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21世纪是生命科学的世纪,生物产业的开发需要生物学的发展。我国在基础科学发展规划中, 把细胞生物学、分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科,反映了细胞生物学在生命科学中的重要性[1]。细胞生物学目前已经成为现代生命科学的一个前沿领域,随着新方法、新技术的建立,更促使该学科取得日新月异的快速发展,并且已经成为生命科学相关专业的一门必修课程[2-3]。为适应新形势下的教学要求,围绕大学生实践和创新能力的培养,结合自己多年的《细胞生物学》课程的教学实践与经验,对细胞生物学课程教学内容、教学方法及课程考核方法进行了合理的改革,并取得了明显成效,为进一步提高大学生教学质量和人才培养水平提供参考。
1 教学内容的改革
突出教学主线。《细胞生物学》课程内容多,教学过程中容易出现主线不清晰,使得学生感到内容多而乱,不容易系统地理解。如何在有限的时间内让学生熟练掌握该课程的原理和方法并能应用到实践中去,成为本课程改革的关键。比如我校生物技术专业选用了翟中和主编的《细胞生物学》第三版作为主要参考教材,全书分为15章,内容较多。我们在讲解的时候,从课程的体系出发,以真核细胞三大体系为主线。将所有部分分为膜系统(第一章到第八章及第十五章内容)、骨架系统(第九章内容)和遗传系统(第十章到第十四章内容)三大系统。
整合教学内容。《细胞生物学》课程内容多且与其它学科的交叉广,教学过程中容易出现内容重复、轻重不分的情况。针对这些特点,细胞生物学老师在讲解过程中必须合理整合教学内容,如前八章的内容可以从膜系统相关性来讲,不管是物质代谢、能量转换、还是信号传导都是发生在细胞的膜上,这样联系地讲解起来便于学生更好的理解和接受。另外,《细胞生物学》课程与其它课程,如微生物学、生物化学、遗传学、分子生物学等课程的内容相互联系、相互渗透。因此,在该课程的讲解过程要合理整合教学内容,避免与先行课中某些内容重复,又要为后续课程留有余地,在学生头脑中形成细胞生物学的联系性、统一性和辩证的学习方法。实践证明,这种承前启后的教学方式,既保持了细胞生物学课程的完整性、系统性,又解决相关课程间的重复教学问题,对提高单位时间内的教学效果,激发学生的兴趣具有积极作用[4]。
追踪学科前沿。《细胞生物学》课程发展快,因此,教学内容是否新颖,对提高教学质量具有重要影响。《细胞生物学》的教师需要站在该学科领域的前沿,不断更新自己的知识,并及时把该领域的发展趋势、研究热点和应用价值归纳总结后在相关的章节中进行讲授,从而来提高学生对该课程重要性的认识、产生浓厚的学习兴趣、激发起学生对该课程的学习积极性。
2 教学方法的改革
全面推行“问题式”教学法,激发学生的学习兴趣与主动性。强调以培养学生发现、分析、解决问题的能力为主要目的。“问题式”教学方法的正确使用对于提高学生的素质,强化学生学习的兴趣,调动学生的主观能动性,培养学生的创新能力有积极作用。课堂教学是教学过程的主要环节,兴趣是最好的老师,浓厚的兴趣可以转化为强烈的学习动力和创造性。在教学过程中,我们要自始至终都围绕问题而展开教学活动,激发学生自觉思考、和主动探索,引导学生不断发现现象、提出问题、分析问题并最终解决问题,培养学生的创造性思维。
课后小论文,提高学生的综合应用能力。可以一个学习小组或一个宿舍集体为单位,进行课后小论文。在一些重要章节讲解介绍后,为了巩固学生的理论知识和培养学生的知识应用能力,课后布置一些相关的论文题目,通过学生的查阅文献、设计方案、过程操作、结果分析和论文写作等环节。同时,可以提高学生学习的主动性,对以后的科研训练和毕业设计的文献综述写作大有帮助。
加强课程实践环节。细胞生物学是一门试验性很强的学科,光是“听”和“读”是不够的,在努力提高课堂教学的同时,必须加强实践环节,开设一些综合性实验。实践教学是培养学生的动手能力、基本科研能力和创新能力的重要手段。找出与本课程的实践结合点,培养对知识应用的能力,在设计实验的时候、一改以往有的单纯的、验证性的实验,开设一些具有设计性的综合实验,使得学生在实验设计、过程操作和结果观察与分析中了解该课程的内容,并对整个研究内容有一个全面的、深入的学习,培养综合应用能力和创新意识。对于有科学研究的教师,要鼓励一些对科研感兴趣的学生参与自己的一些课题。一般到大三时候,学生完全可以利用他们学过的一些专业基础理论设计一些他们感兴趣的小实验,通过他们的收集资料、设计方案、实验过程和结果分析的全过程,大大提高其科研创新能力。
3 考核体系的改革
树立科学的考核观,使课程考核过程化。课程考核不仅要检验学生对理论知识的掌握,更应该评价学生综合应用知识的能力。课程最后成绩包括考试成绩(50%)、实验成绩(30%)和平时成绩(20%)。课程考核过程化不仅有助于理论知识的掌握,还能起到引导学生勤于思考、善于发现问题、启迪学生创新思维的作用;实施多元化的考核方式,把考核有机融入教学的全过程,促使“教、学、考”有机结合,形成“教、学、考”互动,调动学生学习积极性和创造性,消除部分学生平时松懈、考前背诵、考试作弊、考后遗忘的不良现象。
通过对细胞生物学课程教学体系的研究与探索,我们对细胞生物学课程的教学内容、教学方法、课程考核方法进行了合理的改革,优化改革后新教学体系已在生物技术专业的细胞生物学教学中应用,并且取得了良好的效果。
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关键词:细胞生物学;因需导学;教学改革;人才培养
2014年9月9日,在同北京师范大学师生代表座谈时指出,“世界上没有两片完全相同的树叶,老师面对的是一个个性格爱好、脾气秉性、兴趣特长、家庭情况、学习状况不一的学生,必须精心加以引导和培育……好老师一定要平等对待每一个学生,尊重学生的个性,理解学生的情感,包容学生的缺点和不足,善于发现每一个学生的长处和闪光点,让所有学生都成长为有用之才。”随着改革开放的不断深入,市场也已经成为配置人力资源的决定性因素,毕业生深造和就业的出路已经非常宽广。因此,沿用以前的一本教材、一套讲义、一种教学方式,已经不能适应学生的需求。应当转变观念,树立以学生为本的育人理念,切实从学生的需要出发,为其提供适用的教学模式,使不同的学生在毕业之后能够用得上课堂所学的知识和方法。
一、因需导学教学模式的提出
“因材施教”是孔子践行的最主要的教育教学原则,是指在教学中教师根据不同学生的认知水平、学习能力以及自身素质,选择适合每位学生特点的、有针对性的学习方法[1]。2010年颁布并实施的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》[2]指出,“要树立人人成才观念,面向全体学生,促进学生成长成才。树立多样化人才观念,尊重个人选择,鼓励个性发展,不拘一格培养人才”。面对新形势,笔者提出“因需导学”的教学理念。即从学生的个性和需求出发,引导学生进行有选择性和有针对性的自主学习,从而使每位学生都能获得最合适和最有效的收益。“因需导学”的理念,在各级各类教学过程中都可以贯彻,在大学生中尤其适用。大学生毕业后深造和就业的方式有多种,应该鼓励他们从自己的人生理想、学术兴趣、自身条件、深造和就业去向等各方面的因素出发,因势利导,让他们在课程中寻找到不同的体验、知识和技能,从而使收获与需求、自身条件相匹配。在我国,大学教学工作重视的是专业教育,学生从大学第一天起就确定了专业,对不同专业的学生采用不同的教学模式。拿生物学专业来说,虽然我们期望学生毕业后从事与生物学相关的工作或研究,但其实有相当一部分的学生并非如此,而是转到其他专业或行业进行学习和工作。那么对于这些学生来讲,专业教育对于他们有多大的意义?有没有更好的教育方法?笔者尝试从“细胞生物学”的教学中摸索和探讨在专业课中运用“因需导学”的原则,以期对学生有更好的教学效果。
二、因需导学教学模式的实践
(一)通过调查问卷了解学生的差异化需求
开展“因需导学”教学活动,首先应该了解学生的需求和兴趣[3]。作为“细胞生物学”课程的任课教师,笔者为了解学生的需求和兴趣,进行了细致的调研和分析。在“细胞生物学”课程的第一堂课上,教师给每位学生发放一份调查问卷,内容包括2个问题。①你对现在所学的生物学专业感兴趣吗?②你大学毕业后的打算是什么?学生们作答后上交问卷,教师对结果进行统计,以最近一届的学生为例,共统计52名学生,结果如图1和图2所示。从图1统计结果可以看出,对生物学具有一般兴趣的学生为69%,感兴趣的学生为25%,不感兴趣的学生为6%。关于毕业后的打算,从图2可以看出,63%的学生打算继续深造,23%的学生还没想好,14%的学生要直接工作。因此,笔者针对上述调查问卷的情况,结合自己多年的教学经验,拟采取以下措施开展“因需导学”教学活动,其教学策略是:①对专业感兴趣和毕业后继续深造的学生,除课堂上的专业知识学习外,还应引导他们在课外进行更深入地学习和钻研;②对专业不感兴趣、毕业后要直接工作和还没考虑好的学生,要积极培养他们的学习兴趣,讲课时力求趣味性,知识不能太难,即使他们今后不想从事与生物学专业相关的工作,也要确保他们能学到有益于今后自身发展的知识和技能。
(二)通过推荐教材为学生提供自主选择学习内容的空间
选用优秀教材是提高学生学习兴趣,保证学习效果的一个重要途径。近年来,各出版社出版了不少相关的教材和参考书,经过笔者教研室多年的教学积累,考虑到学生的差异,教师向学生推荐中文和英文2种教材,中文教材主要有翟中和教授主编的《细胞生物学》(第四版)、王金发教授主编的《细胞生物学》。翟中和教授所著的《细胞生物学》教材是我国高校采用较多的“细胞生物学”课程的经典教材之一,被众多高校、科研机构指定为细胞生物学考研参考书目;王金发教授是国家教学名师,多年来一直奋战在教学一线,并且每年都组织教学会议,使全国高校的相关领域的教师都有机会学习其教学理念和方法。这2本中文教材结合教师课堂上的讲述,能够使得绝大部分学生掌握理解“细胞生物学”课程的知识。对于有浓厚兴趣、将来要出国深造的学生,则辅以英文教材,原版英文教材信息量大、图表案例丰富、知识更新周期短。主要有Alberts等编写的《MolecularBiologyoftheCell》(GarlandScience,5thEdition,2007)、GeraldKarp等编写的《CellandMolecularBiology:ConceptsandExperiments》(Wiley,6thEdition,2010)2本教材。它们是细胞生物学领域非常经典的教材,前者是GRE专项考试的常用参考书,后者每个章节的后面都配有思考题,对于那些感兴趣和学有余力的学生非常适合。
(三)通过布置课堂讨论课题和课后作业激发学生的学习兴趣
笔者在美国宾夕法尼亚州立大学作访问学者时,发现美国的教育很注重对学生独立思维能力的培养。教师在教学过程中,只是一个引导者,自己不一定讲很多,而是让学生自己讲,以学生为主体,调动学生的积极性去主动思考、探讨,学生在思考的过程中掌握知识和技能。学生只有自己先阅读教材和查阅相关资料,才能讲出来、讲得好。这就使学生从“被动”地接受知识转变为“主动”地掌握知识。笔者借鉴美国大学课堂的做法,在“细胞生物学”课程中组织学生开展了分组研究、集中汇报和自由讨论的教学活动。讨论以3~4人为一个小组,每组研究1个和生物学相关的课题,写出研究报告并在课堂上汇报研讨成果,然后所有上课的学生都可以针对汇报的内容提出问题和发表观点。前几年,笔者在教学讨论课上设定了参考题目,题目主要集中在细胞生物学科研究的热点领域,如“干细胞的技术和应用”“重要的细胞信号通路”等,目的是使学生的讨论相对集中、有重点,但在一定程度上也限制了学生的思路。最近几年,笔者没有设定参考题目,很多学生根据自己生活中感兴趣的问题选择题目,如学生的选题“从细胞生物学角度解读瑜伽的保健作用”,阐述了瑜伽保健的细胞生物学机理;“你好,色彩”选题探讨了日常生活中的植物和动物呈现的色彩和色素分子之间的联系。这样一来,无论对于专业课是否感兴趣,学生都能找到讨论的话题。而那些对专业课不感兴趣的学生也因为其他学生的选题逐渐对该课程产生兴趣。另外,在课后作业布置的环节上,笔者设计了不同形式的作业来引导学生进行多样化的思考。一种是传统式的题目,例如“比较线粒体和叶绿体在基本结构方面的异同”“细胞核的基本结构及其主要功能”,这些题目使所有学生都能掌握教学大纲中要求的基本知识。另外一种是开放式的题目,要求学生写出“细胞生物学”课程每一章内容的课后总结,这样做的好处有几点:①促进学生课下学习和阅读教材;②促使学生梳理知识脉络,对前后知识融会贯通;③自由发挥的空间大,对于认真钻研的学生,可以写得很深入,如有的学生用英文写总结,有的学生按照自己的理解画出一些细胞结构和过程的示意图,有的学生则结合生活中遇到的问题写课程总结,还有的学生把细胞生物学的内容和生物化学、遗传学的内容融会贯通写出总结。
(四)通过引导学生自主自发地开展课外阅读活动以满足不同的发展需求
在进行课堂教学的同时,教师设置了课外扩展阅读环节。教师将课外阅读材料在教学网络平台上,其内容主要包括下面3类。①研究方法和学习方法的文章。如“MIT实验室人员是怎样做学问的”“如何提高专业英文阅读能力”(施一公教授博客文章)等系列文章。另外一些书籍的课外阅读由该课的课代表课下组织安排,如“如何掌控你的时间和生活”“创造性的学习方法”等文章。②著名生物学家的研究经历和贡献。如:《Nature》杂志某一期的“OBITUARY”(讣告)是讲生物学家ChristiandeDuve的,他是著名的细胞学家和生物化学家,发现了过氧化物酶体和溶酶体,由于对细胞构造的研究贡献,他获得1974年的诺贝尔生理与医学奖[4]。这一内容是对课堂上细胞内膜系统一章内容的补充。③专业知识的延伸文献阅读。如近几年发表在《Science》上的文章“HowCellsKnowWhereTheyAre”(细胞如何知道自己的位置)、“Mysteriesofdevelopment”(发育的奥秘),是对生物发育知识的扩展延伸;发表在《CurrentOpinioninGenetics&Development》上的文章“RolesofG-protein-cou-pledreceptorsignalingincancerbiologyandgenetranscription”(G蛋白耦联受体的信号通路在癌症生物学和基因转录方面的作用)、“Mitogen-Acti-vatedProteinKinasePathwaysMediatedbyERK,JNK,andp38ProteinKinases”(ERK,JNK和p38蛋白激酶介导的有丝分裂原活化蛋白激酶通路),是对课堂上信号传导通路一章内容的深入扩展。以上内容基本上可以满足不同类别学生的需求。对细胞生物学不感兴趣、将来可能不在本专业就业的学生,可以只阅读第①类材料———关于研究方法和学习方法的文章;对细胞生物学兴趣一般、但将来可能在本专业就业或做研究的学生,在完成第①类阅读的基础上,可以阅读第②类材料———著名生物学家的研究经历和贡献;对细胞生物学感兴趣、将来愿意在这一领域继续研究和深造的学生,可以在完成第①②类材料的基础上,阅读第③类材料———专业知识的延伸文献阅读。这样,学生可以根据自身兴趣和需求选择阅读差异化的参考文献,为将来的发展储备适用的知识和能力。
三、因需导学教学模式的实践效果
笔者开展了5年的“因需导学”教学活动,帮助学生学会了学习,激发了学生的好奇心,培养了学生的兴趣爱好,营造了独立思考、自由探索、善于创新的良好学习环境,取得了较好的教学效果。在近几年的学生评教中,学生对于“细胞生物学”课程的课堂教学给予了较高的评价,学生网上评价为非常满意和满意,分数位于学院理论课的前5名,小班实验课的前3名。由于继续深造的学生占很大的比例,而“细胞生物学”课程又是大多数专业的必考课程,所以很多学生对“细胞生物学”课程的学习非常重视,并产生了浓厚兴趣,部分学生进入到教师的科研实验室开展相关科研项目的研究工作;部分学生已经在本学科国际和国内期刊发表文章;部分学生继续到国内外著名院校进行细胞生物学方向的深造。另外,就业与细胞生物学无关的学生,在谈起这门课程时认为“因需导学”的教学方法为他们的个性学习和发展提供了空间,使他们学到了解决问题的方法。
参考文献
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关键词:幼师 生物学 课程 教学
一、幼师生物学教学存在的现实问题
《生物学》是中等幼儿师范学校课程设置的一门基础课程,一般情况下,学校根据教学计划,完成生物学的规定课程。就是将《生物学》教材按照每周2课时纳入课表,教师照本宣科,学生无动于衷,学期、学年结束,进行期末考试,就算完成《生物学》的教学计划。因为,现在各校重视所谓的“专业课”,即音乐、舞蹈、美术、书法。
《生物学》是一门自然学科,是研究生物的形态、结构、生理、分类、遗传和变异、进化、生态等的一门科学。
在传统的幼师生物学教学中幼儿师范学校的生物学课程一般只开设必修课这样一种单一形式。生物学必修课教材虽然包含了植物学、细菌、真菌、病毒、动物学、生物的七个生理特征等反面进行了分析,有实验、有课外读物、有课外作业、有参观、有小朋友问题参考答案等,内容还是比较丰富,但是教师的对教材中教学任务的落实还是很难的。针对这些问题,我们进行了一些探讨。
二、我校必修课、选修课、课外活动和教育实践的探讨
(一)“四大块”有机结合的必要性
认识生物是幼儿认识世界、科学探索、科学启蒙最直观、最现实、最接近生活、成本最低的活动。生物形形、五彩缤纷、动静丰富,是激发学生兴趣的源头。
(二)建设好必修课,扎实打好生物学基础
生物学课程中的必修课是生物学科教学活动的主体,是对学生进行职前教育活动的主要途径。教学内容要突出师范特点,并结合幼儿师范学生的专业教育和素质教育两方面。在必修课的教学过程中,我校生物教研室对大纲、方案进行了多次分析、讨论,结合本地区实际,编写地方特色简易教材、实验和标本模型制作手册、学生复习指导与练习册等,根据“四大块”有机整合、互相补充的原则,确定了提高教学质量的具体课本与地方教材使用、教学计划、考试、考查方案,并在教学过程中逐一实施。
根据我们地区特点和幼儿园教育教学的需要,在教材的部分内容上做了一定的处理。在被子植物分科举例中,降低了难度,拓宽广度,以适应很多热带树种等引进的需要。在昆虫多样性部分,重点讲授了直翅目、膜翅目和鳞翅目。介绍了双翅目的蚊、蝇、虻;同翅目的蚜虫、蝉;鞘翅目的瓢虫、萤火虫、金龟子、天牛等。鱼类的多样性介绍了三十几种长江鱼类。
在教学过程中,每次课都要求从知识、能力、情感教育等方面明确教学目的,确定重点、难点、关键,从理论、实验、实践、参观等不同课程内容上,从行动导向法角度,设计适当的教学方法。多媒体用于增加课堂容量、彰显直观性,如录像、照片;多媒体用于解决难点,如“渗透作用的原理”动画、“细胞分裂过程”的动画,“双受精”的动画等;多媒体用以展示真实性,如投影仪的标本展示等;多媒体用以突出重点,如幻灯片的文字、图表展示等。恰当使用标本、模型、挂图、黑板简笔画等手段,使课堂融入现实的直观性。
科学安排必修课的考核。每学期期末进行一次理论考试,即笔试,笔试试题从检测学生知识技能掌握情况外,还重视新知识的拓展,体现知识的不断融入。在学期中按照教学进程,根据学生的学具制作、标本制作、生物图画绘制、本地常见植物认识等,每学期开展2-3次检测。学期根据平时成绩、能力检测、期末考试进行综合评定,60分以上及格,70分以上为中,80分以上为良,90分以上为优。
通过对必修课的探索性教学,重视实验、实践,结合本地实际,以学生为主体,教师为主导,克服单一的讲授,以“行动导向”为指引,多媒体辅助,强调学生的主动性,重视过程考核与期末考试相结合,教学质量得到显著提高。
(三)开发选修课,拓展学生知识面
选修课以课堂教学为主,包括实验、参观、调查各种形式。我们根据必修课的内容、本地地方教材、学生学习美术课程(幼儿画创作)、未来工作的需要,从生物学知识、生物学技术、农业技术、园林绿化与室内立体绿化、生物标本制作、生物故事创作等方面进行选择。
(四)丰富生物课外活动,让学生的生物知识活跃
生物课外活动是幼儿师范教育专业生物学课程的有机组成部分,对于学生学习生物学知识、发展个性和技能培养具有重大作用。课外活动的内容、形式与课堂教学互补,有利于发展学生兴趣特长,能够训练、培养学生从事幼儿教育教学的多种技能和能力。
(五)重视教育实践,让学生的生物知识得到升华
教育实践是幼儿师范教育活动的有机组成成分,对于培养学生从事教育活动工作的实际能力具有不可估量的作用。它是幼儿教育专业进行职前教育的必要环节,我们有目的、有计划地、分不同形式、不同阶段安排在三年的教育教学活动中。
关键词:水产微生物学;改革;教学效果
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)19-0030-02
食品、环境、能源已成为当今世界农业发展面临的三大问题。21世纪的农业已从植物、动物的“二维”向植物、动物、微生物的“三维”转变,微生物对资源循环的稳定起到重要作用。实现农业微生物产业化,大力发展“白色农业”已成为我国农业可持续发展的首要目标。水产养殖业的发展应与我国农业发展方向相一致,重视水体中的微生物是水产养殖业健康发展的基础保障。因此,水产微生物学课程的教学内容和教学方法的改革与实践探索,一直是高校水产养殖专业水产微生物学教学工作者讨论的热门话题。目前,有关微生物课程的教学改革探讨已有报道,本文针对水产养殖专业开设的水产微生物学课程进行了改革探索,主要从教学内容的优化、教学方法的改进和实验课内容的重建三方面进行了分析,旨在进一步提高水产微生物学课程的教学质量,增强学生的学习能力和实践动手能力,培养合格的水产专业技术人才。
一、教学内容的优化
教学内容是教学的核心,是教学改革的中心。水产微生物学起步晚,发展快,内容覆盖面大,且广泛联系实际。由于该学科发展时间较短,容易出现主线不清、体系不严等问题。因此,针对水产养殖专业的特点,在教学过程中,教师应根据教学大纲,认真钻研教材,突出授课内容的重点、难点,深入浅出地对其进行讲解。目前,由于教材所包含的内容庞杂,在有限的学时内不可能面面俱到,同时,教材内容有些滞后,造成学生对学习本门课程兴趣不大等问题。为了调动学生的学习积极性,让学生了解学科的最新动向,如何在授课过程中补充一些学科发展的新知识、新动向,如何处理教材的经典内容与现代技术的发展及最前沿的研究内容间的相互关系,是水产微生物学讲授过程中教师需要处理的重点内容。首先要强调教学内容的系统性,“微生物”、“微生物的生命活动”及“微生物在水产中的应用”是水产微生物学的两大块教学内容,“微生物”包括原核微生物、真核微生物、非细胞类的微生物及不同种类微生物的特性等;有关“微生物的生命活动”包括微生物的营养、代谢(初生代谢和次生代谢)、微生物的遗传育种等;“微生物在水产中的应用”包括微生物对环境生态、饲料、水产品及鱼病的影响等内容,这样整理以后能使各章节联系更加紧密,抓住知识点间的内在联系,把微生物在水产中的应用贯穿到微生物及微生物的生命活动部分中讲解,易于学生理解掌握、融会贯通。其次要避免教学内容交错重叠,《水产微生物学》与多门课程密切相关,如与《生物化学》、《水化学》、《水产动物营养学》及《水产动物疾病学》等课程相互渗透,相互联系。最后要理论联系实际,适当补充学科发展新知识。微生物学是一门与生活实践有密切联系的应用学科,课堂教学中应尽量把生活、生产中一些与微生物紧密联系的有趣实例引入到课堂中进行讲解,用平时看得见的实例激发学生的学习兴趣,如讲水生微生态学一章时,可列举微生态制剂在水产养殖过程中的使用及对水质改善及对水产动物的影响,从而了解微生物在水产养殖中的应用,激发学生的学习兴趣。
二、教学方法的改进
教学方法的改革有利于调动学生的学习积极性和创新性,有利于培养学生自学能力、分析判断能力。从心理学角度看,面对新的知识时,学生总有畏缩、退让、回避等心理暗示,缺乏积极主动的学习兴趣。如何激发学生的学习动机、增强学生的学习兴趣是教学效果的关键。水产微生物学教材讲授内容是一个微观世界,是看不见的微小生物。在教学中,传统的黑板教学无法做到直观教学,结果是老师难讲、学生难懂、课堂教学过于呆板。而板书结合多媒体教学可以有效地解决这类问题。如在原核及真核微生物形态讲授过程中,可通过课件及音像制品先将一些细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、病毒的模式图和真实图片展示给学生,同时简单介绍这些微生物与一些常见水产动物疾病的关系,与水产品腐败变质的关系,与发酵生物饲料等的蛋白饲料关系,与改善环境的微生态制剂等的关系;然后从形态、结构及组成上讲解各种微生物的特点及应用。这样利用大量的教学课件,将不同种类的微生物的形态、结构和功能直接呈现在学生面前,把微小的微生物世界直观、清晰、准确地呈现在学生面前,将逼真的画面和清晰的、环环相扣的图表展示给学生,使教学内容更加生动、形象、直观、简洁,学生带着积极、主动、热情的态度去学习,增强了学生的直观感性认识,节省了时间,激发了学生的学习兴趣,提高了教学效果。学生学会怎样学习和教师教会学生怎样学习,是现代教育中学生和教师所面临的共同问题。学生学会学习需要教师不断引导,包括如何阅读、预习、听课、做笔记、总结、复习、应用及科学的学习方法和思维等。在教学过程中,教师注意有目的、有计划、有组织地引导学生学习,以达到培养学生的自学能力的目的。如在阅读时,我们根据教材内容,列出问题,让学生带着问题阅读或查阅相关资料,避免无明确目的地盲目读书,而查阅资料可贯穿预习、学习、复习各个阶段;应用是对知识掌握的最高境界,相关章节学习结束后,安排学生进行小论文撰写或论述相关问题,以巩固学习内容和灵活应用知识。总之,培养学生科学的学习方法,提高学生的学习能力,比掌握知识结果更为重要,更具有长效性。教师要把这一任务贯穿于教学的始终。
三、实验课内容的重建
实验课是水产微生物学教学的重要实践性教学环节,是培养、训练学生的动手操作能力、独立分析解决问题能力的重要方法。因此,实验课教学内容设计应体现实验的连贯性、整体性、逻辑性和综合性,从而有利于学生将所学知识技能融会贯通,提高实验课所掌握的技能的实际应用性。根据高等院校的人才培养目标及水产养殖行业对水产技术人才的需求状况,分析学生在今后实际工作岗位上应具有的相关技能,将《水产微生物》实验课程的教学内容设计为2个教学模块,即基础实验部分和综合实验部分。基础实验为综合实验做铺垫,其内容包括微生物检验操作技术必须掌握的基本技能,如:无菌操作技术,培养基配制,灭菌消毒等技术,微生物的分离、纯化、培养和保藏技术,常用微生物的鉴定技术等。在基础实验中强调操作的连贯性,充分考虑前后操作内容的衔接性。在准备工作,培养学生必需的无菌操作概念,培养基的制作,并对相关物品进行消毒及灭菌;接着是微生物的分离、培养、纯化及保藏;获得了相应的菌株后再进行一系列的观察和初步鉴定,包括染色技术、形态的观察、大小和数量的测定、相关的生理生化特性的测定等。整个授课顺序内容连续且完整,达到了培养学生对微生物操作的整体认识,为进一步开展综合实验打下必要的技能基础。综合实验是在学生掌握了基本实验技能后开展。考虑到学时数的限制,综合实验可放在后面开始的“动物营养与饲料”、“水环境监测”等综合实验课程中开展,开设内容为“微生态饲料添加的制备”、“微生态制剂的制备”,学生在掌握微生物培养等的基本操作后,运用微生物发酵技术制备出微生态饲料添加或水质改良用微生态制剂,然后将做准备出的产品运用于养殖过程中再进行下面的其他综合实验,从而体现了微生物在水产养殖中的应用,激发学生的学习兴趣,同时将水产微生物课程与其他相关课程有机地结合在一起,培养了学生对知识的综合运用能力和操作技能。
总之,随着人们对食品安全、环境保护的不断关注,微生物知识的应用越来越广泛,这就对水产微生物学教学提出了新的要求。水产微生物学教育应承担起水产养殖专业创新型人才培养的重任。只有积极深化水产微生物学教学内容的优化和教学方法的革新,才能培养出实用型、创新型、吃苦耐劳型的专业技术人才,为我国水产行业的可持续发展起到重要的作用。
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[6]侯竹美,王继芳,王凤舞.水产病原微生物学教学中的几点体会[J].科技信息,2007,(31):52.
[7]周德庆.水产微生物学[M].第2版.北京:高等教育出版社,2002.
《环境生物学》是环境工程和环境科学专业重要的专业基础课,环境生物学的基本理论为《水质工程学》、《固体废弃物处理与处置》等专业课程打下良好的基础。实验是学生理解和掌握环境生物技术的有效途径,与理论教学相辅相成[1]。为了提高环境生物学课程的整体教学质量,借鉴了其他院校的教改经验,调整了现有理论和实验教学内容,并增设一周的《环境生物学实验设计》,在该校环境工程专业部分学生和环境科学专业中进行了连续三年的实践探索。
1 《环境生物学》课程现状分析
(1)课程现状:我校《环境生物学》总学时为48学时,其中理论32学时,实验16学时。由于课时限制,理论教学内容集中在微生物结构、营养、代谢等基础内容,而微生物生态与环境生态工程中微生物的作用等内容不能详细讲授,因此要使学生深刻理解本课程并熟练地用于实践,难度较大。
2 教改思路与目标
针对我校《环境生物学》课程中存在的问题,在现有理论和实验教学基础上,调整理论教学内容,拓宽学生视野,在理论和实验教学环节结束后增设一周的实验设计环节,以加深学生对理论知识的理解,并提高学生综合素质与科研创新精神及能力。
3 调整教学内容
在理论教学内容上,针对我校工科背景的特点,改变了以往的一本教材为主的固定教学内容,选取面向21世纪教材《环境工程微生物学》[2]为主讲教材,补充了水处理生物学[3]、环境生物学[4]等相关微生物学知识。限于学时限制,在讲授内容的组织上,既考虑到教学大纲必须完成的教学内容,讲授多数学生能够接受的基础知识,还深入讲解较有深度的内容,以满足报考研究生同学的求知欲。以此为契机,购买了一批如《微生物学》(第5版中文版,普雷斯科特著,沈萍等译)等一大批优秀的微生物学图书及电子资料,为拓宽同学们的微生物学基础理论知识打下良好的基础。
针对实验教学中存在的问题,环境生物学实验课程内容也做了相应调整使其内容更贴合我校同学的工科背景。实验课程安排在三年级的第一学期与理论课程同步完成,在完成验证性实验教学内容后,提供足够的学时让学生们自行思考,完成一次综合性实验,加深对理论课学习内容的理解和掌握。
4 增设《环境生物学》实验设计
实验设计是实验研究的重要环节,可架设起理论教学和实验教学之间的桥梁,使学生能更系统、深刻的理解课程内容。为此,理论和实验课程都完成以后,我们又专门抽出一周时间,让学生自主查阅资料、自行设计、动手完成一个设计性实验,并撰写提交实验设计说明书。学生们通过亲历实验,调动了参与实验的积极性,拓宽了知识面,提高了动手操作能力,观察分析问题和解决问题的能力,提高了实验课的教学质量。在撰写实验设计说明书的过程中,学生能运用课程的基本概念和原理,规范使用专业术语,为以后毕业论文的写作打下良好基础。
4.1 实验设计及预答辩
为了有充足的准备时间,上理论课的后期,即给学生发放《环境生物学实验设计指导书》,并提前分组,每组3~4人,遵照各组的兴趣,每组查阅选择合适的实验设计题目,并围绕自己的实验设计题目,独立动手完成预答辩课件。实验设计周的第一天为预答辩时间,每组围绕自己的实验设计题目讲述5~10 min,主要内容为实验设计的原理、内容、步骤及实验进行的可行性等,指导教师和学生同为评委,指出实验设计中存在的问题及解决方法,并为讲座同学打分,最后指导教师再总结。灵活的讲授形式,加深了学生对所学内容的印象,调动学生的积极主动性,让学生参与教学,发挥学生主体作用和教师的主导作用[5]。
4.2 实验实施
实验实施过程中,打破以往实验教师为学生准备好各种实验用品的格局。各组根据自己的实验设计内容需要,领取药品,仪器设备,并独立完成标准液配置,玻璃器皿清洗、灭菌、无菌操作、计数、结果记录等一系列实验过程。指导教师在此期间只是指正学生实验操作存在的问题,不参与任何实验准备及操作活动。实验结束后,各组进行实验设计的答辩,针对实验设计及操作中出现的问题进行总结与提高。
4.3 实验设计总结
实验设计结束时,每组提交实验设计说明书一份,实验设计说明书封面及格式由指导老师统一指定,并要求用黑或蓝黑墨水工整书写。
4.4 考核方式与评价方法
《环境生物学》和《环境生物学实验设计》分别独立进行考核。环境生物学总成绩为100分,考试成绩包括期末成绩(占总成绩的80%),实验课成绩(占总成绩的10%)和平时成绩(占总成绩的10%,包括出勤情况,学习态度,课堂纪律等),期末考试采取闭卷考试形式。
《环境生物学实验设计》成绩评定一般按五级分制评定。总成绩分三部分,设计成果占60%,实验动手操作占20%,平时检查及答辩占20%。
5 课程改革效果
本次实验设计在我校2009级环境工程专业,2010级、2011级环境科学专业连续实施了三年,经过上述实验教改措施的实施,有了显著成效。主要总结为以下三个方面:
(1)深入理解理论知识:学生们普遍反映,实验设计环节的设立,使他们对理论知识的理解深度有了很大的提升,很多平时没有注意的知识点,通过查阅资料,自己答辩,倾听其他组的答辩以及独立的实验过程,有了很深入的认识。
21世纪是生命学科突飞猛进的发展时代,分子生物学是生命学科领域发展的必不可少的一门学科,它已经广泛渗透到生物学的所有领域,是生命科学领域的首要、重要的学科。分子生物学知识点较多,而且内容抽象、难懂,如何激发学生的学习兴趣和主观能动性,如何提高教学效果,这些是几乎所有分子生物学教师的疑惑和难题。同时,分子生物学作为生命学科的专业主干核心课,已经引起大专高校的强烈重视。由于该学科的复杂性和抽象性,其教学方法和理念是非常重要的。笔者结合多年的教学经验,总结以下几点建议。
1 教学内容的优化和总结
分子生物学是一门抽象复杂的学科,首先要让学生明白这门课主要讲哪些内容,帮助学生建立完善的知识体系和结构。我校分子生物学课程是生物技术和生物制药专业的核心课,要求学生必须掌握该学科的基础理论知识。分子生物学课程是以遗传的中心法则为主线,由DNA RNA 蛋白质这条主线贯穿整本教材(见图1),DNA作为第一主要层次,包括DNA的结构、DNA的复制等内容,每个层次都有相关章节内容。基因表达内容是以前面知识内容为基础,进一步拓宽和深化知识内容。分子生物学的内容是前后相互贯通、环环相扣、由浅到深,每个章节内容不是独立存在的,前一章节是后一章节内容的铺垫。所以要想学好分子生物学,必须脚踏实地、一步一个脚印地去学。
2多媒体的教学方式,使抽象知识形象化
分子生物学是从分子水平来研究生物的生命现象和规律,研究对象是核酸和蛋白质生物大分子的结构、功能和遗传规律。它涉及的概念、基础理论、实验方法和应用实践,具有一定程度的抽象性和复杂性。因此,学生对这些抽象复杂的分子生物学知识很容易产生犯难或畏惧情绪,进而影响学生的学习兴趣。
板书教学和多媒体教学相结合,可以明显提高教学质量和效果。多媒体教学以其图文并茂、信息量大、内容形象等优点已在教学中广泛使用。多媒体教学能够将抽象复杂的内容和规律通过静态或动态的图像形象地展示出来,使抽象知识转化为具体且易理解的知识。不仅软化了学生的疑惑和不解,而且拓展了学生的知识视野。比如DNA的结构、DNA的复制、RNA转录、蛋白质的合成等内容,光凭语言描述很难让学生理解,但是通过多媒体方式以动画来演示这些过程,给学生以真实感,让学生很容易掌握和接收所学的知识难点。所以,多媒体教学手段在分子生物学教学中的使用,既激发学生的学习兴趣和科学思维,又提高了教学效果和教学质量。
3实验教学与理论结合,提高学生的操作能力
分子生物学教学包括理论课和实验课,我们在实验教学的内容上安排最基本、最常用、最基础的实验内容,如基因组DNA的提取、PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳、总RNA的提取、感受态细胞的制备及转化等实验技术。每个实验要让学生明白实验原理,在操作过程中给学生详尽的解释具体步骤的用途,同时解释实验现象。学生在实验过程中,不仅掌握仪器设备的使用说明、如何配置溶液,而且能够独立完成整个实验操作步骤。并且将实验内容和所学的理论知识紧密联系起来,这样一来,学生就会把课本的基础知识加深理解得以掌握。还要让学生学会发现问题、提出问题、解决问题的能力。实验技术可以培养学生的逻辑能力和创造能力,为将来的学习和科研奠定坚实的基础。
我校有本科生创新能力培养项目,这项措施就是为了满足本科生的创新意识和实践能力。学生可以充分发挥想象,在学习的过程中,大胆提出新的创新项目,在老师辅导下,亲自写项目申报书,亲自设计项目内容,并且亲自操作,来完成项目。这些实践培养方案有力地推动了本科生的创新意识和科研能力,从而有利于学校的学科建设和学风意识,为将来培育出更优秀的人才做准备。
4理论知识与现实事件相结合,加深学生理解内容
老师在授课的过程中,举一些现实事例或日常发生的话题,和理论知识相结合,能够大大调动学生的学习兴趣,进而激发学生学习分子生物学的兴趣。例如,在讲解基因突变会引起编码蛋白功能的变化时,血红蛋白基因的一个碱基突变,引起相对应的氨基酸序列发生变化,使血红蛋白由正常球形变为镰刀型,进而失去或降低运载氧的能力,出现贫血症状。再如DNA的超螺旋结构,如果DNA处于伸展状态,那么人的DNA长度可以绕地球旋转一周,而实际上DNA处于超螺旋压缩状态位于小小的细胞核内。所以用形象的实例和比喻学生就容易理解难懂苦涩的理论知识。
老师可以将自身科研内容和权威杂志上的最新研究成果引用到所讲的知识点上,让学生懂得这些枯燥的理论知识不是天方夜谭,而是实实在在地存在我们的身边事件。培养学生的科学思维方法和科学研究的兴趣。
5结语
一、重大方向、思路和内容框架保持稳定
2011年版课标在课程宗旨、课程理念、课程目标、课程内容框架及学生学习方式等方面保持稳定,不作颠覆性的改变。即坚持以“面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究性学习”为课程基本理念;以“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。初步具有生物学实验操作的基本技能、一定的科学探究和实践能力,养成科学思维的习惯。理解人与自然和谐发展的意义,提高环境保护意识。初步形成生物学基本观点、创新意识和科学态度,并为确立辩证唯物主义世界观奠定必要的基础”为课程目标;以“人与生物圈的关系”构建包括科学探究、生物体的结构层次、生物与环境、生物圈中的绿色植物、生物圈中的人、动物的运动和行为、生物的生殖、发育与遗传、生物的多样性、生物技术及健康地生活等10个一级主题的课程内容基本框架。2011年版课标保持了实验稿课标的理念鲜明、目标明确、框架新颖、内容简明、结构合理等特色。
二、修订要点及说明
1.补充和完善“课程性质”,彰显科学课程本质
实验稿课标是以“生物科学是自然科学中的基础学科之一,是研究生物现象和生命活动规律的一门科学。它是农、林、牧、副、渔、医药卫生、环境保护及其他有关应用科学的基础。生物科学经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程,并与工程技术相结合,对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响”“义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的、以提高学生生物科学素养为主要目的的必修课程,是科学教育的重要领域之一”等阐述“课程性质”的。它仅说明了什么是生物学以及课程的宗旨,未阐明生物学课程的本质、价值、属性和教学特征。
2011年版课标在说明“生物科学是自然科学中的基础学科之一,是研究生命现象和生命活动规律的一门科学。它是农林、医药卫生、环境保护及其他有关应用科学的基础。生物科学经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程,并与工程技术相结合,对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响”的基础上,明确指出:“生物科学有着与其他自然科学相同的性质。它不仅是一个结论丰富的知识体系,也包括了人类认识自然现象和规律的一些特有的思维方式和探究过程。生物科学的发展需要许多人的共同努力和不断探索。这些是生物学课程性质的重要决定因素。”这不仅说明了生物学的自然科学属性,还强调“科学工作过程”与“科学工作结果”是生物学的两个重要的组成部分。同时鲜明地提出“义务教育阶段的生物学课程是自然科学领域的学科课程,其精要是展示生物科学的基本内容,反映自然科学的本质。它既要让学生获得基础的生物学知识,又要让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法。生物学课程期待学生主动地参与学习过程,在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律等过程中习得生物学知识,养成理性思维的习惯,形成积极的科学态度,发展终身学习的能力”等生物学课程的科学课程属性,以及在知识、能力及情感、态度与价值观等三个维度上的课程任务,强调了在生物学教学中开展主动学习、合作学习及探究性学习的必要性与重要性。最后,2011年版课标概括地指出生物学课程宗旨是:“学习生物学课程是每个未来公民不可或缺的教育经历,其学习成果是公民素养的基本组成。义务教育阶段的生物学课程是国家统一规定的、以提高学生生物科学素养为主要目的的学科课程,是科学教育的重要领域之一。”
2.凸显重要概念的传递,体现科学课程要求
实验稿课标以“行为动词+术语”的方式表述了教学内容和范围要求,但无法体现不同年级的教学深度。因此,2011版课标在保留实验稿课标“行为动词+术语”表述方式的同时,根据实验稿课标“内容标准”的教学要求,在“课程内容”的10个主题中筛选并呈现50个生物学重要概念,并以概念内涵或命题的形式表述。例如:
在“科学探究”这一主题的教学中,教师需要帮助学生形成以下重要概念:
*科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径。
*提出问题是科学探究的前提,解决科学问题常常需要作出假设。
*科学探究需要通过观察和实验等多种途径来获得事实和证据。设置对照实验,控制单一变量,增加重复次数等是提高实验结果可靠性的重要途径。
*科学探究既需要观察和实验,又需要对证据、数据等进行分析和判断。
*科学探究需要利用多种方式呈现证据、数据,如采用文字、图表等方式来表述结果,需要与他人交流和合作。
2011版课标将“隐藏”于实验稿课标相应主题的教学要求中的重要概念以陈述句的形式直接地、清晰地呈现,使之与课程知识框架高度吻合。在课程文件中出现“重要概念”,是2011版课标的重要变化,是生物学课程进步的显著标志之一,体现了国际科学教育倡导的“少而精”(lessismore)的教学原则。
2011版课标在“教学建议”中进一步强调了“关注重要概念的学习”,指出生物学重要概念的定义、作用及教学中应采取的教学策略与方法。
总之,在课程标准中呈现重要概念,对教学的指导和要求就更加明确了,有利于教师把握教学重点、教学深度和广度;并帮助学生形成、理解和应用概念;便于进行学生学业成绩的测评,有助于减轻学生的学业负担,实现课程理念和课程目标。
3.增加有关动物类群,契合生物多样性主题
实验稿课标在“内容标准”的第八主题“生物的多样性”中,无脊椎动物部分仅提及环节动物和节肢动物,脊椎动物部分仅提及鱼类、鸟类和哺乳类,缺少许多在自然界中具有重要作用的或与人类生活息息相关的常见动物类群,如腔肠动物、扁形动物、线形动物、软体动物、两栖类和爬行类。为了让学生对生物界的全貌有较全面的认识,避免对动物类群重要性认识不足,增进对动物与人类关系的认识,为学习生物进化内容打基础,2011年版课标在“课程内容”该主题中增加了腔肠动物、扁形动物、线形动物、软体动物等无脊椎动物类群以及两栖类和爬行类等脊椎动物类群。删去“生物圈中的绿色植物”主题中“绿色植物是生物圈中作用最大的一类生物”的表述,在“具体内容”中将“绿色植物为所有生物提供食物和能量”,改为“绿色植物为许多生物提供食物和能量”。在“课程设计思路”中,删除了“植物和人是生物圈中两类作用最大的生物”,代之以“绿色植物对生物圈的存在和发展起着决定性作用,人类活动对生物圈的影响日益凸显”。
此外,2011年版课标在“课程内容”的“具体内容”中将“说明显微镜的基本构造和作用”调整为“说出显微镜的基本构造和作用”。“解释某些有害物质会通过食物链不断积累”调整为“举例说出某些有害物质会通过食物链不断积累”。“形成生物进化的观点”改为“认同生物进化的观点”。增加了“为班级或家庭中的植物浇水、施肥”、“调查当地有关食品安全的实例”、“收集有关肾透析、肾移植方面的资料”等活动建议;删去了“组织学生参观养鸡场”活动建议;将“探究某种动物条件反射的形成过程”活动建议改为“观察人或动物的某些反射活动,说明其意义”,将每一主题中的案例统一置于文末的“附录1教学与评价实例”中,删去“案例:制作小肠壁结构的模型”。在“附录2学习目标的说明”的知识性目标动词中,补充“写出、估计”;删去“撰写”等行为动词,技能性目标动词中补充“进行、制作”等行为动词。适当调整或降低学习要求,适合7~9年级学生的认知水平,使得教学具有可操作性。
2011年版课标还进行了一些细节性的修改,如删去实验稿课标题目中的“全日制”,将“生物”改为“生物学”等,使得2011年版课标更具“学术性”。将“内容标准”改为“课程内容”,“具体内容标准”改为“具体内容”等,以及个别字、词、句的删、补等调整,使得文字表达更规范、科学,易于理解或更具可操作性。
4.完善“评价建议”,重视检测知识目标的达成
2011年版课标“评价建议”在保留实验稿课标的“对学生的探究能力进行评价”、“对学生情感、态度和价值观的发展状况进行评价”等内容的基础上,明确指出:“在重视对学生的探究能力和情感态度与价值观进行评价的同时,要利用好纸笔测验等方式检测学生知识目标的达成。在编制纸笔测验试题时,应体现课程目标和课程内容的要求。”同时倡导评价方式多样化,提出:在具体操作时,除了采用笔试外,还要重视采用实验操作、制作设计等任务表现性方式进行评价。
三、强化生物学重要概念的学习,贯彻2011年版课标精神
概念是人类对一个复杂的过程或事物的理解;是反映事物的本质属性的思维形式。人类在认识过程中,从感性认识上升到理性认识,把所感知的事物的共同本质特点抽象出来,加以概括,就成为概念。概念有助于学生认识世界、了解事物的本质或规律。生物学概念是生物学课程内容的基本组成,是教师教与学生学的重点。
2011年版课标首度在课程文件中出现“重要概念”一词,何谓重要概念?它明确指出:生物学重要概念处于学科中心位置,包括了对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释,对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用。是否可以这样理解:重要概念的外延较一般的概念更广,它不仅是概念,还可以是原理、规律和理论等。重要概念一般抽象程度较高,属于上位概念,是生物学科的主干知识,它能够有效地组织起大量的生物学事实和其他生物学概念。若用雨伞来比喻的话,伞把代表的是事实,伞柄是主题,而张开的伞面则代表重要概念,它涵盖了所有信息的。故重要概念又称核心概念(keyconcept)、基本概念(fundamentalconcept),主要概念(majorconcept)等。
教师在备课时,应该根据2011版课标中所列的某一主题的重要概念,结合该主题“具体内容”的要求及活动建议,认真进行教学设计,并将生物学重要概念(生物学概念)确定为每一节课教学的重点与教学目标之一。课堂教学时,根据教学目标、教学内容以及学生情况,通过阅读文本资料、图片、图表;观察演示实验、观看视频资料;开展小组讨论、探究活动、生物学实验;设置问题情境启发思考等等教学策略与教学方法,引导学生在观察、分析生物学事实的基础上,“由表及里、由此及彼、去伪存真”,建立正确的生物学概念;理顺概念及概念之间的关系,使学生对概念有深层理解;进而能够在新情境下应用概念解决实际问题。例如,“生物多样性”主题的教学不能仅停留在让学生记住生物形态、结构特征等生物学事实性知识;不能让学生死记硬背生物学术语、生物学概念定义,这样的教学会扼杀学生学习生物学的兴趣,导致生物学科教育价值的丧失。同时,纸笔测验时,应注意考查学生对生物学重要概念(生物学概念)的理解和应用;考查学生的分析、综合等思维能力,而不是考查枝节的、零散的知识,或单纯的生物学事实。
总之,生物学概念教学应该引导学生“做科学”——“学科学”——“理解科学”,即应该引导学生通过动手设计实验方案、绘制图表、制作模型、做实验等各种形式的探究活动;通过讨论、解释、表达、评价;积极开动脑筋,以分析、综合、比较、抽象、概括和具体化等形式建构科学理论或知识;学习并应用有关科学方法;理解科学知识和科学方法的本质,理解科学、技术、社会三者关系。只有这样,才能保证因时间推移造成遗忘的是大量的生物学事实,而生物学重要概念会保留在学生的认知结构中,并内化成为生物科学素养,指导其在生产、生活中做出科学的决策。
本文是笔者对2011年版课标的学习体会,借此与同行交流,不当之处敬请批评指正。
参考文献:
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7.刘恩山、张颖之:《课堂教学中的生物学概念及其表述方式》,《生物学通报》2010年第7期,第40-42页。
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工科教育及课程思政对教师提出了更高的要求,重视课程的顶层设计和整体规划,是从根本上解决好专业课程与思政课程同向同行的问题。其中教学设计是教师课堂教学一项创造性工作,是对教师灵活性和自主性发挥的空间更大,“食品微生物学”是研究与食品有关的微生物以及微生物与食品关系的一门科学,内容主要有:微生物学的基础知识;有益微生物在食品加工过程中的应用;有害微生物在食品加工、贮藏等过程的预防和消除等。工科教育及课程思政使得“食品微生物学”教学的综合性、实践性、人文性加大,教师融合信息技术,丰富课程资源更有创造性发挥的空间。因此在原有教学教案设计中加入思政内容,对思政素材进行精炼,提取核心内容,将思政内容具体导入章节如种子般散播在专业知识中,起到画龙点睛的作用,思政内容融入时机和频次做到渗透式和潜移默化式,让学生不觉得突兀、乐于接受。
一、“食品微生物学”教学策略选择与设计
总体设计理念就是激发学生天生自主学习的能力、激发学习的兴趣、唤起学生的求知欲望、注重培养学生能力本位理念,从普遍的认识出发——(学生已知或感兴趣或表象),剖析里面蕴含的食品微生物学知识点(识记),以此点深入细致讲解(环环相扣,细致解决问题),小结知识点,提问启发学生并进行反思讨论。
本课程学习任务是学生掌握微生物的结构,对微生物的分类、营养与代谢及其与食品酿造、安全的相关性充分认识,在此基础上解决实际生活中的问题,对相关问题进行自我分析和认识,例如菌群失调、生物膜污染、亚硝酸盐、抗生素滥用等问题,并在学习中逐步找到解决食品微生物安全控制的方法与途径,厚植专业爱好及坚定素质“天行健,君子以自强不息;地势坤, 君子以厚德载物”同时强化沟通表达能力,尽可能让同学抛开书本用自己的理解和表达去解释概念、特点,指导学生运用有效的学习策略(逻辑思维结合自我表达)提高学习效率,教学中教师帮助同学构建知识框架,要求学生定期勾画“思维导图”。
二、教学案例设计
(一)不畏浮云遮望眼,曲颈瓶的实验思考
本章节来源第一章绪论(2 学时)——第二节微生物的发展简史。
2、单元教学目标分析
本节是食品微生物学发展简史巴斯德贡献的学习,巴斯德被誉为“微生物学之父”其曲颈瓶实验推翻了古老的“自然 发生说”,开启了微生物学的发展,通过巴斯德实验设计思路 学习,启发同学经后学习要有细致严谨的态度更要有批判性思维,建立独特的分析能力,不要“人云亦云”。知识目标:掌 握巴斯德的贡献,了解“曲颈瓶”实验思路。能力目标:实验设 计思路的萌生。素质目标:严谨认真科学态度及批判性思维建立。
学生已知:巴斯德对人类的贡献,知道食物的腐败是由微生物所引起。未知:如何推翻当时盛行的“自然发生说”。能 知:彻底否定自然发生说是通过曲颈瓶实验。想知:巴斯德曲颈瓶实验的思维过程。怎么知:通过介绍“自然发生说”理念以 简单的方法、结果、结论三段论方式展示“曲颈瓶”实验的设计 思路,提问同学每一个设计的合理性,启发同学思考,并引入实际生产企业酱油胀袋问题,同样以简单的方法、结果、结论三段论实验思路设计提示同学们深入思考,最后揭示在微生物学学习中要具备严谨认真科学态度更要有批判性思维。
3、教学过程
本节课教学方法是启发式、案例教学法。
课程导入:“不畏浮云遮望眼”——引自宋代诗人王安石《登飞来峰》下一句是什么呢?(设问)“只缘身在最高层”,以今天的眼光来看曲颈瓶实验的思维过程。
巴斯德对人类的贡献:彻底否定了自然发生说、发酵是由微生物引起的、狂犬病疫苗的研发等。当时深入人心的“自然发生说”:古希腊亚里士多德所推崇,认为生物是自然发生的, 而巴斯德却认为这个说法是错误的,为此开展了曲颈瓶的研究。
三段论式(方法、结果、结论)展示“曲颈瓶”实验设计思路。 “实验设计一”方法:封闭玻璃容器加热肉汤;结果:肉汤澄清;结论:自然发生说不成立。“实验设计二”方法:曲颈瓶容器 加热肉汤;结果:肉汤澄清;结论:自然发生说不成立。“实验设 计三”方法:曲颈瓶肉汤倾斜;结果:肉汤腐败;结论:自然发生 说不成立。每次设问“同学们觉得实验设计的合理性?”
启发今日眼光来看巴斯德“曲颈瓶”实验设计完美吗? 拓展简单加热能杀死肉汤的所有微生物吗?引入真实某企业酱油胀袋案例,三段论式(方法、结果、结论)案例分析“酱油胀袋” 实验设计思路。
“酱油胀袋实验设计一”方法:同步分离胀袋酱油与正常酱油,可疑微生物接种产气培养基验证;结果:分离到Z1、Z4 菌株;结论:引起酱油胀袋微生物是Z1、Z4。“酱油胀袋实验设计二”方法:Z1、Z4接种正常酱油;结果:正常酱油产气;结论:引起酱油胀袋微生物是Z1、Z4。“酱油胀袋实验设计三”方法:接种酱油中分离菌落对比;结果:接种前后菌落形态一致;结论:引起酱油胀袋微生物是Z1、Z4。每次设问“同学们觉得实验设计的合理性?”
课程思政:实验设计需要充分考虑论证,需要严谨的科学设计更要有批判性思维。
人体内的另一个隐秘世界——肠道菌群,本章节来源第七章微生物的生态(6 学时)——第二节微生物在自然界的分布。
4、单元教学目标分析
本节是微生物的生态——动物体表和体内微生物,重点学 习肠道菌群概念和对人健康的重要性,用新的健康观去关注和认识肠道菌群,如何维护肠道菌群的健康,思考肠道无菌化人体是否会保持健康?知识目标:掌握肠道菌群、正常菌群的概念。技能目标:掌握以全新的视角来看健康。素质目标:实践出真知,做知行合一的实干家。
学生已知:人体的体表、体内存在大量微生物。未知:肠道微生物与人体疾病有怎样的关联。能知:肠道菌群对人的健康非常重要。想知:如何保持肠道健康。怎么知:正常菌群概念介绍,通过图片揭示微生物主要分布的位置在十二指肠、空肠到回肠,引出肠道菌群的概念,菌群失调会引发哪些疾病,再引出上海交通大学生命科学技术学院赵立平教授[6] 的例子,“减肥”话题引入来看体重变化与肠道微生物之间的关系,以实例说明肠道菌群与肥胖的相关性,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,实践才能出真知,知识要转化为能力,必须躬身实践,要 知行合一,在实践中学真知,悟真理。
(1)教学过程
本节课教学方法是案例教学法结合讲授法。
课程导入:我们知道在人体的皮肤和体内都存在着大量微生物,首先来看人体体表微生物分布图,皮肤表面微生物数量平均10 万个细菌/平方厘米,口腔中微生物的种类超过500 种。
正常菌群:概念及意义,在肠道中微生物数量达到100 万亿,由此引入肠道菌群概念。
肠道菌群:通过《细菌-肠道菌群》动画视频来看肠道菌群中微生物的分布情况。
图片展示:肠道菌群失衡与很多疾病相关。
赵立平教授的健康新三观:以赵立平教授的研究肥胖与肠道菌群的关系。
课程思政:“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。
3.1 时间的味道——微生物与食品酿造
本章节来源第八章微生物与食品酿造(4 学时)——第一节微生与食品酿造。
3.1.1 单元教学目标
本节是微生物与食品酿造中真菌与食品间的关系,重点学习茯砖茶和毛豆腐形成中主要的微生物,进一步理解微生物与人类的友好关系,了解茯砖茶和毛豆腐的生产工序,从形态、功能和种类掌握其中主要的微生物,通过学习告诉同学们中华民族对于食物和风味的理解。同时启发同学们要珍惜时光,一寸光阴一寸金,认真好学,逐步积累,成为对国家、对人民、对社会有用的人。知识目标:掌握茯砖茶、毛豆腐形成中的主要微生物。技能目标:掌握微生物的形态结构,尤其霉菌中根霉、毛霉、曲霉的区别。素质目标:珍惜时间,沉淀人生的厚度。
学生已知:从第二章微生物主要类群及其形态与结构中掌握了微生物的结构,细菌、霉菌、酵母的形态及构造等。未知:对于某些食品——茯砖茶、毛豆腐中的主要微生物仍不清楚。 能知:也知道很多食品与微生物有着密切关系。想知:到底其中的微生物是什么,起什么作用。
通过视频《百姓茶点——茯砖茶制作工序》探究茯砖茶发花的秘密——“冠突散囊菌”来认识该菌的特性,形 态、功能。通过视频《舌尖上的中国——转化的灵感》选段“毛豆腐”来看加工,进而引出生产中参与其中的微生物及作用?层层导入,一步步引出知识点。结合视频、图片、音乐在欣赏中掌握内化知识,最后二次时间创造赋予食物更多的风味,这是中华民族在长久的实践中的滋味也是世道人心的感触,进而以《劝学》升华大家要认真学习,珍惜光阴,不断积累,用时间丰富自己,树立正确的价值观、世界观、人生观,做对国家、社会、人民有用的人。3.1.2 教学过程
本节课教学方法是情境教学,通过配图片和音乐构筑美感,启发同学思考。
课程导入:设问从图片中找到所有食物的共同点是什么?重点讲解茯砖茶、毛豆腐。
视频辅助讲解:茯砖茶加工关键——冠突散囊菌、毛豆腐 制作关键——霉菌、细菌、酵母菌等。
课程思政:这些美味的食物由时间二次创造,启迪人生的厚度也需要时间来沉淀。
摘要:“普通生物学”为生物工程专业开设的专业基础课,其教学目标是夯实生物学基础。该门课程使用双语教学授课方式,可以使学生在专业英语词汇积累、英文文献阅读、英语听说能力上均有不同程度的提高;并在课程教学过程中把传统的板书授课方式与多媒体教学有机结合,提高了单一教学模式的教学效果;同时提倡“双主体教学”,增加了学生参与课堂的环节,通过英文个人知识展示和小组讨论等方式,在提高教学效果的同时,也让学生在英文自我表达能力、组织能力、团队合作等方面得到一定的锻炼。
关键词:双语教学;生物工程专业;普通生物学;课程体系
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)50-0193-02
一、高校生物工程专业实施双语教学的重要性及实际意义
双语教学(bilingual teaching)是指使用两种语言讲授非外语语言类课程和专业外语课程的一种教学方式。双语教学在北美、亚洲、欧洲和大洋州的许多国家应用广泛。我国教育部2002年在《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中也将双语教育作为重要项目内容列入“普通高等学校本科教学工作水平评估指标体系”。因此,培养双语人才一度列入中国教育发展的重要目标之一,目前已成为教育改革的热点。
生物工程已成为21世纪的龙头产业,生物科技已成为衡量一个国家科技水平和核心竞争力的重要依据。而欧美国家一直以来在属于高新技术的生物工程领域内具有领先优势,科技优势决定了英语的语言优势,因此这个学科在世界一流的高校里普遍采用英语教学,同时也主要用英语、专著和进行学术交流。为了使东北大学生物工程专业的学生跟上学科发展的最新进展,培养其创新能力、国际交流与竞争能力,需要实施双语教学。
二、“普通生物学”双语课程体系建设内容
1.坚持双语授课,提高学生英语水平。在教学过程中通过英语讲授、汉语说明、英语专业词汇讲解以及英语提问等环节为学生提供英语学习和实践的环境,使学生学会用英语思维,养成良好的英语学习习惯,掌握如何运用英语进行交流。并使学生在原来大学英语的基础上不断提高英语水平,掌握使用英语这一语言工具获取专业知识的技能,包括能够流利地阅读和理解生物工程相关学科的英语文献等。让学生更容易地获取国外前沿知识,提升学生国际竞争力。
2.探索“双主体”授课方式,增加学生参与教学环节。为了锻炼学生的自我表达能力和组织能力,培养学生的团队合作精神,使课堂真正变成教师和学生共同的课堂,在课上安排“个人知识展示”环节。学生搜集与课程相关的专业知识,制作讲解提纲和教案,为其他学生讲解相应的课程内容,分析自己的观点。或安排“小组讨论”,把学生按照课程内容分成若干组,每组选派组长一名,以组为单位对课程内容进行讨论和交流。在交流之后每组要向全体同学介绍本组的讨论结果,供全班同学共同交流和分享。
3.编写适合东北大学生物工程专业课程体系的双语教材。教材的编写立足于我校的生物工程专业,编写既有东北大学办学特色,又能真正适合生物工程专业及相关专业学生学习“普通生物学”双语教学教材,从而改善传统的同类教材中内容深浅不一、系统性不强等不足,同时填补国内“普通生物学”双语教材的空白。
4.完成课程网络平台建设,方便学生课程学习。在“东北大学质量工程双语教学示范课”建设项目实施的过程中,完成了“普通生物学(双语)”课程的资源平台建设。学生可以通过课程注册后,在网上下载课程相关教案、作业、习题以及其他与课程相关的资料和网络链接等。极大地方便了学生的课程学习,提高了学生的学习效率。
三、东北大学生物工程专业“普通生物学”双语课程体系建设主要创新点
1.掌握双语运用的合适度,形成“渐进式”英语教学模式。由于双语课程采用原版英文教材、运用两种教学语言授课,对“教”与“学”都带来了一定的难度。课堂上既不能为了用外语上课而忽视专业内容的传授效果,也不能为了专业学习而把外语当作负担。不然,就失去了双语教学的意义。双语运用的合适度,成为双语课堂教学的焦点。我们从教学语言媒介的运用切入,采取“小步引进、稳步推进、逐步渗透英语”的策略,形成了“渐进式”英语教学模式。
2.适应专业办学实际,有效开发双语教材资源。教材是保证教学质量的基本资源条件。选用优秀的外文原版教材是快速接近世界学术前沿的有效途径。我们根据学生的实际情况和专业的办学特点,在原有文本基础上适当增删一些内容,删除原版教材中不适用的部分;增加符合教学大纲的内容,同时节选其他原版书中的章节,补充最新研究成果。还对某些章节进行合并归类,使之更加符合中国学生的认知特点和知识结构需求。为了保证学生有效地掌握专业知识,还编写了与英文教材内容相对应的中文教材,以期达到“专业知识和外语双赢”的教学目的。
3.注重学生的主体地位,探索并实施“双主体”教学模式。基于传统的课堂教学中教师和学生的关系,“双主体”教学是对师生关系的一种全新的界定。它对教育的价值取向、教育的目的、教育的形式、教学过程的结构和模式、新型人际关系的建立等等都将产生良好的促进效果。为了锻炼学生的自我表达能力和组织能力,培养学生的团队合作精神,使课堂真正变成教师和学生共同的课堂,本课程建设过程中,在课上安排“个人知识展示”环节。学生搜集与课程相关的专业知识,制作讲解提纲和教案,为其他学生讲解相应的课程内容,分析自己的观点。或安排“小组讨论”,把学生按照课程内容分成若干组,每组选派组长一名,以组为单位对课程内容进行讨论和交流。在交流之后每组要向全体同学介绍本组的讨论结果,供全班同学共同交流和分享。
4.根据专业办学特点,完善课程体系。立足于我校的生物工程专业,编写既有东北大学办学特色,又能真正适合生物工程专业及相关专业学生学习“普通生物学”双语教学教材,从而改善传统的同类教材中内容深浅不一、系统性不强等不足,同时填补国内“普通生物学”双语教材的空白。完成了“普通生物学(双语)”课程的资源平台建设。学生可以通过课程注册后,在网上下载课程相关教案、作业、习题以及其他与课程相关的资料和网络链接等。极大地方便了学生的课程学习,提高了学生的学习效率,也使课程体系日趋完善。
5.传统授课方式与多媒体授课相结合,提高教学效果。本课程除了采用传统的板书授课方式之外,在需要图片演示和添加动画效果的知识点采用多媒体演示图片和影音资料等方法,很受学生欢迎,两种教学方式的有机结合在很大程度上提高了采用其中任何一种单一教学方式的教学效果。
参考文献:
[1]周瓦.美国双语教育发展历程探析[J].教育研究与实践,2005,(2):53-55.