时间:2023-10-10 10:42:24
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篇探索生命科学,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。
我校现有的公共选修课程中,既适合理、工科又适合文、管、艺术专业的为数不多,远远不能满足学生的选课需求。针对这种局面,在现代生命科学课程已初具规模并已成为我校重点推荐的公选课的基础上,继续面向各专业学生开设食品营养学、普通药物学的生命科学系列课程,不仅丰富了我校公选课的种类,而且使学生对生命科学有一个系统的、全面的认识和了解。生命科学类系列课程立足于对理、工、文科等非生物学类学生进行生命科学的素质教育,以生命为主线展开讨论,使学生了解学科间的交叉点,激发其创新思维的火花,为今后的发展奠定基础;使学生了解有关食品营养学和常用药物的基本理论和概念,掌握合理搭配食物、保持膳食平衡、合理用药的具体措施,为科学饮食、提高自身保健意识、抗病防病提供了操作性强的实施方法。
(一)精选教学内容
现代生命科学课程,突出介绍生命科学的基本概念、发展趋势及热点问题,突出生命科学与理、工、文科各领域之间的交叉,精选教学内容,定位于基础性、系统性、趣味性和学科交叉性。以教材《基础生命科学》[1]、《生命科学导论》[2]为主要蓝本编写教案,内容从生命的物质基础到生命活动的基本单位———细胞,进而讨论“克隆”、“癌细胞”等热点问题;从物质代谢深入到生物遗传的本质,在分子水平上阐述遗传疾病等的奥秘;从生物技术到生物芯片、生物传感器;从生物材料到人工器官,明确仿生学在工程技术上的应用,同时还从动物、植物、微生物、环境与人类的密切联系来认识保护生物多样性、保护生态环境、促进人类社会可持续发展的重要性。利用现代信息技术,从国内外科学图册和网站上采集丰富、精美的图片和信息补充到电子教案中,以视频的方式向学生介绍一些世界著名科学家的实验设计和研究经历,以及他们获得这些知识的著名实验,如Loewi的双蛙心灌流设计、著名的肺炎球菌实验、遗传密码的破译、PCR技术等,使学生体验到探索生命奥秘的乐趣。
对于系列课程的开设,本着实用性、针对性、可操作性的原则,对大学生进行科学素质教育。系列课程之一———食品营养学,根据相关教材[3]重点介绍营养素的概念及生理作用、营养与疾病、营养与健康长寿的关系,强调保持膳食平衡及合理营养的重要性,补充讲授食品营养学应用的热点问题,如减肥、美容、糖尿病、补钙等内容,并通过视频向学生宣传食品的安全和卫生知识、食品新资源的开发以及世界食品的发展趋势等国内外在本学科新的研究进展。学生既学到了有关食品营养学的基本理论知识,又掌握了合理搭配食物、保持平衡膳食的具体方法。系列课程之二———普通药物学,其开设的必要性是针对大多数学生有自我药疗行为,且有错误诊断和不合理用药的倾向,这种情况已通过开放式问卷形式加以证实。因此,有必要对综合性高校非医药专业学生开设药物学公选课,以提高广大学生的合理用药水平。参考非医药专业的《普通药物学》[4],重点介绍常用药物的防治作用及不良反应,内容包括:药物的基本知识,常见疾病的用药知识,消化系统、呼吸系统、神经系统、生殖与泌尿系统、循环系统、内分泌系统的用药方法,抗生素与维生素专题,各类药物的禁忌症及不良反应防治,家庭常备药物介绍等。为使学生更好地理解和掌握药物在体内的代谢,将人体系统的组成与结构适当补充到相关章节中。通过本课程的学习,有利于提高大学生的抗病防病能力和科学用药水平。
(二)多元化考核
选修课教学中,学生方面的瓶颈主要在于学习积极性不高、到课率低、混学分现象严重。为促进学生乐学、爱学、会学,在轻负担、高效率、高质量的教学境界中得到积极、主动、全面的发展,对考核方式进行了改革与实践,变期末考核为随堂测验、课堂提问、专题讨论、联系专业的小论文以及对本课程提出建设性建议等多元化的素质考核,学生可以发现并提出自身感兴趣的具体问题,使学生思维活跃,把学生从只注重记忆知识结论的传统学习法引向注重探究问题所需要的观察能力、思维能力、探索能力、分析及解决问题能力的培养上来,并结合盖章形式抽查考勤,期末综合记分给出考核成绩。例如,在讲授食品交换份法时,要求学生以自身为对象进行能量和营养素的计算,结合自身的喜好设计一日三餐的食谱;在介绍体重指数(BMI)时,要求学生通过计算,判断自身的营养状况,并提出合理的调整措施。通过课堂讨论形式进行相互交流,学生们的兴趣高涨。多元化的考核方式调动了学生的积极性,得到了广大学生的认可,每次课的出勤率都达到95%以上,学生的满意度达90%以上。
二、优化实验内容,培养实践能力
充分利用现有实验室资源,遵循实验项目的科学性、趣味性和与实际生活的贴近性的指导思想,面向非生物类本科生开设实验项目。对已初具规模的现代生命科学课程,实行独立设课实验,开设的实验项目有:食醋中总酸含量的测定、叶绿体色素的层析法分离、牛奶中蛋白质的分离提取、生物样品中微量元素的测定、现代工业水质分析等,使学生既学习和掌握了相关的实验技能和分析方法,还学会了离心机、酸度计、分光光度计、电导仪等常规仪器的使用和操作,深受学生的欢迎。此外,注意把当代科学的研究热点及校内的科研成果及时转化为学生的实验内容,既让学生了解学科前沿,又有很强的实用性。例如,结合本系教师的科研成果,设计生物农药苏云金杆菌毒蛋白的合成及杀虫实验、污水的生物处理实验,一方面使学生了解生物合成与生物降解的原理及方法,同时又加深对现代生物技术重要作用的认识。食品营养学、普通药物学课程,配置开放性实验,供选题目有:酸牛奶的制备、常用消毒药品如紫药水、碘酒的配制等,由学生自主选择,也可由学生自己拟定题目,实验步骤的制定、仪器设备的选择和使用、数据的处理及实验结果的分析均由学生通过查阅资料和独立完成。实行开放式实验教学可以让学生在掌握有关知识和技能的同时,获得较好的创新意识和创新能力的培养。
三、改革教学手段,提高教学效果
随着学校招生规模的扩大,大班教学已成为我校公共课教学的主要形式。为了提高课堂的教学效果和信息量,借助PPT软件,开发了多媒体教学课件。利用多媒体课件声像并茂、视听结合、感染力强等优点,将书本知识变静为动,化虚为实,化抽象为直观,极大地激发了学生的学习兴趣和求知欲望,达到寓教于乐,寓学于乐的目的。例如,在讲述遗传密码时,设计体外翻译系统的动画实验,通过慢放、定格、特写等方法,真实、艺术地展现遗传密码破译的全过程,使抽象的概念变得新颖有趣,再加上教师的适时讲解,学生可轻松地掌握细胞中64套密码子与20种氨基酸的对应关系,从而也加深了对遗传的中心法则的理解。总之,正确合理地使用多媒体教学,可以激发学生兴趣,提高学生的主动性,突破教学难点,起到事半功倍的效果。
多媒体课件的使用具有许多传统方式无法比拟的优势,但在教学实践中也存在一些比较突出的问题。例如,信息量较大,教学节奏较快,容易导致部分学生跟不上教师的思路。因此,在使用多媒体教学时一方面要把握好度,注意控制演示速度,使可视信息与教师的教学思路同步。另一方面,由于页面的切换还容易造成学生对某一个知识点缺乏整体的认识和思考过程,利用板书、讲述、多媒体演示相结合的方法,可以弥补上述不足。此外,将传统教学设计的一些演示实验、教具模型等穿插在多媒体教学中,可进一步强化教与学的互动,达到理想的教学效果。
关键词:生命科学;素质教育;实验
实验教学对提高学生的综合素质,培养学生的创新精神与实践能力具有不可替代的作用。生命科学是一门实验性很强的学科,探索生命的本质和奥秘不仅需要生命科学与其他学科在理论上的交叉融合,更需要科学实验的互相渗透。非生物类本科生学习生命科学的基本实验技术,是培养新世纪综合性、创新型人才的重要环节。因此,生命科学学院在为全校非生物类本科生开设“基础生命科学导论”理论课的同时,还开设了1学分、32学时的实验课程。
一、实验项目的设置
作为全校非生物类本科生的公共选修实验课,我们遵循实验项目的科学性、趣味性和与实际生活的贴近性开设实验项目。依据这一原则,我们从植物生物学、动物生物学、微生物学、遗传学和生物化学不同学科中各选一个难易适中且趣味性强的实验项目,由教学经验丰富的教授或副教授任实验教师,在相应的实验室进行实验教学,实验项目如下:
绪论
实验课程组的全体教师向学生分别介绍各自实验的内容及注意事项。
实验一摇蚊幼虫唾腺多线染色体制备与分析。
实验二细菌个体形态观察及染色技术。
实验三对虾的个体发育过程及解剖。
实验四人体生理指征―血压、呼吸、脉搏和心电图的观测。
实验五植物生长物质的生理效应。
实验六蔬菜水果中维生素C的测定。
这些实验项目均与我们的日常生活密切相关。细菌分布广泛,与人类关系密切,但个体微小,如何在显微镜下看到它们呢?“细菌个体形态观察及染色技术”实验将告诉我们答案;对虾是高蛋白食品,是人们喜爱的美味佳肴,它是如何生长发育的?如何通过精细的生物解剖技术了解其器官与结构呢?我们开设了“对虾的个体发育过程及解剖”实验:血压、呼吸、脉搏和心电图是人体生理的重要指征,也是体检中重点检查的生理指标,如何用常规仪器进行检测、如何科学解释这些指标与人体健康的关系,我们开设了“人体生理指征一血压、呼吸、脉搏和心电图的观测”实验;多吃蔬菜水果有益健康,它们含有丰富的维生素C,但如何测定蔬菜水果中维生素的含量?它们当中哪一种含量更高或相对较低?,我们开设了“蔬菜水果中维生素C的测定”实验。诸如此类,学生们带着与日常生活中或自身健康密切相关的种种疑问,饶有兴趣地亲自动手做每一个实验。
二、学生基本实验技能和科学素养的培养
虽然是为非生物类本科生开设这门实验课,但在实验操作过程中,我们注重培养学生的基本实验技能和科学素养。
根据实验项目的特点,我们要求学生独立完成实验操作,重点掌握细菌、摇蚊幼虫唾腺多线染色体的制片与染色技术:微生物无菌操作技术:显微镜观察技术;动物解剖与观察技术;生理信号采集系统和传感器的使用技术;维生素C的分离提取与含量测定技术等最基本的生物实验技术。
为培养学生的基本实验技能,任课教师认真给学生做示范操作,并指导、规范学生的实验操作,解答学生的疑问。而学生做每个实验都学有目标,动手做有标准,表现出高度的积极性和严谨的科学态度。
在实验教学全过程的每个环节,教师都认真培养学生的科学素养。从严肃学生的实验课堂纪律、规范实验过程中的文明举止、调动团结协作精神、保证实验场所安全、卫生、有序、爱护仪器设备等方面专门设置了科学素养成绩,占实验总成绩的10%。
三、实验课的考核方式
实验课成绩由平时成绩和考试成绩组成,其中,平时成绩占75%,考试成绩占25%。我们将实验一至实验五的成绩作为平时成绩,实验六的成绩作为考试成绩。平时成绩中,实验基本技能、科学素养和回答教师提问等综合能力占65%,而实验预习报告、实验原始记录和对实验结果的分析和讨论等占35%。
该考核方式突出了对学生的基本实验技能、科学素养和对实验结果分析和讨论综合能力的考核,对学生端正实验态度,认真上好每一次实验课,对于培养学生的基本实验技能,提高学生的生命科学素质起了积极的推动作用。
关键词:教学范式 医学院校 生命科学
中图分类号:G642.0
文献标识码:C
1 教学范式研究概况
“范式”概念由美国科学哲学家库恩于《科学革命的结构》一书中提出,指常规科学所赖以运作的理论基础和实践规范,体现了科学共同体对研究特定领域或学科内共同关注的问题或理论的本质所持的共同信念、看法或观点。此后,范式概念得到广泛流传,对社会科学产生很大影响。在教学领域,教育研究者也不断引入这一概念,旨在形成对本领域理论研究的共识。教学范式反映着教育研究者在教学领域所持的信念或观点等,具体表现在教学目标、教学内容、教学方法、教学评价等多个方面。
本质上,教学范式的建立或转变是由知识观的发展变化所决定的,因为知识观是科学教学的认识论基础。由传统的客观主义知识观所决定的“知识授受式”教学范式,强调教学的作用是将关于客观世界的可靠知识正确无误地传递给学生,学生最终应从所传递的知识中获得相同的理解。然而,20世纪以来,人类社会的知识观念和知识状况发生了深刻变化,经历从传统客观主义知识观向当代建构主义知识观的重大转型。以建构主义为代表的诸多新生论,认为理解是在个人经验的基础上建构的,因而知识不是通过教师传授得到,而是学习者在与情景的交互作用过程中自行建构的。因此,这种知识观的转型必然要求科学教学范式的转变与重建。
西方教育家们基于一定的教学范式,通过反复的实验与研究,获得了有关课堂教学过程的多类系统理论和模式。在我国,范式概念也受到关注,教育研究者从多方面进行了教学范式研究,如研究性教学范式、课程范式的转型、教育技术的范式转换等等。然而目前,关于教学范式的研究大多较为笼统,甚少能见到反映某一类课程特点的教学范式研究,尤其是医学院校生命科学类课程教学范式的相关探讨与改革。
2 医学院校生命科学类课程教学现状
现代生命科学从蛋白质、核酸等生物分子水平探讨生命现象及其规律,涵盖多门分支学科,其科学原理与相关技术对于现代医药学的学习与研究具有不可忽视的作用,这也是广大医学院校开设基础生命科学类课程的目的所在。我们教研室负责全校各医药相关专业的生命科学类课程理论及实验教学,包括分子生物学、细胞生物学、医学遗传学、生物技术、基因工程等等。我们在长期教学实践中发现,随着近年来医学院校基础生命科学类课程门类的增加、课程内容与结构的不断变化,我校各医药专业的学生在学习基础生命科学类课程时,诸如重视程度不够、缺乏兴趣、学习基础薄弱、学习方法与手段单一、所学原理不能灵活运用等多种问题也逐渐显现。这显然与当前沿用的传统“授受式”教学范式有关。因此,有必要对医学院校生命科学类课程的教学范式进行现状分析,发掘问题所在,依据这类课程的特点以及不同学生的专业特色,建设合适的教学范式,提高教学有效性,以更好适应现代社会对医药人才培养的要求。
3 医学院校生命科学类课程教学范式改革的实践
结合生命科学类课程的特点与教学实践中积累的经验,我们从以下方面进行了探索,以建立新型建构主义科学教学范式:
第一,从教学大纲、教学方法、评价体系以及课外学习平台和资源角度出发,对当前教学范式现状进行分析;第二,通过深入的文献研究及兄弟院校实地考察交流,对国内外教学范式进行比较研究;第三,基于调研结果,进行多方面教学改革:①依据不同专业对不同分支课程的具体需求,修改生命科学类课程的教学大纲;②改变教学理念,深入转变教学方法。要变知识传授为科学探究,注重学生的自主性与参与性,建立探究式课堂;③改变评价体系,变终结性为过程性;④进行网络教学平台建设,并运用现代信息手段,建立轻松自由的课外辅导和答疑制度。
以我校中西医结合七年制专业分子生物学课程为例:我们一是针对学生专业背景,修改了原来较为笼统的教学大纲,删减其中艰深的纯理论部分,以普及分子生物学基本知识、突出其在医药学领域中的应用为目的;二是课堂理论教学中不仅靠老师讲授,也以提问、学生试讲部分课程内容、结合自身专业背景自选主题分组做PPT并各组互相提问评分、写小论文等多种形式丰富课堂教学方法,提高学生的兴趣与参与感;三是采用多元化的成绩评价体系,除了保留期末考核外,也与多形式的课堂教学方法相对应,将课堂专注度与活跃度、试讲表现、PPT制作水平、小论文、实验积极度和动手能力等作为平时和期中考核纳入评价体系,多方位全面、公正地评价学生的综合成绩;四是做好网络教学平台建设,完成了分子生物学教学信息化项目,给学生提供更丰富多彩的课外资源;最后,我们还通过微信、QQ、E-mail等随时与学生保持联系,给予学生更多学习和生活上的关心和帮助。经过这些改革探索,我们发现学生学习分子生物学的兴趣和热情有了明显提高,课堂气氛更加活跃,教学效果显著优于以往,最后的综合成绩评定更能反映出学生的多方面能力,公允度和学生的认可度也有所进步。
【关键词】幼儿素质教育生命科学
【中图分类号】G61 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)03-0009-02
国务院颁布的《面向2l世纪教育振兴行动计划》提出素质教育要从幼儿阶段抓起,这就从人的培养角度,真正把幼儿园和中小学纳入一个素质教育系统[1]。《幼儿园工作规程》指出,幼儿园的任务是实行保育与教育相结合的原则,对幼儿实施“体、智、德、美”诸方面全面发展的教育,促进其身心和谐发展[2]。其中,“全面发展的教育”、“身心和谐发展”归纳为一句话就是要培养幼儿的综合素质,这便是幼儿素质教育的内涵。即幼儿素质教育不仅包括早期智力的启蒙与开发,还包括其身体素质的提高、品德的培养与性格的陶冶。它要求我们把教育思想上升到一个新的高度,实现教育观念、教育目标、教育内容、教育手段、教育方式方法等的全方位更新。
生命科学是自然科学的一个门类,又称生物科学或生物学,是研究生物的结构、功能、发生和发展规律,以及生物与周围环境关系的科学[3]。丰富多彩、生机勃勃的自然界是幼儿获得知识、开阔视野、启迪智慧的源泉。
不知从何时起,我们的生活被铺天盖地的广告、泛滥成灾的选秀活动充斥,几乎社会上的一切都在商业化运作[4],孩子们生活和思维空间也日益狭小,他(她)们被家长牵着穿梭于一个个补习班、技能速成班之间,很少有机会、有时间去看自然界中的蜗牛蠕行、蜘蛛捕食、种子萌发、麻雀吃虫。幼儿阶段是对新事物、新现象、新知识感到新奇的阶段,有许许多多的问题他们想知道,特别是一些自然现象。例如:“为什么有的植物有花,有的植物看不到花,为什么小鸟是从蛋里孵出来的,而我们人则是从妈妈肚子里出来的,为什么我是男孩(女孩)”等等。因此幼儿园、家长应有意识地引导幼儿领悟生命科学现象与知识,培养他们对自然的积极情感,将幼儿素质教育落到实处。下面讨论一下幼儿获取生命科学知识体验的途径。
幼儿期是人生发展的启蒙阶段,这个时期的幼儿具有特殊的学习和发展敏感性,对周围的一切具有浓厚的兴趣,敢于幻想,敢于探索[5-6]。由于受经费、管理、安全等各种因素的影响,多数幼儿园不愿将孩子们带到野外去。家人可以带领幼儿亲近大自然,诸如:玩沙土,堆小山、筑城堡、植树、养小猫小狗等,幼儿亲眼见到小动物在自己的照料下成长,他们在体会劳动愉悦的同时,还能同小动物建立起亲善的情感。日常生活中,路上的小草、蝴蝶、蜘蛛,雨后的蚯蚓、蜗牛、西瓜虫等都是幼儿的探索对象,家长要耐心的等待、引导,而不是以“脏了衣服”、“耽误时间”等理由打击他(她)们的探索热情。另外家长也要加强自身的知识修养,了解自然界中最常见的一些生物学知识。不能不懂装懂,更不能不耐烦,甚至呵斥孩子,要和孩子一起探索,一起进步,体会收获知识的快乐。这些活动可以促进幼儿观察力、想象力、思维力和动手能力的发展,初步领会人与自然和谐相处的道理。
幼儿园是幼儿系统的获取知识、积累社会经验的场所。幼儿园有义务引导幼儿认识自然现象,获取生命科学知识[7],这方面的教学途径主要有以下几种,第一种:制作生命科学类录像、PPT课件、FLASH动画等多媒体资料向幼儿展示。多媒体资料可以突破时间、空间的限制,完整地展示一系列事件,比如植物的生长过程可以用“一颗花生种在土里—发芽—施肥—浇水—芽长成植株—植株长高、枝叶变多—开花—结果—一筐花生”这样的一系列图片做成连续的场景,再配以画外音,让幼儿对植物的生长成熟过程有一个较为直观的认识。再让他们举些植物、动物生长、成熟的例子,引导幼儿将已有的生命科学知识系统化。
第二种:设立基于幼儿英语、绘画、故事和影视等经验的生物乐园。以已有的生活经验为基础探索未知,可以极大限度地激发幼儿的学习兴趣。比如请幼儿观看(课堂看或课后看)电影《举起手来》,说说里面出现了哪些植物?哪些动物?玉米属于植物的什么部位?公鸡、母鸡、小鸡的关系?鸡与蝗虫的关系?学学青蛙、鸡、驴、猪等动物的叫声等。一些中、英文故事、诗词等也是展现生物学知识的素材,也可以让幼儿通过绘画来描述自己对某种生物的认识,培养幼儿热爱生命的自然观。
第三种:在幼儿园开辟专门的土地,创设供幼儿边操作、边观察的生物角。设在室内的生物角可以种植大蒜、黄豆、绿萝、君子兰、养鱼等;室外的生物角可以种植青菜、西红柿、石榴树、玉米、喇叭花等植物。引导幼儿自己挖土、播种、浇水、观察、记录等,发现植物生长的秘密,获得直接经验。比如可以设计小实验:在一根木棍的两端和中间绑上三颗蚕豆,泡在水中(每天换水),然后让孩子们猜想,全泡在水中的蚕豆、泡了一半的蚕豆和没泡在水中的蚕豆,谁会发芽,谁先发芽,为什么?也可以再设置一个从不换水的蚕豆作为对照。通过观察实验现象、讨论、分析,孩子们会从中受到启发,了解到蚕豆发芽的基本条件和一些相关知识。在这个过程中,老师鼓励幼儿介绍和讨论自己的发现和感受,帮助幼儿提升在实验中获得的相关经验,使其体会到科学活动所带来的无穷乐趣,从而激发更大的探究热情。生物角虽然运作成本低,却是幼儿认识自然、亲近自然的一个窗口,可以让幼儿获得最直观的生物知识体验,激发他们热爱自然、热爱生命的良好情感和生活的态度。
第四种:设计模仿生物行为的小游戏。模仿游戏是幼儿成长必需的游戏,因为它可以丰富孩子的生活体验,培养创造力。比如:小鸡、小鸭、小猫、兔子、大象都是孩子们所熟悉的动物,先和孩子们一起回忆它们的特点:小鸡的嘴是尖尖的;小鸭的嘴是扁扁的,走路时左右摇摆;小猫有胡须,走路轻;兔子有两只长耳朵,蹦跳着走;大象有长鼻子,走路慢悠悠。在节奏明快的音乐声中,让孩子们来模仿这些动物的走路姿势。还可以模仿大猩猩、蛇、袋鼠、乌龟等。模仿游戏轻松有趣,孩子会非常愿意玩。模仿游戏不仅有助于孩子身体运动能力的发展,也促使幼儿更加注意观察小动物,喜爱小动物,促进孩子对生物的认识。
第五种:带领幼儿亲近大自然,教他(她)们认识田野中的五谷杂粮、蔬菜瓜果,教他(她)们欣赏大自然中的秀美风景。比如:春天漫天飞舞的毛茸茸的柳絮和雪花有什么区别和联系?它的生物学功能是什么?促使幼儿在玩中学到知识,不断增加他们的审美情趣和环保意识,培养他们热爱自然、热爱祖国的观念。如前所述,到了野外,幼儿多教师少,孩子们像出笼的小鸟,疯跑疯玩,教师管理不过来,教学局面难以控制,存在一定的安全隐患。
第六种:邀请生命科学专业的教师、大学生去朋友们讲生物学故事和科普知识。涉及到的专业知识较多,幼儿园教师和家长觉得有点棘手的问题,如:孩子从哪里来,为什么我是男(女)孩,动物的冬眠等等,可以请有爱心、有耐心的专业人士深入浅出的回答这些问题。比如针对“宝宝从哪里来”这个问题,在设计故事时可以将母亲的子宫比作宝宝出生前的房子,卵子比作蛋,比作蝌蚪,胎儿在子宫里可以看东西、听声音、分辨味道、打呵欠、伸懒腰、吮吸手指、伸手、踢腿等动作[8]。启示幼儿:“宝宝出生以后不会说话不会吃饭,大人要为宝宝做哪些事情呢?我们应怎样做来感谢他们呢?”。专业人士对幼儿各式各样的提问更能自如应对,还可以因势利导拓展其它的生物学知识,激发幼儿热爱生命科学的情感。
在现代科技不断发展的今天,家长应该让幼儿多接触大自然,在接触大自然的过程中不仅能激发幼儿的求知欲,还能增强幼儿的体魄,养成热爱自然和保护自然的理念。幼儿获取生命科学知识体验的途径有多种,其中,幼儿积极参与探索(游戏、生物角、亲近大自然)会比看书、看图、看录像等方式更吸引小朋友,在提高学习效果方面略胜一筹;请专业人士解答小朋友们在生物学方面的困惑会比非专业人士更能自如应对,因势利导。但不管哪种途径,在获取生命科学知识体验的过程中,都应遵循尊重幼儿、自主探索的原则,他人只需加以合理有效地引导,帮助幼儿将感性认识上升为理性认识。有效的早期生物学体验为幼儿积累大量感性认识成果,使幼儿能够更快、更好地实现感性认识向理性认识的飞跃。通过生物学体验活动,幼儿不断接触新问题,在观察、思考的基础上探究解决问题的方法,这个过程使幼儿的智力得到充分发展。同时能促进他们了解自然、社会、自我,促进情感、意志及个性品质的发展,加快幼儿的社会化进程。
参考文献
1.刘武惠 融生命科学于幼儿素质教育的实践与研究[D]. 上海:上海师范大学,2007.
2.王萍 幼儿园课程实施现状与特征的个案研究[D]. 济南:山东师范大学,2010.
3.刘乃华 幼儿生命教育教程编制和实施的行动研究[D]. 上海:华东师范大学,2007.
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5.唐敬芬 幼儿科学教育中的生命科学教育研究[D]. 上海:华东师范大学,2001.
6.佟月华 培养儿童早期科学体验[J]. 济南大学学报,1992, 1:81-85.
7.钟启泉 学习科学:儿童学习的多元解读[J]. 全球教育展望, 2006, 35(5):21-28.
[关键词] 新课程 科学史 价值
重视生命科学史的教育价值是时代的呼唤。《普通高中生物课程标准(实验)》(简称《标准》)提出“提高学生的科学素养”、 “面向全体学生”、“倡导探究性 ”、“ 注重与现实生活的联系”的基本理念。在课程目标中也明确提出,“获得生物学基础事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识,知道生物科学和技术的主要发展方向和成就,知道生物科学发展史上的重要事件”。在实施建议的教学建议部分中,第七个专题“注重生物科学史的学习”中举实例突出强调了“科学是一个发展的过程”。 并特别说明“对于《标准》中没有列出的其他生物科学史实也应注意引用”。教育
一.生命科学史的重要价值教育
1.生命科学史揭示了自然科学的本质
生命科学史揭示了自然科学的本质,同时显示了产生每个知识点的科学过程。例如,20世纪初,萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学以及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上,提出了染色体学说,即(孟德尔所说的)遗传因子可能就在染色体上。但是当时拿不出证据证明他们的观点。直到1910年,摩尔根通过一系列实验发现,控制果蝇眼色的基因位于性染色体上,才证明了萨顿、鲍维里的假说。从“基因位于染色体上”这一知识点的形成过程,可以看到科学过程的步骤。生命科学也是在自我更正的过程中积累和进步的。
2.生命科学史是前人探究生物学知识的科学过程史
每一个知识点的产生过程,就是一个探究的过程。生命科学史就是前人探究生物学知识的科学过程史,生命科学史中蕴涵了知识与过程的统一。(过程中包含着思维方式,如好奇心、求知欲、质疑、推理等;过程中包含着研究方法。)创造科学知识的科学家,哪一个不具备广博的知识呢?DNA双螺旋结构模型的建立,汇集了许多不同学科背景科学家的智慧,显示出知识是非常重要的,仅有沃森和克里克的知识也是办不到的。知识和过程是自然科学的两个维度,二者是统一的,不能割裂开来。
3.生命科学史展示了人们的合作过程
生命科学史展示了在探究知识的过程中,有相同研究方向的人们之间和有不同研究方向的人们之间的合作。DNA双螺旋结构的问世充分说明了这一点。
这个事实表明从事不同学科研究的人,掌握的知识和技术是不同的,而且不同学科背景的人带来了不同的思维方式(尤其是玻尔、德尔布吕克和薛定谔的思想为遗传学研究注入了新的活力,他们的思想极大地影响了沃森和克里克),他们的合作为解决问题提供了不同的思路,他们在解决问题中相互启发,相互补充,相互促进,同时共享了研究成果。
4.生命科学史展示了成功的实验与选择合适的实验对象是分不开的
孟德尔选择了豌豆;摩尔根选择了果蝇;细胞学说的创始人施旺选用具有相似于植物细胞壁的动物脊索细胞和软骨细胞;贝尔登和鲍维里在研究细胞分裂时,选择了马蛔虫细胞;悉尼·布雷内、罗伯特·霍维茨和约翰·苏尔斯顿(这三人是2002年诺贝尔生理医学奖获得者)最终选择了线虫来探索“程序性细胞死亡”的奥秘;科学家选择了拟南芥作为植物遗传研究的模式植物。 以上事例说明了选择合适的研究对象对解决问题非常关键。这些事实给予我们的启示是:在高中生物新课程中的探究教学中,也涉及选择探究对象的问题,要解决好探究问题,必须先选择好探究对象。
二.生命科学史在高中生物教学中的应用
1.培养学生的科学态度
科学就是客观地研究事物。如实地认识客观规律,符合逻辑地得出正确结论。所以,实事求是的态度就是科学的态度。在生物科学史的教学中,介绍科学家们客观地观察生物的形态结构、生理特性,踏踏实实地做好生物试验,实事求是地分析观察和实验结果的科学态度,能为学生提供学习的榜样,有效地培养学生的实事求是的科学态度。
2.培养学生的科学精神
科学精神是科学品质的核心。科学精神就是敢于怀疑、敢于求真、敢于创新。科学的每一次进步,都是对过去的一次革命,它总是要突破以往的窠臼,达到一个新的起点。创新是科学进步的内在动力。创新必需有勇敢的精神作基础,要敢于怀疑现有的观点,敢于冒险,敢于克服困难,敢于接受失败的考验,敢于抵制世俗的偏见和环境的压力,坚韧不拔地追求真理。纵观生物科学的历史可以看到,是科学家们的不断创新才有生物科学的不断进步。因此,在生物科学史的教学中,引导学生学习科学家们的创新精神,有助于学生科学精神的形成。
3.培养学生的科学思维
关键词:教师; 环境; 课程; 评价
中图分类号:G48 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2012)07-100-001
生命科学领域是小学科学教育的重要组成部分,在进行这部分内容教学时,应引领学生接触生动活泼的生命世界,感受生命的丰富多彩。为此,我们积极探索实施生命领域科学教育的途径和方法,创建了适合我校实际的学校文化,即专业的教师文化、富有生机的环境文化、丰富的课程文化、多元的评价文化,有效地达成生命科学领域的课程目标。
一、专业的教师文化
科学教育能否达到预期效果,关键在于教师的素质。要培养学生的科学精神,教师必须有科学的精神。为改变过去“科学教师老龄化、教学质量低效化、人员配备随意化”的状况,首先,我校做出两项重要决策:一、重建科学教研组,优选了一部分高素质的年轻教师进科学教研组;二、打破传统的排课常规,科学课不再只是排在上午第四节和下午的“垃圾时间”,许多课安排在上午一、二节的黄金时间段。其次全面启动“教师成长工程”,利用专家报告、座谈研讨、课例评析等形式,努力打造一支具有先进的科学教育理念、掌握一定的科学教育方法的高素质教师队伍,以保证科学教育的深入开展。
二、富有生机的环境文化
前苏联教育学家苏霍姆林斯基认为:环境不仅仅是育人的条件,也是育人的一种手段。良好的科学教育环境不仅能陶冶人的情操,而且能培养人的科学意识。我校充分发挥环境育人、环境怡人的作用,利用有限的校园空间,营造生命科学的景观,让学生在富有生机的校园文化中,润泽科学思想,品味科学精神。
我们在操场东侧开辟了专门的实验园地,还充分利用校园的每一块花坛,让那里成为植物爱好者养花种草搞研究的乐土,孩子们的“百草园”,另外实验室和许多教室里也设有生物角,种植了多种盆栽植物和水生植物。与植物相比,养殖动物的场所相对较少,我们在实验室门前创建了生物长廊,将以往尘封于仪器室中的近百种动物标本陈列于玻璃橱窗内,鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类一应俱全,苍蝇、蚊子、蚂蚁、蝴蝶种类繁多。
为了更好地渗透生命科学教育,学校设计了特色鲜明的科普园地,着力打造科普橱窗。学生在科普橱窗里科技信息、介绍科学名人、传播科学知识、展示研究成果……丰富的内容,常常吸引着师生目不转睛地观看。学生的创造力也在这里得到充分的展现,一张张精致的小报、一块块内容丰富的展板、一幅幅美丽的树叶贴画,都涌动着孩子的智慧,闪烁着创造的火花。
三、丰富的课程文化
生命科学领域的教育不能局限于传统意义上的教材,必须利用与开发多种多样的课程资源。为了使小学生的科学学习具有广阔的背景,我校充分调动教师、家长、学生和其他社会成员的积极性,根据学校特定的自然和人文环境,以多种途径、多种方式、多种渠道对课程资源进行开发和利用,从而形成家庭、社会、学校“三位一体”、协同作战的良好科教局面,共同促进小学生科学素养的提高和发展。
我们也常常带领学生走出校园,参与科学实践活动。我校与泉山森林公园、动物园、气象局等多家单位建立了友好关系,学生去森林公园采集并学习制作动植物标本,了解动植物的特点及其与人类的关系,培养学生亲近自然,欣赏自然,珍爱生命的情感。
四、多元的评价文化
新一轮课程改革倡导“立足过程,促进发展”的课程评价,我们在生命科学领域的教学过程中重点对以下几个方面的内容进行评价:
1.收集资料。为鼓励学生积极主动收集资料,我们开辟了信息园地,各小组把结合学习内容收集来的资料张贴在上面,由教师和学生一起视资料出示的时间和质量给出相应的评价。(采用星级制,最高评价是5颗星。)
2.养殖种植。在生命科学领域的教学中有许多种植植物和饲养动物等小学生乐于从事的实践性活动,要让学生动手操作,亲自感知,亲身经历。科学教师不仅要给学生提供实践的机会,让学生在活动中获取知识,增长才干,接受教育,而且要把种植养殖实践活动作为一项重要的评价内容。
3.科学笔记。建立“科学笔记”的初衷是鼓励学生坚持长时间地完成一件工作,不要半途而废,虎头蛇尾。小学生的坚持性普遍较差,容易心血来潮,三分钟热度。而科学学科中有一些需要较长时间才能完成的观察实验任务,对这类任务完成情况的考查与评价是一件比较困难的事,于是我们要求学生把观察结果用文字或图画的形式记录下来。
4.专题研究。专题研究是小学生开展科学学习活动的一种类型。对小学生而言,不管前人是否已经作了研究,只要是他们不知道而又想知道的科学问题,都可以研究。学生可以根据单元教学内容,自主选定某一主题,如在学习六年级《微小世界》这个单元时研究“微生物在食品生产中发挥了什么作用?”“人类的哪些疾病是由病毒引起的?”进行研究时,采用查阅资料,调查访问,实地考察,实验探索多种手段,最后以小论文的形式表现研究成果。研究者要在课堂上公开陈述他们的研究成果,其他同学可以向他们提问、质疑,请他们给予答辩。然后根据其在整个研究过程中的表现,师生共同作出客观的评价。这种评价方式克服了传统考试的简单枯燥,评价过程即是促进学生发展的过程。
评价形式也是丰富多彩,有书面,有口头,或开科学讨论会,或评选小小科学家;我们曾把“开心辞典”搬进课堂,学生找资料、出题目,忙得不亦乐乎,在活动过程中学会了筛选资料,提高了表达能力,思辨能力,培养了合作意识。
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。
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关键词:多媒体;教学;课程;生命科学
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)23-0247-02
生命科学与我们的生活密切相关,其本质是研究生命现象、揭示生命活动规律和生命本质的科学。它的研究对象既可以是组成生命现象的生物大分子,也可以是生物个体本身,甚至可以是生态系统和生物圈,生命科学的飞速发展对人类的日常生活和社会的发展建设均产生了巨大的影响[1]。目前人类面临的一系列重大问题,如人口膨胀、食物短缺、能源危机、环境污染及疾病危害,等等,这些问题的解决很大程度上将依赖于生命科学和生物技术的进步与发展。因此生命科学被誉为21世纪最活跃的学科之一,自然科学的前沿学科[2]。生命科学素养也是大学生综合素质的一个重要组成部分[1,3]。目前,越来越多的高校开始为全校的各个专业的大学生开设生物类的课程,包括世界一流的大学,如麻省理工学院,就将生物导论等生物学基础课程开放给全校[2]。通过在大学课程中普及生命科学知识,增强生命科学素养是提高大学生综合科学素质的手段之一。《生命科学导论》是高等院校面向全校各类专业,尤其是非生物科学类专业学生开设的基础课程。由于生命科学涉及面广、内容丰富,而且发展十分迅速,不断增加新的内容,同时学生的专业差异均进一步加大了生命科学导论的教学难度。随着多媒体技术的日益发展和成熟,在现代教学中,多媒体技术教学手段的应用已成为教学改革和发展的热点[4]。运用多媒体技术,通过PowerPoint、动画、视频等多种多媒体形式和生命科学相关的专业知识进行结合。将原先大量复杂的知识更形象地呈现在学生面前,与传统的板书教学相比,具有图文并茂,便于讲解和记忆的优点,可以更大程度地的活跃学生的学习情绪,激发学生的学习兴趣,增强课程的教学效果,促进课程教学发展。
一、多媒体在《生命科学导论》课程中的应用
生命科学导论课程涉及了植物学、动物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、生态学及现代、生物技术等众多的学科和内容,涵盖的信息容量大、知识更新速度快、综合性强[3]。作为一门全校通识类的选修课程,《生命科学导论》所面向的是全校不同专业的学生,不同专业学生对生物学的知识具有不同的实际需求,教学过程中需要兼顾不同专业学生之间的基础差异性,因此在授课时针对不同专业的学生提供不同深度的教学内容。目前的多媒体教学的最主要方式体现在PPT教学,与传统的板书教学相比,PPT具有图文并茂,便于讲解和记忆的优点,对于生物专业知识接触较少的工科和文科专业的学生在学习非专业知识时也可以节省很多精力[5]。采用PPT进行授课,可以将学生的精力集中在听课而非记笔记上,提高了教学的效果,同时也方便学生在后期随时进行查阅和回忆之前的课程内容。对于有一定生物基础知识的农科和理科学生,具有一定生命科学相关基础的学生,应当适当地增加一些知识的深度,需要对基础的知识点进行讲解的基础上引入一些新的技术和研究,激发学生对于生命科学领域进一步进行探索和了解的欲望。然而,PPT的平面图像对于一些较为抽象和复杂的技术原理无法很好的进行展现,可能会增加学生的学习负担,丧失学习兴趣。教学动画在国外生物方面的课程中已有不错的发展,许多优秀的教材中附带有大量的与教学内容相关的动画,同时一些研究者也渐渐开始在论文中利用动画或者影像来更为直观地表述自己的结论,或是将制作的动画或影像连接到自身的主页上,帮助其他研究者进行了解[4]。在常规的平面图像中,筛选、引用和制作生命科学导论相关的教学动画可以帮助学生更好地了解和吸纳教学内容,提高教学质量。此外,目前国内外媒体制作了许多精美的纪录片,比如中央电视台制作发行的《森林之歌》系列、英国广播公司(BBC)制作的《生命》系列、美国公共电视网(PBS)制作的《自然》系列等,这些纪录片或介绍了自然生态的伟大,或展现了生命的神奇,或介绍了快速发展的新兴技术,均可以与专题内容相结合。通过观看纪录片,学生可以更直观地去了解新的研究进展,提升学生的兴趣,拓展学生的视野。
二、多媒体在教学中应用的优势
多媒体的应用在《生命科学导论》的教学中具有很大的优势。随着科技的发展,越来越多的课堂脱离了原先的板书模式,授课模式逐渐由文字化走向图像化,而图像化也开始脱离原先静态的模式,走向动态。例如,在进行动物免疫系统的介绍时,仅用文字配合图片的讲解的时候,对于有一定生物学基础的学生来说或许较易于接受,但是对于一些文科类的学生,较多专业信息的涌入和单一的过程示意图很容易使他们失去学习的兴趣,而如果将各类免疫细胞,如T细胞、白细胞、巨噬细胞等免疫细胞用卡通的形象描述出来,表述成为人体内的士兵,将免疫细胞对病原体进行防御的过程用动画表述出来。短短的几分钟的动画就可以将原先枯燥乏味的原理化虚为实,帮助学生对于人体的免疫系统有了一个简单的了解。鲁迅先生曾说:“用活动电影来教学生,一定比教员的讲义好,将来恐怕要变成这样的。”在《生命科学导论》的教学中,纪录片的应用也是如此,特别是在生态环境方面的介绍中,由于课堂的局限性,许多学生对于生态环境的接触仅仅限制在了书本上的介绍,在对“生命多样性”一章进行讲解之时,文字和数据大段地标示出了目前生物多样性所面临的严重威胁,对于不少学生来说,因为没有切身的体会,很难感受到这些数据的冲击性。由于生态环境问题的日益严重,许多国家都制作了精美的纪录片向公众展示保护环境的重要性,对于学生来说,在进行教学的时候适当地引入这些纪录片比单纯的罗列数字更能够让他们理解环境保护的意义。例如《最孤独的动物》这部纪录片,表述了包括孤独乔治在内的若干种已灭绝或濒临灭绝的生物的困境,这些生物的日常生活、生存环境以及那些为保护他们而努力的生物学家的工作都通过摄像机直观地展现在了学生面前。引发他们的思考和对环境保护的意识。此外,生命科学作为21世纪的领军学科之一,其发展日新月异,通过书本进行知识传播的更新频率有限,学生无法通过书本的学习了解到新兴研究的发展。多媒体则不同,新的信息影响可以通过网络和电视平台进行传播,将其适当地引入到课堂中,不仅丰富了学生的知识储备,也扩展了教学内容。
三、多媒体在教学应用中的弊端
虽然多媒体在教学中的应用优势明显,但是仍然存在一些不足。首先是幻灯片、动画等影像的使用,其原始目的是使学生能够将精力集中在听课而非记笔记上面,但是也会导致部分学生上课不认真,在课堂上不去记录笔记和听课,下课后直接拷贝课件,这反而失去了学习的积极性。其次,过多地引入动画和视频有可能分散学生的注意力,让学生有一种走马观花的感觉,相较于文字,影像固然更能够吸引学生的注意力,然而学生会存在抓不住重点,难以对影片中的专业知识点进行归纳总结的状况。导致无法达到教学目的,教学质量反而下降的情况[4]。同时,引入影像进行教学有可能会使学生忽视了教师的主导地位[6]。在课堂上,教师的主要工作是引导学生去理解和吸纳新的知识信息,多媒体作为一个辅助工具,应该起到帮助学生理解、掌握知识的目的,但是并不应该取代教师的作用。若是教师过于依赖于多媒体的帮助,反而会丧失了其在课堂中的主导地位,导致无法正常地与学生进行交流,从而致使无法完成教学目标。
四、结论
综上所述,在进行《生命科学导论》的教学中,适当地引入多媒体形式的教学更有助于学生学习和理解生命科学知识以及熟悉生命科学技术。相较于传统的板书模式,多媒体的应用可以帮助学生更好地理解所需接受的知识,调动学生的学习积极性,提升教学质量。然而,凡事有利则有弊,过多地引入多媒体动画、影像等资源则容易使学生失掉重点,在学习理解上存在偏差。而教师如果过度地依赖于多媒体,则会导致无法进行正常的教学活动,丧失其在课堂上原有的主导地位,多媒体的应用反而会带来负面的效果。因此在使用多媒体教学的时候应该遵循适度原则,教师应当及时地帮助学生进行归纳总结,从而保证教学质量,提高教学效率。
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关键词:科学素养;生物科学素养;生物学教学
当前社会科学技术迅猛发展,科学技术在现代生产生活中的应用越来越广泛,这对公民的科学素养要求越来越高。新的《生物课程标准》将提高学生的生物科学素养作为课程的主要目的和基本理念,并指出,“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与价值观。”在生物教学中有意识地培养学生的生物科学素养是每一个生物教育工作者亟待探索和解决的问题,也是我们长期的工作目标和核心任务。
一、渗透生物科学技术新信息,培养学生的生命科学意识
在生物学教学中,平时注意搜集一些科学技术的新信息,适时地与课堂教学知识点有机结合起来,使教材基础知识与生命科学发展动态相衔接,有利于培养学生热爱生命科学、从事生命科学研究的志向。例如,对细胞一章内容的学习,通过细胞全能性的介绍,引入植物组织培养技术应用的实例:如利用组织培养技术快速繁殖花卉树苗。在“遗传的物质基础”一节中,引入遗传工程和基因工程的成果,人类基因组计划等生命科学的前沿知识。渗透这些知识不仅能拓展学生的生物科技视野,增进学生对生物科技与社会关系的理解,而且能唤起学生的时代感,使其树立生命科学意识。
二、通过科学史教育,培养学生的科学精神
科学精神是指人们在工作和学习中表现出来的那种自觉、顽强、勤奋、实事求是的情感、态度与价值观。新课标中强调“要注重生物科学史的学习”。生物科学史是十分宝贵的教育资源,其中很多事例是对学生进行思想教育特别是科学精神教育的良好素材。如达尔文冒着生命危险做环球考察,虽历尽艰辛,但最终还是完成了巨著《物种起源》;李时珍为编写《本草纲目》,花费了整整27年的时光。罗蒙诺索夫曾经说过“攻克科学堡垒,就像打仗一样,总会有人牺牲,有人受伤,我要为科学而献身。”这些科学家的顽强意志和感人事迹有助于培养学生坚韧不拔的毅力和不畏艰险的精神。1953年沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型,是科学界合作的典范。这有助于启发学生发扬合作精神。在生物学教材中,介绍了许多我国在农业、医药、生物学上的伟大成就,如“杂交水稻之父”袁隆平的事例等,这可以激发学生的民族自尊心、自信心和自豪感,培养学生的爱国主义思想感情。
三、运用探究式教学,培养学生科学研究方法
生物科学是一门以实验为基础的科学,其中许多知识非常适合于学生通过自主探究的学习方式来获得,同时探究还有利于培养学生科学的思维方法和研究方法,从而提高学生的生物科学素养。如我在教学中尝试运用了“提出问题—做出假设—设计实验—验证假设—得出结论—合作交流”的探究式教学模式。在实施过程中,首先引导学生形成问题意识。教师创造性地构建学习环境,给学生大胆猜测和“异想天开”的机会,充分满足学生的好奇心和探究欲望。如《蚯蚓的刚毛在运动中的作用》探究实验中,循着“提出问题——解决问题”的思路,引导学生自行探究,培养学生的动手实验操作能力和科学探究能力。其次指导学生大胆而科学地做出假设。提出假设是解决问题的关键。因此教师应积极引导学生自主地收集资料,引发学生多角度多渠道地思考问题。同时,教师要重视学生的交流与合作,鼓励标新立异观点的充分阐述,确保多种假设的积极碰撞,最终形成科学的假设。再次,积极设计实验和实施实验。设计实验和实施实验的关键是创新,包括实验方法设计、对照实验的确定、实验器材选择、实验数据收集等方面的创新。教师对此应逐步引导,让学生在探究中体验、尝试、总结。最后,分析数据和得出结论。教师应引导学生学会分析、归纳和概括相关信息。需要重复实验的就重复实验,以便核实现象和数据,确保探究结论的科学和完善。
四、利用生物学实验,培养学生严谨求实的科学态度
随着科学技术的发展,实验教学的地位和作用日益为人们所认识,新奇有趣的科学实验,能激发学生强烈的好奇心和求知欲,更能培养学生严谨求实的科学态度。例如:在研究酶的活性与PH值的关系时,我设计以下探索性实验。取3支试管,编号为1、2、3,分别在3支试管中加入新鲜的淀粉酶溶液各1ml,然后在1号试管中加入蒸馏水1ml,在2号试管中加入10%的NaOH溶液1ml,在3号试管中加入10%HCI溶液lml,再在三支试管中各加入可溶性淀粉溶液2ml,再放入60℃左右的水浴中5min,再各加入斐林试剂2ml,并用酒精灯煮沸1min,观察实验现象。正确的操作步骤下的现象应是:1号试管有砖红色沉淀,2号、3号无现象产生。从而得出结论:酶需要适宜的PH值。但学生在做实验时,由于操作步骤不严密,会出现许多不同的实验现象:如有的没有砖红色沉淀现象发生,有的三支试管中都出现了砖红色沉淀等等。对此,要求学生不要性急,要有耐心,认真分析实验失败的原因,重新操作,直至成功。通过实验的探索,一方面使学生更好地理解掌握科学知识,锻炼动手操作能力,培养观察能力和思维能力,另一方面,对实验成败的比较分析,使学生认识到进行科学的探索和研究需要严谨求实的科学态度,否则将是差之毫厘,缪之千里。
五、加强学科间知识的渗透,形成科学的世界观
随着科学的发展,学科之间的相互联系越来越密切,在教学中客观地把握它们之间的内在联系,有利于学生科学世界观的形成。例如,光合作用产物之一O2究竟来自反应物中的H2O还是CO2,就是利用物理方法——同位素标记法来解决的,而叶绿体中色素的分离是利用化学方法——纸层析法来解决的。使学生认识到事物之间的普遍联系性。另外,哲学中的许多原理如量变与质变,运动与静止,内因与外因,对立与统一的观点在生物学中也随处可见。例如:介绍光合作用过程从新陈代谢的角度看是一个同化过程,但其中也伴随着物质和能量释放即异化作用。从对立统一规律角度看,矛盾是一切事物发展的源泉,世界上任何事物都充满矛盾。生物体的生命活动正是在物质的合成与分解这对矛盾的对立统一中不断完成新陈代谢等生命活动,实现自我更新。
学生生物科学素养的提高并非一朝一夕就能实现的,它需要教师在日常教学中从点点滴滴做起,持之以恒,切实把新课标的理念贯彻于课堂教学之中。 【参考文献】
[1]刘恩山.中学生物学教学论[M].高等教育出版社,2003.
[2]王道俊,王汉澜.教育学[M].人民教育出版社,1989.
1教学内容的梳理与合理安排
《生命科学导论》相关的教材种类繁多,所涉及的内容也十分宽广。本着钱伟长校长“培养学生们自我教育、自主学习、自我选择和实践教育能力”教学目标[3],结合上海大学自身的教学管理特色,我们对课程的相关教学内容作了重新的整理和调整。首先,从学校短学期制对教学进度的要求出发,综合国内有关生命科学导论课程的相关教材内容,同时结合教学团队成员自身专业背景的分类,我们将课程的内容划分为十个专题:分别为绪论、生物化学、细胞、微生物、植物、动物、生态、遗传、基因工程和食品。每个专题由2-3位相关研究领域具有8-10年教学或研究经历的教师共同承担教学课件的制作;并对提交教学团队的教学PPT进行集体讨论、修改和模拟讲授,最终形成课程讲授的统一课件内容标准;其次,根据每个教师的个人特点,开展多人合作授课和一人单独授课的模式相结合;最后,在上课过程中结合学生的实际基础和兴趣点,给予授课教师一定的自由度,允许其在标准课件的基础上进行适当的课程内容、讲授顺序和授课形式的变通,以更好的适应学生的需求。
2结合实际教学需求编写新教材
鉴于学教学管理模式和制度的特点,国内已有的教材很难完全与之配套;因此,在多年教学积累的基础上,通过调研学生的课堂反应,学习体会以及他们对学校其他公共基础课教学的建议,我们开展了新教材的编写工作。通过学校的教学沙龙的交流,汲取其他院系在开设公共基础课过程中的经验为我所用,组织团队教师和校内外优秀教师进行交流和学习,并邀请知名学者亲身授课,从中把握和提炼出现代生命科学在社会发展和生活中最吸引人的内容,同时,结合生命科学的知识体系,遵循钱伟长校长“大学教育要服务社会发展、面向实际,突出应用性和培养应用型人才”的教育思想[4-5],在生命科学导论的新教材编写中突出了应用性强,与生活密切相关,对人类社会发展影响重大的知识点的地位,同时结合生命科学自身所具有的系统性和基础性特征,力求形成一套内容丰富,知识性和应用性兼顾,适合学校4学期制教学模式的新教材。
3充分利用教学资源拓展教学渠道
上海大学作为上海地区一所211院校,学校的硬件设施配备完善,因此我们充分利用了这一优势,将我们的课堂同传统的教室,延伸到了整个校园甚至是学生的整个生活中。上课内容和课件全部上传至学校网络教学平台,同时,利用学校的校内交流平台“乐乎社区”开辟各任课教师的专属在线交流空间,由任课教师每周2次和学生进行在线交流,解决学生在课堂和课外所提出的相关问题;此外,利用公共网络资源中如QQ、MSN、微博等深受学生喜爱的现代网络交流工具,使学生通过手机,电脑能随时随地将他们的问题和教师进行及时沟通和交流。让学生对生命科学知识的学习和了解不再局限于课堂,而延伸到了他们的寝室、餐桌、运动场以及他们日常生活的各个时段,让学生切实感受到生命科学知识就在身边的日常活动中;使学生从被动地接受课堂知识灌输,转变为主动根据需要去查找、学习、了解和掌握所需的知识;引导学生更好的利用零碎时间进行知识的挖掘和学习。另外,加强本科教学和研究生培养相结合,合理安排本学院的研究生和博士生参与本科教学的教辅工作。公共基础课最大的特点就是上课人数覆盖全校本科生,因此在教学过程中每一次的作业布置、课堂测试或讨论都会给任课教师带来十分繁重的课后批改和评阅工作,而研究生和博士生的加入无疑是一个很好的生力军,他们平日就活跃在科研工作的第一线,对生命科学的前沿和热点问题把握十分敏锐,由他们协助任课教师进行作业批改、评阅以及与学生互动探讨和交流,不仅能减轻教师的负担,使其有更多的精力投入课程建设中去,而且可以拉近与学生的距离,更生动、更具体地和学生进行详细交流,这也有利于建立学生高年级与低年级之间互帮互助,言传身教的帮带互动学习模式。与此同时,对研究生和博士生本身而言,这也是一次十分难得的教学实践环节,对其自身能力的提升是一个很好的锻炼机会,对学校的研究生培养也是一个很好的互利互补的实践。生命科学是一门实验性科学,如何在生命科学导论课程的教学过程中体现这一特点,这是对我们的又一重大挑战。我们尝试利用学院生命科学中心的公共实验平台,通过学生申请,任课老师协调,以及中心平台老师配合的方式,在不影响实验中心日常工作的前提下,努力为学生提供参观,学习以及观摩实验的机会,通过开展“学院开放日”等活动让他们从课堂走进实验室,将他们在课本上学到的知识带到实验室中去体会和揣摩。同时,我们还计划结合上海大学夏季短学期实践教育环节,在选课的学生中择优选拔部分人员进行独立创新实验的尝试,让他们能更加深入了解生命的奥秘,以激发他们对生命科学的学习兴趣。
4加强学习,及时总结不断提高课程教学质量
每门课程的教学所面对的教学对象都是不同的,学生既有的基础知识,文化背景,学习习惯,接受能力等都会存在差异,所以必须要对课程的教学过程中出现的问题及时进行反应和解决。在我们生命科学导论课程开设的过程中,除了通过上述的各种日常交流手段收集学生反应的问题外,每学期结束时还实行学生对课程教学进行评价,通过学生对各任课教师课程教学给出的评分和所提出的意见,我们进行汇总,并通过集体讨论,交流以及会同学生和其他学院教师共同座谈的形式,对课程的教学效果进行总结,并对下一次课程的开设进行必要的调整和改进,此外,选拔若干优秀的教师,通过参加校内的教学竞赛交流以及校外的学习和进修,不断提高教学团队的教学水平,以期更好的适应学生的需求,提高课程教学的质量和效率。
5教学效果与待解决问题
通过教学团队人员的共同努力,生命科学导论课程已经逐渐形成了适应学校教学管理模式的教学方式,同时结合多种教学手段,实现了课堂教学的扩展和延伸,在本科生的公共基础课教学中取得了良好的效果,课程被纳入了学校重点建设行列。但在对不同基础的学生如何更好地实施因材施教?如何更大程度地激发学生的学习潜力?如何更加合理地安排授课模式?怎样利用学院实验中心平台服务更多的学生,打造教学实验相结合的课程特色?这些问题还有待我们今后课程建设中继续探索和实践。
作者:周树敏 单位:上海大学 生命科学学院
关键词:生命科学;科研平台;实践教学改革;创新培养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)40-0063-02
课堂和实践教学是高校专业教学工作的重要环节,是培养学生的创新意识和创新能力的重要途径。课堂内实践教学已不能满足当今生命科学学科发展的需求,实践教学改革,是以培养学生创新意识、动手能力和协作精神为目的的实践性教学。科研平台将实践教学与科研探索思维培养相结合、实践课程与科研创新氛围相融合,增强学生的实践能力,培养学生的创新思维,提高其综合素质,培养具有创新意识的综合性人才。本文分析了医学院校生命科学专业的实践教学工作面临的问题,针对生命科学领域人才培养目标,以依托我院的省级工程中心及省重点实验室为实践基地,依托自身的优势和条件改革实习实践教学模式。培养学生科研研究的创新思维,提高学生的综合素质,通过四年的实践取得了良好的效果。
一、在本科实践教学中的作用
1.缓解生产实践基地紧张的现状。医学院校生命科学专业如生物技术、生物工程及生物医学工程类本科学生实习实践场所选择相对受限,附属医院和众多的教学医院重点针对临床医学或医学技术类专业学生的实习和实践,很多临近的生物、制药企业出于对经济利益、技术保密等因素的考虑,不愿接受学生实习参观和生产实践。这一现象致使学生不能直接接触生产实践等方面的教育,使得理论与实践脱节。并且简单的一日参观实践并未对理论教学起到促进的作用,在以往的生产参观实习模式中,带队教师缺乏实践经验,而所参观企业的讲解教师仅注重现场走马观花式讲解,缺乏较强的责任感,理论与实践脱节,知识的扩展和创新大多被忽视。校企合作的工程技术中心及省重点实验室可承担多种形式培养学生实践学习的功能,例如提供研究性实验平台,参与合作企业研发项目,辅助大型仪器的测试管理等,这在一定程度上可以缓解实践基地少的压力。
2.培养科研创新能力。培养生命科学专业学生的自主学习能力、实践能力、创新能力是实践教学的关键环节。科研平台直接吸收本科学生参加教师的科研课题组,通过指导学生完成部分科学实验,来调动和激发学生对科研创新的兴趣,提高学生的创新能力;重点实验室的科研团队及校企合作的工程技术中心可以直接参与课题组已经开展的产学研合作项目生产阶段的工作,这样既可以使学生直接进入科研工作和生产管理第一线,使所学的医学与生命科学的知识与生产实践紧密结合。通过对在研项目的参与,将医学教学和生物技术等课程模式进一步优化。高校教师除了承担教学任务外,还承担着各级科研工作。吸引一些本科生参加课题的申报工作,指导学生积极认真填写各种科研课题标书,对于课题当中一些基本实验可以指导学生查阅资料,独立进行一些实验设计,确定研究方案,检测并初步分析。学生通过参加课题申报、亲自参与实验设计等环节,其对课堂学习的积极性会有很大的提高。
3.理论和实践与时俱进。生命科学的发展日新月异科,是目前最具活力及更新最快的学科之一。但生命科学教学面临新的重大机遇和挑战,这也为生命科学专业毕业生提出了越来越高的要求。因而,在医学院校生命科学学科教学中渗透前沿学科知识且参与最新的科研项目是一种教学改革形式。通过向学生开放工程中心研发团队的各种高层次的学术讲座、学术沙龙等形式,培养和强化学生的创新意识和创新思维,培养科学素质。这样,对于今后有兴趣从事科研工作考取研究生的学生,与自己的专业和特长兴趣结合,极大程度调动了科研思维的积极主动性,也在一定程度上避免了其选择研究生专业和研究方向的盲目性。原有的实验课程旨在在培养学生的基本实验技能而忽略创新能力,学生学习积极性不高,教学质量难以显现。科研平台与实践教学相结合的新的教学模式,可以达到以学生为中心的教学理念,通过精简传统实验课程而开设研究性实验,促进学生自主学习能力和创造性思维的发挥。而且学生既可以了解教师科研活动信息及主要研究方向,又能够了解该领域的最新发展动态,激发学生的科研兴趣。本科学生在科研平台上学中型仪器如流式细胞仪、激光共聚焦显微镜、透射电镜、发酵设备等的使用维护方法,了解到前沿技能和精密仪器的知识。同时弥补了课堂教学时数有限而难以了解前言学科情况,在科研平台开设研究性实验内容,达到将多门理论课程和实验课有效整合,也是“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的主要目标之一。
二、促进高层次科研平台的建设
1.完善高层次科研平台的建设。我校正在朝着建设高水平教学研究大学的宏伟目标努力,高等学校实验室特别是高水平的科研平台不仅是开展科学研究创新科学技术的重要基地,更是承担实践教学的重要场所,虽然高层次科研平台以高校科研人员及研究生为主要科研团队,但是本科生在实践实习的过程中,同样起到了促进省级的工程中心和重点实验室的发展和完善的作用,在高校教育创新改革的实践中发挥了积极作用。每年在此进行实习和毕业论文工作的本科生在实践的同时,以第一作者或者参与了学术论文的发表工作,也争取到多项国家级本科生创新科研探索项目、创新创业实践项目和研究生创新项目,并取得了大学生挑战杯等实践成果奖。同时本科学生学术论文的发表也作为我院考核科研平台任务的一项基本指标。将科研平台的新知识和新技术第一时间引用到教学过程中,实践教学成果促进了科研平台的发展。
2.为科研平台的合作企业输送人才。通过与生物制药、医用耗材等多家生产企业的产学研平台项目的合作,联合指导学生开展毕业论文研究或设计工作,将学生纳入科研团队管理,提高学生的创新能力、实践能力与团队协作能力,为本科学生今后走上实践工作岗位或进一步学习深造奠定良好的基础。四年来为科研平台的合作企业如华隆生物公司、河南博济光明医药公司等生物制药企业输送共计二十余名本科毕业生,毕业实习是促进学生将已学的专业知识应用到具体的工作实践并转化为技能或技巧的过程,他们在进入企业后很快融入生产及管理的角色,进一步进入研究生学习阶段的学生表现出优秀的科研素养,这与在高层次科研平台进行实践实习的学习阶段密不可分。
三、结语
通过四年的实践,表明依托高水平科研平台进行教学实践方式对提高学生的创新能力、培养高素质人才具有重要意义。而且缓解了医学院校生命科学专业实践基地欠缺的劣势,促进和加强了科研平台在本科实践教学中的积极作用。今后以此经验为基础,不要局限于生命科学专业,将基础医学和临床实践紧密整合,促进基础医学专业的实践,实现临床医学的综合发展;更加丰富了实践教学与科研平台结合,优势互补,完善实践教学,促进科研平台的发展。
参考文献:
[1]黄大明,秦钢年,杨春兰等,提高实验教学人才培养功能 适应创新人才培养[J].实验室研究与探索,2011,(6).
[2]陈红丽,高建辉,刘涌涛,依托省高校工程技术研究中心产学研结合的创新教育模式初探[J].大学教育,2012,(1).
[3]高思,质量工程:提高高校教学质量的重大举措[J].中国高等教育,2007,(5).
关键词:上海中学;创新素养;生命科学
中图分类号:G630 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0280-03
上海中学是上海市教委直属的寄宿制示范学校。创始于1865年的“龙门书院”。原为“江南四大名中”之一,现为上海市“四大名校”之一。2008年,上海中学获上海市教委批准,率先在上海市开展“创新素养培育实验项目”,并设立40人规模(占同年级学生人数10%)的科技实验班,力图以“聚焦志趣”为核心,探索出一条创新人才早期培育的新路。根据学校的特点,科技班可供选择的专门课程有生命科学、物理、化学、计算机以及工程等五个方向。四年来,此方面的工作取得了有目共睹的实效。本文着重介绍在生命科学创新素养培养方面的一点体会。
一、课程设置
科技班学生,在4学期内必须基本完成高中三年的常规学业。在此基础之上,每周安排1~2个下午的时间,进行科技创新素养方面的教育。具体的课程设置,分为三个模块:基础课程、专门课程和探究课程。所谓基础课程,就是在中学常规课程学习的基础之上,进行数学、物理、化学的双语、双课本教学。即安排一定时间,用英语讲授相关的原版英文教材内容。丛实际效果来看,此举不仅有利于学生对重要科学概念的理解,还有利于他们潜移默化地提高科技方面的英文素养。两者相得益彰。所谓的专门课程,是供学生选择的学科方向。学生在学习一个主要学科方向的同时,还可根据自己的需要,去旁听别的学科方向的内容。这些专门课程,涉及生命科学、物理、化学、计算机以及工程等五个学科领域,由上海交大、复旦大学等高校和科研院所的专家、教授参与设计,并亲临讲授。从难度上看,相当于或略高于国外大学预科水平。本方面课程的目的,重在给学生以知识铺垫、方法指导、信息归纳、思维训练和志向引导。从某种意义上来说,此专门课程,是中学生创新素养培育的摇篮。所谓探究课程,即为课题研究。第2学期启动,第4学期结束,前后1年半的时间。一般根据学生自己的兴趣,提出初步的研究目的、意义、题目。然后在老师的启发和指导下,根据实验条件、实验所需要的时间等,作出必要的调整。尤其在可操作性方面,加以细致的考虑。在此基础之上,安排合适的导师,对课题进行的全过程予以指导。让学生在文献查阅、实验设计、开题报告撰写、实验操作、数据收集和处理以及论文或专利的撰写等诸方面得到锻炼和培养。有关此方面的工作体会,将由另文介绍。从近几年的具体情况来看,高一入学新生对进入科技班越来越感兴趣。这不仅是因为在科技班里多了一些实验能力培养的机会,更加重要的是,科技班的课程设置及相关领域专家教授的讲座,拓宽了学生的视野,为学生将来的人生历程提供了潜移默化的有益的基础。
二、兴趣引导
毋庸讳言,在上海现行的“3+1”高考模式(“3”为数学、语文、英语,为必考课程;“1”为物理,或化学,或生物学,三者选其一)中,生物学在中学教学中所处的地位,尚不能与数学、物理、化学等相提并论,也不如语文、英语等课程那样受到重视。但在所进行的4届科技班的同学中,选择生命科学作为专门方向的学生却是最多的。每届的40名学生中,都有12~13人,在所提供的5个方向中,选择了生命科学领域的课题作为自己的研究内容。究其原因,兴趣乃是主要的动因。在物理现象、化学现象和生命现象这地球上的3大自然现象中,生命现象是最为鲜活的,容易得到学生“天生的”关注。同时,由于教育的进步和信息的发达,学生对当今世界科技的了解,已经有了比较深刻的认知。从能源、环境、农业、医药等方面,生命科学即将显示出来的积极作用,已经初见端倪。在这样的背景下,及时引导和培养学生对于生命科学的兴趣,就显得十分重要。我们请工作在生命科学第一线的大学国家级教学名师和中科院院士等专家、学者,来系统介绍或专题讲解生命科学的发展前沿。内容涉及药物基因组学、现代生物技术对科学与社会的影响、遗传与疾病、微生物分子生态学进展、植物开花分子机理研究进展、纳米生物学、生物医学信号处理及识别、生物医学等。这些充满现实感和前瞻性的演讲,鼓励和巩固了学生对生命科学的自发性兴趣,并引导学生更好地认识生命科学的未来。在引导学生兴趣的过程中,中学本身生物学教师的作用,是根本性的基础。一方面,由于学生相关知识储备不足、各重要知识点之间缺乏贯通的能力,中学生物学教师要起到打基础、穿针引线、帮助学生建立知识框架的作用;另一方面,大学教师对中学生知识结构、心理特点、学习能力等缺乏充分了解,中学生物学教师在创新素养培育中,要起到辅导员和导师的双重作用。因此,在创新素养的培养中,中学教师要起到主体作用。
三、思维拓展
很多人都有这样的经验:学前儿童向大人提问题不厌其烦、小学生举手回答问题最为踊跃、初中生与高中生举手频率下降、本科生举手寥寥无几、研究生非点名不答。造成这种现象的原因,与其说是兴趣的下降,倒不如说是思维的逐次禁锢。在生命科学创新素养的培养实践中,我们发现,有的学生对生命科学的兴趣,其实只是局限在生命科学领域里面很小的一部分,甚至只是一个问题。这提示我们,在学生思维的拓展方面要下功夫。我们在教学当中有个例子:将禽流感病毒感染正常细胞的图片放给学生看,问他们,这属于什么科学技术领域?在经过一番讨论之后,大致能够归纳出:关于病毒本身的研究,属于生命科学领域;关于鸡鸭得了相关的病,属于农业领域;关于疾病传染到人体了,是医学的领域;人染了病需要药物来治疗,则是药学了。也许,这个例子不一定严密,但可以启发学生打破固有思维,尤其是“专业”思维的束缚,拓展他们的思想空间,初步引导他们建立学科交叉的概念。事实上,在中学阶段的创新实践中,学生选择生命科学方向的内容,并不意味着将来就攻读生命科学方面的学士、硕士、博士,乃至选择生命科学作为既定的人生目标。在2年的科技创新过程中,学生感悟到:数学、物理、化学、语文、英语、计算机科学等领域的知识和能力,在完成课题的过程中,俱不可缺。这对打基础阶段的高中生来说,应该是一个非常好的人生体验。目前,高考依然是高校选拔学生的主要依据。我国高校有600多个专业,中学生以及他们的家长要对这些专业详加了解,几乎是不可能的。市场的杠杆作用,人们无法撼动。但我们可以做些力所能及的工作,拓宽思维,培育和提高中学生的创新素养,使其具有更好的认知力和创新力。