时间:2022-10-05 07:50:32
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篇生物学习论文,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。
科技论文;生物科学素养;文献检索
高中生物学教学使用的教材以及生物科技书籍与生物科技新进展存在较大的时差,将生物科技论文中的新观点、新作法,以及相关的新知识、新成果和新应用传播给学生,可促进学生对不断发展的生物科学及其研究的理解和应用,引导学生主动学习,提高生物学学习能力和生物科学素养。
一、科技论文的概述
所谓科技论文是指论证、描述运用科学技术,开展科学研究,获得一定科研成果的学术性文章。中国国家标准GB7713-87明确指出:“学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解和知识的科学记录;或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结,用以提供学术会议上宣读、交流或讨论;或在学术刊物上发表;或做其他用途的书面文件。”科技论文能体现最新的科技成果及科技发展,科技成果已广泛运用于生产、生活。在高中生物学教学中,有效地运用科技论文,能激发学生的探究欲望,促进学生对生物学的认识,提高生物科学素养。
二、科技论文的选择
应选择近期发表的较高水平的科技论文,注意选择研究角度新颖、涉及生物学热点话题的研究文章。如学习有关育种知识时,介绍有关华中农业大学科研人员克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3,该科研成果可加速水稻“两系”不育系培育,促进作物杂种优势利用。引导学生由此相关信息为主题,检索有关科技论文,让学生获取科学性、权威性的基因工程育种的最新科学进展。
还应注意选择有关促进社会、生产、生活等方面研究的科技论文。例如,在学习“生态环境的保护”时,根据不断加剧的“雾霾”天气,引导学生学习《北京一次持续性雾霾过程的阶段性特征及影响因子分析》,帮助学生了解北京地区持续性雾霾天气过程中的气象因素和气溶胶演变特征。学生结合“雾霾”天气亲身体验,加深了对“雾霾”天气的了解,提高保护环境的意识,有利于学生掌握生物科学知识,运用所学的知识解决现实生活中的问题。许多实验验证性的科技论文包含有实验材料、实验方法、实验结果、讨论和结论,不仅具有科学的、最新的实验技术和方法,还有翔实的实验数据,让学生易于理解实验过程、实验数据和结论之间的关系,体现科技论文的应用价值与社会意义。
三、科技论文的教学应用
首先在课堂上为每位学生提供一份论文,要求学生围绕“文章的研究的目、研究的对象、研究的结论或结果、研究的问题对社会或研究领域有什么影响”等一系列问题进行阅读,培养学生快速地获取有关信息的 能力。
然后指导学生罗列论文中相关的生物学概念和难理解的专业名词,并尝试理清生物学概念与难理解的专业名词之间的关系,通过新情境的构建,培养学生对知识的理解、分析、应用等迁移能力,为理解实验和科学进展打下良好基础。
科技论文表述的实验原理和步骤等具有前瞻性,专业性比较强,学生难以理解。课堂教学时教师应简要地解释实验过程,引导学生理解新的实验方法和实验设计,尝试用通俗易懂的文字简化复杂的实验条件和方法,设计相关类似的实验,提高学生的实验设计能力。
四、科技论文的教育价值
1.促进学生学会文献检索
指导学生从公共媒体如报纸、公共科学杂志,比如《新科学家》《科学新闻》或者中国知网等相关网站,采用“文献检索方法”“数据库检索方法”“出版物检索方法”,使用关键词搜索,在论文期刊上网站上或搜寻合适的论文,比如早期原创性研究论文,进行对比阅读,培养学生学会求知、学会学习,掌握认识世界的工具、学会最迅速、最有效地获取信息、处理信息和运用信息的能力。
2.促进学生对生物学核心概念的掌握
高中生物核心概念是建立在一般概念、原理和规律之上的对生物学核心问题认识和理解,从不同的角度阐释生命的本质,有利于帮助学生理解与掌握生物学主干知识。在有关“光合作用、呼吸作用”等核心概念学习中,以关键词“光合作用、呼吸作用、影响光合作用、呼吸作用速率等”检索到《不同营养条件对金鱼藻净化作用及其生理生态的影响》《静止和充气培养条件下光强对龙须菜光合生理效应的影响》等科技论文,通过学习,拓宽视野,加深对光合作用速率、光合效率、净光合作用速率等生物学核心概念理解和掌握。
3.提高学生图文转换和图表处理能力
生物科学经常以生物绘图或图表方式呈现科学研究方法或成果,在教学中尝试将论文的数据用简化的图表进行特殊处理,剔除冗余信息,并将图表与文字相结合,培养学生科学思维和习惯,提高图文转换和图表处理能力,加深对新的科学实验的理解。
4.提高学生解决问题能力
一、通过创设教学情境,激发学生的生物学习兴趣
兴趣是人们对于事物的一种积极的认知倾向,特别是对个人的认知活动有着巨大的推动作用。兴趣作为一种潜在的力量,需要教师将其激发出来并保持稳定,才能发挥它的推动作用,使学生积极主动、心情愉快地进行学习。因此,要求教师在日常的生物教学活动中,善于利用各种教学方法来激发学生的生物学习兴趣。创设教学情境就是一种有效的教学方法,毕竟“让学生在生动、具体的情境中学习”也是新课程的一个重要理念。所以,教师应该在深入了解学生、了解教材的基础上,多设计一些生动形象的教学情境,使学生能够充分融入教学情境之中,进行积极的讨论与交流,这样不仅能够丰富生物课堂教学的素材,还能够吸引学生的注意力,激发学生的生物学习兴趣。
二、进行科学探究学习,培养学生的生物学习兴趣
科学探究不仅仅是生物学科核心素养的一个重要组成部分,更是学习生物课程的一种重要方式。《普通高中生物课程标准(2017年版)》明确指出:学习生物课程就要通过科学探究的方式,让学生体验科学探究活动的过程和方法,发展学生的科学思维,培养学生的科学探究能力,以解决学习、生活以及未来发展中遇到的问题,并提高学生的科学素养,为学生的终身发展奠定基础,为社会的可持续发展提供支撑。而进行科学探究的学习,也是培养学生生物学习兴趣的有效途径之一。因为科学探究学习就是在学生对生物学科产生兴趣的基础上进行的,学生只有对生物学科产生了一定的好奇心以及探索欲望,才想要去进行探究活动。在科学探究的过程中,一方面能够满足学生的好奇心和欲望,另一方面又可以将这种好奇心和欲望保持稳定。所以说,进行科学探究学习,可以有效培养学生的生物学习兴趣。
三、强化生物实验教学,巩固学生的生物学习兴趣
实验教学是生物学课程的特点,也是生物学教学的基本形式之一。它作为生物教学中的一个重要组成部分,可以通过其本身形象、鲜明、生动、有趣的特点吸引学生的注意力,激发学生的生物学习兴趣。通过实际教学证明,对于本身理论性、抽象性很强的生物学科来说,单纯由教师进行知识的讲解,很容易使学生感觉枯燥无味。而通过实验教学,就可以满足学生的自主需要,因而可以激发学生的学习兴趣。其实,在教师对生物现象进行描述的时候,学生就已经对生物学习产生兴趣的萌芽,这时候,放手让学生在教师的指导下做实验,就可以有效地巩固学生的生物学习兴趣。另外,还可以培养学生的实践能力。
四、给予积极的教学评价,强化学生的生物学习兴趣
虽然兴趣是一种积极的推动力量,但只有在保持兴趣稳定的前提下,才能发挥它的积极作用。但是对于高中生来说,对于兴趣还不能够保持长时间的稳定。因此,教师必须要强化学生的生物学习兴趣,在学生取得成功或者有了进步以后,给予其及时的鼓励和表扬,从而有效地强化学生的生物学习兴趣。因为获得成功是每个学生的愿望,而教师给予的积极评价可以使学生体验到成功的喜悦,进而强化学生的生物学习兴趣。
【生物博士论文参考文献】
[1]蔡继明.浅谈生物教学中学生学习兴趣的培养[J].科学大众,2016(3).
在教学的过程中,如何在轻松的气氛中让学生学好知识是我一直的探求方向。学生是主体。因此,在教学之前,认真细致地研究教材,研究学生掌握知识的方法。通过钻研教学大纲和教材,不断探索,尝试各种教学的方法,这些都是必不可少的前提。作为生物课单单做好这些还远远不够,要让生命活动的过程留在学生的记忆中。提高学生学习生物的兴趣和提高课堂的时间效率是关键。
首先,我常常利用网络资源、各类相关专业的书报杂志了解现代生物科学的动向,搜集一些新的生物学成果介绍给学生,以激发学生的学习兴趣,也开拓自己的教学视野和思维。我在教学中,同时也鼓励学生收集身边有关生物的问题,在课堂上开辟一片互相交流、互相讨论关注问题的天地。通过这样的资料互动形式把课堂教学与社会生活联系起来,体现生物学科的社会性一面。
其次,教育心理学研究表明:人的认识活动总是和情感紧密联系的,是在情感的推动下进行的。教学中,我常组织学生参加丰富多彩的生物课外科技活动,如生物标本制作,小论文的撰写,创意作品,还与开展昆虫名称的认识比赛。丰富多彩的生物课外科技活动符合学生的生理和心理成长规律,既扩大学生的知识视野,激发求知兴趣,也增强他们学习生物学的积极性和主动性。通过课外科技活动把生物课堂延伸到课外,为他们发展自己的爱好和特长提供了机会,通过发现、探索和解决一些生物学问题,了解生物科学在人类生存和发展以及现代化建设中的使用,更有助于学生的兴趣、爱好升华为理想和志向,有利于因材施教和培养生物科学的后备人才。
再次,教育心理学的研究还告诉我们:具体的东西比抽象的东西容易被感知,人获得知识是通过各种感觉器官来感知的,使用的感官越多收获也越大。因此,课堂上,我习惯通过媒体影片、实物观察、实验操作、挂图演示、实地参观、事例说明、角色扮演等手段把复杂的问题简单化处理后呈现在学生面前,让学生学得更轻松也让学生能够更多的参与到课堂之中得到更多的操作技巧。同时,课堂上我重视德育的渗透工作,让学生在学习生物知识的同时,陶冶他们爱自然、爱科学、爱祖国、爱劳动的思想情操,树立关心生态环境等的思想,促进学生全面发展和个性培养。
通过两年的努力,我根据生物学科的特点,迎合学生好奇心强的特性,大胆地进行课堂改革。把课堂与生活拉近,以形式多样的探究活动为主,让生物课的范围扩大到生活的方方面面。教学上基本创建了一个师生同乐,以生为本的课堂氛围,学生们都喜欢我的课,所教班级的生物统考成绩均能保持前列。同时,教学过程中,我善于总结经验,撰写学术论文,和同行进行交流,提高自己的专业知识,20**年撰写的论文《浅谈生物课教学中的趣味教学》获**区优秀教育论文二等奖并在学科论文交流大会上宣读,创新活动设计方案获禅城区20**年度一等奖。我积极地担任学校的生物公开课任务,积极参与区镇有交流活动、培训课程,提升自己的教学能力。
关键词:课程价值;教学内容;教学方法;素质教育
《基础生物学》课程是大部分高校生物工程专业开设的一门专业基础课,由于其涉及领域宽,涵盖范围广,而且随着生命科学的日益发展,不断地涌现出新的理论和技术,给《基础生物学》的教学工作带来了极大的挑战。因此,作者针对在该课程教学中遇到的实际问题,结合本学科课程设置的目的,提出如下的教学模式探讨。
一、提高对《基础生物学》课程价值的认识
生物科学和信息技术是影响21世纪人类生产、生活的两大重要学科。近20年来,世界各国越来越充分认识到生物技术在高科技领域中的特殊地位,并予以高度重视。生物工程专业《基础生物学》教学的任务是按照生物工程培养目标的要求,使学生具有从事社会生产、生活和继续学习所必需的生命科学基础知识和能力,树立生命科学的观点,培养科学的思维方法和科学态度,使学生形成较强的创新意识和创造能力。由此可见,《基础生物学》的教育是素质教育的重要组成部分之一,并越来越显示出其重要意义。
二、注重教材建设,精选教学内容
对于工科院校学生而言,由于缺乏基础生物学的相关背景知识,如果按照以往传统教材内容按部就班地授课,很可能导致学生的理解难度增加,降低学生的学习兴趣,也容易造成学生把握不住学习重点,不能对所学知识灵活运用。我们根据生物工程专业课程体系的设置特点,对《基础生物学》课程教学内容进行优化设计,分为4个部分,并组织相关专业方向老师分别进行讲授。第一部分内容主要为细胞、分子和基因工程的基本知识,考虑到在后续课程中还将开设《细胞生物学》《动植物细胞工程》《分子生物学》等专业课程,还会对相关知识进行详细介绍,因此,对该部分内容只做简要介绍,将学生以往学过的知识进行回顾和衔接,多介绍一些相关领域的研究进展和动态,重点补充一些遗传学和基因工程技术在生物工程领域的应用及取得的相关成果等,以提高学生的兴趣;第二部分主要为植物学的内容,由于农业生物技术是我校生物工程专业设置中的主要方向之一,因此对植物学内容进行了增加。
三、改进教学方式,丰富教学方法
1.探索多种教学方式,培养学生的自学能力
突出学生在受教育中的主体地位,在教学中融入生物工程国内外前沿科研成果,引导学生课外自学,组织课堂讨论,培养学生的自学能力;积极引导学生参与教学过程,对一些颇有争议的前沿话题组织学生课堂讨论,增强师生互动,激发学生的学习兴趣;引导学生积极通过网络、图书馆数据库等各种渠道查阅文献,了解课堂知识的最新研究进展及相关动态,学习撰写简单的学术报告,训练学生的自学能力,提高学习效率。
2.以科研项目为驱动,丰富理论教学中的实践探索
我院位于经济发达的长三角地区,与生物工程以及现代农业技术相关的公司企业较多,并且公司注重科技创新,与生物工程专业有较多的产学研合作项目。在理论教学过程中,我们不断革新理论教学内容,紧密围绕当地生物工程产业发展要求,结合专业的科研特色,把与生物工程技术相关的教师科研项目作为案例引入理论教学中,以科研项目和成果促进和更新课程教学内容,提高学生的实践水平,增强学生对理论知识的掌握,大大加强了《基础生物学》课程的特色。科学研究促进理论教学并服务于地方经济,可提高人才培养质量。
3.改革考核形式,深化素质教育
课程考核是评价教学效果的重要环节,相对于传统的闭卷考试,本课程灵活采用闭卷考试和平时成绩并重的方式,即将课程的考核评价体系拆分为闭卷考试方式与组会讨论、课题答辩、论文报告、实践探索等平时成绩相结合,更加全面、客观地评价学生的综合水平,进一步强化学生的素质教育。论文报告要求学生自主选题,通过查阅文献,就某些前沿或有争议的话题,结合分组讨论、课题答辩等方式,撰写论文,对写作优秀者加分。
参考文献:
[1]林跃鑫,林琳,谢必峰,等.生物工程专业教学内容与课程体系改革初探.化工高等教育,2005(84):27-30.
[2]崔凤杰,孙文敬,黄达明,等.生物工程专业培养方案的修订与实践.轻工科技,2013(173):142-144.
关键词:多元考核方式 改革与实践 分子生物学
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(a)-0042-02
Multiple evaluation system construction based on
student ability training
Wang Fei,Li Hongbin,Ren Linchang,Shi Feng,Yan Jie,Ge Juan
(Life Science College of Shihezi University,Shihezi Xinjiang,China 832003)
Abstract:Discussing the curriculum effective appraisal system mode through reform and practice of assessment.Utilizing Molecular biology course as an example,A comprehensive curriculum performance was constructed through different proportions of capacity grade, class presentation,midterm and final grades,especially increasing the proportion of capacity grades including chapter summary,class presentation and short papers,the aim of curriculum reform and practice is to emphasize on capacity and quality training,to build a diversified evaluation system,and to promote the consciousness and enthusiasm of students,to reflect student learning situation objectively.These discussions will help to further curriculum examination reform,to improve student overall quality and ability of innovation,to enhance the teaching quality and teaching management efficiency of Molecular biology.
Key words:multiple assessment methods;reform and practice;molecular biology
考试是教学工作的重要组成部分,是评价教学效果的重要手段,在教学中正确地开展考试活动,对于了解课堂教学的现实状况、加强课堂教学的有效性和学生能力培养具有重要作用。高等院校的原有考核方式对促进学生有效掌握教学中的基本知识、基本原理和技术具有积极作用,在一定时期促进了人才培养目标的实现。然而,随着科学技术的飞速发展和教育体制改革的不断深入,社会对人才的要求和标准发生了变化,高等院校的人才培养目标也进行了多次的修订,这就对具体的课堂教学以及对于课堂教学具有重要考评意义的考核方式提出了新的要求[1~2]。
生命科学领域学科各专业的专业基础课包含众多,如分子生物学、生物化学、遗传学等,其内容广泛,涉及知识面广,在教学内容上需要记忆的内容很多。尤其是分子生物学课程与无机化学、有机化学等前导课程联系紧密,同时又是生命科学专业的其他基础课如免疫学、细胞生物学等后续课程的基础,分子生物学课程知识掌握的好坏直接严重的影响着后续课程的学习。因此,深化分子生物学课程的教学改革,尤其是加强课程考核改革对于教育教学管理和教学质量提高具有重要意义。
在以往的分子生物学课程教学过程中,因学时少,教学内容偏重基本原理且较多,因此,通常采用课程结束时闭卷考试。考试中理论性、概念性、原理性的知识和技术的内容偏多,需要记忆的内容多。这种一次性的终结考试方式,虽然能够在一定程度上起到督促学生学习和掌握课程知识的目的,但是也具有一定的不足,如学生平时的课堂学习不认真,考前死记硬背,考试后全部还给老师等等。这种考核评价方式,不利于学生综合能力的培养,也会严重地影响后续课程的学习;不利于全面、真实考核学生掌握课程知识的能力;不利于调动和发挥教师进行教学研究和课程改革探索的积极性[3~4]。
为了达到科学考评学生学习效果、提高学生的综合素质和能力、促进教学改革及进一步提高课堂教学质量的目的,分子生物学课程考核评价方法的改革势在必行。为此,笔者以分子生物学课程教学为例,在具体的课程教学过程中,对考核方式进行了改革探索,淡化一次性终结考试对学生成绩的影响,引进形成性考核评价因素,构建多元化考核体系,使形成性考试得到强化并与终结性考试相结合,最终使学生有效掌握课程知识并在综合能力方面获得提高。
1 考核方式的改革与实践
高等院校培养学生的目的与中学生显著不同,不仅要使学生掌握课程知识,更重要的是提高学生的能力和综合素质,使学生学会“如何学习”[5]。在这个过程中,主要是调动学生的主观能动性,充分发挥学生积极主动的因素和创造性。能力的培养和知识的掌握是密不可分的,然而,知识掌握得好可以取得高分,但并不一定说明其能力就强,在现实教育中,学生中普遍存在“高分低能”现象也说明了这一点。为此,笔者以石河子大学生命科学学院本科生分子生物学教学过程中,在考核评价方面进行了改革尝试,推行形成性考试方式,注重学生学习过程的管理和评价。在考核方式中,除了卷面成绩之外,最终的考评部分有注重能力成绩的组成,包括课程章节总结、课堂报告和小论文等几部分。
章节总结安排的目的主要是为了促进学生的平时学习及对教学内容的复习。在课程教学的每一章结束后,要求学生做好章节小结,通过主动思考、总结对内容进行有逻辑的整理和复习,以分段的形式让学生掌握教学内容。学生通过自己的章节总结,教师则在课堂上对优秀的总结进行展示和点评,从而促进学生间的学习交流。实践表明,这样的章节小及报告有助于调动学生学习的主观能动性;引导学生主动学习、积极创新;培养学生边学习、边复结的良好学习习惯;另一方面,有利于教师对学生学习能力、学习方法和学习过程了解和客观评价。
课堂报告主要目的是以专题的形式让学生进行课堂报告,培养和锻炼学生的综合表达能力。根据课程教学内容,学生可以按照教学大纲对自己感兴趣的内容进行扩展,如:抗生素的抗病机理、基因工程等专题,除了课本中的内容之外,学生自己在课下查阅相关资料进行自学。通过这一自学过程,将课程教学内容中的重点、难点进行总结归纳,同时写出专题报告在课堂上和全体学生进行交流和讨论。这种课堂报告不仅让学生加深了对课程知识的理解和掌握,还了解了不同内容之间的相互联系,同时,对于学生的整理归纳能力,以及逻辑思维和表达能力都会获得显著的提高。
小论文撰写这一教学手段,主要由学生根据自己的感兴趣的知识点进行思考和分析,充分利用网络信息资源和图书馆丰富的资源,通过查阅大量,了解所感兴趣知识的最新研究进展和研究热点,结合自身的学习需求,写出小论文。在小论文撰写的过程中,有利于加深学生对某些问题的理解和掌握,同时,可联系相关的知识点,做相对宏观的分析比较。从学生递交的小论文来看,学生对于这种学习方式积极性很高,反映了现在学生的兴趣宽泛,常常会迸发出一些有意思的想法,很多学生能够写出一些图文并茂、有新意的小论文。
此外,加强平时成绩的考评。平时成绩主要包括课后作业、课堂测验及课堂提问。其中课后作业主要是为了让学生对课程重点教学内容进行及时的复习,让学生理解、巩固课堂讲授的知识点。课堂测验主要是采取课堂随机抽查的方式,主要检查一些需要学生重点掌握的内容,通过这种方式,起到督促学生按时上课、注意听讲从而达到掌握课程知识的目的。课堂提问则是针对课程的重要知识点对学生进行提问,根据学生回答,当场给出成绩。通过这种教师和学生之间面对面的交流,教师能够随时发现学生对所学内容理解的情况,并及时进行纠正和补充。
通过教学实践实施以及实践后的调查和分析,考核形式的多样化,不仅能够促进学生掌握课程的基本理论、基本技术、基本知识和技能,同时,可以充分调动学生的学习积极性和促进学生分析问题、解决问题等综合能力的提高。
2 展望
在科学技术飞速发展和教育改革不断深入的今天,如何通过考核使学生在获取知识的能力、在具体的实践中分析问题和解决问题的能力、在课程教学延伸中的探索创新能力获得提升,是一项长期的系统工程。淡化一次性终结考核,注重和推行形成性过程考核,还有许多工作需要进一步深化。同时,也可以鼓励学生参与具体的考核方式,充分发挥学生的主观能动性。这些改革同时也需要教师付出更多的时间和精力,此外,教师也应充分发挥考核的反馈调节,通过考核后的调查,对调查结果进行整理与分析,并提出具体的改进措施来指导后续的教学过程,不断提高教学质量。总之,考核方式的改革是每位教育工作者的责任,任重而道远,对于促进教育教学改革和提升教学质量意义重大,对于培养新世纪的复合型创新人才产生重要的积极作用。
参考文献
[1] 沈良斌,祁嘉义,冒小.深化高校考试改革,培养创新人才[J].江苏高教,2006,3:91-93.
[2] 蓝琳,姚桦.论素质教育培养模式下的高校考试改革[J].职业时空,2010,6(11):77-78.
[3] 李林,张宇辉,郭晓强.实施“三位一体”教育,构建综合型教学与考核模式[C]//首届全国生物化学与分子生物学教学研讨会.2007:165-167.
关键词 生物工程;综合性实验;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)10-0130-02
1 前言
生物工程是一门新兴的综合性应用学科,是以生物学的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,定向地改造生物或其功能,创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能的新兴技术,包括发酵工程、酶与蛋白质工程、细胞工程、基因工程四大工程。生物工程理论和技术突飞猛进地发展,在农业、食品、医药、化工、环境等行业的应用也越来越广泛。
生物工程也是一门实验性和应用性很强的学科,以培养应用型人才为主,要求学生除了掌握基础的生物工程实验方法外,还要具有整体实验的综合安排能力[1]。实验教学环节不仅是培养学生综合素质的重要方面,也是培养学生动手能力和创新能力的重要环节,在实验中加深学生对理论知识的认识和理解。目前,许多高校生物工程专业实验大多是依附于各门理论课,而且实验内容相对分散,以验证性实验为主,学生在教师的指导下按照规定内容完成实验,处在被动学习地位,抑制了学习的积极性和主动性,影响生物工程专业实验的教学效果[2]。因此,笔者对河南中医药大学药学院生物工程专业学生(2013级)的生物工程综合实验课程进行了一些改革和探索。
2 开展生物工程综合性大实验
制定生物工程实验课程教学大纲 根据本专业人才培养定位和实验开展情况,参考兄弟院校生物工程专业实验的开展项目内容,组织教师制定了详细的实验大纲,通过了教务处组织的实验项目论证,同时组织学科教师编写了《生物工程专业实验》教材。制定教学大纲遵循的原则包括:减少重复性实验,体现专业实验的整体性、连贯性;减少验证性、演示性实验,多开设设计性、综合性实验。
在课程安排上,生物工程实验开设在大三第二学期。在前5个学期,学生已经学习过生物工程基础课和专业课,包括细胞生物学、生物化学、工业微生物、分子生物学、基因工程、细胞工程和蛋白质工程等课程,所以在实验项目设置上,避免开设与细胞生物学、分子生物学、基因工程等课程重复的实验,注重综合性实验的连续性。最终确定的生物工程实验教学大纲包括10个小的实验单元:1)碱裂解法小量制备质粒DNA;2)DNA琼脂糖凝胶电泳;3)聚合酶链式反应(PCR);4)DNA的限制性酶切及纯化;5)质粒载体与外源DN段的链接;6)连接产物转化大肠杆菌;7)抗生素平板筛选重组转化子;8)原核表达载体的诱导表达和检测;9)大肠杆菌发酵培养及表达产物的纯化;10)纯化蛋白的细胞学活性检测。
开展综合性实验 在传统的实验教学中,以验证性实验为主,学生只要根据实验教材,按教师制定好的实验步骤,利用实验教师已经准备好的实验试剂和实验器材,在教师的指导下即可完成。这种机械式完成实验的方式,实验教学效果很差,无法引起学生的兴趣,更加难以培养学生的动手能力和操作能力。在这种情况下,制定生物工程综合性大实验。如“丹参病程相关蛋白的原核表达及纯化”,实验设计依托学科教师的科研课题“丹参病程相关蛋白基因SmPR10的克隆及功能研究”,通过对丹参病程相关蛋白(Pathogenesis-Related Protein,PR Protein)为研究对象,通过SmPR10蛋白在大肠杆菌中的原核表达、纯化以及活性检测进行实验,深入了解生物工程表达异源蛋白的原理,掌握生物工程的实验操作,巩固和检验已学的理论知识,为毕业论文和走向工作岗位打下基础。
该实验综合了分子生物学、基因工程、蛋白质工程、发酵工程、生物分离技术和生物反应器的基本知识,要求学生通过病程相关蛋白的制备了解生物工程的相关基本操作,掌握DNA重组、载体构建、微生物菌种保存与培养、目标蛋白的分离提取等专业实验技能。在综合性实验过程中,培养学生的科学思维, 提高学生综合运用所学知识解决实验中遇到的实际问题的能力。
在实验操作过程中,允许学生的实验结果不尽如人意甚至失败,但是一定要注重强调学生对自己实验过程中所得结果进行分析和解释[3],找出实验问题所在,然后修订实验方案,进行下一步实验。综合性实验有利于拓宽学生思路,培养学生整体安排实验的能力,打破过去传统的实验教学方法,改变在传统实验教学过程中由教师领着学生走的现象。
集中时间安排实验环节 因为生物实验周期长,同时生物工程综合性大实验对实验的连续性要求较高,将学校安排的每周4个实验学时改为4个学时为一个实验单元,每次完成综合性大实验的一个实验项目,而且集中在每天下午开设实验课,体现了综合性大实验的连贯性、完整性和科学性。
改革实验成绩评定办法 以往的实验课成绩完全由形成性成绩构成,主要有考勤、提问、实验报告和最终测试3部分组成。实验报告在最终实验成绩中所占比重较大。有些学生在实验过程中不认真做实验,最后为了写出好的实验报告,就会出现编撰数据甚至抄袭其他学生实验报告的不良行为。
为了体现以学生为中心的教学理念,调动学生实验的积极性,计划在以往实验课成绩评定的基础上建立新的实验成绩评定办法。平时成绩除了考勤、提问外,还重点考核学生对实验资料的收集和对实验文献的查阅情况,以及实验数据的记录、团队合作能力、实验中的操作规范、独立思考能力等。同时引入学生自评、互评和科研小论文的书写,通过每次实验结束时的总结讨论和学生自评、互评,使学生参与到实验结果和实验问题的分析与讨论,加强学生和教师之间的交流,整个生物工程综合性大实验完成后,要求学生以学术论文的形式写作科研小论文。
科研小论文的写作要求完全按照正规学术论文的写作要求。正文之前部分包括题目、作者、作者单位、摘要、关键词(3~5个);正文部分包括前言、实验方法、结果与分析、讨论4部分,要求层次分明;标题层次不得多于3层,采用1、1.1、1.1.1方式。前言部分包括研究背景、国内外研究进展和实验意义。结果与分析是对实验过程中所记录的实验数据和实验现象进行科学的处理,客观地对实验结果进行分析和描述。讨论部分则是对整个实验的分析讨论,如果得到预期的实验结果,对实验过程中的关键步骤进行分析;如果没有获得预期的实验结果,则要分析实验过程中失败的原因,找出问题所在。科研小论文最后要求列出参考文献(不得少于3篇)。
通过科研小论文的写作,锻炼学生写作科学论文的能力,为最终毕业论文的写作奠定基础。
引入先进工程设备 在以往生物工程实验室中,发酵实验都是在摇床上用不同规格的三角瓶来完成,与实际工厂生产过程相差较大。为了培养合格的应用型的生物工程专业人才,购置了6台10 L小型全自动生物发酵罐、1台30 L种子罐和1台300 L的全自动生物发酵罐,可以开展从小试到中试的发酵实验,使得发酵工程实验中的啤酒发酵实验和红霉素发酵实验如同在缩小的工厂进行,整个发酵过程的参数一目了然,使学生了解生物发酵的全过程,掌握发酵接种技术以及发酵过程中温度和pH控制、氧气的供应、添加补料、发酵液的后处理等生产工艺,学习到现酵车间的先进生产技术。
在生物工程综合性大实验开展过程中,采用先进的实验技术培养学生。如在质粒DNA提取过程中,采用试剂盒提取质粒DNA,这是国内外分子生物学实验室的主流方法(而不采用配制试剂、最后酚氯仿抽提的方法提取质粒DNA),同时给学生讲解质粒提取的原理。在PCR实验单元,采用进口的Takara所产的DNA Taq酶和dNTP试剂,让学生手动加入每样试剂,同时讲解每样试剂的作用,复习PCR的实验原理。
3 结语
通过开设生物工程综合性实验,不但巩固了学生以往所学的理论知识,也培养了学生动手操作的能力,给予学生在一个综合性实验中整理安排实验的训练,为学生走向工作岗位打下坚实的基础。生物工程专业实验教学的改革还需更多的探索和实践,改革实验课程的教学方法和教学内容,培养学生动手操作的能力、发现问题和解决问题的能力,最终培养出合格的应用型生物工程专业人才[4]。
新的生物工程综合性实验对教师也提出更高的要求,所以教师也要不断学习新知识、新技术,提高自身的知识水平和业务能力,保证实验改革的顺利进行。生物工程综合性实验改革的探索虽然取得一定的效果,但还有许多不完善的地方和需要解决的问题,如整个实验体系的设计中工科部分所占比例相对较弱,主要受限于学校、学院和学科的特点,这一部分还需要进一步加强和改进。
参考文献
[1]肖连冬.生物工程综合性专业实验的教学改革与实践[J].广东化工,2009,36(8):311-317.
[2]刘胜贵,付明,张俭.生物工程大实验教学模式探索[J].实验技术与管理,2007,24(2):126-128.
关键词:研究生培养;实际需求;分子生物学;探索
中图分类号:G643.2 ?摇文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)03-0046-02
随着生物科学技术的飞速发展,生命科学各学科之间的交叉渗透日益显著,而在生命科学领域的各项核心课程之中,分子生物学已逐渐成为联系其他学科的枢纽性课程和众多新兴学科的基础性课程。生命科学各专业的研究生,对分子生物学知识的理解和掌握程度,直接关系着后续开展研究生课题设计及进行毕业论文实验研究的质量与水平,因此,如何让学生真正做到学以致用,让分子生物学的理论和实践知识为研究生课题设计服务,已成为判断该课程教学效果好坏的关键问题[1]。分子生物学是从生物化学这门课程中独立出来的一门课程,它的核心内容是基因的表达与调控,这构成了整个课程的主干部分,与此相关的众多内容组成了课程的枝叶部分,传统的教学方法往往注重分子生物学理论机制的讲解,而将实验教学独立开来,这种教学模式对即将进入实验室开展课题设计和研究工作的研究生来讲,存在明显的缺陷。原因有以下三点:首先,生命科学相关专业的研究生与本科生相比,已具有一定的分子生物学理论和实验基础,其理解能力也更强;其次,研究生与本科生对于课程的预期不同,研究生马上面临独立地开展学位论文的课题设计,对课程学以致用的要求会更高一些;再次,由于研究生的本科背景及自己所学专业等方面存在着较大的差别,其学习的基础参差不齐,因此每个人对课程的要求也不同。因此,分子生物学的研究生教学工作需要更多地考虑研究生的实际特点,针对性地开展教学模式和教学方法改革。本教学团队,注重从研究生教育的实际需求出发,通过几年的实践探索,已初步构建好研究生分子生物学的课程体系,并在教学工作中不断改进和创新,有力地促进研究生专业能力的培养,下面就已经开展的教学新探索加以介绍。
一、教材的选择与课程内容设置的探索
我们没有指定某一本书作为课堂教材,而是向学生介绍了几本分子生物学领域的经典著作,其中包括《现代分子生物学》、《医学分子生物学》、《基因的分子生物学》、《基因VIII》及《分子克隆实验指南》等,希望学生能尽可能地阅读并参考这些著作来学习。这样有助于学生从不同的专著中获取知识,通过不同作者的讲解与叙述,增加对分子生物学的全面思考和认识。
我们通过深入了解每位学生在本科阶段的相关学习情况,发现由于专业背景差别较大,很多学生即使学过了相关课程内容,对分子生物学知识的理解仍处于较浅水平。因此,在课程内容的设置上我们进行了改革,最终确认了“一条主线,三个基本点”的格局,主线就是分子生物学的核心:基因的表达与调控,三个基本点即三大基本过程:复制、转录及翻译。在课程设置上,我们也分为三大块,即分子生物学基本理论与知识、分子生物学实验技术和分子生物学专题知识,第一部分是课程的重点部分,包含了三个基本点的内容;后两部分是在第一部分内容上的进展和深入,基因的表达与调控成为贯穿三部分的一条主线,每一部分都紧密联系该主题。因此,理论课与实验课的教学内容设计都是围绕主线与基本点展开,使学生通过本课程的学习,在脑海中形成分子生物学的最基本理论体系,奠定良好的分子生物学知识基础。
二、了解学生的学习需求,使教学更加贴近实际
针对本课程结束后,学生马上就要进入实验室开展课题研究的现状,在开课初期给学生布置了一道课外作业题,即“与导师交流,了解自己研究生论文的课题方向和内容,提出你想通过分子生物学课程学习到的内容有哪些”。因为涉及到未来自己的课题及论文,每位学生都积极参与并完成了该项作业,总结学生的作业情况,我们发现不同专业研究生对本课程的需求存在着异同点,例如,基础医学专业的研究生对分子生物学新发现和新知识方面的要求较多,而药学专业的研究生更希望对分子生物学实验技术方面了解更多一些。根据这些反馈回来的情况,我们授课老师了解到了学生以后从事专业课题研究的基本信息,因此在后续的课程设计上根据各专业特点,有选择性地安排一些专题性质的课程内容,例如,增加了RNAi专题讨论课等,这样使我们的教学可以更加贴近学生的实际需求,受到了学生的广泛好评。
三、每节课都要有亮点
分子生物学与其他生物医学类理科课程类似,理论课教学中都涉及到很多比较枯燥的概念和复杂机制过程的讲解,如何保证学生在课堂上的专注力是能否获得好的教学效果的关键因素之一。为解决上述问题,通过集体备课我们对每节课的授课内容进行细致的分析讨论,一致认为除了进行传统的教学讲解以外,每节课都必须在内容上体现出两个以上的能激发学生学习兴趣的亮点内容,这些亮点与当堂课的核心内容有密切关系,在提高学生学习兴趣的同时还能帮助对核心内容的加深理解。例如,在讲DNA复制这节课的内容时,我们选取了发现半保留复制机制和发现冈崎片段两个著名实验的科学家故事作为亮点,教导学生如何激发自我的创造性思维;在讲解PCR技术的理论章节时,选取了授课教师自己做PCR实验中遇到的几个问题作为亮点,将理论课程与实际操作结合起来,通过提出问题、分析问题和解决问题的讲授方式,使学生对该项技术的理解更加深入。
四、实验教学着重锻炼学生的实验设计及实践操作能力
本课程还包括了分子生物学的实验教学工作,本着为研究生提供一个连续性锻炼动手操作机会的目的,我们设计了一个涉及分子生物学最根本也是最重要内容的综合性实验,即目的基因的克隆及鉴定。首先在理论课教学中采用讨论式教学方法,让学生对基因克隆的基本实验设计和操作流程有了初步的认识,然后采用连续不间断的时间安排,利用晚上及周末时间,让学生亲自动手完成样本制备,RNA提取,RT-PCR,目的基因片段的酶切、回收及连接,感受态细胞制备,转化重组子及筛选鉴定的各个实验环节,并对实验过程中及时发现问题进行课堂讨论和分析,进一步加深了学生对该实验的理解和认识,也培养了实验设计的基本思维,对其后续研究生课题的开展起到了很好的促进作用[2]。
五、引导学生培养良好的科研思维能力
锻炼好的科研思维能力是以后从事科研工作的根本所在,在分子生物学的课堂上,我们也采取了形式多样的教学方法努力引导学生培养自己的科研思维能力。例如,老师在讲授完基本理论知识后,提出一些有争议性的专业知识问题,让学生分组讨论,并拿出自己的观点,然后进行课堂辩论会,通过这种方式促使学生开动脑筋运用所学的知识去解决存在的问题,有利于学生科研思维能力的锻炼;我们还开展了课堂seminar活动,让学生根据自己专业及今后课题研究的特点,选取涉及到分子生物课堂知识的高水平SCI文章,通过自己的阅读理解,制作讲演PPT上讲台进行讲解,通过这个活动提高了学生查阅和分析外文文献的能力,对今后的课题设计也是大有裨益的[3]。
本着能让学生能够学以致用的原则,分子生物学课程教学紧紧抓住研究生培养和教育的特点,在教授基本理论和实验技术知识的同时,从研究生未来课题设计的实际出发,对授课内容、课程体系及构架等做了新的探索和尝试,已获得了初步的教学成果,但仍然还有许多地方有待改进和完善,相信通过不断的努力,分子生物学能成为一门助力生命科学各专业研究生教育的必备课程。
参考文献:
[1]李敏,陈必链.硕士研究生《分子生物学》(英文)课程的改革与实践[J].福建师范大学学报(自然科学版),2011,27(3):44-47.
1制定合理的带教计划,重点明确
实习学生在本院实习分子生物学的时间为4周。由于实习时间较短,带教老师应首先制定合理的带教计划,便于学生充分利用有限的时间掌握实习内容。在制定带教计划的过程中,不仅要结合学科的大纲要求,还应结合历届学生的学习情况和实验室的基本情况,制定最合理、最贴近实际的带教计划。由于本实验室开展的检验项目较多,而学生实习时间较短,实习内容不可能面面俱到,因此在带教计划中将带教内容分为4个类别,即熟练掌握、基本掌握、熟悉和了解。例如,分子生物学实验室的分区制度、工作流程、乙型肝炎病毒DNA检测等纳入实习生应熟练掌握的内容。有侧重点的带教可以让实习学生在有限的时间内牢固掌握常用检测项目的原理、操作方法、注意事项、临床意义等,有助于学生在以后的工作中进一步由点到面地进行分子生物学检验知识的学习。
2注重岗前教育,树立整体意识
为引导实习学生转变角色,保证实习质量,岗前教育是必不可少的。分子生物学实验室对设备、环境和操作人员有较高的要求,因此在实习学生进入分子生物学实验室前,应首先对其进行岗前教育,包括分子生物学实验室基本情况、分区制度及相关工作流程等。并且要求学生实习前仔细阅读实验室管理文件和标准操作规程(SOP)文件,着重学习分子生物学实验室各区的工作制度、各项目检测操作规范、质量控制、生物安全防护及标本接收、处理和保存等内容,使学生对实验室工作有初步的认识。学生进入实验室后,带教老师应首先引导实习学生按照区域流向制度依次参观各实验分区,系统地向其介绍各检验项目的检测原理及临床意义。然后,根据带教计划的侧重点,选择常用检测项目,结合项目介绍主要相关仪器设备的工作原理、操作程序、日常保养及记录登记,让实习生树立整体意识,对实验室的工作有全面的了解。
3加强操作训练,培养质量控制理念
分子生物学的发展速度较快,学生在校园内依靠有限的教学设备和较少的实验课时难以掌握分子生物学的基本技术。因此,实习学生在进入临床实验室后,对很多仪器设备较为陌生,操作过程中难免存在不规范之处。再加上分子生物学检验对实验操作的要求比较高,因此在指导学生的过程中,应给予学生尽可能多的实践机会,使其不断进步。首先,带教老师必须从最基本的实验操作出发,边操作示范边讲解相关知识,重点强调操作要点和关键步骤,指出注意事项并说明原因。然后让学生实际操作,带教老师在旁给予指导,并当场纠正操作中出现的错误,让学生记忆深刻。通过操作示范和指导,带领学生逐步完成规定的实验操作项目。此外,带教老师应尽量多地创造机会让学生动手,加强对学生的监督,让学生能够熟练掌握各项目的检测操作步骤和操作规范,在短期内提高学生的动手能力。准确的检验结果是检验医学的生命。检验结果出现较大偏差会对患者诊治产生影响,甚至引起医疗纠纷。分子生物学检验是繁杂有序且细致的工作,从标本接收、标本前处理、DNA提取、扩增分析到报告发放的任何一个环节都不得有误。因此,带教老师应注重培养学生全面的质量控制理念。带教老师在带教过程中,需要根据岗前教育的内容,对各个操作环节的影响因素进行细致分析,并向学生讲解相应的质控措施,重点说明标本质量判断标准、实验操作规范、仪器设备校准、质控参数设定、结果处理、报告审核与签发等内容。在学生进行实际操作时,带教老师应做到“放手不放眼”,对学生严格要求、持续关注,一方面保证检验质量,另一方面也能培养学生严谨的工作作风和良好的工作习惯。
4科学考核,严把实习质量
在学生实习期满时,应按照要求对其进行考核。本实验室对实习生分子生物学检验的考核内容包括如下两方面。(1)基本操作考核:实习生需独自完成规定标本的乙型肝炎病毒DNA检测。带教老师根据学生的操作流程、操作规范程度、检测结果准确性进行打分。(2)理论考试:内容涉及分子生物学的基本理论、实验室分区、标本采集及保存、质量控制、常用检验项目的简要操作流程或项目检测的临床意义、污染预防措施等。通过考核,带教老师能了解实习学生对实习内容的掌握情况,对实习学生掌握不佳的知识点再加以指导,为保证实习质量把好关。
5引导学习前沿知识,培养科研思维
由于教材更新一般都滞后于学科的发展,因此为了弥补分子生物学教材和临床实践应用脱节的缺陷,带教老师还应尽量引导学生学习专业相关前沿知识,提倡学生广泛搜集、阅读文献和专业书籍,使学生能够了解最新的学科进展。当然,这对带教老师也提出了较高要求,需要不断加强学习,掌握新知识、新技术,为学生做好表率。此外,学生实习期间还需完成毕业论文,对于承担毕业课题指导任务的带教老师而言,还需注重培养学生的科研能力。如果条件允许,带教老师可以让学生参与相关科研课题的研究,使其能够在完成毕业论文过程中,通过搜集、整理文献巩固基础理论知识,了解新的研究进展;通过实验设计熟悉和掌握多种实验方法;通过撰写毕业论文提高科研写作水平。科研和教学相辅相成,既丰富了分子生物学带教内容,又激发了学生的科研思维和提高了学生的科研能力。
6小结
关键词:精品课;微生物学;微生物学实验;教学改革
“微生物学”是一门生物学科的必修基础课程。微生物学的发展对探索和揭示生命运动的规律,推动自然科学的发展起着其他学科不可替代的重要作用。微生物学与现代遗传学、生物化学、细胞生物学和分子生物学等前沿学科有着不可分割的密切联系。微生物学教学对于获得微生物学知识、掌握微生物生命活动的规律、了解微生物与人类和自然界的关系、掌握微生物学的研究方法、提高分析问题及解决实际问题的能力等均起着非常重要的作用。经过多年努力,使微生物学成为北京师范大学校级精品课程。我们将在以下几方面继续努力,使这门课程向更高的目标发展。
一、打铁先得本身硬:教师素质提高
作为教师,既要热爱教学工作、懂得教育教学的规律,又要有过硬的专业知识。在知识快速更新的今天,要想打造一门高质量的课程,就需要教师不断提高自己。
1.不断学习,提高自己,积累素材
几年来,微生物课程组的教师利用多种途径学习和积累与教学有关的知识,如从报纸上、专业期刊杂志上、网络上等多种途径收集和积累教学资料。多年来收集了许多的文字资料。
积累了几十个视频小动画,建设了教学图片库,收集了多所兄弟院校的微生物学课件等。既积累了教学素材,又在这个过程中提高了自己的专业知识水平。
2.整体作战,梯队建设
中青年教师虚心向老教师学习,老教师认真传帮带。几年来,始终坚持课程组教师一起研究和分析教材。在老教师的指导下,中青年教师在教材编写、教学研究过程中不断成熟,逐渐肩负起教学的重任。
3.同行交流,取长补短_
积极参加全国教学研讨会,并多次在大会或小组报告会上介绍北师大的教学情况,与同行进行交流。与北京大学、武汉大学、南开大学、中国农业大学、湖南师范大学、华南师范大学、河南师范大学、陕西师范大学、山东大学与河北师范大学等多所高校的微生物学同行建立了密切的联系,并进行微生物学教学内容、教学改革等方面的交流,吸取兄弟院校的先进经验。
二、兵马未到,粮草先行:教材建设
国内外有许多特色的微生物学教材,具有内容丰富、插图精美、体系完整等特点。这些教材特别适合综合性院校微生物学课程。而师范院校微生物学课程的课时都较少,大都没有设置微生物学专业,也缺乏相应的微生物学后续课程。因此,师范院校微生物学课程迫切需要一本简明扼要、重点突出的微生物学教材,几年来,微生物课程组的教师认真研究学习了许多国内外优秀的微生物学教材,学习这些教材的优点和特色、内容的先进性、编排的技巧性等,打造优秀的师范院校微生物学教材。
黄秀梨主编的《微生物学》于1998年由高等教育出版社出版第一版,2003年由高等教育出版社出版第二版,并被列为面向21世纪教材,荣获2006年北京高等教育精品教材,2006年与其配套的教学辅助光盘由高等教育出版社出版。黄秀梨主编的《微生物学实验指导》于1999年由高等教育出版社、施普林格出版社出版第一版。林稚兰、黄秀梨主编的《现代微生物学与实验技术》于2000年由科学出版社出版。这三本书组成了从本科生到研究生的系列微生物学教材。黄秀梨与辛明秀主编的《微生物学》第三版和《微生物学实验指导》第二版即将在“十一五”期间由高等教育出版社出版,这两本书均被列为国家“十一五”规划教材。我们将继续把教材建设作为课程建设的一个重要的组成部分,争取使《微生物学》第三版和《微生物学实验指导》第二版成为高质量、高水平的优秀教材,同时促进微生物学课程建设。
三、教什么:教学内容和教学体系优化
1.教学内容和体系的凝练
根据师范院校微生物学课程特点和规律,课程组认真研究教材,凝练本学科最本质和最核心的教学内容。认真处理好微生物学教学内容中与生物化学、遗传学、细胞生物学和分子生物学中相互交叉的内容。在微生物学实验教学中,将微生物学实验整合为五个模块,分别为形态结构观察(细胞水平)、目的微生物的分离纯化(群体水平)、微生物生理生化反应及理化因素对微生物生命活动的影响(生理生化水平)、微生物遗传与免疫(遗传免疫水平)和细菌系统发育学分析(分子水平)。五个模块分别从不同水平和层次研究微生物生命活动的规律。通过凝练教学内容,重点突出,使学生在短时间的教学中抓住本学科的重点。
2.把最新的研究进展引入教学
微生物学研究发展很快,教学中要把微生物学最新研究结果及最新实验技术手段引入教学。如:微生物基因组研究的意义及研究结果,不可培养微生物(uncultured microorganisms)的研究及意义,原核细胞中线状染色体的发现,巨大细菌的发现,三域学说与微生物系统发育学研究,极端环境微生物学研究等。介绍与微生物学有关的诺贝尔最新获奖项目,如朊病毒(1997年)是疯牛病等的病原体、幽门螺杆菌是引起胃癌的病原体(2006年)。将最新的微生物学技术手段引入实验教学或在教学中加以介绍,如:荧光原位杂交(FISH),变性梯度胶电泳(DGGE),限制性酶切片断多态性分析,16S rDNA序列分析方法在细菌系统发育学中的应用等,既丰富了微生物学的教学内容、提高了学习兴趣,又使学生了解到最新的研究进展,同时也认识到,随着科学技术的发展,各学科相互渗透,相互促进,共同推动学科的发展,使探索生命运动规律的研究不断深入。
3.专家讲座,开阔眼界
多年来我们多次邀请专家进行专题讲座,如近年邀请了中国科学院马延河教授进行了题为“极端环境微生物学”的讲座,使学生了解到,即使是在极端的环境中也存在着丰富多彩的微生物世界,极端环境微生物是宝贵的微生物资源。请中国农业科学院的王磊副教授进行了题为“分子微生物学实验技术”的讲座,使学生了解最新的微生物学实验技术及所能解决的实际科学问题。通过专家讲座丰富微生物学的教学内容。
四、怎样教:教学方法和手段
在把握教材内容的前提下,合理的教学方法和手段是实现教学目的的保证。应用科学合理的教学方法和手段把条理化的知识体系传授给学生。
1.注重各部分内容的内在联系,体现知识的整体性
在教学中注重各部分内容和知识点之间的联系,如在理论课教学中将微生物的形态结构、生理生化、遗传与变异、微生物生态、微生物在实际中的应用等知识有机的联系为一个整体。在每一个部分的教学中,挖掘这部分内容与教材其他部分内容的联系,从而使学生获得
相互联系的完整的知识体系。注重结构与功能之间的联系,在讲述微生物的形态结构时,注意与其功能相联系,在讲述基本原理和基本功能时,适当点明与其对应的结构基础。注意理论与实际的联系并通过学习各种环境中微生物类群的结构特点和代谢特点等,了解微生物与环境的适应性及微生物与自然界和人类的关系。
在实验课教学中巧妙设计实验方案,将微生物学实验整合为五个模块。五个模块各有侧重,交给学生一个内容丰富、又相互联系的实验体系。
2.理论课与实验课相渗透
理论课上重点讲述微生物的基本理论和基本原理,实验课主要学习微生物学的基本研究方法和技术手段,共同目标是使学生掌握微生物学的基本原理和微生物学的基本研究方法。理论课教学中强调微生物学基本理论得出的实验过程和证据,实验课上强调实验手段和技术的基本原理及所能解决的理论问题。相互渗透,相互强调,使学生更好认识微生物学的本质、掌握其核心内容。课程组长期坚持主讲教师参与实验课教学,有利于把理论课与实验课紧密的联系,有利于对学生的全面培养。
3.积极进行教学改革,承担教改项目
进行了“微生物学”教学内容、体系及教材建设研究(获2001年国家级教学成果二等奖)和微生物学实验改革研究(获2004年北京师范大学教育教学成果二等奖)。与南开大学共同承担并完成了武汉大学主持的“微生物学立体化精品教材体系”中的微生物多媒体课件的制作工作(教育部课题,将由高等教育出版社出版发行)。将教学研究成果不断应用到教学中,提高教学水平和教学效果。
4.启发教学、培养兴趣、加强课堂讨论,课堂教学与网络学习相结合
认真研究教学内容,精心设计问题,引导深入思考,加强课堂讨论,增强对知识体系的理解和掌握,充分利用北京师范大学的Blackboard网络平台进行辅助教学,丰富教学内容和信息量,提高课堂教学质量。
5.通过自主设计实验,培养自主创新能力
从2000年开始,进行微生物学自主设计实验的教学改革研究,培养学习微生物学的兴趣、独立开展科学研究的能力及自主创新的能力。许多学生都感觉, 自主设计实验很辛苦,但值得。自主设计实验报告按论文的格式书写,强调对实验结果的分析和讨论,培养独立分析问题的能力。
6.严格教学管理
理论课的成绩由平时成绩(30%)和期末成绩组成(70%)。平时成绩包括:小考(15%)、课堂讨论(10%)和考勤(5%)。实验课成绩包括平时成绩(50%)、自主设计实验(40%)和实验考试(10%)。平时成绩细化到每次实验。自主设计实验包括实验设计、实验操作、小论文和实验汇报四部分组成。通过小论文的写作,还可锻炼学生论文写作的能力和查阅文献资料的能力。实验考试包括实验理论和实验操作两个部分。每个教学环节都严格要求。
【关键词】细胞生物学;教学模式;
【前言】细胞生物学是生命科学中既基础又前沿的一门学科,它是我国基础学科发展规划中的四大基础学科之一[1]。细胞生物学是生命科学各个分支学科在细胞层次上的交汇,它从显微、亚显微和分子水平对细胞的各种生命活动开展研究,进而探讨人体细胞结构、功能、发生、发展、衰老和死亡的生命活动规律及发病机理,是高等医学院校的核心主干课程之一。
进入21世纪以来,细胞生物学的研究发展迅猛,新知识、新方法、新成果层出不穷,传统的以教师为主的课堂教学模式已无法满足新形势下培养高素质人才的要求[2]。如何在有限的课堂教学学时内,切实提高教学质量与效果,让学生在完整系统地掌握细胞生物学基础知识的同时,及时了解细胞生物学的最新研究进展及其在临床医学中的应用,是目前亟待解决的问题。因此,对现有的教学手段和方法进行优化与改革,探索出符合时代要求的新的细胞生物学教学模式势在必行。
1、高等医学院校细胞生物学的教学现况
目前,大多数医学院校的细胞生物学理论教学存在两个主要问题:一是学时少,二是内容繁杂、抽象、枯燥且知识点琐碎。作为医学基础的必修课程,我校的细胞生物学安排在大学一年级的第二学期,理论授课采用大班(130人左右)传统的讲授式教学法(LectureBasedLearning,LBL),即以教师为中心,以系统授课为导向的教学方法,这一方式虽可以系统讲解基础知识,但不利于学生自主学习能力的培养[3-4]。而病例教学法(CaseBasedLearning,CBL)是以典型病例为先导,将临床与相关基础问题相结合,以学生为主体的启发式教学方法[5-6]。这种教学方式虽能克服LBL的不足,提高学生的学习主动性和积极性,但是否适合在超过百人的大班授课过程中实施,仍有待商榷。针对我校现存的细胞生物学的教学现状,我们采用CBL与LBL相结合的教学方法,以期探索出适合我校的切实可行的细胞生物学教学模式。
2、引入临床案例,提高学生的学习兴趣
我校临床医疗专业的细胞生物学理论教学只有28学时,学时相对紧张,因此我们在授课方式上采用灵活多变的教学模式。对于教材中理论性较强,通俗易懂的知识,仍采用传统的LBL方式讲授,而对于一些难点、重点且与临床结合紧密的知识点则采用CBL模式。在CBL教学过程中,案例的选择与问题的设计是关键。教师在备课过程中,搜集与授课章节密切相关的常见病例,查阅文献资料,对病例进行适当的修改和补充,进而编写成教学病例,并设计相关问题。例如在讲授细胞膜物质运输时,引入“家族性高胆固醇血症”,引导学生学习受体介导的胞吞作用;利用“矽肺”病例,讲解溶酶体膜稳定性的重要;通过囊性纤维化(CysticFibrosis,CF)病例分析,引导学生学习蛋白质在内质网腔中正确折叠的重要性。CBL改变了传统的教师讲、学生听的教学模式,学生成为案例分析和课堂讨论环节中的主体。学生通过学习、研究案例来掌握基础理论知识,变抽象为具体,而不再是死记硬背单一的知识点,这充分调动了学生学习的主观能动性,提高了学生的逻辑推理能力,同时也促进了其分析问题、解决问题能力的逐步提升,对学生综合素质的培养及日后从事临床工作颇有益处。
3、多媒体教学和网络学习相结合
医学细胞生物学的某些理论知识相对抽象、晦涩,因此在以LBL为主进行授课时,PPT课件的制作至关重要。我们力求在每一章节的授课过程中将图片、动画与视频相结合,图文并茂,充分调动学生的学习兴趣,从不同的角度吸引学生的注意力。在充分利用多媒体这一教学手段的同时,我们还利用学校覆盖全面的无线网络,将教学过程延展到校园的每一个角落。目前,我校的细胞生物学已成功获批辽宁省精品资源共享课,课程建设已顺利完成。因此,教师可以将教学网站提供给学生,方便学生及时查阅PPT课件、课后自测习题、拓展学习等教学相关资料。同时,我们的SPOC网络教学平台也于2018年3月建设完成并投入使用,该平台的应用进一步夯实了网络教学基础,也在一定程度上解决了课堂教学学时紧张的问题。另外,我们还建立了细胞生物学教研室的教学公众号,定期推送细胞生物学研究的最新进展,课后教师和学生还可以利用微信群和QQ群进行交流与学习的互动。
4、优化理论教学内容,拓展研究型课堂
作为医学基础课程,细胞生物学与生物化学、生理学等其他课程的内容有部分的重叠和交叉,为了避免不必要的重复,保证细胞生物学与其他课程知识的紧密衔接,教研室与相关课程的授课教师进行沟通,删减医学细胞生物学与其他学科的部分重复内容,合理安排教学章节。同时,在教学过程中有选择地补充了与本课程密切相关的科研进展,引导学生利用课外时间查阅相关文献,了解本学科最新的相关研究进展,逐步深化、拓展研究型教学,提高他们自主学习的积极性和主动性。
5、反馈与评价
在2017年、2018年学期末课程结束后,我们连续两年分别在2016级和2017级临床医学专业的260名学生中发放调查问卷,对教学过程和教学效果进行评价。问卷发放260份,收回有效问卷254份,有效回收率为97.7%。通过对问卷进行整理分析,得出以下调查结果:95.8%的学生认为开设细胞生物学课程非常必要或有必要;95.5%的学生认为非常必要或有必要建立网络教学平台;98%的学生认为在教学中介绍临床相关知识非常必要或有必要;97.4%的学生认为非常必要或有必要在教学中介绍相关的研究进展和热点问题;87.7%的学生喜欢并接受CBL与LBL相结合的教学模式,其中有92%的学生认为这种教学模式可以充分激发自己的学习兴趣,但有21.4%的学生认为这种教学模式在对基础知识的系统掌握和理解方面无显着促进作用;87%的学生认为CBL与LBL相结合的教学模式可以明显提高或提高自学能力在调查中,学生还结合自己的体验对细胞生物学的教学提出了一些建议和意见,也在一定程度上反映了我们在教学方面存在的不足和问题。
综合分析调查结果和学生提出的合理化建议、意见,我们将采取下列改进措施:由于授课对象是大一学生,学生相关的专业知识储备不足,因此在选择课堂教学案例时,应尽量选择典型而浅显的病例,并请教临床的医生,进行更为准确的描述,重新撰写案例分析,结合实际教学情况完善教学案例素材;课堂教学及时补充与案例相关的知识点,逐步提升学生自主学习的主动性和积极性;进一步完善网络教学平台建设,并配备专业人员进行平台监管,真正实现师生时时互动,充分发挥网络资源的空间延展性。
总之,教无定法,因材施教。教学工作就是一个不断优化的过程。在与学生的交流和互动过程中,我们将不断总结反思,探索前行,选择真正适合学生的教学模式,不断完善教学过程,切实提高教学质量,培养学生成为符合时展需要的新型医学人才。
【生物博士论文参考文献】
[1]付燕燕,陈彦,吴健,等.医学细胞生物学实验教学改革的几点思考[J].基础医学教育,2015,17(2):135-136.
[2]杨利艳,王祎玲,马娜.细胞生物学研究性教学模式的探索与实践[J].教学研究,2013,36(6):65-67,77.
[3]刘鸿业.CBL联合LBL教学模式在普通外科护理学教学中的应用[J].卫生职业教育,2015,33(2):85-86.
为了使教学工作有计划,有组织,有步骤地开展。立足现在,放眼未来,为使今后的工作取得更大的进步,现对自己教学工作作出总结,希望能发扬优点,克服不足,总结检验教训,继往开来,以促进教训工作更上一层楼。
在教学的过程中,如何在轻松的气氛中让学生学好知识是我一直的探求方向。学生是主体。因此,在教学之前,认真细致地研究教材,研究学生掌握知识的方法。通过钻研教学大纲和教材,不断探索,尝试各种教学的方法,这些都是必不可少的前提。作为生物课单单做好这些还远远不够,要让生命活动的过程留在学生的记忆中。提高学生学习生物的兴趣和提高课堂的时间效率是关键。
首先,我常常利用网络资源、各类相关专业的书报杂志了解现代生物科学的动向,搜集一些新的生物学成果介绍给学生,以激发学生的学习兴趣,也开拓自己的教学视野和思维。我在教学中,同时也鼓励学生收集身边有关生物的问题,在课堂上开辟一片互相交流、互相讨论关注问题的天地。通过这样的资料互动形式把课堂教学与社会生活联系起来,体现生物学科的社会性一面。
其次,教育心理学研究表明:人的认识活动总是和情感紧密联系的,是在情感的推动下进行的。丰富多彩的生物课活动符合学生的生理和心理成长规律,既扩大学生的知识视野,激发求知兴趣,也增强他们学习生物学的积极性和主动性。通过课外科技活动把生物课堂延伸到课外,为他们发展自己的爱好和特长提供了机会,通过发现、探索和解决一些生物学问题,了解生物科学在人类生存和发展以及现代化建设中的使用,更有助于学生的兴趣、爱好升华为理想和志向,有利于因材施教和培养生物科学的后备人才。
再次,教育心理学的研究还告诉我们:具体的东西比抽象的东西容易被感知,人获得知识是通过各种感觉器官来感知的,使用的感官越多收获也越大。因此,课堂上,我习惯通过媒体影片、实物观察、实验操作、挂图演示、实地参观、事例说明、角色扮演等手段把复杂的问题简单化处理后呈现在学生面前,让学生学得更轻松也让学生能够更多的参与到课堂之中得到更多的操作技巧。同时,课堂上我重视德育的渗透工作,让学生在学习生物知识的同时,陶冶他们爱自然、爱科学、爱祖国、爱劳动的思想情操,树立关心生态环境等的思想,促进学生全面发展和个性培养。
通过两年的努力,我根据生物学科的特点,迎合学生好奇心强的特性,大胆地进行课堂改革。把课堂与生活拉近,以形式多样的探究活动为主,让生物课的范围扩大到生活的方方面面。教学上基本创建了一个师生同乐,以生为本的课堂氛围,学生们都喜欢我的课,所教班级的生物考试成绩均能保持前列。同时,教学过程中,我善于总结经验,撰写学术论文,和同行进行交流,提高自己的专业知识,撰写的论文多次获奖。我积极地担任学校的生物公开课任务,积极参与市区交流活动、培训课程,提升自己的教学能力。
最后,工作中我取得了一定的成绩。但存在的不足是,学生的知识结构还不是很完整,学生的知识系统还存在很多真空的部分。尤其是后进生的转化工作方面作的不够,使他们学得不轻松,进步也较慢,兴趣和求知欲有待于增加。
【摘要】活动课教学是指,以在教学过程中构建具有教育性、创造性、实践性的学生主题活动为主要形式,以激励学生主动参与、主动实践、主动思考、主动探索、主动创造为基本特征,以促进学生整体素质全面提高为目的的一种新型的教学观和教学形式。本文试就如何开展好生物活动课教学进行初探。
【关键词】生物 活动课 原则 基本方法 形式
生物活动课是生物课堂教学的延伸,是提高学生素质的重要手段,是集知识体、思维链、能力键、与再生力(学会学习的能力)为一体的重要课程。下面就怎样开展好生物活动课,笔者做了初步探究:
一、明确生物活动课的教学目标。
生物活动课程教学目标和生物学科课程教学目标是相互统一、相辅相成、密不可分的一个整体。通过生物活动课,使学生了解人类发展的过程及对生产、生活和社会发展的巨大影响;了解我国历史上的科技成果及现展状况和趋势;培养学生具有初步的科学创造意识,学科学、爱科学的精神和运用科学方法解决生活、学习中的实际问题的能力。所以,生物活动课程的教学目标应:1动手操作能力的培养。2观察力、注意力、记忆力、思维能力、创造能力的培养。3合作、竞争意识的培养。4关心集体、关心社会的社会公德意识的培养。5自尊、自信、自强的优秀品德的培养。6激发学习生物的兴趣,培养学习生物的能力。7自学能力及资料检索处理能力的科研意识的培养。8发展智力,提高素质的培养。科之间联系的培养。
二、确定生物活动课的教学策略。
1、实施生物活动课的原则。
因为生物活动课是以培养学生的兴趣爱好,拓展学生的知识技能,发展学生的个性特长,全面提高学生的综合素质为目的的,所以生物活动课的开展应遵循以下原则:①教育性与趣味性、多样性的统一;②可操作性与创新性统一;③ 教师导向性与学生自主性统一;④ 计划性与灵活性、开放性统一;⑤ 生物活动课和生物学科学教学相互补充、相互促进;⑥ 实效性和因地制宜;⑦ 全面发展和个性培养相统一。
2、实施生物活动课的基本方法。
在生物活动课中,学生主体的自主性活动是其重要特征,因此,其基本方法有:观察、实验、制作、阅读、训练、创新、参观、访问、考察等。它的具体表现形式有以下几个方面:
①小论文、小制作类。教师布置“论题”及“制作项目”,让学生充分发挥自己的特长来完成这些。活动中要突出一个“小”字,要求不宜过高、过深,只要学生乐于动笔、动脑、动手去做,即达到了目的。教师应即使地鼓励和支持。论题和制作项目可以是生物学科上内容的延续,也可以是生活及生产实际中应用的一点总结、体会、发明。完成后,教师要评价,评价的角度应从科学性、创造性、应用性等方面进行平审,结果出来后要设奖,鼓励学生,培养学生的兴趣。如我们给学生布置以下小论文题目和小制作项目:苍蝇吃腐烂食物为什么不生病?蜘蛛为何不食死苍蝇?叶脉标本的制作等,学生参与的热情都很高,有很多学生撰写的论文和制作作品,在市、省级比赛中获奖。
②实验类。生物学本身就是一个趣味性很强的学科,它具有生动有趣的特点,结合教材内容做一系列的趣味实验,可以提高学生学习生物学的兴趣,加深对有关知识的理解,培养学生的审美能力。例如,开花和日照的关系,对于这个问题许多学生很感兴趣,他们经过遮光处理,使、一品红、叶子花等短日照植物提前开花,昙花一向有夜间开花的特性,为使其白天开花,学生将昙花将要开花的前一周,于白天进行遮光处理,晚上再用灯光照射,使其处在黑白倒置的环境里。@样大约一周后,昙花在白天开放。使更多的人来共同欣赏。利用生物知识和生活密切联系的特点,引导学生去做生活中的一些小实验,如:衣服上各种斑迹处理方法探索;真假金元宝的识别方法;食盐加碘的原因和检验方法;雪花膏的制取等。主要是培养学生的观察力、思考力、创造力。
③讲座类。以生物学科课程内容为线索,组织本学科组的教师开设专题讲座,有条件的学校可以聘请高一级学校的教师或各种化工厂的工程师来校作讲座,帮助学生获取新知识,扩大知识面,使学生见多识广。例如,我在学生中举行了多次“食用菌栽培技术”讲座,收到了良好的教学效果,学生学习的兴趣性普遍很高。
④墙报类。以班级为一个生物兴趣小组,由学生、教师共同编选较高思想性、知识性、趣味性的稿件,以学习园地或学校宣传栏为阵地,定期地出刊,每期要有一个主题,或是教学中的问题讨论,或是学法心得,或是某题的不同解法。墙报稿件后面要注明出刊的班级,稿件后面要注明作者。还可以组织各小组间的竞赛,评出优胜者,以激励学生积极参与。鼓励学生订阅各种生物报刊杂志,训练学生的阅读能力和信息处理能力,提高学生的思维品质。例如,有的班级墙报是有关疯牛病、禽流感等的知识。
⑤参观考察类。根据本地的实际情况,利用双休日组织学生参观化工厂、电厂、酒厂、自来水厂、环保局等和生物学有关的单位,还可以组织学生看科普电影、科普画展和青少年宫举办的某些活动。在参观过程中,请单位的技术人员讲解,教师在旁给予一定的提示,要求学生做笔记,参观回来后谈收获、感受,教师要做总结。
⑥生物竞赛类。开设各种形式的知识竞赛,以生物学内容为主线,用笔答、抢答等多种方式培养学生的创造力,训练学生思维的敏捷性和严密性、科学性。
⑦软件制作类。根据学生爱好电脑的特点,在生物活动课中,我们可以制作一些生物方面多媒体课件,如动、植物细胞结构模型,草履虫繁殖过程,也可以让学生从网上寻找相关内容。培养学生的创造力、观察力、训练学生对有关知识的理解力。
三、开展活动课应注意的事项。
1确定活动目标,分析活动要求、任务。根据学生的认知水平和学校的教学条件,结合学科课程内容,确定活动的时间、地点,安排活动内容,同时要求学生作那些准备,教师要交待清楚。