時間:2022-10-05 07:50:32
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篇生物學習論文,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。
科技論文;生物科學素養;文獻檢索
高中生物學教學使用的教材以及生物科技書籍與生物科技新進展存在較大的時差,將生物科技論文中的新觀點、新作法,以及相關的新知識、新成果和新應用傳播給學生,可促進學生對不斷發展的生物科學及其研究的理解和應用,引導學生主動學習,提高生物學學習能力和生物科學素養。
一、科技論文的概述
所謂科技論文是指論證、描述運用科學技術,開展科學研究,獲得一定科研成果的學術性文章。中國國家標準GB7713-87明確指出:“學術論文是某一學術課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學研究成果或創新見解和知識的科學記錄;或是某種已知原理應用于實際中取得新進展的科學總結,用以提供學術會議上宣讀、交流或討論;或在學術刊物上發表;或做其他用途的書面文件。”科技論文能體現最新的科技成果及科技發展,科技成果已廣泛運用于生產、生活。在高中生物學教學中,有效地運用科技論文,能激發學生的探究欲望,促進學生對生物學的認識,提高生物科學素養。
二、科技論文的選擇
應選擇近期發表的較高水平的科技論文,注意選擇研究角度新穎、涉及生物學熱點話題的研究文章。如學習有關育種知識時,介紹有關華中農業大學科研人員克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3,該科研成果可加速水稻“兩系”不育系培育,促進作物雜種優勢利用。引導學生由此相關信息為主題,檢索有關科技論文,讓學生獲取科學性、權威性的基因工程育種的最新科學進展。
還應注意選擇有關促進社會、生產、生活等方面研究的科技論文。例如,在學習“生態環境的保護”時,根據不斷加劇的“霧霾”天氣,引導學生學習《北京一次持續性霧霾過程的階段性特征及影響因子分析》,幫助學生了解北京地區持續性霧霾天氣過程中的氣象因素和氣溶膠演變特征。學生結合“霧霾”天氣親身體驗,加深了對“霧霾”天氣的了解,提高保護環境的意識,有利于學生掌握生物科學知識,運用所學的知識解決現實生活中的問題。許多實驗驗證性的科技論文包含有實驗材料、實驗方法、實驗結果、討論和結論,不僅具有科學的、最新的實驗技術和方法,還有翔實的實驗數據,讓學生易于理解實驗過程、實驗數據和結論之間的關系,體現科技論文的應用價值與社會意義。
三、科技論文的教學應用
首先在課堂上為每位學生提供一份論文,要求學生圍繞“文章的研究的目、研究的對象、研究的結論或結果、研究的問題對社會或研究領域有什么影響”等一系列問題進行閱讀,培養學生快速地獲取有關信息的 能力。
然后指導學生羅列論文中相關的生物學概念和難理解的專業名詞,并嘗試理清生物學概念與難理解的專業名詞之間的關系,通過新情境的構建,培養學生對知識的理解、分析、應用等遷移能力,為理解實驗和科學進展打下良好基礎。
科技論文表述的實驗原理和步驟等具有前瞻性,專業性比較強,學生難以理解。課堂教學時教師應簡要地解釋實驗過程,引導學生理解新的實驗方法和實驗設計,嘗試用通俗易懂的文字簡化復雜的實驗條件和方法,設計相關類似的實驗,提高學生的實驗設計能力。
四、科技論文的教育價值
1.促進學生學會文獻檢索
指導學生從公共媒體如報紙、公共科學雜志,比如《新科學家》《科學新聞》或者中國知網等相關網站,采用“文獻檢索方法”“數據庫檢索方法”“出版物檢索方法”,使用關鍵詞搜索,在論文期刊上網站上或搜尋合適的論文,比如早期原創性研究論文,進行對比閱讀,培養學生學會求知、學會學習,掌握認識世界的工具、學會最迅速、最有效地獲取信息、處理信息和運用信息的能力。
2.促進學生對生物學核心概念的掌握
高中生物核心概念是建立在一般概念、原理和規律之上的對生物學核心問題認識和理解,從不同的角度闡釋生命的本質,有利于幫助學生理解與掌握生物學主干知識。在有關“光合作用、呼吸作用”等核心概念學習中,以關鍵詞“光合作用、呼吸作用、影響光合作用、呼吸作用速率等”檢索到《不同營養條件對金魚藻凈化作用及其生理生態的影響》《靜止和充氣培養條件下光強對龍須菜光合生理效應的影響》等科技論文,通過學習,拓寬視野,加深對光合作用速率、光合效率、凈光合作用速率等生物學核心概念理解和掌握。
3.提高學生圖文轉換和圖表處理能力
生物科學經常以生物繪圖或圖表方式呈現科學研究方法或成果,在教學中嘗試將論文的數據用簡化的圖表進行特殊處理,剔除冗余信息,并將圖表與文字相結合,培養學生科學思維和習慣,提高圖文轉換和圖表處理能力,加深對新的科學實驗的理解。
4.提高學生解決問題能力
一、通過創設教學情境,激發學生的生物學習興趣
興趣是人們對于事物的一種積極的認知傾向,特別是對個人的認知活動有著巨大的推動作用。興趣作為一種潛在的力量,需要教師將其激發出來并保持穩定,才能發揮它的推動作用,使學生積極主動、心情愉快地進行學習。因此,要求教師在日常的生物教學活動中,善于利用各種教學方法來激發學生的生物學習興趣。創設教學情境就是一種有效的教學方法,畢竟“讓學生在生動、具體的情境中學習”也是新課程的一個重要理念。所以,教師應該在深入了解學生、了解教材的基礎上,多設計一些生動形象的教學情境,使學生能夠充分融入教學情境之中,進行積極的討論與交流,這樣不僅能夠豐富生物課堂教學的素材,還能夠吸引學生的注意力,激發學生的生物學習興趣。
二、進行科學探究學習,培養學生的生物學習興趣
科學探究不僅僅是生物學科核心素養的一個重要組成部分,更是學習生物課程的一種重要方式?!镀胀ǜ咧猩镎n程標準(2017年版)》明確指出:學習生物課程就要通過科學探究的方式,讓學生體驗科學探究活動的過程和方法,發展學生的科學思維,培養學生的科學探究能力,以解決學習、生活以及未來發展中遇到的問題,并提高學生的科學素養,為學生的終身發展奠定基礎,為社會的可持續發展提供支撐。而進行科學探究的學習,也是培養學生生物學習興趣的有效途徑之一。因為科學探究學習就是在學生對生物學科產生興趣的基礎上進行的,學生只有對生物學科產生了一定的好奇心以及探索欲望,才想要去進行探究活動。在科學探究的過程中,一方面能夠滿足學生的好奇心和欲望,另一方面又可以將這種好奇心和欲望保持穩定。所以說,進行科學探究學習,可以有效培養學生的生物學習興趣。
三、強化生物實驗教學,鞏固學生的生物學習興趣
實驗教學是生物學課程的特點,也是生物學教學的基本形式之一。它作為生物教學中的一個重要組成部分,可以通過其本身形象、鮮明、生動、有趣的特點吸引學生的注意力,激發學生的生物學習興趣。通過實際教學證明,對于本身理論性、抽象性很強的生物學科來說,單純由教師進行知識的講解,很容易使學生感覺枯燥無味。而通過實驗教學,就可以滿足學生的自主需要,因而可以激發學生的學習興趣。其實,在教師對生物現象進行描述的時候,學生就已經對生物學習產生興趣的萌芽,這時候,放手讓學生在教師的指導下做實驗,就可以有效地鞏固學生的生物學習興趣。另外,還可以培養學生的實踐能力。
四、給予積極的教學評價,強化學生的生物學習興趣
雖然興趣是一種積極的推動力量,但只有在保持興趣穩定的前提下,才能發揮它的積極作用。但是對于高中生來說,對于興趣還不能夠保持長時間的穩定。因此,教師必須要強化學生的生物學習興趣,在學生取得成功或者有了進步以后,給予其及時的鼓勵和表揚,從而有效地強化學生的生物學習興趣。因為獲得成功是每個學生的愿望,而教師給予的積極評價可以使學生體驗到成功的喜悅,進而強化學生的生物學習興趣。
【生物博士論文參考文獻】
[1]蔡繼明.淺談生物教學中學生學習興趣的培養[J].科學大眾,2016(3).
在教學的過程中,如何在輕松的氣氛中讓學生學好知識是我一直的探求方向。學生是主體。因此,在教學之前,認真細致地研究教材,研究學生把握知識的方法。通過鉆研教學大綱和教材,不斷探索,嘗試各種教學的方法,這些都是必不可少的前提。作為生物課單單做好這些還遠遠不夠,要讓生命活動的過程留在學生的記憶中。提高學生學習生物的愛好和提高課堂的工夫效率是關鍵。
首先,我經常利用網絡資源、各類相關專業的書報雜志了解現代生物科學的動向,搜集一些新的生物學成果介紹給學生,以激發學生的學習愛好,也開拓自己的教學視野和思維。我在教學中,同時也鼓勵學生搜集身邊有關生物的問題,在課堂上開辟一片互相交流、互相討論關注問題的天地。通過這樣的資料互動形式把課堂教學與社會生活聯系起來,體現生物學科的社會性一面。
其次,教育心理學研究表明:人的認識活動總是和情感緊密聯系的,是在情感的推動下進行的。教學中,我常組織學生參加豐富多彩的生物課外科技活動,如生物標本制作,小論文的撰寫,創意作品,還與開展昆蟲名稱的認識比賽。豐富多彩的生物課外科技活動符合學生的生理和心理成長規律,既擴大學生的知識視野,激發求知愛好,也增強他們學習生物學的積極性和主動性。通過課外科技活動把生物課堂延伸到課外,為他們發展自己的愛好和特長提供了機會,通過發現、探索和解決一些生物學問題,了解生物科學在人類生活和發展以及現代化建設中的運用,更有助于學生的愛好、愛好升華為理想和志向,有利于因材施教和培養生物科學的后備人才。
再次,教育心理學的研究還告訴我們:詳細的東西比抽象的東西輕易被感知,人獲得知識是通過各種感覺器官來感知的,運用的感官越多收獲也越大。因此,課堂上,我習慣通過媒體影片、實物觀察、實驗操作、掛圖演示、實地參觀、事例說明、角色扮演等手段把復雜的問題簡樸化處理后呈現在學生面前,讓學生學得更輕松也讓學生能夠更多的參與到課堂之中得到更多的操作技巧。同時,課堂上我重視德育的浸透工作,讓學生在學習生物知識的同時,陶冶他們愛自然、愛科學、愛祖國、愛勞動的思想情操,樹立關懷生態環境等的思想,促進學生全面發展和個性培養。
通過兩年的努力,我根據生物學科的特點,迎合學生好奇心強的特性,大膽地進行課堂改革。把課堂與生活拉近,以形式多樣的探究活動為主,讓生物課的范圍擴大到生活的方方面面。教學上基本創建了一個師生同樂,以生為本的課堂氛圍,學生們都喜歡我的課,所教班級的生物統考成績均能保持前列。同時,教學過程中,我善于總結經驗,撰寫學術論文,和同行進行交流,提高自己的專業知識,年撰寫的論文《淺談生物課教學中的趣味教學》獲區優秀教育論文二等獎并在學科論文交流大會上宣讀,創新活動想象方案獲區年度一等獎。我積極地擔任學校的生物公開課任務,積極參與區鎮有交流活動、培訓課程,提升自己的教學能力。
關鍵詞:課程價值;教學內容;教學方法;素質教育
《基礎生物學》課程是大部分高校生物工程專業開設的一門專業基礎課,由于其涉及領域寬,涵蓋范圍廣,而且隨著生命科學的日益發展,不斷地涌現出新的理論和技術,給《基礎生物學》的教學工作帶來了極大的挑戰。因此,作者針對在該課程教學中遇到的實際問題,結合本學科課程設置的目的,提出如下的教學模式探討。
一、提高對《基礎生物學》課程價值的認識
生物科學和信息技術是影響21世紀人類生產、生活的兩大重要學科。近20年來,世界各國越來越充分認識到生物技術在高科技領域中的特殊地位,并予以高度重視。生物工程專業《基礎生物學》教學的任務是按照生物工程培養目標的要求,使學生具有從事社會生產、生活和繼續學習所必需的生命科學基礎知識和能力,樹立生命科學的觀點,培養科學的思維方法和科學態度,使學生形成較強的創新意識和創造能力。由此可見,《基礎生物學》的教育是素質教育的重要組成部分之一,并越來越顯示出其重要意義。
二、注重教材建設,精選教學內容
對于工科院校學生而言,由于缺乏基礎生物學的相關背景知識,如果按照以往傳統教材內容按部就班地授課,很可能導致學生的理解難度增加,降低學生的學習興趣,也容易造成學生把握不住學習重點,不能對所學知識靈活運用。我們根據生物工程專業課程體系的設置特點,對《基礎生物學》課程教學內容進行優化設計,分為4個部分,并組織相關專業方向老師分別進行講授。第一部分內容主要為細胞、分子和基因工程的基本知識,考慮到在后續課程中還將開設《細胞生物學》《動植物細胞工程》《分子生物學》等專業課程,還會對相關知識進行詳細介紹,因此,對該部分內容只做簡要介紹,將學生以往學過的知識進行回顧和銜接,多介紹一些相關領域的研究進展和動態,重點補充一些遺傳學和基因工程技術在生物工程領域的應用及取得的相關成果等,以提高學生的興趣;第二部分主要為植物學的內容,由于農業生物技術是我校生物工程專業設置中的主要方向之一,因此對植物學內容進行了增加。
三、改進教學方式,豐富教學方法
1.探索多種教學方式,培養學生的自學能力
突出學生在受教育中的主體地位,在教學中融入生物工程國內外前沿科研成果,引導學生課外自學,組織課堂討論,培養學生的自學能力;積極引導學生參與教學過程,對一些頗有爭議的前沿話題組織學生課堂討論,增強師生互動,激發學生的學習興趣;引導學生積極通過網絡、圖書館數據庫等各種渠道查閱文獻,了解課堂知識的最新研究進展及相關動態,學習撰寫簡單的學術報告,訓練學生的自學能力,提高學習效率。
2.以科研項目為驅動,豐富理論教學中的實踐探索
我院位于經濟發達的長三角地區,與生物工程以及現代農業技術相關的公司企業較多,并且公司注重科技創新,與生物工程專業有較多的產學研合作項目。在理論教學過程中,我們不斷革新理論教學內容,緊密圍繞當地生物工程產業發展要求,結合專業的科研特色,把與生物工程技術相關的教師科研項目作為案例引入理論教學中,以科研項目和成果促進和更新課程教學內容,提高學生的實踐水平,增強學生對理論知識的掌握,大大加強了《基礎生物學》課程的特色??茖W研究促進理論教學并服務于地方經濟,可提高人才培養質量。
3.改革考核形式,深化素質教育
課程考核是評價教學效果的重要環節,相對于傳統的閉卷考試,本課程靈活采用閉卷考試和平時成績并重的方式,即將課程的考核評價體系拆分為閉卷考試方式與組會討論、課題答辯、論文報告、實踐探索等平時成績相結合,更加全面、客觀地評價學生的綜合水平,進一步強化學生的素質教育。論文報告要求學生自主選題,通過查閱文獻,就某些前沿或有爭議的話題,結合分組討論、課題答辯等方式,撰寫論文,對寫作優秀者加分。
參考文獻:
[1]林躍鑫,林琳,謝必峰,等.生物工程專業教學內容與課程體系改革初探.化工高等教育,2005(84):27-30.
[2]崔鳳杰,孫文敬,黃達明,等.生物工程專業培養方案的修訂與實踐.輕工科技,2013(173):142-144.
關鍵詞:多元考核方式 改革與實踐 分子生物學
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號: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
考試是教學工作的重要組成部分,是評價教學效果的重要手段,在教學中正確地開展考試活動,對于了解課堂教學的現實狀況、加強課堂教學的有效性和學生能力培養具有重要作用。高等院校的原有考核方式對促進學生有效掌握教學中的基本知識、基本原理和技術具有積極作用,在一定時期促進了人才培養目標的實現。然而,隨著科學技術的飛速發展和教育體制改革的不斷深入,社會對人才的要求和標準發生了變化,高等院校的人才培養目標也進行了多次的修訂,這就對具體的課堂教學以及對于課堂教學具有重要考評意義的考核方式提出了新的要求[1~2]。
生命科學領域學科各專業的專業基礎課包含眾多,如分子生物學、生物化學、遺傳學等,其內容廣泛,涉及知識面廣,在教學內容上需要記憶的內容很多。尤其是分子生物學課程與無機化學、有機化學等前導課程聯系緊密,同時又是生命科學專業的其他基礎課如免疫學、細胞生物學等后續課程的基礎,分子生物學課程知識掌握的好壞直接嚴重的影響著后續課程的學習。因此,深化分子生物學課程的教學改革,尤其是加強課程考核改革對于教育教學管理和教學質量提高具有重要意義。
在以往的分子生物學課程教學過程中,因學時少,教學內容偏重基本原理且較多,因此,通常采用課程結束時閉卷考試??荚囍欣碚撔?、概念性、原理性的知識和技術的內容偏多,需要記憶的內容多。這種一次性的終結考試方式,雖然能夠在一定程度上起到督促學生學習和掌握課程知識的目的,但是也具有一定的不足,如學生平時的課堂學習不認真,考前死記硬背,考試后全部還給老師等等。這種考核評價方式,不利于學生綜合能力的培養,也會嚴重地影響后續課程的學習;不利于全面、真實考核學生掌握課程知識的能力;不利于調動和發揮教師進行教學研究和課程改革探索的積極性[3~4]。
為了達到科學考評學生學習效果、提高學生的綜合素質和能力、促進教學改革及進一步提高課堂教學質量的目的,分子生物學課程考核評價方法的改革勢在必行。為此,筆者以分子生物學課程教學為例,在具體的課程教學過程中,對考核方式進行了改革探索,淡化一次性終結考試對學生成績的影響,引進形成性考核評價因素,構建多元化考核體系,使形成性考試得到強化并與終結性考試相結合,最終使學生有效掌握課程知識并在綜合能力方面獲得提高。
1 考核方式的改革與實踐
高等院校培養學生的目的與中學生顯著不同,不僅要使學生掌握課程知識,更重要的是提高學生的能力和綜合素質,使學生學會“如何學習”[5]。在這個過程中,主要是調動學生的主觀能動性,充分發揮學生積極主動的因素和創造性。能力的培養和知識的掌握是密不可分的,然而,知識掌握得好可以取得高分,但并不一定說明其能力就強,在現實教育中,學生中普遍存在“高分低能”現象也說明了這一點。為此,筆者以石河子大學生命科學學院本科生分子生物學教學過程中,在考核評價方面進行了改革嘗試,推行形成性考試方式,注重學生學習過程的管理和評價。在考核方式中,除了卷面成績之外,最終的考評部分有注重能力成績的組成,包括課程章節總結、課堂報告和小論文等幾部分。
章節總結安排的目的主要是為了促進學生的平時學習及對教學內容的復習。在課程教學的每一章結束后,要求學生做好章節小結,通過主動思考、總結對內容進行有邏輯的整理和復習,以分段的形式讓學生掌握教學內容。學生通過自己的章節總結,教師則在課堂上對優秀的總結進行展示和點評,從而促進學生間的學習交流。實踐表明,這樣的章節小及報告有助于調動學生學習的主觀能動性;引導學生主動學習、積極創新;培養學生邊學習、邊復結的良好學習習慣;另一方面,有利于教師對學生學習能力、學習方法和學習過程了解和客觀評價。
課堂報告主要目的是以專題的形式讓學生進行課堂報告,培養和鍛煉學生的綜合表達能力。根據課程教學內容,學生可以按照教學大綱對自己感興趣的內容進行擴展,如:抗生素的抗病機理、基因工程等專題,除了課本中的內容之外,學生自己在課下查閱相關資料進行自學。通過這一自學過程,將課程教學內容中的重點、難點進行總結歸納,同時寫出專題報告在課堂上和全體學生進行交流和討論。這種課堂報告不僅讓學生加深了對課程知識的理解和掌握,還了解了不同內容之間的相互聯系,同時,對于學生的整理歸納能力,以及邏輯思維和表達能力都會獲得顯著的提高。
小論文撰寫這一教學手段,主要由學生根據自己的感興趣的知識點進行思考和分析,充分利用網絡信息資源和圖書館豐富的資源,通過查閱大量,了解所感興趣知識的最新研究進展和研究熱點,結合自身的學習需求,寫出小論文。在小論文撰寫的過程中,有利于加深學生對某些問題的理解和掌握,同時,可聯系相關的知識點,做相對宏觀的分析比較。從學生遞交的小論文來看,學生對于這種學習方式積極性很高,反映了現在學生的興趣寬泛,常常會迸發出一些有意思的想法,很多學生能夠寫出一些圖文并茂、有新意的小論文。
此外,加強平時成績的考評。平時成績主要包括課后作業、課堂測驗及課堂提問。其中課后作業主要是為了讓學生對課程重點教學內容進行及時的復習,讓學生理解、鞏固課堂講授的知識點。課堂測驗主要是采取課堂隨機抽查的方式,主要檢查一些需要學生重點掌握的內容,通過這種方式,起到督促學生按時上課、注意聽講從而達到掌握課程知識的目的。課堂提問則是針對課程的重要知識點對學生進行提問,根據學生回答,當場給出成績。通過這種教師和學生之間面對面的交流,教師能夠隨時發現學生對所學內容理解的情況,并及時進行糾正和補充。
通過教學實踐實施以及實踐后的調查和分析,考核形式的多樣化,不僅能夠促進學生掌握課程的基本理論、基本技術、基本知識和技能,同時,可以充分調動學生的學習積極性和促進學生分析問題、解決問題等綜合能力的提高。
2 展望
在科學技術飛速發展和教育改革不斷深入的今天,如何通過考核使學生在獲取知識的能力、在具體的實踐中分析問題和解決問題的能力、在課程教學延伸中的探索創新能力獲得提升,是一項長期的系統工程。淡化一次性終結考核,注重和推行形成性過程考核,還有許多工作需要進一步深化。同時,也可以鼓勵學生參與具體的考核方式,充分發揮學生的主觀能動性。這些改革同時也需要教師付出更多的時間和精力,此外,教師也應充分發揮考核的反饋調節,通過考核后的調查,對調查結果進行整理與分析,并提出具體的改進措施來指導后續的教學過程,不斷提高教學質量。總之,考核方式的改革是每位教育工作者的責任,任重而道遠,對于促進教育教學改革和提升教學質量意義重大,對于培養新世紀的復合型創新人才產生重要的積極作用。
參考文獻
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[2] 藍琳,姚樺.論素質教育培養模式下的高校考試改革[J].職業時空,2010,6(11):77-78.
[3] 李林,張宇輝,郭曉強.實施“三位一體”教育,構建綜合型教學與考核模式[C]//首屆全國生物化學與分子生物學教學研討會.2007:165-167.
關鍵詞 生物工程;綜合性實驗;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)10-0130-02
1 前言
生物工程是一門新興的綜合性應用學科,是以生物學的理論和技術為基礎,結合化工、機械、電子計算機等現代工程技術,充分運用分子生物學的最新成就,定向地改造生物或其功能,創造出具有超遠緣性狀的新物種,再通過合適的生物反應器對這類“工程菌”或“工程細胞株”進行大規模的培養,以生產大量有用代謝產物或發揮它們獨特生理功能的新興技術,包括發酵工程、酶與蛋白質工程、細胞工程、基因工程四大工程。生物工程理論和技術突飛猛進地發展,在農業、食品、醫藥、化工、環境等行業的應用也越來越廣泛。
生物工程也是一門實驗性和應用性很強的學科,以培養應用型人才為主,要求學生除了掌握基礎的生物工程實驗方法外,還要具有整體實驗的綜合安排能力[1]。實驗教學環節不僅是培養學生綜合素質的重要方面,也是培養學生動手能力和創新能力的重要環節,在實驗中加深學生對理論知識的認識和理解。目前,許多高校生物工程專業實驗大多是依附于各門理論課,而且實驗內容相對分散,以驗證性實驗為主,學生在教師的指導下按照規定內容完成實驗,處在被動學習地位,抑制了學習的積極性和主動性,影響生物工程專業實驗的教學效果[2]。因此,筆者對河南中醫藥大學藥學院生物工程專業學生(2013級)的生物工程綜合實驗課程進行了一些改革和探索。
2 開展生物工程綜合性大實驗
制定生物工程實驗課程教學大綱 根據本專業人才培養定位和實驗開展情況,參考兄弟院校生物工程專業實驗的開展項目內容,組織教師制定了詳細的實驗大綱,通過了教務處組織的實驗項目論證,同時組織學科教師編寫了《生物工程專業實驗》教材。制定教學大綱遵循的原則包括:減少重復性實驗,體現專業實驗的整體性、連貫性;減少驗證性、演示性實驗,多開設設計性、綜合性實驗。
在課程安排上,生物工程實驗開設在大三第二學期。在前5個學期,學生已經學習過生物工程基礎課和專業課,包括細胞生物學、生物化學、工業微生物、分子生物學、基因工程、細胞工程和蛋白質工程等課程,所以在實驗項目設置上,避免開設與細胞生物學、分子生物學、基因工程等課程重復的實驗,注重綜合性實驗的連續性。最終確定的生物工程實驗教學大綱包括10個小的實驗單元:1)堿裂解法小量制備質粒DNA;2)DNA瓊脂糖凝膠電泳;3)聚合酶鏈式反應(PCR);4)DNA的限制性酶切及純化;5)質粒載體與外源DN段的鏈接;6)連接產物轉化大腸桿菌;7)抗生素平板篩選重組轉化子;8)原核表達載體的誘導表達和檢測;9)大腸桿菌發酵培養及表達產物的純化;10)純化蛋白的細胞學活性檢測。
開展綜合性實驗 在傳統的實驗教學中,以驗證性實驗為主,學生只要根據實驗教材,按教師制定好的實驗步驟,利用實驗教師已經準備好的實驗試劑和實驗器材,在教師的指導下即可完成。這種機械式完成實驗的方式,實驗教學效果很差,無法引起學生的興趣,更加難以培養學生的動手能力和操作能力。在這種情況下,制定生物工程綜合性大實驗。如“丹參病程相關蛋白的原核表達及純化”,實驗設計依托學科教師的科研課題“丹參病程相關蛋白基因SmPR10的克隆及功能研究”,通過對丹參病程相關蛋白(Pathogenesis-Related Protein,PR Protein)為研究對象,通過SmPR10蛋白在大腸桿菌中的原核表達、純化以及活性檢測進行實驗,深入了解生物工程表達異源蛋白的原理,掌握生物工程的實驗操作,鞏固和檢驗已學的理論知識,為畢業論文和走向工作崗位打下基礎。
該實驗綜合了分子生物學、基因工程、蛋白質工程、發酵工程、生物分離技術和生物反應器的基本知識,要求學生通過病程相關蛋白的制備了解生物工程的相關基本操作,掌握DNA重組、載體構建、微生物菌種保存與培養、目標蛋白的分離提取等專業實驗技能。在綜合性實驗過程中,培養學生的科學思維, 提高學生綜合運用所學知識解決實驗中遇到的實際問題的能力。
在實驗操作過程中,允許學生的實驗結果不盡如人意甚至失敗,但是一定要注重強調學生對自己實驗過程中所得結果進行分析和解釋[3],找出實驗問題所在,然后修訂實驗方案,進行下一步實驗。綜合性實驗有利于拓寬學生思路,培養學生整體安排實驗的能力,打破過去傳統的實驗教學方法,改變在傳統實驗教學過程中由教師領著學生走的現象。
集中時間安排實驗環節 因為生物實驗周期長,同時生物工程綜合性大實驗對實驗的連續性要求較高,將學校安排的每周4個實驗學時改為4個學時為一個實驗單元,每次完成綜合性大實驗的一個實驗項目,而且集中在每天下午開設實驗課,體現了綜合性大實驗的連貫性、完整性和科學性。
改革實驗成績評定辦法 以往的實驗課成績完全由形成性成績構成,主要有考勤、提問、實驗報告和最終測試3部分組成。實驗報告在最終實驗成績中所占比重較大。有些學生在實驗過程中不認真做實驗,最后為了寫出好的實驗報告,就會出現編撰數據甚至抄襲其他學生實驗報告的不良行為。
為了體現以學生為中心的教學理念,調動學生實驗的積極性,計劃在以往實驗課成績評定的基礎上建立新的實驗成績評定辦法。平時成績除了考勤、提問外,還重點考核學生對實驗資料的收集和對實驗文獻的查閱情況,以及實驗數據的記錄、團隊合作能力、實驗中的操作規范、獨立思考能力等。同時引入學生自評、互評和科研小論文的書寫,通過每次實驗結束時的總結討論和學生自評、互評,使學生參與到實驗結果和實驗問題的分析與討論,加強學生和教師之間的交流,整個生物工程綜合性大實驗完成后,要求學生以學術論文的形式寫作科研小論文。
科研小論文的寫作要求完全按照正規學術論文的寫作要求。正文之前部分包括題目、作者、作者單位、摘要、關鍵詞(3~5個);正文部分包括前言、實驗方法、結果與分析、討論4部分,要求層次分明;標題層次不得多于3層,采用1、1.1、1.1.1方式。前言部分包括研究背景、國內外研究進展和實驗意義。結果與分析是對實驗過程中所記錄的實驗數據和實驗現象進行科學的處理,客觀地對實驗結果進行分析和描述。討論部分則是對整個實驗的分析討論,如果得到預期的實驗結果,對實驗過程中的關鍵步驟進行分析;如果沒有獲得預期的實驗結果,則要分析實驗過程中失敗的原因,找出問題所在??蒲行≌撐淖詈笠罅谐鰠⒖嘉墨I(不得少于3篇)。
通過科研小論文的寫作,鍛煉學生寫作科學論文的能力,為最終畢業論文的寫作奠定基礎。
引入先進工程設備 在以往生物工程實驗室中,發酵實驗都是在搖床上用不同規格的三角瓶來完成,與實際工廠生產過程相差較大。為了培養合格的應用型的生物工程專業人才,購置了6臺10 L小型全自動生物發酵罐、1臺30 L種子罐和1臺300 L的全自動生物發酵罐,可以開展從小試到中試的發酵實驗,使得發酵工程實驗中的啤酒發酵實驗和紅霉素發酵實驗如同在縮小的工廠進行,整個發酵過程的參數一目了然,使學生了解生物發酵的全過程,掌握發酵接種技術以及發酵過程中溫度和pH控制、氧氣的供應、添加補料、發酵液的后處理等生產工藝,學習到現酵車間的先進生產技術。
在生物工程綜合性大實驗開展過程中,采用先進的實驗技術培養學生。如在質粒DNA提取過程中,采用試劑盒提取質粒DNA,這是國內外分子生物學實驗室的主流方法(而不采用配制試劑、最后酚氯仿抽提的方法提取質粒DNA),同時給學生講解質粒提取的原理。在PCR實驗單元,采用進口的Takara所產的DNA Taq酶和dNTP試劑,讓學生手動加入每樣試劑,同時講解每樣試劑的作用,復習PCR的實驗原理。
3 結語
通過開設生物工程綜合性實驗,不但鞏固了學生以往所學的理論知識,也培養了學生動手操作的能力,給予學生在一個綜合性實驗中整理安排實驗的訓練,為學生走向工作崗位打下堅實的基礎。生物工程專業實驗教學的改革還需更多的探索和實踐,改革實驗課程的教學方法和教學內容,培養學生動手操作的能力、發現問題和解決問題的能力,最終培養出合格的應用型生物工程專業人才[4]。
新的生物工程綜合性實驗對教師也提出更高的要求,所以教師也要不斷學習新知識、新技術,提高自身的知識水平和業務能力,保證實驗改革的順利進行。生物工程綜合性實驗改革的探索雖然取得一定的效果,但還有許多不完善的地方和需要解決的問題,如整個實驗體系的設計中工科部分所占比例相對較弱,主要受限于學校、學院和學科的特點,這一部分還需要進一步加強和改進。
參考文獻
[1]肖連冬.生物工程綜合性專業實驗的教學改革與實踐[J].廣東化工,2009,36(8):311-317.
[2]劉勝貴,付明,張儉.生物工程大實驗教學模式探索[J].實驗技術與管理,2007,24(2):126-128.
關鍵詞:研究生培養;實際需求;分子生物學;探索
中圖分類號:G643.2 ?搖文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)03-0046-02
隨著生物科學技術的飛速發展,生命科學各學科之間的交叉滲透日益顯著,而在生命科學領域的各項核心課程之中,分子生物學已逐漸成為聯系其他學科的樞紐性課程和眾多新興學科的基礎性課程。生命科學各專業的研究生,對分子生物學知識的理解和掌握程度,直接關系著后續開展研究生課題設計及進行畢業論文實驗研究的質量與水平,因此,如何讓學生真正做到學以致用,讓分子生物學的理論和實踐知識為研究生課題設計服務,已成為判斷該課程教學效果好壞的關鍵問題[1]。分子生物學是從生物化學這門課程中獨立出來的一門課程,它的核心內容是基因的表達與調控,這構成了整個課程的主干部分,與此相關的眾多內容組成了課程的枝葉部分,傳統的教學方法往往注重分子生物學理論機制的講解,而將實驗教學獨立開來,這種教學模式對即將進入實驗室開展課題設計和研究工作的研究生來講,存在明顯的缺陷。原因有以下三點:首先,生命科學相關專業的研究生與本科生相比,已具有一定的分子生物學理論和實驗基礎,其理解能力也更強;其次,研究生與本科生對于課程的預期不同,研究生馬上面臨獨立地開展學位論文的課題設計,對課程學以致用的要求會更高一些;再次,由于研究生的本科背景及自己所學專業等方面存在著較大的差別,其學習的基礎參差不齊,因此每個人對課程的要求也不同。因此,分子生物學的研究生教學工作需要更多地考慮研究生的實際特點,針對性地開展教學模式和教學方法改革。本教學團隊,注重從研究生教育的實際需求出發,通過幾年的實踐探索,已初步構建好研究生分子生物學的課程體系,并在教學工作中不斷改進和創新,有力地促進研究生專業能力的培養,下面就已經開展的教學新探索加以介紹。
一、教材的選擇與課程內容設置的探索
我們沒有指定某一本書作為課堂教材,而是向學生介紹了幾本分子生物學領域的經典著作,其中包括《現代分子生物學》、《醫學分子生物學》、《基因的分子生物學》、《基因VIII》及《分子克隆實驗指南》等,希望學生能盡可能地閱讀并參考這些著作來學習。這樣有助于學生從不同的專著中獲取知識,通過不同作者的講解與敘述,增加對分子生物學的全面思考和認識。
我們通過深入了解每位學生在本科階段的相關學習情況,發現由于專業背景差別較大,很多學生即使學過了相關課程內容,對分子生物學知識的理解仍處于較淺水平。因此,在課程內容的設置上我們進行了改革,最終確認了“一條主線,三個基本點”的格局,主線就是分子生物學的核心:基因的表達與調控,三個基本點即三大基本過程:復制、轉錄及翻譯。在課程設置上,我們也分為三大塊,即分子生物學基本理論與知識、分子生物學實驗技術和分子生物學專題知識,第一部分是課程的重點部分,包含了三個基本點的內容;后兩部分是在第一部分內容上的進展和深入,基因的表達與調控成為貫穿三部分的一條主線,每一部分都緊密聯系該主題。因此,理論課與實驗課的教學內容設計都是圍繞主線與基本點展開,使學生通過本課程的學習,在腦海中形成分子生物學的最基本理論體系,奠定良好的分子生物學知識基礎。
二、了解學生的學習需求,使教學更加貼近實際
針對本課程結束后,學生馬上就要進入實驗室開展課題研究的現狀,在開課初期給學生布置了一道課外作業題,即“與導師交流,了解自己研究生論文的課題方向和內容,提出你想通過分子生物學課程學習到的內容有哪些”。因為涉及到未來自己的課題及論文,每位學生都積極參與并完成了該項作業,總結學生的作業情況,我們發現不同專業研究生對本課程的需求存在著異同點,例如,基礎醫學專業的研究生對分子生物學新發現和新知識方面的要求較多,而藥學專業的研究生更希望對分子生物學實驗技術方面了解更多一些。根據這些反饋回來的情況,我們授課老師了解到了學生以后從事專業課題研究的基本信息,因此在后續的課程設計上根據各專業特點,有選擇性地安排一些專題性質的課程內容,例如,增加了RNAi專題討論課等,這樣使我們的教學可以更加貼近學生的實際需求,受到了學生的廣泛好評。
三、每節課都要有亮點
分子生物學與其他生物醫學類理科課程類似,理論課教學中都涉及到很多比較枯燥的概念和復雜機制過程的講解,如何保證學生在課堂上的專注力是能否獲得好的教學效果的關鍵因素之一。為解決上述問題,通過集體備課我們對每節課的授課內容進行細致的分析討論,一致認為除了進行傳統的教學講解以外,每節課都必須在內容上體現出兩個以上的能激發學生學習興趣的亮點內容,這些亮點與當堂課的核心內容有密切關系,在提高學生學習興趣的同時還能幫助對核心內容的加深理解。例如,在講DNA復制這節課的內容時,我們選取了發現半保留復制機制和發現岡崎片段兩個著名實驗的科學家故事作為亮點,教導學生如何激發自我的創造性思維;在講解PCR技術的理論章節時,選取了授課教師自己做PCR實驗中遇到的幾個問題作為亮點,將理論課程與實際操作結合起來,通過提出問題、分析問題和解決問題的講授方式,使學生對該項技術的理解更加深入。
四、實驗教學著重鍛煉學生的實驗設計及實踐操作能力
本課程還包括了分子生物學的實驗教學工作,本著為研究生提供一個連續性鍛煉動手操作機會的目的,我們設計了一個涉及分子生物學最根本也是最重要內容的綜合性實驗,即目的基因的克隆及鑒定。首先在理論課教學中采用討論式教學方法,讓學生對基因克隆的基本實驗設計和操作流程有了初步的認識,然后采用連續不間斷的時間安排,利用晚上及周末時間,讓學生親自動手完成樣本制備,RNA提取,RT-PCR,目的基因片段的酶切、回收及連接,感受態細胞制備,轉化重組子及篩選鑒定的各個實驗環節,并對實驗過程中及時發現問題進行課堂討論和分析,進一步加深了學生對該實驗的理解和認識,也培養了實驗設計的基本思維,對其后續研究生課題的開展起到了很好的促進作用[2]。
五、引導學生培養良好的科研思維能力
鍛煉好的科研思維能力是以后從事科研工作的根本所在,在分子生物學的課堂上,我們也采取了形式多樣的教學方法努力引導學生培養自己的科研思維能力。例如,老師在講授完基本理論知識后,提出一些有爭議性的專業知識問題,讓學生分組討論,并拿出自己的觀點,然后進行課堂辯論會,通過這種方式促使學生開動腦筋運用所學的知識去解決存在的問題,有利于學生科研思維能力的鍛煉;我們還開展了課堂seminar活動,讓學生根據自己專業及今后課題研究的特點,選取涉及到分子生物課堂知識的高水平SCI文章,通過自己的閱讀理解,制作講演PPT上講臺進行講解,通過這個活動提高了學生查閱和分析外文文獻的能力,對今后的課題設計也是大有裨益的[3]。
本著能讓學生能夠學以致用的原則,分子生物學課程教學緊緊抓住研究生培養和教育的特點,在教授基本理論和實驗技術知識的同時,從研究生未來課題設計的實際出發,對授課內容、課程體系及構架等做了新的探索和嘗試,已獲得了初步的教學成果,但仍然還有許多地方有待改進和完善,相信通過不斷的努力,分子生物學能成為一門助力生命科學各專業研究生教育的必備課程。
參考文獻:
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1制定合理的帶教計劃,重點明確
實習學生在本院實習分子生物學的時間為4周。由于實習時間較短,帶教老師應首先制定合理的帶教計劃,便于學生充分利用有限的時間掌握實習內容。在制定帶教計劃的過程中,不僅要結合學科的大綱要求,還應結合歷屆學生的學習情況和實驗室的基本情況,制定最合理、最貼近實際的帶教計劃。由于本實驗室開展的檢驗項目較多,而學生實習時間較短,實習內容不可能面面俱到,因此在帶教計劃中將帶教內容分為4個類別,即熟練掌握、基本掌握、熟悉和了解。例如,分子生物學實驗室的分區制度、工作流程、乙型肝炎病毒DNA檢測等納入實習生應熟練掌握的內容。有側重點的帶教可以讓實習學生在有限的時間內牢固掌握常用檢測項目的原理、操作方法、注意事項、臨床意義等,有助于學生在以后的工作中進一步由點到面地進行分子生物學檢驗知識的學習。
2注重崗前教育,樹立整體意識
為引導實習學生轉變角色,保證實習質量,崗前教育是必不可少的。分子生物學實驗室對設備、環境和操作人員有較高的要求,因此在實習學生進入分子生物學實驗室前,應首先對其進行崗前教育,包括分子生物學實驗室基本情況、分區制度及相關工作流程等。并且要求學生實習前仔細閱讀實驗室管理文件和標準操作規程(SOP)文件,著重學習分子生物學實驗室各區的工作制度、各項目檢測操作規范、質量控制、生物安全防護及標本接收、處理和保存等內容,使學生對實驗室工作有初步的認識。學生進入實驗室后,帶教老師應首先引導實習學生按照區域流向制度依次參觀各實驗分區,系統地向其介紹各檢驗項目的檢測原理及臨床意義。然后,根據帶教計劃的側重點,選擇常用檢測項目,結合項目介紹主要相關儀器設備的工作原理、操作程序、日常保養及記錄登記,讓實習生樹立整體意識,對實驗室的工作有全面的了解。
3加強操作訓練,培養質量控制理念
分子生物學的發展速度較快,學生在校園內依靠有限的教學設備和較少的實驗課時難以掌握分子生物學的基本技術。因此,實習學生在進入臨床實驗室后,對很多儀器設備較為陌生,操作過程中難免存在不規范之處。再加上分子生物學檢驗對實驗操作的要求比較高,因此在指導學生的過程中,應給予學生盡可能多的實踐機會,使其不斷進步。首先,帶教老師必須從最基本的實驗操作出發,邊操作示范邊講解相關知識,重點強調操作要點和關鍵步驟,指出注意事項并說明原因。然后讓學生實際操作,帶教老師在旁給予指導,并當場糾正操作中出現的錯誤,讓學生記憶深刻。通過操作示范和指導,帶領學生逐步完成規定的實驗操作項目。此外,帶教老師應盡量多地創造機會讓學生動手,加強對學生的監督,讓學生能夠熟練掌握各項目的檢測操作步驟和操作規范,在短期內提高學生的動手能力。準確的檢驗結果是檢驗醫學的生命。檢驗結果出現較大偏差會對患者診治產生影響,甚至引起醫療糾紛。分子生物學檢驗是繁雜有序且細致的工作,從標本接收、標本前處理、DNA提取、擴增分析到報告發放的任何一個環節都不得有誤。因此,帶教老師應注重培養學生全面的質量控制理念。帶教老師在帶教過程中,需要根據崗前教育的內容,對各個操作環節的影響因素進行細致分析,并向學生講解相應的質控措施,重點說明標本質量判斷標準、實驗操作規范、儀器設備校準、質控參數設定、結果處理、報告審核與簽發等內容。在學生進行實際操作時,帶教老師應做到“放手不放眼”,對學生嚴格要求、持續關注,一方面保證檢驗質量,另一方面也能培養學生嚴謹的工作作風和良好的工作習慣。
4科學考核,嚴把實習質量
在學生實習期滿時,應按照要求對其進行考核。本實驗室對實習生分子生物學檢驗的考核內容包括如下兩方面。(1)基本操作考核:實習生需獨自完成規定標本的乙型肝炎病毒DNA檢測。帶教老師根據學生的操作流程、操作規范程度、檢測結果準確性進行打分。(2)理論考試:內容涉及分子生物學的基本理論、實驗室分區、標本采集及保存、質量控制、常用檢驗項目的簡要操作流程或項目檢測的臨床意義、污染預防措施等。通過考核,帶教老師能了解實習學生對實習內容的掌握情況,對實習學生掌握不佳的知識點再加以指導,為保證實習質量把好關。
5引導學習前沿知識,培養科研思維
由于教材更新一般都滯后于學科的發展,因此為了彌補分子生物學教材和臨床實踐應用脫節的缺陷,帶教老師還應盡量引導學生學習專業相關前沿知識,提倡學生廣泛搜集、閱讀文獻和專業書籍,使學生能夠了解最新的學科進展。當然,這對帶教老師也提出了較高要求,需要不斷加強學習,掌握新知識、新技術,為學生做好表率。此外,學生實習期間還需完成畢業論文,對于承擔畢業課題指導任務的帶教老師而言,還需注重培養學生的科研能力。如果條件允許,帶教老師可以讓學生參與相關科研課題的研究,使其能夠在完成畢業論文過程中,通過搜集、整理文獻鞏固基礎理論知識,了解新的研究進展;通過實驗設計熟悉和掌握多種實驗方法;通過撰寫畢業論文提高科研寫作水平。科研和教學相輔相成,既豐富了分子生物學帶教內容,又激發了學生的科研思維和提高了學生的科研能力。
6小結
關鍵詞:精品課;微生物學;微生物學實驗;教學改革
“微生物學”是一門生物學科的必修基礎課程。微生物學的發展對探索和揭示生命運動的規律,推動自然科學的發展起著其他學科不可替代的重要作用。微生物學與現代遺傳學、生物化學、細胞生物學和分子生物學等前沿學科有著不可分割的密切聯系。微生物學教學對于獲得微生物學知識、掌握微生物生命活動的規律、了解微生物與人類和自然界的關系、掌握微生物學的研究方法、提高分析問題及解決實際問題的能力等均起著非常重要的作用。經過多年努力,使微生物學成為北京師范大學校級精品課程。我們將在以下幾方面繼續努力,使這門課程向更高的目標發展。
一、打鐵先得本身硬:教師素質提高
作為教師,既要熱愛教學工作、懂得教育教學的規律,又要有過硬的專業知識。在知識快速更新的今天,要想打造一門高質量的課程,就需要教師不斷提高自己。
1.不斷學習,提高自己,積累素材
幾年來,微生物課程組的教師利用多種途徑學習和積累與教學有關的知識,如從報紙上、專業期刊雜志上、網絡上等多種途徑收集和積累教學資料。多年來收集了許多的文字資料。
積累了幾十個視頻小動畫,建設了教學圖片庫,收集了多所兄弟院校的微生物學課件等。既積累了教學素材,又在這個過程中提高了自己的專業知識水平。
2.整體作戰,梯隊建設
中青年教師虛心向老教師學習,老教師認真傳幫帶。幾年來,始終堅持課程組教師一起研究和分析教材。在老教師的指導下,中青年教師在教材編寫、教學研究過程中不斷成熟,逐漸肩負起教學的重任。
3.同行交流,取長補短_
積極參加全國教學研討會,并多次在大會或小組報告會上介紹北師大的教學情況,與同行進行交流。與北京大學、武漢大學、南開大學、中國農業大學、湖南師范大學、華南師范大學、河南師范大學、陜西師范大學、山東大學與河北師范大學等多所高校的微生物學同行建立了密切的聯系,并進行微生物學教學內容、教學改革等方面的交流,吸取兄弟院校的先進經驗。
二、兵馬未到,糧草先行:教材建設
國內外有許多特色的微生物學教材,具有內容豐富、插圖精美、體系完整等特點。這些教材特別適合綜合性院校微生物學課程。而師范院校微生物學課程的課時都較少,大都沒有設置微生物學專業,也缺乏相應的微生物學后續課程。因此,師范院校微生物學課程迫切需要一本簡明扼要、重點突出的微生物學教材,幾年來,微生物課程組的教師認真研究學習了許多國內外優秀的微生物學教材,學習這些教材的優點和特色、內容的先進性、編排的技巧性等,打造優秀的師范院校微生物學教材。
黃秀梨主編的《微生物學》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,并被列為面向21世紀教材,榮獲2006年北京高等教育精品教材,2006年與其配套的教學輔助光盤由高等教育出版社出版。黃秀梨主編的《微生物學實驗指導》于1999年由高等教育出版社、施普林格出版社出版第一版。林稚蘭、黃秀梨主編的《現代微生物學與實驗技術》于2000年由科學出版社出版。這三本書組成了從本科生到研究生的系列微生物學教材。黃秀梨與辛明秀主編的《微生物學》第三版和《微生物學實驗指導》第二版即將在“十一五”期間由高等教育出版社出版,這兩本書均被列為國家“十一五”規劃教材。我們將繼續把教材建設作為課程建設的一個重要的組成部分,爭取使《微生物學》第三版和《微生物學實驗指導》第二版成為高質量、高水平的優秀教材,同時促進微生物學課程建設。
三、教什么:教學內容和教學體系優化
1.教學內容和體系的凝練
根據師范院校微生物學課程特點和規律,課程組認真研究教材,凝練本學科最本質和最核心的教學內容。認真處理好微生物學教學內容中與生物化學、遺傳學、細胞生物學和分子生物學中相互交叉的內容。在微生物學實驗教學中,將微生物學實驗整合為五個模塊,分別為形態結構觀察(細胞水平)、目的微生物的分離純化(群體水平)、微生物生理生化反應及理化因素對微生物生命活動的影響(生理生化水平)、微生物遺傳與免疫(遺傳免疫水平)和細菌系統發育學分析(分子水平)。五個模塊分別從不同水平和層次研究微生物生命活動的規律。通過凝練教學內容,重點突出,使學生在短時間的教學中抓住本學科的重點。
2.把最新的研究進展引入教學
微生物學研究發展很快,教學中要把微生物學最新研究結果及最新實驗技術手段引入教學。如:微生物基因組研究的意義及研究結果,不可培養微生物(uncultured microorganisms)的研究及意義,原核細胞中線狀染色體的發現,巨大細菌的發現,三域學說與微生物系統發育學研究,極端環境微生物學研究等。介紹與微生物學有關的諾貝爾最新獲獎項目,如朊病毒(1997年)是瘋牛病等的病原體、幽門螺桿菌是引起胃癌的病原體(2006年)。將最新的微生物學技術手段引入實驗教學或在教學中加以介紹,如:熒光原位雜交(FISH),變性梯度膠電泳(DGGE),限制性酶切片斷多態性分析,16S rDNA序列分析方法在細菌系統發育學中的應用等,既豐富了微生物學的教學內容、提高了學習興趣,又使學生了解到最新的研究進展,同時也認識到,隨著科學技術的發展,各學科相互滲透,相互促進,共同推動學科的發展,使探索生命運動規律的研究不斷深入。
3.專家講座,開闊眼界
多年來我們多次邀請專家進行專題講座,如近年邀請了中國科學院馬延河教授進行了題為“極端環境微生物學”的講座,使學生了解到,即使是在極端的環境中也存在著豐富多彩的微生物世界,極端環境微生物是寶貴的微生物資源。請中國農業科學院的王磊副教授進行了題為“分子微生物學實驗技術”的講座,使學生了解最新的微生物學實驗技術及所能解決的實際科學問題。通過專家講座豐富微生物學的教學內容。
四、怎樣教:教學方法和手段
在把握教材內容的前提下,合理的教學方法和手段是實現教學目的的保證。應用科學合理的教學方法和手段把條理化的知識體系傳授給學生。
1.注重各部分內容的內在聯系,體現知識的整體性
在教學中注重各部分內容和知識點之間的聯系,如在理論課教學中將微生物的形態結構、生理生化、遺傳與變異、微生物生態、微生物在實際中的應用等知識有機的聯系為一個整體。在每一個部分的教學中,挖掘這部分內容與教材其他部分內容的聯系,從而使學生獲得
相互聯系的完整的知識體系。注重結構與功能之間的聯系,在講述微生物的形態結構時,注意與其功能相聯系,在講述基本原理和基本功能時,適當點明與其對應的結構基礎。注意理論與實際的聯系并通過學習各種環境中微生物類群的結構特點和代謝特點等,了解微生物與環境的適應性及微生物與自然界和人類的關系。
在實驗課教學中巧妙設計實驗方案,將微生物學實驗整合為五個模塊。五個模塊各有側重,交給學生一個內容豐富、又相互聯系的實驗體系。
2.理論課與實驗課相滲透
理論課上重點講述微生物的基本理論和基本原理,實驗課主要學習微生物學的基本研究方法和技術手段,共同目標是使學生掌握微生物學的基本原理和微生物學的基本研究方法。理論課教學中強調微生物學基本理論得出的實驗過程和證據,實驗課上強調實驗手段和技術的基本原理及所能解決的理論問題。相互滲透,相互強調,使學生更好認識微生物學的本質、掌握其核心內容。課程組長期堅持主講教師參與實驗課教學,有利于把理論課與實驗課緊密的聯系,有利于對學生的全面培養。
3.積極進行教學改革,承擔教改項目
進行了“微生物學”教學內容、體系及教材建設研究(獲2001年國家級教學成果二等獎)和微生物學實驗改革研究(獲2004年北京師范大學教育教學成果二等獎)。與南開大學共同承擔并完成了武漢大學主持的“微生物學立體化精品教材體系”中的微生物多媒體課件的制作工作(教育部課題,將由高等教育出版社出版發行)。將教學研究成果不斷應用到教學中,提高教學水平和教學效果。
4.啟發教學、培養興趣、加強課堂討論,課堂教學與網絡學習相結合
認真研究教學內容,精心設計問題,引導深入思考,加強課堂討論,增強對知識體系的理解和掌握,充分利用北京師范大學的Blackboard網絡平臺進行輔助教學,豐富教學內容和信息量,提高課堂教學質量。
5.通過自主設計實驗,培養自主創新能力
從2000年開始,進行微生物學自主設計實驗的教學改革研究,培養學習微生物學的興趣、獨立開展科學研究的能力及自主創新的能力。許多學生都感覺, 自主設計實驗很辛苦,但值得。自主設計實驗報告按論文的格式書寫,強調對實驗結果的分析和討論,培養獨立分析問題的能力。
6.嚴格教學管理
理論課的成績由平時成績(30%)和期末成績組成(70%)。平時成績包括:小考(15%)、課堂討論(10%)和考勤(5%)。實驗課成績包括平時成績(50%)、自主設計實驗(40%)和實驗考試(10%)。平時成績細化到每次實驗。自主設計實驗包括實驗設計、實驗操作、小論文和實驗匯報四部分組成。通過小論文的寫作,還可鍛煉學生論文寫作的能力和查閱文獻資料的能力。實驗考試包括實驗理論和實驗操作兩個部分。每個教學環節都嚴格要求。
【關鍵詞】細胞生物學;教學模式;
【前言】細胞生物學是生命科學中既基礎又前沿的一門學科,它是我國基礎學科發展規劃中的四大基礎學科之一[1]。細胞生物學是生命科學各個分支學科在細胞層次上的交匯,它從顯微、亞顯微和分子水平對細胞的各種生命活動開展研究,進而探討人體細胞結構、功能、發生、發展、衰老和死亡的生命活動規律及發病機理,是高等醫學院校的核心主干課程之一。
進入21世紀以來,細胞生物學的研究發展迅猛,新知識、新方法、新成果層出不窮,傳統的以教師為主的課堂教學模式已無法滿足新形勢下培養高素質人才的要求[2]。如何在有限的課堂教學學時內,切實提高教學質量與效果,讓學生在完整系統地掌握細胞生物學基礎知識的同時,及時了解細胞生物學的最新研究進展及其在臨床醫學中的應用,是目前亟待解決的問題。因此,對現有的教學手段和方法進行優化與改革,探索出符合時代要求的新的細胞生物學教學模式勢在必行。
1、高等醫學院校細胞生物學的教學現況
目前,大多數醫學院校的細胞生物學理論教學存在兩個主要問題:一是學時少,二是內容繁雜、抽象、枯燥且知識點瑣碎。作為醫學基礎的必修課程,我校的細胞生物學安排在大學一年級的第二學期,理論授課采用大班(130人左右)傳統的講授式教學法(LectureBasedLearning,LBL),即以教師為中心,以系統授課為導向的教學方法,這一方式雖可以系統講解基礎知識,但不利于學生自主學習能力的培養[3-4]。而病例教學法(CaseBasedLearning,CBL)是以典型病例為先導,將臨床與相關基礎問題相結合,以學生為主體的啟發式教學方法[5-6]。這種教學方式雖能克服LBL的不足,提高學生的學習主動性和積極性,但是否適合在超過百人的大班授課過程中實施,仍有待商榷。針對我校現存的細胞生物學的教學現狀,我們采用CBL與LBL相結合的教學方法,以期探索出適合我校的切實可行的細胞生物學教學模式。
2、引入臨床案例,提高學生的學習興趣
我校臨床醫療專業的細胞生物學理論教學只有28學時,學時相對緊張,因此我們在授課方式上采用靈活多變的教學模式。對于教材中理論性較強,通俗易懂的知識,仍采用傳統的LBL方式講授,而對于一些難點、重點且與臨床結合緊密的知識點則采用CBL模式。在CBL教學過程中,案例的選擇與問題的設計是關鍵。教師在備課過程中,搜集與授課章節密切相關的常見病例,查閱文獻資料,對病例進行適當的修改和補充,進而編寫成教學病例,并設計相關問題。例如在講授細胞膜物質運輸時,引入“家族性高膽固醇血癥”,引導學生學習受體介導的胞吞作用;利用“矽肺”病例,講解溶酶體膜穩定性的重要;通過囊性纖維化(CysticFibrosis,CF)病例分析,引導學生學習蛋白質在內質網腔中正確折疊的重要性。CBL改變了傳統的教師講、學生聽的教學模式,學生成為案例分析和課堂討論環節中的主體。學生通過學習、研究案例來掌握基礎理論知識,變抽象為具體,而不再是死記硬背單一的知識點,這充分調動了學生學習的主觀能動性,提高了學生的邏輯推理能力,同時也促進了其分析問題、解決問題能力的逐步提升,對學生綜合素質的培養及日后從事臨床工作頗有益處。
3、多媒體教學和網絡學習相結合
醫學細胞生物學的某些理論知識相對抽象、晦澀,因此在以LBL為主進行授課時,PPT課件的制作至關重要。我們力求在每一章節的授課過程中將圖片、動畫與視頻相結合,圖文并茂,充分調動學生的學習興趣,從不同的角度吸引學生的注意力。在充分利用多媒體這一教學手段的同時,我們還利用學校覆蓋全面的無線網絡,將教學過程延展到校園的每一個角落。目前,我校的細胞生物學已成功獲批遼寧省精品資源共享課,課程建設已順利完成。因此,教師可以將教學網站提供給學生,方便學生及時查閱PPT課件、課后自測習題、拓展學習等教學相關資料。同時,我們的SPOC網絡教學平臺也于2018年3月建設完成并投入使用,該平臺的應用進一步夯實了網絡教學基礎,也在一定程度上解決了課堂教學學時緊張的問題。另外,我們還建立了細胞生物學教研室的教學公眾號,定期推送細胞生物學研究的最新進展,課后教師和學生還可以利用微信群和QQ群進行交流與學習的互動。
4、優化理論教學內容,拓展研究型課堂
作為醫學基礎課程,細胞生物學與生物化學、生理學等其他課程的內容有部分的重疊和交叉,為了避免不必要的重復,保證細胞生物學與其他課程知識的緊密銜接,教研室與相關課程的授課教師進行溝通,刪減醫學細胞生物學與其他學科的部分重復內容,合理安排教學章節。同時,在教學過程中有選擇地補充了與本課程密切相關的科研進展,引導學生利用課外時間查閱相關文獻,了解本學科最新的相關研究進展,逐步深化、拓展研究型教學,提高他們自主學習的積極性和主動性。
5、反饋與評價
在2017年、2018年學期末課程結束后,我們連續兩年分別在2016級和2017級臨床醫學專業的260名學生中發放調查問卷,對教學過程和教學效果進行評價。問卷發放260份,收回有效問卷254份,有效回收率為97.7%。通過對問卷進行整理分析,得出以下調查結果:95.8%的學生認為開設細胞生物學課程非常必要或有必要;95.5%的學生認為非常必要或有必要建立網絡教學平臺;98%的學生認為在教學中介紹臨床相關知識非常必要或有必要;97.4%的學生認為非常必要或有必要在教學中介紹相關的研究進展和熱點問題;87.7%的學生喜歡并接受CBL與LBL相結合的教學模式,其中有92%的學生認為這種教學模式可以充分激發自己的學習興趣,但有21.4%的學生認為這種教學模式在對基礎知識的系統掌握和理解方面無顯著促進作用;87%的學生認為CBL與LBL相結合的教學模式可以明顯提高或提高自學能力在調查中,學生還結合自己的體驗對細胞生物學的教學提出了一些建議和意見,也在一定程度上反映了我們在教學方面存在的不足和問題。
綜合分析調查結果和學生提出的合理化建議、意見,我們將采取下列改進措施:由于授課對象是大一學生,學生相關的專業知識儲備不足,因此在選擇課堂教學案例時,應盡量選擇典型而淺顯的病例,并請教臨床的醫生,進行更為準確的描述,重新撰寫案例分析,結合實際教學情況完善教學案例素材;課堂教學及時補充與案例相關的知識點,逐步提升學生自主學習的主動性和積極性;進一步完善網絡教學平臺建設,并配備專業人員進行平臺監管,真正實現師生時時互動,充分發揮網絡資源的空間延展性。
總之,教無定法,因材施教。教學工作就是一個不斷優化的過程。在與學生的交流和互動過程中,我們將不斷總結反思,探索前行,選擇真正適合學生的教學模式,不斷完善教學過程,切實提高教學質量,培養學生成為符合時展需要的新型醫學人才。
【生物博士論文參考文獻】
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[2]楊利艷,王祎玲,馬娜.細胞生物學研究性教學模式的探索與實踐[J].教學研究,2013,36(6):65-67,77.
[3]劉鴻業.CBL聯合LBL教學模式在普通外科護理學教學中的應用[J].衛生職業教育,2015,33(2):85-86.
為了使教學工作有計劃,有組織,有步驟地開展。立足現在,放眼未來,為使今后的工作取得更大的進步,現對自己教學工作作出總結,希望能發揚優點,克服不足,總結檢驗教訓,繼往開來,以促進教訓工作更上一層樓。
在教學的過程中,如何在輕松的氣氛中讓學生學好知識是我一直的探求方向。學生是主體。因此,在教學之前,認真細致地研究教材,研究學生掌握知識的方法。通過鉆研教學大綱和教材,不斷探索,嘗試各種教學的方法,這些都是必不可少的前提。作為生物課單單做好這些還遠遠不夠,要讓生命活動的過程留在學生的記憶中。提高學生學習生物的興趣和提高課堂的時間效率是關鍵。
首先,我常常利用網絡資源、各類相關專業的書報雜志了解現代生物科學的動向,搜集一些新的生物學成果介紹給學生,以激發學生的學習興趣,也開拓自己的教學視野和思維。我在教學中,同時也鼓勵學生收集身邊有關生物的問題,在課堂上開辟一片互相交流、互相討論關注問題的天地。通過這樣的資料互動形式把課堂教學與社會生活聯系起來,體現生物學科的社會性一面。
其次,教育心理學研究表明:人的認識活動總是和情感緊密聯系的,是在情感的推動下進行的。豐富多彩的生物課活動符合學生的生理和心理成長規律,既擴大學生的知識視野,激發求知興趣,也增強他們學習生物學的積極性和主動性。通過課外科技活動把生物課堂延伸到課外,為他們發展自己的愛好和特長提供了機會,通過發現、探索和解決一些生物學問題,了解生物科學在人類生存和發展以及現代化建設中的使用,更有助于學生的興趣、愛好升華為理想和志向,有利于因材施教和培養生物科學的后備人才。
再次,教育心理學的研究還告訴我們:具體的東西比抽象的東西容易被感知,人獲得知識是通過各種感覺器官來感知的,使用的感官越多收獲也越大。因此,課堂上,我習慣通過媒體影片、實物觀察、實驗操作、掛圖演示、實地參觀、事例說明、角色扮演等手段把復雜的問題簡單化處理后呈現在學生面前,讓學生學得更輕松也讓學生能夠更多的參與到課堂之中得到更多的操作技巧。同時,課堂上我重視德育的滲透工作,讓學生在學習生物知識的同時,陶冶他們愛自然、愛科學、愛祖國、愛勞動的思想情操,樹立關心生態環境等的思想,促進學生全面發展和個性培養。
通過兩年的努力,我根據生物學科的特點,迎合學生好奇心強的特性,大膽地進行課堂改革。把課堂與生活拉近,以形式多樣的探究活動為主,讓生物課的范圍擴大到生活的方方面面。教學上基本創建了一個師生同樂,以生為本的課堂氛圍,學生們都喜歡我的課,所教班級的生物考試成績均能保持前列。同時,教學過程中,我善于總結經驗,撰寫學術論文,和同行進行交流,提高自己的專業知識,撰寫的論文多次獲獎。我積極地擔任學校的生物公開課任務,積極參與市區交流活動、培訓課程,提升自己的教學能力。
最后,工作中我取得了一定的成績。但存在的不足是,學生的知識結構還不是很完整,學生的知識系統還存在很多真空的部分。尤其是后進生的轉化工作方面作的不夠,使他們學得不輕松,進步也較慢,興趣和求知欲有待于增加。
【摘要】活動課教學是指,以在教學過程中構建具有教育性、創造性、實踐性的學生主題活動為主要形式,以激勵學生主動參與、主動實踐、主動思考、主動探索、主動創造為基本特征,以促進學生整體素質全面提高為目的的一種新型的教學觀和教學形式。本文試就如何開展好生物活動課教學進行初探。
【關鍵詞】生物 活動課 原則 基本方法 形式
生物活動課是生物課堂教學的延伸,是提高學生素質的重要手段,是集知識體、思維鏈、能力鍵、與再生力(學會學習的能力)為一體的重要課程。下面就怎樣開展好生物活動課,筆者做了初步探究:
一、明確生物活動課的教學目標。
生物活動課程教學目標和生物學科課程教學目標是相互統一、相輔相成、密不可分的一個整體。通過生物活動課,使學生了解人類發展的過程及對生產、生活和社會發展的巨大影響;了解我國歷史上的科技成果及現展狀況和趨勢;培養學生具有初步的科學創造意識,學科學、愛科學的精神和運用科學方法解決生活、學習中的實際問題的能力。所以,生物活動課程的教學目標應:1動手操作能力的培養。2觀察力、注意力、記憶力、思維能力、創造能力的培養。3合作、競爭意識的培養。4關心集體、關心社會的社會公德意識的培養。5自尊、自信、自強的優秀品德的培養。6激發學習生物的興趣,培養學習生物的能力。7自學能力及資料檢索處理能力的科研意識的培養。8發展智力,提高素質的培養。科之間聯系的培養。
二、確定生物活動課的教學策略。
1、實施生物活動課的原則。
因為生物活動課是以培養學生的興趣愛好,拓展學生的知識技能,發展學生的個性特長,全面提高學生的綜合素質為目的的,所以生物活動課的開展應遵循以下原則:①教育性與趣味性、多樣性的統一;②可操作性與創新性統一;③ 教師導向性與學生自主性統一;④ 計劃性與靈活性、開放性統一;⑤ 生物活動課和生物學科學教學相互補充、相互促進;⑥ 實效性和因地制宜;⑦ 全面發展和個性培養相統一。
2、實施生物活動課的基本方法。
在生物活動課中,學生主體的自主性活動是其重要特征,因此,其基本方法有:觀察、實驗、制作、閱讀、訓練、創新、參觀、訪問、考察等。它的具體表現形式有以下幾個方面:
①小論文、小制作類。教師布置“論題”及“制作項目”,讓學生充分發揮自己的特長來完成這些。活動中要突出一個“小”字,要求不宜過高、過深,只要學生樂于動筆、動腦、動手去做,即達到了目的。教師應即使地鼓勵和支持。論題和制作項目可以是生物學科上內容的延續,也可以是生活及生產實際中應用的一點總結、體會、發明。完成后,教師要評價,評價的角度應從科學性、創造性、應用性等方面進行平審,結果出來后要設獎,鼓勵學生,培養學生的興趣。如我們給學生布置以下小論文題目和小制作項目:蒼蠅吃腐爛食物為什么不生病?蜘蛛為何不食死蒼蠅?葉脈標本的制作等,學生參與的熱情都很高,有很多學生撰寫的論文和制作作品,在市、省級比賽中獲獎。
②實驗類。生物學本身就是一個趣味性很強的學科,它具有生動有趣的特點,結合教材內容做一系列的趣味實驗,可以提高學生學習生物學的興趣,加深對有關知識的理解,培養學生的審美能力。例如,開花和日照的關系,對于這個問題許多學生很感興趣,他們經過遮光處理,使、一品紅、葉子花等短日照植物提前開花,曇花一向有夜間開花的特性,為使其白天開花,學生將曇花將要開花的前一周,于白天進行遮光處理,晚上再用燈光照射,使其處在黑白倒置的環境里。@樣大約一周后,曇花在白天開放。使更多的人來共同欣賞。利用生物知識和生活密切聯系的特點,引導學生去做生活中的一些小實驗,如:衣服上各種斑跡處理方法探索;真假金元寶的識別方法;食鹽加碘的原因和檢驗方法;雪花膏的制取等。主要是培養學生的觀察力、思考力、創造力。
③講座類。以生物學科課程內容為線索,組織本學科組的教師開設專題講座,有條件的學??梢云刚埜咭患墝W校的教師或各種化工廠的工程師來校作講座,幫助學生獲取新知識,擴大知識面,使學生見多識廣。例如,我在學生中舉行了多次“食用菌栽培技術”講座,收到了良好的教學效果,學生學習的興趣性普遍很高。
④墻報類。以班級為一個生物興趣小組,由學生、教師共同編選較高思想性、知識性、趣味性的稿件,以學習園地或學校宣傳欄為陣地,定期地出刊,每期要有一個主題,或是教學中的問題討論,或是學法心得,或是某題的不同解法。墻報稿件后面要注明出刊的班級,稿件后面要注明作者。還可以組織各小組間的競賽,評出優勝者,以激勵學生積極參與。鼓勵學生訂閱各種生物報刊雜志,訓練學生的閱讀能力和信息處理能力,提高學生的思維品質。例如,有的班級墻報是有關瘋牛病、禽流感等的知識。
⑤參觀考察類。根據本地的實際情況,利用雙休日組織學生參觀化工廠、電廠、酒廠、自來水廠、環保局等和生物學有關的單位,還可以組織學生看科普電影、科普畫展和青少年宮舉辦的某些活動。在參觀過程中,請單位的技術人員講解,教師在旁給予一定的提示,要求學生做筆記,參觀回來后談收獲、感受,教師要做總結。
⑥生物競賽類。開設各種形式的知識競賽,以生物學內容為主線,用筆答、搶答等多種方式培養學生的創造力,訓練學生思維的敏捷性和嚴密性、科學性。
⑦軟件制作類。根據學生愛好電腦的特點,在生物活動課中,我們可以制作一些生物方面多媒體課件,如動、植物細胞結構模型,草履蟲繁殖過程,也可以讓學生從網上尋找相關內容。培養學生的創造力、觀察力、訓練學生對有關知識的理解力。
三、開展活動課應注意的事項。
1確定活動目標,分析活動要求、任務。根據學生的認知水平和學校的教學條件,結合學科課程內容,確定活動的時間、地點,安排活動內容,同時要求學生作那些準備,教師要交待清楚。