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生化标记技术
目前,同工酶标记和贮藏蛋白标记在栝楼种质研究中比较常用。
1用于亲缘关系的判断
不同品种、产地栝楼的蛋白电泳图谱都会出现不同程度的差异[31]。孙稚颖等[32]采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法,对山东栝楼农家栽培品种、野生种以及湖北栝楼的种子蛋白进行了分析。研究表明,山东优质农家品种仁瓜蒌、牛心瓜蒌的种子蛋白电泳谱图具有明显的相似性;小光蛋与野生栝楼的蛋白电泳谱图最相似;湖北栝楼与各山东品种在蛋白电泳图谱上有明显差异。这些结果结合性状特征从蛋白水平上说明:仁瓜蒌和牛心瓜蒌属于优质品种;小光蛋与野生品种较接近,品质稍差;湖北栝楼与栝楼是同科同属不同组别的物种。
2用于栽培品种的鉴定
同工酶电泳图谱谱带发生多态性变化,反映了生物在蛋白质水平上的多型性,可作为生物遗传变异的证据[33]。孙稚颖等[34]以过氧化物酶同工酶及酯酶同工酶分析为手段,以山东栝楼的各农家栽培品种以及野生种的幼苗为实验材料,进行了同工酶电泳分析,结果表明,各农家栽培品种间及与野生种之间的酶带数量、带级、位点及活性强度等的差异可作为品种鉴定的依据;根据其同工酶谱图的相似程度判断,牛心瓜蒌与仁瓜蒌,野生栝楼与小光蛋,大瓜蒌、八棱瓜蒌及地瓜蒌彼此间亲缘关系较近,这与贮藏蛋白电泳图谱相结合可以更准确的判断各品种亲缘关系的远近。
3用于雌雄性别的研究
栝楼种植时雌、雄比例对瓜蒌的产量起着关键性作用,在雌、雄植株区分方面生物技术优于传统的鉴别方法。于凤池等[35]对栝楼雌、雄不同器官进行过氧化物酶同工酶活性和电泳分析,成熟雌株叶片的过氧化物酶同工酶谱带比雄株多了第5条谱带(Rf=0.643);在成熟器官(叶片、卷须)中,雌株中的过氧化物酶同工酶活性比雄株强,但在幼嫩器官中两者差别不大。另有研究表明[29],雌、雄株的叶片、叶柄、卷须、茎尖的各种同工酶图谱均存在不同程度差异。过氧化物酶同工酶图谱分析:叶柄的图谱中出现了4条相关谱带;多酚氧化酶同工酶分析:幼苗叶柄、茎尖图谱中雄株各出现1条特征谱带,卷须、叶片、茎尖图谱中雌株各出现1条特征谱带。雌雄株的酯酶同工酶图谱、雌雄株不同部位的同工酶含量也表现出一定的差异性。
细胞学标记技术
细胞学标记技术主要是指染色体核型和带型分析,是细胞遗传学研究的基本方法。
1用于物种的鉴定
根据传统的理念,栝楼染色体的核型对称性、随体大小和数目等方面的差异可以作为分析栝楼不同基因型材料的亲缘关系及种质鉴定的方法。黄璐琦等[36]对国内栝楼属的8个物种进行了形态学观察和鉴定,发现了中药瓜蒌和天花粉的染色体特点为表现为八倍体,二倍体一般不能入药或甚至有毒副作用;并且,多倍体与器官特化以及地理分布尚未发现有规律的联系。
2用于染色体倍数与次生代谢物质相关性研究
杨福红等[37]人研究了人工诱变不同倍性染色体栝楼的生长发育及果实糖、酸含量变化,结果表明四倍体栝楼的长势、叶片中叶绿素含量、果实中总糖和总酸的含量明显优于二倍体;四倍体栝楼果实大小、质量、结实率和百粒重明显小于二倍体,差异极显著。黄秋波等[38]以五个不同产地的9种栝楼品系为实验材料研究了染色体倍性与物质积累之间的关系,9个品系中一类是染色体数目为2n=6X=66的六倍体,另一类是染色体数目为2n=8X=88的八倍体。八倍体栝楼在整个生长发育时期其叶片可溶性糖含量均高于六倍体,在盛花期时的差异达显著水平;二者叶片可溶性蛋白含量无明显差异,总体来看,以盛花期为限,之前,六倍体栝楼叶片可溶性蛋白质含量高于八倍体,之后,八倍体栝楼叶片中可溶性蛋白质含量相对更高;八倍体栝楼叶片叶绿素含量都低于六倍体,不同发育时期的相对差异幅度为4%~10%。这为栝楼优良品种的培育和多倍体育种提供了指导依据。
种苗快繁技术
1外植体选择研究
在已有的关于栝楼试管苗快速繁殖体系[39]和外植体取材研究[40]的基础上,杨晓伶等[41]以栝楼茎段、叶片、块茎幼苗的茎尖和带芽茎段进行了快繁外植体选择研究。结果表明,培养基MS+2mg/L苄氨基腺嘌呤(BA)+0.5~0.05mg/Lα-萘乙酸(NAA)可诱导块茎幼苗茎尖及带芽茎段产生丛生芽,在培养基MS+0.1mg/LNAA+0.2mg/LBA作用下生根,能够在移栽后实现快速繁殖,而茎段和叶片可形成愈伤组织,但不能形成根。
2最佳快繁条件研究
余慧琳等[42]通过对茎段腋芽的离体快繁研究,确定了形成无菌试管苗的最佳培养基为MS培养基+BA0.2~0.3mg/L+NAA0.1~0.2mg/L组合;继代增殖最佳培养基为MS培养基+BA0.1mg/LNAA0.1~0.2mg/L组合;生根最佳培养基为1/2MS+NAA0.2mg/L组合。陈惠等[43]研究发现将不定根根尖,接种在MS+BA4mg/L的培养基上光下培养效果最佳。兰伟等[44]研究并确定了适宜栝楼芽诱导、愈伤组织诱导与繁殖、生根的最佳培养基条件。有研究[45]对不同激素对栝楼试管苗生根影响进行了研究,6-苄基氨基嘌呤(6-BA)为1.5mg时对芽的诱导效果最好;采用MS培养基附加6-BA1.0mg/L+IBA0.3mg/L+NAA0.05mg/L增殖效果好;IBA比NAA更能促进生根。各种最佳条件的确立对于栝楼优质种苗选育、大规模细胞培养以提取有效成分的研究有着重要意义。
关键词:生物科学;核心课程;逻辑关系
中图分类号:G633.91
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)21-0130-03
1 引言
生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学是生物科学专业的核心课程,由于它们相互联系,交叉渗透,因此存在逻辑关系不清,课程内容重叠较多等问题,例如原核生物和真核生物基因表达调控在生物化学、细胞生物学、分子生物学都有介绍,基因工程原理在分子生物学、基因工程学中都有介绍,导致教师教学内容难以起舍,课程顺序难以安排。要理顺生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的逻辑关系,确定各课程教学内容和教学顺序,必须把其定义,研究内容,发展历史动态结合起来。
2 生物科学专业核心课程概述
2.1 生物化学
生物化学是运用化学的理论和方法研究生物分子结构与功能、物质代谢及遗传信息传递与调控规律的科学。
生物化学是生命科学中最古老的学科之一。 随着生命科学的发展,各学科相互渗透。18世纪,一些从事化学研究的科学家转向生物领域,为生物化学的诞生播下了种子。19世纪末,生物化学从生理化学中独立。20世纪中后期又从生物化学分离出部分内容与遗传学部分内容结合为分子生物学,然后,分子生物学基因操作部分独立出来,形成基因工程学。
1920年以前,生物化学研究内容以分析生物体的化学组成、性质和含量为主,称为静态生物化学时期。
1920年-1950年,随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用,生物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢、能量转化,如:光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白质代谢等领域。这是生物化学飞速发展的时期,称为动态生物化学时期。
1950年以后,蛋白质化学和和核酸化学进展迅速,生物化学进入了分子生物学时期。分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性,是人类在认识的巨大飞跃。根据生物化学的定义和历史,生物化学研究的内容包括以下几个方面。
2.1.1 生物的物质组成
生物是由一定的物质按特定的方式组成的,直到今天,新物质仍不断被发现。如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物学功能。另一方面,早已熟知的化合物也发现了新的功能,如20世纪50年代才知道肉碱是一种生长因子,而到60年代又发现其是生物氧化的载体。
2.1.2 物质代谢
生物体内绝大部分物质代谢是在酶催化下进行的,具有高度自动调节能力。一个小小的细胞内,有近2000种酶,在同一时间内,催化各种不同的化学反应。这些化学反应互不干扰,有条不紊地进行。表明生物体内的物质代谢有精确的调节控制系统。
2.1.3 结构与功能
生物大分子的功能与其特定的结构有密切关系。如酶的活性中心的结构决定其催化活性及其特异性;变构酶的活性还与其催化的代谢终末产物的结构有关。
核酸中核苷酸排列顺序的不同,其结构就不同,所含遗传信息不同。这些不同的构象对基因的表达具有调控作用。
生物体的糖包括多糖、寡糖和单糖。由于多糖链结构复杂,具有很大的信息容量,对于细胞专一地识别、相互作用具有重要作用。糖类将与蛋白质、核酸并列成为生物化学的主要研究对象。
在生物化学中,有关结构与功能关系的研究才仅仅开始,尚待大力研究的问题很多,其中重大的有:亚细胞结构中生物大分子间的结合,细胞的相互识别、细胞的接触抑制、细胞间的粘合、抗原与抗体的作用、激素、神经介质与其受体的相互作用等。
2.1.4 繁殖与遗传
生物典型特点是具有繁殖与遗传特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列,现在DNA分子的核苷酸序列已不难测得,不但能在分子水平上研究遗传,而且还可能改变遗传,从而派生出基因工程学。
2.2 细胞生物学
细胞生物学是从显微水平、亚显微水平和分子水平研究细胞的结构及其生命活动规律的科学。
过去,细胞生物学主要是在光学显微镜下对细胞的形态结构和生活史进行研究,称为细胞学。20 世纪 50 年代以来,由于电子显微镜、放射性同位素、细胞结构组分分离技术、细胞培养等技术的广泛应用,特别是分子生物学的兴起,使细胞生物学研究的广度和深度都有迅猛发展,从宏观到微观、从平面到立体、从定性到定量、从分析到综合;从细胞、亚细胞、分子三个水平研究细胞的结构与功能、分裂与分化、衰老与死亡等生命活动规律及其调控机制,细胞与细胞、细胞与环境之间的相互关系。使原来以形态结构研究为主的细胞学转变成以生理功能研究为主、将结构与功能紧密结合起来的细胞生物学。由于细胞生物学在分子水平上的研究工作取得了深入的进展,因此细胞生物学又称为细胞分子生物学。细胞生物学研究内容如下。
2.2.1 细胞社会学
细胞社会学是细胞生物学中的一个新的领域。它是以系统论的观点研究细胞群体中细胞间的相互关系、细胞群体的社会行为;细胞识别、通讯、相互作用;整体和细胞群对细胞的生长、分化、形态发生和器官形成等活动的调控;细胞外环境对细胞的影响。
2.2.2 细胞的增殖、生长、分化与调控
研究细胞增殖、生长、分化及其调控机制,不仅是控制生物生长和发育的基础,而且是研究细胞癌变和逆转的重要途径。
2.2.3 细胞遗传学
细胞遗传学从细胞学角度来研究染色体的结构和行为以及染色体与细胞器的关系,从而探讨遗传与变异的机制等。
2.2.4 细胞化学
细胞化学:用切片或分离细胞成分,对单个细胞或细胞各个部分进行定性和定量的化学分析,研究细胞结构、化学成分的定位、分布及其生理功能。
2.2.5 分子细胞学
分子细胞学:从分子水平研究细胞与细胞器中蛋白质、核酸等大分子的组成、结构与功能及其遗传性状的表现和调控等,探讨细胞生命活动的分子机理。
2.3 遗传学
遗传学是研究生物遗传和变异规律的科学。孟德尔认为生物性状的遗传是受遗传因子控制的,并提出了遗传因子分离和自由组合的基本遗传规律。1900年,孟德尔的成果得到广泛重视,成为遗传学的基石。
20世纪初,利用光学显微镜发现了细胞有丝分裂和减数分裂过程中染色体及其行为,奠定了遗传的染色体理论基础。1910年左右,美国遗传学家摩尔根及其同事根据对普通果蝇的研究,提出了基因的连锁交换规律,并结合当时的细胞学成就,创立了以染色体遗传为核心的细胞遗传学。
遗传信息在分子水平上研究始于20世纪40年代。随着电子显微镜的发明,人们已能够直接观察遗传物质的结构及其在基因表达过程中的特征,使细胞遗传学的研究进入分子水平。
1953年,沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型,为进一步阐明DNA的结构、复制和遗传物质如何保持世代连续的问题奠定了基础,开创了分子遗传学这一新的学科领域。
遗传学研究的领域非常广泛,可划分成经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学和生统遗传学4个分支,各个分支领域相互联系、相互重叠、相互印证,组成了一个不可分割的整体。
经典遗传学研究从亲代到子代的遗传特性,包括遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律及机理;基因互作及其与环境的相互关系;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;数量性状的特征及其多基因假说,近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传等。
细胞遗传学是通过细胞学手段对遗传物质进行研究。其内容包括细胞的结构和功能;染色体的形态结构;细胞的有丝分裂,减数分裂;配子的形成和受精。
分子遗传学是从分子的水平上研究遗传物质的结构及遗传信息的传递。内容包括DNA复制、转录和翻译,基因突变及修复,原核生物和真核基因表达与调控;基因、基因组及作图,遗传重组。
生统遗传学是用数理统计学方法来研究生物遗传变异规律的学科。根据研究的对象不同,又可分为数量遗传学和群体遗传学。前者研究生物体数量性状即由多基因控制的性状遗传规律,后者是研究基因频率在群体中的变化、群体的遗传结构和物种进化。
2.4 分子生物学
分子生物学是从分子水平研究核酸与蛋白质的结构与功能、遗传信息传递和调控,阐明生命本质的科学。
从19世纪后期到20世纪50年代初,确定了蛋白质是生命的主要物质基础,DNA是生物遗传的物质的载体,是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
从20世纪50年代初到70年代初,是现代分子生物学的建立和发展阶段,1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型为现代分子生物学诞生的里程碑,确立了核酸作为遗传信息分子的结构基础,提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式,为核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。
70年代后,基因工程技术出现,人类进入认识生命本质并开始改造生命的发展阶段。
分子生物学原来是生物化学的一部分,因其太重要了,20世纪中后期从生物化学中分离出来并与遗传学结合,独立出来成为单独的学科,是生物化学的发展和延续。涉及的部分内容比生物化学更细致深入,并从整体上考虑。
分子生物学从蛋白质、核酸、基因及基因组结构开始,以中心法则为主线,阐述生物大分子在信息传导、基因表达调控中的相互作用和机理。主要内容包括蛋白质、核酸、基因和基因组的结构、DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。基因工程技术的原理和应用等。
2.5 基因工程学
20世纪70年代,随着 DNA的内部结构和遗传机制逐渐呈现在人们眼前,生物学家不再仅仅满足于探索、揭示生物遗传的秘密,而是开始设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。这就像工程设计,按照人类的需要(设计)把这种生物的某个“基因”与那种生物的某个“基因”进行“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物的工程技术被称为“基因工程”。
基因工程包括如下几个主要的内容:①目的基因的合成或提起分离。②载体的构建。③将载体转移到受体细胞并增殖。④重组DNA分子的受体细胞克隆筛选。⑤将目的基因克隆到表达载体上,导入寄主细胞,使之在新的遗传背景下实现功能表达,产生出人类所需要的物质。
3 课程间的逻辑关系,教学内容选择及课程顺序安排
从生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的定义,研究内容,发展历史动态可知,各学科的逻辑关系是:理解细胞结构及功能需要一定的生物化学基础,理解遗传物质的结构和功能需要一定的细胞生物学基础,而分子生物学是生物化学、遗传学交叉融合的产物,研究核酸和蛋白质分子结构和功能以及相互关系,而各个分子不能孤立发挥作用,必须依赖于一定的细胞结构,因此,生物化学是细胞生物学的基础;细胞生物学是遗传学和分子生物学的基础。基因工程是利用分子生物学的理论和实验技术进行转基因操作的部分独立出来的,因此分子生物学是基因工程学的基础。所以,高校应按生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程的顺序安排课程教学最为合适。
由以上可知,由于历史的原因,生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程学相互联系,交叉渗透,研究内容重复较多。因此,本研究根据其定义、逻辑关系及发展历史,同时为编写教材和教学的方便,建议生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学教学内容如下。
(1)生物化学主要教学内容主要有:蛋白质化学、核酸化学;酶学基础;糖代谢与生物氧化;脂类代谢;蛋白质的分解代谢等内容。而将DNA复制、转录、翻译、突变、修复及原核生物和真核生物基因表达调控留在分子生物学讲授。
(2)细胞生物学的教学内容主要有:细胞的基本结构;细胞生物学研究方法;细胞膜的结构与功能及物质跨膜运输;细胞质基质与细胞内膜系统;细胞通讯与信号传递;线粒体和叶绿体;细胞核与染色体;细胞骨架;细胞增殖及其调控;细胞分化、衰老与凋亡。
(3)遗传学的教学内容主要有:遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律;基因互作及其与环境的关系;基因定位与连锁遗传图;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;染色体畸变;数量性状的特征及其多基因假说;近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传;遗传重组。
(4)分子生物学的教学内容主要有:DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。
(5)基因工程学的主要教学内容有:基因工程技术的原理和应用等。
以上各门课的教学内容相对前述和我国现行教材的教学内容作了较大调整,例如;核酸和蛋白质的组成及结构只在生物化学中讲授,细胞信号传递只在细胞生物学中讲授,基因工程原理只在基因工程学中讲授,避免了课程内容的重复。
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吉林省农业科学院经济植物研究所,目前主要根据现有基础开展特色蔬菜、叶菜类蔬菜、果菜类蔬菜、菜豆、薯类、花生、甜菜、麻类等多种经济植物种类的研究,并根据研究领域,设置5个研究方面,即蔬菜研究、薯类研究、花生研究、甜菜研究、麻类研究。
一、蔬菜研究
主要从特色保健蔬菜、菜豆、叶菜类蔬菜、果菜类蔬菜四方面开展研究工作。
1.特色保健蔬菜研究
主要开展棚膜栽培技术研究、有机肥应用技术研究、优异特色蔬菜品种引进与筛选、有机特色蔬菜生产集成技术研究等。目前,根据广大人群对保健养生的需要,开展以帝王菜为代表的特色保健蔬菜研究。
帝王菜作为一种高硒、高钙、高钾,低钠的高营养无公害蔬菜,在埃及自古就有“帝王菜”之称,在阿拉伯诸国的宫廷中,作为御膳使用也有悠久的历史,其富含的营养成分及保健功能更受青睐。其营养保健成分极其丰富,含有丰富的粗蛋白、膳食纤维和木槿酸,主食部位是高膳食纤维,高维生素A、E、C和钙、磷、铁、钾、镁、硒等微量元素丰富,低钠,不含铝。根据研究表明其钙含量是普通蔬菜的10余倍,镁、钾、铁的含量是普通蔬菜的3-5倍,特别是微量元素硒的含量是普通蔬菜的一百多倍,人体必需的9种氨基酸含量比普通蔬菜高出3-8倍。
经常食用帝王菜具有以下保健养生作用:1.保健功能:①促进肠道蠕动,软化宿便,预防便秘、结肠癌及直肠癌;②降低血液中的胆固醇、甘油三酯,预防肥胖;③清除体内毒素,预防色斑形成、青春痘等皮肤问题;④减少糖类在肠道内的吸收,降低餐后血糖;⑤促进肠道有益菌增殖,提高人体吸收能力。膳食纤维含量为9.4g/100g,是菠菜、芥菜和空心菜的5-7倍,极大地丰富了人们在蔬菜中膳食纤维的摄入量。2.富含矿物质微量元素:钙(Ca)、钾(K)、镁(Mg)、硒(Se)、铁(Fe)等含量相当丰富,钙含量是普通对照组蔬菜的10余倍,镁、钾、铁的含量也是对照组的3-5倍,特别是微量元素硒是普通蔬菜含硒量的一百多倍。硒(Se)做为一种比较稀有的准金属元素,科学家研究发现,人体中正常含有0.05~0.2mg/kg的硒元素是必需的。硒的重要生理功能在于①抗氧化作用,②保护心血管和心肌的健康,③解毒作用,④抗肿瘤作用:相关研究表明血硒水平的高低与癌症的发生息息相关,硒具有预防癌症的生理作用,是人体微量元素的“防癌之王”。
随着时代的快速发展,我国信息技术领域出产的科技产品层出不穷,这些产品给日常生活带来便利的同时,有效推进素质教育的发展,因此,为了更好地进行高中生物教学,教师可以适时改变一下教学模式,在教学课堂上合理运用各种先进的科技产品,以提高教学效率和质量。微课程这种新型教学模式,凭借良好的实用性和灵活性,被广大一线教师关注和重视,它的有效运用可以切实引导学生和教师良好地沟通和交流,使生物课堂上无法演示的教学实验以视频方式展现出来,在一定程度上提高教学效率、促进学生全面发展。本文将以如何更好地在高中生物教学中设计和应用微课程为主要内容,并进行相应的策略探究。
关键词:
高中生物;微课堂;设计应用
在高中生物教学中,教师将所要教授的内容通过微视频方式播放给学生,不仅能直观帮助学生掌握生物实验技巧及各种生物演化过程,还能打破时空的限制,使学生随时随地地学习,实现高效教学。
一、积极遵循微课程设计原则是关键
为了更好地发挥微课程的教学价值,以及更有效地实现生物教学的高效性,教师在设计和制作微课程的时候要积极结合实际教学内容及学生实际学习水平,遵循微课程设计原则,多角度出发,力求设计出适合学生发展的微课程。那么需要遵循的原则有哪些呢?首先,短时课程原则。就微课程而言,其最突出的特点就是“微”,即在短时间内让学生实现教学目标。微课程的应用能切实将传统生物教学时间和内容浓缩,少了花哨的教学设计,更清晰地将知识点显现出来,使学生在最短时间内获取更多的知识。高中生较小学生而言,自控力、注意力都要更强一些,却无法完全保证在45分钟的课堂内保持精神集中而不分神,因此,需要教师人为控制教学时间,使学生在短时间内掌握核心知识点,不仅符合学生认知和发展规律,还能有效满足学生学习需求,实现教学效率提升。其次,内容单一原则。从学生认知特点来看,每次学习少量而单一的知识有助于对知识的吸收和内化,同时可以清楚地知道,微课程的优势是“微”,正是这一优势限制了生物教学内容。由此种种可见,在微课程教学时,教师要积极遵循内容单一原则,即一个微课程只讲授一个相关知识点,即使某些知识点之间相互联系,也不要将其放在一个微课程中,以避免欲速则不达。最后,趣味性原则。打破课程中只有文字、符号的枯燥教课方式,积极在微课程中引入动画、图片和风趣幽默的语言等,不仅能极大地激发学生学习兴趣,还能有效使学生更投入地学习,进而实现教学效率提升。
二、合理开展微课程制作过程是保障
良好的微课程制作过程是提升生物教学有效性、充分发挥微课程教学价值的必要措施。首先,对课程进行分析。即要明确教学目标是什么?重难点是什么?微课程的重要内容是哪些?知识点应如何分布和设计?如何借助微课程达成教学预设?等等,从而合理选出课题,同时教师还要注意的是课题教学一定要细化,最好10分钟以内讲清一个知识点,以突出重点。其次,微课程设计。教师在制定学习目标、学习指导时要以选题为依据,并制定一份相应的课程导学帮助学生明确学习目标和方式。根据信息技术、网络资源来看,微课程的类型是多种多样的,教师应当根据具体生物教学内容选择合适的录制方式,具体录制方式有:教师讲课式、PPT播放式、课件讲解式等。教案的编写与普通教学方案有所不同,微课程的课堂教学教案主要体现的是教师讲解过程,即力求用简单明了的语言表达出详略有度的生物知识。然后,收集材料与视频制作。对于前者,教师要结合微课程特点,并多选一些具有趣味性的元素,以增强微课程的生动性。对于后者的主要来源,可以分为原创和利用已有课件进行改造。最后,微课程录制。在录制过程中,教师要多注意光线选择,如果需要用到屏幕录制软件,则要注意对麦克风的使用,以保证录制声音的清晰度。在录制讲解时,教师还要注意看镜头,确保与摄像头进行眼神交流。
三、科学应用微课程生物教学是根本
高中生物包括各种各样的知识结构、知识类型及或详细或抽象的知识点,而且随着学生所上年级增加,知识点难度随之加深,在一定程度上使学生在学习生物过程中感到困难,进而降低学习积极性与热情,为此,教师要针对这一情况,充分利用微课程,合理加入图片、视频等,将抽象的知识具象化,从而达到降低学生学习难度的目的。如“细胞的呼吸”这一课,教师主要讲解的内容就是柠檬酸的循环过程,因为这一过程经历变化的环节较多,教师可以借助微视频,以动画方式,将柠檬酸的变化过程表现出来。为了更好地让学生融入新课之中,教师在课前可以利用微课程,让学生看完本节课讲述的知识内容,然后提出有氧呼吸和无氧呼吸的概念,并让学生试着想一下细胞是怎样呼吸的,以此提高学生理解能力。光看课本,学生是无法真正理解的,这时,教师就要再次播放有氧呼吸中的糖酵解和柠檬酸循环过程内容的微视频,如果学生还无法理解这一概念,教师就要组织学生进行讨论,并补充讲解,直到学生将这一知识点完全理解内化。微课程在高中生物教学课堂中的应用有利于激发学生学习兴趣、提高学生自主学习能力及思考能力,同时它的出现切实帮助教师管理课堂和及时掌握学生学习情况,进而促进教学效率提升。
总而言之,对生物教学而言,教师应当根据学生实际学习情况及教学大纲要求,有针对性地进行微课程模型设计,对不同教学内容设计的微课程,教师还要认真分析和探究,只有这样,高中生物教学水平才会有实质性提高。
作者:董巧红 单位:江苏省泗阳致远中学
参考文献:
1.1地理可及性方面
内蒙古位于中国北部边疆,疆域辽阔狭长,和8个省及自治区接壤。调查显示,由于牧区地广人稀、牧民居住分散、交通不便等原因,大多数乡镇卫生院的服务半径达到几十公里,有的个别牧户甚至达到100多公里。许多牧民看病不方便,急危重症无法及时得到救治,导致乡镇卫生院的服务可及性较差。
1.2经济可及性方面
的牧区绝大多数处于经济落后地区。多年来,地方政府的卫生投入不足,有的苏木卫生院一年的收入仅仅能保证购置过冬用的煤炭。这样的条件既无法提供高质量的医疗卫生服务,也无法留住优秀的人才。医改以来,中央和政府对基层卫生的投入和支持力度空前加大了,房屋等基础设施得到了改善,设备得到了增加,人均基本公共卫生服务经费补助标准高于全国平均水平,但这对于多数服务半径达到几十公里的苏木卫生院却远远不够。苏木卫生院无法依靠提供服务来增加收入,反而是提供的服务越多,越有可能倒贴各种费用,这种状况在短时间内不会有很大的改变。因此,政府需要加大制度建设和投入力度,创新改革和发展的模式,逐步改善牧区看病难问题。
1.3服务可及性方面
牧区医疗卫生机构的服务能力低。卫生院和嘎查卫生室工作条件十分艰苦,卫生技术人员待遇低下,难以留住具有较高素质的卫生技术人员。部分地区财政困难,卫生经费较少,功能设施投入不足,诊疗手段差。而且,受气候变化、生活方式等因素影响,牧区传染病发病率较高,尤其是结核病、布病等控制难度较大的疾病近年来又呈逐年上升的趋势,牧民对部分药品的需求量急速上升。
2牧区医疗卫生改革策略探析
2.1加强牧区公共卫生服务
“看病难”和“少生病”,一个是标,一个是本。解决“看病难”,还需要以治本为主,标本皆治。20世纪70年代以来,随着社会化、城市化和工业化的发展,环境问题日益严重,人们的生活方式发生了明显改变,慢性非传染性疾病发病率逐年升高,使得人们对健康服务的需求不断扩大,造成了医疗卫生资源供需矛盾日益突出。而世界各国的经验都表明,解决这些问题的根本手段就是加强公共卫生投入,构筑公共卫生防线,让群众少得病。少得病自然会缓解看病难的难题,而且也真正能够满足群众提高健康水平的现实要求。但是由于牧区的地广人稀,居住分散,导致公共卫生服务成本高于农村和城市地区。如何才能更好的更有效的开展公共卫生服务工作。需要将视角转移到两方面。一方面,政府要继续加大公共卫生投入,拓展和深化基本公共卫生服务内容,扩大服务人群,完善服务规范,提高服务标准,增加服务项目。另一方面,在内蒙古地区推广实施“小药箱工程”。什么是“小药箱工程”?即为每个牧户配置一个家庭小药箱,箱内配备家庭常用的基本药物和针对家庭成员慢性病病人的治疗药品。每个家庭小药箱的药物,均由卫生院的医师开出药方,指导用药,及时配给,并通过新农合门诊统筹实行即时结报。以小药箱为抓手,建立牧区家庭签约医师上门服务机制。家庭医师每半年左右整理补充一次小药箱,通过信息联络和上门服务,监督指导牧民合理用药和自我保健。2011年由内蒙古呼伦贝尔市的牧业旗县率先探索实施,后来在自治区大部分牧区得以推广。同时,借助于“小药箱工程”,把公共卫生服务券放入小药箱,使公共卫生服务的内容得以充实。“小药箱工程”最终成为新型农牧区公共卫生服务改革项目。2012年,内蒙古新巴尔虎左旗启动实施“小药箱工程”一年后,对“小药箱工程”的基本公共卫生服务职能进行了效果评估。通过服务成本的测算,苏木卫生院对1000个牧户进行基本公共卫生服务1次,可为牧民节省费用244.5元。按照每年上门服务4次计算,可节省978元钱。同时,随着牧区家庭医师上门服务机制的建立,基本公共卫生服务质量也显著提高。与一年前相比,健康档案建档率从11%提高到100%;0~6岁儿童管理率从85%提高到98%;孕产妇管理率从83%提高到100%;65岁以上老年人管理率从14%提高到97%;慢性病管理率从22%提高到100%;健康教育资料发放覆盖率从30%提高到100%。
2.2创新基层医疗卫生服务模式
牧区“看病难”问题,和城市“看病难”有相同的根源,但还有自己的特点。相同之处在于,都是由于医疗资源的缺乏。不同之处在于牧区的基本医疗服务可及性差,表现为一是交通不便,地广人稀,尤其是得了急症难以及时就诊;二是基层医疗卫生机构不健全,卫生服务能力差;三是医疗信息缺乏,就诊存在很大的盲目性。这是基层卫生投入长年欠账的必然结果。如何提高基层医疗卫生服务能力,结合内蒙古在牧区医改的实践经验,应从以下几个方面展开:建设流动医疗服务系统,通过帮扶提高旗县医院服务能力,实施牧区家庭医师制度。
2.2.1建设流动医疗服务系统
在牧区,由于医疗卫生服务的高成本使得基层医疗卫生机构难以生存。各级政府应加大补贴力度,对偏远的医疗卫生机构实行政策倾斜,越是偏远,越要体现其公益性,以惠及牧民群众。内蒙古在牧区推开“小药箱”工程的同时,还在部分试点地区建立“固定与流动相结合”的服务机制,为牧区卫生院配备“流动卫生工作站”,充分依托信息化手段,将小药箱与车载简易设备的工作站进行“组合”,开展上门服务。这种院前急诊急救体系建设和流动医疗卫生服务系统相结合的服务模式,深化了基层卫生服务体系建设内涵,增强牧区医疗卫生服务的可及性。
2.2.2通过帮扶提高基层医院服务水平
2008年开始,内蒙古提出了鼓励旗县综合医院发展壮大,鼓励有条件的三级医院以托管等方式帮扶旗县医院发展的思路。2010年,内蒙古卫生厅选定了分别代表牧区的赤峰市克什克腾旗实施县级托管帮扶,随着托管模式运行的深入,医院知名度和影响力也显著提升,赢得了社会认可,克旗医院托管不到一年就荣获了市级以上奖励3项,有1人荣获自治区级表彰,3人荣获市级表彰。逐级对口帮扶下级医疗机构将是经济不发达地区提高基层医院服务能力的有效手段,如每所三级公立医院帮带2~3家县级二级公立医院,每个旗县二级公立医院帮带2~3家苏木乡镇一级医疗机构,每个政府办的乡镇苏木卫生院帮带一体化管理若干个嘎查村卫生室,将会迅速提高基层医疗服务水平。
2.2.3实施牧区家庭医师制度
1 高职院校科技服务现状与分析
虽然高职院校整体科技服务工作取得了一定成绩,但是,从总体上看,高职院校的应用科研还不能适应经济社会发展的总体需要,主要表现为:学校科研氛围不浓,教师科研积极性不高;科研成果的质量有待提高,突出表现为缺乏高水平的获奖成果和高层次的项目,在权威期刊比重过低;科技成果转化少、横向项目到账经费少,缺乏企事业单位委托研究大项目;科研组织薄弱,大部分科研人员都是单兵独战,缺乏较为稳定的研究团队;研究模式以分散作业为主,缺乏跨学科、跨学院的综合研究能力,解决社会经济发展重大问题的能力还显不足。科研现有管理体制不完善,考核目标不清晰,奖励不科学等方面。
2 提升社会服务能力的策略
在巩固与深化已有的科技工作成绩的基础上,注重应用技术研究能力的培育,逐步拓宽科研的领域和服务对象,加强引导,培养队伍,完善制度,规范管理,积累经验,彰显特色,拓展科研空间,在科研项目、科研成果、社会服务等诸方面实现新的跨越,努力在高层次课题研究和横向技术应用方面有较大突破。经过努力,使高职院校科技服务条件有较大改善:学校整体科研氛围不断增强,教师科研水平和服务能力得到较大提高,职能部门的服务意识、指导水平和统筹能力不断提升,在科研成果的数量不断增加的基础上使科研质量不断得到提高,从而为显著提升学校社会服务能力和提高人才培养质量打下坚实的基础。
针对高职院校发展实际及区域经济发展要求,以政校企行协同创新为引领,以学校科研机构为平台,以创新团队为载体,以应用科研为重点,实施科技服务战略,服务专业建设,提高人才培养质量,着力提升科技服务能力。
2.1 加强科研组织工作,提高科研成果质量 在科研工作上应着力于营造积极申报的学术环境,注重项目内涵,提升项目层次。打造精品成果,在重点形成一批有学术影响力和社会影响力的高水平成果的基础上,稳步扩大研究成果的总量。
加强对已立项课题研究工作的监督和管理。大力支持教师为争取高层次科研项目开展的前期研究,学校应加强对教师申报项目的辅导工作,可定期邀请资深项目申报专家到校举办讲座,为教师课题立项创造条件,最大限度地保护和发挥教师科研创新积极性。
2.2 加强科研团队建设,增强技术服务能力 以学校现有科技平台为基础,整合校内科研资源,培育一批具有创新精神和创造能力、有相对稳定的科研方向、能承揽应用技术项目、能研究出企业急需的有一定水平的技术性科研成果的科技创新团队,增强技术服务能力,为申报高级别科技创新团队奠定基础。
2.3 政校企行协同创新,推动科技成果转化 坚持“高水平、有特色”的理念,注重和产业界保持密切的互动合作关系,共同推动科技成果转化和产业化,在政校企行协同创新方面进行积极探索。一是推进技术链、产业链、服务链的协同。构建完善的创新网络,促进技术与产业、成果与市场的高效对接,加快科技成果转化。定期组织学校科研人员与相关企业的对接洽谈会,强化宣传学校的科技成果,营造科技成果转化的浓烈氛围。二是推进创新主体的协同。以研究所、工程中心、大学科技园等为创新主体,积极整合政校企行各种创新资源,促进跨边界的创新组织与研发合作。三是推进科技创新与体制创新的协同。深入推进科技体制改革和政策创新,探索政校企行合作,推动科技成果转化和服务产业升级的有效模式。加强知识产权管理与服务,完善专利申报政策和服务方式,鼓励教师申请专利,保持授权量稳步增长,并协助教师进行成果转化。
2.4 着力构筑科技创新平台,提升科技服务能力 完善校企科研联动机制,引企入校,整合优势资源,共建校内创新基地。以大学科技园、职教集团、工程中心、创新基地等平台为依托,以应用性研究项目为重点,瞄准行业及区域发展的关键科技问题和公益性科技问题,积极承担生产服务一线面临的技术服务、升级换代、产品工艺改进的重点重大项目,形成一批创新型、自主知识产权的应用研究成果。
2.5 加强大学科技园建设,为学校发展提供支撑 大学科技园是产学研合作发展的重要平台。充分发挥发挥大学科技园在科技服务、人才培养等方面的载体作用,促进政校企行深度合作。大学科技园的建设,使得学校更易贴近企业实际需求,了解企业亟需解决的各类技术性难题,可以为高职院校带来横向研究课题。通过大学科技园也可为学校现有科技成果的转化提供便利和条件,利于形成科技服务创新的良性循环。学校充分发挥的人才和科学研究能力优势,通过科技园孵化平台实现学校科技与地方经济的结合,推动高职院校科研成果产业化,助推地方产业转型升级。大学科技园下设创业孵化基地,创新高职大学生创业孵化基地管理体制机制,组建专兼结合的校内外创业导师团队,开展全员化大学生创业教育及创业培训,建设高标准的高职大学生创业孵化基地,拓展大学生创业孵化基地的辐射带动功能。
2.6 面向区域扩大社会培训,提高社会服务能力 开展政校企行合作,进行各种形式的社会培训,扩大校外培训的范围和规模,充分调动学校二级院系、相关部门开展社会培训的积极性,加强与中小企业的联系,拓展企业培训。加强与大型企业合作开展培训;加强与省市区政府部门合作,拓展技能鉴定的渠道。
3 高职院校科技提升保障措施
3.1 改革科技管理体制 实现由“管理”向“服务”,“事后统计”向“事前培育”的转型,在信息资料提供,课题申报等方面,为广大科研人员提供积极、主动、超前的服务。加强科研项目的过程管理,促进成果的推广与应用。科研团队和平台是科研任务的主要承担者。依托现有科研平台形成校企合作的科研联动机制,通过制度化的约束,促使教师深入企业实践锻炼,开展应用性课题研究。有计划、有步骤地实施高层次课题的培育工程,使学校的科技服务获得可持续的发展能力。
3.2 优化科研经费投入机制 高职院校应重视科研,逐步增加科研经费,每年保证增长百分之十的科研经费投入,同时要积极开拓校外科研经费增长点,以更好保证学校科研工作的开展。加大科研经费的投入,一是在学校的预算投入基础上逐年有所增加。二是采取多渠道,多形式增加科技投入,拓宽融资渠道。加大各级各类纵向科研项目的申报力度,拓宽申报领域,提高申报的数量和质量,提高命中率,积极争取上级部门的科研经费,增加社会力量投入和企事业合作研究等横向经费的来源。
关键词: 初中生物学 探究实验课 教学设计
2011年新修订的《全日制义务教育生物课程标准》将科学探究作为突破口,倡导探究性实验。在探究性实验过程中,学生有机会探究、发现、培养分析与解决问题的能力、交流与合作的能力,以及创新精神和实践能力。初中生物学探究实验课作为生物学教学的一种基本课型,是提高学生学科素养、发展学生探究能力的一种重要手段。因此,如何设计好探究实验课的教学设计,对教师组织好探究实验课堂是一个良好的开始。本人以北师大版初中生物学七年级上册的“探究植物细胞的吸水和失水”实验为例,谈谈设计探究实验课的几点体会。
一、教学目标的细化和确定
探究实验教学作为一种有目的、有计划、有组织的实践活动,有着一定的目标。这些目标存在于教学活动开始之前,并贯穿整个教学过程。《课程标准》比较详细地叙述了学习初中生物学知识要达到的各种目标要求,主要分为知识、能力、情感态度与价值观三个维度。学生通过知识的学习提高自身能力,形成对世界的认识和观点,同时能力的提高和情感态度与价值观的建立又反过来影响知识的学习,所以知识、能力和情感态度与价值观这一三维目标是一个有机整体,应当贯穿整个学习过程的始终。因此《课程标准》对探究实验课的具体目标要求如下:
知识目标:获得生物学基本事实、概念、原理和规律等方面的基础知识,了解并关注这些知识在生活、生产和社会发展中的应用。
能力目标:能够正确使用显微镜等生物学实验中常用的仪器和用具,具备一定的实验操作能力和绘图能力。引导学生初步学会生物科学探究的一般方法,发展学生提出问题、做出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力,在科学探究中发展合作能力、实践能力和创新能力。引导学生在实验中设置对照,确认变量,能用准确的术语、图表介绍研究方法和结果,阐明观点;利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护及必要的反思和修改。
情感态度与价值观目标:培养学生乐于探索生命的奥秘,实事求是的科学态度、探索精神和创新精神,使学生乐于学习生物科学,能正确理解科学、技术、社会之间的关系。
根据课程标准、考试说明及具体学情,可将“探究植物细胞的吸水和失水”的三维教学目标具体细化为以下内容:
知识目标:说出植物细胞吸水和失水的原理和现象,并能进一步解释原因及注意事项。
能力目标:能够正确使用实验器具,掌握处理实验材料和进行生物学实验操作的技能,根据多种实验材料设计可行的不同实验方案,并用准确的术语表述和评价结果。
情感态度与价值观目标:养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度,培养学生观察和小组合作能力。并通过设计不同实验方案,引导学生树立定量实验的意识。
二、教学目标的检验
教学目标确定后能否实现需要进行检验,通过对教学目标的检验预测确定的教学目标能否实现,怎样实现,如何实现。探究实验课的知识目标可通过提问学生、巩固达标题等手段检验。能力和情感目标则要在实验过程中通过教师的观察、指导和评价完成。例如:“能够正确使用实验器具―天平”这个能力目标,教师可在实验过程中观察学生操作是否规范,并进行及时指导和评价,从而培养学生求实、创新、勇于实践的科学精神及小组合作能力这一情感目标;“说出植物细胞吸水和失水的原理和现象”这一知识目标,教师可通过提问学生,让学生回答生活中与植物细胞吸水和失水有关的生活实例检验确定的知识目标。
三、教学目标的实现
根据教学目标的细化和检验方法,教师基本能确定课上的主要教学内容。如何具体实施教学目标则要在教学过程中根据学生的学情进一步确定,而教师首先要分析学生在实验课中往往会出现几种情况:例如:①七年级学生到实验室会感到很惊奇,对摆在实验桌上的器具会东摸西摸,无法集中精力听老师讲解实验步骤及注意事项;②对具体步骤缺乏统筹安排,缺乏统一协调,导致上课时部分学生手忙脚乱,耗时多,无法在规定时间内完成教学任务;③实验过程中对实验器具的操作不规范,从而影响实验结果,更不会评价实验结果。针对这些常见问题,教师在上探究实验课前要有针对性地进行教学设计,尽量避免这些问题的发生,从而实现实验课堂的高效性。
如“探究植物细胞的吸水和失水”这节探究实验课,教师上探究课前可先设计一个图表将实验原理、实验用具、实验步骤、实验现象一一对应起来,其中实验步骤环节中可适当留空,让学生动手写一写,帮助学生记忆和巩固知识,如表1,也可引导学生在实验课前设计一个图表用于记录实验数据,如表2。
第4步:将萝卜条取出,观察烧杯中溶液体积的变化,同时测量萝卜条的质量,将数据填在表格中。
第5步:用曲线图对实验数据进行处理。分析本组数据并得出结论,分析实验处理的时间长短对实验结果的影响。
对于学生协作和时间统筹问题,教师可在课前引导学生讨论实验步骤和时间统筹安排,以及每个组员的分工,充分发挥好小组长的作用。这样,学生既熟悉实验步骤,合理安排各步骤顺序,又明确自己在实验操作中的具体任务,各司其职,互相配合。关于操作规范训练,可用作业形式督促学生学习器材操作,帮助学生复习相关实验器材的用法,从而让学生做好实验的技能准备。
关键词:高职教育 生物制药技术专业 生物药物制备技术课程 课程建设
进入21世纪以来,生物制药产业已成为制药工业中发展最快、活力最强和技术含量最高的领域,是21 世纪的“钻石”产业,也是衡量一个国家生物技术发展水平的重要标志[1,2]。我国已明确将生物医药产业建设成高新技术支柱产业,生物制药作为成长性产业在医药行业中的地位也越来越突出[3]。鉴于这种产业形势和社会对生物制药专业人才的需求,我校前瞻性地在10年前就设立了生物制药技术专业,迄今为我国培养了大量优秀的生物制药专业技能型人才,促进了生物制药产业的快速发展。在生物制药技术专业人才培养方案中,生物药物制备技术课程是生物制药技术专业的核心课程,它综合了生物制药上游、下游技术的理论知识及实践技术,具体包括微生物制药、细胞工程制药、酶工程制药、基因工程制药和生化药物分离技术等内容,完全能满足培养生物制药技术专业高素质技能型人才的要求。通过该课程的学习,不仅为学习后续实践课程提供强有力的理论知识和基本技能支撑,较全面地掌握专业技能满足实际岗位职业能力需求,而且对学生综合能力的培养、整体素质的提高都起着重要作用。鉴于该课程在生物制药专业人才培养中的突出地位,多年来,该课程教学团队以培养学生的职业岗位核心能力为理念,通过校企合作、工学结合,设计和建设该课程,取得了令人满意的成效。现将课程教师队伍建设、教学条件建设、教学内容更新和完善以及教学模式、方法与手段的探索和改进等工作情况加以总结。
1 以人为本,注重教师队伍建设
教师是学校生存与发展的第一要素。强校必先强师,重视师资队伍建设是高职院校的第一要务[4]。师资队伍建设是促进高职教学质量提升、满足培养应用型人才的关键所在。近5年来,课程教学团队一贯注重教师的培养,采用“送出去、请进来、自提升”等多种师资培养模式, 已经建成了一支以中青年教师为主,整体结构合理,专业素质高的教学团队。
1.1 送出去,提高教师的“双师”素质
“双师”素质教师的特点是,既具备扎实的基础理论和较高的教学水平,又有较强的专业实践能力和丰富的实际工作经验,还有较强的运用专业技术理论从事技术开发、技术转移、技术咨询、技术创新以及解决实际技术问题的能力[5]。加强“双师型”教师队伍建设,是高职教育性质所决定的,建设一支高质量“双师型”教师队伍是高职院校教师队伍的建设目标,也是提高高职教育教学质量的必然要求[6,7]。教学团队定期输送教师到国内知名高校研修、培训、做访问学者(访问工程师),提升科学研究、技术开发和技术创新等能力;输送他们到国内知名制药企业进行调查研究,并采用挂职、顶岗等方式到生产一线锻炼,了解现代生产企业的生产工艺技术、设备及产品信息,提高专业教师自身的操作技能水平,积累大量课程教学的实践案例,增强课堂教学效果。同时,为进一步提高本团队青年教师的教学水平,鼓励教师参加各级各类教学技能竞赛,通过比赛,为青年教师搭建锻炼自己、展示自己的平台,以赛促教,全面促进教师“双师”素质的提升。
1.2 请进来,专、兼职教师优势互补
教学团队聘请国内生物制药企业的工程技术人员作为课程的兼职教师,承担实习、实训课程的教学,与专职教师一起完成实践教学环节的内容,利用兼职教师在生产一线积累的丰富实践经验,将新工艺、新技术、新方法、新设备补充到实践教学中,增强教学效果。同时,本校专职教师也从中吸收了营养,综合教学能力也获得了提高。
1.3 自提升,提高教师的学术研究水平
以职称晋升和教师本人发展需求为内在动力,团队积极助推教师攻读硕士、博士研究生学位,鼓励教师申报各级各类教学研究和科学研究课题,学习先进的教学理念和方法,提高教学技能,把握生物制药专业相关领域的学术前沿,增强社会服务能力,切实提高教师的教学研究和科学研究水平。近5年来,团队成员承担了省部级教学研究项目3项,省部级以上科研项目4项,校级、厅局教研和科研项目10余项,发表相关学术论文20余篇,其中SCI论文3篇,授权专利6项。这些研究成果反哺教学,进一步提高了教学质量。
2 加强教学条件建设
本课程教学团队通过各级各类教学建设项目的申报,获得学校、政府的政策和经费支持,将建设经费不断地投入到课程建设中,利用学校在行业的地位和影响,加强与制药企业的合作,构建校外实训基地,从而完善校内外的教学条件。
2.1 联合国内兄弟院校,共同建设课程教学资源库
2011年,课程教学团队积极申报国家高等职业教育药物制剂技术专业教学资源库子项目―生物制药技术课程资源包项目,与国内兄弟院校9个课程教学团队共同承担了该课程教学资源库的建设,目前已经完成文本知识点1 100余个、动画200多秒、自制实验实训视频120分钟、习题近600题,今后这些资源将不断补充、丰富。本课程团队可充分利用这些课程资源,有助于增强课程教学效果。
2.2 加大经费投入,不断改善校内实践教学条件
我校生物制药技术专业是浙江省特色专业,该专业所属生物制药技术实训基地受中央财政支持。近年来,来自市、省和国家各级财政支持和学校配套近千万元经费投入到该专业教学条件的建设[8]。生物药物制备技术课程实验室和实训车间是该专业实训基地的核心场所,因此,经费的投入主要是用于本课程实践教学条件的完善。目前,本课程现有实验和实训教学场地面积约1 000m2,仪器设备总值超800万元。实验室配置了3套全自动发酵系统、大容量高速冷冻离心机、荧光定量PCR仪、蛋白分离纯化系统、冷冻干燥仪、凝胶成像系统、超低温冰箱、全自动高压蒸汽灭菌器等大型仪器设备。实训车间建有包括育种、消毒/灭菌、种子培养、发酵、预处理、提取分离、精制纯化、冷冻干燥等完整的中试生产线。此外,还有已经投入运行的青霉素发酵生产工艺虚拟实训室。这些设施为该课程实验和实训提供了良好的硬件条件,同时也能满足本团队科研和社会服务的需要。
2.3 加强校企合作,建设和利用校外实训基地
我校是浙江省唯一的一所医药类高等专科学校,在省内医药行业中有突出的地位和影响,在浙江海正药业股份有限公司、浙江医药股份有限公司新昌制药厂、杭州中美华东制药有限公司、浙江金华康恩贝生物制药有限公司等省内知名制药企业内建有生物制药实训基地。学生通过在企业实训基地的学习和训练,不仅能更好地掌握本课程的知识和技能,而且能了解企业的生产和管理,将来能尽快地适用工作岗位,发挥自己的才能。
3 及时更新和完善教学内容
生物制药是一种知识密集、技术含量高的新兴产业,近几十年发展迅速[9]。为了适应技术和产业的发展趋势,培养符合社会实际需求的生物制药技术专业人才,课程团队每年深入制药企业调研,了解行业发展动态、岗位技能要求以及生产工艺技术发展等情况,结合我校实际教学条件制订课程标准,及时更新和完善教学内容。
3.1 以实际应用能力培养为导向,选取教学内容
根据制药行业企业对高职高专生物制药技术专业学生在实际工作任务中所需要的知识、能力、素质要求,考虑行业发展特点和学生未来的可持续发展,以培养学生职业工作能力、学习能力为重点,在教学内容的选取上主要遵循3个方面的原则。(1)以“培养岗位职业核心能力”为理念,教学内容与后续专业实训和顶岗实习紧密衔接,对后续课程和技术实践以及生物技术职业工种的技能考核提供核心支撑作用。(2)以“注重基础理论、强化技术应用能力、拓宽知识维度、提高综合素质”为原则,做到理论知识基础扎实、知识更新、注重实用,注重培养学生职业素质养成,培养学生的知识迁移能力、自我学习能力、创新意识和实践能力。(3)突出实践教学的开放性,实践内容设计着重考虑与实际工作的一致性,使学生所学知识和掌握的技能具有普适性,能在实际工作中拓展。
3.2 以培养岗位职业核心能力为理念,组织与安排教学内容
生物药物制备技术课程教学内容的组织和安排,理论教学服务于实践、服务于职业资格考试,强化实践教学,重点培养学生的职业能力和职业素养。在理论教学上注重基础知识和基础理论教学的同时,联系生物制药应用的实际,力求理论与实际相结合。在实践教学上注重实际岗位职业技能的培养。课程内容主要包括生物制药知识基础、发酵工程制药技术、酶工程制药技术、细胞工程制药技术、基因工程制药制剂和生化分离技术6个模块,根据生物制药企业实际岗位需求,突出微生物发酵制药模块和生化分离技术模块的重要性,相应的课时分配和实践内容设置比重大(约占60%)。同时考虑生物制药技术的发展趋势,本课程也设置了基因工程制药、酶工程制药、细胞工程制药等高新技术的教学内容,以满足学生继续学习的需要和可持续发展的需要。通过本课程的理论学习和实践,使生物制药技术专业学生掌握生物制药技术的基础知识和职业技能,熟悉和了解生物药物制备新技术和新工艺的发展动向和进展。
3.3 以厚基础、重实用为原则,编写特色教材
由于现代生物技术发展迅速,应用生物制药技术所需基础理论知识要求高,因此我们培养生物制药技术专业高技能人才必须要有扎实的理论基础,该课程的教材充分考虑了这一点。教学团队对生物制药企业进行了充分调研,确定了生物制药技术专业人才的知识和技能要求,在这些基础上结合团队成员多年的教学、科研和企业工作经验,根据高职高专学生的特点,以“厚基础、重实用”为原则,编写本课程的特色教材[10]。教材内容主要包括发酵工程制药技术、酶工程制药技术、基因工程制药技术、细胞工程制药技术和生化分离工程技术的理论知识体系、应用实例以及相应的实践技能训练项目,融合基础理论、应用实例和技能训练为一体。教材部分内容采用了团队成员的科研成果,如手性药物关键中间体―手性酸和手性醇的酶法制备、固定化技术技能训练等;还有部分内容是我省著名制药企业目前正在应用的生产技术,如甾体药物的微生物转化技术、霉酚酸提取工艺等。力求做到理论知识与实践相结合,有利于学生理论知识和技能的掌握。
4 综合运用多种教学方法和手段
本课程教学团队努力探寻适应高等职业教育发展的课程教学模式、教学方法和手段,并切实应用到实际教学中去,促进生物制药技术专业人才培养质量的提高。
4.1 设计并采用以提高学生的职业技能和素质为目标的教学模式
根据国内知名制药企业的实际岗位技能需求,企业技术专家(兼职教师)与课程组专职教师共同开发、建设该课程,并合作授课,以工学结合为切入点,根据教学内容需要,选择不同的教学场所,分别在校内多媒体教室、实验室、实训基地完成教学。突出企业实际岗位工种的技能要求,有针对性地强化理论知识与实践技能的结合,使学生在潜意识上置身于真实的工作环境中,学习态度、实训态度更加认真和端正,求知欲、责任心逐渐增强,促进学生职业技能和素质的提高。在理论知识教学方面,采用传统课堂教学与现代教学手段并重的模式。由于生物制药行业是高技术门槛行业,现代生物制药企业需要高素质专业人才,这就要求岗位人员要有扎实的理论基础才能更好地履行岗位职责。因此,我们充分发挥传统课堂教学的优势,保证理论教学的效果,通过专任教师言传身教,把丰富、先进的专业知识传授给学生,同时,采用多种现代教学手段,如计算机辅助、网络、虚拟课堂等强化理论教学,实现基础理论强有力地支撑职业技能,从而使学生胜任企业技术工作岗位。在实践教学方面采用以岗位任务为导向的教学模式。生物制药技术专业的对应岗位工种主要有培养基配制工、消毒/灭菌工、育种工、发酵工、提炼工、纯化精制工等,生物药物制备技术课程的教学目标包括了这些岗位技能的培养。在实践教学内容的设置和教学实施中,针对这些岗位技能需要,模拟完成岗位任务,强化职业技能。如以发酵工岗位为例,要求学生完成接种、温度控制、溶氧控制、泡沫控制、pH调节、发酵补料过程操作以及模拟染菌的处理操作等工序,并且要求学生在操作过程中给出每个动作的理论依据,实现理论与实践的融合。通过这种岗位任务为导向的实践教学,使培养的学生可以直接上岗。
4.2 运用多种教学方法
在教学中要充分注重学生的全面素质教育,重视学生实践能力和终身学习能力的培养。在教学过程中,根据不同的授课内容,选用启发引导、生产实例、项目任务演练等教学方法,从而增强教学效果。采用的启发引导式教学法是在讲课时设计提出一些与重点知识相关的问题,让学生思考回答或让学生发问教师解答,使课堂生动活泼,变成师生互动式教学,引导学生积极思考,教师及时归纳总结,点面结合,前后联系,达到融会贯通的作用。在授课过程中学生带着问题学习,提高学习兴趣和主动参与性。采用生产工艺实例教学法,通过实际的生物药品生产工艺讲解,逐步分析工艺过程,将理论知识与实际生产结合,提高学生的综合理论知识应用能力。在实践教学中采用项目任务演练教学法,教师给出具体任务,让学生进行设计并完成相关内容,或者教师给出具体的实际操作让学生进行分析。例如,教师提出在发酵过程中出现染菌现象应该如何操作处理等问题,让学生来分析原因、提出具体处理措施并完成模拟操作。这样可使教学形式和内容与实际工作紧密结合,让学生真正掌握实用的专业知识和技能,并能独立完成相关任务,从中产生成就感,增强学习的自信心和自觉性。
4.3 应用现代教学技术手段
收集或制作教学相关图片、动画、视频,精心设计并编制与教学内容相配套的多媒体电子课件,以多媒体教学和板书教学相结合,更适合高职高专学生的学习,提高教学效果。借助计算机应用技术,应用仿真软件,建立虚拟生物药物生产车间。本课程教学团队已经建立了抗生素发酵生产虚拟车间,可在计算机上完成抗生素发酵生产工艺的学习,加强理论与实际应用的结合。利用丰富的网络资源,设计并创建本课程网站,通过网络为学生提供第二课堂,可在线解答学生提出的疑问,使学生与教师之间建立良好的互动,在课后建立多种形式的广泛联系。
5 结束语
本课程教学团队经过近5年的努力,课程建设取得了较显著的效果,师资力量明显增强,有效培养了学生的职业能力,得到学生、用人单位和社会的认可, 近3年就业率(当年)始终保持在95%以上。但是我们知道课程建设是一项长期的系统工程,而且生物技术日新月异,生物制药产业发展迅速,对专业人才的知识和技能要求越来越高。因此,生物药物制备技术课程组将继续进行教师队伍、教学环境和条件建设,探索和实践新的教学模式和教学方法,及时更新和优化教学内容,适应岗位知识和技能的需要,为社会和制药企业培养出优秀的高技能型人才,服务于生物制药产业。
参考文献
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【关键词】主动性;生物;学习;教学
新课标的首要目标是关注人的发展。在学科中如何做到“一切为了学生”,使学科教育能为提高学生的整体素质服务,是教育改革的中心议题。要提高学生学习高中生物的主动性,必须把学生潜在的能力挖掘出来,抓住课堂教学的主渠道,运用科学的教学方法,结合生物学科教学的特点,在传授知识、发展智能的同时,注重培养学生主动学习的能力。下面我就在高中生物激发学生主动学习的策略研究方面,谈谈自己的看法。
一、努力激发学生学习生物的兴趣
学习兴趣是指人的学习需要的情绪表现形式,它使学生在学习过程中热情高涨、自觉、自愿地并在充满愉快心理体验的过程中完成学习任务。因此,作为教师就得重视激发学生学习兴趣,引导和启发学生,充分调动学生的学习积极性,以达到其能主动学习的目的。
高中生物教学中,教师应当注重启发学生去想,引导学生去实践,充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用,不断的激励学生去探索,从而主动地获取知识。要让他们享受到成功的喜悦,激发他们强烈的学习动机和求知兴趣,迎合新课标的要求。
二、发挥学生的主体作用
教学过程中,学生是教学的主体。“主体参与,分层优化,及时反馈,激励评价”的教学原则,其中核心是主体参与。有效的主体参与能提高学生自主活动的质量,充分发挥其自学能力,从而发展创造力。可以通过以下几个途径来实施。
(1)尊重学生的人格,建立和谐的师生关系。希望与教师建立密切的关系并渴望得到教师的关爱,这是每个学生普遍的内在需要。如果这种需要得到满足,就会增加师生感情,增强学生对教师的信任度,并促使学生积极主动地投入学习。因此,教师应当以尊重、民主的态度对待学生,建立真诚、和谐的师生关系。
(2)运用激励机制。激励是激发人的动机、调动人的积极性的重要手段,也是心理教育的重要原则。行为科学的实验也证明:一个人在没有受到刺激的情况下,他的能力仅能发挥到20~30%,如果受到充分地激励,能力就可能发挥到80~90%,这说明充分运用激励机制是促进学生积极主动学习的重要举措。
(3)鼓励学生大胆猜想。教学中将传授知识的过程转变为学生探究知识的过程,使学生学习具有探究的性质。古语说得好:“学起于思,思缘于疑”。授课时在课堂上给学生留下思考的余地,让学生带着问题学习,使学生的思维始终处于积极状态。
三、艺术的组织课堂教学
教学艺术是指教师在具备渊博知识前提下,在教学过程中运用灵活多变的方法,调动学生的积极性,使师生共振共鸣,并产生较好美学效果的教学技巧。它是吸引学生主动学习的动力,是提高教学质量的重要保证。
(1)在课堂教学过程中,要对知识进行再开发、再创造,而不是简单复制。因此,教师在备课、对教材知识进行的研究和分析过程中,通过独立思考、探索、研究等一系列创造性活动,将教材知识激活,再依照自身认知特点,对知识进行重组和整合,形成具有教师个性教学特征的知识,即把教材中的知识转变成为教师自己的知识。
(2)恰当设问,巧用实例和数据调动学生学习的主动性和积极性。教师在课堂教学过程中提出的问题一定要具有启发性,鼓励学生提问和争论,不论是讲解还是做观察实验,都要设计好调动学生思维的问题,突出启发性,巧用实例和数据,而不是告诉学生结论,以调动学生探究与主动学习的欲望。
(3)注意理论联系实际,培养学生的实际应用能力。在生物教学中,要使学生善于联系实际,启发学生多思考,引起学生学习的兴趣,学习的目的在于学以致用,教学中坚持该原则,对于提高学生的学习效率和培养学生的能力有很大作用。
综上所述,新课标高中生物激发学生主动学习是一个长期而艰巨的过程,需要教师去做大量的工作;要达到生物的课程目标和领域目标,就必须以新的课程理念、新的教育思想、新的教学方法来实现。只有积极的培养学生的学习兴趣,充分发挥学生的主体作用,艺术的组织课堂教学,才能在高中阶段更好的激发学生学习生物的主动性。
参考文献:
[1]张春玲.新课程下培养学生的参与意识[J].中国科教创新导刊,2011年21期