生物科学科研范文

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生物科学科研

篇1

关键词:本科生 课外科研 创新能力

教育部2010年10月颁布《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,其教育指导思想是把育人作为教育工作的根本要求,关心每个学生,促进每个学生主动地、生动活泼地发展,为每个学生提供适合的教育,努力培养造就一大批拔尖的创新人才;其工作方针是把改革创新作为教育发展的强大动力,以学生为主体,以教师为主导,发挥学生的主动性,创新人才培养体制,提高人才培养质量。政策行文首次提出,高等学校要加强实验室基本建设,支持学生参与科学研究。高等学校是培养创新人才的阵地,高校教师是实施创新教育的主导力量,教育政策为高校教师提出了两方面的要求:一是教师要为学生的发展提供实现途径,二是大学生成为创新教育的主体后教师要起到引导作用。在实际教学工作中如何达到这两个要求,我们上海海洋大学水产与生命学院以培养生物科学专业的本科生课外科研创新为契机,开展了一系列的实践活动,具体如下:

一、本科生课外科研创新的平台建设

良好的环境被喻为创新人才的摇篮,生物科学的研究更应当具备良好的环境,尤其是物质条件,例如实验分析仪器、实验材料、药品和耗材等。我校创设于1952年的水生生物学专业,为国内最早设立的同类专业,目前,已在水生生物多样性与保护、水生动物繁殖与发育、水域环境生态等学科研究方向上独具特色和优势。在上海市教委重点学科(第三期)建设的资助下,配齐了60余间实验室的常规生物学教学实验仪器,购置了数百台用于教学的显微镜、解剖镜和转基因显微注射器,建立了细胞培养和鱼类繁殖平台,完善了水生生物多样性教学实验室和水生生物标本保藏与数字化标本馆建设。我校的生物科学专业的本科生教育,从大学一年级开始就可以利用已建立的良好实验条件,按照个人的意愿,独立开展一些感兴趣的科研实验。通过积极自主的探索研究,充分发挥学生丰富的想象力和创造力,极大地提高了学生的科研创新能力。

二、本科生课外科研创新的制度化

本科生课外科研创新工作能够顺利开展必须有经费和制度作为保障。为此,我们主要依靠上海市教委重点学科建设经费特别设立了本科生创新基金,成立了基金管理委员会,制定了基金申请、使用、管理和监督等各项章程,做到有章可。学生自行组成研究团队,查阅文献,设计实验方案,然后递交申请,通过答辩和老师评审,每期资助6~8个项目,资助额度为0.5~1.0万元/项。获得基金资助的研究团队或个人,其项目管理实行导师制。具体做法是,通过项目申请的团队或个人,必须联系相关领域的一名教授作为项目督导员,由该教授参与项目监督,提供技术帮助,督导员如同导师,须为研究团队负责,监督项目执行情况。自本科生创新基金设立以来,已在多方面取得较好的效果。团队成员为第一作者的研究论文已有多篇在《动物分类学报》和《湖南林业》等刊物上发表,2007级林昱同学成功地实现了日本青的人工繁殖,成果获得中国鱼类学会2010年学术年会优秀论文一等奖,2006级胡舒婷同学发明的“新型多功能害虫诱捕器”,获得了2009年全国大学生创新项目一等奖,2010年上海市青少年科技创新市长奖提名奖。

三、课外创新与教学实习相结合

学生通过教学实习可以找到自己的研究兴趣点,教学实习无疑是一种提供科研创新思想的源泉,是一种培养学生实际研究能力的最好途径。我们在创新本科生课外科研能力的培养方法上,采取课外创新搭乘教学实习的方式,在最新一轮的教学改革计划中,我们独立开设了一门27学时的海洋生物多样性调查教学实习课程,一般选择位于浙江、江苏或青岛的我校科教实习基地进行为期7天的野外教学实习。1名老师指导1个约5~6人的小组,以小组作为基本教学单位开展相关实习,通过海水鱼塘和滩涂等水体类型的生物调查、采集和分析,查明代表性水体的海洋生物多样性特点,使学生掌握相关的基本理论和研究方法。这样既达到了教学实习目的,学生验证和深化了理论知识,这种教学方式更是作为一种培养学生实验技能和研究方法的有效途径,学生在实际中发现了科研问题,认识到了科学研究的基本过程,提高了他们独立开展课外科研的能力。

四、关于课外创新的几点思考

如何培养和提高本科生课外科研创新能力,是一个全社会高度关注的课题,制约学生发展科研创新能力的因素有多方面,既有教育体制方面,也有学校科研平台建设程度,还有学生自身科研创新的潜质等。在生物科学专业的本科生课外创新能力培养方面,我们已开展了一些有益的探索性工作,同时也思考如何进一步深入地推进这方面的改革,提高单位时间内的创新效率,我们认为需要加强两方面的制度建设:①进行课外科技创新的本科生都是利用课余时间从事相关的科学研究,一个课题从开题到结束往往需要花费很多时间,由此产生了课外科研与课堂争时间的现象。如何解决这一矛盾?我们建议在今后的实践中,给予参与课外科研创新的学生的学分待遇,实行“学分制”,做到科研创新有足够的时间保障。②北京大学王义遒教授曾说过:“教学改革也好,培养创新人才也好,最后都要落实在教师头”。作为项目督导员的指导老师,以一种自愿行为参与我校的大学生课外科研创新项目,他们都有自己从事的科研和教学任务,难免在时间和精力上做到公平对待大学生课外科研创新项目。针对这一问题,我们倡议权利和义务的均等性原则,指导老师有权利享有大学生科研创新的成果。依靠老师的正确引导,培养大学生的创新精神、创新思维和创新能力,逐步完善大学生课外科研创新的培养制度。

参考文献:

[1]唐文乔,龚小玲,鲍宝龙,钟俊生,杨金权.鱼类学国家精品课程建设的探索与实践.中国校外教育,2009,(12):99-100.

篇2

关键词:教师科研;研究型教学;生物科学

研究型教学是一种新型的教学模式,它最早起源于美国教育学家杜威倡导的以典型问题组织教学的“做中学”形式[1],后来又综合了美国布鲁纳的“发现学习模式”和瑞士皮亚杰的“认知发展学说”而逐步构建起来[2―3]。研究型教学是一种将科学研究的理念引入课堂的实践性教学活动,它将学习与研究过程结合起来,摒弃了传统的单向传授知识的模式[4―5]。研究型教学模式是以培养学生创新能力与实践能力为目的,客观上以研究型教师队伍为支撑[6―7]的模式。在教学过程中教师不再是知识的权威者,而是一个课题研究的参与者以及学生的合作者[8],学生真正成为课堂的主体[9],学生在获取基础理论知识与基本实验技能的同时,也培养了创新思维与解决实际问题的能力。相对于传统的教学模式,研究型教学更加注重学生获得知识的主动性,注重学生在实验过程中提出问题、探索问题、解决问题的能力[10],注重培养他们的创新思维与实践能力,培养他们独立学习与终身学习的能力,这与我国古代的“授人以鱼,不如授人以渔”的教育理念不谋而合。

一、高校生物学科专业教学现状

作为实践性的自然科学,各种生物假说或理论的提出都离不开实验的验证。但目前生物科学专业的教学仍然以传授式教学为主导,在理论授课中教师讲解教材内容、学生记笔记几乎是一种普遍现象,虽然许多高校生物科学专业也进行了不同程度的教学改革探索,如课堂采取互动式教学、前沿专题、问题讨论等具体改革模式,但这些改革措施依然脱离不了单向传授的主导模式,这离学生创新与实践能力的培养目标相去甚远。例如,生物的实验课课时偏少,主要是以经典验证性的生物学实验为主,在课时有限的情况下,实验过程基本是按既定步骤进行,几乎未涉及探索性的实验。在此情况下,教师上实验课是为了完成教学计划,学生做实验是为了完成老师安排的任务,这种实验教学模式对学生来讲仅仅是熟悉了一遍实验操作流程而已,由于实验过程中并没有进行过深入思考,实验印象并不深刻,知识技能不能巩固,学习收获不大。

除课堂教学与实验课以外,课程实习、毕业实习以及毕业论文等是教学过程中重要的实践环节,这些教学环节也存在同样的问题。生物科学专业课程实习中比较重要的要数植物学与动物学的野外实习,实习可以使学生亲身体验课堂教学中所涉及的实体,同时也可以激发学生对自然界中动物、植物新现象的发现与探索兴趣,从而起到创新意识培养的目的。但从笔者近几年的调查结果来看,生物科学专业的野外实习却更多倾向于对课本知识的一种实体认证,这对于学生来讲,除了将实物与课本动植物特征描述进行匹配之外,就再也没有探索性的认知过程。这种实习模式使野外实习几乎变成了野外旅游,学生在实习一两年后已基本不认识以前熟悉的植物了。又如毕业实习是检验大学生对理论知识的掌握以及将其转化为实践能力的重要环节,同时也是大学生进入社会的“预演”。但从许多高校生物科学毕业实习的调查来看,大多数实习仅仅是走过场,工厂实习多半是从事一些与学科专业关系并不密切的劳动力工作,这主要是因为长期以来学生受到传统教学模式的影响而缺乏相应的创新能力与实践能力的培养,进入实习单位后表现平平,实习单位不敢让其进入关键的生产部门。再如,毕业论文是大学教学与学生学习的最后一个环节,也是对大学知识学习的综合能力的总结,理应带有创新性的元素,但是,从目前许多高校生物科学的毕业论文来看,多数毕业论文仅仅是简单的重复工作,这主要是因为许多毕业论文仅是为了完成教学的环节,而很少与教师科研结合,教师指导毕业论文仅仅是为了完成教学任务,再加上最近十年的学生数量增多,使师生比例失调,教师指导的学生论文数量大,无法保证毕业论文的质量,学生的科技创新和实践能力并没有得到培训和充分发挥。

事实上,生物科学是兼具理论性与实验性的专业,系统的学科理论与先进的实验技术构成了专业结构的主体,因而对于本科生来讲,如果没有丰富的研究基础与实践经验做后盾,要在理论与技术方面进行创新性实验难度之大可想而知。比如在大学生创新实验项目的实施过程中,如果没有科研教师强力支持,项目普遍不能圆满完成。因为生物科学研究不是单靠灵感就可以完成的,它需要依靠丰富的实践经验与较高的理论水准,只有与教师科研实验紧密相结合,才能达到研究型教学的改革目标。

二、与教师科研结合提出研究型教学模式的必要性

传统单向传授式教学模式已经不能适应当代高等教育大学生创新思维的培养目标,为此最近几年国内外高校教育工作者对研究型教学模式进行了探索与尝试,但大部分的教学改革还基本停留在摸索阶段,还没有一个切实可行的实施平台或手段。教师科研在研究型教学实施方面具有得天独厚的优势,教师科研是沟通教学与科研的纽带,科研教师的创新性思维容易传输给学生,使学生不断受到学科研究前沿思想的熏陶而激发出创新的火花。生物科学是一个发展迅速的实验学科,科研教师要不断跟踪最新科研信息才能站在学科研究的前沿。建立在教师科研基础上的研究型教学发挥了教师在科研素质方面的优势,有利于提高教学质量,培养学生的创新性思维,从而适应现代经济发展对高素质人才的需求。

三、与教师科研平台结合的主要措施

目前生物科学专业的许多课程在内容上均有大量的重叠,而每个教师所授课程相互之间缺乏沟通,结果在教学上做了很多“无用功”,此外也易导致知识的连续性中断,由于教师对小专业内容的局限性,只讲述单一课程内容而忽视了与其他课程内容的联系与承接。由于现代生物学的迅猛发展,生物科学不同领域的交叉越来越明显,研究层次的深化和研究手段的通用,使传统的按单门课程来教学的模式逐渐丧失其高效性。而目前教师科研课题的立项都是基于生物大学科系统的生物学理论来进行科学问题的论证,其实施过程也必然要求进行多学科、多专业的系统联系,因此教师科研为研究型教学模式的开展提供了很好的平台。

生物科学专业教学改革应该打破这种一门课程一个主讲教师的模式,而应强调实验研究和创新培养,推行“知识点组库与教师科研组库匹配” 的教学模式,即将专业课程按大学科的研究方向与尺度进行归类,同时将任课教师按科研方向与内容纳入不同的研究组库,增加实验课时数使其在教学中占据主导地位,在指导组教师的统一安排下根据研究进度和内容选择实验场所。在这一模式下,教学选题不再局限于单一方面的简单观察,而是对于某一生物学现象从浅显的外部特征描述到生物发生的生理代谢、分子作用等内部机理的探索。

基于这一模式,可将生物科学按植物、动物、微生物、人体生物学等进行大课程分类,而如遗传学、分子生物学、细胞生物学、植物生理学、发育生物学之类的课程属于研究层次的类别。在每个大课程下按研究的尺度或水平进行细分,如将植物学分为形态解剖分类、生理、生化、分子等水平。不同的课程对同一生物学问题描述的侧重点不同,讲述的科学研究层次也不同。例如学习植物光合过程,在植物学部分侧重于讲述气孔的作用、叶绿体的形态结构,植物生理学侧重于光合作用过程,细胞生物学则对这一部分进行了重复简述,这表明单一课程由于内容侧重点不同,对于一个生物学过程有的不能全面阐述,有的则又相互重叠,不利于学生对生物学知识的系统把握以及对生物学现象本质的认知。根据“知识点组库与教师科研组库匹配”的教学模式,本节的教学可以这样设计:其一,将光合过程所涉及的不同教材知识内容归纳为一个知识点组;其二,将从事分类学、植物生理学、生化、分子生物学科研的教师优化后成立教师研究组;其三,将生物科学专业的有关这一部分的内容由表及里进行的综述归纳成一个系统的知识点组,对于知识点组之外的零散知识由学生自由阅读即可。但要注意以下几点:①知识点组的教学按实验课题研究的形式进行;②在一个知识点组研究课题实施期间,由教师与学生共同制订课题研究计划;③课题文本需按照科研课题申报格式进行撰写,突出强调课题申报的科学意义与创新性。

为确立上述这一模式的规范性,学院应该在管理层面上对生物科学大专业的知识点进行模块化及优化,并会同全体专业教师进行模块化的合理性讨论,直至建立成熟的知识点组库。知识点组库的建设既要考虑到生物学知识的广度,又要考虑到研究的深度,以符合创新思维培养的教学模式。为建立指导教师组库,学院应每隔一段时间汇总指导教师的科研内容输入库中,以备学生在考虑课题研究内容时有效选择指导教师。

参考文献:

孙成立,王希敏DSP技术课程研究型教学模式探索实验室研究与探索,2010,29(11):306―315.

彭熙伟,廖晓钟,陈金兵工科专业研究型教学模式探讨高教论坛,2011(11):39―41.

高文庚,李平兰研究型教学模式在食品微生物学教学中的应用与实践微生物学通报,2012,39(01):111―116.

李晓明,张国磊,李彦军研究型教学方法在《高等工程势力学》课程中的实践中国校外教育,2010(12):105.

唐 海研究型教学在岩体力学课程教学中的应用当代教育论坛,2010(03):99―100.

袁 方大学研究型教学与研究型教师的培养刍议当代教育论坛,2011(09):112―113.

篇3

关键词:高中生物;发展性学习评价;教师;学生

中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)07-0096

《生物课程标准》要求教师把握三个基本理念:即提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习。《生物课程标准》期望使每一个学生通过学习生物,能够对生物学知识有更深入的理解,能够使他们对今后的职业选择和学习方向有更多的思考;能够在探究能力、学习能力和解决问题能力方面有更好的发展;能够在责任感、合作精神和创新意识等方面得到提高。而发展性学习评价,是指评价不再仅仅是甄别和选拔学生,而是促进学生的发展,促进学生潜能、个性、创造性的发挥,使每一个学生具有自信心和持续发展的能力。其实施的关键是要求教师用发展的眼光看待每一个学生,核心是重视过程的总评价。多种形式结合的评价方式、评价手段,使评价的诊断和发展功能在整个学习过程中,既反映学生全程学习结果又成为促进学生发展的有效手段。新的教育评价观应该突显教育评价的发展、强调评价主体的互动与参与、评价内容与方式的多元化以及评价过程的动态发展等。

一、高中生物学科发展性学习评价的目标和内容

1. 目标。理论目标:构建具有可行性、操作性、具有普遍意义、价值性较高的高中生物科学生发展性学习评价方案、评价标准及评价体系,包括探究实验合作学习评价、课堂评价、作业评价、基础知识评价等。实践目标:(1)学生发展目标:使每一个学生通过评价,督促和鞭策自己主动学习生物学知识,关注生物科学技术的最新进展,积累生活和学习经验,在探究能力、学习能力和解决问题能力方面有更好的发展,在基础知识、基本技能、课堂思考、语言表达、资料收集与整理等综合能力得到培养,参与探究和合作交流、责任感、合作精神和创新意识、自信心等方面得到提升,自我反思和互相学习的习惯得以养成。(2)教师发展目标:使教师生命潜能得到发挥,生命价值得到体现,在教书育人、教育科研中实现由知识型教师向研究型、创造型教师的转变。

2. 内容。学生实践活动(探究性学习、实验课、小组合作学习、研究性学习、课前5分钟生物科技小知识的介绍、竞赛活动等)、课堂交流、作业情况、评价手册(成长记录袋)的应用等方面的自评、小组互评及教师评价,以及基础知识、基本技能的评价,学习过程与学习能力的综合评价。

二、开展高中生物学科发展性学习评价的实践意义

当今的课程规划者建议教师在备课阶段就考虑评价。评价应该是促进学习的动力而不是“跟着车头走的车厢”。如果学生脑子里一_始就有“评价”这一思想,他们就能够更好地去理解一些重要概念,他们也会在一个更高层次去探讨问题,并且能够通过适当的评价活动去寻求新的问题解决方法,这一点,以目前高中阶段生物学科的地位和作用而言,尤其重要。开展生物科学生发展性评价课题研究,不但有利于促进学生在原有水平上的提高,达到基础教育培养目标的需求,还可以发现学生的潜力,发挥学生的特长,了解学生发展中的需求,帮助学生认识自我、建立自信,促进每个个体最大可能地实现其自身价值。总之,突出评价的发展,为了一切学生的发展。

1. 高中生物学生发展性学习评价的研究,能有效地转变学生的学习方式。课堂教学改革的核心,就是有效地转变学生的学习方式,把学习变成人的主体性、能动性、独立性不断生成、张扬、发展、提升的过程。通过高中生物学生发展性学习评价的研究与实践,为学生提供有效学习中学生物学的策略指导,发展多样化的学生学习方式,特别是要提倡自主、探索与合作的学习方式,让学生成为学习的主人,实现新课程标准三位一体目标。

2. 高中生物学生发展性学习评价的研究,有效地促进学生的发展。教育的根本目的在于发展学生,教学必须服务于完整的人的成长。学生的发展是在“日常情境中的学习成长”,是“教学过程中的学习成长”。新课程主张以人为本、以学促教、教学相长,追求教学整体效应和最大价值。高中生物学生发展性学习评价的研究,关注学生身心发展和学习特点,注重学生“全体”“全面”“全人”的发展。

3. 高中生物学生发展性学习评价的研究,有效地促进教师自身的发展。从教学理论上看,可以帮助教师从整体上综合地认识和探讨教学过程中各种因素之间的相互作用,以及多样化的表现形态,更新教育理念,有利于从动态上把握教学过程的本质和规律,促进转化教师教学方式和学生学习方式,有助于丰富和发展中学生物教学策略理论,为中学生物教学策略理论研究的深入开展提供新的思路与视角。从教学实践来看,高中生物学生发展性学习评价的研究,既是教学过程理论体系的具体化,又是建立在教学经验的基础上的,既具体、简明、可操作,又具有概括、完整和系统性,通过教师对自己教学实践的考查,立足于对自己的行为表现及其行为的回顾、诊断、自我监控和自我调适达到对不良的行为、方法和策略的优化与改善,加深对教学活动规律的认识理解,提高教学能力和水平,有利于教师专业化发展,有利于提高课堂教学的实效性,有助于有效地落实国家新基础教育课程改革精神,深化课程改革实验,提高中学生物课堂教学实效,提高中学生物教学质量,全面推进素质教育。

在评价方案的促进下,教师在平时教学中注意加强了学生小组合作学习的组织,慢慢改变了学生的学习方式,并注意多用鼓励性语言鼓励学生。学生发言多了,思考问题主动积极了。遇到学生提出不同意见或做法,我们便用认同、开放性的眼光看待学生。教师教学行为和学生的学习方式在课改中并行变化,互相促进,充分显示了课改的必要性和生命力。多元性评价使一些学习能力较弱的学生看到了希望。教师在对学生评价时,不能教条、死板,应体现以人为本的思想,尊重和体现个体差异。促进学生全面发展的评价,所追求的不是给学生下一个精确的结论,更不是给学生一个等级分数并与他人比较,而要更多地体现对学生的关注和关怀,不但要通过评价促进学生在原有水平上的提高,达到基础教育培养目标的要求,更要发现学生的潜能,发挥学生的特长,了解学生发展中的需求,帮助学生认识自我、建立自信,促进每个个体最大可能地实现其自身的价值。

三、开展高中生物学科发展性学习评价的实践创新点

1. 通过构建具有可行性、操作性的高中生物学生发展性学习评价体系、评价方案及评价标准,立足过程,科学评价,促进发展,力求做到教学与评价相融合,认真思考课程标准、教学与评价的一致性问题,确定出基于标准的教学与评价流程,使课堂教学真正沿着有效教学的方向前进,力求使学生个性化的思想成为课堂亮丽的风景。学生的合作意识、课堂思考、语言表达、资料收集与整理等综合素质得以不断展现和提高,而且能够自我反思和互相学习,有效地促进学生的发展。

2. 通过建立《学生发展性学习评价信息库》《学生评价手册》与学生档案(成长记录袋)并完善和充实,既体现学生独特智慧、心灵手巧、展示个性和发展潜能,有利于因材施教,并为班主任提供有综合评价借鉴意义的过程记录。

3. 设立《生物科学生学期成绩评价总表》,采用量性评价(百分制)+质性评价(等级制)成绩量化转化等级的方式实现对学生修习过程的综合评价,易于操作,学生乐于接受。在自评与互评方面力求有所突破、创新,采用简单、真实且趣味性强的方式,以减轻师生负担;加强灵活多变的评价方式,增加评价弹性,让学生有更多的机会选择被评价的方式;在尊重学生的个体差异、关注学生的发展方面加大力度。

4. 评价结合课堂小组积分赛,有利于调动学生上课发言的积极性,减少违纪事件的发生,增强学生的集体荣誉感。另外,评价结合生物科班干部(如科代表、课堂积分管理员等)的工作表现,可作为嘉奖分计入总成绩,提升综合评价等级,有利于调动班干部工作的积极性。

四、评价中存在的问题

1. 由于新的评价理念是随着课程改革的深入而逐步认识的,所以评价方案不能在起始年段上学期初就与学生见面,使学生的学习目标起初并不明确。今后力争在每学期初就制定出经过完善的评价方案,并明确地告诉学生,真正发挥评价的导向作用。

2. 过程评价还有待进一步加强。虽然我们收集了学生的许多资料放入成长记录袋,也制定了《学习过程评价手册》,但我们深感这些方面还不能很客观、全面地反映每个学生的学习过程。一方面由于大班额教学,教师要全面观察多个班级的每一位学生的发展^程,确实力不从心。一般只能对表现突出的学生关注较多,对于那些默默无闻的学生就关注不够。另一方面由于课时很紧,有些活动只能匆匆而过,不能及时进行评价。如何加强过程评价,是今后需要研究的一个重点问题。

3. 在多主体的评价中,我们已纳入了学生自评、同伴互评、教师评价,但还未有效地纳入家长评价。如何让家长有实质性地参与到评价中,是今后要进一步探讨的问题。新教材实施条件还有待进一步优化。新教材新的课程标准,需要以新的教学理念、教学策略、教学方法去支撑。课程的教学资源尚待开发,教师面临的实际困难很多,针对目前大多数农村中学生物教学的实际情况(教学设备简陋、实验经费短缺、教辅材料不足等),首先是给生物学科、生物教师营造平等、宽松、与时俱进的工作环境。“21世纪是生命科学的世纪”,不能仅仅停留在口号上。

课程评价是课程改革的关键环节,如何构建真正能促进学生全面发展的评价体系,还有许多问题有待我们发现、探讨、改进、提高。只有构建起真正能促进学生全面发展的评价体系,课程改革才有成功的可能,我国的基础教育才会有质的飞跃。

参考文献:

[1] 赵素文,黄家骅.基础教育发展研究[C].厦门:厦门大学出版社,2011.

[2] (美)阿兰兹;丛立新等译.学会教学[C].上海:华东师范大学出版社,2005(12).

[3] (美)韦伯(Weber,E.).国家基础教育课程改革“促进教师发展与学生成长的评价研究”项目组译[C].北京:中国轻工业出版社,2003(1).

篇4

关键词:分子生物学实验;教学改革;教学手段

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)37-0272-03

分子生物学课程是现代生物科学的前沿和交叉学科。分子生物学实验是分子生物学研究的重要手段和组成部分,是分子生物学教学的有力补充,学好分子生物学实验课程对于培养学生的动手能力,强化理论教学效果具有重要作用。分子生物学与其他学科的交叉也主要体现为分子生物学实验技术的应用[1]。分子生物学实验技术涉及很多现代生物技术中的核心技术,掌握分子生物学实验技术已成为农学、林学、医学、生物学等各学科的基本需要[2-5],因此各个高校一般都将分子生物学实验课程作为生物类专业学生的专业基础课,紧抓教学质量,以期培养出更适应社会需求的人才。我国也早在2007年1月,由教育部财政部下发了教高[2007]1号《关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》、教高[2007]2号《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》等相关文件,明确提出要高度重视实践环节,提高学生实践能力,加强实验、实习等教学环节,着力培养学生创新精神和创新能力[6]。四川大学作为全国最早开设分子生物学实验课程的学校之一,对该课程一直非常重视,每年投入大量的经费

改善实验室的教学条件,为了适应新时代的需求,经过多年的教学实践,分子生物学实验课程也不断在教学内容,教学方法、考核方式等方面进行大力的改革。

一、分子生物学实验教学改革前现状分析

(一)教学内容系统性、完整性不够强

分子生物学实验课程改革前实验教学内容多为验证性实验,如:植物基因组DNA、总RNA及质粒的提取、琼脂糖凝胶电泳、目的基因的PCR扩增、目的基因的酶切及与载体的连接、感受态细胞的制备、重组子的转化与鉴定等实验,实验内容虽然都是现代生物前沿基础技术,而且具有一定的连贯性,但每次实验都是单独授课,学生只需按照步骤完成实验即可。这样授课的弊端就是学生上完课后并不能把理论知识与实验技术有机结合,缺乏思考,遇到实际科研问题时不能运用所学技能解决,缺乏拓展性、创新性思维的训练。

(二)教学手段简单,学生学习积极性差,教学效果不明显

改革前实验课程采用的教学形式单一,很难调动学生学习的积极性。一般是教师确定实验的目的和方案,实验员准备好实验所需试剂和仪器,学生只需在规定的时间内进行操作,完成实验方案,上交实验报告。这种程序化、被动式的教学导致学生对分子生物学实验课程教学目的不明、学习兴趣不高,产生学习上的倦怠心理。

分子生物实验课程开设在本科二年级下学期,实验操作中用到的仪器精密度较高,价格昂贵,实验试剂加入的量均为微量级别,这与学生在此之前所做的实验完全不同。虽然在上课时教师反复强调实验的操作步骤和注意事项等方面,但很多细节学生不能及时掌握,实验中容易出现试剂种类加错,试剂加入量不准确或错误操作仪器等,导致实验失败甚至仪器损坏等问题。此外,实验课程一般设置是每周一次或隔周一次,学生不能经常练习,巩固加深实验技术,有些知识刚学会,还没完全掌握,到下一次实验时已记不清如何操作,导致教学效果不明显。

(三)考核方式相对单一,不能全面反映学生学习的真实情况。

改革前该课程的学生学习成绩的评定标准为课堂上实验操作考核只占总成绩的20%,考勤占10%,实验报告占70%。但教师在对学生成绩评定过程的研究中发现由于分子生物学实验课程是生命科学学院全体学生的专业必修课,开设的班级多,每次课学生人数较多,课堂上老师并不能关注到每个学生,学生成绩的评定主要还是根据实验报告中结果的好坏与报告的质量来定,以至于学生中形成一种思维:只要实验报告写的页数多,图片精美,讨论深刻就能得高分,实验过程中操作是否规范,是否动作标准并不重要。这使得很多学生对实验技术的学习流于应付,不能达到学习该课程的目的。

这些问题严重影响了分子生物学实验课程的教学质量,也使得学生忽视实验技能的提高,思维趋于懒惰,缺乏科研的自主性、创新性。分子生物学实验课程作为一门实践性的专业基础学科,教师不只要注重学生动手能力的锻炼,也要培养学生勤于思考的习惯和分析处理问题的能力。

二、分子生物学实验教学改革方式

为了改变以上的缺点,改进教学模式,提升教学质量,提高学生学习的积极性、主动性和创造性,达到分子生物学实验课程的学习目的,在学校及学院的支持下我院分子生物学实验课程组对本门课程进行了全面改革,以学生为本,开发多样化学习方式[7],学生由被动式学习转为自主探究性学习[8],改进课程考核方式等。经过近两年的试验,效果明显。实验课程的主要改革内容如下:

(一)学校加强经费投入和师资力量建设,提高教师教学能力

四川大学生命科学学院历来重视实验中心的建设,目前分子生物学实验室设备固定资产达到300多万元,实验教师均具有博士学位,教辅人员的学历也在硕士研究生及以上。学院鼓励教师积极参加国际、国内各种教学研讨会,与全国的同行进行教学交流,学习其他兄弟院校的先进经验,提高教学能力。此外,该课程每年还给教师配备了研究生助教,多人同时在课堂上进行指导,及时发现并纠正学生实验操作中的错误,帮助其形成良好的实验习惯,掌握正确的实验操作方式。

(二)拍摄实验操作视频,便于学生课前课后反复学习

为了让学生更清楚实验操作的方式及仪器的正确使用方法,教师将分子生物学实验中涉及的实验内容和仪器使用按照模块化的方式分别进行视频拍摄,并结合多年教学经验,在视频中增加了学生实验中易错环节的提示,对初学者进行指导。学生在上课前就能清楚知道每个实验的正确操作方法及注意事项,上课时有意识地加强学习,降低实验失败率,提高课程训练效率。

(三)建立课程网站和虚拟实验室,加强师生间及学生间的联系,提高学习的积极性

为了有效整合教学资源,拓展教师的教学方式、教学空间,提升教学质量,提高学生的学习兴趣和自主学习能力,培养学生的独立能力及科研素质,加强师生之间的互动,使课程教学内容与教学活动完整呈现,我们建立了分子生物学实验的课程网站,将实验操作视频、动画、图片、PPT等资料放置其上,供学生自由学习。此外,我们还注重师生间课后的联系与互动,利用网络平台收集和批改学生作业,对学生学习中遇到的问题及时在网上作答,方便学生的学习,促进其对相关知识的理解与把握。

随着社会新形势的发展对人才要求的提高,传统的实验教学受课程开设的时间、地点、人力和财力等问题的限制,不能显著提高教学质量,设计型和探究型实验更难以开展。为解除此类限制课程教师还建立了虚拟实验室,提供可操作的虚拟实验仪器和试剂,学生既可通过实验仿真平台动手操作,又可自己设计实验,利于培养学生的实验设计能力,分析解决问题的能力,科学探究精神和创新意识,学生对于科学知识的学习、探究、运用更有自主性[9,10]。

(四)重视实验内容的系统性,提高大学生的创新能力

教学内容上整合原有的分子生物学课堂小实验,创建系统分子生物学综合大实验[11],给定选择题目后由学生自行选择并设计综合大实验流程。第一次上课教师只需要讲解进入实验室的要求与注意事项,给定几个备选大实验题目,提供模块化实验视频,由学生课后学习视频,自行选择题目并设计大实验流程。第二次课程为实验设计的展示,学生分别用PPT展示、讲解自己的设计,由其他同学对其设计的流程进行提问,讨论其设计是否合理,是否能继续优化,最后确定最终流程。第三次课程开始动手能力的培养,是前期课程知识的应用与实践。对于实验中出现的问题,首先要学生自己设法提出解决方案,并于实验完成后师生共同讨论实验中的得失与感悟。实验内容的系统化后整个过程学生都参与其中,将学到的理论知识运用到实际的科研问题中,充分强调学生在实验中的主体地位,不仅使学生养成总结和反思的习惯,也大大提高学生的创新能力。因此,综合大实验能够充分挖掘学生的潜能,对培养学生独立思考能力,实验动手能力以及解决实际问题的能力具有重要的意义。

(五)加强课程考核方式改革,提高学习积极性,科学检验学习效果

实验课程中提高学生的主动性和积极性,不仅需要教学内容和手段的提高,还要有科学合理的考核方式的配合[12]。为了充分检验学生的学习效果,改变学生“轻操作重报告”的观念,避免出现“高分低能”的现象,我们将课程考核方式变为:实验流程设计占总成绩的30%,实验操作占40%,实验结果占10%,实验报告占20%。实验流程的设计充分考核了学生对实验目的,原理等的认识及对整个课程系统性的把握,能正确地将分子生物学实验涉及的方法有机结合,真正达到课前自学的目的。这部分内容是作为作业在第二次上课讨论各自的实验设计前上交,教师及时评定成绩。讨论后学生便清楚自己所获得的分数,督促其后续工作认真努力,也有利于教师及时了解学生自学情况和对实验整体的把握情况,可以有针对性地对学生进行辅导。

在实验操作课程中,由于学生在课余时间自学教学视频,因此在课堂上教师的主要角色由知识的传授者转变为实验操作过程的监督者,实验的讲授时间缩短,有针对性地增加实验技能的指导时间。为了公平评价每个学生,在实验中教师为学生准备了胸牌,上面清楚地记录了每个学生的姓名及学号,方便教师监督其操作过程是否符合规范,及时纠正错误。该过程成绩由于在总成绩中所占比例较重,激发了学生在课前的学习热情,提高了学习效果。

在实验完成后,分子生物学实验课程还增设了实验内容相关问题的讨论和抢答环节,鼓励学生积极思考,提升了学习的趣味性,巩固学习效果。

三、分子生物学实验教学改革效果

经过两届学生的实验教学,分子生物学实验教师对两个年级349名学生进行了调查,学生的实验技能与实验素质普遍提高,科研能力明显增强。学生普遍认为新的课程形式更能调动其实验积极性,锻炼其科研思维能力,提高实验操作的动手能力,并改变其“做的好不如写的好”的错误观念,全面客观体现学生的学习效果,学生在课程中收获较多。

四、结束语

高等教育肩负着培养数以万计的高素质专门人才和一大批拔尖创新人才的重要使命。提高高等教育质量,既是高等教育自身发展规律的需要,也是办好让人民满意的高等教育、提高学生就业能力和创业能力的需要,更是建设创新型国家,构建社会主义和谐社会的需要。分子生物学发展迅速,为了培养高素质人才,适应社会需求,实验课程的教学方法应不断更新。改革是一个需要不断摸索与改进的过程,希望在此基础上我们不断总结工作中的得失,开创新的方法,培养更多具备创新精神、科学思维及实践动手能力的人才。

参考文献:

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[3]伏建国,刘金良,杨晓军,安榆林,骆嘉言.分子生物学技术应用于木材识别的研究进展[J].浙江农林大学学报,2013,30(3):438-443.

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[5]郭燕,柳小青,马红梅,陈海婴.分子生物学在媒介生物研究中的应用[J].广东农业科学,2013,(9):155-158.

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[9]罗星凯.实施科学探究性学习必须正视的问题[J].全球教育展望,2004,33(3):43-46.

[10]卢福芝.生物综合性实验教学研究与实践[J].科教文汇,2012,(4):106-108.

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【关键词】蛋白质组学;农业生物科学;研究应用

一、引言

蛋白质组学是一种用于解决蛋白质在现有水平之上,运用大规模转基因的方式发挥蛋白质应有的功能。蛋白质组学是基于蛋白质功能体系所形成的前所未有的一种中大突破,其通过利用生化研究的途径,顺利的攻克了这一难关。随着我国社会主义现代化的飞速发展,我国城乡之间人口流动的比率不断提高,从而促使了我国从事农业生产的居民越来越少,进而增加了我国对转基因农作物、林业乔木等农业生物开发的依赖。但是,由于人们对转基因产物的认识性不足,带来了这些产物在我国社会中的普及性程度不够,并且也带来了这一领域发展的困难。蛋白质组学相关研究能够顺利的让我国人们和科研领域从对基因层次、核酸层次的认识顺利的过度到了直接从蛋白质层次对诸多基因产物的认识。并且随着我国乃至世界对蛋白质组学的深入研究,这一领域在不久的将来将会成为生命科学研究领域的核心,其能够解决当前在农业生物科学研究领域遇到的诸多难题。因此,作者在本文中主要结合自身多年从事生命科学研究领域的经验,对这一追随时代潮流的理论进行研究,并就其适用的主要领域(农业生物科学领域)展开应用研究。

二、蛋白质组学在农学基础研究领域中的应用研究

蛋白质组学在农学基础的研究领域中主要应用于以下几两个方面:(1)农作物与微生物之间相互的作用机理。有关文献表面,农作物在生长过程当中会与微生物的生存之间存在对资源的竞争,其最终的生长发育会随着微生物存在的现状进行改变。那么,对于这一事实也可以用蛋白质组学理论进行解释。产生这一现象的主要原因是由于当农作物作物遭遇到微生物的共生和寄生,以及遭遇到病菌的侵害的时候,其就会改变被侵害部位的蛋白质的含量,从而向外界或者是其他未受侵害的组织或者部分传递这一信号,从而引起整个农作物个体的反应机制;(2)农作物的品质改良、提升产量问题。通过利用蛋白质组学技术,科学家发现可以提高农作物的产量,还可以改善农作物的品质。例如,著名生物学家Natarajan,其对野生型的黄豆和农户种植型的黄豆,利用蛋白质组学技术进行研究、比较其两种不同生长环境下的黄豆,其内部硫氨基酸的含量存在较大区别,从而证明了提升黄豆蛋白中的硫氨基酸的浓度,能够极大的改善现有大豆农作物产品的品质。

三、蛋白质组学在林学研究研究领域中的应用研究

时至今日,世界范围已经开始应用蛋白质组学这门技术,来对林木的生长、发育、繁殖,以及当林木受到了生物以及非生物的胁迫后产生的反应展开研究。这些研究为人们增加了眼界,使得当前人们对有关林木生物学产生了更为深刻的了解。在今天,蛋白质组学已经渗透到了农学基础领域的多个方面,例如:在林木的遗传育种领域、林木病虫害的防止领域等等。通过对蛋白质组学的应用,解决了以往让诸多从事这一研究领域科学家头疼的问题。以下作者将结合上述几种应用领域进行分别应用研究:(1)林木的遗传育种领域。著名生物学家Huang在其文中建立了具有高分辨率的和高稳定性的一种双向的电泳式的图谱,并以经过矮化处理过后的杉木叶片中蛋白质为例,运用蛋白质组学技术对其展开了有关研究。其发现,经过矮化处理的杉木其叶片蛋白质的数量较野生杉木叶片蛋白质的数量更低。(2)关于林木的逆境应答研究。著名生物科学家Renaut等人,采用情景模拟的方式,为林木设置逆境的环境,经过研究发现,在拥有六百个蛋白质的植物经过环境变化,其内部蛋白质的数量减少了百分之十,并且这些消失的蛋白质主要是与林木的新陈代谢有关。(3)关于林木病虫害领域研究。著名科学家Fan等人,以毛泡桐、白花泡桐为例,通过设置同龄和同方位的产生病虫害的部位切片,对这一切片中的蛋白质进行了单项和双向两种方式的电泳分析。其研究结果发现,这两种类型的泡桐的病虫害切片当中均找寻不到蛋白多肽这种物质,从而他们得出了这一的研究结论,即:林木的病虫害与林木中所含的蛋白多肽存在负相关的关系。

四、蛋白质组学在其他农业生物科学领域中的应用研究

蛋白质组学还可以应用于研究水产业和畜牧业的研究,例如:可以利用蛋白质组学技术,研究水产业和畜牧业的肉类不同品质、不同性状时其内部所含有的蛋白质的数量,从而判断哪种元素能够促进蛋白质总量的增加,从而改变肉质和性状。另外,也可以利用蛋白质组学技术去研究这些产业中神经组织中蛋白组的问题、逆境胁迫的应答反应,或者是用于其他领域,例如:研究分离和鉴定农药蛋白质中所包含的靶分子的结构等等。

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《地方生物课程资源利用与教师专业成长》

二、课题提出的背景

根据省教育厅制定了《广东省中小学骨干教师省级培训(XX—XX年)实施方案》,建立了“高校、市县培训机构、中小学教师工作室”三位一体的骨干教师培养体系,通过发挥高校、市县教师培训机构和中小学教师工作室各自优势,形成全省教师专业发展的学习、研究、发展共同体,促进全省中小学骨干教师师德水平和业务能力的提高,促进“主持人”自身专业水平新提升,实现“让骨干教师成名,名教师更有名”的双重目标,打造广东省中小学教师标志性和示范性的领军团队,带动全省中小学教师队伍整体素质和水平提升的方案精神和我校的实际情况,长期以来,生物学教学多以枯燥无味的课本讲解、学生死记硬背、大量的练习渗透为主,学生的能力培养无从谈起,大部分学生连学习生物的最基本的热情都没有了,而且很多学生还认为是一门“副科”,所以提不起学习兴趣。近几年,在上级教育主管部门的重视下,我市已将史地生纳入中考,学校从上至下都对生物教学有所重视。新课改提出:教师要改变仅仅依靠教科书开展教学的传统做法,打破课堂内外的约束,“鼓励师生充分利用身边资源,不断进行创造性和实践性活动,缩小学校与社会、课程与生活的距离,组织学生走向社会,走进大自然,进行研究性学习,促进学生主体的全面发展。如果教师能在生物教育中结合本地的生态特点,利用本地的生态资源,会在学生的思想教育、陶冶情操方面起着极其重要的作用。

我们在使用新课程标准和新教材中还遇到了这样或那样的问题,尤其是课程资源短缺问题是新课程实施中遇到的一个最大障碍,是使用新教材中最感困难的问题。如何解决课程资源短缺问题,这需要我们一线教师强化课程资源意识,提高对于课程资源的认识水平,因地制宜地开发和利用适于学生发展的各种课程资源。那么,针对我校是一所完全中学并处于粤北山区,我们可以利用的生物课程资源有哪些?如何利用好这些资源?这些都是迫切需要我们认真加以探讨的问题。为此,我们提出了此课题,为了整合我校的生物课程资源,提高教师的科研能力及教育教学能力;激发学生对生物科学探究的兴趣和热爱,养成科学思维的习惯,促进学生的和谐发展。

三、核心概念的界定

1、“生物课程资源” 生物课程标准提出了课程资源的新理念,即课程实施所需要的资源统称为课程资源,它包括教材、教具、教学仪器、学校图书馆、少年宫、科技馆以及周边的自然环境等有形的物质资源,也包括教师的知识、学生已有的知识和经验、家长的支持态度和能力等无形的资源等。

2、“开发与利用” 生物课程资源的开发,是指探寻一切有可能进入生物学课程,能够与生物教学活动联系起来的资源。生物课程资源的利用,是指充分挖掘被开发出来的课程资源的生物教学价值。

3、研究的变量

(1)、自变量 生物教学地方课程资源的开发和利用

(2)、因变量 促进学生的发展,促进教师的发展。一方面,学生的发展将受益于大量丰富的、具有开放性的课程资源的开发和利用;另一方面,课程资源的开发对教师提出了新的专业能力要求,即课程开发的专业素养和能力。教师应该成为学生利用课程资源的引导者、开发者。

四、课题提出的依据

1、新课程标准的要求

《生物课程标准》提出教师应当积极开发和利用各种课程资源,改变仅仅依靠教科书开展生物教学的传统做法。

2、陶行知先生的教育观点

著名教育家陶行知先生说得好:“花草是活书,树木是活书。飞禽走兽小虫微生物是活书。山川湖海、风云雷电,天体运行都是活书,活的人,活的问题,活的文化……活的世界,活的宇宙,活的变化,都是活的知识宝库,都是活的书!”随着我国基础教育课程改革力度的不断加大,开发和利用课程资源的呼声越来越高,因此,我们必须充分利用学校及周边的生物资源,将这部宏大深邃的“无字书”融进新课程,使之成为课程资源的重要组成。

3、国家基础教育课程改革纲要

积极开发并合理利用校内外各种课程资源。学校应充分发挥图书馆、实验室、专用教室及各类教学设施和实践基地的作用;广泛利用校外的图书馆、博物馆、展览馆、科技馆、工厂、农村、部队和科研院所等各种社会资源以及丰富的自然资源;积极利用并开发信息化课程资源。

五、课题研究的目的、意义

新的课程改革明确提出了课程资源的概念,丰富的课程资源对实现教学目标有着不可替代的重要作用。目前,我校课程资源匮乏,学生对生物学习的兴趣不高,就此现状,特提出本课题,旨在引导学生主动地开发和利用一些与生活实际密切相关的课程资源,并能灵活地运用到教育教学实践中去,希望可以在一定程度上提高学生学习生物的主动性,激发学生学习生物的兴趣,培养学生的科学素养。

六、课题实施

1.确立课程资源开发的内容

(1)地方生物课程资源有哪些?

(2)教师如何利用这些地方生物课程资源进行教学?

(3)通过对地方生物课程资源的利用,学生素质哪些提高?

(4)通过对地方生物资源的利用,教师的专业水平哪些方面提高?

2.制定课程资源实施的计划

课程实施对象:七、八年级、高一、高二学生。

指导老师:七、八年级、高一、高二级部分生物教师。

课时安排:集中安排和分散使用相结合。集中安排:每周二下午第八节;分散安排:由各指导老师和学生自由协商安排。

七、课题研究的内容

(1)地方生物课程资源:通过实地调查、访问等方式,了解和收集学校周围的人文和自然环境中可以利用的地方生物课程资源。

(2)对地方生物课程资源的开发与利用:

利用地方资源初中学生进行第二课堂或兴趣班,高中学生进行研究性学习等。

(3)通过对地方生物课程资源的利用,促进了学生的发展:通过测试、问卷、调查的形式进行验收;

(4)通过对地方生物课程资源的利用和实施促进了教师的成长:教育理论、教育思想和观念、组织能力、科研能力均得到提升(通过优秀课例,优秀论文等体现)

八、课题研究的方法

(1)文献研究法:学习《课标》以及生物现代教育教学理论和专著,以及查阅国内外生物教学法方面的文献资料,用以找准初中生物学科教学与清远本地生物资源的结合点,并用先进的教育观点指导生物课堂教学,达到双赢的效果。

(2)调查研究法:对中学生物教学中相关的清远本地生物资源进行全面、系统的调查分析,为以后推广中学生物教学与清远本地生物资源整合提供客观依据和现实起点。

(3)案例研究法:用于研究地生物资源对教师的教学效果以及专业发展的影响;

(4)行动研究法:在各班级进行生物学科教学与清远本地生物资源的整合过程中,始终强调行动的重要性,边研究边行动边反思,在行动中落实和调整方案,检验和发展初中生物学科教学与清远本地生物资源的整合创新。

九、课题研究的时间和步骤

本课题研究时间为一年,自XX年5月起,于XX年5月结束。具体步骤分为三个阶段:

第一阶段 申报阶段(XX年5月~XX年6月)

认真选题,查阅资料,填写课题申报表,制定个人课题研究方案。

第二阶段 实施阶段(XX年7月~XX年3月)

(1)组织教师培训:学习《生物新课程标准》以及生物现代教育教学理论和专著,以及查阅国内外生物教学法方面的文献资料,听各种教学的培训讲座,观摩同行优秀教师的展示课。

(2)开展教学研讨活动。课题组各成员在教学过程中进行教学实践研究,每月集中一次进行研讨,整理教案,进行反思。

(3)选择几节成熟的示范课对外展示,总结示范课的教学经验。

(4)指导学生调查清远阳山生物资源,撰写调查报告。

(5)充分挖掘社会各相关单位和部门的潜力,开展相应讲座。

(6)充分利用清远阳山本地生物资源进行在课外综合实践活动。

第三阶段 总结阶段(XX年4月~XX年5月)

内容分析,整理资料,撰写实验报告和专题论文。

十、预期成果

1、读书笔记 几份

2、优秀教学案例 几个

3、课题研究报告:总结课题研究的收获与不足,注重将理论与实践相结合,将预期目标与实际效果相结合。

十一、课题组成员

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一、新课程标准下生物学实验教学的变化

1.实验教学理念的更新

生物课程标准以“倡导探究性学习”为出发点,力图改变学生的学习方式和科学观念。教师要在更高层次和更广阔的视野基础上对新教材的实验进行再构思和再组织处理,探索新的学法指导,为学生提供鼓励探究和发现的教学情境,启发学生自我反思、质疑和创新。这就要求教师要亲自动手组织和安排实验,才能从准备实验中发现问题,分析原因,寻找对策,将实验课作为促进师生实践能力共同发展的重要平台。

2.实验教学地位的提升

生物课程标准明确要求学生必须具有较强的生物学实验基本操作技能,并对发展科学探究能力做了具体而详细的规定。这使得生物学实验从课程教学尴尬的边缘地位解脱出来,成为实现课程标准行之有效的重要手段,生物学实验教学的地位显著提高了。

3.实验内容的多层次

新课标不同版本的教材中实验数量和类型都大大增加了,建立起基础性、综合性、设计性相结合的实验内容体系,例如人教版高中生物新课程必修和选修模块共设计实验63项,除了需要学生动手操作和探究的28项实验以外,还包括搜集资料、调查分析、制作模型、技能训练、讨论与交流的等各种实践活动,而且选修教材的大多数实验都与生产实践、科学前沿密切相关,体现了实验内容的现代化、先进性和应用性。新课标删除了与解剖有关的所有实验,体现了珍爱生命、人与自然协调发展的情感态度与价值观。

4.实验教学方式的改进

新课程标准提出要加强和完善生物实验教学,建议教师结合实际创造性地进行探究性实验教学,从根本上打破了验证性实验一统天下的局面,由封闭式的实验教学向开放式的实验教学转变。教师不再越俎代庖,而是根据不同的实验教学内容,采用多样化的教学方式,引导学生理解和掌握具有本学科特点的实验方法和技术,培养学生的实验技能、探究思维和创新能力。基于此,实验的分组人数、实验室的布局和管理形式都要具有一定的灵活性,以满足生物学实验教学模式的变革。

5.实验教学评价体系的完善

生物学实验教学评价按照全面实施素质教育的价值取向,从促进学生学习能力和培养科学素养发展的角度出发,强调发挥评价的正面导向作用,促使学生真正转变学习方式,提高终身学习能力。新课程标准下的生物学实验教学评价体系逐渐趋于完善,对改进实验教学和构建素质教育的实验教学体系起着良好的促进作用。

6.信息技术的广泛应用

目前,以多媒体技术为核心的现代信息技术广泛运用于生物学实验教学,开辟了实验教学的新模式,为传统实验教学注入勃勃生机与活力。现代信息技术辅助生物学实验教学,不仅可以演示比较危险、复杂的实验,或者数字化模拟实验设计及实施过程,也可利用计算机网络搜集和处理信息,实现资源共享及成果展示等,加强师生之间的互动交流与合作。

二、新课程标准下生物学实验室的建设

新课程标准下生物学实验的地位、类型、教学体系等都发生了深刻变化,成为培养学生严谨科学态度和积极创新精神的重要途径。中学要打破陈旧的实验室格局,重新规划和建设有利于新课程标准实施的实验教学环境。

1.学生实验室的重新整合与分配

新课程标准增加了学生实验内容及类型,实验教学的灵活性和可选择性也相应提高了。根据教学实际需要,普通学生实验室最好能集学生分组实验、显微镜观察、课堂演示实验于一体,提高学生实验室的利用效率。标本室占据面积较大但利用率较低,可以考虑将部分浸制或干制的标本放置于学生实验室周围,学生可以在课堂间隙观察学习,既节省了单独设置标本室的空间,又能发挥标本的教学价值。

2.设置教师实验准备室

新课程标准下教师需要准备的材料、配制的实验试剂、安装调试的仪器种类和数量都比以往复杂得多。教师要参与实验准备和教学的整个过程,需要单独的实验备课场所,室内要配置固定的实验桌和实验橱,备足常用实验器材、药品、玻璃仪器等,随用随取,方便使用。可以将原来的解剖室改为教师实验准备室,剩余空间放置保存条件比较高的标本。

3.增设生物培养室

条件允许的学校可以建立生物培养室,专门培养实验教学所需的材料,或者提供给学生作为课外兴趣小组的活动基地和进行长期系统观察实验的场所。培养室除了常规设备,如温度计、喷雾器、化学药品和各种玻璃仪器以外,还应该增加一些新的设备,如干热灭菌锅、无菌工作台、光照培养箱等,突出科研和专业实践的特点,为深入开展探究性活动提供基础条件。

4.增加实验仪器和药品

根据新课程标准编写的高中生物必修和选修的教材中新增加了不少实验,相应地也要补充一些仪器和药品试剂,比较常用的仪器有干湿计、血球计数板、恒温水浴锅、冰箱、pH计、高压蒸汽灭菌锅等,还包括一些药品,如甲基蓝、健那绿、酚酞、吡罗红、溴麝香草酚蓝、常用的生长素、琼脂、牛肉膏蛋白胨、水解酪素等。

5.配置计算机信息技术设备

在生物学实验室中可以配备如电视、投影仪、计算机、视频展示台、显微数码互动系统等教学辅助设施,还可采用局域网的方式创建网上虚拟实验室或仿真实验室,或者利用卫星电视系统和多媒体计算机网络系统进行远程实验教学,使实验教学突破时间和地域的限制。

6.改进实验室的安全设施

新课程标准下实验数量、类型、仪器设备和药品大量增加,实验室的安全规则在原有基础上应该有所改进。首先,要保证生物实验室人均面积的达标,尤其是要确保通道、安全出口的畅通,包括教室里座位两侧及中间通道,学生前后排座位的间距要保证安全距离。其次,要进一步加强安全教育,使学生明确实验的正确操作规则,规范地使用药品、操作仪器,尤其是新增加的一些危险性较大的仪器和药品,必须确保随时处于教师的监控之中,最好能为学生配备防护围裙、手套、防火毯等。第三,教师要树立绿色环保的理念,尽量选择无毒或低毒的试剂,减少污染物,确保实验安全。

7.实验室重新布局

以教师为中心的“教室式”或“排排坐”的实验室布局,显然已经不适应新课程标准下生物学实验教学的要求。在保证符合《中小学理科实验室装备规范》规定的前提下,实验室的布局必须做出相应的调整,力求满足学生多样化的需求。

首先,要积极营造实验室文化,烘托出科学实验的氛围和生命气息,在潜移默化中渗透科学情感教育。例如,在实验室两边的墙壁张贴生物科学家的图像和名言名句;实验室黑板一侧的墙上可以开辟学生作品展示区,经常更新学生制作的标本、学具、小发明、小创造及问题探讨栏目等;实验室的墙角摆放四季常青的棕竹或者龟背竹,讲台上的玻璃瓶里斜插几枝青翠欲滴的万年青等;利用实验室最后面的空间摆放一些标本、模型,并配合教学进度及时更换;等等。其次,实验室的布局应适合培养学生交流与合作探究的能力,实验内容和教学目标不同,学生分组人数及实验器材的配备也要随之变化,实验桌的组合要有更大的灵活性。因此,实验桌要小型化,电源和水源的接入要与实验桌分开,可以采用一些岛式、组合式、可移动式的实验桌椅,方便学生分组活动和讨论。

三、结束语

科学、合理地建设好生物学实验室并且高效利用其功能是生物学实验教学的基本要求,也是实现新课程标准的必要条件。中学必须重视生物学实验室的改造,逐步完善实验教学的各项设施,促进实验教学的不断发展。

参考文献

[1] 张成军.中学生物学实验教学[M].北京:科学出版社,2009.

[2] 陈继贞,张祥沛,曹道平.生物学实验教学研究[M].北京:科学出版社,2004.

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关键词:研究生培养;实际需求;分子生物学;探索

中图分类号:G643.2 ?摇文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)03-0046-02

随着生物科学技术的飞速发展,生命科学各学科之间的交叉渗透日益显著,而在生命科学领域的各项核心课程之中,分子生物学已逐渐成为联系其他学科的枢纽性课程和众多新兴学科的基础性课程。生命科学各专业的研究生,对分子生物学知识的理解和掌握程度,直接关系着后续开展研究生课题设计及进行毕业论文实验研究的质量与水平,因此,如何让学生真正做到学以致用,让分子生物学的理论和实践知识为研究生课题设计服务,已成为判断该课程教学效果好坏的关键问题[1]。分子生物学是从生物化学这门课程中独立出来的一门课程,它的核心内容是基因的表达与调控,这构成了整个课程的主干部分,与此相关的众多内容组成了课程的枝叶部分,传统的教学方法往往注重分子生物学理论机制的讲解,而将实验教学独立开来,这种教学模式对即将进入实验室开展课题设计和研究工作的研究生来讲,存在明显的缺陷。原因有以下三点:首先,生命科学相关专业的研究生与本科生相比,已具有一定的分子生物学理论和实验基础,其理解能力也更强;其次,研究生与本科生对于课程的预期不同,研究生马上面临独立地开展学位论文的课题设计,对课程学以致用的要求会更高一些;再次,由于研究生的本科背景及自己所学专业等方面存在着较大的差别,其学习的基础参差不齐,因此每个人对课程的要求也不同。因此,分子生物学的研究生教学工作需要更多地考虑研究生的实际特点,针对性地开展教学模式和教学方法改革。本教学团队,注重从研究生教育的实际需求出发,通过几年的实践探索,已初步构建好研究生分子生物学的课程体系,并在教学工作中不断改进和创新,有力地促进研究生专业能力的培养,下面就已经开展的教学新探索加以介绍。

一、教材的选择与课程内容设置的探索

我们没有指定某一本书作为课堂教材,而是向学生介绍了几本分子生物学领域的经典著作,其中包括《现代分子生物学》、《医学分子生物学》、《基因的分子生物学》、《基因VIII》及《分子克隆实验指南》等,希望学生能尽可能地阅读并参考这些著作来学习。这样有助于学生从不同的专著中获取知识,通过不同作者的讲解与叙述,增加对分子生物学的全面思考和认识。

我们通过深入了解每位学生在本科阶段的相关学习情况,发现由于专业背景差别较大,很多学生即使学过了相关课程内容,对分子生物学知识的理解仍处于较浅水平。因此,在课程内容的设置上我们进行了改革,最终确认了“一条主线,三个基本点”的格局,主线就是分子生物学的核心:基因的表达与调控,三个基本点即三大基本过程:复制、转录及翻译。在课程设置上,我们也分为三大块,即分子生物学基本理论与知识、分子生物学实验技术和分子生物学专题知识,第一部分是课程的重点部分,包含了三个基本点的内容;后两部分是在第一部分内容上的进展和深入,基因的表达与调控成为贯穿三部分的一条主线,每一部分都紧密联系该主题。因此,理论课与实验课的教学内容设计都是围绕主线与基本点展开,使学生通过本课程的学习,在脑海中形成分子生物学的最基本理论体系,奠定良好的分子生物学知识基础。

二、了解学生的学习需求,使教学更加贴近实际

针对本课程结束后,学生马上就要进入实验室开展课题研究的现状,在开课初期给学生布置了一道课外作业题,即“与导师交流,了解自己研究生论文的课题方向和内容,提出你想通过分子生物学课程学习到的内容有哪些”。因为涉及到未来自己的课题及论文,每位学生都积极参与并完成了该项作业,总结学生的作业情况,我们发现不同专业研究生对本课程的需求存在着异同点,例如,基础医学专业的研究生对分子生物学新发现和新知识方面的要求较多,而药学专业的研究生更希望对分子生物学实验技术方面了解更多一些。根据这些反馈回来的情况,我们授课老师了解到了学生以后从事专业课题研究的基本信息,因此在后续的课程设计上根据各专业特点,有选择性地安排一些专题性质的课程内容,例如,增加了RNAi专题讨论课等,这样使我们的教学可以更加贴近学生的实际需求,受到了学生的广泛好评。

三、每节课都要有亮点

分子生物学与其他生物医学类理科课程类似,理论课教学中都涉及到很多比较枯燥的概念和复杂机制过程的讲解,如何保证学生在课堂上的专注力是能否获得好的教学效果的关键因素之一。为解决上述问题,通过集体备课我们对每节课的授课内容进行细致的分析讨论,一致认为除了进行传统的教学讲解以外,每节课都必须在内容上体现出两个以上的能激发学生学习兴趣的亮点内容,这些亮点与当堂课的核心内容有密切关系,在提高学生学习兴趣的同时还能帮助对核心内容的加深理解。例如,在讲DNA复制这节课的内容时,我们选取了发现半保留复制机制和发现冈崎片段两个著名实验的科学家故事作为亮点,教导学生如何激发自我的创造性思维;在讲解PCR技术的理论章节时,选取了授课教师自己做PCR实验中遇到的几个问题作为亮点,将理论课程与实际操作结合起来,通过提出问题、分析问题和解决问题的讲授方式,使学生对该项技术的理解更加深入。

四、实验教学着重锻炼学生的实验设计及实践操作能力

本课程还包括了分子生物学的实验教学工作,本着为研究生提供一个连续性锻炼动手操作机会的目的,我们设计了一个涉及分子生物学最根本也是最重要内容的综合性实验,即目的基因的克隆及鉴定。首先在理论课教学中采用讨论式教学方法,让学生对基因克隆的基本实验设计和操作流程有了初步的认识,然后采用连续不间断的时间安排,利用晚上及周末时间,让学生亲自动手完成样本制备,RNA提取,RT-PCR,目的基因片段的酶切、回收及连接,感受态细胞制备,转化重组子及筛选鉴定的各个实验环节,并对实验过程中及时发现问题进行课堂讨论和分析,进一步加深了学生对该实验的理解和认识,也培养了实验设计的基本思维,对其后续研究生课题的开展起到了很好的促进作用[2]。

五、引导学生培养良好的科研思维能力

锻炼好的科研思维能力是以后从事科研工作的根本所在,在分子生物学的课堂上,我们也采取了形式多样的教学方法努力引导学生培养自己的科研思维能力。例如,老师在讲授完基本理论知识后,提出一些有争议性的专业知识问题,让学生分组讨论,并拿出自己的观点,然后进行课堂辩论会,通过这种方式促使学生开动脑筋运用所学的知识去解决存在的问题,有利于学生科研思维能力的锻炼;我们还开展了课堂seminar活动,让学生根据自己专业及今后课题研究的特点,选取涉及到分子生物课堂知识的高水平SCI文章,通过自己的阅读理解,制作讲演PPT上讲台进行讲解,通过这个活动提高了学生查阅和分析外文文献的能力,对今后的课题设计也是大有裨益的[3]。

本着能让学生能够学以致用的原则,分子生物学课程教学紧紧抓住研究生培养和教育的特点,在教授基本理论和实验技术知识的同时,从研究生未来课题设计的实际出发,对授课内容、课程体系及构架等做了新的探索和尝试,已获得了初步的教学成果,但仍然还有许多地方有待改进和完善,相信通过不断的努力,分子生物学能成为一门助力生命科学各专业研究生教育的必备课程。

参考文献:

[1]李敏,陈必链.硕士研究生《分子生物学》(英文)课程的改革与实践[J].福建师范大学学报(自然科学版),2011,27(3):44-47.

篇9

自《新课程标准》实施以来,我认真学习,深刻领会新课标精神,认真反思自身教学实际,研究学生,探究教法,逐步树立起以学生的终身发展为目的的教学思想,树立起以教师为主导学生为主体的新的教学理念,建立活力课堂,全面帮助学生提高与发展生物课堂教学的新思路、新思维。例如:在学习“反射”概念时,我改变以往简单枯燥的讲解,采用情景教学方法,先做一个简单的针刺手指的缩手反射小实验。这一情景引入后,我分析实验现象,学生很容易得出反射概念,“针刺”是刺激,“缩手”是反应,“人”是主体(与无反应植物比较),有神经系统。生物通过神经系统对刺激作出规律性反应的现象就是应激性。这样引入,可以让学生感到自然、有趣,容易接受。

二、改变过去单一的教学方法,增加课堂魅力

新课标要求我们建立以自主、合作、探究为主的教学模式,通过这一模式去激活学生的好奇心和求知欲望,培养学生主动思考、善于质疑的能力,并把培养形成的这种能力能够运用到课堂教学中去。所以,我仔细研究揣摩新版课程标准和教育学、心理学,根据初中生的心理特征和思维特点,积极探索有利于激发兴趣、激活思维和探讨能力的课堂教学方法。在全新的课堂里,学生们感受到的是一种和谐、轻松的气氛。一改以往所谓的师道尊严,教师和学生能够打成一片,学生再也不是僵化呆板的模范听众,课堂俨然成为了他们“高谈阔论”的舞台。他们的个性得到充分的展现与发挥:时而质疑问难,时而浮想联翩;同时学生小组之间能够互相交流心得体会,又得到了互相学习的机会。师生互动和生生互动频率明显加强,组际互动更加频繁。这样就让班级中的每一位学生都得到了较为充分的锻炼和表现的机会。学生充满着热情的交流和激励的辩解,真正成为了课堂上的主人。教师的授课既源于教材,又不唯教材,师生的情感与个性融在其中,现实的生活进入课堂,学生在互动中求知,在活动中探索,既轻松地掌握了知识,又潜移默化地培养了能力。学生的综合素质有了质的提高,生物课堂真正焕发出它应有的活力。

三、用先进的教学手段,提高学习效率

现代科学技术日新月异地飞速发展,要求具有新鲜活力的生物课堂不仅要有教学模式的转变,学生思维的开启,更要有引导学生学会学习,掌握丰富的生物知识并获取叩开知识大门的金钥匙的课堂教学效果。这是新课标对生物课程的基本要求,也是生物学科工具性与人文性特点的集中体现。应试教学课堂总是教师比比画画,总是在如何把知识线条明晰化上动心思,在学习中学生不能亲自体验到获得知识的过程与乐趣,其接受知识的过程间接而单一。新课程要求课堂要以更新教学手段为重点,借助各种媒体和教学资源让学生自主体验、感受,使得师生在探索中经验共享。教学中,一改过去课堂上过于注重知识传授,内容上过于注重书本知识,结构上过于强调学科本位,实施中过于强调接受学习,死记硬背,机械训练等状况,仔细研究教材内容,精心设计教学环节,将学生从原有的课堂圈子中“解放”出来,调动学生充分利用网络资源,使他们能够在自主探究与交流的过程中不断挑战自我,扩展创造性思维。

四、对学生进行扎实有效的训练,培养学生的生物实践操作能力

篇10

生物实验课不仅能使学生获得生物学知识,也是将学生的生物知识转化为科学能力的必要途径。因此,在实验课堂教学中要尽量给学生提供施展自己智慧和才能的机会,使学生的科学素质在发散思维中得到升华,使他们丰富的想象能力、创造性思维能力得到充分发挥,并在实验教学中实现科学协作精神的培养和理论联系实际的原则应用。

一、利用实验教学,培养科学协作精神

生物是一门实验性科学,观察和实验是生物科学和基本研究方法,通过实验使学生在操作中的动眼动手和动脑活动有机地结合起来,使学生既掌握一定的基础知识,又得到必要的基本技能的训练。纵观每一项重大的科学发明和创造都是通过群体努力来实现的。因此,教师在实验教学中要教育学生学会合作、正确认真细心求学。要求学生要做到仪器安装、实验操作、记录观察等各负其责,人人投入。遇到问题集体讨论,出现事故共同排除,以培养学生的协作精神。

实验完成后对实验结果的分析也是提高学生协作精神的重要环节。对实验现象明显,效果好看的,让全班学生对比看;对实验效果差的,教师不急于指出毛病在哪,而让学生自己分析没能达到预期效果的各种可能情况,让他们自己找出失败的原因。不同的学生有不同的个性风格和心理特征,在共同参与,集体讨论的过程中,学生的思维全面放开,全身心投入,同时,在讨论的过程中提高了语言表达能力,从而在提高学生分析问题能力的同时,也培养了学生的合作探讨能力。

二、理论联系实际,培养科学原则

21世纪是生命科学领先的时代,近来世界上一项一项生物技术、生物新成果不断诞生。由于生物知识与人的生活生产实际联系十分密切,有远大的发展前景。教师在教学法中要联系教学内容,不断的向学生介绍我国和世界上生物领域的新成果、新技术。如转基因技术,克隆技术,器官移植技术等。提高学生学习生物的兴趣,树立远大志向,培养和调动学生的学习生物知识的积极性,这是学好生物学知识的重要因素。

学以致用,理论联系实际,这是学习深化的过程,也是科学原则的要求。因此,在生物学习中,让学生做到理论联系实际,把所学的知识联系生活实际,分析生活现象,解决实际问题。即能提高兴趣,加深记忆,又能提高知识的应用能力。

如学生学习了根吸水原理以后,让学生观察两棵盆栽辣椒,由于施肥的浓度不同,而出现不同的结果:一棵生长正常,一棵却造成了“烧苗”。据此,让学生明白,一次施肥过多是造成“烧苗”的原因。同时让学生观察花盆中长期积水,植物造成萎蔫的现象,使学生形象地了解土壤通气状况对根吸收水的影响。这样在教师的引导下,同学们把所学的知识灵活运用于实践,使学生真正理解了生物科学知识来自实践,又运用于实践,使理论与实践相结合的科学原则在学生心中牢牢扎下了根。

学生在这种学习过程中,既学到了生物科学知识,学会了基本技能,也训练了自学、观察、实验及思维的能力。又在不知不觉中培养了学生的不断探索新知识的精神,理论联系实际的科学原则和科学的思想方法。

三、利用问题教学,启迪科学发散思维

纵观世界科学技术发展史,许多科学家的重要发现和发明,都是产生于风华正茂、思维最敏捷的青年时期。这一时期唯有让学生充分拓展思维的空间,不拘泥于课本,发挥其想象力,才能使其思维方式得到综合与提高,表现出独到的创造性。教师在课堂上要能不断创设问题,以疑激趣,以疑促思,让学生在不断解决新的问题中获知、练能、增信,即在学生的头上始终有一个跳一跳就能摘到的桃子。同时我们不仅不把桃子摘下来送到学生的手中,我们还要让学生学会自己去“找桃子”,也就是要善于发现问题并去解决问题,让他们品尝发现问题的惊喜、解决问题的愉悦。要让学生学会发散思维,从书本拓展到生活、社会和自然,让学生逐步由跟着问题学转变为从学中能发现疑问、解决疑问。