对象,研究的基本理论、基本技能和基本方法,使学生一定程度上掌握发现生命科学问题,并提出解决问题的思路,形成“大生物”的理念,成为系统全面地掌握生物学基础理论和实验技能,且基础扎实、创新能力强、可持续发展的应用型人才。在各门课程的教学中注意各二级学科知识点的交叉,同时追踪学科前沿,及时把最新发展和教研教改成果引入教学,课程群的建设同时为后续课程以及相关专业提供动物和植物的分类、生理、物质组成和遗传基础。
2课程群优化建设措施
课程群建设是课程组合知识体系的重组,同时也是对教学大纲和教学计划的再设计,课程群的建设离不开精品课程建设和优秀师资的培养。
2.1理论课程的整合
“生物科学专业基础课程群”教学团队主讲教师经过多年的教学实践和沟通,在各门课程互通有无的基础上,整体优化教学内容,避免交叉性内容的重复。对于在前序课程中已经出现的交叉内容,主讲教师通过适度引导方式,引导学生巩固和复习,重点强化交叉知识在新课程中的运用和扩展。这样既克服了学生的厌学情绪,又强化了对知识的运用,激发了学生的学习兴趣,提高了教学效果。生物化学是生物科学专业学生的主要专业基础课,不但内容多,而且难度大,且与分子生物学的有些内容高度重复。因此,有必要对教学内容进行整合和优化。生物大分子中糖类、脂类、蛋白质和核酸等物质的结构、功能及代谢等内容在生物化学课中讲授,而复制、转录、蛋白质翻译和基因表达调控等在分子生物学中讲授。生物化学中涉及的光合磷酸化的内容则在植物生理学中重点讲述。教学内容的重组可以避免课程内容交叉、重复,使知识的系统性、连贯性增强,缩短了相应课程的理论教学学时,保证了在压缩学时的情况下,有效地提高教学效果和效率。
2.2实验课程的整合
实验课程的整合主要体现在《生物化学》、《植物生理学》和《分子生物学》的实验教学中,为了整合学院实验教学资源,最大限度地利用现有的实验教学资源,每学期以实验内容论证的方式,优化整合课程群中实验教学内容。例如,把生物化学的酶学实验和植物生理学中的植物抗逆性实验整合在一起开设,既使学生掌握了酶的分离纯化、活性鉴定的方法,也开拓了学生的眼界,增强了学生对酶活性测定在实践中应用的理解,同时节约了资源。在生物化学实验中强调蛋白质的分离、纯化的鉴定,而把核酸提取和检测与分子生物学的相关内容整合在一起,这样既避免了实验经费的浪费,也大大增加了实验项目的数目。在植物学实验中开设显微镜使用方法课程,而在动物学实验中不再设计显微镜使用方法的课时。在动植物野外实习中,将动物学实习和植物学实习结合在一起。同时,在实验教学中采取“4+3+3”的内容设置,即基础性实验占40%,让学生掌握一些基本实验仪器的使用和基础理论知识的验证,综合设计性实验和创新性实验各占30%。综合设计性实验是在掌握基本实验技能的基础上,自行设计实验方案,并检验方案的正确性与合理性;创新性实验是对从未做过或还未完成的科学研究进行的探索性实验,结合学院教师的科研课题进行。通过3种承载不同教学目的实验的开设,巩固理论知识,初步使学生建立设计实验方案的思维方式,熟悉各类实验室仪器设备的使用方法,提高实验技能技巧,掌握获得实验数据的手段和方法,使学生学会实验数据的处理方法,培养学生的综合素质和创新能力。
2.3教学队伍建设
师资队伍建设是课程建设的主要内容之一,以课程群为载体建设教学团队,可以使团队成员更好地进行教学技能的沟通、课程内容的整合以及课程结构体系的把握。根据课程特点,结合教师专业学科背景及教学经历,遵循“老中青”结合及“以老带新,以老带青”的原则,鼓励年轻教师以主讲教师助教身份听课、批阅作业熟悉教学工作。其次,鼓励年轻教师通过访学及攻读博士学位的方式深造,聘请学术带头人和学术水平较高的客座教授,引领教师整体教学、科研素质提高。经过几年的师资队伍建设,生物科学专业基础课程群形成了由教授、博士、教学骨干组成的一流的师资队伍。
2.4改革教学方法和教学手段
在课程群建设中,在教学方法和手段上进行了多方面的探索和改革,在各门课程讲授基本理论的同时注重向学生传授科学的学习方法,培养学生把握学科的思维方式和研究方法,如在生物化学糖酵解内容讲述过程中,首先将糖酵解途径的研究历程展现给学生,在这一过程中,使学生了解了生物科学研究的基本方法,同时培养了学生的研究思维,更培养了学生对科学研究的兴趣。随着计算机的应用,多媒体教学在当代教学中正发挥着越来越重要的作用。通过PPT和动画的应用,将难理解的、枯燥的内容通过精美图片、动画短片生动地展现出来,从而使枯燥乏味的课堂内容变成生动有趣的探索过程,有效提高了学生的学习兴趣。如在植物学教学中,将历年野外实习中拍摄的植物图片制作成课件,使理论内容的讲解更生动。在利用多媒体教学的同时,也积极运用传统的板书教学,如在生物化学教学中,将三羧酸循环的内容设计为传统的板书教学,强化了学生对这部分内容中物质结构变化的理解。此外,课程群的所有课程在开课前将所有信息,如教学大纲、教学方案、实验计划、实验课件、理论教学课件等上传到德州学院网络教学平台,有助于学生根据教学进度自觉地进行预习、复习。
3结语
关键词:生物,探究性实验,科学素养
在当今社会,一个不具有科学素养的公民,将很难在未来社会中生活和生存。科学素养已成为每个人的基本需要。生物科学素养,就是指学生将来参加社会生活,从事经济生产,作出个人决策所必需的对生物学概念和过程的理解,以及一定的探究能力,还要较好地理解科学技术与社会的相互关系和科学的本质,形成科学的态度和正确的价值观。
发展学生科学探究能力是生物新课程标准的能力目标,也是提高生物科学素养的一个重要途径。生物新课程标准中指出:发展科学探究能力应初步具有观察能力、获取和处理信息能力,思维能力,由微观到宏观、由现象到本质的推理判断能力,对生物学知识之间内在联系的分析归纳能力,实验能力等。因此我在教学中力求体现学生的主体地位,并且通过各种手段让学生积极参与到教学中来,通过探究活动让学生的思维真正“活”起来、“动”起来,从而使他们获取新知识的能力、思维能力、动手实践能力、实验探究能力这四个基础探究能力等得到充分的发展。
综合以上意见,探究式教学是培养学生生物科学素养的最重要且最有效的途径,培养生物科学素养是探究性学习的最终目的。那么,如何利用探究式实验教学这把钥匙,来开启提高学生生物科学素养之门?下面就这个问题谈一点看法。
一、利用科学的观察探究性实验,培养学生获取科学知识的能力
生物进化论创始人达尔文曾经说过:“我既没有突出的理解能力,也没有过人的才智,只是观察那些稍纵即逝的事物,并对其精细的观察……”。可他却有那么多重大的发现,举世闻名。这足以说明生物教学中培养学生观察能力和实验操作能力是至关重要的。而实验恰恰就是培养学生观察和操作能力的最佳途径。
初中生物教材的突出特点就是图文并茂,培养学生阅读图示获取信息,是素质教育的要求,是符合生物科学学习规律的。因此在教学过程中注重引导学生多观察模式图,使学生在直观的读图活动中,逐步树立生物的结构与功能相适应的基本观点,同时也培养了学生主动参与的意识。例如在“观察动植物细胞”的实验中,我模拟了电子游戏中“找不同”的玩法,设计了将动植物两种不同细胞的显微结构图对比观察找不同的活动,学生兴趣盎然,勇于参与,找出两种细胞结构的不同点,于是我又引导学生联系以往学过的知识进行归纳总结。这样的教学能更好地引导学生利用教材的图解内容学习生物学知识,而且也更好地培养学生获取知识、运用知识的能力。
二、指导动手反思,培养实事求是的科学态度
对于学生来说实事求是是一种非常重要的思维品质。在科学教育中,培养学生诚实的品质要求学生要真实地报告和记录在实验中观察到的东西,而不是学生想像中应该是的东西,也不是学生认为老师想要的东西。生物新课标及新教材在学习方向、方法上都有根本的改变,突出了学生在学习活动中的探究过程,让学生通过真实的观察、动手、动脑,认真思维和表达,以获得实际能力和真实的体验。每一次探究活动都尽量让学生自己搞清原理,认真操作、仔细观察并作好记录,不要因为怕实验失败而一开始就严格将学生禁锢在实验指导的套路内,或教师的操纵下,制造成功的假象。面对实验结果,教师不盲目赞扬“成功”小组,批评“失败”的小组,而是首先肯定他们敢于实事求是,敢于面对现实的勇气,然后再引导他们总结分析找出失败的原因毕业论文格式范文。
在探究性学习中,还可通过一些科学史中生动、有趣的事例,引起学生学习的极大兴趣,培养学生实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。如:詹纳从挤牛奶的姑娘为什么不得天花受到启发,发现种牛痘可以预防天花;牛顿看到苹果从树上掉到地上而受到启发,发现了万有引力定律;还有道尔顿发现给妈妈买的圣诞礼物——袜子的颜色,他和弟弟的看法与他妈妈和周围许多人不同而成了第一个发现色盲的人……。使学生认识到科学从“发问”开始,以“解疑”为终探究性实验,问题往往是发现之母。启发学生以实事求是的态度去勇于探索。
三、激发创新的火花,培养学生创造能力
创造力一般分为两种:一种是特殊才能的创造力,主要是指科学家、发明家和艺术家等杰出人物的创造力;另一种是自我实现的创造力,它指的是对人类社会和其他人来讲未必是新的,但对自己来说是初次进行的、新的、前所未有的。中学生的创造力主要不是要求每个人都去搞发明创造,而是要求学生进行独立思考的创造性学习。因此,中学生的创造力主要是自我实现的创造力。
由于初中学生具有丰富的想象力,加上各人不同的探究角度和探究方法,他们在自主探究的过程中常常会提出一些“异想天开”的问题。对此,教师不应轻易说“不”,不掐灭学生瞬间产生的思维火花,应充分挖掘其“异想天开”中的合理成分,鼓励他们大胆设想,小心求证。例如,在探究空气流动对植物蒸腾作用的影响时,学生根据课本中的提示,设计的方案是取两棵大小相同的新鲜芹菜,分别插入盛有同样多的水的玻璃瓶中,将瓶口密封。将两棵芹菜都放在阳光下,其中一棵用电风扇吹风。过一段时间后,观察两个瓶中的水面高度有没有差别。此时学生提出,该方案存在缺陷,因为不可能找到完全相同的两棵芹菜。他提出了自己设计的方案:取同种的新鲜蔬菜,通过称重分成相近的两份,并记下各份的重量,然后将这两份蔬菜放在阳光下,其中一份用电风扇吹风,一段时间后,再将它们分别称重,比较两份蔬菜前后重量的变化。我充分肯定了该学生的方案,表扬了他们的创新精神,并鼓励他们去大胆尝试。
四、促进小组分工协作,培养团队合作的科学精神
探究式学习过程中,有时候学生较难独立完成一项活动,任务的完成需要学生之间的密切协作,或经过集体协商,进行任务分工,并将各自取得的成就进行整合,这种合作学习的方式也有助于良好学习氛围的形成,增强学生的合作意识,而这种主动参与和合作意识也是现代社会的集团化发展趋势所需要的。
小组学习创设了人人参与的空间,教室里十几个小组同时有人发言探究性实验,参与人数多了;有些胆小的、能力差的学生不敢在大班发言,在小组中比较放松,也能发表意见,参与面广了;同学中有不同意见,可以平等争论,发言内容更丰富了,参与质量提高了;同一小组中能力差的学生可向能力强的学生请教,不仅增强了学生参与的主动性,而且弥补了教师个别辅导的不足。这样的课堂教学就给每个学生机会,让每个学生都有探究的机会,都有探究的时间。由于学生思维能力的差异或者是思考问题的角度不同,在解决问题的速度和方法上也可能会有所不同。如果我们组织学生在寻找解决问题方法的过程中进行讨论,他们就能够在讨论中相互得到启发,就能够比较顺利地找到各种解决问题的方法。
总之,探究性实验的引入,是教学领域中的革命,在培养学生科学的态度和毅力,促进具有创造精神和实践能力的人才的培养中,发挥了重要的作用。它更加重视学生智力的开发,更加重视对学生获取知识能力的培养,有利于学生对知识的掌握、积累和运用,有利于“知识——能力”的转化,也充分体现出知识的运用和能力的发展等教学新要求。
参考文献:
[1]谭静,“用探究性学习的钥匙开启学生科学素质的大门”,《中学生物学》,2003.[4]:21-23。
[2]《生物课程标准》,“关于‘提高学生科学素养’的理解”,《全日制义务教育生物课程标准解读》。
[3]秦亚平,“研究性学习与生物课堂改革”,《中学生物教学》,2002,[7-8]:8-9。
[4]陈英水,“生物探究式学习与实践的理性思考”,《中学生物教学》,2003.[7-8]:41-42。
1实验是倡导科学精神及情感态度、价值观的有效手段。
1.1.实验有利于培养学生的合作精神。无论是实验设计,实验操作,实验的完善、结论的得出、结论的呈现形式等,都需要大家集思广益,团结协作,要求每位同学积极发挥自己的作用,从而培养学生的信息交流能力和集体协作精神。
1.2.实验有利于培养学生严谨求实的科学态度和坚持不懈的探索精神。在实验中,学生不按照规范的操作流程操作,不细致观察实验过程和现象,不具有迎难而上的挑战精神;或者歪曲实验现象,不尊重实验结果,轻率得出实验结论等,实验都很难获得成功。所以需要学生有严谨求实的科学态度、坚持不懈的探索精神,实验才能真正发挥提高科学素养的作用。
1.3.实验有利于培养学生敬畏自然、尊重生命的人文精神,学会与自然和谐相处,保护生态,建立正确的生命价值观。
2实验能促进对科学技术与社会的关系的理解。实验能让学生更加全面深刻地理解科学技术的价值,理解科学技术发展对社会的多方面影响,更辩证的看待科学、技术和社会之间的关系。理解生物科学技术和发展经济,生物科学技术和环境保护,生物科学技术和改善生活水平,生物科学技术的应用与伦理道德、法律规范等的关系。总之,生物实验教学是激发学生的学习兴趣、培养创新能力、鼓励科学探究精神的最佳平台,是培养学生科学方法论、发展学生创新思维、提高学生科学素养的有效途径。
二、实验教学中培养学生生物科学素养的途径
2.1转变实验教学观念,培养学生掌握科学的研究方法当知识是靠自己的思维得来时才是自己的知识。因此,生物教学应该是生物活动的教学而不应是生物活动结果的教学,重要的不是结论而是认知过程。 以实验为基础是生物教学最基本的特征之一。从实验现象到某一生物概念、规律的形成需要一个过程,在这个过程中,教师不仅要重视教给学生如何通过实验现象或结果的分析形成概念或规律,而且还要教给学生如何进一步深入理解概念或规律形成的思路和方法。传统的实验教学目的是“重结论”,而不是将实验作为“再发现”的过程,视为知识的形成过程。因此,应转变观念,建立以实验教学为基础的生物教学观,充分挖掘生物实验的教学潜能,为实施素质教育创造条件,营造一个良好的生物实验教学环境。
2.2对实验进行拓展和延伸,培养学生的创新能力生物实验在培养学生的科学态度、训练学生的科学方法,特别是完善学生的创造思维方面,具有独到的功能。但是在其教学方法的选择上,还存在着一些不尽如人意的地方,阻碍着生物实验在“完善学生创造思维素质”方面重要功能的发挥。因此,探索中学生物实验的教学方法与完善学生创造思维素质之间的相互关系,是一个重要的研究内容。其中延伸和拓展生物实验是一种重要的尝试。通过这样的活动,学生思维的广度和深度得到了拓展,探究事物的意识得到增强,创新意识和创新能力得到了提高,同时学习积极性进一步高涨。
2.3加强实验设计,追求实验过程探究性皮亚杰曾说过“:复制的真理只能算半个真理。”其活动建构论则指出,活动是连接主、客体的桥梁,是认知发展最直接的源泉。学生自主求知才能最大限度地发挥其自身能力,发现自己的学习优势。
目前,中学生实验主要有验证性实验和应用性实验。实验课题、实验方案及研究步骤都由教师安排决定,有时甚至连实验结果也由教师事先告知,学生只是机械地操作,无从感受获取知识和应用知识的快乐。因此,学科教学应加强探索性实验的比例,使学生在自主探究的实践活动中逐步掌握“发现问题———建立模型———形成假设———设计实验———归纳结论”的科学探索方法。而进行实验设计和实践,是科学探究的关键。近年来的高考中都增加了实验设计能力的考核。教师在教学中应指导学生了解进行实验设计的一些基本原则,如对照性原则、单因子变量原则、平行重复原则等。教材上往往针对实验假设进行了实验设计,教师可以充分利用这些实验材料,帮助学生掌握科学实验设计的基本方法和基本原则。在此基础上,鼓励学生对教材的实验方案进行改进或重新设计,并且付诸实施。科学探究的过程往往也就是不断完善实验设计和不断克服困难的过程。通过这一能力的培养,使学生改变“形高实低”的学习状态,成为学习的主人。在实验过程中,免不了会遇到一些问题和困难,关键是要帮助学生克服畏难情绪。
海南医学院是地方性医学院校,其办学宗旨是为地方培养实用技术应用型人才,因此,生物科学专业建设不能像综合性大学一样,而应该从生物科学基础理论入手,在专业方向上选择由生物科学衍生的相关实用技术性方向,以就业为导向,培养适应市场需求技术型人才。从应用的角度来认识,生物科学是人类对生物资源的利用,改造并为人类提供服务的一门学科。在此认识的基础上才能建立科学可行的教育体系,科研体系和管理体系。目前这三个体系涉及的主要研究领域和方向有如下几个方面:(1)生物化工与材料;(2)环境与环境生态;(3)农业生物技术;(4)生物医学医药工程;(5)食品生物技术;(6)能源生物技术;(7)生物制药;(8)基础生物技术;(9)生物工程技术仿生;(10)生物战剂及其防御;(11)生物检测检验技术。从以上专业方向发展分析,适合医学院校生物科学应用技术型的专业方向有生物医学医药工程、生物制药和生物检测检验技术。其中适合我校生物科学发展方向的是生物检验检测。综合以上分析,我校的生物科学专业的学科定位是:以培养应用型人才为主的专业,是理工管结合,以理为主的新兴复合型专业。通过培养使学生具有扎实的生物科学理论知识,掌握生物技术基本实验技能,了解学科发展前沿,能在工业,医药,食品,环保等行业的企业,事业和行政管理部门从事与生物检验检测有关的应用研究,技术开发,生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。
扩大基础课教学,增加选修课比例,优化课程体系结构调整课程结构是课程体系优化的前提。基础课程一般都具有较高的稳定性和较宽的适应性,是培养和发展学生智能,增强毕业后发展潜力的重要基础。为此要特别注意加强公共基础,专业基础课的教学。同时根据生物科学毕业生去向和我校的学分管理制度,我们在构建生物科学专业课程体系中,大量增设选修课,主要涉及人体解剖生理学,药理学,细胞生物学,药物化学,生物技术制药,微生物检验等。通过增设选修课,可以增加专业基础知识,加强素质教育与能力培养,拓宽专业口径,使学生更能适应市场需求。重视教学内容的改革在改革课程结构的同时,重视课程内容的调整。教学大纲是进行课堂教学的基本依据,编好教学大纲是进行课堂教学的关键环节,对规范课程教学和保证教学质量具有重要意义。课程内容的改革要从教学大纲着手,通过调查,研究和讨论,对每门课编制出切实可行的教学大纲,大纲强调突出重点,难点,加强了实践环节,强调实验,实习基本技能的掌握。细化各章内容,明确课程交叉内容所属,例如基本原理部分前面课程已讲授,后面应用的课程时就不再细讲,确保课程内容不重复,实验内容不雷同。增强师资队伍建设根据教学体系和课程体系的教学需要培养和引进理工结合的高层次人才。在学科建设经费和学院的支持下,加强专业基础课和专业课老师在教学及科研方面能力的提升。对年轻教师特别是非生物背景的教师进行了全方位的培养。建议全体在岗教师加速知识结构调整和知识更新。高素质师资队伍的建设,有利于推进课程体系和教学内容的改革。为该学科专业的发展奠定了坚实基础。
加强实习及毕业环节教学体系的建设进行素质教育是时代对高等教育人才培养的基本要求。素质教育的核心是培养学生的创新精神和实践能力。教学实践环节在培养学生的工程实践观念,提高学生的素质,启迪学生的创新思维,开发学生创新潜能,锻炼学生创新能力,巩固理论知识,提高学生实践动手能力与独立工作能力,以及培养学生理论联系实际,分析问题,和解决问题的综合能力方面具有其它教学环节无法替代的重要作用。在实习及毕业教学环节中,我们主要做了以下两方面的工作:(1)制定生产实习的动态监控措施及成绩评定体系。评价指标体系是搞好评价工作的基础,它不仅是对生产实习进行评价的依据,而且会对实习教学环节中的各项工作起到引导和推动作用。因此,一个科学的评价指标体系不仅应能客观,全面地反映实习教学的水平及其效果,而且还应遵循科学性和可操作性。根据上述原则,我们设计了生产实习评价指标体系。修改,制订了详细而具体的生产实纲。摒弃了传统的提纲式指导大纲,改为具体的以车间或工段为单位的实习要求内容和指导,让学生充分明确实习的内容和要求,同时,可起到督促实习指导教师的作用。(2)规范毕业设计(论文)开题报告,提高毕业设计(论文)质量。以表格形式,要求本科毕业论文之前,充分明确该课题的背景、意义、主要研究内容方法、技术路线、工作进度和技术指标等内容,并在全院范围内进行公开的,正规的开题报告,给该专业的师生提供了一次较好的学术交流机会,有助于拓宽学生的专业视野,活跃学术气氛,全面提升生物科学专业的毕业设计(论文)质量。与此同时,我们还制定了毕业设计(论文)批改方案,以规范毕业设计(论文)的撰写,提高毕业设计(论文)质量。
作者:李栎 李冬娜 唐历波 单位:海南医学院理学院