時間:2023-08-15 17:24:00
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篇生命科學的核心概念,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。
摘要:
借鑒職業教育中的MES理念設計適合小學科學教師職后培訓的課程。該課程以PCK理念為指導,做到知識、技能教學綜合化。培訓課程的設計過程包括選擇模塊和開發課程兩個環節。開發的培訓課程以教學實踐為主線,增加前瞻性的理論講座并關注多方面技能的訓練。
關鍵詞:
小學科學教師;職后培訓;模塊式技能培訓;培訓課程
當今世界,科技和教育被許多國家視為提高綜合國力和國際競爭力的關鍵。公民素養,尤其是公民的科學素養已經成為國家競爭力的重要標志。要提高公民的科學素養,主要靠教育。而目前擔當我國少年兒童科學啟蒙教育主要任務的小學科學教師的現狀不容樂觀:小學科學教師大多為兼職教師,在科學知識、科學方法、科學性質和態度等方面還存在著諸多問題[1-2]。所以對小學科學教師進行職后培訓成為當務之急。職后培訓最重要的是培訓課程的設計,然而對小學科學教師培訓課程的研究還停留在探索層面[3],課程設計的內容模糊、空泛,缺乏實用性和系統性。教師的在職性和培訓的周期性特征要求在設計培訓課程時一定要把握好實用性和量力性的尺度。培訓內容應該是小學科學學科教學知識技能的延伸,在保證培訓規格的同時還必須保證課程結構的系統性。既要注意深廣度,從嚴謹著眼,從量力入手,又要注意培訓的實用性。由于現任小學科學教師的具體情況和教師職后培訓的特殊性都對培訓課程的設計提出了更高的要求,本研究之目的就是通過設計模塊式小學科學教師職后培訓課程,為建構一種新型實用的教師培養模式打下基礎,以促進教師培訓的專業化發展。
1模塊式培訓課程
模塊式培訓課程的設計思路來源于職業教育中常用的模塊式教學法。模塊式教學法簡稱MES,是20世紀70年代初由國際勞工組織(ILO)在綜合并借鑒發達國家經驗的基礎上,研究開發出的一種先進培訓模式,在我國一般稱為“模塊式教學法”,“職業技能模塊”等[4]。模塊式教學法中的課程設計強調模塊化、綜合性,倡導學分制和彈性選課制,具有崗位化、模塊化和個性化等特點。這種重視實際應用能力的培養,從崗位的需求出發,制訂課程的目標的模塊式教學非常符合小學教師在職教育的訴求[5]。
2模塊化課程設計的背景
調查顯示,我國小學科學教師的組成結構非常復雜,目前兼職教師占絕大多數,對科學課程的內容和教授方法很不熟悉;年齡稍大的科學教師,多數是中師畢業,沒有經過專門的、系統的自然科學基礎知識訓練;年輕教師具有理科學歷背景,有一定自然科學知識基礎,但缺乏教學經驗等等。他們對培訓的需求也有所不同[6]。所以設計適合的模塊式課程,供不同需求的教師選擇是非常必要的。
3設計的基本理念
從國際和國內的科學教師培訓發展來看,教學內容知識(PCK)是近幾年在世界范圍內廣泛使用的教師教育的概念[7-8],它所強調的是教師所具有的特定形式的內容知識,是教師在理解學科知識和教學知識的基礎上形成的能夠有效促進教學的知識。小學科學教師PCK的核心內涵是“轉化”,即基于小學生的立場,將科學知識轉化為學生容易理解的課堂教學形式[9]。以先進的教育理論和教育思想為指導,做到知識、技能教學綜合化,使小學科學教師能夠在參加培訓后自如地教授科學課程,是此次職后培訓模塊化課程設計的基本理念。
4模塊式培訓課程設計的過程
模塊式培訓課程的設計主要包括選擇模塊和設計模塊內的課程兩個環節。
4.1選擇模塊
模塊是一種微觀課程形態,它自成獨立的體系。通過模塊式教學,可以實現明確的、實用性的、能力化的教學目標,打破以知識為中心的傳統學科章節體系建立的各種類型的能力和素質專題。所以模塊的劃分必須從素質核心和能力本位的角度出發,按照一定種類的能力和素質為一個模塊的原則進行劃分。模塊的劃分既要符合認知規律,又要符合活動規律。小學科學課程內容包括科學知識、工程與技術、科學探究三個方面。科學知識是學生學習內容的主要部分,包括物質科學、生命科學、地球與空間科學三個主要的自然科學領域;工程與技術領域代表了科學實踐的重要方面,對提高學生的綜合實踐能力和創新能力十分有利。科學不僅包括知識,還包括獲取知識的過程與方法。科學探究是科學家獲取新的科學知識的方法,它是一個復雜的、多層面的、多種實現方式的、不斷循環和上升的過程[10]。小學科學教師的教學能力包括教學設計,教學實施等多方面。根據以上對小學科學教學內容的分析,選擇以下模塊作為小學科學教師職后培訓內容。(模塊具體名稱及特點見表1)在模塊的命名上,有的模塊是教學內容的,有的模塊是教學技能的。但在模塊的內涵上則遵循“小學科學教學內容為核心,以教師教學能力為本位”的原則。這樣的模塊設計解決了以往課程設計缺乏系統性的問題。
4.2開發模塊課程
開發模塊課程的關鍵點是確定模塊的教學內容,其實質就是對教學內容進行合理性、實用性的綜合化處理。綜合化過程實質就是結合知識、技能、教學特點等方面進行再加工。為保證綜合整理工作的科學性、合理性,必須確定這項工作的邏輯線索和編排方式。應當以教學活動為線索,將活動涉及的認知過程、素質基礎、能力養成以一個專題的編排方式整合在一個模塊中。這樣的課程編排可以直接解決教師教學中的問題,增加了培訓課程的實用性。下面以“生命科學領域學科知識”模塊的課程為例做具體說明。生命科學領域學科知識在現行《小學科學課程標準》的具體內容中有53條,占全部知識的40%。所以生命科學領域的知識是小學科學教學內容中的一大部分。在以往進行的小學科學教師培訓中,學員在教學實踐時主動要求進行生命科學領域教學實踐的人很少(如筆者過去五年培訓中只有10.5%)。學員普遍的感覺是生命科學領域的知識繁雜,很難把握其實質。2009年《義務教育課程標準(修訂)》的重點聚焦在凸顯和傳遞重要的科學概念[12]。現行的初中和高中“生物課標”都提到圍繞核心概念組織教學的理念。本模塊的主題定位于“基于核心概念對生命科學領域知識梳理及教學分析”。被培訓者通過這些課程的學習,學會從核心概念的角度理解生命科學領域知識的內涵;能夠從學科教學方面理解生命科學領域的知識和技能,并且找到小學科學教師應掌握的生命科學領域知識,將這些知識應用于教學實踐。(具體課程見表2)
4.3模塊課程的特點
從以上課程內容中可以看出,模塊課程具有以下特點:
(1)以教學實踐為主線
模塊中的所有課程都是為教學實踐服務的,其目的就是為了學員能夠上好科學課,如生命科學領域知識模塊的課程就是為了讓參加培訓的學員能夠自如地上好生命科學領域知識方面的科學課。所以在課程設置上有“如何說課”、“教學案例分析”和“教學實踐”等課程。
(2)前瞻性理論講座引領
持續不斷的課程改革要求教師不僅從宏觀上而且從微觀上要掌握科學教育理論。小學科學教師不僅要理解科學教育的本質、特征及教育意義,還要理解相應學科知識的特點及教育意義。在生命科學領域知識模塊中,筆者選擇了“小學科學生命科學領域教學類型分析”、“圍繞核心概念組織教學”和“生命科學領域核心概念解析”三個理論講座,為老師們上好生命科學領域方面的課打下了良好的理論基礎。
(3)技能提高伴隨其中
小學科學課程標準要求“讓探究成為科學學習的主要方式”,科學探究中涉及到的科學探究技能也非常重要。因此,在培訓課程中就相關知識涉及到的主要探究技能設計了專門的課程,如“生命科學領域科學過程技能訓練”;另外在知識學習的相關課程中也增加了技能訓練,如“生物類群知識解析及教學分析”課程中增加了分類技能的訓練。針對生命學科知識的特點增加了“顯微鏡使用及臨時裝片制作”課程。
5設計模塊式培訓課程應注意的問題
好的職后培訓課程應該滿足教師個人、學科發展及學校三個方面的需要。為了更好地滿足各方面對培訓課程的需求,應該注意以下幾個問題:
5.1模塊之間要相對獨立,內容不要過多
獨立、內容少的培訓課程便于教師選擇。教師可以根據自己的實際需求選擇適合的模塊課程。同時小模塊的培訓課程占用時間少,方便學校為教師排課。
5.2模塊可以根據實際情況進行調整
課程模塊可以根據國家政策的變化、課程標準的修訂以及被培訓者的具體需求來調整。例如“工程與技術”模塊就是依據修訂版“課標”而設置的;而針對新入職的小學科學教師,則設計了“教學設計及實施”模塊;針對市級骨干教師,則設計了“主題驅動合作研修”模塊。
5.3模塊中的課程設計要以教學為切入點
教師培訓課程設計的最終目標是提高教師教學能力,提高專業發展水平。所以課程設計要以教學為切入點,教學實踐貫穿始終,將教學設計、實施及教學研究結合到課程中,真正滿足一線教師的需求。
6結語
總之,培訓課程模塊式設計,實質上是一種課程綜合和優化的方法。方法是實現目標的手段,為了有效達到目標,應該選擇最好的手段。然而,每種方法都有其應用的局限性,所以模塊式培訓課程的設計是否具有普遍性,還有待于進一步實踐和論證。
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(東北師范大學生命科學學院,吉林長春130024)
摘要:近年來,國內外科學教育領域對概念教學進行了深入研究。本文結合生物學科核心概念教學已有的研究內容,闡述了核心概念的基本內涵,明確了核心概念教學的意義,最后針對如何進行中學生物核心概念教學提出了幾點建議,以其對中學生物教學工作提供實踐指導意義。
關鍵詞 :中學生物;核心概念;教學建議;STS
中圖分類號:G633.91文獻標識碼:A文章編號:1671—1580(2014)04—0108—02
收稿日期:2013—10—26
作者簡介:梁靖(1988— ),女,陜西西安人。東北師范大學生命科學學院碩士研究生,研究方向:課程與教學論。
王永勝(1961— ),男,內蒙古巴彥淖爾人。東北師范大學生命科學學院,教授,博士,碩士生導師,中國教育學會生物學教學專業委員會常務理事,教育部人文社會科學重點研究基地東北師大農村教育研究所兼職教授,研究方向:生物課程與教學。
一、生物核心概念的內涵
(一)核心概念的定義
美國著名教育學家赫德認為:“核心概念是組成科學課程的概念和原理,應該能夠展現當代學科圖景,是學科結構的主干部分。”[1]美國課程專家埃里克森認為:“核心概念是指居于學科中心,具有超越課堂之外的持久價值和遷移價值的關鍵性概念、原理或方法。這些核心概念具有廣闊的解釋空間,源于學科中的各種概念、理論、原理和解釋體系,為領域的發展提供了深入的視角,還為學科之間提供了聯系。”[2]
(二)生物核心概念的定義
生物學是一門以研究和揭示生命現象及其活動規律為主的自然界學科,生物學概念是它解釋基本的生命現象、原理及規律原理的重要基礎和呈現方式。因此,生物核心概念是位于生物學科中最重要的知識,包括定義、原理、理論等內容。生物學核心概念分為四類,構成型概念用來概括生物體的構成層次特點及構成單位的特征;組成型概念是構成型概念的具體化描述;過程型概念則偏重于對生物體的整體生理過程的表述;結果型的概念主要強調某一過程或誘因所產生的結果。[3]
二、核心概念教學的意義
(一)核心概念教學精煉知識、化多為少,有助于減輕學生的學習負擔
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》也明確指出,“減輕中小學生課業負擔,促進學生生動活潑學習、健康快樂成長”。因此,采用“凸顯生物學核心概念”的教學方式,構建生物學核心知識的基礎框架,精煉知識點,讓學生在課業任務重的情況下,學習到“少而精”的知識,大大減輕了學習負擔。
(二) 核心概念教學符合學生的認知結構,有助于學生更好地學習知識
美國著名的認知心理學家布魯納在認知結構理論中指出,學生學習與認識活動的實質是認知結構的組織和重新組織的過程,包括新知識的獲取、對舊知識的改造、檢查知識是否恰當合理三個階段。生物學習的認知結構,是指在一定階段學生對于生物學知識及其認識在抽象與理論思維層面上達成統一,在理解已獲得的生物學知識基礎上,結合現階段自身的思維、記憶、知覺、想象等心理特點,組合成一個具有內部規律的科學的整體結構,是一個不斷發展與提高的過程。生物學是一門以實驗和學生自主探究為主的自然科學,內容涵蓋了許多概念性的知識,且初、高中知識的關聯性較強。以符合學生的認知結構為前提,針對不同學習階段的學生,結合一線教師精選的50個核心概念,讓學生在已有認知的基礎上,對舊知識不斷反思,對新知識進行探究。這樣一來,可以幫助學生準確把握知識、遷移應用知識,更好地進行學習。
(三)核心概念教學提綱挈領、去粗存精,有助于教師明確教學重點
核心概念教學具有很強的針對性和概括性,有助于教師前期備課和教學中把握知識的重點,將有限的教學時間和教學資源用于重要知識的教學之中。教師將核心概念提煉并組合成體系,讓學生在系統學習中掌握核心概念的內容,以核心概念的內容為目標組織課堂內容,精選出較少量的知識,淡化無關的知識,比課程中龐大繁雜的知識體系具有更強的教育功能,從而明確教師的教學目標與方向,提高課堂教學效率,提升教育教學質量。由此可見,核心概念教學提綱挈領,有助于教師明確教學重點,是一種高效科學的課堂教學方式。
三、核心概念教學的思考
(一)準確把握核心概念的內涵,厘清概念聯系
傳統教育方法往往強調學生對事實信息的記憶和背誦,教師們過于關注細小、瑣碎的知識點,而核心概念包含了許多邏輯內容,涉及的是對抽象的重要概念、原理進行精心組織。教師需要準確把握核心概念的內涵,從大量事實中概括出抽象的規律和原理。許多核心概念包含的信息量較大,需要背景知識的輔助教學,因此,在實施具體的教學之前,教師自身要認真梳理各個概念之間的內在邏輯聯系,進行概念的細化拆分。在具體的課堂教學過程中,梳理構建概念圖,將所有聯系清晰地呈現出來,分析概念中的“
關鍵詞 ”,從而達到引導學生掌握這些基本概念和原理并能夠遷移應用于新知識、新情境中的教學目的。
(二)豐富核心概念的學習內容,創設生動導課
核心概念的學習包括兩個部分:第一是必須將事實性知識置于學習者的概念框架中;第二是概念被各種豐富的有代表性的事實細節展現出來。概念放在一定的應用情境下才會顯得生動和有意義。[4]在課前導入知識時,不能和傳統方式一樣,先呈現給學生概念的文字性內容,而是要精心準備素材,巧妙設計導課方式,激發起學生的探索興趣,引導學生對核心概念有自主探究的熱情。教師在進行教學設計時,可以利用學生當前已有的知識導入,或者通過生物實驗、生物科學史等豐富多彩的內容導入,也可以借助多媒體技術,運用紀錄片等視頻材料進行導入,創設趣味性和知識性并存、探究性與科學性較強的教學情境,幫助學生更好地掌握核心概念的內涵。
(三) 結合STS 教育理念,創新核心概念的教學方式
STS 概念誕生于20 世紀60 年代末至70 年代初的美國,是科學(science)、技術(Technology)和社會(Society)的英文縮寫,它旨在探討和揭示科學、技術、社會三者之間的相互關系。[5]STS 教育的內涵本質在于使人類經驗和社會科技發展融入到科學教育之中,一方面,讓教育緊跟時代潮流,另一方面,增強自然科學教育的社會化和應用性,運用STS的教育理念可以豐富生物核心概念的教學形式。教師在教學素材的選取中盡量來源于實際生產、生活,化抽象為具體,拉近科學與生活的距離,幫助學生理解生物科學與人類社會的進步發展,與日常生活密切聯系,豐富學生的知識內容,增強核心概念的應用性,鼓勵學生多用生物學的原理和方法去看待和解決生產與生活中的實際問題,讓知識來源于生活,又應用于生活,促進學生對生物學的價值觀的形成與統一,實現知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀這三個維度的完美結合。
(四)及時了解核心概念的學習效果,動態調整教學方法
教學評價是促進和鼓勵課堂教學、檢測教學效果的重要方式。對教師來講,要了解學生的真正想法,才能使教學內容更好地被學生接受和理解,使學生厘清概念的關系,在頭腦中形成知識的整體框架,幫助他們區分學習中的相異概念。因此,教師可以采取開放式評價方式,測試學生對所學內容的理解深度,包括通過以問題簡答為主的對話方式對學生進行訪談,讓學生親自動手解決實際問題,通過實踐讓學生調研形成報告等方式,掌握學生在新的情境下概念應用的程度,動態追蹤核心概念教學評價的結果,及時反饋學生的學習效果,有助于教師合理地調整教學方法。
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參考文獻]
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關鍵詞:核心素養;生物教學;綜合能力
作者簡介:楊強(重慶市榮昌縣榮昌中學,重慶402460)
生物學學科核心素養在三維目標的基礎上提出的,教學過程中應注意滲透生命觀念、科學探究、理性思維和社會責任。教學過程中要創設情境引發學生探究且要關注具體實踐性以及和生活聯系。多引導學生看到現象、知識,思考為什么?而現在的生物教學中多注重知識的灌輸,不注重引導學生提出問題以及生活殊現象,并通過實踐驗證。本文將圍繞高中生物教學具體闡述如何培養學生核心素養展開討論。
一、生命觀念
“生命觀念”是指科學世界觀在生命科學中的體現,學生應以生物學概念性知識的學習為基礎,有自己的對生命科學的認識和研究生命現象的基本方法,如結構和功能的觀,物質和能量的觀,進化與適應的觀、穩態與平衡觀。
在教學線粒體的結構時,線粒體雙層膜,內膜上附著有氧呼吸相關的酶,基質中也有有氧呼吸相關的酶,功能上決定線粒體是有氧呼吸的主要場所,又如在學習蛋白質的結果和功能時,先通過卡片(一張卡片代表一個氨基酸)讓同學們操作形成蛋白質的結構層次,操作結合討論;也可以采用角色扮演的方法,讓每一個同學代表一個氨基酸,通過角色扮演,實踐中得出蛋白質結構多樣性的原因為氨基酸的數目、種類和排列順序不同,以及肽鏈的空間結構不同,從而得出蛋白質功能的多樣性,形成同學們的結構和功能的觀。
二、理性思維與科學探究
理性思維和科學探究相輔相成,往往可以同時鍛煉,如在學習細胞結構的過程中,教師可以培養學生模型與建模的能力,讓學生在一定的情境中通過自己動手,建構相關模型來學習生物學知識。用橡皮泥制作各種細胞結構,依據所學知識,發揮學生的想象力,分組完成細胞模型,讓學生成為參與者和操作者。在這個過程中學生能體會和感知到細胞中各種復雜結構的分布和功能,進一步體會他們之間相互協調,進而引發探究。
又如生物科學探究常用假說演繹法,過程為提出問題,作出假設,演繹推理,實驗驗證,根據結果得出結論,這過程中,嚴密的理性思維是特別重要的。教材中多個地方都包含著科學探究,教師應善于發現,如探究控制果蠅眼色的基因位于常染色上,還在X染色體上,實驗思路,用隱性雌和顯性雄果蠅雜交,若后代雌性全為顯性,雄性全為隱性,則在X染色體上,否則在常染色體上。又比如孟德爾的一對相對性狀的雜交實驗和兩對相對性狀的雜交實驗都運用了假說演繹法,教學過程應滲透該方法,讓學生掌握實驗能力,果蠅眼色實驗也可開展相關活動,讓學生體驗探究過程,感受遺傳變異的偉大,提高學生對于生命現象的興趣以及動手實驗能力。又如探究白眼雄果蠅變異來源是基因突變,還是環境因素引起的?選取白眼雌蠅和這只白眼雄果蠅,分別統計子代雌雄中紅眼與白眼的比例。先假設是基因突變引起的,則預期后代全為白眼,若實際實驗的結果相符,說明該假設對。再假設是環境因素引起的,則預期后代雌蠅全為紅眼,雄蠅全為白眼,若實驗相符,則對。
三、社會責任
讓學生學會愛惜生活,理性的對待生活中的問題,更好的生活,更好的與家人生活,熱愛祖國;講細胞的癌變這一節應教育學生養成良好的習慣,遠離致癌因子,如吸煙,吃大量油炸食品,吃隔夜飯菜,大量照射紫外線等,并將這種健康的理念實踐和傳播出去,讓她們的家人和更多的人有更好的生活;講免疫這一節,教育學生提高免疫力的方式及遠離艾滋,且對待艾滋病人要關愛,不歧視。
一個良好的本地網絡和公司駐地往往會引致很多商機、投資和雇員。公司所在的環境將幫助確定周圍的具體情況、關系網絡和當地的商務環境,并直接影響未來的商業行為。因此,公司的選地很可能是最重要的成功因素。
正是基于以上的邏輯思考,下面有8個要素供生命科學管理者在啟動新公司時考慮:
1、濃烈的研究氣氛
生命科學工業在美國的經濟生活中,是知識最密集、最富于研究性質的部門之一。它結合了生物工藝學、醫藥學、醫療設備學等的綜合研究和開發活動。生命科學支撐著整個構架。把生命科技公司設立在一個富于研究傳統和文化的區域,將會給其進入藥學和生物科學研究機構提供環境上的便利,同時提升公司研究、開發能力和專業性。
2、可深入的集群
考慮把公司開辦在一個“工業集群”――其他生命科技公司大量聚居的地方――將會使得公司業務在未來的市場中,能適應各種特殊的需求。完善的生命科學集群一定是世界文明的醫藥學研究機構集中,高素質、高技能的生命科學專業人才聚集,藥品研發專家匯集的地方。同時,這里還會擁有高科技的配套設施:如完善的服務供給、相關的專利產權制度、發達的金融體系和其他高度專業的市場支持機構。
高度發達的產業集群能夠給予單個公司獨立的空間,讓他們根據自己的優勢和興趣,有側重、但是絕對充分利用市場整體資源,進而強化自身優勢并獲得最大限度的發展。其實,美國的很多地區都有這樣的成熟生物技術集群,如舊金山、波士頓、圣地亞哥和費城。這些區域都擁有非常厚實的生物科學公司底蘊,就是在這些城市,不斷產生著新的工業活動,創造著新的產業協同效應;并吸引著大量的投資,開創了無限發展空間。
3、地理上對桉心市場的介入優勢
當公司運送產品的時候,它總是希望最快、最高效地抵達客戶。所以,聰明的生命科技公司的執行人員必須考慮市場和公司之間地理位置的契合性(要方便、高效地接近最主要和最廣泛的市場)。典型的是:當從公司很容易到達國際機場的時候,參與全球市場的活動就顯得十分便利。
小公司應該把駐地選擇在接近主要制藥廠的地方,這樣能夠方便形成互利的產出聯盟,為未來的最優化商業前景開辟道路。此外,好的公司選址應該是接近核心資本市場的,它可以幫助公司創造更多的融資機會。
4、豐富人才的匯集地
公司要發展,最終還是要依靠人才。所以,尋找合適的專業精英尤為重要。在地址的選擇過程中,一定要注重該地方可供勞動力的數量和質量。那些大學和專業學院匯集的區域通常能提供大量符合要求的人才;而且,它們通常也會提供給勞動力一個發展的空間,保持各自學校在某些前沿研究領域中能夠一直處于領先地位。
5、深厚的企業家文化
尋找一個被證明是創新文化普及的地方,該區域的特征是:有大量的創新成果出現,并逐漸形成了一個所謂的“地區性智慧”,企業家在此被孕育。這種態度的核心標尺是,繁榮的生物學相關貿易和工業群組,這些典型指標暗示著企業家和科學家的強大智力網絡。在進行公司地址選取的時候,應該關注那些冒險精神和冒險家被高度重視的地區。
6、良好的法律和政策環境
生物科技公司必須設立在司法和政策體系完善的地方。在美國,雖然很多地方公開高調宣稱它們保護生物技術公司,但實際上,被證明對生物科技產業具體進行政策支持,或者做出其他貢獻的地區政府是很少的。一定要尋找這樣的政府所在地:它們已經具有了某些關注生物科技產業的先進政策,并擁有友好、開放的商業心態。
該典型區域特征是:有一系列的相關機構和組織,能夠進行各個角度和類型的調查;提供便利的科技成果轉化機制;供給充分的資金流支持,全方位為生物技術公司貢獻力量,幫助生物科技產業的整體發展。
7、多樣化的融資渠道
對于備選區域的投資基金和私募資金團體,必須有如下考量:該地區每年的投資基金有多少投向了生物科學方面?人均花費在生命科技產業上的研發費用是多少?相比政府資助的研究情況如何?
為了吸引高水準的公司,那些耗用年投資資金一半左右在該產業的,或者其當地預算中有大部分是用于核心生命科學集群的研究和發展的地方要重點考慮。此外,與早期投資方式相伴隨的公私合伙經營模式的存在,地區性大學的研發活動繁榮的地方,都將會創造一種充滿活力的投資基金的整體運作氛圍。
8、強大的支持性基礎構架體系
獲得高質量的,諸如法律咨詢。營銷支持等其他非核心服務,對于新設公司來說,絕對是不可忽視的。用心尋找這樣的場所:大眾公認對生命科技公司的支持是熟練、高效的。不僅如此,還需具備一個從概念構思――實際啟動操作――逐步發展――最終完善的商業生態圈。例如,豐富的律師資源是支持基礎構架的一個重要組成部分,他們對于生命科學產業是無價之寶。對該區域的諸多企業來說,特別是新興企業,智力才是商業競爭的本質。另外,營銷系統對于高度競爭化的生命科學產業也是同等重要的。
總而言之,生物科學工業是21世紀經濟發展的引擎之一。全球各地都試圖吸引該產業的公司能夠在它們那里安家落戶,各地都希望獲得高素質勞動力、豐厚的稅收收入以支持當地經濟的繁榮。公司總部所在地和新工作中心的地址選擇將會遭遇紛繁的市場誘惑。以上這些要點為你的決策過程提供了一個明智的方法,而正確的選擇最終將會準確無誤地幫助你實現商業輝煌。
作者:Thomas G.Morr
【關鍵詞】 人文;人文教育;人文素質
文章編號:1004-7484(2014)-02-1194-02
醫學是將人文科學和自然科學融為一體的應用學科。我國在全面建成小康社會目標的過程中,人們對衛生服務的需求在不斷提高,衛生服務模式從傳統的醫療救治逐步轉向對服務對象(包括健康人)身體―心理―社會的各個方面,包括保健、康復、健康的心理狀態和行為方式等,提出了更高的服務要求。于是較高的專業理論和實際操作水平以及良好的職業道德、人文精神及社會責任心便對醫務人員提出了要求。
1 人文的概念
人文是滿足個人與社會需要的終極關懷,是要關心人、集體、國家、民族、社會、自然界,是人的精神世界的需要,是人要成為人的精神需要。當人們面對人生起落時,它會告訴你“該怎樣去面對”,抱怎樣的心態去面對,怎樣才能使自己坦然而又不違背人文觀念。人文對個體和社會有著不可忽視的意義。其內涵包括人文精神、人文知識、人文思維與人文方法四方面,缺一不可。人文精神,是人文的主體,它是一種求善的精神,也是一種德性的培養。它應具備與追求科學精神一樣的高度,是維系社會的牢固紐帶。人文知識,往往代表民族、國家的歷史沉淀和優秀的文化遺產,也是數千年來人們精神世界的結晶。對人文的教育就是將人類優秀的文化成果通過知識傳授、環境熏陶以及自身實踐使其內化為人格、氣質、修養,成為人的相對穩定的內在品質,達到人文教育與專業教育、人文精神與科學精神高度融合,保證在醫學科學研究和醫療衛生服務中始終具有正確的最大的精神動力[1]。所謂人文思維,是原創思維的主要源泉,是人類所特有的。它依賴人們平時對大自然及人性的關愛,依賴對藝術的欣賞。所謂人文方法,指有關知識按照人為思維的實施,是原創性工作開展的主要途徑,人文思維必須通過人文方法展現。
2 醫學與人文
眾所周知,在社會深刻變革及轉型時期的今天,醫學這個名詞被賦予了更多的內涵。醫史學家們在追溯醫學起源時會有不同的闡述,這都反映其發展的久遠和曲折。傳統的人文精神是中華醫藥傳統文化的鮮明特征,其核心是以人為本和對人的尊重、對人的理解、愛護和關懷,主張以病人為中心而不是以疾病為中心。我們的中醫學從神明,巫術,人類生存本能走向科學過程的本身就孕育著人類的博愛精神、對生命的敬畏,對健康的追求。如今人們理解醫學已離不開醫學的發展史和文化過程,在21世紀弘揚人文精神,彰顯人性理念的時代,人們應該認識醫學人文的內涵。
2.1 醫學與人文文化 從醫學發展史可了解到,古代醫學思想來源于人類社會活動的本能、抵御外界風險的勞動實踐,源于人類個體及與自然界之間天然的博愛和交流。醫學作為一門人文科學昭示著與人類生存發展相并行的不朽的博愛精神與人性光芒,表現了人類的智慧與精神境界天然融合。再回到我國的醫學發展情況:傳統的醫學人文學科無論是在學科建設還是在研究成果上都還處于起步階段,再加上人員、經費等的限制,要構造一個龐大的醫學人文學科群的努力很可能事倍功半,尤其是院校的教學培養、科研模式的不完善,相關人才的匱乏等都在一定程度上都限制了它的發展。受傳統學科范式的影響,培養的醫學生視野比較局限,并不能完全適合當代社會發展的需要,但短時間改變此現狀困難頗多。并且,醫學人文學科的發展尚存在著許多困難,如決策機構對醫學人文學科重要性認識不足,只看到醫學人文學科與實際利益,尤其是經濟利益,而忽視它潛在的價值。故投入少、研究人員待遇低,遠跟不上時展的需要。盡管醫學人文學科尚面臨著許多困難,但要有理由相信,通過整體規劃,加強領導,共同努力,必將逐漸對醫學發揮出更大的作用。
2.2 醫學生人文素質現狀分析 美國于1994年通過《2000年目標:美國教育法》,將人文素質學科與自然學科并列為教育核心學科。我國也在今年開展了人文社會醫學的探討和實踐。人文素質教育不僅僅是人文知識的灌輸,更是人文學科中內含的價值-人文精神向個體身心中的內化。它無法體現環境與生態研究的新認識和新成果,無法體現“人類基因組研究”以來對生物醫學再認識的趨勢,今后我們需要的很可能是一種“生物-心理-社會-生態”醫學模式。人文素質的部分現狀不容樂觀:據某單位調查,近幾年來,我國培養的醫學生包括部分醫學研究生,綜合素質普遍有所下降,尤其是思想品德素質和文化素質方面問題較為突出。
3 現代醫學人文將圍繞以下幾個方面轉型
關注生命――人文關懷的核心轉型:醫學是一門直接面對人的科學,因此,醫學比其它任何科學都更強調人文關懷。隨著生命科學的進一步發展及應用,對人們的倫理思想和道德行為提出了挑戰:
3.1 生命觀的改變 表現在剔除了生命的自然本性,使之成為人為的產物和技術干預的結果。在這種情況下,人類需要重新審視生命的進程:①人類生命的產生方式及進化過程將發生改變;②人類的健康觀也將發生改變;③人類生命的本質和價值的問題在生命科學技術的干預下將逐漸模糊。基因技術可以使人類通過發揮主觀能動性改造人的自然體,而這個自然體正是人的主體性、實踐性賴以生存的自然基礎,是人性形成和發展的最基本的生理條件和物質基礎。
3.2 對公平觀的挑戰 倫理道德上的公平,是指普遍存在的一種人與人、人與自然、人與社會之間合理享有的基本價值。它也要求生命科學的研究和應用要有公平性,而生命科學的發展卻給這種倫理道德觀的破壞提供了可能。
當然人文還體現在社會的各個方面,眾所周知,我國作為一個人口大國,地大物博,但人均占有量卻很少。據統計,1982年全國共有1年以上常住流動人口657萬人,1990年上升到2135萬,1995年約為8000萬人,2000年達1.4億,流動人口中絕大部分是農民工。數量之多,故對農民工的醫療衛生、社會保障等的人文問題過去有少數地區和學者給予關注,如許小鵬等對深圳外來勞務工的醫療保險進行過研究,也當納入人文研究,雖現狀樂觀,但隨著醫改等政策的逐步完善,不良局面將會逐步改善。縱觀全文可知:人文觀念已融入到社會發展的各個層面,尤其是在高度關注人權的當今時代。
關鍵詞基因工程;教學改革;獨立學院
基因工程是通過人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質提取出來,在離體條件下用適當的工具酶進行切割后,與載體DNA分子連接重組,再導入受體細胞內,使其在受體細胞內復制、轉錄和翻譯表達,創造出人們所需要的新品種的一種技術體系[1]。由于基因工程可以突破物種間的遺傳障礙,大跨度的超越物種間的不親和性,具有無限光明的應用前景。因此,吸引人們進行了廣泛的研究與探索,其結果迅速地應用于農業、醫藥、輕工、化工、環境等各個領域[2-5]。目前,隨著基因工程的發展,急需大批的專業人才。因此,許多高校為滿足社會需求,新增了生物技術和生物工程專業,開設了基因工程課程,希望能為國家培養和輸送人才。基因工程面向獨立學院生物技術和生物工程專業本科生已開設多年。在教學過程中,課程組教師針對該課程及獨立學院學生的特點,對這門課程的教學進行了探索,獲得了許多經驗。
1基因工程教學改革的必要性
基因工程是在分子水平上對基因進行操作的復雜技術,其內容涉及分子遺傳學、生物化學、細胞生物學、微生物學及分子生物學等學科相關理論基礎及其實驗技術手段。課程內容繁多、概念抽象、理論性和技術性強。同時基因工程發展非常迅速,相關知識可以說是日新月異。然而高等學校教學時間有限,獨立學院學生基礎知識相對薄弱學生雖思維敏捷,但強調個人喜好,并且學習的自主能力也較弱。因此,在有限的課時內,讓他們理解和掌握基因工程相關的內容確實有難度。而正處于農業高等院校的生物技術和生物工程專業的大學生們,即將投身于生命科學社會實踐,展現他們的才能,如果他們對基因工程的基本理論和技術知之甚少,這種狀況與培養現今的人才培養目標極不相稱,這些大學生在21世紀的生命科學時代中也難以勝任社會重負于他們的工作,更難以挑起生物高科技研究和開發的重擔。雖然在基因工程教學過程中,教師采取了許多辦法,如采用多媒體教學,使用Flash動畫等將教學內容直觀化,或通過討論、課程論文等激發學生對基因工程的學習自主性,但效果還是不理想。經過多年的獨立學院基因工程教學,筆者發現目前的基因工程教學內容體系和教學方法沒有充分體現獨立學院學生的特點,即沒有補償他們存在的某些缺陷,也沒有充分發揮獨立學院學生的優勢。為了使這些發展潛力大的學生的綜合素質進一步提高,能夠跟上學科的發展進程,對現行基因工程課程教學內容和方法進行改革勢在必行。
2構筑合理的教學內容體系
2.1精簡內容,突出重點
基因工程與分子遺傳學、生物化學、分子生物學、微生物學及細胞工程等課程有著緊密的聯系,所以學生在修完了這些課程后才開設基因工程課程。由于學生已具備這些課程相關的理論和實踐基礎,所以基因工程教學內容可精簡,避免與這些課程重復,留出充裕的時間詳細講解新的知識點,如細菌轉化實驗在微生物中講授過;基因表達與調控在分子遺傳學中涉及到;轉基因植物的培養再生與細胞工程內容相關。這些重復的內容可以在課前提醒學生復習,教學時通過提問的形式回顧,或以課外作業的形式進行。對于獨立學院中那些基礎較薄弱的學生,可通過基因工程網絡課程進行知識的答疑。
2.2組織合理的教學內容體系
基因工程課程教學內容包括基因操作的基本原理、基本研究方法及應用,內容廣泛抽象。為使學生在短時間理解相關知識,教學內容應具備較強的系統性和條理性,同時又能反映學科的科學性和先進性。因此,構建以基因工程操作技術為主線,以基因工程原理基礎知識及基因工程應用基礎知識為基礎的理論教學體系十分重要。
基因工程原理基礎知識包括基因工程基本概念、基因的各種分析手段(包括PCR技術、分子雜交技術等)、分子克隆工具酶、克隆載體、目的基因與分子克隆載體的重組、重組體的轉化與篩選鑒定、外源基因的表達等內容。這些是基因工程的核心內容,因此每部分內容的有關原理、實驗技術及應用等需詳細加以闡述。另外,針對一些抽象內容,教師應該使用多種教學方法,使其直觀生動,讓學生易于理解、接受和掌握。同時,要發揮獨立學院學生綜合素質高的特點,可要求學生個人或以班為單位制作Flash動畫和視頻等,充分調動學生主動學習的積極性,挖掘潛能,激發學生的學習興趣,使學生在學習過程中感悟到對事業成功的向往,達到教學目的。
基因工程技術幾乎滲透至生命科學的各個方面,大大的推動了生命科學理論研究的發展,且擴展到人類生產實踐的各個行業,例如植物、動物、微生物、醫藥、環境保護、能源等。這部分內容主要以學生為主體,通過討論、專題報告、實際案例和生產實習的形式進行。通過這些內容的學習讓學生感受科學發展與生產實踐息息相關,增強學生的科技意識及求知欲望。
2.3引進新知識、新動態
基因工程自誕生以來,發展迅猛,新成果層出不窮。在教學過程中引進生命科學的最新科研成果及國內外研究動態,使學生在有限的課時中盡量接受基因工程相關的新觀念、新技術和新成果。同時促使他們以發展的觀點看待科學研究問題,喚起他們探索未知領域的欲望,增強專業自信心。
2.4理論教學和實驗教學相配套
基因工程是一門理論與實踐相結合的課程,其教學內容除了理論知識外,還配套有基因工程實驗技術和教學實習。基因工程實驗技術主要是對學生實驗基本技能的操練,以班為單位進行教學。在教學過程中,要求學生在每次實驗前預習好實驗指導中的相關內容、掌握實驗目的和實驗設計原理、了解實驗操作的基本過程及注意事項。學生在實驗過程中,嚴格執行操作程序,仔細觀察實驗中出現的現象,如實記錄實驗結果和數據,培養學生的動手能力和敢于發現問題、解決問題的能力。實驗課后,要求學生根據實驗過程,寫出實驗總結報告,提高他們的歸納總結能力。基因工程教學實習是以重組體的構建、轉化、篩選及檢測為主線的系統性的實驗體系。其內容包括質粒DNA的提取、目的基因及載體進行限制性內切酶的切割、目的片段與載體的體外連接、感受態細胞的制備、重組質粒的轉化、重組子的篩選以及鑒定。整個實驗內容緊密銜接,較為完備地將基因工程學的上游技術綜合為一體。實施教學時,學生在教師指導下,了解實驗的整體設計思路和流程,查閱相關文獻,書寫實驗方案,再進行實驗實施。通過這樣的過程培養學生應用知識的能力,加強學生對生物學文獻資料的查詢與消化能力,拓寬學生的知識面,并且實驗的每個環節都可能直接影響最終結果,所以學生必須關注每個環節,才能順利完成在此過程中有助于學生樹立完整的科學研究概念,具備嚴謹的科學研究態度。
3改進教學方法
3.1傳統板書教學與多媒體教學相結合
在基因工程教學中,傳統的板書教學必不可少。這是由于學生雖具備一定的生物學基礎,但知識比較凌亂,更無法很好的應用于基因工程學習中。板書教學能夠很好的將這些知識系統而又精煉的展示出來,并且有助于老師控制講課的進度,學生也可以詳細的記好筆記,增強對知識的記憶。但是傳統的板書教學呆板,所提供的信息量非常有限。對于基因工程這門課程,完全采取板書教學無法直觀生動的將所有內容演示。另外,板書教學中老師是主體,學生認為學習的好壞只與老師有關而與自身毫無關聯,學習的積極性不高,無法達到教學目的。多媒體教學能綜合應用影視、圖形、圖像、聲音、動畫和文字等信息,可以使抽象的概念直觀化、復雜的問題簡明化、整體的過程動態化。它可以使學習內容圖文并茂、有聲有色、栩栩如生,便于學生理解記憶。但是課件是一頁頁地進行顯示,單獨使用課件會降低課堂授課內容的連續性及關聯性,使學生不易掌握每一次授課的線索及整體內容。因此,在講課過程中很有必要將傳統板書教學與多媒體教學結合、教師傳授知識與學生自主學習結合,采取多種教學方法使課程教學更為生動、豐富,促使學生自主學習和對基礎知識的消化、理解和升華。
3.2“研討式”教學
獨立學院學生感應新事物的能力較高,他們查閱相關資料后,能夠就某些問題提出見解。因此,筆者設計一些討論題,供學生思考與討論,充分調動學生的能動性、自主性和創造性,讓學生真正成為課堂的主體。例如關于基因工程安全性的問題,是以討論課的形式進行教學。學生不但對現存的一些安全問題進行了全面的闡述,而且還提出了自己的一些見解。針對一些不一致的觀點,可以進行辯論,不僅使課堂氣氛非常活躍,而且鍛煉了學生的表達能力,使他們樹立了看待科學問題的批判意識。
課程組的老師都從事了與基因工程相關的研究工作,經常將科學研究結果融入教學,增強學生對知識的感性認識。鼓勵學生申請一些研究性課題和進入實驗室參與研究工作。通過對科學研究的探索,培養學生將理論知識應用于實踐的能力,有助于他們樹立艱苦奮斗的精神。
3.3“總結歸納”式教學
每一章內容結束后,要求學生對教學內容進行總結和歸納,系統地梳理知識體系。另外,組織學生聽取一些專題報告會,以提高學生對學科前沿知識的了解。
基因工程是現代生物技術的核心,教學效果的好壞直接影響高校生物技術專業學生的素質,進而影響高校人才培養目標的實現。嘗試通過對基因工程教學內容和教學方法的改革,提高教學質量,促進學生綜合素質的提高,使他們適應21世紀生命科學時代的工作需求。
4參考文獻
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中國的生命科學史中含有豐富的愛國主義內容,我國古代在醫藥、農業、生物學領域的偉大成就,我國科學工作者在生物學及相關領域中取得的突出成績,都可以增強學生的民族自信心,點燃他們的愛國情懷。生命科學史中諸多科學家的模范行為和高尚人格也是感召、引領和培養學生敬業精神的典型范例。例如,在酶本質的探索中可以向學生講述美國康奈爾大學獨臂青年化學家薩姆納不顧體殘病弱,在簡陋的地下室中歷經9年,終于從刀豆種子中提取出脲酶的故事;在教授雜交育種知識時,可以穿插介紹袁隆平熱愛農學、多年潛心鉆研水稻雜交的事跡。依托生命科學史,還可以培養學生的誠信品質,例如在講述孟德爾的遺傳規律時,可以向學生講述實驗背后的誠信故事:孟德爾發現了遺傳規律,他的論文刊登在奧地利一家地方性刊物上,當時并未受到重視。一個世紀后,有3位科學家(荷蘭的德弗里斯、德國的科倫斯和奧地利的丘歇馬克)在互不知曉也不知道孟德爾論文的情況下,各自做了類似于孟德爾的實驗,并且都寫了相應的論文,然而在他們查閱過去這方面的文章時,都意外地看到了孟德爾的論文。3人在以后發表的文章中并沒有將榮譽留給自己,而是告訴讀者開創性的結論來自孟德爾,他們自己的工作只是證實而已[3]。這3位科學家不計個人名利,為人坦誠的態度實為當今學生學習的榜樣。“友善”是中華民族的傳統美德之一。能否以友善的態度為人處世,不但體現著一個人的道德水平,同時也體現了一個民族其素質的高低。生命科學史中一些偉大的發現、著名原理的創見往往都是科學家友善待人、精誠合作的結晶。向學生介紹這些事例,將有助于他們形成友善互助的處世態度。例如,DNA雙螺旋結構模型的發現者沃森和克里克的團結和合作在科學史上堪稱典范。沃森和克里克雖然國籍不同,性格各異,但是他們之間卻是互相欣賞、心心相印……諸如此類的例子還有許多,如果能適時引用一些這樣的事例,就能使學生在潛移默化中形成生生之間友善的態度和合作的精神。
2彰顯科學理性精神
科學理性是科學主體特有的一種精神或認識能力,它促使科學主體從一定的本體觀和理由出發去探索科學客體,并按一定的規則進行推理,得出合乎邏輯的結論[1]。教學中合理引入一些經典實驗、科學史實和科學家逸事等,能夠讓學生領悟科學理性對科學發展的巨大作用,感悟科學態度與精神,提升生物科學素養。
2.1樹立求真務實的精神,奠定科學理性的基石求真務實的精神是科學理性的基石。只有在尊重事實、尊重客觀規律的基礎上,才能實現對世界能動性、創造性的改造。在生物科學史教學中,介紹科學家注重通過觀察和實驗獲取科學事實和檢驗理論等研究經歷,能有效培養學生的求真務實精神。巴斯德曾說:“當你相信自己已經發現了一種重要的科學事實并熱切的希望將它發表時,要將你自己克制幾天、幾周、幾年,要與自己斗爭,想方設法自己的實驗,只有在一切相反的假說統統排除以后,才能將你的發現宣布”。可見,巴斯德的偉大成就與他求真務實的科學精神是分不開的。孟德爾歷時8年用豌豆做實驗材料,反反復復、不厭其煩地進行了大量的雜交實驗,仔細觀察,如實記錄了數以萬計的實驗數據,正如他自己所說“從春到秋,天天都要全神貫注、小心翼翼的監視著實驗”。又如,在講述“遺傳的基本規律”前可向學生介紹薩頓假說的提出與證實過程:1903年,薩頓根據基因和染色體行為之間明顯的平行關系,提出假說“基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給子代的”,也就是說,基因位于染色體上。遺傳學家摩爾根卻對此表示懷疑,后來他做了大量的果蠅雜交實驗,用實驗把一個特定的基因和一條特定的染色體(X染色體)聯系起來,從而消除了疑慮,證實了薩頓的假說[2]……此類案例有很多,通過講解不僅有助于學生理解相關的科學概念、原理,更能夠感悟求真務實的理性精神在科學理論建立中的基礎性作用。
2.2認同開放、競爭與批判精神,形成科學理性的動力生命科學史展示了生命科學各學科形成的歷史,能從整體上說明各個學科是在解決什么問題的過程中發展起來的,以及各個學科之間的聯系,有助于學生認同自由和開放精神是科學發展的保證。如果孟德爾不運用數學知識對數據進行統計分析,就不能夠發現遺傳規律;如果沒有細胞學的發展,薩頓和鮑維里就不能認識遺傳因子與染色體之間的聯系;如果塔特姆不精通微生物知識,基因與酶之間的關系就不能建立起來……生命科學的發展需要各種觀點之間的碰撞和爭論,在碰撞與爭論中,知識得到不斷的澄清和完善。光合作用的發現、酶的本質研究等探究歷史中這樣的例子很多[3],教學中適當穿插這些素材,可以讓學生直接體驗競爭精神對于發現真理形成正確結論的重要作用,從而認同競爭精神是科學發展的動力。生命科學的發展也是在科學家對前任的結論不斷質疑、不斷批判、不斷求證的基礎上進行自我更新的過程中積累起來的,開展生命科學史的學習能夠培養學生勇于質疑和批判的科學精神。例如,在細胞學說的創立過程中,魏爾肖并沒有盲從施萊登和施旺提出的“新細胞從老細胞中產生”的觀點,而是敢于質疑和實踐,提出“所有的細胞都來源于先前存在的細胞”,這個斷言至今仍未被。
2.3養成開拓創新的精神,指向科學理性的核心創新精神是科學精神的核心,注重對新方法和新實驗的探求和運用,強調突破現有理論的界限和束縛獲取新現象、新事實,揭示新規律。在生物科學史教學過程中,要選用科學家富有創造力的精彩史例啟迪學生的心智,促進創造性思維的發展,培養開拓創新精神。例如,在講述酶與性狀的關系時,可以介紹黑尿癥的研究過程:伽羅德在臨床工作中,發現黑尿癥患者不能完成酪氨酸的正常代謝,因為缺少尿黑酸氧化酶,其中的一個環節被阻斷。于是,他提出了“什么原因造成了這種阻斷”一個根本性的問題。他在研究黑尿癥患者的家族史后發現,這種疾病不是由微生物感染引起的,也不是因為某些一般的功能失調引起的,這種失調是遺傳的,而且似乎按照孟德爾式隱性性狀的模式遺傳。這個發現指明了孟德爾遺傳學可以應用于人類,暗示了基因和酶之間存有某種關系。這段歷史的呈現可以幫助學生體悟伽羅德善于抓住問題本質、擅長聯想分析的創新思維品質。介紹比德爾和塔特姆的相關研究,同樣可以促進創新精神的形成:比德爾曾試圖通過研究果蠅眼睛色素的遺傳控制來分析遺傳的生物化學基礎,后來他和塔特姆發現,用果蠅作為研究材料,對于基因和基因產物關系的生物化學研究是不能令人滿意的。為此,他們逆向思考“是否可以把通常的過程顛倒一下,用特有的化學反應來鑒定特異基因呢?”于是他們決定不再以突變體作為研究的起點,而是從已知的化學反應開始再回溯去尋找控制著這些反應的基因,選擇了紅色面包霉作為實驗材料,終于獲得成功。該研究歷史表現出比德爾和塔特姆敢于否定,善于逆向思維的創新品質,體現了思維的敏捷性和深刻性。有助于學生開拓視野,培養創新精神。
3塑造人文關懷品質
人文關懷是立足于人的尊嚴、獨立、自由的個性,給人的生存和發展以關注,旨在提高人的生活質量,提升人生的意義和價值。它既是學校教育工作的重要目的,又是對學生進行感化和教化的有效形式。依托生命科學史可以創設人文化的問題情境,優化教學內容與方式,構建充滿人文關懷的生物課堂。例如,人教版必修2第一章扉頁上印有孟德爾本人和他使用過的手稿的照片,并配有精煉的文字說明,特別是那首詩“八年耕耘源于對科學的癡迷……”,這本身就營造了一種人文關懷的問題情境,很容易激發學生迫切想知道孟德爾用豌豆作了什么實驗?有什么樣的結果?為什么還要用8年的時間?為什么還要用數學統計的方法?……不僅如此,依托生命科學史中科學家們的典型事例,還可以樹立人生發展的榜樣,激發學生探尋生命的價值,比如,按照“人類貢獻———感悟生命價值”的指導策略,可以向學生介紹酶的研究史上畢希納、薩姆納、科恩伯格等諸多諾貝爾獎得主的偉大貢獻,讓他們在體驗科學精神和科學方法的同時,引發對人生價值的思考,進而體驗生命存在的意義。也可以組織學生針對科學家和他的事業進行思考、討論,通過搜集資料、觀看紀錄片、讀名人傳記,甚至寫小論文等一系列活動,使學生在精神層面上與科學前輩進行心靈對話,感悟生命的崇高。又如,在教授胚胎工程這部分內容時,可以穿插講述試管嬰兒的發展史,讓學生逐漸形成敬畏生命、珍視生命的意識。當然,作為生物學教師首先自身要有生命覺醒的意識,用生命去溫暖生命、用生命去激活生命、用生命去滋潤生命;要通過傳授生命知識、優化生命關系、提升生命價值等途徑促使學生實現和提高自我價值,塑造人文關懷的品質。
4滲透STS教育理念
滲透STS教育理念,目的在于使學生理解科學的本質、理解技術的本質和特征,認識科學、技術、社會之間的關系,進而參與生物科學技術有關的社會問題的討論與決策。生命科學史揭示了人們思考和解決生物學問題的思想歷程,這些歷程都是受當時的文化背景和科學技術水平限制的,有利于學生理解科學、技術、社會三者之間的關系,培養其社會責任感和歷史使命感。例如,通過呈現1665年英國科學家發現并命名細胞依賴于顯微鏡的發明,1945年魯賓和卡門證明光合作用產生的氧氣來自于水依賴于同位素標記法的發明,以及1959年羅伯特森提出的生物膜‘三明治模型’依賴于電子顯微鏡的誕生”這些史例,讓學生體會生物學的發展離不開技術的進步。而“科學和技術的發展會影響社會的進步,社會的需求也會影響科學研究的方向”這一思想在酶的發現史教學中也能得到很好的滲透:19世紀中葉,地處法國北部的里爾地區釀酒業發達,但長期以來當地的釀酒商一直在為放置時間久了的葡萄酒和啤酒會變酸而煩惱,于是幾位釀酒商就向巴斯德求教,巴斯德在研究釀酒機理的過程中,發明了巴氏消毒法,并提出酒精發酵是酵母菌代謝活動的結果,這一過程必須有“活體”存在才能實現[4]。這個史例就很好地體現了科學、技術和社會之間的關系,科學的進步能解決社會的問題,能造福人類,科學知識的發展還能帶動技術的更新。“科學技術是一把雙刃劍,可以改善人們的生活,也可以產生出新的社會問題,同時社會思想也會影響科學技術的發展”這樣一個命題本身是抽象的,但是通過基因工程、細胞工程的發展史的學習和討論,可以使其變得更加具象和容易理解。
5確立生態文明意識
摘要:本文就中芬高中生物學課程標準中的課程性質、教學目標、模塊設置、教學內
容、教學評價等方面進行了比較和評析,旨在為我國的高中生物學課程改革提供借鑒。
關鍵詞:中國;芬蘭;高中;生物學;課程標準
20世紀80~90年代以來,為了適應全球社會經濟的迅速發展,各國紛紛進行了基礎教育課程改革,高中生物學課程改革是其重要領域之一。1994年,芬蘭開始實施《普通高級中學國家核心課程標準》。2005年,芬蘭公布了經重新修訂和完善的《普通高級中學國家核心課程標準》[1]。與此同時,我國也對高中生物學課程進行了改革。《普通高中生物課程標準(實驗)》[2]于2003年由教育部頒布實施。通過中芬兩國高中生物學課程標準的比較,以期為我國正在開展的高中生物學課程改革提供一些借鑒,促進我國生物學課程改革的健康發展。
1課程性質
我國《普通高中生物課程標準(實驗)》(以下簡稱《我國標準》)指出:其課程性質是在義務教育基礎上,進一步提高學生的生物科學素養。生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力,包括理解科學、技術與社會的相互關系,理解科學的本質以及
形成科學的態度和價值觀。[2]
《芬蘭普通高級中學國家核心課程標準》(以下簡稱《芬蘭標準》)中沒有專設課程性質一欄,但在宗旨部分列出了整個高中階段生物學教育的性質是:為學生理解生命科學對促進人類健康和其他生命有機體以及生活環境發展的機會打下基礎,增進學生的科學思維能力,激發他們對生物學的興趣,并鼓勵他們對環境負責的行動方式,從而保持生物的多樣性。[3]
通過分析比較可知,兩者理念大致相同。《芬蘭標準》注重學生個性發展,知識應用,側重提高學生思維能力、激發學習興趣。而《我國標準》對科學知識、探究能力、科學態度、價值觀、STS、科學本質觀等方面都做了強調,要求更加具體全面。
2課程目標
我國的生物學課程目標分為總目標和分目標(知識、能力、情感),芬蘭則沒有具體細分見表1。
通過分析表1可知,兩個標準都體現了知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀“三維一體”的教育目標,強調了生物課程目標的全面性,但也存在一些差異:
《芬蘭標準》更加注重深刻理解生命體自身與生活實踐。如:理解在生命有機體演變過程中基因遺傳和進化的重要意義,從個體和全人類的角度理解遺傳和環境因素對人類健康的重要作用,等等。
《芬蘭標準》對相應內容掌握理解程度要求更高。如:掌握生物學的重要概念,熟悉生命科學在不同領域的應用。“掌握……”、“熟悉……應用”,表明對學生的學習要求比較高。而《我國標準》的要求一般為“獲得……”、“了解……應用”,說明對學生的學習要求相對較低。特別是“初步學會……”,這樣的教學目標在初中階段已基本達成,要求似乎低了一點。
在情感目標方面,《芬蘭標準》更加注重體現現代教育理念
——立足學生發展,關注其個性與全面、可持續發展,但對生物學基本觀點強調的還不夠。而《我國標準》在生物學基本觀點、科學態度與情感方面都做了具體明確的表述。如:了解我國的生物資源狀況和生物科學技術發展狀況,培養愛祖國、愛家鄉的情感,增強振興祖國和改變祖國面貌的使命感與責任感,逐步養成良好的生活與衛生習慣,確立積極健康的生活態度,等等。
3模塊設置
由表2可知,2005年,芬蘭對2003年的生物課程標準進行了修改,選修部分由沒有明確規定到細分為3個模塊,內容和編排上也發生了相應的改變(表2)。我國則將整個生物學課程分為3個必修模塊和3個選修模塊,教學內容較芬蘭多,且模塊分類依據也有所不同。
4教學內容
芬蘭的高中生物學,自2005年起,將教學內容分為2個必修模塊和3個選修模塊,具體教學內容參見《普通高級中學國家核心課程標準》[2]。我國高中生物學的教學內容,參見《普通高中生物課程標準(實驗)》。[1]相比之下,兩者主要存在以下幾個方面的不同:
第一,編排體系不同。芬蘭《核心課標》是從有機界到細胞與遺傳,是依據宏觀到微觀的順序進行編排。《我國標準》則主要是從生命的物質基礎和結構基礎、生命的延續和發展、生物體內部與生物與環境之間的相互作用,是依據微觀到宏觀,從簡單到復雜的順序進行編排。
第二,相同內容的教學要求不同。如《我國標準》分子與細胞部分(必修2),從孟德爾定律、染色體、DNA到基因重組、生物進化、人類遺傳病都有具體的要求。《芬蘭標準》則在細胞與遺傳(必修2)中只做了基因和等位基因、減數分裂中的配子和親代的內容要求,詳實具體的內容在選修部分呈現,學生依據個人興趣自主選擇學習。
第三,注重結合本國實際的程度不同。《芬蘭標準》環境生態學選修模塊對芬蘭當地的環境生態進行研究分析,具有一定的生活實踐性和可操作性,而《我國標準》此類主題較少。
第四,內容表述上的不同。《芬蘭標準》以簡單語句進行表述,如:細胞分離、生長和分化,有絲分裂及其重要意義等。《我國標準》比較細致明確。如:簡述細胞的生長和增殖的周期性,描述細胞的無絲分裂。“簡述……”、“描述……”等行為動詞的運用,表明了對該知識點具體的學習要求。
5教學評價
中、芬生物課程的評價目的、評價方式、評價內容,見表3。
課改后,中、芬兩國在課程評價上都有了較大進步,對學生的學習評價提出了新的要求。從表3中看出,兩者的評價目的都是力求提高學生的主體性發展,注重體現內容多元化和方式多樣化的評價方式。而從評價內容上看,兩者則存在部分差異,《我國標準》緊扣三維目標進行評價,側重關注學生科學探究能力的提升。《芬蘭標準》則將重點放在評價學生科學工作能力、團隊協作能力、獲取信息和正確評價信息等能力上,學生的學習興趣也是關注的重點。
參考文獻
1 教育部.普通高級中學課程方案(實驗)和語文等15個學科課程標準(實驗)的通知,2003.3.31.moe.edu.cn/ edoas/websitel8/info737.htm
【關鍵詞】中學生物教學 內容多 課時少 策略
在開展教科研活動時,有不少生物教師反映中學生物教學內容多,探究活動多,而每個模塊的課時卻很少,很難在規定的課時內完成教學任務。如何解決內容多與課時少之間的矛盾,讓學生更好地掌握生物學知識?下面談一下我個人的建議。
一、讓學生形成科學的生物學概念
生物學事實是生成概念的基礎。生物學事實和概念都是生物學的知識構成部分,科學概念的形成必須有豐富事實的支撐。在教學中,教師列舉一些必要的生物學事實,引導學生綜合分析,抽象概括而生成概念,使學生從感性認識升華到理性認識,促進思維能力的提高。如在《物質的輸入和輸出》這一章教學中,教師列舉大量的生物學事實和實例,引導學生分析理解,幫助他們逐漸建立起“細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜”這一核心概念。
二、規劃好教學計劃
中學課程一般采用模塊式設計,一個模塊反映一個或一組學科主題或核心概念。有貫徹始終的科學思想觀念和方法,有學習、探究的相似情境,有內在的邏輯聯系等。因此,教師在教學時要有整體教學計劃。首先,要研讀課標要求,熟悉模塊在知識、能力和情感三個維度的教育價值。其次,要通讀教科書,理解教科書的編寫思路。在進行模塊整體教學設計時,要認真通讀本模塊教科書,熟悉教科書的編寫思路。再次,合理分配教學時數。此時要求教師考慮哪些內容是學生可以自主學習的,哪些是需要教師指導的,哪些是必須講解的,需要開展怎樣的實驗、探究、模型建構、制作、搜集資料等學生活動,每一項活動要達到的目標是什么,過程和方法的要點是什么,哪些活動要課內外結合,是否需要進行階段性測試,如果需要,何時進行。最后,要制定好教學目標。每節課的教學目標應詳細,具體,可檢測,使用行為動詞來表述。實現教學目標需要以教學內容為載體,以教學策略為手段。
三、設計好學生學習的活動
教師主導作用主要體現在:課前備課階段,制定教學目標,選擇教學內容,設計教學活動和流程,準備課程資源;課堂教學過程中,創設教學情境,層層設疑,引導學生思考生物科學問題,指導學生學習,進而進行有效的課堂評價;課后收集信息,評價教學效果,做好教學反思,并給學生答疑。學生才是學習的主人,發揮學生的主體作用是關鍵。教師要給學生創設自主學習、合作學習、探究學習的氛圍和情境,給予學生足夠的時間和空間,讓學生自己獨立學習或分小組來學習。
中學生物學教學中,學生“學”的活動主要分為兩類:一類是學生自己來尋找可靠的證據,如觀察、實驗、模擬實驗、調查等既動腦又動手的活動;另一類是根據證據,運用邏輯和數學方法進行解釋,推理,做出合理的判斷或得出正確的結論,由實驗現象歸納實驗結果,由實驗結果推理得出結論,一個實驗的結論推廣應用在其他的情境中等。
課標指出:“生物科學素養是指公民參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力以及相關的情感態度與價值觀。它反映了一個人對生物科學領域中核心的基礎內容的掌握和應用水平以及在已有基礎上不斷提高自身科學素養的能力。”這里的“核心的基礎內容”是生物學科最核心的概念性知識,包含了生物學概念、原理、規律、理、模型等等。生物學概念性知識需要通過思維得出。因此,有關生物學概念性知識的教學更應該重視思維的訓練。一節課中學生“學”的活動并不是越多越好。教師要在思維的關鍵點上設計學生“學”的活動,從而幫助學生建立、理解生物學的重要概念,并在新的情境下應用生物學概念;要避免設計過多的低層次思維水平的活動。
【關鍵詞】進化生物學 課程 教學改革
【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)14-0025-02
進化生物學是在生物進化論的基礎上發展起來的一門學科。20世紀后期,隨著遺傳學、生物化學,尤其是分子生物學的發展,推動生物進化論從推理到驗證,從定性到定量,使得這門學科由模糊的理論推測日漸發展為脈絡清晰的系統學科。它從各門功能生物學科獲得研究基礎,綜合形成的一般規律和理論又成為整個生命科學的發展線索。邁爾曾說:“進化生物學是生命科學中的最大的統一理論”,是建立在生命科學各層次研究和各分支學科基礎之上的理論綜合。由于進化生物學涉及學科廣泛,是高度概括的綜合性理論,實踐環節存在困難等原因,導致進化生物學教學有其獨特性,本文從教學實踐經驗出發,就進化生物學課程改革方面進行探索。
一 課程目標的設置
針對進化生物學既是生命學科各分支學科的綜合,也是生命科學領域的一門前沿學科,又是生命科學的一個核心理論的課程特點,在課程目標的設置上力求做到以下三點:
1.牢固掌握本課程基礎知識和理論
主要包括生命及其在地球上的起源、細胞的起源與進化、生物發展歷程、微觀進化、宏觀進化、遺傳系統的進化及人類起源等問題,這些知識既是進化生物學教學的主要內容,也是學生學習的重點所在。這些內容涵蓋了各門生物學分支學科的成就,特別是把植物學、動物學、細胞學、遺傳學、生態學和分子生物學等結合起來研究有關生命進化的問題,力求讓學生在掌握生命進化的基本歷程、進化的動力機制,學會對進化現象進行正確的理論分析的基礎上,培養對生命科學各分支學科融會貫通的能力。
2.密切結合生命科學研究中各學科的最新研究進展
進化生物學是生命科學中一個相當活躍的領域,新知識、新理論層出不窮。本課程以現代達爾文綜合進化論為基礎,同時密切結合生命科學研究中的最新進展,把各個學科前沿進展融入教學過程中,如以鳥類手指同源問題講解物種特化式進化中的分歧進化,在“適應”的問題上聯系燕子為躲避車輛進化出更短的翅膀等,把一些最新進展融入理論教學中,不僅增強學生對理論知識的理解與學習興趣,更能開拓學生的知識層面,也體現了進化生物學是一門前沿學科的地位,吸引學生從事進化生物學的研究。
3.著重培養學生對自然界進化過程的正確認識和理解
進化生物學是在哲學思想指引下產生的,研究進化的過程本身就是將古論今,“現在就是過去的鑰匙”,通過學習能夠加深對生態環境系統的正確理解,單獨的思想教育往往說服力不足,課程中引入大量的數據和事實,培養學生對問題的分析能力,如讓學生從微觀進化角度對生物多樣性進行分析,探討生物大滅絕對生物環境保護的意義,從人類進化歷程角度談如何摒棄“為人獨尊”的思想等,把這種思想的教育貫穿始終,幫助學生樹立科學的世界觀,這也是對辯證唯物主義自然觀最好的驗證。
二 優化課程內容體系
進化生物學研究內容貫穿生命科學的各個分支學科,甚至其他自然科學和社會科學門類中都會觸及生命起源及進化的問題。在國外很多大學都把進化生物學列為生物學專業基礎課、研究生基礎課,甚至成為一門通識課。耶魯大學開放課程進化、生態和行為原理從2009年錄制以來風靡全球。
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* 基金項目:大慶師范學院教育教學改革項目(編號:JY1320)
在我國,很多高師院校把進化生物學課程設置為生物科學專業必修課,一般在學習最后階段開設;也作為生物學其他專業,如生物技術、生物工程的選修課,也有院校將生命起源與進化之謎作為一門通識課來開設。由于進化生物學融匯眾多交叉學科,每個學校學科課程設置各有不同,教材內容不可能完全適應具體情況,不同學校不同專業的課程內容不能一味照搬。我院曾把進化生物學作為生物科學專業必修課,生物技術專業選修課和全校學生的通識課開設,在圍繞基礎知識和原理的基礎上,對課程內容進行了如下優化:
1.對于生物科學專業師范生而言,進化生物學課程在初中、高中課本都有體現,應該詳盡系統地開設
通過對生物進化的歷史過程、原因、機制、速率、趨向和物種的形成與絕滅、系統發生以及適應的起源機制等內容的學習,使學生掌握生物進化理論中的基本概念,認識生命進化的基本歷程、進化的動力機制,學會對進化現象進行正確的理論分析,融會貫通各分支學科;同時激發學生對生命科學的學習興趣,樹立科學的世界觀,培養具有用進化理論來綜合生物學各個學科知識的能力的高素質人才。
2.對于生物技術專業的學生而言,應該有針對性地進行開設
由于生物技術專業的學生有一定的生物學基礎,進化生物學課程主要應從生命史、小進化(種內水平的進化)、大進化(種以上水平的進化)及人類的起源與演化四個主要方面講解,著重從個體、群體以及物種等不同分類群探討進化的規律,涉及學生已掌握的細胞生物學、分子生物學和發育生物學等學科領域,加深對各個學科知識的貫通,著重對學生進行生物進化思想的培養,讓學生對生物進化的本質有一個科學的認識,培養適應新時期社會高速發展的科技人才。
3.作為一門通識課,針對生物基礎知識相對薄弱的學生開設,課程學時一般為18學時
課程從宏觀角度對生物的發展歷程、人類的起源與進化等問題入手展開,介紹地球的形成與演化、環境系統的演變、生命的起源、生物與環境的協同關系等,展示人類探索生命起源、探索天外生命的科學成果和艱辛歷程。審視30億年來主要生物類群的延續發展,探索起源、分化和滅絕等問題,使學生樹立生物與環境相互聯系、生物具有適應性和多樣性的觀點,在教學過程中加強辯證唯物主義的世界觀教育,使學生正確地認識人類在自然界中的地位,人與自然協調發展的必要性,培養大學生探索科學的興趣,增強其珍惜生命和保護環境的意識。
三 課堂教學改革
進化生物學課堂教學既要符合課堂教學的一般教學規律,又要充分體現課程的獨特性。在教學過程設計上將學術性與趣味性有機結合,緊密聯系生活實際,并采用靈活多變的教法,豐富的多媒體資源,讓學生展開討論和辯論等形式激發學生學習興趣,進一步提高課堂教學質量。
1.課堂教學形式的改革,以學生活動為主體,師生角色互換
進化生物學是一門前沿的學科,有很多未知的內容等待我們去探索,對于一些前沿的問題,如恐龍滅絕之謎,地球之外是否有生命,下一次物種大滅絕的預測等問題,讓學生自行組織,用多媒體報告的形式做介紹,各小組相互提問,并按照評價表進行打分,小組成績就是小組成員的成績,以此培養團隊精神,讓學生真正融入其中,真正落實“以學生為主體”的教育理念。
2.靈活運用現代教學手段,提高教學質量和效率
對現代教學手段的大規模應用還存在褒貶不一的看法,但對于進化生物學課程而言,選擇有代表性的圖片、音像資料能吸引學生注意力,豐富課堂內容。如古生物的化石,冥古代地球表面特征等,學生理解起來有一定的難度,但用一張想象圖卻能集中學生注意力,降低學習難度。另外,借鑒并剪輯國內外大型探索片、紀錄片、科幻片中相關內容及其中涉及的電影片段,如《宇宙的誕生》《與遠古人同行》等,這些音像資料有效地提高和調動了學生的學習興趣,也為進一步探討一些科學問題提供了證據和平臺。多媒體課件具有信息豐富、形象、通俗易懂等特點,學生易于接受,便于他們掌握重點內容。
3.教學過程與觀察、實驗相結合,注重實踐教學環節
作為一門理論學科,必須要有實踐環節的支持,而生物進化的歷程有數十億年之久,無法真實再現當時的情境,這成了進化生物學實踐環節的難題。課堂教學主要從基礎課程植物學、動物學實踐教學展開,通過對以往知識的回顧、實踐結果的描述和多媒體圖片視頻展示,讓學生對生物進化歷程有一個初步的認識。對于有些歷史階段沒有化石等直接證據,則利用解剖學、胚胎學和發育生物學等知識內容,從現存的狀況去推斷過去的事件,如利用系統生物學方法通過對現生類群的研究,推斷生物的系統發育。還可以帶領學生參觀博物館、地質館,通過研究已滅絕的生物骨骼化石標本和對不同地質斷層進行分析比較的活動,讓學生獲取最直觀的認識,總的來看,效果還不錯。
四 展望
進化生物學從探索生命起源出發,融會眾多學科內容,以哲學思想概括總結出理論知識,通過認識生命來源和歷程,從而加深理解生命和尊重生命,以進化的思想升華生態環境保護的意識,樹立人類發展必須自覺地順從并維護生物與環境的協同演化的觀點,對于培養大學生系統地認識自然界具有重要意義。建議除了在生物相關專業開設必修課和選修課外,還應該在醫學院校、師范院校和綜合性院校廣泛開設公共通識課,特別是在將來從事科普工作、小學幼兒教育、心理學等相關行業工作的學生中開設通識課,以此培養學生樹立人與環境和諧可持續發展的觀念,建立正確的世界觀、人生觀、價值觀。
參考文獻
1教學內容的改革與創新
基因工程的發展促使它成為生命科學研究的核心學科。一般高校都將基因工程這門課作為專業必修課在大三的第二學期開設,其先修課程為生物化學、遺傳學以及分子生物學等。基因工程的課程內容具有兩個特點:一是教學內容與其他學科緊密相連。基因工程不僅與生物化學等基礎課程的內容相互聯系、交叉重疊,同時又與細胞工程、蛋白質工程、微生物工程等應用性課程相互呼應與銜接。二是內容涵蓋面廣,更新發展快。隨著人類基因組計劃的完成,生命科學的研究已經由基因組時代進入到后基因組時代,單純的基因測序以及基因工程技術已經不能滿足人類對生命信息的探索與追求。后基因組時代到來的標志就是功能基因組學研究的興起。功能基因組學研究涉及轉錄組、蛋白質組以及代謝組等多個方面,多學科的交叉研究使其發展迅速。綜上兩個特點,為了避免課程知識上的教學重復,同時又能在有限的教學課時內將基礎知識與最新、最前沿的研究信息最大程度地傳授給學生,筆者對課程的教學內容及其對應的教學課時進行適當的調整。以往的基因工程教學內容共有11章32學時,可歸納為4個部分:第1章,基因工程學發展歷史概述、基因工程的基本概念(4課時);第2、3章,基因工程的基本原理及技術,主要圍繞基因工程的基本構件載體和工具酶(12課時);第4~10章,基因工程實施的三大步驟,包括DNA體外重組、重組DNA導入宿主細胞后擴增和表達以及基因工程后處理(12課時);第11章,基因工程的應用與前景(4課時)。筆者在此基礎上對教學內容進行了適當合理的取舍與增加,做到突出重點,加強基本概念和原理的理解,通過列舉實際應用研究來介紹相關的技術與方法。同時整合課時分布,在原有的32課時中拿出8課時介紹功能基因組學研究的知識。其內容主要圍繞克隆與表達后的目的產物(蛋白質)的提取、分離、純化與鑒定的方法、原理以及技術。調整后的課程安排如表1。通過此番改革教學內容,一方面可以開拓學生的視野,幫助學生了解基因工程以及功能基因組學的理論知識和實際應用領域;另一方面也可以激發學生學習基因工程的積極性與主動性。
2教學手段與方法的改良
傳統的基因工程教學方法在水產類高等學校中多以板書結合多媒體的方法來講解概念、原理以及性質等內容,其過程相對機械、枯燥,使得學生難以理解所學內容。對此,筆者通過多媒體教學與自制模型演示相結合的方法取代原有的傳統教學。由于基因工程的很多內容相對抽象,僅僅通過文字、圖片和語言來表述是難以講解透徹的。現代的多媒體教學技術具有圖文聲像隨意組合、靈活多變的特點,為學生創造了良好的學習情境。通過功能強大的各種計算機軟件把一些很難理解的內容做成動畫影片,化難為易、化靜為動、變抽象為形象,使學生對上課產生興趣,促進學生對知識學習的渴望。同時,利用自制的模型講解課程中的重點以及難點。例如:在介紹限制酶的切割位點時,讓學生手持模型,分別角色扮演限制酶和基因序列,在排列位置的互換中了解3種切口的方式以及位置。這樣的教學方法不僅形象,也讓學生在互動中快速、深刻地記憶知識要點。另外,通過當下研究的前沿話題為例,先提出一個問題,引導學生運用其他課程所學過的或者自身所積累的知識來聯想、分析、討論,自己設計解答此問題的方法或實驗流程。然后老師再參與其中,在討論和修改方法以及實驗流程的過程中,引出所要講授的新的概念和知識要點。
例如介紹表達物質(蛋白質)的鑒定時,老師會先提出問題:基因克隆表達出的物質是什么?這些物質是由什么組成的?鑒定這些物質可以使用什么方法?然后引導學生回顧生物學中心法則,得出基因表達物質為蛋白質,蛋白質是由氨基酸組成等所學過的知識,由此學生可歸納出氨基酸測序法等鑒定蛋白質的方法。最后老師再在此基礎上補充出WesternBlot法、生物質譜技術等新的鑒定方法。這樣的講課方式讓學生回到課堂上的主角位置,在復習了以往的知識要點的同時也加深了學生對新知識的理解與記憶,在一定程度上啟發了學生如何去發現問題和解決問題。此外,基因工程是一門實踐性很強的課程,在講授理論課的同時,實驗課的安排也是非常重要的。設計好與理論課相配套的實驗課程,可以使學生加深對基因工程學理論的學習和理解,達到理論和實踐相結合的目的。對此,各大高校均在基因工程實驗課上進行了改革創新,但有一點總被忽略,那就是實驗研究對象。目前,國內大多數高校基因工程實驗課所使用的研究對象均為果蠅等無脊椎模式生物。這種情況對于普通高校而言是可行的,但是對于擁有特色學科的水產類高校而言,研究對象也應具有其專業特點。所以本實驗課所使用的研究對象是斑馬魚這種海洋模式生物。研究對象的改變雖微不足道,但是能讓學生更好地理解自己所學專業的特色,在實踐操作中加深對所屬專業的熱愛。
3成績考核
中國傳統的應試教育產生了“高分決定一切”的迂腐思想。隨著國家教育體系改革的不斷推進,學生對于專業知識的掌握與否,已經不能僅從一張考卷成績的高低來反映,考核成績的結構應向多元化的方向發展。基因工程的最終考核成績主要包括兩部分:平時成績占40%,其中課堂出勤率10%、課堂討論10%、課堂小考10%以及實驗報告10%;期末考試成績占60%。這樣的考核體系改變了過去注重結果忽略過程的做法,讓學生在平時將知識一點一滴地積累起來。同時,也讓授課教師能夠及時得到教學效果的反饋信息,進一步提高教學水平。
4結語
基因工程屬于一門年輕學科。在水產類高校水產生物技術專業中開設基因工程課程,一方面是為了迎合水產行業不斷發展的需要,另一方面也能為社會不斷輸出具有一技之長的綜合型人才。通過近幾年的教學實踐,改革后的基因工程學在更加貼近“水產”這個專業的同時,又突顯出生命科學研究前沿的特點。主講教師具有與基因工程相關的教育以及研究背景,使得課程內容的前沿性、創新性以及專業性不斷提高,從而調動起學生的學習積極性。教師與學生共同參與的教學手段把課堂教學開展得有聲有色,成效顯著。
作者:梁簫 馮建斌 楊金龍 邱高峰 單位:上海海洋大學水產與生命學院
引言
課堂交互反饋系統是一種用于課堂教學過程中的教學互動技術工具,在課堂的互動教學環節中,教師可以通過該系統拋出問題,學生可以通過該系統進行互動投票,參與討論,投票結果可以實時。教師根據系統給出的反饋數據結果,能及時了解學生的學習情況,進而更好地組織課堂教學。
筆者以上海交通大學生命科學學院開設的本科生通識教育核心課程“生命科學導論”的課堂教學實踐為例,對課堂交互反饋系統這一教學技術工具在課堂教學應用過程中的一些方法和經驗進行探討、總結和展望。
基于課堂交互反饋系統的教學實踐
1.大班教學帶來的問題
大班教?W是高校常見的授課形式,上海交通大學從2009年9月開始開設本科生通識教育核心課程,此舉成為實施通識教育的重要舉措,該課程也是大班教學比較集中的課程。筆者以“生命科學導論”這門受廣大學生喜愛的本科生通識教育核心課程為例,對2014―2015和2015―2016兩個年度“生命科學導論”課程的學生選課和個人信息數據進行數據采集,并發現該課程具有以下特點。
(1)班級規模大
從選課人數來看,選課的班級人數最高值達到205人,平均人數也達到70~80人左右,教室空間較大,這就造成教師在上課過程中與學生的緊密交流受到人數和空間環境的阻礙。
(2)學生異質性,組成結構分散
筆者對2015―2016春季學期的一個173名學生的班級進行了數據統計,結果顯示選課學生來自17個院系,學生的年級結構橫跨了四個年級。這種情況就會造成班級的學生互不相識,師生間和生生間的互動也因而受阻。
(3)由此帶來的教學困擾和難題
一是教師無法即時掌握學生的學習效果。在大班教學中,學生無法和教師進行一對一的互動,也無法將課堂學習過程中的學習效果和疑惑即時反饋給教師,師生間的信息交流和反饋沒有形成雙向反饋機制。
二是教師無法即時調整教學內容和進度。由于學生所在的年級、認知結構和先修知識水平的差異,教師在授課過程中很難把握學生對重難點的掌握情況,不知道授課進度安排是否合理,而且也無法即時地調整教學內容和進度,并采取相應的教學策略。
三是課堂互動的人數有限。在大班教學中,面對上百人的課堂,教師一方面要活躍課堂氣氛,帶動學生進行深入的思考,一方面又要與學生交流互動,然而班級人數較多,時間有限,要讓每位學生都能積極參與互動是不現實的。
筆者提出的課堂交互反饋系統則能夠解決教師在教學中遇到的實際問題,并通過教學技術工具的運用輔助教師解決教學難題。
2.基于課堂交互反饋系統的教學實踐過程
課堂交互反饋系統在“生命科學導論”課程中的應用實施過程主要分為以下幾個環節。
(1)課堂導入環節,激發學生學習興趣
在課堂導入環節應用課堂交互反饋系統主要是為了激發學生的學習興趣,引發其對后續課程內容的思考和問題的帶入,這是進行課堂學習的預熱環節。
例如,在講解“生物大分子”一節時,教師首先利用課堂交互反饋系統向學生提出兩個問題:“哪類食物更有營養?”“以下哪類食物你最喜歡?”實時統計的反饋數據表明,多數學生認為肉類更有營養,而且多數學生也更偏愛肉類和甜食。接著,引導學生探討肉類、甜食等主要成分是什么,什么是營養,為什么多數人偏愛肉類和甜食,進而拉近學生與蛋白質、核酸、脂類、多糖等生物學概念的距離,從而激發了學生深入了解這四大類生物大分子結構及其主要生物學功能的興趣。
(2)課堂重難點內容即時檢測,教學策略調整
在講授重難點知識時,教師拋出互動問題,通過投票的方式及時了解學生對知識的掌握程度。如果某個知識點大部分學生已經掌握,則可以開始進行下一步講授;如果學生的投票比較分散,各持己見,教師則要針對該問題調整教學方法和策略,對該知識點進行講解并進行新一輪的投票,診斷教學效果。
對于教學中的難點內容,除了在講解相關知識點后,利用課堂交互反饋系統對學生掌握及理解的情況進行實時調查外,教師還可以在講解前或初步講解后,拋出1~2個學生容易理解錯誤的問題,讓持不同觀點的學生展開討論,這樣不僅可以幫助學生更加準確、深入地理解相關難點內容,而且還能鍛煉學生表達、思辨以及邏輯推理等方面的能力,從而收獲更好的教學效果。
例如,在講授“與卵子發育”一節時,教師不要先介紹和卵子的模式發育過程,可以先拋出如圖1所示的問題。統計學生的反饋,可以發現多數學生將高齡孕婦胎兒染色體數畸形幾率高歸因于污染、體質等。接著,引導學生展開討論,了解為什么環境污染等原因并非主要原因。這時,教師再介紹減數分裂從男子青春期后開始,但初級卵母細胞早在胚胎期就開始了減數分裂,并停滯十幾年到四十余年,然后引導學生討論卵子特殊的發育方式與胎兒染色體數異常之間的關系,最終達成共識。這樣,學生不僅掌握了卵子、發育的相關知識,更能鍛煉溝通交流以及邏輯思維能力。
(3)有針對性的分組,組織有效課堂討論
通過課堂互動反饋的數據,教師可以更科學、有效地將學生進行同質或者異質分組,便于合理地開展課堂討論。
例如,在講授“新興生物技術及其倫理”一課時,教師介紹完“人工輔助生殖技術(俗稱試管嬰兒技術)”后,可以組織學生分組討論試管嬰兒技術相關的代孕問題。接著,教師介紹發生在其他國家的一些濫用試管嬰兒技術的負面案例,并組織學生討論“我國嚴格禁止代孕的利與弊”,這時,教師就可以利用課堂交互反饋系統,根據學生的觀點進行分組,引導學生從倫理、法律、親情以及社會接受度等方面展開辯論。這樣同組的學生均持相同觀點,使得兩組學生辯論起來非常真實,氣氛也更熱烈,并能夠收到良好的教學效果。
(4)課堂小測驗,教學效果及時診斷
課堂交互反饋系統可以幫助教師及時了解學生掌握知識的情況,從而及時調整教學進度與難度,確保學生能夠掌握新知識。
例如,在講解“生物大分子”一課時,“手性”與“手性分子”是學生容易產生錯誤理解的知識點。因此,教師可以在介紹完相關概念后拋出測驗題,通過課堂交互反饋系統就可以了解有多少學生掌握了“手性”的概念。接著,教師可以根據具體的掌握情況,相應地調整教學進程,如更換講授方法或讓答對的學生講解自己是如何分析和理解的。
(5)問卷調查,改進教學方法
教師可以通過問卷調查了解在互動課堂授課還需要改進的地方,并通過改進教學方法、教學技術逐漸磨礪出一節好課,最終形成正向的反饋機制,教學相長。
3.基于課堂交互反饋系統教學實踐的反饋
(1)來自學生的反饋
筆者對學生使用課堂交互反饋系統的滿意度進行了問卷調查,共收集341份問卷,得到如圖2所示的數據。
從問卷調查的滿意度來看,75.48%的學生贊成對活躍課堂氣氛很有幫助,78.66%的學生贊成師生間的互動程度有所提高,71.98%的學生贊成回答問題的積極性有所提高,69.75%的學生贊成在課堂上進行思考的時間增多,71.33%的學生贊成對學習內容的掌握程度有所提高。對于使用課堂反饋系統進行教學,學生的滿意度達到50%以上,有些學生將投票終端稱之為課堂神器。
(2)來自教師的反饋
筆者通過問卷和訪談獲取了教師使用課堂交互反饋系統的滿意度的數據。從數據可以得出,教師認為交互反饋系統在上課時最有幫助的功能是活躍課堂氣氛、教學效果診斷,教師認為課堂反饋系統中采集的互動數據能夠帶來的教學輔助有課程簽到出勤率統計、納入平時成績管理、學習情況診斷和反饋、課程題庫建設與使用、錯題集集錦等多項功能(如圖3)。90%的教師表示他們在后續學期還想繼續使用互動工具進行教學。
教學實踐的總結和經驗
課程交互反饋系統為大班教學所存在的問題給予了技術的支持,筆者通過長期的實踐,取得了良好的教學效果。下面,筆者總結了利用教學技術工具輔助教學的一些實施經驗。
1.熟練地掌握教學技術工具是成功實施技術融合教學的基礎
教師能夠熟練操作交互反饋系統是技術能否真正融合課堂的基礎保證,教師在運用互動工具之前必須經過認真的培訓以及演練,只有完全熟練使用后才能進入課堂使用,否則在課堂中會出現因教師對教學工具操作不當而中斷教學進程的問題。[1-3]
2.技術工具要自然地融入教師的教學過程
技術工具本身是從師生的真實教學需求出發而產生的,成功地運用技術工具并不意味著教師一定要馬上摒棄其固有的教學形式和方法。在技術工具服務于教師教學伊始,不妨將更多的精力放在如何在原有模式下運用得更好上,而不是一味地追求徹底改變。當能夠熟練地將技術運用于原有教學時,教師就會產生新的期待和需求,這時再去嘗試更好的、新型的教學方法。
3.課堂互動反饋系統需要高質量的題庫進行互動
在以問題為驅動的互動課堂教學中,提問質量的好壞直接影響教學活動開展,且學生喜歡回答具有挑戰性的提問。因此,建立高質量的問題庫是應用互動反饋系統進行課堂教學的重要環節。
4.互動教學不僅是技術創新更是教學模式的創新