时间:2023-08-15 17:24:00
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生命科学的核心概念,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
摘要:
借鉴职业教育中的MES理念设计适合小学科学教师职后培训的课程。该课程以PCK理念为指导,做到知识、技能教学综合化。培训课程的设计过程包括选择模块和开发课程两个环节。开发的培训课程以教学实践为主线,增加前瞻性的理论讲座并关注多方面技能的训练。
关键词:
小学科学教师;职后培训;模块式技能培训;培训课程
当今世界,科技和教育被许多国家视为提高综合国力和国际竞争力的关键。公民素养,尤其是公民的科学素养已经成为国家竞争力的重要标志。要提高公民的科学素养,主要靠教育。而目前担当我国少年儿童科学启蒙教育主要任务的小学科学教师的现状不容乐观:小学科学教师大多为兼职教师,在科学知识、科学方法、科学性质和态度等方面还存在着诸多问题[1-2]。所以对小学科学教师进行职后培训成为当务之急。职后培训最重要的是培训课程的设计,然而对小学科学教师培训课程的研究还停留在探索层面[3],课程设计的内容模糊、空泛,缺乏实用性和系统性。教师的在职性和培训的周期性特征要求在设计培训课程时一定要把握好实用性和量力性的尺度。培训内容应该是小学科学学科教学知识技能的延伸,在保证培训规格的同时还必须保证课程结构的系统性。既要注意深广度,从严谨着眼,从量力入手,又要注意培训的实用性。由于现任小学科学教师的具体情况和教师职后培训的特殊性都对培训课程的设计提出了更高的要求,本研究之目的就是通过设计模块式小学科学教师职后培训课程,为建构一种新型实用的教师培养模式打下基础,以促进教师培训的专业化发展。
1模块式培训课程
模块式培训课程的设计思路来源于职业教育中常用的模块式教学法。模块式教学法简称MES,是20世纪70年代初由国际劳工组织(ILO)在综合并借鉴发达国家经验的基础上,研究开发出的一种先进培训模式,在我国一般称为“模块式教学法”,“职业技能模块”等[4]。模块式教学法中的课程设计强调模块化、综合性,倡导学分制和弹性选课制,具有岗位化、模块化和个性化等特点。这种重视实际应用能力的培养,从岗位的需求出发,制订课程的目标的模块式教学非常符合小学教师在职教育的诉求[5]。
2模块化课程设计的背景
调查显示,我国小学科学教师的组成结构非常复杂,目前兼职教师占绝大多数,对科学课程的内容和教授方法很不熟悉;年龄稍大的科学教师,多数是中师毕业,没有经过专门的、系统的自然科学基础知识训练;年轻教师具有理科学历背景,有一定自然科学知识基础,但缺乏教学经验等等。他们对培训的需求也有所不同[6]。所以设计适合的模块式课程,供不同需求的教师选择是非常必要的。
3设计的基本理念
从国际和国内的科学教师培训发展来看,教学内容知识(PCK)是近几年在世界范围内广泛使用的教师教育的概念[7-8],它所强调的是教师所具有的特定形式的内容知识,是教师在理解学科知识和教学知识的基础上形成的能够有效促进教学的知识。小学科学教师PCK的核心内涵是“转化”,即基于小学生的立场,将科学知识转化为学生容易理解的课堂教学形式[9]。以先进的教育理论和教育思想为指导,做到知识、技能教学综合化,使小学科学教师能够在参加培训后自如地教授科学课程,是此次职后培训模块化课程设计的基本理念。
4模块式培训课程设计的过程
模块式培训课程的设计主要包括选择模块和设计模块内的课程两个环节。
4.1选择模块
模块是一种微观课程形态,它自成独立的体系。通过模块式教学,可以实现明确的、实用性的、能力化的教学目标,打破以知识为中心的传统学科章节体系建立的各种类型的能力和素质专题。所以模块的划分必须从素质核心和能力本位的角度出发,按照一定种类的能力和素质为一个模块的原则进行划分。模块的划分既要符合认知规律,又要符合活动规律。小学科学课程内容包括科学知识、工程与技术、科学探究三个方面。科学知识是学生学习内容的主要部分,包括物质科学、生命科学、地球与空间科学三个主要的自然科学领域;工程与技术领域代表了科学实践的重要方面,对提高学生的综合实践能力和创新能力十分有利。科学不仅包括知识,还包括获取知识的过程与方法。科学探究是科学家获取新的科学知识的方法,它是一个复杂的、多层面的、多种实现方式的、不断循环和上升的过程[10]。小学科学教师的教学能力包括教学设计,教学实施等多方面。根据以上对小学科学教学内容的分析,选择以下模块作为小学科学教师职后培训内容。(模块具体名称及特点见表1)在模块的命名上,有的模块是教学内容的,有的模块是教学技能的。但在模块的内涵上则遵循“小学科学教学内容为核心,以教师教学能力为本位”的原则。这样的模块设计解决了以往课程设计缺乏系统性的问题。
4.2开发模块课程
开发模块课程的关键点是确定模块的教学内容,其实质就是对教学内容进行合理性、实用性的综合化处理。综合化过程实质就是结合知识、技能、教学特点等方面进行再加工。为保证综合整理工作的科学性、合理性,必须确定这项工作的逻辑线索和编排方式。应当以教学活动为线索,将活动涉及的认知过程、素质基础、能力养成以一个专题的编排方式整合在一个模块中。这样的课程编排可以直接解决教师教学中的问题,增加了培训课程的实用性。下面以“生命科学领域学科知识”模块的课程为例做具体说明。生命科学领域学科知识在现行《小学科学课程标准》的具体内容中有53条,占全部知识的40%。所以生命科学领域的知识是小学科学教学内容中的一大部分。在以往进行的小学科学教师培训中,学员在教学实践时主动要求进行生命科学领域教学实践的人很少(如笔者过去五年培训中只有10.5%)。学员普遍的感觉是生命科学领域的知识繁杂,很难把握其实质。2009年《义务教育课程标准(修订)》的重点聚焦在凸显和传递重要的科学概念[12]。现行的初中和高中“生物课标”都提到围绕核心概念组织教学的理念。本模块的主题定位于“基于核心概念对生命科学领域知识梳理及教学分析”。被培训者通过这些课程的学习,学会从核心概念的角度理解生命科学领域知识的内涵;能够从学科教学方面理解生命科学领域的知识和技能,并且找到小学科学教师应掌握的生命科学领域知识,将这些知识应用于教学实践。(具体课程见表2)
4.3模块课程的特点
从以上课程内容中可以看出,模块课程具有以下特点:
(1)以教学实践为主线
模块中的所有课程都是为教学实践服务的,其目的就是为了学员能够上好科学课,如生命科学领域知识模块的课程就是为了让参加培训的学员能够自如地上好生命科学领域知识方面的科学课。所以在课程设置上有“如何说课”、“教学案例分析”和“教学实践”等课程。
(2)前瞻性理论讲座引领
持续不断的课程改革要求教师不仅从宏观上而且从微观上要掌握科学教育理论。小学科学教师不仅要理解科学教育的本质、特征及教育意义,还要理解相应学科知识的特点及教育意义。在生命科学领域知识模块中,笔者选择了“小学科学生命科学领域教学类型分析”、“围绕核心概念组织教学”和“生命科学领域核心概念解析”三个理论讲座,为老师们上好生命科学领域方面的课打下了良好的理论基础。
(3)技能提高伴随其中
小学科学课程标准要求“让探究成为科学学习的主要方式”,科学探究中涉及到的科学探究技能也非常重要。因此,在培训课程中就相关知识涉及到的主要探究技能设计了专门的课程,如“生命科学领域科学过程技能训练”;另外在知识学习的相关课程中也增加了技能训练,如“生物类群知识解析及教学分析”课程中增加了分类技能的训练。针对生命学科知识的特点增加了“显微镜使用及临时装片制作”课程。
5设计模块式培训课程应注意的问题
好的职后培训课程应该满足教师个人、学科发展及学校三个方面的需要。为了更好地满足各方面对培训课程的需求,应该注意以下几个问题:
5.1模块之间要相对独立,内容不要过多
独立、内容少的培训课程便于教师选择。教师可以根据自己的实际需求选择适合的模块课程。同时小模块的培训课程占用时间少,方便学校为教师排课。
5.2模块可以根据实际情况进行调整
课程模块可以根据国家政策的变化、课程标准的修订以及被培训者的具体需求来调整。例如“工程与技术”模块就是依据修订版“课标”而设置的;而针对新入职的小学科学教师,则设计了“教学设计及实施”模块;针对市级骨干教师,则设计了“主题驱动合作研修”模块。
5.3模块中的课程设计要以教学为切入点
教师培训课程设计的最终目标是提高教师教学能力,提高专业发展水平。所以课程设计要以教学为切入点,教学实践贯穿始终,将教学设计、实施及教学研究结合到课程中,真正满足一线教师的需求。
6结语
总之,培训课程模块式设计,实质上是一种课程综合和优化的方法。方法是实现目标的手段,为了有效达到目标,应该选择最好的手段。然而,每种方法都有其应用的局限性,所以模块式培训课程的设计是否具有普遍性,还有待于进一步实践和论证。
参考文献:
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[5]谢培松,李彤.模块式课程:小学教师在职教育的必然诉求[J].湖南师范大学教育科学学报,2009,8(1):84-86.
[6]吴育飞,姬冰澌,徐莉.小学科学教师培训需求调查分析[J].教师教育论坛,2014,27(7):31-35.
[7]孙可平.理科教师培养的新视角:教学内容知识[J].全球教育展望,2008(5):65-69.
[9]范增,吴桂平.论小学科学教师PCK的内涵及其发展策略[J].教育与教学研究2014,28(12):35-38.
[10]教育部.科学(3~6年级)课程标准(实验稿)[S].北京:北京师范大学出版社,2001.
[11]张丹,钟祖荣.骨干教师“主题驱动合作研修”模式的实践探索[J].教育科学研究,2012(12):19-23.
(东北师范大学生命科学学院,吉林长春130024)
摘要:近年来,国内外科学教育领域对概念教学进行了深入研究。本文结合生物学科核心概念教学已有的研究内容,阐述了核心概念的基本内涵,明确了核心概念教学的意义,最后针对如何进行中学生物核心概念教学提出了几点建议,以其对中学生物教学工作提供实践指导意义。
关键词 :中学生物;核心概念;教学建议;STS
中图分类号:G633.91文献标识码:A文章编号:1671—1580(2014)04—0108—02
收稿日期:2013—10—26
作者简介:梁靖(1988— ),女,陕西西安人。东北师范大学生命科学学院硕士研究生,研究方向:课程与教学论。
王永胜(1961— ),男,内蒙古巴彦淖尔人。东北师范大学生命科学学院,教授,博士,硕士生导师,中国教育学会生物学教学专业委员会常务理事,教育部人文社会科学重点研究基地东北师大农村教育研究所兼职教授,研究方向:生物课程与教学。
一、生物核心概念的内涵
(一)核心概念的定义
美国著名教育学家赫德认为:“核心概念是组成科学课程的概念和原理,应该能够展现当代学科图景,是学科结构的主干部分。”[1]美国课程专家埃里克森认为:“核心概念是指居于学科中心,具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。这些核心概念具有广阔的解释空间,源于学科中的各种概念、理论、原理和解释体系,为领域的发展提供了深入的视角,还为学科之间提供了联系。”[2]
(二)生物核心概念的定义
生物学是一门以研究和揭示生命现象及其活动规律为主的自然界学科,生物学概念是它解释基本的生命现象、原理及规律原理的重要基础和呈现方式。因此,生物核心概念是位于生物学科中最重要的知识,包括定义、原理、理论等内容。生物学核心概念分为四类,构成型概念用来概括生物体的构成层次特点及构成单位的特征;组成型概念是构成型概念的具体化描述;过程型概念则偏重于对生物体的整体生理过程的表述;结果型的概念主要强调某一过程或诱因所产生的结果。[3]
二、核心概念教学的意义
(一)核心概念教学精炼知识、化多为少,有助于减轻学生的学习负担
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》也明确指出,“减轻中小学生课业负担,促进学生生动活泼学习、健康快乐成长”。因此,采用“凸显生物学核心概念”的教学方式,构建生物学核心知识的基础框架,精炼知识点,让学生在课业任务重的情况下,学习到“少而精”的知识,大大减轻了学习负担。
(二) 核心概念教学符合学生的认知结构,有助于学生更好地学习知识
美国著名的认知心理学家布鲁纳在认知结构理论中指出,学生学习与认识活动的实质是认知结构的组织和重新组织的过程,包括新知识的获取、对旧知识的改造、检查知识是否恰当合理三个阶段。生物学习的认知结构,是指在一定阶段学生对于生物学知识及其认识在抽象与理论思维层面上达成统一,在理解已获得的生物学知识基础上,结合现阶段自身的思维、记忆、知觉、想象等心理特点,组合成一个具有内部规律的科学的整体结构,是一个不断发展与提高的过程。生物学是一门以实验和学生自主探究为主的自然科学,内容涵盖了许多概念性的知识,且初、高中知识的关联性较强。以符合学生的认知结构为前提,针对不同学习阶段的学生,结合一线教师精选的50个核心概念,让学生在已有认知的基础上,对旧知识不断反思,对新知识进行探究。这样一来,可以帮助学生准确把握知识、迁移应用知识,更好地进行学习。
(三)核心概念教学提纲挈领、去粗存精,有助于教师明确教学重点
核心概念教学具有很强的针对性和概括性,有助于教师前期备课和教学中把握知识的重点,将有限的教学时间和教学资源用于重要知识的教学之中。教师将核心概念提炼并组合成体系,让学生在系统学习中掌握核心概念的内容,以核心概念的内容为目标组织课堂内容,精选出较少量的知识,淡化无关的知识,比课程中庞大繁杂的知识体系具有更强的教育功能,从而明确教师的教学目标与方向,提高课堂教学效率,提升教育教学质量。由此可见,核心概念教学提纲挈领,有助于教师明确教学重点,是一种高效科学的课堂教学方式。
三、核心概念教学的思考
(一)准确把握核心概念的内涵,厘清概念联系
传统教育方法往往强调学生对事实信息的记忆和背诵,教师们过于关注细小、琐碎的知识点,而核心概念包含了许多逻辑内容,涉及的是对抽象的重要概念、原理进行精心组织。教师需要准确把握核心概念的内涵,从大量事实中概括出抽象的规律和原理。许多核心概念包含的信息量较大,需要背景知识的辅助教学,因此,在实施具体的教学之前,教师自身要认真梳理各个概念之间的内在逻辑联系,进行概念的细化拆分。在具体的课堂教学过程中,梳理构建概念图,将所有联系清晰地呈现出来,分析概念中的“
关键词 ”,从而达到引导学生掌握这些基本概念和原理并能够迁移应用于新知识、新情境中的教学目的。
(二)丰富核心概念的学习内容,创设生动导课
核心概念的学习包括两个部分:第一是必须将事实性知识置于学习者的概念框架中;第二是概念被各种丰富的有代表性的事实细节展现出来。概念放在一定的应用情境下才会显得生动和有意义。[4]在课前导入知识时,不能和传统方式一样,先呈现给学生概念的文字性内容,而是要精心准备素材,巧妙设计导课方式,激发起学生的探索兴趣,引导学生对核心概念有自主探究的热情。教师在进行教学设计时,可以利用学生当前已有的知识导入,或者通过生物实验、生物科学史等丰富多彩的内容导入,也可以借助多媒体技术,运用纪录片等视频材料进行导入,创设趣味性和知识性并存、探究性与科学性较强的教学情境,帮助学生更好地掌握核心概念的内涵。
(三) 结合STS 教育理念,创新核心概念的教学方式
STS 概念诞生于20 世纪60 年代末至70 年代初的美国,是科学(science)、技术(Technology)和社会(Society)的英文缩写,它旨在探讨和揭示科学、技术、社会三者之间的相互关系。[5]STS 教育的内涵本质在于使人类经验和社会科技发展融入到科学教育之中,一方面,让教育紧跟时代潮流,另一方面,增强自然科学教育的社会化和应用性,运用STS的教育理念可以丰富生物核心概念的教学形式。教师在教学素材的选取中尽量来源于实际生产、生活,化抽象为具体,拉近科学与生活的距离,帮助学生理解生物科学与人类社会的进步发展,与日常生活密切联系,丰富学生的知识内容,增强核心概念的应用性,鼓励学生多用生物学的原理和方法去看待和解决生产与生活中的实际问题,让知识来源于生活,又应用于生活,促进学生对生物学的价值观的形成与统一,实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这三个维度的完美结合。
(四)及时了解核心概念的学习效果,动态调整教学方法
教学评价是促进和鼓励课堂教学、检测教学效果的重要方式。对教师来讲,要了解学生的真正想法,才能使教学内容更好地被学生接受和理解,使学生厘清概念的关系,在头脑中形成知识的整体框架,帮助他们区分学习中的相异概念。因此,教师可以采取开放式评价方式,测试学生对所学内容的理解深度,包括通过以问题简答为主的对话方式对学生进行访谈,让学生亲自动手解决实际问题,通过实践让学生调研形成报告等方式,掌握学生在新的情境下概念应用的程度,动态追踪核心概念教学评价的结果,及时反馈学生的学习效果,有助于教师合理地调整教学方法。
[
参考文献]
[1]Paul Dehart Hurd.New Directions in Teaching Secondary School [M].Chicago:Rand McNally & Company,1971.
[2]艾里克森著.兰英译.概念为本的课程与教学[M].北京:中国轻工业出版社,2003.
[3]吴云杰.重视核心概念教学 打造生物高效课堂[J].中学课程辅导(江苏教师),2013(3).
关键词:核心素养;生物教学;综合能力
作者简介:杨强(重庆市荣昌县荣昌中学,重庆402460)
生物学学科核心素养在三维目标的基础上提出的,教学过程中应注意渗透生命观念、科学探究、理性思维和社会责任。教学过程中要创设情境引发学生探究且要关注具体实践性以及和生活联系。多引导学生看到现象、知识,思考为什么?而现在的生物教学中多注重知识的灌输,不注重引导学生提出问题以及生活殊现象,并通过实践验证。本文将围绕高中生物教学具体阐述如何培养学生核心素养展开讨论。
一、生命观念
“生命观念”是指科学世界观在生命科学中的体现,学生应以生物学概念性知识的学习为基础,有自己的对生命科学的认识和研究生命现象的基本方法,如结构和功能的观,物质和能量的观,进化与适应的观、稳态与平衡观。
在教学线粒体的结构时,线粒体双层膜,内膜上附着有氧呼吸相关的酶,基质中也有有氧呼吸相关的酶,功能上决定线粒体是有氧呼吸的主要场所,又如在学习蛋白质的结果和功能时,先通过卡片(一张卡片代表一个氨基酸)让同学们操作形成蛋白质的结构层次,操作结合讨论;也可以采用角色扮演的方法,让每一个同学代表一个氨基酸,通过角色扮演,实践中得出蛋白质结构多样性的原因为氨基酸的数目、种类和排列顺序不同,以及肽链的空间结构不同,从而得出蛋白质功能的多样性,形成同学们的结构和功能的观。
二、理性思维与科学探究
理性思维和科学探究相辅相成,往往可以同时锻炼,如在学习细胞结构的过程中,教师可以培养学生模型与建模的能力,让学生在一定的情境中通过自己动手,建构相关模型来学习生物学知识。用橡皮泥制作各种细胞结构,依据所学知识,发挥学生的想象力,分组完成细胞模型,让学生成为参与者和操作者。在这个过程中学生能体会和感知到细胞中各种复杂结构的分布和功能,进一步体会他们之间相互协调,进而引发探究。
又如生物科学探究常用假说演绎法,过程为提出问题,作出假设,演绎推理,实验验证,根据结果得出结论,这过程中,严密的理性思维是特别重要的。教材中多个地方都包含着科学探究,教师应善于发现,如探究控制果蝇眼色的基因位于常染色上,还在X染色体上,实验思路,用隐性雌和显性雄果蝇杂交,若后代雌性全为显性,雄性全为隐性,则在X染色体上,否则在常染色体上。又比如孟德尔的一对相对性状的杂交实验和两对相对性状的杂交实验都运用了假说演绎法,教学过程应渗透该方法,让学生掌握实验能力,果蝇眼色实验也可开展相关活动,让学生体验探究过程,感受遗传变异的伟大,提高学生对于生命现象的兴趣以及动手实验能力。又如探究白眼雄果蝇变异来源是基因突变,还是环境因素引起的?选取白眼雌蝇和这只白眼雄果蝇,分别统计子代雌雄中红眼与白眼的比例。先假设是基因突变引起的,则预期后代全为白眼,若实际实验的结果相符,说明该假设对。再假设是环境因素引起的,则预期后代雌蝇全为红眼,雄蝇全为白眼,若实验相符,则对。
三、社会责任
让学生学会爱惜生活,理性的对待生活中的问题,更好的生活,更好的与家人生活,热爱祖国;讲细胞的癌变这一节应教育学生养成良好的习惯,远离致癌因子,如吸烟,吃大量油炸食品,吃隔夜饭菜,大量照射紫外线等,并将这种健康的理念实践和传播出去,让她们的家人和更多的人有更好的生活;讲免疫这一节,教育学生提高免疫力的方式及远离艾滋,且对待艾滋病人要关爱,不歧视。
一个良好的本地网络和公司驻地往往会引致很多商机、投资和雇员。公司所在的环境将帮助确定周围的具体情况、关系网络和当地的商务环境,并直接影响未来的商业行为。因此,公司的选地很可能是最重要的成功因素。
正是基于以上的逻辑思考,下面有8个要素供生命科学管理者在启动新公司时考虑:
1、浓烈的研究气氛
生命科学工业在美国的经济生活中,是知识最密集、最富于研究性质的部门之一。它结合了生物工艺学、医药学、医疗设备学等的综合研究和开发活动。生命科学支撑着整个构架。把生命科技公司设立在一个富于研究传统和文化的区域,将会给其进入药学和生物科学研究机构提供环境上的便利,同时提升公司研究、开发能力和专业性。
2、可深入的集群
考虑把公司开办在一个“工业集群”――其他生命科技公司大量聚居的地方――将会使得公司业务在未来的市场中,能适应各种特殊的需求。完善的生命科学集群一定是世界文明的医药学研究机构集中,高素质、高技能的生命科学专业人才聚集,药品研发专家汇集的地方。同时,这里还会拥有高科技的配套设施:如完善的服务供给、相关的专利产权制度、发达的金融体系和其他高度专业的市场支持机构。
高度发达的产业集群能够给予单个公司独立的空间,让他们根据自己的优势和兴趣,有侧重、但是绝对充分利用市场整体资源,进而强化自身优势并获得最大限度的发展。其实,美国的很多地区都有这样的成熟生物技术集群,如旧金山、波士顿、圣地亚哥和费城。这些区域都拥有非常厚实的生物科学公司底蕴,就是在这些城市,不断产生着新的工业活动,创造着新的产业协同效应;并吸引着大量的投资,开创了无限发展空间。
3、地理上对桉心市场的介入优势
当公司运送产品的时候,它总是希望最快、最高效地抵达客户。所以,聪明的生命科技公司的执行人员必须考虑市场和公司之间地理位置的契合性(要方便、高效地接近最主要和最广泛的市场)。典型的是:当从公司很容易到达国际机场的时候,参与全球市场的活动就显得十分便利。
小公司应该把驻地选择在接近主要制药厂的地方,这样能够方便形成互利的产出联盟,为未来的最优化商业前景开辟道路。此外,好的公司选址应该是接近核心资本市场的,它可以帮助公司创造更多的融资机会。
4、丰富人才的汇集地
公司要发展,最终还是要依靠人才。所以,寻找合适的专业精英尤为重要。在地址的选择过程中,一定要注重该地方可供劳动力的数量和质量。那些大学和专业学院汇集的区域通常能提供大量符合要求的人才;而且,它们通常也会提供给劳动力一个发展的空间,保持各自学校在某些前沿研究领域中能够一直处于领先地位。
5、深厚的企业家文化
寻找一个被证明是创新文化普及的地方,该区域的特征是:有大量的创新成果出现,并逐渐形成了一个所谓的“地区性智慧”,企业家在此被孕育。这种态度的核心标尺是,繁荣的生物学相关贸易和工业群组,这些典型指标暗示着企业家和科学家的强大智力网络。在进行公司地址选取的时候,应该关注那些冒险精神和冒险家被高度重视的地区。
6、良好的法律和政策环境
生物科技公司必须设立在司法和政策体系完善的地方。在美国,虽然很多地方公开高调宣称它们保护生物技术公司,但实际上,被证明对生物科技产业具体进行政策支持,或者做出其他贡献的地区政府是很少的。一定要寻找这样的政府所在地:它们已经具有了某些关注生物科技产业的先进政策,并拥有友好、开放的商业心态。
该典型区域特征是:有一系列的相关机构和组织,能够进行各个角度和类型的调查;提供便利的科技成果转化机制;供给充分的资金流支持,全方位为生物技术公司贡献力量,帮助生物科技产业的整体发展。
7、多样化的融资渠道
对于备选区域的投资基金和私募资金团体,必须有如下考量:该地区每年的投资基金有多少投向了生物科学方面?人均花费在生命科技产业上的研发费用是多少?相比政府资助的研究情况如何?
为了吸引高水准的公司,那些耗用年投资资金一半左右在该产业的,或者其当地预算中有大部分是用于核心生命科学集群的研究和发展的地方要重点考虑。此外,与早期投资方式相伴随的公私合伙经营模式的存在,地区性大学的研发活动繁荣的地方,都将会创造一种充满活力的投资基金的整体运作氛围。
8、强大的支持性基础构架体系
获得高质量的,诸如法律咨询。营销支持等其他非核心服务,对于新设公司来说,绝对是不可忽视的。用心寻找这样的场所:大众公认对生命科技公司的支持是熟练、高效的。不仅如此,还需具备一个从概念构思――实际启动操作――逐步发展――最终完善的商业生态圈。例如,丰富的律师资源是支持基础构架的一个重要组成部分,他们对于生命科学产业是无价之宝。对该区域的诸多企业来说,特别是新兴企业,智力才是商业竞争的本质。另外,营销系统对于高度竞争化的生命科学产业也是同等重要的。
总而言之,生物科学工业是21世纪经济发展的引擎之一。全球各地都试图吸引该产业的公司能够在它们那里安家落户,各地都希望获得高素质劳动力、丰厚的税收收入以支持当地经济的繁荣。公司总部所在地和新工作中心的地址选择将会遭遇纷繁的市场诱惑。以上这些要点为你的决策过程提供了一个明智的方法,而正确的选择最终将会准确无误地帮助你实现商业辉煌。
作者:Thomas G.Morr
【关键词】 人文;人文教育;人文素质
文章编号:1004-7484(2014)-02-1194-02
医学是将人文科学和自然科学融为一体的应用学科。我国在全面建成小康社会目标的过程中,人们对卫生服务的需求在不断提高,卫生服务模式从传统的医疗救治逐步转向对服务对象(包括健康人)身体―心理―社会的各个方面,包括保健、康复、健康的心理状态和行为方式等,提出了更高的服务要求。于是较高的专业理论和实际操作水平以及良好的职业道德、人文精神及社会责任心便对医务人员提出了要求。
1 人文的概念
人文是满足个人与社会需要的终极关怀,是要关心人、集体、国家、民族、社会、自然界,是人的精神世界的需要,是人要成为人的精神需要。当人们面对人生起落时,它会告诉你“该怎样去面对”,抱怎样的心态去面对,怎样才能使自己坦然而又不违背人文观念。人文对个体和社会有着不可忽视的意义。其内涵包括人文精神、人文知识、人文思维与人文方法四方面,缺一不可。人文精神,是人文的主体,它是一种求善的精神,也是一种德性的培养。它应具备与追求科学精神一样的高度,是维系社会的牢固纽带。人文知识,往往代表民族、国家的历史沉淀和优秀的文化遗产,也是数千年来人们精神世界的结晶。对人文的教育就是将人类优秀的文化成果通过知识传授、环境熏陶以及自身实践使其内化为人格、气质、修养,成为人的相对稳定的内在品质,达到人文教育与专业教育、人文精神与科学精神高度融合,保证在医学科学研究和医疗卫生服务中始终具有正确的最大的精神动力[1]。所谓人文思维,是原创思维的主要源泉,是人类所特有的。它依赖人们平时对大自然及人性的关爱,依赖对艺术的欣赏。所谓人文方法,指有关知识按照人为思维的实施,是原创性工作开展的主要途径,人文思维必须通过人文方法展现。
2 医学与人文
众所周知,在社会深刻变革及转型时期的今天,医学这个名词被赋予了更多的内涵。医史学家们在追溯医学起源时会有不同的阐述,这都反映其发展的久远和曲折。传统的人文精神是中华医药传统文化的鲜明特征,其核心是以人为本和对人的尊重、对人的理解、爱护和关怀,主张以病人为中心而不是以疾病为中心。我们的中医学从神明,巫术,人类生存本能走向科学过程的本身就孕育着人类的博爱精神、对生命的敬畏,对健康的追求。如今人们理解医学已离不开医学的发展史和文化过程,在21世纪弘扬人文精神,彰显人性理念的时代,人们应该认识医学人文的内涵。
2.1 医学与人文文化 从医学发展史可了解到,古代医学思想来源于人类社会活动的本能、抵御外界风险的劳动实践,源于人类个体及与自然界之间天然的博爱和交流。医学作为一门人文科学昭示着与人类生存发展相并行的不朽的博爱精神与人性光芒,表现了人类的智慧与精神境界天然融合。再回到我国的医学发展情况:传统的医学人文学科无论是在学科建设还是在研究成果上都还处于起步阶段,再加上人员、经费等的限制,要构造一个庞大的医学人文学科群的努力很可能事倍功半,尤其是院校的教学培养、科研模式的不完善,相关人才的匮乏等都在一定程度上都限制了它的发展。受传统学科范式的影响,培养的医学生视野比较局限,并不能完全适合当代社会发展的需要,但短时间改变此现状困难颇多。并且,医学人文学科的发展尚存在着许多困难,如决策机构对医学人文学科重要性认识不足,只看到医学人文学科与实际利益,尤其是经济利益,而忽视它潜在的价值。故投入少、研究人员待遇低,远跟不上时展的需要。尽管医学人文学科尚面临着许多困难,但要有理由相信,通过整体规划,加强领导,共同努力,必将逐渐对医学发挥出更大的作用。
2.2 医学生人文素质现状分析 美国于1994年通过《2000年目标:美国教育法》,将人文素质学科与自然学科并列为教育核心学科。我国也在今年开展了人文社会医学的探讨和实践。人文素质教育不仅仅是人文知识的灌输,更是人文学科中内含的价值-人文精神向个体身心中的内化。它无法体现环境与生态研究的新认识和新成果,无法体现“人类基因组研究”以来对生物医学再认识的趋势,今后我们需要的很可能是一种“生物-心理-社会-生态”医学模式。人文素质的部分现状不容乐观:据某单位调查,近几年来,我国培养的医学生包括部分医学研究生,综合素质普遍有所下降,尤其是思想品德素质和文化素质方面问题较为突出。
3 现代医学人文将围绕以下几个方面转型
关注生命――人文关怀的核心转型:医学是一门直接面对人的科学,因此,医学比其它任何科学都更强调人文关怀。随着生命科学的进一步发展及应用,对人们的伦理思想和道德行为提出了挑战:
3.1 生命观的改变 表现在剔除了生命的自然本性,使之成为人为的产物和技术干预的结果。在这种情况下,人类需要重新审视生命的进程:①人类生命的产生方式及进化过程将发生改变;②人类的健康观也将发生改变;③人类生命的本质和价值的问题在生命科学技术的干预下将逐渐模糊。基因技术可以使人类通过发挥主观能动性改造人的自然体,而这个自然体正是人的主体性、实践性赖以生存的自然基础,是人性形成和发展的最基本的生理条件和物质基础。
3.2 对公平观的挑战 伦理道德上的公平,是指普遍存在的一种人与人、人与自然、人与社会之间合理享有的基本价值。它也要求生命科学的研究和应用要有公平性,而生命科学的发展却给这种伦理道德观的破坏提供了可能。
当然人文还体现在社会的各个方面,众所周知,我国作为一个人口大国,地大物博,但人均占有量却很少。据统计,1982年全国共有1年以上常住流动人口657万人,1990年上升到2135万,1995年约为8000万人,2000年达1.4亿,流动人口中绝大部分是农民工。数量之多,故对农民工的医疗卫生、社会保障等的人文问题过去有少数地区和学者给予关注,如许小鹏等对深圳外来劳务工的医疗保险进行过研究,也当纳入人文研究,虽现状乐观,但随着医改等政策的逐步完善,不良局面将会逐步改善。纵观全文可知:人文观念已融入到社会发展的各个层面,尤其是在高度关注人权的当今时代。
关键词基因工程;教学改革;独立学院
基因工程是通过人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,与载体DNA分子连接重组,再导入受体细胞内,使其在受体细胞内复制、转录和翻译表达,创造出人们所需要的新品种的一种技术体系[1]。由于基因工程可以突破物种间的遗传障碍,大跨度的超越物种间的不亲和性,具有无限光明的应用前景。因此,吸引人们进行了广泛的研究与探索,其结果迅速地应用于农业、医药、轻工、化工、环境等各个领域[2-5]。目前,随着基因工程的发展,急需大批的专业人才。因此,许多高校为满足社会需求,新增了生物技术和生物工程专业,开设了基因工程课程,希望能为国家培养和输送人才。基因工程面向独立学院生物技术和生物工程专业本科生已开设多年。在教学过程中,课程组教师针对该课程及独立学院学生的特点,对这门课程的教学进行了探索,获得了许多经验。
1基因工程教学改革的必要性
基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,其内容涉及分子遗传学、生物化学、细胞生物学、微生物学及分子生物学等学科相关理论基础及其实验技术手段。课程内容繁多、概念抽象、理论性和技术性强。同时基因工程发展非常迅速,相关知识可以说是日新月异。然而高等学校教学时间有限,独立学院学生基础知识相对薄弱学生虽思维敏捷,但强调个人喜好,并且学习的自主能力也较弱。因此,在有限的课时内,让他们理解和掌握基因工程相关的内容确实有难度。而正处于农业高等院校的生物技术和生物工程专业的大学生们,即将投身于生命科学社会实践,展现他们的才能,如果他们对基因工程的基本理论和技术知之甚少,这种状况与培养现今的人才培养目标极不相称,这些大学生在21世纪的生命科学时代中也难以胜任社会重负于他们的工作,更难以挑起生物高科技研究和开发的重担。虽然在基因工程教学过程中,教师采取了许多办法,如采用多媒体教学,使用Flash动画等将教学内容直观化,或通过讨论、课程论文等激发学生对基因工程的学习自主性,但效果还是不理想。经过多年的独立学院基因工程教学,笔者发现目前的基因工程教学内容体系和教学方法没有充分体现独立学院学生的特点,即没有补偿他们存在的某些缺陷,也没有充分发挥独立学院学生的优势。为了使这些发展潜力大的学生的综合素质进一步提高,能够跟上学科的发展进程,对现行基因工程课程教学内容和方法进行改革势在必行。
2构筑合理的教学内容体系
2.1精简内容,突出重点
基因工程与分子遗传学、生物化学、分子生物学、微生物学及细胞工程等课程有着紧密的联系,所以学生在修完了这些课程后才开设基因工程课程。由于学生已具备这些课程相关的理论和实践基础,所以基因工程教学内容可精简,避免与这些课程重复,留出充裕的时间详细讲解新的知识点,如细菌转化实验在微生物中讲授过;基因表达与调控在分子遗传学中涉及到;转基因植物的培养再生与细胞工程内容相关。这些重复的内容可以在课前提醒学生复习,教学时通过提问的形式回顾,或以课外作业的形式进行。对于独立学院中那些基础较薄弱的学生,可通过基因工程网络课程进行知识的答疑。
2.2组织合理的教学内容体系
基因工程课程教学内容包括基因操作的基本原理、基本研究方法及应用,内容广泛抽象。为使学生在短时间理解相关知识,教学内容应具备较强的系统性和条理性,同时又能反映学科的科学性和先进性。因此,构建以基因工程操作技术为主线,以基因工程原理基础知识及基因工程应用基础知识为基础的理论教学体系十分重要。
基因工程原理基础知识包括基因工程基本概念、基因的各种分析手段(包括PCR技术、分子杂交技术等)、分子克隆工具酶、克隆载体、目的基因与分子克隆载体的重组、重组体的转化与筛选鉴定、外源基因的表达等内容。这些是基因工程的核心内容,因此每部分内容的有关原理、实验技术及应用等需详细加以阐述。另外,针对一些抽象内容,教师应该使用多种教学方法,使其直观生动,让学生易于理解、接受和掌握。同时,要发挥独立学院学生综合素质高的特点,可要求学生个人或以班为单位制作Flash动画和视频等,充分调动学生主动学习的积极性,挖掘潜能,激发学生的学习兴趣,使学生在学习过程中感悟到对事业成功的向往,达到教学目的。
基因工程技术几乎渗透至生命科学的各个方面,大大的推动了生命科学理论研究的发展,且扩展到人类生产实践的各个行业,例如植物、动物、微生物、医药、环境保护、能源等。这部分内容主要以学生为主体,通过讨论、专题报告、实际案例和生产实习的形式进行。通过这些内容的学习让学生感受科学发展与生产实践息息相关,增强学生的科技意识及求知欲望。
2.3引进新知识、新动态
基因工程自诞生以来,发展迅猛,新成果层出不穷。在教学过程中引进生命科学的最新科研成果及国内外研究动态,使学生在有限的课时中尽量接受基因工程相关的新观念、新技术和新成果。同时促使他们以发展的观点看待科学研究问题,唤起他们探索未知领域的欲望,增强专业自信心。
2.4理论教学和实验教学相配套
基因工程是一门理论与实践相结合的课程,其教学内容除了理论知识外,还配套有基因工程实验技术和教学实习。基因工程实验技术主要是对学生实验基本技能的操练,以班为单位进行教学。在教学过程中,要求学生在每次实验前预习好实验指导中的相关内容、掌握实验目的和实验设计原理、了解实验操作的基本过程及注意事项。学生在实验过程中,严格执行操作程序,仔细观察实验中出现的现象,如实记录实验结果和数据,培养学生的动手能力和敢于发现问题、解决问题的能力。实验课后,要求学生根据实验过程,写出实验总结报告,提高他们的归纳总结能力。基因工程教学实习是以重组体的构建、转化、筛选及检测为主线的系统性的实验体系。其内容包括质粒DNA的提取、目的基因及载体进行限制性内切酶的切割、目的片段与载体的体外连接、感受态细胞的制备、重组质粒的转化、重组子的筛选以及鉴定。整个实验内容紧密衔接,较为完备地将基因工程学的上游技术综合为一体。实施教学时,学生在教师指导下,了解实验的整体设计思路和流程,查阅相关文献,书写实验方案,再进行实验实施。通过这样的过程培养学生应用知识的能力,加强学生对生物学文献资料的查询与消化能力,拓宽学生的知识面,并且实验的每个环节都可能直接影响最终结果,所以学生必须关注每个环节,才能顺利完成在此过程中有助于学生树立完整的科学研究概念,具备严谨的科学研究态度。
3改进教学方法
3.1传统板书教学与多媒体教学相结合
在基因工程教学中,传统的板书教学必不可少。这是由于学生虽具备一定的生物学基础,但知识比较凌乱,更无法很好的应用于基因工程学习中。板书教学能够很好的将这些知识系统而又精炼的展示出来,并且有助于老师控制讲课的进度,学生也可以详细的记好笔记,增强对知识的记忆。但是传统的板书教学呆板,所提供的信息量非常有限。对于基因工程这门课程,完全采取板书教学无法直观生动的将所有内容演示。另外,板书教学中老师是主体,学生认为学习的好坏只与老师有关而与自身毫无关联,学习的积极性不高,无法达到教学目的。多媒体教学能综合应用影视、图形、图像、声音、动画和文字等信息,可以使抽象的概念直观化、复杂的问题简明化、整体的过程动态化。它可以使学习内容图文并茂、有声有色、栩栩如生,便于学生理解记忆。但是课件是一页页地进行显示,单独使用课件会降低课堂授课内容的连续性及关联性,使学生不易掌握每一次授课的线索及整体内容。因此,在讲课过程中很有必要将传统板书教学与多媒体教学结合、教师传授知识与学生自主学习结合,采取多种教学方法使课程教学更为生动、丰富,促使学生自主学习和对基础知识的消化、理解和升华。
3.2“研讨式”教学
独立学院学生感应新事物的能力较高,他们查阅相关资料后,能够就某些问题提出见解。因此,笔者设计一些讨论题,供学生思考与讨论,充分调动学生的能动性、自主性和创造性,让学生真正成为课堂的主体。例如关于基因工程安全性的问题,是以讨论课的形式进行教学。学生不但对现存的一些安全问题进行了全面的阐述,而且还提出了自己的一些见解。针对一些不一致的观点,可以进行辩论,不仅使课堂气氛非常活跃,而且锻炼了学生的表达能力,使他们树立了看待科学问题的批判意识。
课程组的老师都从事了与基因工程相关的研究工作,经常将科学研究结果融入教学,增强学生对知识的感性认识。鼓励学生申请一些研究性课题和进入实验室参与研究工作。通过对科学研究的探索,培养学生将理论知识应用于实践的能力,有助于他们树立艰苦奋斗的精神。
3.3“总结归纳”式教学
每一章内容结束后,要求学生对教学内容进行总结和归纳,系统地梳理知识体系。另外,组织学生听取一些专题报告会,以提高学生对学科前沿知识的了解。
基因工程是现代生物技术的核心,教学效果的好坏直接影响高校生物技术专业学生的素质,进而影响高校人才培养目标的实现。尝试通过对基因工程教学内容和教学方法的改革,提高教学质量,促进学生综合素质的提高,使他们适应21世纪生命科学时代的工作需求。
4参考文献
[1] 吴乃虎.基因工程[M].北京:科学出版社,2000.
[2] 孙毅.现代生物技术与生态环境保护[J].科技情报开发与经济,2008, 18(21):113-114.
[3] 刘婵婵,时全义,刘均洪.植物基因工程对生物燃料生物质特征的改进[J].化学工业与工程技术,2008,29(3):4-7.
中国的生命科学史中含有丰富的爱国主义内容,我国古代在医药、农业、生物学领域的伟大成就,我国科学工作者在生物学及相关领域中取得的突出成绩,都可以增强学生的民族自信心,点燃他们的爱国情怀。生命科学史中诸多科学家的模范行为和高尚人格也是感召、引领和培养学生敬业精神的典型范例。例如,在酶本质的探索中可以向学生讲述美国康奈尔大学独臂青年化学家萨姆纳不顾体残病弱,在简陋的地下室中历经9年,终于从刀豆种子中提取出脲酶的故事;在教授杂交育种知识时,可以穿插介绍袁隆平热爱农学、多年潜心钻研水稻杂交的事迹。依托生命科学史,还可以培养学生的诚信品质,例如在讲述孟德尔的遗传规律时,可以向学生讲述实验背后的诚信故事:孟德尔发现了遗传规律,他的论文刊登在奥地利一家地方性刊物上,当时并未受到重视。一个世纪后,有3位科学家(荷兰的德弗里斯、德国的科伦斯和奥地利的丘歇马克)在互不知晓也不知道孟德尔论文的情况下,各自做了类似于孟德尔的实验,并且都写了相应的论文,然而在他们查阅过去这方面的文章时,都意外地看到了孟德尔的论文。3人在以后发表的文章中并没有将荣誉留给自己,而是告诉读者开创性的结论来自孟德尔,他们自己的工作只是证实而已[3]。这3位科学家不计个人名利,为人坦诚的态度实为当今学生学习的榜样。“友善”是中华民族的传统美德之一。能否以友善的态度为人处世,不但体现着一个人的道德水平,同时也体现了一个民族其素质的高低。生命科学史中一些伟大的发现、著名原理的创见往往都是科学家友善待人、精诚合作的结晶。向学生介绍这些事例,将有助于他们形成友善互助的处世态度。例如,DNA双螺旋结构模型的发现者沃森和克里克的团结和合作在科学史上堪称典范。沃森和克里克虽然国籍不同,性格各异,但是他们之间却是互相欣赏、心心相印……诸如此类的例子还有许多,如果能适时引用一些这样的事例,就能使学生在潜移默化中形成生生之间友善的态度和合作的精神。
2彰显科学理性精神
科学理性是科学主体特有的一种精神或认识能力,它促使科学主体从一定的本体观和理由出发去探索科学客体,并按一定的规则进行推理,得出合乎逻辑的结论[1]。教学中合理引入一些经典实验、科学史实和科学家逸事等,能够让学生领悟科学理性对科学发展的巨大作用,感悟科学态度与精神,提升生物科学素养。
2.1树立求真务实的精神,奠定科学理性的基石求真务实的精神是科学理性的基石。只有在尊重事实、尊重客观规律的基础上,才能实现对世界能动性、创造性的改造。在生物科学史教学中,介绍科学家注重通过观察和实验获取科学事实和检验理论等研究经历,能有效培养学生的求真务实精神。巴斯德曾说:“当你相信自己已经发现了一种重要的科学事实并热切的希望将它发表时,要将你自己克制几天、几周、几年,要与自己斗争,想方设法自己的实验,只有在一切相反的假说统统排除以后,才能将你的发现宣布”。可见,巴斯德的伟大成就与他求真务实的科学精神是分不开的。孟德尔历时8年用豌豆做实验材料,反反复复、不厌其烦地进行了大量的杂交实验,仔细观察,如实记录了数以万计的实验数据,正如他自己所说“从春到秋,天天都要全神贯注、小心翼翼的监视着实验”。又如,在讲述“遗传的基本规律”前可向学生介绍萨顿假说的提出与证实过程:1903年,萨顿根据基因和染色体行为之间明显的平行关系,提出假说“基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的”,也就是说,基因位于染色体上。遗传学家摩尔根却对此表示怀疑,后来他做了大量的果蝇杂交实验,用实验把一个特定的基因和一条特定的染色体(X染色体)联系起来,从而消除了疑虑,证实了萨顿的假说[2]……此类案例有很多,通过讲解不仅有助于学生理解相关的科学概念、原理,更能够感悟求真务实的理性精神在科学理论建立中的基础性作用。
2.2认同开放、竞争与批判精神,形成科学理性的动力生命科学史展示了生命科学各学科形成的历史,能从整体上说明各个学科是在解决什么问题的过程中发展起来的,以及各个学科之间的联系,有助于学生认同自由和开放精神是科学发展的保证。如果孟德尔不运用数学知识对数据进行统计分析,就不能够发现遗传规律;如果没有细胞学的发展,萨顿和鲍维里就不能认识遗传因子与染色体之间的联系;如果塔特姆不精通微生物知识,基因与酶之间的关系就不能建立起来……生命科学的发展需要各种观点之间的碰撞和争论,在碰撞与争论中,知识得到不断的澄清和完善。光合作用的发现、酶的本质研究等探究历史中这样的例子很多[3],教学中适当穿插这些素材,可以让学生直接体验竞争精神对于发现真理形成正确结论的重要作用,从而认同竞争精神是科学发展的动力。生命科学的发展也是在科学家对前任的结论不断质疑、不断批判、不断求证的基础上进行自我更新的过程中积累起来的,开展生命科学史的学习能够培养学生勇于质疑和批判的科学精神。例如,在细胞学说的创立过程中,魏尔肖并没有盲从施莱登和施旺提出的“新细胞从老细胞中产生”的观点,而是敢于质疑和实践,提出“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”,这个断言至今仍未被。
2.3养成开拓创新的精神,指向科学理性的核心创新精神是科学精神的核心,注重对新方法和新实验的探求和运用,强调突破现有理论的界限和束缚获取新现象、新事实,揭示新规律。在生物科学史教学过程中,要选用科学家富有创造力的精彩史例启迪学生的心智,促进创造性思维的发展,培养开拓创新精神。例如,在讲述酶与性状的关系时,可以介绍黑尿症的研究过程:伽罗德在临床工作中,发现黑尿症患者不能完成酪氨酸的正常代谢,因为缺少尿黑酸氧化酶,其中的一个环节被阻断。于是,他提出了“什么原因造成了这种阻断”一个根本性的问题。他在研究黑尿症患者的家族史后发现,这种疾病不是由微生物感染引起的,也不是因为某些一般的功能失调引起的,这种失调是遗传的,而且似乎按照孟德尔式隐性性状的模式遗传。这个发现指明了孟德尔遗传学可以应用于人类,暗示了基因和酶之间存有某种关系。这段历史的呈现可以帮助学生体悟伽罗德善于抓住问题本质、擅长联想分析的创新思维品质。介绍比德尔和塔特姆的相关研究,同样可以促进创新精神的形成:比德尔曾试图通过研究果蝇眼睛色素的遗传控制来分析遗传的生物化学基础,后来他和塔特姆发现,用果蝇作为研究材料,对于基因和基因产物关系的生物化学研究是不能令人满意的。为此,他们逆向思考“是否可以把通常的过程颠倒一下,用特有的化学反应来鉴定特异基因呢?”于是他们决定不再以突变体作为研究的起点,而是从已知的化学反应开始再回溯去寻找控制着这些反应的基因,选择了红色面包霉作为实验材料,终于获得成功。该研究历史表现出比德尔和塔特姆敢于否定,善于逆向思维的创新品质,体现了思维的敏捷性和深刻性。有助于学生开拓视野,培养创新精神。
3塑造人文关怀品质
人文关怀是立足于人的尊严、独立、自由的个性,给人的生存和发展以关注,旨在提高人的生活质量,提升人生的意义和价值。它既是学校教育工作的重要目的,又是对学生进行感化和教化的有效形式。依托生命科学史可以创设人文化的问题情境,优化教学内容与方式,构建充满人文关怀的生物课堂。例如,人教版必修2第一章扉页上印有孟德尔本人和他使用过的手稿的照片,并配有精炼的文字说明,特别是那首诗“八年耕耘源于对科学的痴迷……”,这本身就营造了一种人文关怀的问题情境,很容易激发学生迫切想知道孟德尔用豌豆作了什么实验?有什么样的结果?为什么还要用8年的时间?为什么还要用数学统计的方法?……不仅如此,依托生命科学史中科学家们的典型事例,还可以树立人生发展的榜样,激发学生探寻生命的价值,比如,按照“人类贡献———感悟生命价值”的指导策略,可以向学生介绍酶的研究史上毕希纳、萨姆纳、科恩伯格等诸多诺贝尔奖得主的伟大贡献,让他们在体验科学精神和科学方法的同时,引发对人生价值的思考,进而体验生命存在的意义。也可以组织学生针对科学家和他的事业进行思考、讨论,通过搜集资料、观看纪录片、读名人传记,甚至写小论文等一系列活动,使学生在精神层面上与科学前辈进行心灵对话,感悟生命的崇高。又如,在教授胚胎工程这部分内容时,可以穿插讲述试管婴儿的发展史,让学生逐渐形成敬畏生命、珍视生命的意识。当然,作为生物学教师首先自身要有生命觉醒的意识,用生命去温暖生命、用生命去激活生命、用生命去滋润生命;要通过传授生命知识、优化生命关系、提升生命价值等途径促使学生实现和提高自我价值,塑造人文关怀的品质。
4渗透STS教育理念
渗透STS教育理念,目的在于使学生理解科学的本质、理解技术的本质和特征,认识科学、技术、社会之间的关系,进而参与生物科学技术有关的社会问题的讨论与决策。生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程,这些历程都是受当时的文化背景和科学技术水平限制的,有利于学生理解科学、技术、社会三者之间的关系,培养其社会责任感和历史使命感。例如,通过呈现1665年英国科学家发现并命名细胞依赖于显微镜的发明,1945年鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水依赖于同位素标记法的发明,以及1959年罗伯特森提出的生物膜‘三明治模型’依赖于电子显微镜的诞生”这些史例,让学生体会生物学的发展离不开技术的进步。而“科学和技术的发展会影响社会的进步,社会的需求也会影响科学研究的方向”这一思想在酶的发现史教学中也能得到很好的渗透:19世纪中叶,地处法国北部的里尔地区酿酒业发达,但长期以来当地的酿酒商一直在为放置时间久了的葡萄酒和啤酒会变酸而烦恼,于是几位酿酒商就向巴斯德求教,巴斯德在研究酿酒机理的过程中,发明了巴氏消毒法,并提出酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果,这一过程必须有“活体”存在才能实现[4]。这个史例就很好地体现了科学、技术和社会之间的关系,科学的进步能解决社会的问题,能造福人类,科学知识的发展还能带动技术的更新。“科学技术是一把双刃剑,可以改善人们的生活,也可以产生出新的社会问题,同时社会思想也会影响科学技术的发展”这样一个命题本身是抽象的,但是通过基因工程、细胞工程的发展史的学习和讨论,可以使其变得更加具象和容易理解。
5确立生态文明意识
摘要:本文就中芬高中生物学课程标准中的课程性质、教学目标、模块设置、教学内
容、教学评价等方面进行了比较和评析,旨在为我国的高中生物学课程改革提供借鉴。
关键词:中国;芬兰;高中;生物学;课程标准
20世纪80~90年代以来,为了适应全球社会经济的迅速发展,各国纷纷进行了基础教育课程改革,高中生物学课程改革是其重要领域之一。1994年,芬兰开始实施《普通高级中学国家核心课程标准》。2005年,芬兰公布了经重新修订和完善的《普通高级中学国家核心课程标准》[1]。与此同时,我国也对高中生物学课程进行了改革。《普通高中生物课程标准(实验)》[2]于2003年由教育部颁布实施。通过中芬两国高中生物学课程标准的比较,以期为我国正在开展的高中生物学课程改革提供一些借鉴,促进我国生物学课程改革的健康发展。
1课程性质
我国《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《我国标准》)指出:其课程性质是在义务教育基础上,进一步提高学生的生物科学素养。生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,包括理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质以及
形成科学的态度和价值观。[2]
《芬兰普通高级中学国家核心课程标准》(以下简称《芬兰标准》)中没有专设课程性质一栏,但在宗旨部分列出了整个高中阶段生物学教育的性质是:为学生理解生命科学对促进人类健康和其他生命有机体以及生活环境发展的机会打下基础,增进学生的科学思维能力,激发他们对生物学的兴趣,并鼓励他们对环境负责的行动方式,从而保持生物的多样性。[3]
通过分析比较可知,两者理念大致相同。《芬兰标准》注重学生个性发展,知识应用,侧重提高学生思维能力、激发学习兴趣。而《我国标准》对科学知识、探究能力、科学态度、价值观、STS、科学本质观等方面都做了强调,要求更加具体全面。
2课程目标
我国的生物学课程目标分为总目标和分目标(知识、能力、情感),芬兰则没有具体细分见表1。
通过分析表1可知,两个标准都体现了知识与技能、过程与方法、情感态度价值观“三维一体”的教育目标,强调了生物课程目标的全面性,但也存在一些差异:
《芬兰标准》更加注重深刻理解生命体自身与生活实践。如:理解在生命有机体演变过程中基因遗传和进化的重要意义,从个体和全人类的角度理解遗传和环境因素对人类健康的重要作用,等等。
《芬兰标准》对相应内容掌握理解程度要求更高。如:掌握生物学的重要概念,熟悉生命科学在不同领域的应用。“掌握……”、“熟悉……应用”,表明对学生的学习要求比较高。而《我国标准》的要求一般为“获得……”、“了解……应用”,说明对学生的学习要求相对较低。特别是“初步学会……”,这样的教学目标在初中阶段已基本达成,要求似乎低了一点。
在情感目标方面,《芬兰标准》更加注重体现现代教育理念
——立足学生发展,关注其个性与全面、可持续发展,但对生物学基本观点强调的还不够。而《我国标准》在生物学基本观点、科学态度与情感方面都做了具体明确的表述。如:了解我国的生物资源状况和生物科学技术发展状况,培养爱祖国、爱家乡的情感,增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感,逐步养成良好的生活与卫生习惯,确立积极健康的生活态度,等等。
3模块设置
由表2可知,2005年,芬兰对2003年的生物课程标准进行了修改,选修部分由没有明确规定到细分为3个模块,内容和编排上也发生了相应的改变(表2)。我国则将整个生物学课程分为3个必修模块和3个选修模块,教学内容较芬兰多,且模块分类依据也有所不同。
4教学内容
芬兰的高中生物学,自2005年起,将教学内容分为2个必修模块和3个选修模块,具体教学内容参见《普通高级中学国家核心课程标准》[2]。我国高中生物学的教学内容,参见《普通高中生物课程标准(实验)》。[1]相比之下,两者主要存在以下几个方面的不同:
第一,编排体系不同。芬兰《核心课标》是从有机界到细胞与遗传,是依据宏观到微观的顺序进行编排。《我国标准》则主要是从生命的物质基础和结构基础、生命的延续和发展、生物体内部与生物与环境之间的相互作用,是依据微观到宏观,从简单到复杂的顺序进行编排。
第二,相同内容的教学要求不同。如《我国标准》分子与细胞部分(必修2),从孟德尔定律、染色体、DNA到基因重组、生物进化、人类遗传病都有具体的要求。《芬兰标准》则在细胞与遗传(必修2)中只做了基因和等位基因、减数分裂中的配子和亲代的内容要求,详实具体的内容在选修部分呈现,学生依据个人兴趣自主选择学习。
第三,注重结合本国实际的程度不同。《芬兰标准》环境生态学选修模块对芬兰当地的环境生态进行研究分析,具有一定的生活实践性和可操作性,而《我国标准》此类主题较少。
第四,内容表述上的不同。《芬兰标准》以简单语句进行表述,如:细胞分离、生长和分化,有丝分裂及其重要意义等。《我国标准》比较细致明确。如:简述细胞的生长和增殖的周期性,描述细胞的无丝分裂。“简述……”、“描述……”等行为动词的运用,表明了对该知识点具体的学习要求。
5教学评价
中、芬生物课程的评价目的、评价方式、评价内容,见表3。
课改后,中、芬两国在课程评价上都有了较大进步,对学生的学习评价提出了新的要求。从表3中看出,两者的评价目的都是力求提高学生的主体性发展,注重体现内容多元化和方式多样化的评价方式。而从评价内容上看,两者则存在部分差异,《我国标准》紧扣三维目标进行评价,侧重关注学生科学探究能力的提升。《芬兰标准》则将重点放在评价学生科学工作能力、团队协作能力、获取信息和正确评价信息等能力上,学生的学习兴趣也是关注的重点。
参考文献
1 教育部.普通高级中学课程方案(实验)和语文等15个学科课程标准(实验)的通知,2003.3.31.moe.edu.cn/ edoas/websitel8/info737.htm
【关键词】中学生物教学 内容多 课时少 策略
在开展教科研活动时,有不少生物教师反映中学生物教学内容多,探究活动多,而每个模块的课时却很少,很难在规定的课时内完成教学任务。如何解决内容多与课时少之间的矛盾,让学生更好地掌握生物学知识?下面谈一下我个人的建议。
一、让学生形成科学的生物学概念
生物学事实是生成概念的基础。生物学事实和概念都是生物学的知识构成部分,科学概念的形成必须有丰富事实的支撑。在教学中,教师列举一些必要的生物学事实,引导学生综合分析,抽象概括而生成概念,使学生从感性认识升华到理性认识,促进思维能力的提高。如在《物质的输入和输出》这一章教学中,教师列举大量的生物学事实和实例,引导学生分析理解,帮助他们逐渐建立起“细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜”这一核心概念。
二、规划好教学计划
中学课程一般采用模块式设计,一个模块反映一个或一组学科主题或核心概念。有贯彻始终的科学思想观念和方法,有学习、探究的相似情境,有内在的逻辑联系等。因此,教师在教学时要有整体教学计划。首先,要研读课标要求,熟悉模块在知识、能力和情感三个维度的教育价值。其次,要通读教科书,理解教科书的编写思路。在进行模块整体教学设计时,要认真通读本模块教科书,熟悉教科书的编写思路。再次,合理分配教学时数。此时要求教师考虑哪些内容是学生可以自主学习的,哪些是需要教师指导的,哪些是必须讲解的,需要开展怎样的实验、探究、模型建构、制作、搜集资料等学生活动,每一项活动要达到的目标是什么,过程和方法的要点是什么,哪些活动要课内外结合,是否需要进行阶段性测试,如果需要,何时进行。最后,要制定好教学目标。每节课的教学目标应详细,具体,可检测,使用行为动词来表述。实现教学目标需要以教学内容为载体,以教学策略为手段。
三、设计好学生学习的活动
教师主导作用主要体现在:课前备课阶段,制定教学目标,选择教学内容,设计教学活动和流程,准备课程资源;课堂教学过程中,创设教学情境,层层设疑,引导学生思考生物科学问题,指导学生学习,进而进行有效的课堂评价;课后收集信息,评价教学效果,做好教学反思,并给学生答疑。学生才是学习的主人,发挥学生的主体作用是关键。教师要给学生创设自主学习、合作学习、探究学习的氛围和情境,给予学生足够的时间和空间,让学生自己独立学习或分小组来学习。
中学生物学教学中,学生“学”的活动主要分为两类:一类是学生自己来寻找可靠的证据,如观察、实验、模拟实验、调查等既动脑又动手的活动;另一类是根据证据,运用逻辑和数学方法进行解释,推理,做出合理的判断或得出正确的结论,由实验现象归纳实验结果,由实验结果推理得出结论,一个实验的结论推广应用在其他的情境中等。
课标指出:“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的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。”这里的“核心的基础内容”是生物学科最核心的概念性知识,包含了生物学概念、原理、规律、理、模型等等。生物学概念性知识需要通过思维得出。因此,有关生物学概念性知识的教学更应该重视思维的训练。一节课中学生“学”的活动并不是越多越好。教师要在思维的关键点上设计学生“学”的活动,从而帮助学生建立、理解生物学的重要概念,并在新的情境下应用生物学概念;要避免设计过多的低层次思维水平的活动。
【关键词】进化生物学 课程 教学改革
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)14-0025-02
进化生物学是在生物进化论的基础上发展起来的一门学科。20世纪后期,随着遗传学、生物化学,尤其是分子生物学的发展,推动生物进化论从推理到验证,从定性到定量,使得这门学科由模糊的理论推测日渐发展为脉络清晰的系统学科。它从各门功能生物学科获得研究基础,综合形成的一般规律和理论又成为整个生命科学的发展线索。迈尔曾说:“进化生物学是生命科学中的最大的统一理论”,是建立在生命科学各层次研究和各分支学科基础之上的理论综合。由于进化生物学涉及学科广泛,是高度概括的综合性理论,实践环节存在困难等原因,导致进化生物学教学有其独特性,本文从教学实践经验出发,就进化生物学课程改革方面进行探索。
一 课程目标的设置
针对进化生物学既是生命学科各分支学科的综合,也是生命科学领域的一门前沿学科,又是生命科学的一个核心理论的课程特点,在课程目标的设置上力求做到以下三点:
1.牢固掌握本课程基础知识和理论
主要包括生命及其在地球上的起源、细胞的起源与进化、生物发展历程、微观进化、宏观进化、遗传系统的进化及人类起源等问题,这些知识既是进化生物学教学的主要内容,也是学生学习的重点所在。这些内容涵盖了各门生物学分支学科的成就,特别是把植物学、动物学、细胞学、遗传学、生态学和分子生物学等结合起来研究有关生命进化的问题,力求让学生在掌握生命进化的基本历程、进化的动力机制,学会对进化现象进行正确的理论分析的基础上,培养对生命科学各分支学科融会贯通的能力。
2.密切结合生命科学研究中各学科的最新研究进展
进化生物学是生命科学中一个相当活跃的领域,新知识、新理论层出不穷。本课程以现代达尔文综合进化论为基础,同时密切结合生命科学研究中的最新进展,把各个学科前沿进展融入教学过程中,如以鸟类手指同源问题讲解物种特化式进化中的分歧进化,在“适应”的问题上联系燕子为躲避车辆进化出更短的翅膀等,把一些最新进展融入理论教学中,不仅增强学生对理论知识的理解与学习兴趣,更能开拓学生的知识层面,也体现了进化生物学是一门前沿学科的地位,吸引学生从事进化生物学的研究。
3.着重培养学生对自然界进化过程的正确认识和理解
进化生物学是在哲学思想指引下产生的,研究进化的过程本身就是将古论今,“现在就是过去的钥匙”,通过学习能够加深对生态环境系统的正确理解,单独的思想教育往往说服力不足,课程中引入大量的数据和事实,培养学生对问题的分析能力,如让学生从微观进化角度对生物多样性进行分析,探讨生物大灭绝对生物环境保护的意义,从人类进化历程角度谈如何摒弃“为人独尊”的思想等,把这种思想的教育贯穿始终,帮助学生树立科学的世界观,这也是对辩证唯物主义自然观最好的验证。
二 优化课程内容体系
进化生物学研究内容贯穿生命科学的各个分支学科,甚至其他自然科学和社会科学门类中都会触及生命起源及进化的问题。在国外很多大学都把进化生物学列为生物学专业基础课、研究生基础课,甚至成为一门通识课。耶鲁大学开放课程进化、生态和行为原理从2009年录制以来风靡全球。
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* 基金项目:大庆师范学院教育教学改革项目(编号:JY1320)
在我国,很多高师院校把进化生物学课程设置为生物科学专业必修课,一般在学习最后阶段开设;也作为生物学其他专业,如生物技术、生物工程的选修课,也有院校将生命起源与进化之谜作为一门通识课来开设。由于进化生物学融汇众多交叉学科,每个学校学科课程设置各有不同,教材内容不可能完全适应具体情况,不同学校不同专业的课程内容不能一味照搬。我院曾把进化生物学作为生物科学专业必修课,生物技术专业选修课和全校学生的通识课开设,在围绕基础知识和原理的基础上,对课程内容进行了如下优化:
1.对于生物科学专业师范生而言,进化生物学课程在初中、高中课本都有体现,应该详尽系统地开设
通过对生物进化的历史过程、原因、机制、速率、趋向和物种的形成与绝灭、系统发生以及适应的起源机制等内容的学习,使学生掌握生物进化理论中的基本概念,认识生命进化的基本历程、进化的动力机制,学会对进化现象进行正确的理论分析,融会贯通各分支学科;同时激发学生对生命科学的学习兴趣,树立科学的世界观,培养具有用进化理论来综合生物学各个学科知识的能力的高素质人才。
2.对于生物技术专业的学生而言,应该有针对性地进行开设
由于生物技术专业的学生有一定的生物学基础,进化生物学课程主要应从生命史、小进化(种内水平的进化)、大进化(种以上水平的进化)及人类的起源与演化四个主要方面讲解,着重从个体、群体以及物种等不同分类群探讨进化的规律,涉及学生已掌握的细胞生物学、分子生物学和发育生物学等学科领域,加深对各个学科知识的贯通,着重对学生进行生物进化思想的培养,让学生对生物进化的本质有一个科学的认识,培养适应新时期社会高速发展的科技人才。
3.作为一门通识课,针对生物基础知识相对薄弱的学生开设,课程学时一般为18学时
课程从宏观角度对生物的发展历程、人类的起源与进化等问题入手展开,介绍地球的形成与演化、环境系统的演变、生命的起源、生物与环境的协同关系等,展示人类探索生命起源、探索天外生命的科学成果和艰辛历程。审视30亿年来主要生物类群的延续发展,探索起源、分化和灭绝等问题,使学生树立生物与环境相互联系、生物具有适应性和多样性的观点,在教学过程中加强辩证唯物主义的世界观教育,使学生正确地认识人类在自然界中的地位,人与自然协调发展的必要性,培养大学生探索科学的兴趣,增强其珍惜生命和保护环境的意识。
三 课堂教学改革
进化生物学课堂教学既要符合课堂教学的一般教学规律,又要充分体现课程的独特性。在教学过程设计上将学术性与趣味性有机结合,紧密联系生活实际,并采用灵活多变的教法,丰富的多媒体资源,让学生展开讨论和辩论等形式激发学生学习兴趣,进一步提高课堂教学质量。
1.课堂教学形式的改革,以学生活动为主体,师生角色互换
进化生物学是一门前沿的学科,有很多未知的内容等待我们去探索,对于一些前沿的问题,如恐龙灭绝之谜,地球之外是否有生命,下一次物种大灭绝的预测等问题,让学生自行组织,用多媒体报告的形式做介绍,各小组相互提问,并按照评价表进行打分,小组成绩就是小组成员的成绩,以此培养团队精神,让学生真正融入其中,真正落实“以学生为主体”的教育理念。
2.灵活运用现代教学手段,提高教学质量和效率
对现代教学手段的大规模应用还存在褒贬不一的看法,但对于进化生物学课程而言,选择有代表性的图片、音像资料能吸引学生注意力,丰富课堂内容。如古生物的化石,冥古代地球表面特征等,学生理解起来有一定的难度,但用一张想象图却能集中学生注意力,降低学习难度。另外,借鉴并剪辑国内外大型探索片、纪录片、科幻片中相关内容及其中涉及的电影片段,如《宇宙的诞生》《与远古人同行》等,这些音像资料有效地提高和调动了学生的学习兴趣,也为进一步探讨一些科学问题提供了证据和平台。多媒体课件具有信息丰富、形象、通俗易懂等特点,学生易于接受,便于他们掌握重点内容。
3.教学过程与观察、实验相结合,注重实践教学环节
作为一门理论学科,必须要有实践环节的支持,而生物进化的历程有数十亿年之久,无法真实再现当时的情境,这成了进化生物学实践环节的难题。课堂教学主要从基础课程植物学、动物学实践教学展开,通过对以往知识的回顾、实践结果的描述和多媒体图片视频展示,让学生对生物进化历程有一个初步的认识。对于有些历史阶段没有化石等直接证据,则利用解剖学、胚胎学和发育生物学等知识内容,从现存的状况去推断过去的事件,如利用系统生物学方法通过对现生类群的研究,推断生物的系统发育。还可以带领学生参观博物馆、地质馆,通过研究已灭绝的生物骨骼化石标本和对不同地质断层进行分析比较的活动,让学生获取最直观的认识,总的来看,效果还不错。
四 展望
进化生物学从探索生命起源出发,融会众多学科内容,以哲学思想概括总结出理论知识,通过认识生命来源和历程,从而加深理解生命和尊重生命,以进化的思想升华生态环境保护的意识,树立人类发展必须自觉地顺从并维护生物与环境的协同演化的观点,对于培养大学生系统地认识自然界具有重要意义。建议除了在生物相关专业开设必修课和选修课外,还应该在医学院校、师范院校和综合性院校广泛开设公共通识课,特别是在将来从事科普工作、小学幼儿教育、心理学等相关行业工作的学生中开设通识课,以此培养学生树立人与环境和谐可持续发展的观念,建立正确的世界观、人生观、价值观。
参考文献
1教学内容的改革与创新
基因工程的发展促使它成为生命科学研究的核心学科。一般高校都将基因工程这门课作为专业必修课在大三的第二学期开设,其先修课程为生物化学、遗传学以及分子生物学等。基因工程的课程内容具有两个特点:一是教学内容与其他学科紧密相连。基因工程不仅与生物化学等基础课程的内容相互联系、交叉重叠,同时又与细胞工程、蛋白质工程、微生物工程等应用性课程相互呼应与衔接。二是内容涵盖面广,更新发展快。随着人类基因组计划的完成,生命科学的研究已经由基因组时代进入到后基因组时代,单纯的基因测序以及基因工程技术已经不能满足人类对生命信息的探索与追求。后基因组时代到来的标志就是功能基因组学研究的兴起。功能基因组学研究涉及转录组、蛋白质组以及代谢组等多个方面,多学科的交叉研究使其发展迅速。综上两个特点,为了避免课程知识上的教学重复,同时又能在有限的教学课时内将基础知识与最新、最前沿的研究信息最大程度地传授给学生,笔者对课程的教学内容及其对应的教学课时进行适当的调整。以往的基因工程教学内容共有11章32学时,可归纳为4个部分:第1章,基因工程学发展历史概述、基因工程的基本概念(4课时);第2、3章,基因工程的基本原理及技术,主要围绕基因工程的基本构件载体和工具酶(12课时);第4~10章,基因工程实施的三大步骤,包括DNA体外重组、重组DNA导入宿主细胞后扩增和表达以及基因工程后处理(12课时);第11章,基因工程的应用与前景(4课时)。笔者在此基础上对教学内容进行了适当合理的取舍与增加,做到突出重点,加强基本概念和原理的理解,通过列举实际应用研究来介绍相关的技术与方法。同时整合课时分布,在原有的32课时中拿出8课时介绍功能基因组学研究的知识。其内容主要围绕克隆与表达后的目的产物(蛋白质)的提取、分离、纯化与鉴定的方法、原理以及技术。调整后的课程安排如表1。通过此番改革教学内容,一方面可以开拓学生的视野,帮助学生了解基因工程以及功能基因组学的理论知识和实际应用领域;另一方面也可以激发学生学习基因工程的积极性与主动性。
2教学手段与方法的改良
传统的基因工程教学方法在水产类高等学校中多以板书结合多媒体的方法来讲解概念、原理以及性质等内容,其过程相对机械、枯燥,使得学生难以理解所学内容。对此,笔者通过多媒体教学与自制模型演示相结合的方法取代原有的传统教学。由于基因工程的很多内容相对抽象,仅仅通过文字、图片和语言来表述是难以讲解透彻的。现代的多媒体教学技术具有图文声像随意组合、灵活多变的特点,为学生创造了良好的学习情境。通过功能强大的各种计算机软件把一些很难理解的内容做成动画影片,化难为易、化静为动、变抽象为形象,使学生对上课产生兴趣,促进学生对知识学习的渴望。同时,利用自制的模型讲解课程中的重点以及难点。例如:在介绍限制酶的切割位点时,让学生手持模型,分别角色扮演限制酶和基因序列,在排列位置的互换中了解3种切口的方式以及位置。这样的教学方法不仅形象,也让学生在互动中快速、深刻地记忆知识要点。另外,通过当下研究的前沿话题为例,先提出一个问题,引导学生运用其他课程所学过的或者自身所积累的知识来联想、分析、讨论,自己设计解答此问题的方法或实验流程。然后老师再参与其中,在讨论和修改方法以及实验流程的过程中,引出所要讲授的新的概念和知识要点。
例如介绍表达物质(蛋白质)的鉴定时,老师会先提出问题:基因克隆表达出的物质是什么?这些物质是由什么组成的?鉴定这些物质可以使用什么方法?然后引导学生回顾生物学中心法则,得出基因表达物质为蛋白质,蛋白质是由氨基酸组成等所学过的知识,由此学生可归纳出氨基酸测序法等鉴定蛋白质的方法。最后老师再在此基础上补充出WesternBlot法、生物质谱技术等新的鉴定方法。这样的讲课方式让学生回到课堂上的主角位置,在复习了以往的知识要点的同时也加深了学生对新知识的理解与记忆,在一定程度上启发了学生如何去发现问题和解决问题。此外,基因工程是一门实践性很强的课程,在讲授理论课的同时,实验课的安排也是非常重要的。设计好与理论课相配套的实验课程,可以使学生加深对基因工程学理论的学习和理解,达到理论和实践相结合的目的。对此,各大高校均在基因工程实验课上进行了改革创新,但有一点总被忽略,那就是实验研究对象。目前,国内大多数高校基因工程实验课所使用的研究对象均为果蝇等无脊椎模式生物。这种情况对于普通高校而言是可行的,但是对于拥有特色学科的水产类高校而言,研究对象也应具有其专业特点。所以本实验课所使用的研究对象是斑马鱼这种海洋模式生物。研究对象的改变虽微不足道,但是能让学生更好地理解自己所学专业的特色,在实践操作中加深对所属专业的热爱。
3成绩考核
中国传统的应试教育产生了“高分决定一切”的迂腐思想。随着国家教育体系改革的不断推进,学生对于专业知识的掌握与否,已经不能仅从一张考卷成绩的高低来反映,考核成绩的结构应向多元化的方向发展。基因工程的最终考核成绩主要包括两部分:平时成绩占40%,其中课堂出勤率10%、课堂讨论10%、课堂小考10%以及实验报告10%;期末考试成绩占60%。这样的考核体系改变了过去注重结果忽略过程的做法,让学生在平时将知识一点一滴地积累起来。同时,也让授课教师能够及时得到教学效果的反馈信息,进一步提高教学水平。
4结语
基因工程属于一门年轻学科。在水产类高校水产生物技术专业中开设基因工程课程,一方面是为了迎合水产行业不断发展的需要,另一方面也能为社会不断输出具有一技之长的综合型人才。通过近几年的教学实践,改革后的基因工程学在更加贴近“水产”这个专业的同时,又突显出生命科学研究前沿的特点。主讲教师具有与基因工程相关的教育以及研究背景,使得课程内容的前沿性、创新性以及专业性不断提高,从而调动起学生的学习积极性。教师与学生共同参与的教学手段把课堂教学开展得有声有色,成效显著。
作者:梁箫 冯建斌 杨金龙 邱高峰 单位:上海海洋大学水产与生命学院
引言
课堂交互反馈系统是一种用于课堂教学过程中的教学互动技术工具,在课堂的互动教学环节中,教师可以通过该系统抛出问题,学生可以通过该系统进行互动投票,参与讨论,投票结果可以实时。教师根据系统给出的反馈数据结果,能及时了解学生的学习情况,进而更好地组织课堂教学。
笔者以上海交通大学生命科学学院开设的本科生通识教育核心课程“生命科学导论”的课堂教学实践为例,对课堂交互反馈系统这一教学技术工具在课堂教学应用过程中的一些方法和经验进行探讨、总结和展望。
基于课堂交互反馈系统的教学实践
1.大班教学带来的问题
大班教?W是高校常见的授课形式,上海交通大学从2009年9月开始开设本科生通识教育核心课程,此举成为实施通识教育的重要举措,该课程也是大班教学比较集中的课程。笔者以“生命科学导论”这门受广大学生喜爱的本科生通识教育核心课程为例,对2014―2015和2015―2016两个年度“生命科学导论”课程的学生选课和个人信息数据进行数据采集,并发现该课程具有以下特点。
(1)班级规模大
从选课人数来看,选课的班级人数最高值达到205人,平均人数也达到70~80人左右,教室空间较大,这就造成教师在上课过程中与学生的紧密交流受到人数和空间环境的阻碍。
(2)学生异质性,组成结构分散
笔者对2015―2016春季学期的一个173名学生的班级进行了数据统计,结果显示选课学生来自17个院系,学生的年级结构横跨了四个年级。这种情况就会造成班级的学生互不相识,师生间和生生间的互动也因而受阻。
(3)由此带来的教学困扰和难题
一是教师无法即时掌握学生的学习效果。在大班教学中,学生无法和教师进行一对一的互动,也无法将课堂学习过程中的学习效果和疑惑即时反馈给教师,师生间的信息交流和反馈没有形成双向反馈机制。
二是教师无法即时调整教学内容和进度。由于学生所在的年级、认知结构和先修知识水平的差异,教师在授课过程中很难把握学生对重难点的掌握情况,不知道授课进度安排是否合理,而且也无法即时地调整教学内容和进度,并采取相应的教学策略。
三是课堂互动的人数有限。在大班教学中,面对上百人的课堂,教师一方面要活跃课堂气氛,带动学生进行深入的思考,一方面又要与学生交流互动,然而班级人数较多,时间有限,要让每位学生都能积极参与互动是不现实的。
笔者提出的课堂交互反馈系统则能够解决教师在教学中遇到的实际问题,并通过教学技术工具的运用辅助教师解决教学难题。
2.基于课堂交互反馈系统的教学实践过程
课堂交互反馈系统在“生命科学导论”课程中的应用实施过程主要分为以下几个环节。
(1)课堂导入环节,激发学生学习兴趣
在课堂导入环节应用课堂交互反馈系统主要是为了激发学生的学习兴趣,引发其对后续课程内容的思考和问题的带入,这是进行课堂学习的预热环节。
例如,在讲解“生物大分子”一节时,教师首先利用课堂交互反馈系统向学生提出两个问题:“哪类食物更有营养?”“以下哪类食物你最喜欢?”实时统计的反馈数据表明,多数学生认为肉类更有营养,而且多数学生也更偏爱肉类和甜食。接着,引导学生探讨肉类、甜食等主要成分是什么,什么是营养,为什么多数人偏爱肉类和甜食,进而拉近学生与蛋白质、核酸、脂类、多糖等生物学概念的距离,从而激发了学生深入了解这四大类生物大分子结构及其主要生物学功能的兴趣。
(2)课堂重难点内容即时检测,教学策略调整
在讲授重难点知识时,教师抛出互动问题,通过投票的方式及时了解学生对知识的掌握程度。如果某个知识点大部分学生已经掌握,则可以开始进行下一步讲授;如果学生的投票比较分散,各持己见,教师则要针对该问题调整教学方法和策略,对该知识点进行讲解并进行新一轮的投票,诊断教学效果。
对于教学中的难点内容,除了在讲解相关知识点后,利用课堂交互反馈系统对学生掌握及理解的情况进行实时调查外,教师还可以在讲解前或初步讲解后,抛出1~2个学生容易理解错误的问题,让持不同观点的学生展开讨论,这样不仅可以帮助学生更加准确、深入地理解相关难点内容,而且还能锻炼学生表达、思辨以及逻辑推理等方面的能力,从而收获更好的教学效果。
例如,在讲授“与卵子发育”一节时,教师不要先介绍和卵子的模式发育过程,可以先抛出如图1所示的问题。统计学生的反馈,可以发现多数学生将高龄孕妇胎儿染色体数畸形几率高归因于污染、体质等。接着,引导学生展开讨论,了解为什么环境污染等原因并非主要原因。这时,教师再介绍减数分裂从男子青春期后开始,但初级卵母细胞早在胚胎期就开始了减数分裂,并停滞十几年到四十余年,然后引导学生讨论卵子特殊的发育方式与胎儿染色体数异常之间的关系,最终达成共识。这样,学生不仅掌握了卵子、发育的相关知识,更能锻炼沟通交流以及逻辑思维能力。
(3)有针对性的分组,组织有效课堂讨论
通过课堂互动反馈的数据,教师可以更科学、有效地将学生进行同质或者异质分组,便于合理地开展课堂讨论。
例如,在讲授“新兴生物技术及其伦理”一课时,教师介绍完“人工辅助生殖技术(俗称试管婴儿技术)”后,可以组织学生分组讨论试管婴儿技术相关的代孕问题。接着,教师介绍发生在其他国家的一些滥用试管婴儿技术的负面案例,并组织学生讨论“我国严格禁止代孕的利与弊”,这时,教师就可以利用课堂交互反馈系统,根据学生的观点进行分组,引导学生从伦理、法律、亲情以及社会接受度等方面展开辩论。这样同组的学生均持相同观点,使得两组学生辩论起来非常真实,气氛也更热烈,并能够收到良好的教学效果。
(4)课堂小测验,教学效果及时诊断
课堂交互反馈系统可以帮助教师及时了解学生掌握知识的情况,从而及时调整教学进度与难度,确保学生能够掌握新知识。
例如,在讲解“生物大分子”一课时,“手性”与“手性分子”是学生容易产生错误理解的知识点。因此,教师可以在介绍完相关概念后抛出测验题,通过课堂交互反馈系统就可以了解有多少学生掌握了“手性”的概念。接着,教师可以根据具体的掌握情况,相应地调整教学进程,如更换讲授方法或让答对的学生讲解自己是如何分析和理解的。
(5)问卷调查,改进教学方法
教师可以通过问卷调查了解在互动课堂授课还需要改进的地方,并通过改进教学方法、教学技术逐渐磨砺出一节好课,最终形成正向的反馈机制,教学相长。
3.基于课堂交互反馈系统教学实践的反馈
(1)来自学生的反馈
笔者对学生使用课堂交互反馈系统的满意度进行了问卷调查,共收集341份问卷,得到如图2所示的数据。
从问卷调查的满意度来看,75.48%的学生赞成对活跃课堂气氛很有帮助,78.66%的学生赞成师生间的互动程度有所提高,71.98%的学生赞成回答问题的积极性有所提高,69.75%的学生赞成在课堂上进行思考的时间增多,71.33%的学生赞成对学习内容的掌握程度有所提高。对于使用课堂反馈系统进行教学,学生的满意度达到50%以上,有些学生将投票终端称之为课堂神器。
(2)来自教师的反馈
笔者通过问卷和访谈获取了教师使用课堂交互反馈系统的满意度的数据。从数据可以得出,教师认为交互反馈系统在上课时最有帮助的功能是活跃课堂气氛、教学效果诊断,教师认为课堂反馈系统中采集的互动数据能够带来的教学辅助有课程签到出勤率统计、纳入平时成绩管理、学习情况诊断和反馈、课程题库建设与使用、错题集集锦等多项功能(如图3)。90%的教师表示他们在后续学期还想继续使用互动工具进行教学。
教学实践的总结和经验
课程交互反馈系统为大班教学所存在的问题给予了技术的支持,笔者通过长期的实践,取得了良好的教学效果。下面,笔者总结了利用教学技术工具辅助教学的一些实施经验。
1.熟练地掌握教学技术工具是成功实施技术融合教学的基础
教师能够熟练操作交互反馈系统是技术能否真正融合课堂的基础保证,教师在运用互动工具之前必须经过认真的培训以及演练,只有完全熟练使用后才能进入课堂使用,否则在课堂中会出现因教师对教学工具操作不当而中断教学进程的问题。[1-3]
2.技术工具要自然地融入教师的教学过程
技术工具本身是从师生的真实教学需求出发而产生的,成功地运用技术工具并不意味着教师一定要马上摒弃其固有的教学形式和方法。在技术工具服务于教师教学伊始,不妨将更多的精力放在如何在原有模式下运用得更好上,而不是一味地追求彻底改变。当能够熟练地将技术运用于原有教学时,教师就会产生新的期待和需求,这时再去尝试更好的、新型的教学方法。
3.课堂互动反馈系统需要高质量的题库进行互动
在以问题为驱动的互动课堂教学中,提问质量的好坏直接影响教学活动开展,且学生喜欢回答具有挑战性的提问。因此,建立高质量的问题库是应用互动反馈系统进行课堂教学的重要环节。
4.互动教学不仅是技术创新更是教学模式的创新