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关键词 分子肿瘤学;研究型教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)12-0081-02
近年来,恶性肿瘤已成为严重威胁国民健康的重要疾病之一。在全球范围内,每年新发癌症患者约1000多万,死亡700多万。我国每年新发病例也逐步提升,如何有效防治恶性肿瘤已成为医学界面临的时代难题[1]。世界各国政府纷纷大力投入,积极探索新技术、新方法,使肿瘤学研究得到飞速发展。
分子肿瘤学是生物学与医学的交叉学科,是将分子生物学技术应用于肿瘤相关基因及其表达产物的研究中,进而阐明肿瘤的发生、发展及其本质,为肿瘤的预防、诊断和治疗提供新措施。北京工业大学生命科学与生物工程学院以抗肿瘤药物的研发为学科发展方向,但随着现代生物技术发展的日新月异,原有的一些肿瘤学基础知识已不能完全满足当前科研的发展需求。为适应生物前沿技术发展趋势,有力地推动生物技术向多专业渗透,促进边缘交叉学科领域的发展,学院首次为研究生开设分子肿瘤学这门课程,主要从分子水平上深入阐述肿瘤学研究的新进展,并结合学院研究生培养目标和课程建设的要求,对该课程教学内容、教学方法以及考核方式等方面进行尝试与探索。这一举措必将促进学院在生物领域和医学领域的科学研究和学科建设。
1 以肿瘤基础研究为背景确立课程教学内容
随着我国医学模式的转变以及全球性卫生重点的转移,肿瘤的防治研究成为科教兴国战略的重要组成部分,不论是肿瘤发生发展的分子机制,还是临床肿瘤诊断治疗,都取得长足进步[1]。
北京工业大学生命科学与生物工程学院生物医学工程专业以探究肿瘤发生发展机制、抗肿瘤药物开发以及基因治疗等为主要研究方向,与医学肿瘤专业相比,在定位和针对性方面都有较为鲜明的特色。学院研究生大多数具有生物学等工科背景,掌握分子生物学、细胞生物学、免疫学及病毒学等丰富的理论知识,在基础研究方面具有优势,但缺少一定的临床肿瘤学知识。因此,分子肿瘤学这门课程的开设不同于医学院传统的临床肿瘤学课程,而是着重以肿瘤基础研究为背景,拓宽研究领域,深化研究层次。授课内容涉及肿瘤发生发展分子机制及其基因治疗、分子药靶、肿瘤表观遗传学等相关领域,以及肿瘤干细胞、miRNA、RNA干扰、蛋白质组学和生物信息学等前沿领域,从基因层面探讨肿瘤发生机制和有效的治疗措施。在此基础上,进一步发现新的肿瘤标志物,用于肿瘤的早期预测与防治。
2 以研究型教学为主导确立课程教学方法
研究生的课程教学处于从本科时期的知识学习型阶段向课题研究型阶段过渡的重要时期,是研究生培养过程中的一个基础环节。因此,这就决定了研究生课程教学不应仅仅只是本科式的知识传授的延续,而应是知识传授与科研能力培养并重。但当前高校教学中仍以传统的灌输式教学方法为主,师生交流与互动少,只适于简单的传授知识,不利于培养研究生自主学习和科研创新能力。
2.1 转变观念意识,优化课程设置
为了更好地增强教学效果,培养学生的综合能力,在开设分子肿瘤学课程之初就积极转换教学观念,以研究型教学为主导,结合课程的基础性与前沿性,优化课程设置,确立新的教学模式[2]。根据学校的研究生培养目标,制定出一套适应研究生教育的教学大纲,既满足研究生的知识需求,又能反应出学科水平和发展趋势。在整个教学过程中,以学生为中心,教师发挥组织和引导作用,根据课程具体内容、学生知识背景及理解能力等因素,充分激发学生的主动性与积极性。
在课程设置中,没有采用固定的教材形式,而是根据学生背景知识的差异,结合当前生物前沿技术在肿瘤学领域的研究趋势,采用启发式、讲座研讨式的教学方式,有目的性地开展授课。课程内容主要分为三部分:
第一部分着重介绍一些肿瘤学相关基本知识,包括细胞生物学如细胞结构与功能、分子生物学如肿瘤的分子标志物等基础知识,既照顾了那些基础薄弱的学生,同时给基础好的学生进行了复习;
第二部分重点从细胞周期与凋亡、细胞信号转导、血管生成、侵袭转移、耐药性等方面阐述肿瘤的癌变机制和肿瘤恶性演进机制;
第三部分介绍肿瘤的分子诊断、预防与治疗等内容与研究进展。
在授课中,从激发学生的创新思维目的出发,鼓励研究生参与课堂讨论,并结合学院一些学术前沿讲座,通过学术报告和学术交流,使学生更广泛拓宽学术视野,提高综合科研水平。
2.2 研究型教学在课堂中的实践
研究型教学是在教师的启发指导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以教学中的难点重点内容、有争议的学术问题或学科前沿问题为研究内容,通过学生查阅资料、独立钻研和认真思考展开课堂讨论和交流,使不同的学术观点相互碰撞、交流与补充[3]。
分子肿瘤学属于肿瘤学领域的前沿学科,知识更新快,教材不能涵盖最新的研究内容,因此在授课过程中不能以单一的教材作为参考资料。在教学之前提前做好研究性学习,从同行认可度高的期刊中查阅相关领域的最新研究文献,不断更新知识,在课堂上根据授课内容适时引入这些新技术新方法,既丰富了教学内容,又调动了学生的科研兴趣。
分子生物学、细胞生物学是肿瘤研究的基础,教学内容涵盖的知识点多、涉及面广,新技术与新方法的出现日新月异。如在给学生介绍细胞信号转导这章内容时,课前根据学生研究兴趣与方向设定一些知识点与问题,让学生课后分组查阅相关文献,准备PPT在课堂交流学习。如选择一个信号通路,查阅该通路包括的知识点,如蛋白种类、特点及调控功能,思考该通路在肿瘤生成中发挥怎样的机制?是否有其他小分子如miRNA的参与等?学生课后准备充分,结合自己今后的研究方向,积极探索与发现问题,在课堂交流中活跃,既丰富了课堂教学内容,又促进了对新知识的学习。
此外,还注重将本学院的研究成果融入教学过程中,如在介绍病毒与肿瘤这章内容时,为学生介绍学院科研小组对艾滋病、宫颈癌、食管癌等肿瘤病的研究进展与研究成果;在讲细胞生物学时,结合本实验室在干细胞领域的研究思路与研究进展,为学生介绍干细胞包括肿瘤干细胞、IPS细胞的特征及其在临床中的应用前景。这样让学生更全面了解本学院的研究现状与发展趋势,为今后进实验室开展研究工作奠定基础。
3 完善课程考核方式
课程考核是课程质量的重要内容,以多种形式考核指标来完善考核方式。在分子肿瘤学的课堂教学中,主要从课堂出勤、论文撰写、专题讨论三方面加以评估。其中专题讨论和论文撰写分别占总成绩的70%。在研究生的培养中,文献查阅是研究生从事科学研究非常重要的一个环节,学生可以在查阅、积累、梳理资料中消化、理解知识,并与相关知识融会贯通,运用各种知识解决实际问题。因此,撰写某一个感兴趣领域的研究进展论文是考核的重要内容之一。论文统一按照期刊发表的格式来撰写,考评内容包括论文格式的规范性、选题的新颖性、文献的代表性等。
专题讨论部分的考评主要通过学生对文献的理解程度,包括能否把握文献的核心内容,能否提出自己对文献研究内容的完善建议。同时,学生学术交流水平也纳入成绩考核部分,包括多媒体课件的制作、学术表述的流畅性和学术交流过程的应对能力。这样既可以考核学生查阅文献的能力,同时可以锻炼撰写论文的能力。
4 结束语
肿瘤的分子生物学研究一直是生命科学和医学研究的热点,尤其是癌基因的研究。随着科学技术的发展,生物芯片、RNA技术、表观基因组学及生物信息学等分析方法逐渐成为肿瘤研究的一种高效手段,使研究者更深入地了解疾病发生的分子机制,掌握癌基因特异性的分布规律,揭示基因信号内在的生物学意义,有力地促进肿瘤学的发展,为肿瘤的临床治疗奠定基础。
北京工业大学生命科学与生物工程学院专门为生物技术专业研究生开设分子肿瘤学这门课程,旨在为工科院校培养侧重于肿瘤学基础研究的复合专业型人才。在教学中转变教学观念,引入研究型教学模式,把研究的意识、思维、观点与方法融入教学中,强调对知识学习的自主性与探究性,注重学习过程中研究生的实践与体验[4]。在课堂教学中根据课程性质、教学内容和学生特点,创造性地进行教学设计,激发学生的科研兴趣,有利于全面培养研究生的综合创新能力。
参考文献
[1]陈正堂,等.肿瘤学专业现状与发展设想[J].医学杂志,2011,36(4):315-318.
[2]王文静.中国教学模式改革的实践探索:“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报:社会科学版,2012(1):
18-24.
【关键词】生物工程专业;试验设计与数据处理;教学对策
作为地方本科院校,将教学目标定位于培养应用型人才,是提高学校竞争力、突出办学特色的关键。南阳理工学院生物工程专业立足于自身教学条件,积极将培养模式与南阳地区经济特点相结合,紧密围绕南阳市支柱产业——生物制药和工业发酵,发展工业微生物菌种选育、发酵工艺调控和中药材药用成分提取分离为主攻方向的专业特色。毕业生主要在科研开发、生产监控、质量检测等方向就业,工作中经常涉及到工艺控制、过程优化模拟、质量检测控制等问题。对于这些实际问题若不进行科学的试验方案设计和数据结果分析,将很难在短时间、低成本内得到正确的结果。因此,有必要对生物工程专业学生开设相关课程。
试验设计与数据处理是一门应用领域相当宽广的现代技术课程,主要介绍工程技术和科研试验中常用的试验设计与数据处理方法。通过对本课程的学习,学生能够掌握试验设计和数据处理的基本原理和方法,为后续教学环节如专业试验、毕业论文和今后在工作中开展产品工艺优化、质量管理等工作的顺利进行打下良好基础。该门课程教学内容主要包括2个方面:试验设计和数据处理。试验设计部分主要是让学生掌握设计试验的方法,能做到在有限的试验条件下,用最少的试验量获得尽可能多的信息;数据处理部分主要是让学生学会对实验结果采用合理、有效的分析方法,从而发掘出潜在的、有用的信息[1]。
为了提高试验设计与数据处理的教学质量,培养学生的学习兴趣,增强学生应用的能力,笔者对试验设计与数据处理的教学研究做了很多努力和尝试,现将几点教学心得体会归纳如下。
1讲好绪论,强调课程的重要性
绪论就像是一部电影的开场,直接影响着整门课程的教学效果,好的开场才能吸引学生的注意力,激发其学习兴趣。试验设计与数据处理是统计学在生物领域的应用,是一门应用技术学科,在绪论中不仅要介绍学科发展的历史,还应该清晰展示课程的内容体系及本门课的任务和作用,重点介绍要学习什么、知识点之间有什么联系、这些知识可以帮助解决什么问题、该如何学习等。在绪论中应多列举一些利用本门课程的知识解决实际问题的例子来强调本门课程的重要性,如在毕业实践环节,将试验设计和数据分析的知识用于毕业论文的设计和撰写中,以求论文结构的系统性和试验结果的科学性。在走向科研工作岗位后,利用试验设计和数据分析的知识合理设计科研方案、分析结果,以求在低成本、短时间内完成任务。通过这些例子来明确学生的学习目的,激发其学习兴趣。
2重在培养应用能力
应用性本科培养的是运用科学理论从事高技术工作的应用型专门人才,在培养规格上以行业需求为本位,注重知识的复合性、现时性和应用性。培养出的人才应具备综合运用理论知识和方法解决实际问题的综合能力和实践能力,并兼备技术创新能力[2]。因此,在教学内容组织和知识侧重点的处理上应以结合专业特色、适应行业需要为主旨。试验设计与数据处理是以统计学原理为基础的学科,其原理部分涉及到高等数学、概率论和线性代数的知识,这部分内容在基础课程中已有详细讲述。因此,教学重点放在各种试验设计方法和数据处理方法的具体应用上,而方法的理论推导过程可以作为学生自学内容。如讲解方差分析时,将重点放在方差分析的具体步骤上,而偏差平方和分解过程的推导则作为自学内容;在正交试验设计及分析部分,教学侧重点主要放在如何使用正交表及如何对正交试验结果作恰当的分析上,而对于正交表的构成原理、特点仅作简要介绍。
3选择合适的例题,做到熟能生巧
试验设计与数据处理的应用领域非常广泛,不仅用于生物,还应用于化工、食品、机械加工制造等领域。为了让学生正确理解和掌握知识,在举例说明时应选择试验设计与数据处理在本学科的应用实例。面向生物工程专业的学生时,结合生物工程专业的特色,主要从菌种选育条件、发酵工艺控制、目标产物分离等方面选择相应的例子,最好是专业试验或科研中的真实问题,如淀粉酶产生菌选育方案的设计、乳酸发酵条件的确定、茶多酚提取工艺的优化,这有助于学生了解本门课的应用领域,激发学生学习本课程的兴趣,调动学生的积极性和主动性。
对于应用技术学科,关键是能将书本上的知识应用自如。对于试验方案设计方法,如正交试验设计、均匀试验设计、回归旋转试验设计、sn比试验设计等方法,要求能够根据试验周期的长短、原料易得性、条件控制难易、待考察因素水平的数量等实际情况,选择合理可行的试验方案设计(下转第33页)
(上接第31页)
方法。对于所得数据结果,要求能够采用正确的分析方法,发掘出有用的信息。数据分析方法部分有很多公式,如偏差平方和的分解公式、回归系数的求解公式等,若要做到灵活运用课程的知识,就必须加强公式的记忆,因此多做练习是必要的。虽然现在有很多软件能解决计算问题,但是还要求学生掌握各种分析方法的分析过程,这些都需要在教学中安排一定的练习量,使学生熟能生巧。
4把握前沿知识,扩展学生视野
试验设计与数据分析的方法种类多样,在本科教学阶段主要要求学生掌握单因素试验设计、正交试验设计和均匀试验设计等方案设计方法,极差分析、方差分析和回归分析等数据分析方法。这些内容是本门课程的基本内容,但并不是本学科的全部知识。为了让学生充分认识本学科的重要性,可以在教学学时允许条件下,补充知识点,开拓学生的视野。如向学生介绍旋转试验设计及其分析方法,指出它的作用和优势;对于解决多指标问题的试验设计和分析时引入主成分分析方法的知识[3];在对回归方程求解最优解时引入遗传算法的理论[4];对于试验问题建模分析时引入神经网络建模方法[5]。这些试验设计和分析方法很多都是近几年才应用到生物工程领域的,在要求学生牢固掌握基本知识的前提下,引入前沿知识有助于拓宽知识面,在今后的学习和工作中能更好地发挥学生的能动性。
5重视上机环节
试验数据的处理计算量很大,完全依靠手算既浪费时间又容易出错。而现在有多种软件,它们可以对数据作各种分析,并能够在短时间内得到准确的结果。因此,应重视上机环节,要求学生至少掌握1种统计软件的使用方法,学会用软件绘图、计算,并能正确理解分析结果。例如spss是一个功能全面的统计分析软件,操作界面友好,易学易用,广泛应用于自然科学、社会科学领域[6]。在教学过程中安排适当学时进行上机操作,要求学生能够使用软件进行平均数假设检验、方差分析、多重比较、回归分析等操作,不仅能增强知识的掌握程度,还可以激发学生的学习兴趣,获得良好的教学效果。
6参考文献
[1] 薛刚,郭书贤.优化试验设计及统计分析法[m].武汉:湖北人民出版社,2004.
[2] 徐理勤,顾建民.应用型本科人才培养模式及其运行条件探讨[j].高教探索,2007(2):57-60.
[3] 曹定华.多元分析基础[m].北京:科学出版社,2001.
[4] 雷英杰,张善文,李续武,等.matlab遗传算法工具箱及其应用[m].西安:西安电子科技大学出版社,2005.
2.湖南工业大学 包装与材料工程学院,湖南 株洲 412007)
摘要:本文以科研实践模式为核心,树立正确的专业认识和增强专业归属感;培养学生的自主学习和科研创新能力等方面,探讨了生物技术高素质创新人才的培养,对高等院校培养高素质的创新型人才培养的改革提供参考。
关键词:生物技术;本科生;创新能力
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)50-0097-02
2010年《国务院关于加快培养和发展战略性新兴产业的决定》出台,将生物产业作为战略性新兴产业大力发展,从国家发展战略上把生物产业作为新的经济增长点,必须依靠生物学领域的重大突破和大量的具有创新能力的生物类专业人才[1,2]。因此,在现代生物科学的发展下,如何培养大批具有创新思维和能力的生物专业应用型人才,具备适应生物产业作为经济新增长点,是我们从事生物技术专业人才培养的教育工作者急需探讨的问题。笔者以湖南工业大学生物技术系为依托,从学生对专业的认识、教学模式的改进、学生参与科学技术的研究开发积极性等方面为突破口,全面提高生物技术本科生创新能力,取得了较好的效果。
一、树立正确的专业认识和增强专业归属感
生物技术不仅包括生命科学的所有次级学科,同时又结合了化学、数学、微电子技术、工程学、计算机科学等尖端基础学科,具有典型的多学科交叉特性,因此,生物技术专业课程设置涉及面广。但由于总学时的限制,专业课所占的比重相对较低,尤其是当前现代生物科学的日新月异发展下,生命科学的研究与发展关系到人类的生活和社会的发展,学生要解决诸如人类社会面临的人口健康、粮食能源、资源环境等领域的问题进行深入研究缺乏相应的知识基础和视野,难以在实际工作中运用专业知识解决专业问题,导致目前生物类本科毕业生从事本专业技术工作的比例较低[2]。同时,由于网络上对生物技术专业的负面的宣传和介绍,一些家长和学生认为生物技术类专业就业率较低,导致部分学生不愿意学生物技术专业;尤其是我校的生物技术专业学生觉大部分是调剂生,而且我校生物技术专业之前是挂靠在包装与材料工程学院,对选择生物技术专业存在一定的抵触,他们在入学后,思想观念如不能得到及时转变,将会对专业前途感到迷茫,学习积极性不高。
为改变生物技术专业面临的这一现状,首先从入学教育上抓起,要依托湖南工业大学生物技术系、绿色包装与生物纳米技术应用湖南省重点实验室和生物医学工程硕士点的学科和师资力量,以各位教授和博士研究方向,结合生物技术专业实际的特点,着重介绍生物技术专业的运用范围和在实际中能解决的问题,让学生了解生物技术专业,认识到生物技术的重要意义,激发学生的学习兴趣;同时在低年级开设一些体现生物技术前沿讲座,向学生传达最新的生物技术专业研究成果和应用推广情况,培养学生具有较强的专业归属感[2,3]。
二、改进教学模式,培养学生的自主学习和科研创新能力
作为教学的对象接受知识的主体,生物类课程的许多知识都以描述性的语言为主,大多数教师运用多媒体教学手段,采用灌输式、填鸭式教学方法,老师讲,学生做笔记,很难实现老师与学生的“双向互动”[4]。而在现代生物科学的日新月异发展下,为了具体落实生物技术专业学生的创新能力培养,教学方式要有所改进。在课堂上可以采用启发式、辩论式和讨论式等多种教学手段,将教学内容多层次、多角度地展现相出来,带动课堂的学习气氛,使学生由“被动”转化为“主动”、由“依赖”转化为“自觉能动”学习[4,5]。
在教学内容上我们也做出了对应的改进,改变过去以分割知识点和单元模式为主要授课内容,采取了注重新和精的原则,通过适当地整合知识点使之成为一个案例,表达一定的技术原理和方法,使学生可以借鉴、移植,在以后的学习和工作中解决实际问题[5,6]。同时要及时将本领域的最新研究成果、新技术、前沿发展动态引入到课堂教学中,结合生物技术专业学科交叉的特点,将不同的学科之间知识联系,培养学生科研意识。
三、建立科研实践模式,提高W生科研创新能力
生物技术专业是一个实验性和实践性很强的学科,在整个学生培养体系中实验教学占有很大的比重,注重实验项目与实验技术的综合与创新[7,8]。在现代生物科学的高速发展下,生物技术专业其实验教学改革目的和基本思想是培养学生的创新能力,主要采用实验项目与理论教学及教师科研项目相结合的教学方式,以开放性实验管理,增设综合性实验,有利于学生创新能力和创新意识的培养[8]。
目前,在一般的教学研究型地方院校,教师科研能力不强,部分学生对科研缺乏直观的认识。为培养学生的创新能力、科研意识,湖南工业大学在向教学研究型大学转型情况下,生物技术专业以湖南省生物医学工程重点学科建设为龙头,以绿色包装与生物纳米技术应用湖南省重点实验室中心为平台,以教师高水平科研课题为依托,给学生个性发展空间,全面推动大学生自主创新研究。
我们以《基因工程》实验课程为例,通过验证性实验学习基本的实验技能,结合曾晓希教授的国家自然科学基金《土壤重金属生态毒性修复过程中的微生物群落结构和功能研究》,设计一个“重金属污染土壤中抗镉微生物基因的筛选鉴定”实验,时间为两周,整个实验分为以下四个部分:抗镉微生物的分离与鉴定、微生物抗镉基因提取与鉴定、抗镉基因DNA与载体的重组与筛选、抗镉基因在质粒的表达,实验将《基因工程》课程讲述的内容与用到的各种分子生物学技术有机地联系在一起,使学生有参与科研概念和过程。同时将学生分为四个小组,每个小组独立完成本组实验,锻炼学生的团队精神和科研协作能力。同时在实验过程中,同学们非常活跃,提取许多疑问和想法,努力将实验设计做的符合课题的要求,并且每一个实验都是一脉相承的,前一个实验没有做好都会影响后续的实验,这对学生动手能力,分析问题和解决问题能力都有很好的锻炼。同时,有助于培养学生的创新意识、创造精神,有利于学生科研创新能力全面提高[1,8,9]。
在生物技术高速发展的时代背景下新进展、新技术、新成果层出不穷,新的研究热点和学科不断涌现[9]。在生物技术专业学生教学中应注重以学生为主体,调动学生科学研究的积极性,培养学生的专业兴趣和社会适应能力,全面提高生物技术本科生创新能力。
参考文献:
[1]谢旭辉,胡忠.21世纪生物技术创新人才培养模式的探讨[J].高教论坛,2006,(1):46-49.
[2]严明理,刘丽莉.生物类本科生创新能力培养方式探索[J].当代教育理论与实践,2014,6(7):147-148.
[3]刘超,洪法水.生物科学本科生科研创新能力的培养[J].实验室研究与探索,2012,32(2):206-208.
[4]蒋永荣,方成,夏金虹.基于学科交叉培养本科生创新能力的探索[J].高教论坛,2015,(7):45-48.
[5]姜勇.科研实践模式提升生物技术专业人才综合素质的研究[J].中国教育技术装备,2015,(21):168-169.
[6]王雪琴,谭晓蓉,张璐,等.生物技术专业本科生科研创新能力培养模式探讨[J].教育教学论坛,2013,(42):213-214.
[7]朱杰,张艺馨,蒋尔鹏,等.生物技术专业本科生创新能力培养探讨[J].基础医学教育,2015,17(7):604-606.
关键词 现代生物技术;课程建设;改革
中图分类号 G642.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)10-0333-01
现代生物技术是20世纪后期国际上突飞猛进的技术领域之一,按照操作对象的不同,生物技术主要包括基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程、发酵工程5个方面,现已广泛应用于医学、人类保健、农牧业、轻工业、环保及精细化工、新能源开发等各个领域,已产生巨大的经济效益和社会效益,并且日益影响和改变人们的生产和生活方式[1]。现代生物技术这门课程在各大高校农林、生物类专业中都占有重要地位,该学科学习打下了扎实的基础,有利于学生的进一步学习及就业。为此,在该课程教学中,进行了课程建设的多方面实践探索,总结了一些成果和经验。
1 教学大纲的适时修订和教学目标改革
该课程教学处于系部发展的一个特殊阶段,2010级是最后一届专科,2011级开始招生的是生物科学本科专业,教学大纲的制定既要保持相对的稳定性,也要及时反映现代科学技术的最新成就和当代科技发展的最新水平,保证教学大纲的先进性,实现教学内容的现代化[2]。
考虑到教学对象与教学的目的任务和学生的接受能力,进行专科教学向本科教学的过渡期大纲调整,为科学制定适用于本科教学的课程大纲奠定基础,初步实践效果较好。
教学过程中,践行以“学生为主体”的思想意识,在扎实掌握基础知识的基础上,有意识培养学生自主学习的能力。用人单位对郑州师范学院生命科学系近3年生物教育毕业生的能力评价反馈普遍良好,与培养学生主动获取知识的能力有很大关系。
2 依托校级精品课程进行教学团队梯队建设和教材建设
2011年《现代生物技术概论》被选为校级精品课程,在精品课程建设实践中,形成具有各自专业背景知识的教学团队。教学团队由教授、博士、硕士等组成,通过定期开展教学研讨、听课、评课等活动,加强教学队伍建设,促进了整体教学水平的提高。在校级教学类项目比赛中,团队多人次获得教学、教案、课件比赛中的好成绩。
教学团队根据教材大纲和学生的培养目标,建设适用的教材。2007级以前的生物教育学生使用的是杨玉珍和汪琛颖主编的面向21世纪课程教材《现代生物技术概论》。2010年招生调整,开始本科招生,停止专科招生,原编教材已不适应该专业的学科发展。结合生物科学专业特点,教学团队的杨玉珍主编及团队多位教师参编了一部新教材《现代生物技术概论》,由华中科技大学出版社出版发行,该教材更好地体现了前沿性和科学性,教学团队拟定2011级生物科学专业采用此教材,以满足人才培养目标的需要。
3 教学内容体系的合理整合
《现代生物技术概论》从内容上包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程五大工程,以及在农业、食品、化工、医药、环境等领域的应用。考虑该专业学生已从其他相关课程中学习过酶、微生物发酵、蛋白质等方面的知识内容,该课程的基因工程部分教学内容是生物技术的基本原理、基本研究方法,内容抽象,难以理解,并且很好地体现了学科的科学性与先进性,故在教学中给予较多的学时分配和课堂讲授,同时发酵工程、酶工程、蛋白质工程等内容弱化课题讲授。另外,讲授生物技术在各行业的应用内容时,通过具体的实例以及多样的教学方法、教学手段的采用,使抽象概念化的教学显得多彩有趣。主次分明的教学内容设计,加上多样教学方式的采用,空洞乏味的知识内容不再难以理解,与生产生活息息相关的实践同时也增强了学生的求知欲望,获得了较好的教学效果。
4 结合学科发展前沿,充实教学内容
考虑生命科学系女生远多于男生的实际情况,抓住如花年龄学子对美的向往与渴求的实际特点,特增添了生物技术的美容应用内容。人造真皮、人工牙齿、各类生长因子等具体应用极大地充实了教学内容。课程内容不再遥不可及,变成了身边实实在在的生活事例,学生完全被吸引其中。
5 借助多样先进技术和多元化资源,创新教学形式
现代生物技术概论抽象复杂,传统讲解的教学手段难以使学生理解并掌握。因此,在教学过程中尝试借助鲜活图片及视频动画等题材形式,以强大的感官刺激,来提升学习兴趣。如在PCR技术讲解时制作分步骤的PPT动画,抽象的内容直观化,再结合PCR仪器反应参数设置的具体操作,虚化的教学内容演化为生动、形象的定格画面,产生了长久记忆效果。针对实验部分的内容,教师仅复述实验步骤,很难让学生有一个清晰的思路,通过运用flash技术,将繁琐的实验步骤以flas进行操作演示,搭配简洁的语言描述,让学生以操作按钮为引导预演练实验步骤,使学生能够有效掌握实验内容。
如在基因工程抽象的分子杂交与细胞工程形象的组织培养的内容讲授时,尝试借助全功能的编著软件Director,融入图像、声音、动画、文字、视频等元素,以小电影的表现形式使抽象内容具体化、形象内容更加生动化,学生完全融入其中。
6 强化实验教学内容,编写合适自用的实验讲义
《现代生物技术概论》是一门理论性和实践性很强的课程,只有通过实践操作,才能更好地理解这些理论知识,掌握基本操作[3]。笔者担任该课程教学近10年来,一直倡导学生走入实验室,参与实践。根据实验室建设条件和学生的兴趣,经多年的不断调整,从十几个备选项目中挑选出6~8个项目进行实验教学,学生的实践操作能力得到了强化锻炼。针对市场上没有适合该课程的实验教材,根据教学实际,编写自用实验讲义,既实用又节约了费用,此种形式教学资料较受学生欢迎。
近10年的教学改革实践,历经8届毕业生,成果颇为显著。据统计分析和观察,学生试卷作答优秀率和理解率、自主学习意识和兴趣、基本技能掌握情况均有明显提高。这表明改革实践的探索研究总体方向是正确的,在今后教学工作中对于教学薄弱环节需要进一步探索改进,卓有成效的方面还要强化做细,比如依托专业背景的模块教学需要加强,实践教学内容的创新、实用化探索[4]。
7 参考文献
[1] 杨玉珍,刘开华.现代生物技术概论[M].武汉:华中科技大学出版社,2012:1.
[2] 李颖,李玉文.谈教学大纲编制的基本原则[J].河北建筑科技学院学报:社科版,2002(1):74.
英文名称:Journal of Food Science and Biotechnology
主管单位:中华人民共和国教育部
主办单位:江南大学
出版周期:双月刊
出版地址:江苏省无锡市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1673-1689
国内刊号:32-1751/TS
邮发代号:28-79
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1982
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
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主干课程;生物学
生物,无处不在
“当白衣天使给你服用抗生素类药物,使你很快恢复了健康时,你得感谢微生物给你带来的福音,因为抗生素是微生物的‘奉献’。”最初是在微生物课本中看到这段文字的,它告诉我生物就在身边,生物与我们的学习和生活密不可分。其实细细想来,何止是微生物。在我们丰富多姿的大千世界中,生物的种类成千上万,甚至自诩聪明智慧如你我的人类不也是一种生物。
生物科学专业属于理学大类下的生物科学类,毕业授予理学学位。其专业课程包括:动物学、植物学、生物化学、分子生物学、遗传学、微生物学、细胞生物学、植物生理学、动物生理学等。生物科学之下也有不同的专业发展方向,如动物生理学(Animal Physiology)研究生物机体的正常功能活动及其产生机制,以人体和哺乳动物生理学原理为主要内容;生化及分子生物学(Biochemistry and Molecular Biology)主要研究生命现象的化学本质,它在分子水平探讨生命的本质,即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节及其在生命活动中的作用;遗传学(Genetics)主要研究生物的遗传和变异,研究内容包括遗传物质的结构、功能与变异,遗传物质的传递、遗传信息的表达与调控等诸多方面;微生物学(Microbiology)掌握微生物学的基本知识和基本理论,了解微生物在工业、农业、医药、环境保护等方面的实际应用以及微生物学在发展中的作用。
自然科学的前沿领域
生物科学既是一门具有悠久历史的学科,又是当今蓬勃发展的热门学科。在科技迅猛发展的21世纪,生物科学正从分子、细胞、个体和群体等不同层次上综合运用现代技术,系统地研究生命的奥秘。作为自然科学研究的前沿领域,生物科学正成为发展最快、应用前景最厂的学科之一,其研究成果为人类的健康与发展乃至整个世界的发展与变革带来了深远影响。本专业培养综合素质高、基础知识宽、创新能力强,具有相关农业知识的生命科学研究型人才。学生需要在大学期间加强生命科学的基础理论学习,及时了解学科的最新进展,注重科研训练和实践教育,大力培养科研素养和创新精神,熟练掌握现代生物科学研究的基本技能和技术。
生物科学专业有师范类与非师范类之分,而笔者所在学校的生物科学专业即为师范类。师范类生物科学专业旨在培养掌握生物科学的基本理论、基本知识、实验技能,能够在高等和中等学校从事教学和教学研究的教师、教学研究人员以及教育工作者。鉴于其与非师范专业不同的培养目标,在大学本科的实际教学中,师范类生物科学专业还会开设基础心理学、学校教育学和生物教学论等与教学有关的课程,以加强学生对教师这一职业的认知,从而为学生入职做好铺垫。除此之外,老师从重点讲解与举例方向性、差异性的拓展等方面,对于讲课内容也会有针对性的调整,以适应不同方向学生的发展需求。
“生科人”,就业需努力
与偏重实践的生物技术专业相比,生物科学的学习内容更重理论,因此,本专业很多学生在本科毕业后选择了读研继续深造。除此以外,生物科学专业的学生也有很多选择了从事教育行业。不过,生物科学专业的本科毕业生在求职过程中经常会有“高不成、低不就”之感。一方面,好的科研、企业单位是理想的择业对象,可是其要求自然也比较高,本科生的竞争优势不是很大;另一方面,基层单位就业容易,可是条件差,发展也不太理想。对于求职者来说,文凭其实只是一小方面,招聘单位对文凭作出规定,无非也是希望应聘者有更高的专业能力。所以说,专业知识强、能力过硬才是最重要的条件,在学习的过程中有意识地锻炼、提高自身的专业技能,也是增强竞争优势的方法。
拥有生物科学专业国家特色专业院校名单:北京大学、北京师范大学、河北师范大学、山西师范大学、内蒙古大学、东北师范大学、复旦大学、厦门大学、西南大学、海南师范大学、宁夏大学、福建农林大学、中国海洋大学、山东师范大学,鲁东大学、河南师范大学、湖南师范失学、中山大学、西华师范大学、山西大学、上海海洋大学、南京师范大学、浙江大学、湖北大学、四川大学、延安大学、南京大学、兰州大学等。
水产养殖学:“水产”不水 邹林虎
主干课程:生物学、环境科学、水产学
水产养殖,不只是养殖水产
2008年,伴随着5·12地震带来的恐慌,我秉烛夜读,取得最终的胜利。像中国健儿在奥运赛场上勇夺金牌一样,那年,我收到了西北农林科技大学(编者注:作者本科就读于西北农林科技大学,后考入中国科学院大学攻读硕士学位)水产养殖学专业的录取通知书。残奥会开幕了,我的大学生涯也拉开了序幕。
也许很多同学会问,水产养殖学专业是教养鱼呢还是养虾呢?那你就对水产养殖学专业的理解太狭隘了。水产养殖学专业旨在培养学生具有生物学、水产动植物养殖及水产动植物疾病诊断、防治的基本理论知识和实验、实践的基本技能,能从事水生动植物资源综合开发利用与保护、经济动植物的增养殖、疾病防治及相关领域的科研、教学、技术服务及经营管理等工作。主要学习生物科学、水域生态学、水环境科学、水生生物技术以及水产动物生产、水产品加工与贸易和水生资源开发和利用等方面的基本知识。通过四年大学的专业学习,水产养殖学专业的学生需要具备水产经济动植物生产、水产饲料生产、水生生物病害检测与控制、水域环境监测、水产资源开发、水产品加工等方面的基本能力。
与“水产品”打交道的专业
在此之后,鱼类增养殖学、海水贝类增养殖学、水产动物病害学、水产动物营养与饲料等专业课程也粉墨登场。大三、开始,本专业的课程涉及到更多方面,如动物遗传学、水产动物育种学、水环境化学、养殖水域生态学、分子生物学、水产品加工工艺学等。不过,随着学习的逐渐深入,我们也越来越觉得这些课似乎和水产养殖学专业没多大关系。
将近一年的实验室生活,我们才开始真正明白国家设立水产养殖学专业并不仅仅是为了培养渔民,更是为了解决水产养殖上的难题。比如养殖品种的培育、营养优化、病害防治、产业链整合等。同时,水产养殖学是生命学科的一个分支,它所学习的内容如生物化学、细胞生物学等在生命科学中也是通用的。
水产养殖学专业课程的学习其实有很多趣味,比如水生观赏动物养殖学的理论学习让我们了解了水生观赏动物养殖在国民经济中的地位和水生观赏动物的主要种类。实践中,我们在水族市场调研各种水生观赏动物的市价,在海洋世界里参观名贵品种和水族器材,并且在学院的资金支持下,进行水族箱的设计比赛。
守卫水域世界
四年的时间转瞬即逝,我们这个小家庭的成员也将奔向祖国各地开始新的生活了。他们的归宿如何呢?有的同学进入各大高校继续读研深造,有的同学在科研机构、高等院校、企事业单位的水生生物生产、水产动物营养与饲料加工、水生生物资源保护与开发、水域生态环境监测与保护及相关领域从事教学与科研、产品开发、市场营销和技术推广等工作,大家分布在祖国的各个角落。当然。水产养殖学专业的学生也可以选择自主创业,比如培育像七彩神仙鱼、金龙鱼、银龙鱼等名贵品种。大家都明白,物以稀为贵,之所以名贵不仅因为这些品种的外观光彩照人,更因为目前还没有完善的人工繁殖技术,这就需要更多的水产养殖学专业的学子发挥专业所长。
拥有水产养殖学专业国家特色专业院校名单:中国海洋大学、宁波大学、天津农学院,大连水产学院、华中农业大学、海南大学、广东海洋大学、上海海洋大学、淮海工学院、集美大学。
生物工程:生命通往应用的桥梁 李佳丽
主干课程:生物学、化学工程与技术
生物与工程的契合
生物工程是以生命科学为基础,利用生物体系(组织、细胞及其组分)和工程原理,提供商品性和社会的综合性科学技术体系。广泛应用于功能食品开发、生物制药、农产品综合利用等领域,促进传统产业的改造和新兴产业的形成。生物工程是加强技术创新、发展高科技、实现产业化的基础,是从实验室研究通向大规模生产的桥梁。在这一科技下,生物工程专业应运而生。
生物工程专业通过掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,培养出具备生命科学基本理论和系统的生物技术基本理论、基本技能,掌握生物与化学实验基本技能,从而能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在医药、食品、农、林、牧、渔、环保等领域的生产企业及事业、行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的应用型高素质人才。
实验室与社会接轨
学习生物工程要求理论与实践的交替,包括不同领域的实验操作。比如:无机及分析化学实验、有机实验、生物化学实验、酶工程实验等。让学生尽可能掌握实验的基本操作和认识化学反应。在四年的大学生涯中,学生将会接触到如下课程:无机及分析化学、有机化学、物理化学、生物化学、微生物学、生化分离、基因工程、分子生物学、细胞生物学、细胞工程、微生物工程、发育生物学、酶工程、遗传学、化学基础实验、生物工程基础及专业实验等。
生物工程属于综合交叉发展学科,且与应用有紧密的结合,国外很多著名大学都很注重其发展,相比国内该专业的现状,出国深造对于以后发展更有利。生物工程专业的毕业生可以在医药、食品、环保、商检等部门中从事生物产品的技术开发、工程设计、生产管理及产品性能检测分析等工作及教学部门的研究与教学工作。
理性对待专业前景
如今,生物工程的应用领域越来越广泛,涵盖了农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料、动植物、净化等各个领域。它对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生了巨大的影响,并为世界面临的资源、环境和人类健康等问题的解决提供美好的前景,生物工程专业也将日益壮大。
不过,本专业本科生直接从事科研方面工作的可能性不大,根据笔者经历,本专业大部分同学选择继续读研,直接就业的同学较少。原因是生物工程专业本科四年的学习不足以满足社会对于专业人才的需求,因此,大家希望能继续提升自己的知识储备与专业能力,掌握更多先进的专业技术。并且,生物工程专业各高校的教学水平与师资水平参差不齐,如果有意愿就读该专业的,大家一定要谨慎选择院校。
拥有生物工程专业国家特色专业院校名单:中国农业大学、南京工业大学、江南大学、上海交通大学、北京化工大学、华东理工大学、西北农林科技大学、华中农业大学、重庆大学、北方民族大学、天津科技大学、大连大学、浙江工业大学、大连工业大学、大连理工大学、沈阳药科大学、江西农业大学、湖北工业大学、华南理工大学、贵阳学院、湖南科技学院、大连民族学院、淮阴工学院、宜春学院、山东轻工业学院、四川理工学院、合肥学院、石家庄学院。
动物科学:畜牧人的摇篮 杜拜伦
主干课程:生物学、动物遗传育种学、动物营养与饲料学
向未来新兴产业转变
动物科学专业是生命科学的重要分支。它的基本任务是在认识和掌握动物遗传变异、生长发育、消化繁殖等生命规律的基础上,为人类提供质优量多的动物产品。动物科学旨在满足人们日益增长的高档肉类饮食需求,主要进行动物营养与饲料、饲料资源开发、饲料配方与饲料工艺设计,以及饲料鱼饲养企业管理的研究。通过对大量的动物实验和畜禽生产实践,将了解兔子、禽类、牛、猪、羊的动物生理特点和生活习性,并学习对其进行饲养管理、帮助他们繁殖后代等的科学方法。
随着动物基因组计划的全面启动和阶段成果的取得,动物科学已深入到基因层面认识动物的遗传、发育、繁殖和代谢的调控规律。分子与细胞工程技术已逐步成为畜禽新品种培育、良种快速扩繁、动物营养饲料的重要手段。动物科学专业除面向传统的优质畜禽产品生产外,从事动物生物技术新兴产业将是其未来最具发展潜力的重要方向。
掌握核心技术
顾名思义,动物科学专业学习的课程也与动物密不可分,大学四年需要学习动物解剖学、动物组织胚胎学、动物生理学、动物生物化学、畜牧微生物学、动物遗传学、动物营养学、饲料学、生物统计学、饲料分析技术、动物繁殖学、动物环境卫生与畜舍建筑学、畜牧生产系统、动物育种学、群体遗传学、数量遗传学、细胞遗传学、生化遗传学、分子遗传学、配合饲料工艺原理与技术、企业管理学、反刍动物营养、猪营养、家禽营养、鱼虾动物营养等。动物科学专业学生在毕业时需要具备丰厚的生命科学、动物生理生化、饲料工程、环境工程科学等基础,掌握动物产品高效安全生产与质量控制、动物生长发育规律、营养调控等理论与技术,成为能够从事动物科学教学与科研工作,胜任动物遗传资源开发与利用、特色动物产品开发、生态农业建设的科研与管理,从事高新技术研究与推广的高级专业人才。作为新一代“畜牧人”,在目前食品安全问题严峻的背景下,我们的目标不仅仅是数量的提升,更是质量的提升。我们的研究对象也从最初的陆生动物扩展到目前的水生动物。
发展中的“潜力股”
随着科技的进步,动物科学的研究领域在范围上已从传统的畜牧业扩展到了水产动物、珍禽异兽、伴侣动物、观赏动物的饲养、育种繁殖、产品加工等各个领域;在研究深度上已从动物整体水平、细胞水平和亚细胞水平深入到分子水平,使得人们可以在基因水平上认识动物遗传、发育、繁殖、代谢的规律。克隆动物、转基因动物的成功育成表明,动物科学是21世纪生命科学中最富有挑战性和最具发展潜力的领域之一。
本专业学生毕业后可以到农业部、国家检疫局等各级部委及相关机构、国内外著名上市公司、高等院校、科研院所、生产企业从事管理、技术总监、教学、科研和产品开发等工作。近3年有代表性的就业单位有:农业部、国家检疫局、中国农业科学院、中粮集团、首都农业集团等。
关键词: 生物教学 学科素养 素养架构 教学素养 评价体系
如果我们没有理解知识的本质或者把知识内化为相关领域特有的思维方式,而是把知识当做解题的工具,试问学习的意义何在?当下,越来越多的学生唯分数是举。分数论让学生沦为答题的机器,对枯燥的公式失去兴趣,学生没有更多精力挖掘学科的精髓、感悟学科的美、培养学科相应的思维方式、探究方法。本文以生物学科为例,分析生物学科素养的架构及如何更好地培养学生的生物素养。
一、生物学科素养的内涵
高中生物课程标准指出,生物学科素养指参加社会生活、生产实践、经济活动和个人决策所需的科学探究能力,生物学概念和科学,以及涉及生物科学领域的价值观和人生观。学科素养的内涵既指向学科基础性又指向学科发展性(引学科素养评价:学科核心价值的追求与回归)
二、生物学科素养的架构
1.科学的探究方法与严谨的实验态度
生物学是一门实验性科学,脱离实验便失去学科的精髓。实验过程中往往会出现偏差,导致实验结果无法验证现有科学结论的情况,这个时候,教师应该指导学生分析实验的过程与步骤,减少实验误差,合理分析实验结果,而不是只重视结果,导致学生为了上交一份满意的答卷而肆意编造实验数据,不仅不能体验探究性学习的乐趣,而且在侥幸心理的作用下养成不严谨的科研态度。
2.批判性思维
任何生物科学理论的提出必定经过无数实验探究,反复实验验证,不断发现问题,提出质疑、解决问题的过程。美国BSCS生物教材在教材中穿插了大量生物科学史对科学探究过程及生物思想史进行了大量描述。我认为教师可以借助生物科学史启发学生,培养学生的批判性思维。生物科学史的学习帮助我们还原科学家探索生物真理的真实情境,让学生在科学理论不断推敲完善的过程中,领悟如何发现问题、发现设疑的角度,以及实验设计思路。教师可以借助生物史教学如细胞膜结构层次的探索过程、酶本质的探索过程、现代生物进化理论的由来,启发学生带着批判性思维探索追求真理,而不是对真理照搬全收、死记硬背。机械识记只能扼杀学生创造力,同时减弱学生的理解力,没有理解何谈应用?没有实践何谈创造?
批判性思维不仅要求学生养成严谨的科学态度,还要有一定的知识积淀,具备了这两点,才能更好地对信息进行评判。例如,对一些养生、神医之类的谣言做一些基本的判断,能知道一些疾病的传播途径及预防措施,以及一些不该有的误区。
3.信息处理与归纳分析的能力
人们在日常工作生活中会遇到大量数据与图表,许多人对图表束手无策,不知如何着手分析,殊不知在自然科学学习过程中,我们曾经接触过那么多的图表,却因为没有掌握分析图表的精髓,为了考试分数机械记背答案敷衍了事忘却技能学习。教师在教学过程中应该着重培养学生的识图能力,如横纵坐标分别代表的含义,以及数据之间的相互关系,曲线类型的形成原因及表征的数据结果,而不是就题论题,只关注答案的简单重复。
4.生物情感
生物科技的高速发展为生活带来了更多便利,农业上改良作物品质,提高产量,人们借助生物技术选育优良品种,为人类生活提供了更多福利。但是科学技术是一把双刃剑,在对人类有益的同时可能会影响甚至破坏自然界本身,如转基因食物可能造成的对食物链的破坏;农业生产中,人造化肥杀虫剂的使用可能会破坏土壤原有的生态微环境;以及克隆技术带来的医学上的优势与伦理道德的制约。所以我们急需生物情感填补技术的空缺,让技术与生活、自然和谐共存,通过培养学生的生物公共道德、生物情感,让学生步入社会后更合理地运用生物技术,使技术更好地融入生活和自然。
三、生物学科素养的培养策略
1.教师需要具备一定的教学素养
所谓教学素养指教师具有:(1)完备的专业知识及生物学眼界,了解生物的前沿知识并有自己的思考。(2)评价能力,即教师能根据学生的发展,给予最恰当的评价。(3)教学能力,如何更好地让学生理解学科内涵,应用于实际。教学素养是与学生素养相对的新时代教师需要具备的能力,一名具有较高学科素养的教师能最大限度地提高课堂教学的有效性,能站在更高高度帮助学生、启悟学生。
2.建立生物学科素养评价体系
评价体系在教学过程中占有重要地位,甚至会影响教师的教学方向,为了让学生通过生物科学学习更好地培养生物科学素养,而不是沦为生物学科知识的机械识记者,在考试与评价方面急需革新。与此同时,教师应对“学科素养”的深层内涵有所把握,才能更好地将对学科素养的追求融入教学与考试评价,从而更好地激发学生,在掌握双基的同时,培养起相应的学科素养。教师在一定程度上要改变以往教学观念,养成培养学生学科素养的意识。我认为以学科素养为导向的生物教学,需要有关教育部门、学校及各级教师的协调配合,建构起以素养为导向的教学体系,从重视成绩向关注学生的发展和点滴进步转变。当下,全国各地已经兴起了关于生物科学素养评价的新评价体系调研,希望在不久的将来,能有一套完整的体系更好地衡量学生的生物科学素养,而不是通过成绩评定和选拔学生。
参考文献:
论文关键词:生物技术;伦理问题;思考
21世纪是生命科学的世纪,生物技术的发展对人类和社会的影响深远。而生物技术引发的伦理问题,已成为世界的焦点议题。如何合理的应用生物技术造福人类和社会,是众多学者和科学家急需解决的问题。
一、现代生物技术研究的新进展
进入21世纪,生物技术正处于发展成熟阶段,生物技术的应用已经渗透到我们生活中许多与生物无关的角落。生物技术的发展至今已经揭示了许多生命现象的本质及其规律,但生命现象极其复杂,目前仍有许多课题有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干细胞、转基因食品、人类基因组计划、组织工程等研究和实际应用等领域取得了成果。
(一)克隆技术。克隆原意是无性繁殖,即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系,该细胞系中每个细胞的基因都是相同的。克隆技术首先用于动物,动物克隆就是通过无性繁殖方式,由动物细胞产生的遗传形状相同的动物个体。克隆羊多莉是首例克隆成功的动物。动物克隆为我们进一步揭示生命的奥妙及人类的自我认识展现了全新的视野。
(二)胚胎干细胞。干细胞是生物体在生长发育过程中起“主干”作用的高度未分化细胞,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞分为三大类:全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。全能干细胞之所以全能,是指它可以分化成人体全部细胞类型,进而构建心、肝、肾、肺等多种组织和器官,最终发育成一个完整的个体。全能干细胞再进一步分裂、分化中又形成了各种多能干细胞。多能干细胞具有分化为多种细胞组织的潜能,但是却失去了发育成完整个体的能力。
(三)转基因食品。转基因食品是利用生物技术将某些生物的基因转移到其他物种中去,从而改造生物的遗传物质,使其在性质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或以这种生物为原料,加工出来的食品都被称为转基因食品。转基因食品在欧美应进入人们的日常生活中。有资料表明,在欧洲,玉米钻心虫每年要毁坏4000万吨玉米,占世界玉米总产量的7%,但是如果把分离出来的抗钻心虫基因植入玉米中去,就可培育出抗虫害的玉米,这种玉米就是转基因食品。
二、现代技术发展引发的伦理问题
(一)关于克隆人的争议。从“多莉”羊的克隆成功,待几年来其他克隆动物的尝试,克隆技术正不断发展。目前科学界把对人体的克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆。科学界和伦理界对治疗性克隆普遍支持。但生殖性克隆,即克隆完整的人则遭到很大的抵制。克隆人给伦理道德方面带来了巨大的冲击,对现有的社会关系、家庭结构造成了巨大的冲击。另外,克隆人的身份难以认定,使人伦关系发生模糊、混乱乃至颠倒,进而冲击传统的家庭观以及权利与义务观。
(二)胚盘干细胞研究中的生命伦理问题。由于胚盘干细胞的制备是离不开人类卵子、胚盘以及克隆技术的,而卵子与胚盘在一些不同的国家和宗教界被视为是生命的起源,与活着的婴儿没有什么不同,所以在许多国家是被严格禁止的。坚持认为可以用人类胚胎做实验的人认为:1、早期胚胎仅是一团细胞,尚难称其为人的一条生命,从胚泡内细胞培养成人的胚胎干细胞,并没有杀死细胞,只是改变细胞的命运;2、培养胚盘干细胞是用于治疗现在还无法治愈的组织坏死性疾病,让病人恢复健康,完全是合乎人类伦理道德。
(三)转基因食品的潜在危险。对转基因食品发展有两种态度:支持者极力宣传其带给人类充足的粮食和新型抗病虫策略;反对者则强调人为地用基因技术改变神武,会给人体健康和环境带来危害。基因表达调控是个复杂的生命现象。目前,人类对基因的活动实施了解还不够透彻,还没有十足的把握控制基因中组后的结果。1993年英国的一份报告列出了一些人们对于转基因食品应用的来努力方面的主要担忧:1、人类基因转入食品动物,如将人类基因因子与凝血的蛋白质的基因转入绵羊中;2、某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常食用的动物中,这可能触怒犹太人和穆斯林,列入将猪的基因转入绵羊;3、动物基因转入植物中,可能会引起一些素食者的特别关注。
三、现代生物技术发展存在的伦理问题对策
现代生物技术的飞速发展,引发诸多伦理问题,发人深思。为了促进生物技术的和谐发展,应采取相应对策和措施。科学预言,21世纪是生物技术发展的黄金时期,全国普及大众伦理学知识尤为重要,设置伦理学咨询机构,利用各种媒体宣传伦理学知识,增强大众的伦理学意识,提高全民族的整体伦理水平。同时,我们还应改变传统伦理观念,发展中国特色的生命伦理学。总体上,生命伦理学应和国际生命伦理学保持一致,但又要保持中国的特色。另外,培养生命伦理专业人才,解决人才匮乏的局面。生命伦理学的发展任道重远,生命伦理学人才匮乏问题需要解决,设置生命伦理学专业,加快专业人才培养规模势在必行,特别应注重研究生、博士生的培养。
关键词:课程价值;教学内容;教学方法;素质教育
《基础生物学》课程是大部分高校生物工程专业开设的一门专业基础课,由于其涉及领域宽,涵盖范围广,而且随着生命科学的日益发展,不断地涌现出新的理论和技术,给《基础生物学》的教学工作带来了极大的挑战。因此,作者针对在该课程教学中遇到的实际问题,结合本学科课程设置的目的,提出如下的教学模式探讨。
一、提高对《基础生物学》课程价值的认识
生物科学和信息技术是影响21世纪人类生产、生活的两大重要学科。近20年来,世界各国越来越充分认识到生物技术在高科技领域中的特殊地位,并予以高度重视。生物工程专业《基础生物学》教学的任务是按照生物工程培养目标的要求,使学生具有从事社会生产、生活和继续学习所必需的生命科学基础知识和能力,树立生命科学的观点,培养科学的思维方法和科学态度,使学生形成较强的创新意识和创造能力。由此可见,《基础生物学》的教育是素质教育的重要组成部分之一,并越来越显示出其重要意义。
二、注重教材建设,精选教学内容
对于工科院校学生而言,由于缺乏基础生物学的相关背景知识,如果按照以往传统教材内容按部就班地授课,很可能导致学生的理解难度增加,降低学生的学习兴趣,也容易造成学生把握不住学习重点,不能对所学知识灵活运用。我们根据生物工程专业课程体系的设置特点,对《基础生物学》课程教学内容进行优化设计,分为4个部分,并组织相关专业方向老师分别进行讲授。第一部分内容主要为细胞、分子和基因工程的基本知识,考虑到在后续课程中还将开设《细胞生物学》《动植物细胞工程》《分子生物学》等专业课程,还会对相关知识进行详细介绍,因此,对该部分内容只做简要介绍,将学生以往学过的知识进行回顾和衔接,多介绍一些相关领域的研究进展和动态,重点补充一些遗传学和基因工程技术在生物工程领域的应用及取得的相关成果等,以提高学生的兴趣;第二部分主要为植物学的内容,由于农业生物技术是我校生物工程专业设置中的主要方向之一,因此对植物学内容进行了增加。
三、改进教学方式,丰富教学方法
1.探索多种教学方式,培养学生的自学能力
突出学生在受教育中的主体地位,在教学中融入生物工程国内外前沿科研成果,引导学生课外自学,组织课堂讨论,培养学生的自学能力;积极引导学生参与教学过程,对一些颇有争议的前沿话题组织学生课堂讨论,增强师生互动,激发学生的学习兴趣;引导学生积极通过网络、图书馆数据库等各种渠道查阅文献,了解课堂知识的最新研究进展及相关动态,学习撰写简单的学术报告,训练学生的自学能力,提高学习效率。
2.以科研项目为驱动,丰富理论教学中的实践探索
我院位于经济发达的长三角地区,与生物工程以及现代农业技术相关的公司企业较多,并且公司注重科技创新,与生物工程专业有较多的产学研合作项目。在理论教学过程中,我们不断革新理论教学内容,紧密围绕当地生物工程产业发展要求,结合专业的科研特色,把与生物工程技术相关的教师科研项目作为案例引入理论教学中,以科研项目和成果促进和更新课程教学内容,提高学生的实践水平,增强学生对理论知识的掌握,大大加强了《基础生物学》课程的特色。科学研究促进理论教学并服务于地方经济,可提高人才培养质量。
3.改革考核形式,深化素质教育
课程考核是评价教学效果的重要环节,相对于传统的闭卷考试,本课程灵活采用闭卷考试和平时成绩并重的方式,即将课程的考核评价体系拆分为闭卷考试方式与组会讨论、课题答辩、论文报告、实践探索等平时成绩相结合,更加全面、客观地评价学生的综合水平,进一步强化学生的素质教育。论文报告要求学生自主选题,通过查阅文献,就某些前沿或有争议的话题,结合分组讨论、课题答辩等方式,撰写论文,对写作优秀者加分。
参考文献:
[1]林跃鑫,林琳,谢必峰,等.生物工程专业教学内容与课程体系改革初探.化工高等教育,2005(84):27-30.
[2]崔凤杰,孙文敬,黄达明,等.生物工程专业培养方案的修订与实践.轻工科技,2013(173):142-144.