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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物科學專業的課程,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:生物科學;生物技術;生物工程;專業規范;比較分析
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)05-0112-02
一、引言
我國高校生物學領域有生物科學、生物技術、生物工程三個密切相關的本科專業,并制定了相應的專業規范。如何體現各自的科學、技術及工程內涵與特色既是教育工作者的責任,也是人才市場和報考學生和家長極為關心的現實問題。本文通過比較分析這三個專業的本科專業培養規范,上提出一些參考意見,以期為專業的進一步規范、教學計劃的修訂,為社會及學生和家長的專業選擇提供參考。
二、專業類型
生物科學專業為傳統典型的理科專業,培養科學型和教學型人才,授理學學位;生物技術專業以理為主、以工為輔、理工復合,培養應用研究型或技術型人才,授理學、農學或林學學位;生物工程專業以工為主、以理為輔、工理復合,培養應用型工程技術人才,授工學學位。其專業類型的描述和劃分比較清晰明了,比較規范和恰如其分。
三、培養目標
從專業規范中培養目標的描述(見表1)來看,生物科學與生物技術兩個專業的培養目標差異很小,僅有從事生物科學與從事生物技術之差,但從目前的就業市場來看從事生物科學與從事生物技術差異很小,難以界定。而從專業類型可知,生物技術專業可授理學、農學或林學學位,這些特色理應在培養目標中有所體現。
四、公共基礎課
在三個專業的本科培養規范中,生物科學與生物技術兩個專業的公共基礎課(人文社科和自科)完全一致(見表1),而生物工程的公共基礎課形式上有一定差別,可本質上看不出有多少差別,也缺乏需有差別的理由。從厚基礎、寬口徑的培養要求來看,三個專業的公共基礎課要求可統一,學分要求也應統一,要求工科學生在這一環節增加近一倍的學分極不公平。線性代數等可在公共基礎選修要求中解決。
五、專業基礎課
專業基礎課的設置體現了從科學、技術到工程的循序漸進過程(見表1)。然而從科學到技術的差異很小,僅增加了工程基礎課4學分(約11%),應為技術基礎課,且應明確例舉。從技術到工程的專業基礎課要求有了明確的變化,按課程類別從科學到工程變化率近50%。學分的控制宜統一,且應規定生物技術專業的專業基礎課最低學分要求中技術基礎課學分應達20%以上,生物工程專業的專業基礎課最低學分要求中工程基礎課學分應達40%以上。且可給出典型的工程類專業基礎課名錄,如機械零件、電子電工基礎等課程。另外生物工程專業基礎課將《機械設計基礎》列為可有可無的選修會造成該專業工程基礎的嚴重缺陷,且應在生物工程專業的專業選修課中保留生物技術專業的細胞工程、酶工程等選修課(見表1)。
六、專業課
專業課的設置也體現了從科學、技術到工程的循序漸進過程(見表1),從科學到技術的專業課調整率達30%,而從技術到工程的專業課雖然有較大變化,但所列舉的課程多為非典型的工科專業課(如基因工程、細胞工程、蛋白質工程),回避了典型的工科專業課如氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。學分的增加也不盡合理,三個相近專業,不論理科還是工科,學分基本要求應盡可能一致。向上浮動及在各選修課程間適當調整則是各校應有一定的自。另外生物工程是典型的工藝類專業,專業必修課缺工藝類專業應有的分析檢測課也會給工藝過程及產品研發和生產中的質檢質監和質控及產品安全留下隱患,故建議3+X模式中3應包含專業分析、X應例舉氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。
七、實習及畢業實踐環節
生物科學和生物技術的實習及畢業實踐環節完全一致(見表1),未能體現從科學到技術的差異特點以及生物技術可授農學或林學學位的特色。畢業設計是工科工藝類專業最為特色的實踐環節,但在許多學校以“畢業設計(論文)”的形式出現,實際實施則只做畢業論文,沒有畢業設計,使畢業設計名存實亡,致使許多學校生物工程專業的畢業生根本就不知道何謂畢業設計,許多學生甚至把畢業論文當作畢業設計。建議明確生物工程專業的“畢業設計”為必修環節,可以設計論文二者兼顧,至于是“大設計小論文”還是“大論文小設計”可依各校情況而定,唯有如此,生物工程專業才能名符其實。
八、師資要求
師資的最低要求在規范中描述不盡一致,應加以統一。且應規定專業課的師資要求,因為能承擔專業課的老師一般能勝任專業基礎課,而能承擔專業基礎課的老師則不一定能勝任專業課。這在工科尤其如此。故除規定學歷職稱要求外,應規定專業要求,即“本科為相應或相關專業”的師資應大于專業師資總數的50%。
九、其他
近年由于社會辦學、企業辦學、校企合作、產學研合作、網絡教學、數字圖書資料等多元化和多樣化的辦學形式和方式的發展,統一實踐等硬件條件形式較為困難,而且也不符合時代要求。建議教室(專用或生均面積)、專業課實驗室(面積及專用設備)、圖書資料數據庫量設定為剛性要求,研究所(室)或技術中心、實習基地規模和數量等宜設定為柔性、選擇性或特色要求。
參考文獻:
[1]教育部高等學校生物科學與工程教學指導委員會.生物科學專業規范[J].高校生物學教學研究(電子版),2011,1(2):3-9.
[2]教育部高等學校生物科學與工程教學指導委員會.生物技術專業規范[J].高校生物學教學研究(電子版),2012,2(1):3-10.
[3]教育部高等學校生物科學與工程教學指導委員會.生物工程專業規范[J].高校生物學教學研究(電子版),2012,2(2):3-10.
一、通識教育的內涵
中國的通識教育其實在古代就已經出現,《易經》《中庸》中均有提起,概括的說古時的通識教育即為博學多識,也就是說博覽群書,學習各家的思想文化,然后進行思考、總結。古時的通識教育大多屬于文學、政治方面,但現代因為專業較多,科學性也較強,所以很大程度上每個專業的發展需要專業人才的悉心鉆研。在教育教學上來講,很多不同專業的老師,在教學過程中采取的有效的新的教學方法、方式,過于依賴他人的成功案例,雖然學生的類型可能大體上不會有太大的差別,但教育不是工業中的流水生產線,而通識教育對于師范學院來講,則是為了培養擁有自己風格和個人魅力的教育工作者。通識教育的基礎,是“博學”,但這里的博學的基礎為自由,也可以解釋為,學生在接受專業教育的同時,可以根據自己的興趣喜好,來選擇其它多樣化的學科教學,以此豐富自己的學識,雖然看上去對學生自身的專業教育沒有任何的幫助,兩者之間關系并不密切,其實不然。從以前到現代,很多學生不喜歡上學的原因就是老師教課枯燥,而通識教育則是為了讓師范學院所培養的生物科學專業學生,在未來的教育工作中,可以擁有自己的意識,無論是研究專業知識或是教育學生等,都是以自己的想法為基礎,研究的方向也是根據自己獨特的意愿,并不是隨波逐流。并且讓學生在學習專業知識的過程中,同時培養民主、平等、科學、真理等思想文化,令大學生的德心智三方共同成長。
二、通識教育和專業教育的有效融合分析
(一)課程的有效融合
生物科學專業大致可分為:動物生物學、植物生物學、微生物學和生物化學等等,可以說是與人們的生活有著緊密的聯系,是人們日常生活中可以接觸到的專業學科,因此在課程設置上,可根據生物科學專業每年的課程內容,來制定相應的通識教育課程,以加強兩者之間的聯系和相互的影響力。生物科學專業的學科雖然很多,但大多數的專業內容都是相伴存在,即:動物、植物、微生物共同生存。而隨著近年來無論是國家或是人民群眾都越來越關注自己生活的生態環境,所以生物科學專業的同時教育課程的內容,可定位人、社會、生態之間的關系。包括了現代社會中人們生活與動物、植物等生物之間的影響,社會發展對生物的影響等。通識教育的特點之一為多樣性、自由性,所以可以加入動植物與各地區人民、民族之間的關系課程。如:當地人民與該地區動植物的之間歷史發展的文化相關課程,因為從古至今有很多靠山、靠海生存的村莊、城鎮,人們的生活自然與該地區的動植物有著緊密的聯系。通過利用通識教育把自然、人、生物科學聯系在一起,一方面可以有效提高學生對生態自然的保護意識,另一方面也令學生對自己和其它地域人民的生活有了更加深刻的認識。通過這種課程,可以師范學院的生物科學專業學生更加具備教育教學的多樣化能力。
(二)提高教師團隊綜合素質
在學生學習過程中,老師是直接與學生接觸,教授學生知識的最重要的一部分,并且老師需要針對不同類型的學生進行分析,已制定適合所有學生的教學方式,這就需要通識教育的老師擁較強的綜合素質。而為了提高老師自身的綜合素質,首先就要改變教學理念,轉變以往的以教材、課本為中心的應教育觀念,以及改變學生被動的接受老師傳授知識的學習方式,強調以“學生的思考、思想”為教學的中心。第二定期開展教研活動,而根據活動的參與人員可分為全校性質和專業科系性質。生物科學專業的老師們可以進行法律相關知識的研討會,及時更新和補充自己的專業知識,而全校性質的教學研討會,老師們則可以交流彼此的教學經驗和教學心得,共同討論更加有效的通識教育教學方式。
三、結語
通識教育,不是簡單的把中文、社會學、思想政治等文科學識加入其中,其教育的基礎仍為專業學科,而通識教育則是通過兩者之間的共性來令通識和專業相互聯系在一起,可以說令學生的實踐能力得到了進步,并且在思想上以實現獨立、成熟、客觀的成長為目的。
作者:黃圓 單位:周口師范學院生命科學與農學學院
生物科學專業發展復合型人才榆林學院生物科學專業是2005年應人才市場的需求開始招生,主要面向榆林及周邊地區培養德、智、體、美全面發展,掌握扎實的生物科學基本理論、基礎知識和基本技能,能夠勝任中等學校生物學教學、教學研究或從事生命科學領域研究、技術開發等方面工作的中、高級應用型人才。
根據近幾年在招生及就業方面所取得的成績及仍存在的不足,通過查閱相關資料,結合其他院校生物師范類專業的發展經驗,提出榆林學院生物科學專業的發展思路,以期促進其更好更快地發展。
一、總體思路
榆林學院生物科學屬于師范類專業,主要培養能夠從事中學生物學教學,具有廣博知識和扎實教學技能,能夠適應中學新課程教育教學改革需要的合格本科畢業生。基于專業的特色,該專業的總體思路是:師范教育為主,通才教育為輔,培養厚基礎、寬口徑、廣適應的復合型人才。
對于剛入學的新生,不論其怎樣規劃自己的職業未來,選擇生物科學專業,學校首先會向合格教師的方向去培養,希望通過4年的教育,使學生開始喜歡教師職業,或者更愛教師職業;使將來愿意從事或有機會從事教師職業的學生能夠勝任工作;使將來不愿從事教師職業的學生能夠勝任其他工作,因為一名優秀教師所具備的素養很多也是其他行業所需要的。
二、關于生物科學專業發展的具體思考
(一)強化課堂管理,量化考核制度
高等學校課堂教學不但是傳授文化知識、傳遞人類文明的神圣殿堂,而且是培養科學精神、創新意識和創造能力的重要途徑,也是其他教學環節的基礎。因此,強化課堂教學管理應該是教師努力爭取的,更應該是學生由衷期盼的。
強化課堂管理,其關鍵在教師。教師首先根據課程的特點制定詳細的平時成績量化考核制度,且必須嚴格考勤,學生不無故缺勤是課堂管理的第一步。而且考勤要每課必做,這樣學生才不會有僥幸心理,缺課率會大大的降低。另外,有些教師認為每節課都考勤會占用太多上課時間,其實不然,考勤不僅僅只有點名一種形式,可以通過清點人數判斷是否缺人,然后再核實未到學生的情況,會節約很多的時間。
(二)提高教師水平,改進教學方法
生物科學專業學生的專業教學技能和教學方法主要是通過生物教學論課堂來學習,但同時每一位任課教師平時的教學方式方法也會在無形中影響著學生,所以要培養出優秀的中學教師,首先要有優秀的大學教師。可以通過各種教學活動提高教師的教學技能,如組織教師互聽互評課,組織教師講課說課比賽,組織教師走進中學調研等。
我校生物科學專業學生的試講環節和教育實習都是在大四第一學期進行,實踐學習一個多月就要準備畢業進入工作崗位,時間較短,學生不能充分的鍛煉,造成多數畢業生進入工作崗位后不能很快適應。所以,應該增加學生的鍛煉機會,充分利用平時的課堂教學來鍛煉,這就要求每一位任課教師不僅要負責傳授專業知識,同時也要注重培養學生的教學技能,如挑選一些章節讓學生分小組自學,制作教學課件,學生自己講課等,教師在講課時不能填鴨式教學,應多設計思考環節,給學生回答問題和交流討論的機會,讓學生有更多的課堂回答問題和表達的機會,尤其是膽量小的學生更應該多多鍛煉。
(三)優化教學內容,增強實驗技能
加強專業課程內容與中學新課程的鏈接。在保持傳統內容的基礎上,加入反映學科發展前沿的知識及現代生物學的新進展、新趨勢和新成果,并突出現代生命科學研究的思想、原理和方法以及生物科學技術的應用;教學中應突出和社會生活緊密聯系的內容,這樣一方面可以使學生感受到生物學在實際生活中的應用,增加師范生學習專業課程的興趣,同時也會使師范生在以后的教學中能夠借鑒參考相關的內容,更好地組織教學。
減少傳統的驗證性實驗內容,增加研究性、設計性實驗的比例,使學生學會主動在實驗中發現問題、解決問題,鍛煉他們的探究能力和實驗能力;同時可以讓學生幫助教師準備實驗,使學生有更多的實驗操作機會;申請開放實驗室,讓學生走進實驗室,提高學生的科研能力。
(四)舉辦創新活動,激發學習興趣
2012年5月,生物科學專業舉辦了生物師范生教學技能大賽,通過班級初賽,專業復賽和決賽,雖然多數學生沒有取得最終的成績,但是此次比賽讓更多的學生參與進來,學生通過積極的準備和比賽,不僅增長了知識,而且積累了經驗。今后還要不斷增加創新活動,鼓勵更多的學生參與,使學生在教學、實驗、標本制作、科學研究等方面都能取得更大的進步。
(五)重視教育實習,提高實習質量
教育實習時,教師培養過程中的重要組成部分,是師范專業培養學生向教師轉化的重要過程,是從事教學實踐的基本途徑,也是綜合反映學校辦學水平的重要依據。成功的教育實習不僅能夠鍛煉學生各方面的能力,而且能夠使學生在畢業后快速進入教師角色,迅速勝任教育教學工作。
重視教育實習可以從以下幾方面著手:(1)可適當延長教育實習時間;(2)由于現有實習基地相對不能滿足所有實習,故采取集中實習和分散實習相結合的形式,所以應加強對分散實習的檢查;(3)在進校實習前兩周的集中試講環節,指導教師需認真聽取學生講課并點評,學校應加強管理,不能流于形式;(4)對集中試講成績差和態度不端正的學生,應有針對性地進行輔導。
《高等教育改革和發展綱要》要求“高等院校培養的專門人才應適應經濟、科技和社會發展的需要”“學科和專業合理設置,拓寬專業口徑,增強學生對社會需求的適應性”。我校生物科學專業也應順應時展的潮流,與時俱進,瞄準社會的需求,及時地調整人才培養的思路和方向,抓住機遇,應對挑戰,使榆林學院的生物科學專業健康持續發展,為榆林及周邊地區生物教育事業做出更大的貢獻。
參考文獻:
[1]賈勇.高校強化課堂管理探討.管理教育,2008,(6).
[2]姚便芳.師范院校教育實習的憂與思.成都教育學院學報,2005,19(9).
關鍵詞:生物科學專業;專業課;研究性學習
研究性學習是在教師指導下,從社會和生活中選擇研究題目,在類似科學研究的過程中,學生主動獲取新知識的活動方法。其核心思想是倡導學生在學習過程中的主動性,鍛煉學生的創新性和探索性,是培養學生綜合素質的有效手段。研究性學習在生物科學專業的專業課中的應用,可適應該專業專業課發展更新速度快的特點,課程研究內容與生活實踐聯系密切,選題易于引起學生的學習興趣,是該專業專業課教學的有效輔助形式,如何在生物科學專業有效開展研究性學習一直是該專業教師研究的熱點和難題。本研究研究性學習在教學實踐應用的基礎上,對其有效實施提出幾點建議。
一、教育教學主管單位和學校的支持
新的教學理念的開展和實施離不開教育教學主管部門和校方的宣傳和鼓勵。開展研究性學習方法的宣傳講座、案例介紹、將其列入研究課題中等多種形式,能夠有益于該方法的應用和教師的觀念的轉變。在研究性學習開展過程中涉及到的軟硬件設施需要主管單位和校方的支持。比如以課題的形式提供經費支持;提供網絡查詢平臺、圖書館、實驗室或各種實踐基地等相關設施。做好一線教師的培訓和交流工作;與學生家長溝通,展示研究性學習的成果,獲得家長的支持和認可。
二、教師觀念的轉變和能力的培養
(一)教師觀念的轉變
專業課的講授教師尤其是具有多年經驗的主講教師,對于課程內容和體系已有完整的把握,按照教學大綱制定教學計劃已有固定模式,課程的重點難點把握準確,能夠將課程中主體固有知識講解清楚,但學生學習興趣很難調動,前沿知識擴展有難度。而研究性學習沒有固定的教學模式,教師要投入大量的經歷重新研究課程內容、設定研究題目、設計研究性學習形式、指導開展并提供協調軟硬件設施等,對于已成定式的授課教師是一個新的挑戰,堅定創新的思維,積極開拓的觀念轉變是對教師的首要克服困難。
(二)教師能力的培養
1.指導學生的能力在研究性學習過程中,學生成為了學習的主體,教師一改傳統的“威嚴和統治地位”,轉變為學習過程的輔助者,疏導著,指導者,重點要該向學習過程的指導、啟發和誘導上。無論是從課題題目的選定還是收集資料的形式,再到合作推斷和獲取新知識的過程,都需要教師根據學生選題的內容和學生的知識結構和性格特點給予指導和幫助。2.教學設計的能力選題上,研究性學習題目的確定是開展的關鍵,既要引起學生的興趣,又要結合專業知識的特點,還要考慮推斷的難易。這就要求教師熟練掌握課程內容,學生已有知識基礎以及課程的前沿發展動態。選取課題要與課本內容相關,為有效掌握專業知識打好基礎。題目選擇上不能有教師包辦,引導學生根據課程內容編排選定題目。課題大小難易適中,即達到預期效果又有利于下一階段內容的開展。還要聯系實際,培養學生發現問題、解決問題的能力。形式上,研究性學習沒有固定的形式,根據課程內容的特點和學生數量及性格狀態,可開展討論、匯報、參觀、考察等多種形式。還要考慮課時等因素,合理安排研究性學習所占比例,在有效完成教學任務的前提下,培養學生的綜合素質。3.知識結構更新的能力研究性學習對教師的知識結構和基礎有了更高的要求,教師在實施的過程中不斷更新和拓展自我的知識結構的深度和廣度。要求教師不僅具有該專業的深厚和高端知識內容,還要具有能夠融會貫通多學科的能力。具有廣闊的視野和深厚的底蘊。另外,教師的不斷學習的精神狀態能夠給學生以示范作用,推動學生主動學習的興趣。4.運用信息的能力現代教學已進入網絡化時代,利用計算機、網絡、信息平臺輔助教學已成為今后教學的必然趨勢。大學生對網絡的熱情和掌握程度更是教師要考慮的要素,研究性學習獲取方式中,網絡是學生重要的利用手段,這就要求教師掌握和熟練運用現代教育技術相關知識,對信息進行加工、整理和總結。并利用多種網絡溝通手段與學生交流和指導。
三、學生的積極配合
學生是研究性學習的主體,學生首先要明確學習的目的和自身的社會定位,只有學生知道了“為什么學”之后,才能克服“網絡的誘惑”,轉變觀念,主動學習,鍛煉自己發現問題、研究問題和解決問題的能力。在教師的指導下,小組合作是常用的形式,不斷發掘他人的特點和長處,接受同學間的觀念差異,學會與他人交流,鍛煉團隊合作的能力。總結和反思研究性學習過程中出現的問題。生物科學專業專業課的研究性學習的開展和實施,沒有先例沒有固定模式,是廣大教育工作者不斷探索、總結和前進的過程,需要更多的實踐和修正,更離不開各個部門和每一個教師和學生的共同努力。
參考文獻:
[1]李娘輝,周云龍,張松,李東風,申聰香,王安利,林正眉,李昊,高峰.生物科學專業綜合改革和創新人才培養實踐[J].高校生物學教學研究,2015,(04):8-11.
[2]楊維霞.高等農林院校生物科學專業課程教學改革實踐[J].安徽農業科學,2012,(30):15055-15056+15085.
[3]魏道智,林文雄,許麗英,黃榕輝.生物科學專業人才核心能力的構建與提高[J].高等農業教育,2010,(11):24-27.
[4]楊光富,埃明達.美法韓日是如何實施研究性學習的[J].中小學管理,2003,(11):32-35.
《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》中對開設綜合性、設計性實驗課程占總實驗課程的比列有一定要求:綜合性、設計性實驗課程開設達到80%以上為實驗教學效果好,達到50%~60%為效果較好。但是在實踐教學過程中,大多數高校,尤其是新建本科院校的生物科學專業,其綜合性、設計性實驗的開設率很難達到50%,并且在實際教學過程中存在諸多的限制因素。
1.實驗課程安排的盲目性開設綜合性和設計性實驗課程,需要先考慮如何安排專業實驗課程。生物科學專業的實驗課程主要由專業基礎課、專業方向課和專業選修課組成。專業基礎課包含生物化學、分子生物學、細胞生物學、微生物學、植物學、動物學、植物生理學、動物生理學等,所涉及的實驗知識和技能是整個生物科學專業培養課程的基礎和核心。專業方向課是在專業基礎課的基礎上進一步深入和擴展的針對性較強的專業課程,如基因工程、發酵工程、酶工程等。專業選修課是專業方向課的補充和擴展,如蛋白質組學、分子遺傳學、生物技術制藥等,學生可以根據自身的需要和接受程度自行選修相應的實驗技能,從而針對性地提高專業技能。基礎性、驗證性、設計性、綜合性等類型的實驗內容在開設的過程中需要考慮各專業課程的性質。不同的專業課程對實驗的要求存在一定差異。目前,絕大多數高校在開設綜合性、設計性實驗課程時很少去區分專業基礎課、專業方向課和專業選修課的課程性質,僅僅是為了滿足教育部的評估要求而盲目的增加綜合性、設計性實驗課程,這導致學生在上專業基礎課時無法適應綜合性、設計性實驗內容,而上專業方向課和專業選修課時又對綜合性、設計性實驗中涉及的基礎性實驗內容沒有完全掌握,從而產生專業實驗技能培訓的混亂現象。
2.實驗課時分配的不合理性綜合性、設計性實驗內容覆蓋廣,對實驗技術要求高,所以需要更多的教學時數支撐。如《分子生物學》實驗中僅PCR過程至少需1小時、《生物化學》的蛋白質分離純化實驗需3~4小時、《微生物學》的細菌培養需1~2天等,這在有限的學時下很難完成教學任務。通常,實驗課程的課時分配需要結合總課時量的分配情況,再安排不同專業課程的理論和實驗課時比例。理論課時和實驗課時分配本身就存在矛盾,如果再增加對綜合性和設計性實驗分配比例的考慮,勢必會造成這種矛盾的加劇。部分高校能夠將一部分專業基礎課的實驗內容獨立出來,如生物化學實驗、分子生物學實驗、微生物學實驗等,保證該實驗課程擁有較多的課時。而大多數高校能獨立出來的實驗課程相對較少甚至為零,實驗內容只能附屬于理論課程之下,導致實驗課程教學時數較少,教學內容不完整,這是制約高校實驗課程改革的重要的問題之一。
3.實驗教學模式的保守性和封閉性受傳統教育思想的影響,我國高校生物科學專業的實驗教學基本上延續了以理論知識為主,實踐技能為輔的教學模式。實驗課程教學模式更是偏重于基礎性、驗證性、演示性實驗。這些實驗內容簡單、固定,實驗內容之間很少有過渡和銜接,甚至部分課程之間的實驗內容存在大量的重復。綜合性、設計性實驗課程的開設,要求實驗教學模式多樣化、開放化和靈活化。不同的實驗場地、實驗對象、實驗內容和實驗方法可能會在一個實驗項目中涉及,這不同于傳統、單一、封閉的實驗教學模式。無論從時間、空間,還是內容和方法上,對高校生物科學專業的專業建設和實驗教學模式都提出了新的挑戰。
4.實驗室管理模式的固定傳統實驗教學模式產生了傳統的實驗室管理制度,其要求實驗課程的開設應在規定的時間和地點完成教學任務,儀器設備和試劑的管理都是統一的,任課教師為了在不違反實驗室管理制度的前提下完成實驗教學任務,只能盡可能多的開設傳統的、簡單的實驗內容,這也是基礎性和驗證性實驗內容比例較高的原因之一。綜合性和設計性實驗需要開放的實驗室管理制度相配套,傳統的實驗室管理體制與之存在嚴重的矛盾,這是限制高校生物科學專業實驗課程教學改革的重要因素之一。
5.實驗資源的不合理分配和使用實驗設備及經費的分配是限制高校生物科學專業實驗課程改革和發展的瓶頸之一。生物科學專業對儀器設備、實驗材料和經費的依賴較高,尤其是分子生物學相關實驗涉及的儀器,動輒十幾萬到幾十萬元一臺,這對于部分新建本科院校來說是個門檻。也因此受到了限制,大多數高校在開設綜合性、設計性實驗課程的時候往往需要考慮已有的實驗儀器設備、配套設施等是否滿足課程需要,而不是去考慮如何合理的設置實驗內容,這違背了綜合性、設計性實驗開設的宗旨。
二、綜合性、設計性實驗開設及實施的建議
1.實驗課程的層次化和實驗內容的模塊化綜合性、設計性實驗課程的開設,需要根據人才培養方案的目標和任務,制定專業基礎課、專業方向課和專業選修課的課程群,在實驗課程的安排上要嚴格區分不同性質的專業課程對不同類型實驗的需求,使實驗課程形成完整的技能鏈條,具有明顯的層次,即實驗內容由淺入深,實驗方法由少變多,實驗原理由簡入繁。實驗課程模塊化是解決實驗課程課時不足的有效途徑。根據人才培養方案中實驗課程涉及的實驗技能,精煉實驗內容,做到一個基礎性實驗包含一個實驗方法和原理,形成基礎實驗模塊,并使該實驗模塊能在今后的專業方向課和選修課中被涉及。這樣在專業方向課和選修課的實驗課程中將基礎實驗模塊進行組合,從而建立綜合性、設計性實驗課程內容,使專業基礎課、專業方向課和專業選修課的實驗課程形成有機的整體。實驗課程層次化能夠明確不同課程的教學目標和任務,避免課程之間知識和技能的重復和斷裂,建立課程之間良好的過渡和銜接。實驗課程的模塊化能夠更好的細化知識和技能,避免專業課程之間實驗內容的無序和重復。
2.實驗課程課時的分配及設置根據專業課程的性質,將專業基礎課的實驗獨立出來,分配較多的課時,使專業基礎課能夠開設更多的基礎性和驗證性實驗。這些實驗通常能夠在1~2個課時完成,內容簡單,使學生能夠在較短的時間內掌握。每學期一門專業基礎課安排至少20課時的基礎性實驗,這能夠充分培養學生的基本實驗技能,為將來的綜合性、設計性實驗的學習打好堅實的基礎。專業方向課和專業選修課的實驗內容以綜合性、設計性實驗為主。綜合性和設計性實驗在課時安排上不局限理論與實驗課時的分配比例,實驗和理論課時可以靈活調度,將實驗內容作為理論內容的延續和補充,同時也能在實驗內容中進一步深入理論內容,實現“從做中學,邊學邊做”的教學效果。
3.開放式、信息化的實驗教學模式及管理方式開放的實驗教學模式是綜合性、設計性實驗開設的必要保障。在開放式實驗環境中,學生以分組的方式進行實驗,可以自行安排實驗時間,從而避免實驗室學生人數過多,實驗資源緊張的情況,同時也能使教師最大限度的指導學生;學生可以選擇內容進行實驗,避免實驗資源的不合理分配,提高儀器的利用率;學生在一定范圍內自由選擇實驗方法及手段,避免實驗教學的單一性和局限性。開放式實驗教學模式不僅解決實驗教學課時緊張、實驗資源的不合理分配問題,還可以調動學生實驗操作的積極性,使學生在實驗中變被動為主動,提高學生的綜合素質。在開放式實驗環境中,實驗室應根據不同學科將實驗室進行分類,以實驗儀器設備的利用率及價值進行分區,不同分區有專人負責管理。開放式實驗室可建立信息化管理方式,統計實驗室及儀器的使用頻率,對頻率較高的實驗室采取開放式管理,對頻率較低的實驗區域進行統籌管理。此外,考慮到生物科學專業的一些儀器設備價格昂貴,可以專人專管,并使用網絡信息系統建立預約機制,采取計劃性、集中性安排儀器的使用時間,實行半開放策略。
三、結語
發育生物學是生命科學領域中重要的分支學科,它在傳統的胚胎學基礎上,結合細胞生物學及分子遺傳學、遺傳學等學科的原理和方法,融合形成的一門新興的學科.該學科內容涉及多個領域的知識,如遺傳學、分子生物學,胚胎學,細胞生物學等.可以說,發育生物學作為生物學重要的一門基礎專業課程,其教學質量的好壞,教學效果的優劣可能會直接影響生物相關專業學生的專業素質和專業技能的提高.為了提高生物科學本科專業教學質量,加強生物教學的廣度和深度,我校在2008級生物科學專業開設了發育生物學課程.與其他課程相比,直到20世紀后期,國外的一些大學才陸續建立了發育生物學部(系),并開設了發育生物學及相關課程.與國外相比,我國的發育生物學起步比較晚,上個紀末期,國內的一些知名院校首先開始開展了一些在發育過程中的信號調控相關內容講座,反響效果較好.到現在,發育生物學作為一門綜合性較強的生物科學基礎學科,已被許多大學列為生命科學領域和醫學專業學生的必修課[1].
1發育生物學課程開設現狀
開設伊始由于主講教師圍繞各自的科研方向講授,因而沒有形成系統教材[2].迄今為止,由于相關學者和科研人員對發育生物學領域研究的重視,國內外出現了各種版本的發育生物學教材,有國外的英文教材,也有我們國內學者編著的中文教材,如使用面較廣的由張紅衛老師主編《發育生物學》,在綜合性大學生物學及生物技術專業、醫學等[3]使用較多,從開始開設發育生物學課程到現在不到四十年時間,與其他學科相比發育生物學仍然處于發展的初級階段,該領域新的熱點和研究成果都在源源不斷地涌入世人的視線中,因此教材內容也在不停地補充.博士生、碩士生及本科生使用的教材不一樣,不同專業不同院校使用的該課程教材也不盡相同.從總體看發育生物學在我國還處在起始摸索階段,還未能形成一個被大家普遍認可和遵循的成熟的課程體系,當然也有了探索和完善的空間.2009年起,我校為了生物科學專業的發展,將發育生物學課程列入了教學計劃,但相比其他同類院校就晚了很多(如2002年曲阜師范大學開始給生物科學、生物技術兩個專業開設發育生物學,山東德州學院2004年就開設了該課程)[4].經調查進入新的世紀,本科院校的生物學專業2/3的院系先后開設了該門課程,1/3的院系也有了開設該門課程的計劃,但由于師資等原因,暫時不能開出.且不同的學校,該課程的類型設定不同,多數設定為專業限選課程,少數設定為專業必修課程或專業選修課;課程計劃學時不盡相同,一般授課學時36學時左右,實驗學時30學時左右,但多數學校設有開設實驗課;教學時間安排不同,有的在第6學期開設的.有第7學期開設的.
2地方本科院校生物科學專業發育生物學課程開設過程中面臨的幾個問題
第一,師資力量比較薄弱[5].因為發育生物學在國內外起步較晚,所以教師很大一部分是沒有從事過發育生物學教學和研究的專業性教師,只能是從相關的學科,比如組織學與胚胎學、遺傳學、細胞生物學或生物化學與分子生物學等學科的轉型的教師,剛剛開始的時候一般都存在缺乏專業的、完整的發育生物學知識體系這樣的情況.這是我校和其他地方性院校面臨的共同問題,如我校發育生物學課程就是由遺傳專業教師來講授.第二,課時偏少.雖然綜合院校和其他老牌生物科學專業課時基本控制在36學時左右[6],如寧波大學,理論課時為34,我校開設伊始課時也是36學時,學習效果卻不很理想,因為大多數地方本科院校課程開設課時都是參考基礎較好的綜合院校的做法,但忽略了面對的教學對象不一樣等問題,就我校生物科學專業而言,學生基本是剛剛過二本錄取分數線或是其他職業高中生源,基礎差,學習能力不強,同樣的教材,同樣的內容無法在同樣時間領會掌握.第三,開設時間偏后.主要是考慮到其他相關專業課程已經學完,學生有了一定的理論基礎,因此我校跟其他一些院校一樣安排第7學期開設發育生物學,但沒有考慮到生物科學專業歷來是考研的生力軍,第6學期后,大多數學生基本已經確定學習和考研方向,對此時段開設的課程也僅止于學習及格,即使有部分同學覺得該課程內容新穎,知識面廣,更新快,奈何時間關系也不愿深入學習,因此學習積極性并不高.第四,課程知識體系龐雜.涉及到遺傳學、分子生物學、胚胎學等信息相互交叉融合,邏輯性比較強,比如體軸形成這一部分內容,有遺傳學的知識,有細胞生物學的信號轉導內容,還有胚胎學的知識,需要學生有一定的知識積累才能理解,而現在課堂上一般以傳統的講授和單一的多媒體教學方法進行教學,學生往往反映發育生物學很難、不好理解.教學效果不佳.第五,教學實驗經費投入相對不足.發育生物學實驗投入的時間經費相對較大,一些院校如德州學院、長治學院以及懷化學院都還未開設發育生物學實驗課程,許多經典實驗不能讓學生親自動手,無法將課堂上學到的理論知識應用到實踐當中去.因此對這樣一門觀察實踐性極強的學科的發展來說,這也是及其不利的.
3對發育生物學課程設置及常規教學過程中面臨問題的解決方法
針對以上問題,我校生科專業首先是調整發育生物學課程開課時間,從第7學期提前到第6學期,課時為48學時,周課時為3節.現在一些重點大學比如華中科技大學、山東大學也都將課時量提高到54課時,湖北民族大學、長治學院對發育生物學課程課時量也有了相應的增加.開課學期也都放到了第6學期.此時生物化學、遺傳學、等基礎課程已經講授完成,學生有一定的理論基礎,而考研方向未定,學生的注意力和精力多數放在專業課程的學習上,這樣對很多喜愛該課程的學生就多了一個學習和選擇的機會,因為現在考研的形勢越來越嚴峻,生物科學專業和生物工程專業很大一部分同學是競爭同樣的學校同樣的專業,難免會產生“同室操戈”的現象,多一門選擇方向可以避免因專業建設不成熟而給有志向的學生造成損失.對專業教師學科背景有待加強的現象,可以讓教師通過提前進修或是提高自己的學歷來增加對發育生物學知識體系的掌握和理解,了解發育生物學的最新進展,備課時首先了解教學計劃和教學目的,合理安排教學內容,對生物科學本科生,要求他們掌握的是發育過程中的基本現象、概念和知識,掌握并理解基本原理.
太過抽象或復雜內容則應盡量簡述,同時為了便于學生理解和記憶,教學安排上應該從發育的基本原理著手,再根據模式生物個體發育的過程,在依次出現的發育現象中,摻入發育生物學的基本概念、基礎知識,突出重點難點,真正做到深入淺出解決“知識抽象”這一問題.發育生物學很多的內容都是通過模式生物的發育過程來說明問題的,例如:無脊椎動物的線蟲、海膽、海鞘果蠅等脊索動物文昌魚及脊椎動物魚類、鳥類、哺乳動物等[7],這些生物從受精到受精卵到胚胎再到發育成成體的過程與機制幾乎涵蓋了整個生物物種的發育特點和模式,這樣將龐雜的知識體系系統化,這樣學生就不會覺得“很難、不好理解”了.課堂上靈活運用各種教學形式,充分利用多媒體手段,如山東德州學院從提高教師課件制作水平等方面著手[8];兼用講解式教學與探究式教學充分調動學生學習的積極性和主動性.傳統課堂教學方式多采用講解式教學,這種方式可以使學生在短時間內獲取大量的知識,通常適用于一些核心、基礎以及難以理解的內容的講解,比如發育生物學中一些基本的概念,以及胚胎的器官系統發生的內容,應該應用講解式教學.而涉及生物體軸的形成及有關干細胞發育分化的問題,則可應用探究式教學[9].
一來檢驗和鞏固學生對知識的掌握,還可以培養學生獨立思考和創新能力,采用啟發式的教學方法,不一定在課堂上將所有的知識點全部講解完了,根據一些內容選擇一些權威的科研論文,從研究者的角度去探索發育現象,加深對專業術語的了解,有些學校如廣州藥學院則將發育生物學的熱點研究內容及現狀靈活穿插在教學過程中,也有取得了一定的效果[10].另外對有些內容,比如說卵裂這一部分內容,不可能在課堂中所有的卵裂形式都一一講授,可以講一到兩種典型卵裂方式,然后以播放視頻的方式讓學生比較直觀的了解各種裂解方式的特點,然后再布置學生課后去查閱并下其他動物的卵裂方式與課堂上講述的有何異同.這樣既引導學生有目的地介入教學過程中,又加深了學生對知識點的理解,提高了學生的學習興趣.如浙江海洋學院就通過精心選擇一些課外專業的閱讀資料來擴展學生的視野.另外,課外可適當開展課外主題活動.課外主題活動在一些院校多個專業都有出現,有一定的教學效果.我校發育生物學由于經費設備問題沒有開設實驗課,因此想通過1-2次實驗類的課外主題活動來稍加彌補.
實驗課題設計部分應與課堂教學內容相輔相成,選擇具有代表性且操作性強的內容作為主題,比如開展觀察動物胚胎發育過程主題,則可以通過以下幾個步驟[11]:(1)確定研究主題例如觀察鳥類早期胚胎發育.(2)成立學習小組(成員4-5人)小組內部成員確定方案及安排工作進程,以雞/鴨等的胚胎為研究對象,收集受精卵,準備孵化設備,分不同時段做解剖,綜合得出鳥類胚胎發育過程中的特點.在這個過程中,取材便宜,時間持續不長(30d左右),實驗花費不高,可以彌補因實驗經費不足而無法開設實驗課的遺憾,同時在該過程中學生學會獲取資料的方法,得到相關信息,并在老師的幫助下去選擇材料,設置實驗條件.(3)實驗結束后,各小組按照科學方法對現象及數據進行整理,查閱資料核查方法和數據的準確性,做出分析,得出結論.(4)教師組織各小組交流自己的觀察過程、結果等,總結不同研究對象胚胎發育的特點.這樣既加深了對理論知識的理解,又可以從側面對課堂的內容查漏補缺.最后從多方面綜合考核學生的學習效果.考核方式的改革在很多學校都已經實施,如前文提到的浙江海洋學院就將課外專業論文的閱讀效果計入考核,而我校生物專業發育生物學成績的考核則更具體,除常規的隨堂提問(10%)和期末成績(50%)外,前文提到的課外主題實踐的組織、觀察、總結和匯報(占30%)及組織學生利用網絡對發育生物學新發現,新熱點,進行查閱并討論的課外作業成績(以小論文的形式,占10%)也計入考核,可以2010、2011年諾貝爾獎中發育生物學領域方面的表現,如用“一個細胞一個生命”、“干細胞的能力”以及“端粒酶-長生不老藥?”為主題的課外作業,從多個角度提高學生學習發育生物學的興趣,加深對課本知識的理解和把握,增加學生對科學研究的探索和追求動力,從根本提高教學效果,把一門抽象、復雜、晦澀的學科變成一門直觀、豐富、絢麗的學科.總之發育生物學作為生物科學一門發展迅速,前景比較廣闊的學科,是生物科學專業本科生的專業課程,它的研究內容和許多相關學科相互交叉融合共同進步和創新,體現了學生學習和掌握生命科學知識的能力.在它的初級發展階段都已經出現了很多具有劃時代意義的發現和成就,以后的發展和前景更無法估量,因此如何讓教師開好發育生物學課程,如何讓學生學好發育生物學對于從事發育生物學教學和研究的學者來說具有重要的意義.對地方本科院校而言,開展發育生物學課程教學是生命科學領域各學科融合交叉發展的必然結果,更是我們生物科學專業與外界接軌,深化本科院校生物教學改革的廣度和深度,與國內外生命科學事業發展方向保持一致的基本體現。
作者:趙麗娟 劉良科 單位:懷化學院 生物與食品工程學院
一、生物專業分類
生物學專業是有著較長歷史的專業之一,人們在生物學的基礎上,通過不斷與其他學科相交又而誕生了很多新的專業,比如生物科學、生物技術、生物工程、生物化學、生物信息學、生物醫學、食品科學與工程、海洋生物科學、海洋生物工程、畜牧生物等。
為了便于對這些專業進行區分,大致把他們劃分成如下六類:
第一類生物科學專業
生物科學專業旨在培養具有扎實的生物科學理論基礎,掌握本學科的基本理論和基本技能,具有一定的科學研究能力和創新精神的生物學專門人才。
第二類生物工程專業(相近專業:生物技術專業、生物工藝專業)
生物工程也叫生物工藝、生物技術,是以生物科學為基礎,運用先進的科學原理和工程技術手段來加工或改造生物材料。例如,基因重組技術、DNA和蛋白質序列分析技術、蛋白質工程、細胞工程、酶工程、染色體工程等工程的誕生和發展,已在工業、農業和醫療衛生等方面得到了廣泛應用,并取得許多突破性進展。
第三類生物信息學專業(相近專業:基因信息學專業)
生物信息學是近年來發展并完善起來的熱門交叉學科,最初常被稱為基因組信息學。生物學是生物信息學的核心和靈魂,數學與計算機技術則是它的基本工具。廣義地說,生物信息學是用數理和信息科學的觀點、理論和方法去研究生命現象、組織和分析呈現指數增長的生物學數據的一門學科。
第四類生物食品專業(相近專業:食品科學與工程專業)
生物食品專業是培養具有化學、生物學、食品工程和食品技術知識,能在食品領域內從事食品生產技術管理、品質控制、產品開發、科學研究、工程設計等方面工作的高級科學技術人才的學科。
主要專業課程:生物學、生物化學、分子生物學、生物統計學、數據庫、計算機軟件基礎、生物信息學、蛋白質組學、基因芯片技術、生命系統建模等。
第五類生物醫學工程專業(相近專業:醫學生物技術專業)
生物醫學工程是綜合生物學、醫學和工程技術學的交叉學科,也是運用自然科學和工程技術的原理與方法,研究與揭示人體的生命現象,并從工程角度解決人體醫療問題的一門綜合性高技術學科。生物醫學工程專業是目前國際上發展極為迅速的交叉學科和邊緣學科,旨在利用現代工程技術的手段解決生物醫學上的檢測、診斷、治療、管理等問題以及進一步探索生命系統的各種運動形式及其規律性,是21世紀生命科學的重要支柱,共有21所高校開設了生物醫學工程專業。
主要專業課程:模擬與數字電子技術、微機原理、數字信號與處理、工程生理學、醫學成像與圖象處理、生物傳感技術、細胞生物學、生物化學、遺傳分子生物學等。
第六類海洋生物技術專業(相近專業:海洋漁業科學與技術專業、水產養殖專業等)
這類專業培養具有堅實的現代海洋生物科學和現代生物技術基礎知識和基本技能的人才。他們能在科研、生產及教學等部門從事海洋生物基礎理論研究、高新技術研究和生物制品開發及相關管理。
主要專業課程:細胞工程、基因工程、微生物工程、蛋白質工程、生物工程下游技術、生物技術大實驗、生物信息學、發育生物學、發酵工程設備等。
二、專業學習的苦與樂生物學是一門涉獵多種基礎學科的專業,在大學期間需要學生學習多種基礎型學科,如:高等數學、無機化學、有機化學、生物化學、物理、英語、計算機等等,幾乎涵蓋了理工科的全部基礎學科。
不過,大家不要被以上這些艱澀的數理化英課程嚇到,當你接觸到生物專業課時,一個色彩斑斕的趣味世界就此向你敞開。通過動物學的課程,你會感嘆造物主的神奇,從最低等的原生動物到最高級的哺乳動物,每個物種都有其獨特的適應自然界的特點。學了微生物,你便了解了冬蟲夏草為何又是蟲又是草,也學會了如何在沒有冰箱的情況下保存食物。在遺傳學課堂上,你可以跟同學們熱烈探討轉基因食物到底是好是壞,先有雞還是先有蛋。等你了解了分子和細胞學之后,你便可以和朋友們侃侃而談,人為什么會生老病死。
作為一門實驗學科,除了理論知識的學習,生物學還要求很強的動手能力。化學是生物的基礎,在一開始的各種化學試驗中,要求大家能夠精確地配置試劑,調節pH值,在茶葉中提取咖啡因,在雜質中提煉萃取某種純凈物……當然,最讓其他專業同學羨慕也最受同學歡迎的是各種生物大實驗。比如動物學實驗:同學們總是一邊內心默默為那些為科學獻身的小動物們垂淚哀悼,一邊又摩拳擦掌躍躍欲試:“庖丁解牛”一般地解剖蝗蟲并臨摹它的各種器官;親手淹死了一只白鴿,然后再給鴿子做“人工呼吸”吹鼓它的嗉囊;用電流刺激破壞了腦神經的青蛙尸體觀察反應……植物學實驗,制作豌豆根尖的壓片標本,再在顯微鏡給它們畫一幅寫真。除此之外,生物學專業還有為期一周左右的野外實習,同學們會進入某一個自然保護區,在與大自然親密接觸的同時,也不忘了利用自己的專業知識,分析當地的生態狀況和資源,采集制作各種動植物標本,最后匯總成一份圖文并茂的實踐報告。
一個生物學家,一定是一個兼具動手動腦能力的博物學家。作為小小的生物學子,經過幾年的科學訓練,你rE--定成為了朋友圈中的Mr,Knowall。
三、就業與發展
據調查了解,生物學畢業的同學大致上可以有幾個方向去發展。
1.讀研與出國
生物學快速發展的特點決定了對它的研究在大學四年期間的學習是遠遠不夠的。因此,生物專業畢業生選擇繼續深造的比例比其他專業要高出很多,這也是生物學本科就業率低的部分原因。在很多“985”院校的生命學院,保送研究生甚至保送碩博連讀的比例也相對較高。另外,生物專業也一直是最容易出國的熱門專業,拿獎學金也相對容易。
2.公務員或者事業單位
在報考公務員和事業單位時,生物學專業的選擇面確實相對比較窄,但仍然有一些不錯的選擇。比如待遇較好的藥檢所和疾控中心,這兩個單位一個與藥廠發展息息相關,一個主管公共衛生事業,都是國家非常重視的單位。
另外,高校和中學也是屬于事業單位,畢業后留校發展或到中學任教也是不錯的選擇。高校內有很多研究所,如健康工程研究院,水生所、組織免疫所、生殖中心之類,一些中小學的自然或生物老師,本
科生便可以勝任。
3.投身科學研究行業
生物專業可以到各大企業從事與生物技術有關的應用研究和技術開發,大致有三個方向。
外企:在中國設立了研發中心的知名外企,一般是醫藥企業和日化企業,比如拜耳、寶潔、高露潔等。他們的職位多是進行高端研究的,設備精良,待遇豐厚。
國企:中糧基團下屬的中糧研究院,有涉及轉基因研究、微生物發酵、生物能源研究這幾類:中煙工業,評價煙和研究煙產品。中國生物技術公司。是我國歷史最為悠久的從事疫苗和血液制品研究及生產的專業機構,據說里面的研究掌握著中國的生物產業發展方向。
私企:有人說,一個碩士拿著一疊自己的簡歷去廣州科學城轉一天,肯定能找到工作。這里的私人生物企業或者是合資企業數不勝數,一般選擇專業對口的畢業生。其中發展迅速和規范較大的要屬華大基因,它是中國最大最先進的基因測序公司,也為很多高校學生提供獎學金和各種實習就業機會。
4.非研發的技術支持崗位
如果你不愿意做實驗,還有很多生物技術公司的非研發崗位可供選擇。生物技術公司是專門為生物學研究服務的企業,他們提供科研所需的各種高科技儀器、試劑以及其他的專業實驗。這類公司的非研發崗位包括銷售代表、技術支持、市場專員、客服代表、工程師等。這些崗位要求從業者具備生物專業背景知識以及良好的溝通能力。
四、報考指南
開設生物類專業的院校有兩百多所,大致可以按綜合性大學、師范類院校和特色專業院校分類。
作為理學的一個重要門類,生物學在綜合性院校往往能得到較好的發展。國內頂尖水平的國家重點學科數量,被當作衡量高校科學研究實力的最關鍵參數之一。而雄厚的財力是與科研實力成正比的,所以我國首批評選的生物學一級重點學科,就包括清華大學、北京大學、復旦大學、武漢大學這幾所著名高校。另外。四川大學,中山大學,浙江大學,上海交通大學等老牌高校也有生物學二級重點學科。
作為理學類的基礎性學科,生物學專業在師范類院校的開設比較普遍。在全國217所招收生物學碩士研究生的大學中,師范類院校占了36所。師范院校一般以培養生物學教師為主要目的,但隨著大學生就業市場的開放,一些實力較強的師范院校開始培養科研技術人才,其中優勢學科單位有5所,分別是東北師范大學、北京師范大學、華東師范大學、湖南師范大學和南京師范大學。
由于主要學科與生物學的聯系緊密,一些農林、醫科、海洋等專業院校也會招收生物學專業的碩士研究生。這些院校的生物學專業極具特色,在與主要學科的交叉中獲得了良好的發展。比如中國農業大學、西北農林科技大學、首都醫科大學和中國海洋大學,就是其中的佼佼者。
另外,國家在一些重點高校中還設立了生物學基地班,全國只有19個,屬于國家理科基礎科學研究和教學人才培養基地。基地班實行“本―碩―博分流連讀制”,經費方面有專門撥款,在實驗條件、導師設置和保研名額上都有政策的傾向性,所以門檻也相對較高。
關鍵詞:生物科學 遺傳學 教學內容 重復
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.020
遺傳學是研究生物遺傳和變異規律的一門科學。它是現代生命科學教學中最重要的主干課程之一,是高等院校生物科學等相關專業必修的專業基礎課。現今,遺傳學正以極快的速度向前發展,并不斷滲透到其它生物、醫學學科,這使得原本在遺傳學中講授的內容也同時出現在其他課程的教學內容中。這種現象反映了遺傳學在生命科學中的核心地位,也凸顯了高校遺傳學教學所面臨的教學內容重復問題。事實上,為體現一門課程的系統性、完整性和先進性,在編寫教材時,學科之間有關內容的相互滲透、交叉以至重復是不可避免的。但相同的內容在多門課程的課堂教學中反復出現會使學生失去學習興趣,浪費寶貴的課時,使教學效率大打折扣。本文將對該問題進行分析,并提出一些對策供同行討論。
1 遺傳學與其它課程教學內容重復的具體表現
目前,我國各大專院校生物、醫藥、農林等專業均開設有遺傳學。雖然不同專業的教學重點有所不同,但核心內容相對統一。遺傳學是筆者所在學院生物科學等專業本科生的一門必修課,這門課的任務是:引導學生牢固掌握遺傳學最重要的基本原理,熟悉各分支學科的主要理論與研究方法,了解遺傳學的重大理論與技術進展,熟悉遺傳學研究技術與實驗裝備,為學生畢業后在本學科以及相關學科中的發展打下堅實的基礎。
除遺傳學外,我院還為生物科學專業的學生開設有細胞生物學、分子生物學、基因工程、生物化學、微生物學等專業必修課。我們選用的遺傳學教材的內容基本上涵蓋了遺傳學的各個發展階段,其中,遺傳物質的細胞學和分子基礎、染色體的結構變異、基因突變與DNA損傷修復、原核生物和真核生物基因表達的調控等章節[1]與上述幾門課程的教學內容分別存在著不同程度的交叉(表1),有的甚至是其它課程的重點內容。尤以分子生物學、基因工程這兩門課的教學內容與遺傳學的相似度最高,這三門課幾乎都重復著共同的遺傳學問題――遺傳物質的結構、復制、轉錄、翻譯、調控、突變、重組等。另外,我院生物科學專業細胞生物學、分子生物學的開課時間與遺傳學相同,這使得遺傳學教學內容重復的問題更加突出。
表1 遺傳學教學內容在其它課程中的分布
2 問題的根源
其它課程的教學內容與遺傳學出現重復并不是偶然的,這種局面的形成與遺傳學自身的發展特點及其學科內涵有很大的關系。
遺傳學的研究進程按照不同歷史時期的學術水平和工作特點,大體上可劃分為經典遺傳學、生化遺傳學、分子遺傳學、基因工程學、基因組學和表觀遺傳學等數個既彼此相對獨立又前后互相交融的不同發展階段[2]。如果以半個多世紀前Watson和Crick提出DNA雙螺旋結構為界,也可以簡單的將整個遺傳學的發展過程劃分為經典遺傳學(classical genetics)和分子遺傳學(molecular genetics)兩大階段:經典遺傳學以孟德爾遺傳學為基礎,主要研究性狀在系譜中的傳遞,即基因在親代和子代之間的傳遞問題;分子遺傳學則是在分子水平上研究生物遺傳和變異機制的遺傳學分支,主要研究基因的本質、基因的功能以及基因的變化等問題。
在整個遺傳學的發展史上,分子遺傳學的地位無疑是相當重要的。它的興起使遺傳學的面貌煥然一新,既系統地繼承和發展了經典遺傳學和生化遺傳學的研究脈絡,又全面地影響并滲透到后繼學科的各個領域。從內容上來看,分子遺傳學與分子生物學的學科界限十分模糊。通過對上述課程教學內容的分析我們也不難發現,那些重復的內容有相當一部分是分子遺傳學范疇的。另外,由于生化遺傳學和早期的分子遺傳學研究都以微生物為材料,因此遺傳學與微生物學、生物化學之間必然存在著千絲萬縷的聯系。而基因工程學、基因組學本身就是現代遺傳學的分支學科,它們成為生物科學專業的必修課或進入課堂教學是高校課程設置不斷細化和專業化的結果,也難免會與同時開設的遺傳學存在教學內容上的重疊。
3 解決教學內容重復問題的對策
教學內容重復無疑會影響教學效果。我們通過實踐發現,從授課內容本身、教師和學生、以及教學方法等環節入手,能夠有效地避免重復對教學帶來的不利影響。
3.1 合理調整教學內容
近些年來,同行們在遺傳學教學內容的調整上作了大量的改革和探索。常見的做法是根據自己的理解及理論專長跳躍式地分割講授,或根據自己的經驗對教學內容做出取舍,甚至有人提出只講經典遺傳學而放棄分子遺傳學。上述做法并不能有效地解決遺傳學的教學內容重復問題,相反會造成教學不成體系的局面,對“教”和“學”都很不利[3];而如果無視教學內容重復的存在,貪多求全、面面俱到,對所有內容蜻蜓點水般逐一講解,又無法實現大學遺傳學教學深度和難度的提升。
我們認為,對遺傳學教學內容進行刪減是必要的,但必須遵循遺傳學的發展歷史和保持其完整的知識結構體系,不能大刀闊斧整章刪除,而應在重復章節內部進行微調,具體做法包括:精簡繁雜冗長的內容,下放學生能看懂的內容(自學),突出基礎性、應用性的內容,增加前瞻性的內容等。這就要求教師有較高的遺傳學理論修養,準確把握各章節特別是重復內容在整個遺傳學教學體系中的地位,做好教學內容的層次劃分,根據層次選擇不同的授課側重點。
3.2 加強授課教師之間以及師生間的協調溝通
教學內容重復已成為遺傳學等課程授課教師的共識,對各自的教學內容進行刪減無疑成了最簡單、最常用的一種解決方法。但如果大家在沒有交流的情況下對同樣的內容都作了刪除,重復的內容反而會變成被遺忘的內容。因此,積極促成遺傳學與其他相關課程任課教師間的溝通十分必要。
我們認為,集體備課是教師之間進行相互溝通的一種有效形式。通過這種方式,相關課程的教學人員能夠坐下來共同研究教學內容,在“知己知彼”的基礎上協調、統籌各自的授課章節,明確重復內容的教學分工,制訂滿足包括遺傳學在內的多門課程教學需要的授課計劃,做到各有側重而又不失體系的完整性。這不僅可避免實際教學過程中的低級重復,還能保證課程之間的相互銜接,有助于學生順利地掌握所有課程的教學內容。另一方面,還應當加強授課教師和學生之間的課內外交流。如:教師可在開課前召開師生座談會,了解所教班級學生對重復內容的掌握情況;開課后則根據學生的反饋,隨時調整教學方案。
3.3 優選教學方法
為了保持遺傳學完整的知識結構體系,所謂的重復內容不但不可不講,而且還要下功夫選擇合適的教學形式或方法來講。對于在其他課程已深入學過而在遺傳學中只需一般了解的內容,通過簡單的問答引導學生回顧這部分內容即可;對于對遺傳學新知識點有重要鋪墊作用的其他課程的基礎性知識,可采取布置學生課前或課中自學、再集中小結的方法幫助學生鞏固復習之,還要注意從遺傳學的角度闡明同一知識點,突出遺傳學的學科特色;對于其他課程僅略有涉及但在遺傳學中須進一步加深了解的內容,宜先勾起學生對這部分知識的點滴回憶,同時指出學生現有知識的不足,從而激發他們的求知欲,然后順理成章地講下去,在學生的高度關注中完成該知識點在遺傳學中的深入講授;對于一些有特殊作用的重復內容,則要綜合運用多種教學方法將其講好講透,如:減數分裂在遺傳學和細胞生物學的教材中均有詳細的描述,屬于重復的教學內容,但卻是理解遺傳的連鎖交換和重組的一把鑰匙;在整個遺傳學的教學過程中,應反復多次向學生強調和提及減數分裂過程中的染色體行為,將這部分知識遷移和滲透整合進連鎖遺傳分析、真核生物遺傳分析、細菌和病毒的遺傳分析等多個章節,使枯燥難懂的遺傳學分析過程變得易于理解,讓重復的內容為新的知識點和教學難點服務。
此外,遺傳學與其他課程之間還可以開展合作教學。如:我們嘗試將遺傳學和細胞生物學這兩門專業基礎課的實驗課合二為一,以綜合性大實驗的形式開設,從而將遺傳學和細胞生物學關聯起來,有助于學生從整體上把握這兩門課程,實現了教學資源的整合,提高了教學效率,較好地化解了教學內容重復的問題。
4 結語
遺傳學與多門課程教學內容的重復是客觀存在的,隨著生物科學專業課程設置專業化程度的提高,這種局面將變得愈來愈突出。因此,調整遺傳學教學內容勢在必行。但無論進行怎樣的調整,都必須遵循遺傳學的發展歷史、保持基礎遺傳學完整的知識結構體系。作為遺傳學的授課教師,既要關心遺傳學研究的最新動態,又要加強對遺傳學理論體系的整體把握和理解,只有這樣才能合理有效地解決遺傳學教學內容重復的問題,從而節約教學資源,提高專業課教學質量。
參考文獻:
[1]戴灼華,王亞馥,粟翼玟.遺傳學[M].高等教育出版社,2008.
[2]吳乃虎.基因工程原理[M].科學出版社,1998.
[3]程焉平,劉春明,王洪振.尊重教學規律,保持遺傳學教學的系統性[J].吉林師范大學學報(自然科學版),2007,(2):82-84.
作者簡介:袁茵(1981-),女,河南開封人,研究生,講師,從事遺傳學教學工作,廣東藥學院生命科學與生物制藥學院,廣東廣州 510006
陸幸妍,廣東藥學院生命科學與生物制藥學院,廣東廣州 510006
目前大部分高校本科生物科學專業課程體系中均沒有納入生物學史課程。究其原因,一方面生物學史不屬于專業主干課程,對專業課程的學習影響不大;另一方面,生物科學專業教師多為理學背景,缺乏對科學史的系統了解。但我們認為,生物學史的講授對于生物科學專業學生的知識體系的完善與專業能力的培養具有事半功倍的效果。現對生物學史在本科生物專業人才培養中的作用簡述如下:
一、培養學生對專業的興趣
愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”提升學生對專業的興趣,他就會熱心于接觸、學習專業知識,并注意探索其奧秘。大部分專業課程重視知識體系的建立與傳遞,卻忽視了對學生學習欲望的培養。很多學生都認為生物學是一門枯燥、難學的課程,生物學史恰恰能通過多種多樣鮮活的實例改變學生的看法,調動學生的情緒,喚起他們強烈的好奇心和奮發向上的激情,引起濃厚的興趣和積極的思考。如DNA雙螺旋模型提出過程中,卡文迪許實驗室與鮑林實驗室等多個國際一流實驗室的競爭使得學生了解到科學發現并不是一個平鋪直敘的過程,充滿著曲折與偶然性,從而激發起學生的好奇心與求知欲。
二、培養學生的科學素養
1.幫助學生樹立正確的科學思維方法
生物學理論有其嚴密的邏輯體系,各專業課程的教材往往按這一邏輯體系編寫,專業教師根據教材進行分章講解。這很容易使學生對這些知識的來源和理論體系感到深奧莫測,也容易形成對知識僵化的絕對化的理解。而生物學史不僅有助于學生了解各概念、定理、定律的來龍去脈和科學知識的運動過程,而且有助于學生按規律的形式和體系來理解、把握生物學知識,從而逐步掌握正確的科學思維方法。實際上科學不是靜止不動的,認識始終是一個生動的歷史過程。
2.培養學生的創新思維、促進學生創造性地學習
創造性學習是學生將已知知識進行重新組合從而獲得新的具有一定價值的學習結果的過程。創造性學習需要多方面收集信息資料,并從現有資料中提出情景命題。大部分專業課程只涉及某一學科的相關知識,缺乏學科間的橫向聯系,而生物學史將生物學內各學科的知識融為一體,便于學生可以從新的角度看待問題。同時,學生可以假想面對各種歷史情境,從各種線索中重新分析論證,甚至可以設計新的實驗來確認重要結論,這有助于學生的創造性學習與創新性思維。如介紹證明DNA是遺傳物質的肺炎球菌轉化實驗時,可讓學生假設自己面臨當時的研究背景與前期實驗結果,思考如何解釋格里菲斯的實驗結果,并考慮自行設計實驗證明或,從而最終得出DNA是遺傳物質的實驗結論,有的學生還能在歷史背景的實驗條件下設計同樣有說服力的實驗。
三、培養學生的綜合素質
生物學史的學習不但可以使學生了解科學結論,而且可以使學生了解生物學發展過程中各種曲折的經歷。比如在DNA是遺傳物質的論證中,通過生物學史的學習,通過生物學史的介紹,能使學生了解艾弗里的實驗為什么未能馬上得到普遍認同,同時,將DNA是遺傳物質的論證過程與20世紀末新型致病因子Prion的發現及被認可的過程進行比較,將簡單直白的知識傳授轉換為一個個精彩紛呈的故事,學生從中能體會到科學家的喜與悲,從而使學生能夠正確看待挫折,培養毅力。再比如,通過介紹20世紀早期多個不同學科的科學家如何分工合作、形成團隊,在解析蛋白質結構與DNA結構中取得成功,使學生了解了學科交叉與團隊合作的重要性。
綜上所述,在生物學人才培養中,生物學史的教授對于學生整體知識體系的建立、創新性思維的培養及綜合素質的提高具有重要作用。
作者:馬超 蔣一婷 徐桂娟 鄭彩霞 單位:北京林業大學生物科學與技術學院
經過十幾年的不斷探索,北京林業大學生物技術專業形成了“一主兩翼,兩渠相融,三位一體”的人才培養模式,即以“學生獲取知識、增強能力、素質養成”為主線,以理論與實踐為兩翼,以第1課堂教學為主渠道,實現第1課堂與第2課堂2個渠道的融合,以及集理論教學、實踐教學和綜合教育3個層次為一體。目前,北京林業大學生物技術專業每年招生2個班,在校生人數維持在每年260人左右;在人才培養和科學研究方面均取得了優異成績,尤其是在生物技術專業招生質量逐漸下滑、畢業生就業壓力不斷增加的大環境下,仍然保持了招生錄取分數位居全校前3名和95%以上的就業率。但是,面對新的機遇和挑戰,深化北京林業大學生物技術專業人才培養體系的改革,突出人才培養的專業特色和行業特色,增加所培養專業人才的競爭力,仍應成為生物技術專業下一步發展的重點之一。因此,筆者在與生物技術專業學生、社會用人單位充分溝通的基礎上,結合自己近年來的教學體會,提出以下建議,以期對生物技術專業人才培養體系的完善有所幫助。進一步明確、細化生物技術專業人才培養的特色大學的辦學特色是學校生存和發展的核心競爭力,是一所大學的比較優勢和核心價值的體現[2]。加強辦學特色建設是林業高校生存和發展的需要,也是林業高校提升核心競爭力的需要。大學的學科建設是大學工作的龍頭,是最能體現辦學特色的因素,建設特色學科是林業高等院校加強辦學特色建設的關鍵;而建設有林業特色的學科就要突出重點,整合資源,搶占學科制高點,注重建設特色鮮明、優勢突出的學科群[3]。目前,全國開設生物技術專業的高等院校有幾百所,如果各高校的生物技術專業缺乏自己的特色、人才培養沒有自己的側重點,那么所培養的畢業生就難以在眾多的相同的專業人才中占得就業先機。北京林業大學生物技術專業設置的專業課程主要以生物學、生物化學、分子生物學、細胞生物學、微生物學、基因工程、細胞工程等為主,另外還設置了一些專業選修課。這種課程設置模式基本上是全國各高校生物技術專業普遍采用的模式,沒有體現出林業行業高校自己的專業特色和人才培養特點。同時,北京林業大學的生物技術專業與學校的生物科學專業相比,在課程體系、教學計劃、教學環節等方面,均大同小異,差異不超過15%。因此,建設體現林業行業特色和專業自身特色的課程體系應是北京林業大學生物技術特色專業建設的重點之一。目前,北京林業大學生物科學與技術學院擁有林木花卉遺傳育種教育部重點實驗室、樹木花卉育種生物工程國家林業局重點實驗室、北京林業大學毛白楊研究所、林木花卉良種繁育研究中心和北京林業大學中國林地資源利用研究中心;同時還擁有植物學、林木遺傳育種、野生動植物保護與利用、生物化學與分子生物學、微生物學5個博士學位授予權學科,以及農產品加工與貯藏工程和細胞生物學2個碩士學位授予權學科。可見,北京林業大學生物科學與技術學院在林地資源的培育、開發和利用領域具有自己的資源優勢和學科優勢,并有多年的科研積累和人才培養經驗。因此,把“林地資源的培育、開發和利用”作為生物技術專業的人才培養特色和專業培養方向能夠充分反映北京林業大學生物科學與技術學院的科研特色和行業特色。在具體的人才培養過程中,可以將生物技術專業細分為“林地資源培育”和“林地資源開發與利用”2個專業方向,其中“林地資源培育”專業方向開設的課程以與遺傳育種相關的課程為主,側重于培養具有林地資源培育實用技術的專門人才;“林地資源開發和利用”專業方向開設的課程以與林地食用和藥用資源的開發和利用相關的課程為主,如開設藥用植物學、天然產物化學、生物藥劑學、生物藥物學、中藥新藥的研究與開發、藥物分析化學等,側重于培養具有林地資源開發實用技術的專門人才。在此基礎上,再圍繞特色人才培養的要求開設選修課程,并盡可能使生物技術專業的課程體系系統化,切實體現行業特色,加強學生專業技能的培養。例如,可以借鑒復旦大學生物技術專業的選修課體系,其系統地開設了天然產物化學、生物制藥、藥物分析方法與應用、新藥研發概論、藥物遺傳學、藥事管理學、藥學文獻檢索、藥用微生物學等30多門與藥學相關的選修課,充分體現了其生物技術人才培養的“藥學”特色。
精簡生物技術專業的課程體系,突出重點課程目前,北京林業大學生物技術專業的課程體系包括人文社科類基礎課、自然科學類基礎課、專業必修課和專業選修課4部分。人文社科類基礎課、自然科學類基礎課、專業必修課主要是依據教育部的生物技術專業規范而設定的,各個高校基本大同小異,所以專業選修課的設置成為體現專業培養特色的重要環節。北京林業大學生物技術專業由于沒有確立明確的特色培養方向,所以在課程設置過程中一度根據就業市場的變化而不斷地調整專業培養方向,且不斷地增加選修課的數量,希望課程體系能夠涵蓋本科畢業生就業、考研可能需要的所有專業課程。例如,由于生物制藥領域就業前景較為樂觀,所以為學生開設了生物制藥、藥理學、藥用植物學、藥用植物化學分析技術、藥政學等專業課程。這些課程的教學大綱主要參考藥學院開設的相關課程的教學大綱制定,對“如何與北京林業大學生物技術專業的知識背景相融合”“如何體現出與藥學院本科畢業生的專業區別”等問題缺乏深入的思考。顯然,單純地開設生物制藥方面的課程,尤其是完全照搬藥學院等其他院校相同課程的教學大綱,是不可取的,也無法體現北京林業大學生物技術專業的特色。目前,林業系統,尤其是林業基層單位,對林地藥用資源方面的專業人才需求巨大,尤其缺乏具有林業知識背景、熟悉林地藥用資源、具有林地資源開發利用技術和制藥專業技術技能的人才。因此,筆者認為,只有將生物制藥技術方面的課程,如生物技術制藥、藥理學、藥用植物學、藥用植物化學等課程,與“林地資源開發和利用”這一專業方向緊密結合,將北京林業大學生物科學與技術學院在林地資源的培育、開發和利用領域所具有的資源優勢和學科優勢與生物制藥技術相結合,才能使生物制藥技術落到實處,并使北京林業大學生物技術專業充分體現自己的人才培養特色。除了精簡生物技術專業的課程體系之外,還要突出重點課程。選修課程數量的不斷增加使學生的課業負擔加重,而思考和創新的空間被壓縮。以北京林業大學生物技術專業為例,大學3年級上學期的必修課學時就達414學時,再加上選修課的學時,總學時可達500學時。這意味著1個學期的開課數量超過10門,學生每天至少要進行6學時的課程學習,由此學生的學習壓力可想而知。另一方面,所開課程往往存在內容重復或相互重疊的現象。例如,生物制藥課程與基因工程、細胞工程、微生物工程、蛋白質與酶工程等課程就存在部分內容的重復,基因工程課程與分子生物學課程、細胞工程課程與細胞生物學課程之間也存在部分內容的重復。因此,筆者建議,要精簡課程體系,協調各門課程的授課內容,突出重點課程和課程重點內容,強調課程特色,以降低課時總量、減輕學生的學習負擔、激發學生的學習興趣,為鼓勵學生進行創新提供空間和創造條件。
加強自然科學類基礎課程與生物技術專業內容的銜接為了強調化學、數學、物理、計算機等自然科學類基礎課程對生物技術專業的重要性,教育部頒布的《高等學校本科生物技術專業規范》對這類課程的修讀學分做了硬性規定,如化學類課程不少于13學分,數學、物理不少于8學分,計算機類不少于6學分。在具體的實施過程中,各高校的生物技術專業更是進一步強化了對自然基礎學科尤其是化學類課程的重視程度。例如,北京大學生物技術專業規定學生需修讀20學分的化學類課程(含實驗)、8學分的數學類課程;清華大學生物技術專業規定學生需修讀14學分的化學類課程、12學分的數學類課程。而北京林業大學生物技術專業規定學生需修讀18學分的化學類課程、11.5學分的數學類課程,且學生修讀數理化和計算機等自然科學類基礎課程的全部學分需達到37.5分,占全部培養計劃總學分的24%。這使生物技術專業學生大學第1、2學年的絕大部分時間都用于課程學習了。但是,遺憾的是自然科學類基礎課程似乎正成為專業課程改革的死角。由于這部分課程均由理學院等外院教師負責講授,而授課教師對生物技術專業課程的需求缺乏了解,教學內容大多拘泥于講“試題”和“公式推導”,側重于推理、原理講解和邏輯分析,缺乏案例分析和應用,更缺乏與生物技術專業相關的案例分析和實際應用。例如,北京林業大學生物技術專業開設了高等數學和數理統計學課程(共計11.5學分),學習時間分別安排在3個學期,但最后的結果是當在專業試驗課程中面對簡單的試驗數據時,卻鮮有學生有意識地運用統計學知識;有的學生甚至連起碼的t檢驗和F檢驗都不知如何運用。因此,筆者認為,生物技術專業應該加強數理化和計算機等自然科學類基礎課程的改革,特別是要加強這些課程與生物技術專業內容的聯系,使學生能夠將基礎理論知識學習與專業技能應用緊密地聯系起來。進一步優化生物技術專業的課程布局由于人文社科類課程和自然科學類基礎課程的修讀學分占本科人才培養計劃全部學分的一半左右,所以很多高校將這2類課程放在大學第1、2學年集中開設,而把專業課主要安排在大學第3、4學年。然而,在大學第3、4學年,學生面臨著來自考研、出國深造、英語等級考試以及就業、畢業設計和科研實踐等方面的壓力,難以把全部精力放在專業課程的學習上。因此,筆者建議,高校的生物技術專業要打破目前的這種條塊化課程分配格局,將人文社科類課程適當分散安排在大學的4個學年里;將動物學、植物學、微生物學、生態學以及專業引導性課程盡可能安排在大學的第1學年,將生物化學、分子生物學等專業基礎課程盡可能安排在大學第2學年;同時將免疫學、遺傳學、細胞生物學等課程盡可能安排在其他選修課之前。這樣,學生既可以盡早接觸專業課程、掌握專業基礎知識、了解專業未來的發展方向,又可以提高學習基礎課程的興趣;更為重要的是能有效地緩解大學第3學年專業課學習的壓力,提高對專業知識尤其是其他選修課程內容的消化、吸收和創新能力。此外,在課程安排的細節上,應該認真考慮專業課程之間知識的銜接性。例如,目前生物技術專業將有機化學、生物化學課程安排在同一學期就有些不妥,應予以適當調整。加強生物技術專業工程類課程的“工”科內容北京林業大學生物技術專業是以理科為主、工科為輔的理工科復合型專業,人才培養目標是培養應用研究型人才。為此,北京林業大學生物技術專業開設了基因工程、微生物工程、細胞工程等工程類必修課以及蛋白質與酶工程、生物制藥等選修課程。然而從課程教學大綱來看,這些課程仍是以理論教學為主,適當搭配了一定課時的實驗教學,但幾乎沒有工科方面的教學內容。這勢必造成學生對生產設備缺乏必要的了解,在中試和生產車間實際操作環節中缺乏相應的生產設備維護、維修的基本知識。因此,筆者建議,對現有的工程類課程,要適當調整課程教學大綱,增加工藝學、設備、化工原理等方面教學內容的講授比例;同時開設1~2門工科類基礎課程,讓學生了解一些工科基礎知識。
加強生物技術專業學生科研素質的培養,規范學術道德培養學生的科研能力和創新能力,是新形勢下生物技術專業人才培養面臨的挑戰。因此,在傳授專業基礎知識和實驗技能的基礎上,培養學生文獻檢索、實驗設計、數據分析和論文寫作等科研素質是實現創新型人才培養的重要環節。現在,很多課程的考核均采用撰寫論文或者綜述的方式,相對于傳統的閉卷考試來說,是一種有益的嘗試。但是,如何查閱文獻、引用文獻、撰寫論文,有些學生到畢業都沒有真正了解和掌握。在很多學生頭腦里,撰寫論文似乎就是百度、谷歌搜索外加復制、粘貼的過程;有的學生甚至認為只要不是全文照搬,經過適當拼湊加工就不算論文抄襲,更談不上對論文所引用、參考的文獻進行認真的選擇和甄別了。因此,筆者認為,在大學生入校之初,高校就應該開設“文獻檢索”必修課程,使學生掌握查閱中英文專業文獻的方法、了解文獻的引用規則以及撰寫科技論文的專業規范和學術道德。例如,浙江大學開設的“生物文獻檢索與論文寫作”、復旦大學開設的“科學研究方法與論文寫作”都頗有實用價值,值得借鑒。這些課程不僅有利于學生拓寬視野、培養查閱文獻的技能,更有利于提高學生對學術道德的認識。為此,筆者建議,北京林業大學生物技術專業可以嘗試將文獻檢索、實驗設計、生物統計、科技論文寫作等課程集合為一個模塊,作為學生的選修課,在大學第2學年開設。這將有利于提高學生的科研素質和學術道德。近年來,我國高等教育體制發生了巨大的變革,從20世紀90年代開始,合并、聯合辦學、共建等已成為高校體制改革的主題。過去條塊分割的高等教育管理體制正在被條塊結合的體制所取代,高等教育綜合化趨勢日益明顯。作為林業行業性高校,做好行業性與綜合性的融合工作將有利于豐富林業高等院校的內涵、增強學校的科研創新能力、提升學校對社會的貢獻力、提高林業院校畢業生的社會競爭力[4]。2010年,北京林業大學生物技術專業應屆畢業生(2006級)考研率達41.82%、就業率達94.55%,應該說又是成績卓著的一年。但是,挑戰依然存在,形勢依舊嚴峻。因此,加強生物技術專業的人才培養和課程體系改革仍不容忽視。通過明確、細化專業培養特色,調整課程體系,優化課程布局,加強課程間的銜接,適度調整理科、工科類課程的比例,以及加強學生科研素質的培養和學術道德的規范,可以使現有的專業人才培養體系更為科學、特色更為突出;可以進一步突出北京林業大學生物技術專業在“林地資源的培育、開發和利用”領域的專業特色,增強畢業生的社會競爭力,從而為我國林業領域培養一批既具有扎實的生物學基礎知識又具有較強的生物技術實踐技能的林業生物技術專業人才。
1分子生物學課程教學中存在的主要問題
經過多年的教學實踐,我們發現原有分子生物學課程的教學體系存在諸多問題。第一,教學內容的系統性較差,加入了許多不太適合本科階段學生特點的學科最新前沿技術和理論成果,卻忽略了對基本理論的深入探討,導致學生在學習時感覺雜亂無章,十分難懂,使學生產生了畏難情緒。第二,未形成針對各專業特點的教學方法和教學體系。生物科學和生物技術兩大生物類本科專業的分子生物學課程的理論教學的內容和教學方法基本相同,沒有充分體現出專業特色。第三,教學方式和手段有待于進一步創新。目前課程的教學方法還是以教師講授為主,未能充分發揮學生的自主性。這些問題都限制了課程教學質量和學生專業素養的提高。基于以上問題,根據當前我國的人才需求和我校作為地方普通本科高校的應用型人才培養的目標,我們對教學內容進行了優化重組和更新,創新教學方法和手段,建立重視能力培養、突出專業特色的分子生物學課程教學體系,對解決以上問題提供了有效的途徑。
2分子生物學課程的教學改革措施
2.1課程內容的優化
在課程教學內容的優化過程中,我們主要從兩個方面進行了優化調整:一是減少相關課程教學內容的交叉重復;二是根據專業特色進行內容調整。分子生物學是在生物化學和遺傳學兩大學科的基礎上發展起來的新興學科,因此和這兩門課程的內容有部分交叉重疊之處,如DNA復制、染色體的結構與功能、轉錄和翻譯等內容在生物化學和遺傳學課程中也有介紹。為了更有效利用課堂時間,解決課時少內容多的矛盾,我們對教學內容進行了取舍。在教學內容的選擇上,更突出分子生物學的教學重點,例如,在DNA復制這部分內容的授課中,由于生化課已對復制的原理和過程做了詳細介紹,因此在分子課對這些內容可輕輕帶過,將重點放在對復制起始過程中的分子事件,如DNA雙螺旋解旋、復制的引發過程的分子機制等內容的介紹,這樣既避免了課程內容的重復和脫節,明確了課程之間的有機銜接,又突出了分子生物學的教學重點。通過教學內容的優化,我們精簡了一些與生化和遺傳交叉的部分教學內容如復制、轉錄、翻譯的基本過程,而增加了如原核及真核基因表達調控模式、現代分子生物學研究法等分子生物學的精髓部分的內容,盡量在有限的課時內將最大的信息量傳達給學生,同時,又堅持對于學生必須掌握的基本概念和基本理論知識必須給予足夠多的學時,以夯實學生的知識基礎。生物科學和生物技術兩大生物類本科專業,生物科學是師范類專業,其目標是為中小學培養優秀的師資人才,要求學生必須掌握系統的生物學理論知識,因此生物科學專業的分子生物學課程教學內容應注重理論知識的系統化,強化基因表達及其調控過程的基礎原理的教學內容,而對分子生物學研究方法部分則要注重基本原理的介紹;生物技術專業的培養目標是為生物技術相關的科研單位和企業培養技術人才,因此需更注重學生實踐和創新能力培養,在分子生物學教學中則需要加強新技術和新理論發展的內容,突出其實踐性強的特點。
2.2教學方法及手段的更新
2.2.1教學手段的優化與創新。同生物學其他課程相比,分子生物學是一門建立在高新技術基礎上的微觀生物學領域的前沿學科,對學生的專業知識基礎及邏輯思維能力、空間知覺能力(因為包括對分子結構的研究)都有較高的要求。傳統授課方式使得課堂氣氛沉悶,而學生面對抽象、復雜的知識也提不起興趣。學生們的被動倦怠也影響了教師的教學熱情,嚴重影響了教學質量。多媒體教學作為一種教學輔助手段,可以形象生動、圖文并茂地將教學內容展現在學生眼前,不僅增強了學生對抽象事物的理解能力,而且大大節約了板書時間,增加了課堂教學的信息量。利用多媒體教學手段可以將抽象的DNA及蛋白質等生物大分子的結構直觀地展示給學生,便于學生形成立體印象,化抽象為直觀。采用多媒體課件還可播放視頻,可以展示一些動態過程,如RNA的轉錄和蛋白質的翻譯等,可以用動畫的形式栩栩如生地將動態的生命過程展現在學生面前。一方面提高學生對知識的理解能力,另一方面又加深了印象,激發了學生的學習興趣和熱情。此外還有一些應用性知識的介紹,如基因芯片、DNA序列測定等技術,在我們目前的實驗條件下無法讓學生去親自實踐,通過觀看錄像和視頻使學生對這些技術形成立體的、形象的體驗,加深了學生對于技術原理的理解和掌握。分子生物學課程是建立在實踐基礎上的科學,在實踐教學中筆者采用了“任務驅動”的教學模式,傳統的實踐教學模式是由教師準備好實驗材料,傳授給學生操作方法、注意事項等,學生只需按步驟操作即可,在教學過程中完全處于被動地位,即使完成了實驗操作,對整個過程的印象很淺,教學效果不理想。為了調動學生的積極性和主動性,我們采用了任務驅動的方法,將學生劃分為若干小組,每個小組分配給一定的任務,各小組自主查閱資料,配制藥品,準備材料,獨立完成整個實驗準備和實驗操作過程,然后以小組為單位進行討論和經驗總結。在整個過程中學生是主體,教師提供必要的指導和幫助。在這樣實踐過程中,學生既要動手又要動腦,充分發揮了主觀能動性,大大提高了實踐能力,加深了對知識的理解,取得了良好的教學效果。2.2.2基于社交媒體的自主學習平臺建設。老子說:授人以魚,不如授人以漁。任何一個教師都不可能在幾十個學時里把本學科的知識全部講給學生,而且知識永遠都是在不斷更新和發展的。這就要求學生必須要有較強的自主學習能力。對于大學階段的學生來說,掌握科學的學習方法和良好的習慣對于學生的發展至關重要。我們主要通過促進學生自主學習和合作學習的方法來培養學生形成良好的自學習慣。根據當代大學生樂于接受新事物的特點,在學生群體中建立分子生物學課程學習交流的QQ群、微信和微博,通過構建這些基于社交媒體的平臺,培養學生自主學習和合作學習的能力,通過師生之間的交流互動了解學生的學習動態,調整教學方法以提高教學效果。以這些學習平臺為基礎,引導學生結成學習小組,通過小組內的分工協作和交流溝通,互相幫助,達到優勢互補,在提高學習的積極性的同時,也培養了學生的合作意識和團隊精神。
2.3教學評價體系的改革
以往的評價方式主要是通過期末考試“一考定終身”制度,有時不能全面、科學地考核教學效果和學生的實際水平。我們在實踐中設計出了一套綜合考評方法,將期末綜合成績分成兩部分:一是平時成績占期末考評的30%。主要通過平時作業、隨堂的單元考試和小論文來考評,使教師可以及時掌握學生的學習狀況,也調動了學生平時的學習積極性。二是期末考試占70%,在試題的設計上增加主觀題的分值,減少客觀題的比重,主要考學生對基礎理論知識的掌握及靈活運用能力。通過采用這種多元化的評價方法,提高了學生學習的主動性,改善了教學效果。
3結語
關鍵詞:生物技術;課程建設;教學改革;學分制
學分制既是一種教學管理制度,也是建立在學生學習自由基礎上的一種教育理念。學分制有完全學分制和學年學分制之分。目前,我國普通高等院校多數實行的并非完全意義上的學分制,而是學年學分制。隨著我國高校不斷推進的教育體制改革,許多高等院校的教學管理模式由以往學年制向學分制轉變。與學年制相比,學分制下學生可根據自己的專業興趣自主選擇所修課程,因而較學年制有較大進步。為此,臨沂大學自2008年開始全面實施學分制改革,推進課程的小型化建設,并制訂相應的本科培養方案。
一、生物技術系列課程組成及課程開設簡介
生物技術系列課程是臨沂大學生命科學學院在生物技術專業開設的專業方向課程,其系列課程主要包括《基因工程》、《發酵工程》、《細胞工程》、《酶工程與蛋白質工程》及《生物技術大實驗》等。通過系列課程的學習,使學生掌握基因工程的基本原理和實驗方法,掌握生物技術各項技術和成果在發酵菌種選育改良、細胞培養、酶制劑研發、蛋白質改造等領域的應用;熟悉現代生物技術在農作物改良、新品種培育、疾病診斷和治療、新藥研發等領域的重大作用。通過綜合性的生物技術大實驗的設置,培養學生的自主學習、自主設計和創新能力及實驗操作技能,拓寬學生的知識面及專業技能,為以后的專業實踐學習及畢業后走向生命科學相關專業的工作崗位打下基礎。2004年,《生物技術導論》作為一門綜合性課程首先面向生物科學和生物技術兩個專業開設。后來隨著學科的發展、師資力量的壯大以及實驗室建設的日益完善,2006年,生物技術專業的《生物技術導論》擴展為《基因工程》、《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》四門課程,并開設相應的實驗,充分體現生物技術及其下游應用特性。而生物科學專業繼續以《生物技術導論》的綜合形式開課,作為本專業的方向選修課。
二、學分制下生物技術導論系列課程的教學改革
1.教學內容改革實踐。
①教學大綱的制定及授課學期的安排。由于生物技術系列課程具有涉及學科多、實用性較強、與實踐結合緊密的特點,其基本理論和應用研究一直是非常活躍的領域。學分制下,教學大綱的制定應結合專業特色,將課程小型化、精致化。因此在課程內容選擇上,我們精益求精,在制定教學大綱前,生物技術系列課程教學團隊共同討論,集體擬定教學大綱,充分結合專業的特點和定位,結合培養方案,既能體現學科特色,達到培養目標,又避免內容重復。生物技術專業的《基因工程》、《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》的理論教學大綱和實驗教學大綱分別制定,為了突出實驗技能訓練,各門課程理論教學和實驗教學實行1∶1的學時設置,各32個學時(共3學分)。生物科學專業制定《生物技術導論》教學大綱,實行模塊化教學,實驗方面開設綜合性的“生物技術大實驗”,根據教學內容,理論學時為48學時,實驗學時32學時。在學期安排上,生物技術專業在第四學期開設必修課《基因工程》及其實驗,第五學期開設《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》等系列選修課程,學生可以根據自己的興趣和學分情況進行選課。對于生物科學專業,在第五學期開設《生物技術導論》和《生物技術大實驗》,既能與前面學科銜接,又能為后面的考研、就業提供理論知識和實驗技能訓練。②教材建設。教材建設必須以服務人才培養為目標,以提高教材質量為核心。學分制的實施和教學計劃的調整,教材建設需走在前列。本課程在選擇教材時優先使用近5年內出版的“面向21世紀課程教材”和“國家‘十一五’規劃教材”。以這些教材為基礎,設計教學內容,編制教學講義,實現立體化授課,同時指定幾本相關教材作為參考書,并利用專業網站進行課外學習資源。
2.教學方式的改革實踐。
①采用多元的課堂教學形式,提高課堂教學效果。教學方法的選擇和組合,要同教學內容、學生的特點及教師自身運用教學的能力聯系在一起。傳統的課堂教學形式主要是以教師單向授課為主,學生多為被動聽課。為啟發和調動學生的學習積極性,應根據生物技術系列課程的特點,選擇不同的教學方法。對于理論性強、內容抽象的知識采用講解—教授式,如《基因工程》中基因工程操作的基本過程、目的基因的克隆和篩選等內容,通過教師的精心編排,盡量使抽象問題具體化、繁雜內容簡明化、同類問題規律化,便于學生理解和接受。而在講基因治療時,采用問題—探究式的教學方法,教師在課堂教學中穿插啟發性問題,運用引趣、設疑、類比、聯想等方法能刺激引發學生的學習興趣與思考,也加強了師生之間的互動。例如,在講基因治療的作用時,先舉一個乙肝病毒的例子,提示例子關鍵性,提出怎么辦,讓學生在教師的啟發誘導下,主動積極獨立地思考,使學生分析問題和解決問題的能力得到較快提高。翻轉課堂是學生學習自主性和師生角色轉換的重要體現。在教學過程中,讓學生自由組合成學習小組,結合本組成員的興趣,自主選擇一個主題,調查研究,查閱文獻,在課堂教學期間走上講臺為大家講課,以此進一步培養學生的自主學習能力及表達溝通能力,增加師生之間的理解互信。對于一些較容易理解的內容,采用自學—輔導式教學方法,對于學生認知前提較好的內容,先由學生自己看教材,總結筆記,針對普遍問題和教學大綱要求講解,然后歸納總結,使學生閱讀教材的能力、邏輯思維能力、歸納總結能力等方面受到實際鍛煉,掌握自學方法,讓學生自主學習。②充分利用現代化教學手段。生物技術系列課程內容具有信息量大、抽象、應用性強的特點,如果使用傳統教學手段,學生很難深刻理解這些內容。而使用媒體、影像資料等現代化教學手段,可以在有限時間內提供給學生最大的知識信息量。如基因工程中限制性內切酶、載體、重組DNA構建、PCR的原理等內容,比較抽象,學生理解比較困難,在講授的基礎上配以動畫演示,把這些要素的應用展示給大家,生動直觀形象地加深學生的理解程度。③改革實驗教學,強化學生動手能力。如科學安排實驗內容,根據學生反饋信息,調整實驗指導方法、改革試驗考查方式,促進教學質量的提高,著重考核學生分析解決問題的能力。在實驗安排上主要分為3個層次:基礎型實驗、設計與綜合型實驗和研究型實驗。通過基本實驗技能訓練,掌握基因工程最基本的實驗技術及操作方法;掌握常規儀器設備原理及應用,培養數據處理和表達實驗結果的能力。通過綜合實驗培養學生多實驗方法手段綜合、多途徑信息獲取,以及科學分析推理的綜合實驗能力和獨立操作、解決實際問題的能力。通過設計實驗,使學生能在教師指導下正確的進行實驗設計,按自定實驗方案操作、觀察,獲得實驗數據,正確分析結論及解決實際問題。研究型實驗是將最新研究成果引入到實驗教學中。引入科研、教改成果,使實驗內容與科研應用項目密切聯系,充分體現基礎與前沿、經典與現代相結合。如綜合型實驗“大腸桿菌感受態細胞的制備、轉化與篩選”中,將以前單一分散的三個實驗,按照其內在聯系組合為綜合性實驗,不但使學生學到了感受態細胞制備方法、LB培養基的制備、質粒DNA的轉化與篩選等3種基本實驗技術,更重要的是使學生在掌握基本技術的同時,培養學生對基本技術和方法綜合運用的能力。發酵工程實驗中帶領學生親自操作發酵罐生產酸奶、米酒等產品,既掌握了發酵罐的結構,還體驗了生產產品的樂趣。細胞工程實驗中讓學生自己取材,進行植物組織培養,觀察植物是如何從一個愈傷發展成為一個完整的植株,體會植物細胞全能性的概念。
三、教學改革所取得的成效
在學分制指導下,通過對生物技術系列課程的教學改革,提高了學生選課的自主性,大大激發了學生對生物技術相關課程的學習興趣。在酸奶發酵和米酒發酵實驗中,學生體會到生物技術并不是深不可測,在蛋白質改造和基因工程藥物設計中,在顯微注射和動物克隆原理和技術的學習中,學生認識到現代生物技術的博大精深。在實驗課中,學生根據自己掌握的專業知識積極設計自己組內的實驗方案,并順利完成一種植物的組織培養、完成酸奶制作和米酒釀制,實驗結束后,學生們在實驗報告的結尾都寫出了自己的實驗心得,體會收獲的快樂。在教學互動環節,鼓勵學生走上講臺,講授自己所撰寫的課程論文,通過此環節的鍛煉,學生的總結及自我表達能力得到了提高。在教學過程中我們還注重學生科研能力的訓練,先后申請了如“創新實驗設計探究鹽脅迫下納離子對小麥種子萌發和幼苗離子毒害效應”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工藝的研究”、“玉米等主要農作物的抗逆性研究”等多個國家級和校級大學生創新基金,實驗“葉用芥菜和白菜型油菜之間體細胞雜交體的RAPD鑒定”參加第十二屆“挑戰杯”山東省大學生課外學術科技作品競賽并獲得三等獎。目前生物技術導論申報校級特色課程,正在建設中。近幾年的教學實踐顯示,教學改革效果良好,并符合新世紀高等教育培養高素質現代生物技術人才的需要。
參考文獻:
[1]江天肅,張洪波,楊軍,等.關于完全學分制的思考[J].現代教育科學,2009,(6):6-8.
[2]戴小珍,王蘭,李紅《.生物技術導論》課程特色教學模式的探索[J].課程教育研究,2012,(10):166.