细胞生物学概念范文
时间:2023-12-15 17:53:57
导语:如何才能写好一篇细胞生物学概念,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
一、追溯生活现象,导入教学内容
生活是一个巨大的资料库,储存着众多的知识宝藏,这些知识宝藏都是以生活现象的形式存在着的,教师应该挖掘生活中与课堂内容有关的一些现象,将它们置于学生面前,并将课堂内容植入其中,让学生更能透彻地对具有理论性的课堂内容加以理解.以“细胞呼吸”这一核心概念的教学为例,教师在进行课堂教学内容导入的时候,可以将生活中的有关现象摆在学生面前,这些在生活当中发生的现象是学生日常所接触的,但由于没有理论知识做支撑,这些现象对学生而言既熟悉又陌生.由于他们对这些发生在周围的现象的缘由不清楚,再加上他们自身受强烈求知欲的支配,使其被该内容吸引,并随着教师一步步的引导,渐入课堂的臻境.例如,在讲解“细胞呼吸”这一概念的时候,教师可以将生活现象作为引线,以提问的方式导入课堂内容:同学们你们知道为什么我们每天都离不开一日三餐吗?起初,学生认为这一问题很简单,显然是为了填饱肚子,补充身体所需的能量.“那么我们吃下去的食物又是如何转变为自身的能量的呢?”面对这一问题,在场的学生哑然.然后教师再进行新课导入,“要想了解能量转变的过程,我们首先就要揭开'细胞呼吸'这一面纱.”通过教师这一顺势的引导,学生就会注意力集中,听教师将谜底一步步揭开.细胞呼吸是在细胞内,生物体内的有机物经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放能量的总过程.
二、问题情境创设,学生自主探究
一个问题的产生又会牵引出一系列的问题,形成问题的连环扣.而对于这些问题来说,它们都是以生活作为源头,以生活作为存在的情境,是我们常常接触到,既熟悉又陌生的问题现象,对我们的生活起着重要的影响,可以说,它是组成生活的一部分,这就决定了它的可探究性.在生物课堂教学中,教师要利用这一点,创设有效的问题情境,让学生通过自主探究,进一步深刻地了解生活,走进生活.
对于“细胞呼吸”这一概念而言,在生活中我们常常会接触到.它是生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放能量的总过程.从细胞呼吸的方式来看,主要分为两种,一种为有氧呼吸,另一种为无氧呼吸.这两种呼吸方式在生活中各有指涉现象,所以为了更好的研究,教师应该挖掘生活当中潜藏的有关现象,进行循序渐进的提问,并鼓励学生进行自主探究.在生活当中,用于酿酒以及发面的酵母菌是一种单细胞真菌,无论是在有氧还是无氧的情况下,酵母菌都可以很好的生存,而且该菌属于兼性厌氧菌.正因为这种双重的呼吸方式,才便于教师引导学生研究细胞呼吸的方式.关于酵母菌的呼吸现象在生活中比比皆是,例如在日常生活中我们所吃的馒头或者面包,你会发现它们在利用酵母菌之后而变得疏松多孔,这就是酵母菌在发酵的过程中,发生了气体膨胀所导致的.基于这一情景资料,教师可以向同学提出问题,并引导其自主地解决问题.例如教师可以问学生:对于酵母菌来说,它实质上是以怎样的方式来进行细胞呼吸的?其二,发酵时,酵母菌主要产生的是哪种气体?学生根据已有的知识和经验,以及所创设的情境资料,就会针对问题进行假设性回答:如果说酵母菌在无氧以及有氧的情况下都能生存,那么这就说明酵母菌既可进行有氧呼吸,又可以进行无氧的呼吸.其二,既然酵母菌可以用来发面,那么其有氧呼吸的产物可能是CO2.这样一来学生就会对细胞呼吸有一个整体的了解,为以后进一步的学习奠定了基础.
三、分组实验,突破难点、重点
一堂课的知识涵盖量都集中在教学内容难点、重点的设置上,可以说在课堂内容的传授方面举足轻重.对于“细胞呼吸”这节课来说,其重点、难点主要是细胞呼吸的两种方式,即有氧呼吸、无氧呼吸,那么教师就应该去引导学生通过动手实践的方法,进行条件分析,两相比照.还以酵母菌为例,教师可以将学生分成小组,对有氧、无氧条件下酵母菌细胞呼吸产物的种类和含量的差异进行对比.对酵母菌来说,在密闭的情况下才可表现出无氧呼吸,相反,与空气接触便是有氧呼吸.在这两种呼吸方式下,都会产生二氧化碳气体,不同的是在无氧的条件下产生二氧化碳的同时还产生了酒精.
篇2
关键词:细胞生物学;网络课程建设;地方本科院校
中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2018)14-0277-02
细胞生物学是生命科学领域发展最迅速的重要基础学科之一。《细胞生物学》课程在高等学校生命科学相关专业的教学中已成为骨干课程和专业基础课程。一直以来,细胞生物学都存在着教学内容丰厚而抽象的难题,应用传统的教学手段与方法进行授课,学生较为普遍地反映内容不易理解和难以记忆。面对信息化快速发展和互联网在教育教学中的应用所带来的机遇和挑战,网络课程建设被认为是辅助应用于创新人才培养的有效手段,是传统教学的有益补充[1-2]。目前,全国也已有多所高校开展了细胞生物学网络课程建设和应用实践,尤其是一些高校如北京大学、清华大学、复旦大学、中山大学[3]和四川大学[4]等,其细胞生物学网络精品课程建设的成效显著,一些教学资源进行了开放和共享,辐射示范作用大,这为地方性综合院校进行相应网络课程建设提供了很好的参考和借鉴。为了适应学科发展和新时代国家对创新性人才培养的要求,我们结合南昌大学的办学特色开展了以创新人才培养为导向的细胞生物学网络课程建设的实践。本文小结了笔者对细胞生物学网络课程的建设和实践过程。
一、细胞生物学网络课程引入和建设思路
细胞生物学的教学一直存在课时少内容多、教师少学生多、知识更新速度快的问题。尽管教师进行了充分备课且应用了多媒体课件进行教学,但仍因课件内容太多,特别是有时教师为了完成教学大纲而赶进度,上课速度快,学生反映跟不上节奏,缺乏思考的时间,一堂课下来,觉得眼花缭乱,像走马观花似的看了一场不太懂的电影,也没有时间与老师进行交流,最终造成教学质量下降,没有达到预期的教学效果。为此,我们尝试着从学生角度来探寻教师应采取何种适用于本校学生较容易接受的方式授课,引导每一个学生积极主动地参与到细胞生物学课程教学改革的探讨与实践中。我们通过调查问卷,要求每个学生就老师对细胞生物学前1~2周的授课方式做出客观点评及在后续阶段应该做如何的改进和调整建言献策,真正意义上实现以学生为本,以大多数同学所喜爱的方式进行授课。基于收集到的学生反馈意见和建议,我们合理地对课程教学内容进行了优化处理,在课堂教学中仅挑选重点内容进行讲授,并依据教学内容不同采用多元化的教学手段。对于一些未讲到的知识点尝试通过南昌大学网络教学平台开展细胞生物学网络课程建设加以弥补,尤其是一些难点,在网络教学平台上以微课的形式进行精讲,以期学生重复观看且有时间消化和吸收。
我们依托的南昌大学网络教学平台,学生可在任何时间、任何地点上网学习。南昌大学网络课程平台由16个模块组成,分别是课程介绍、教学大纲、教学日历、教师信息、教学材料、课程通知、答疑讨论、课程问卷、教学邮箱、教学笔记、个人资源、研究型教学、课程作业、试题试卷库、在线测试和课程管理。基于此平台,对于细胞生物学网络课程的建设,我们的建设思路是为登录访问的学习者提供细胞生物学较丰富的网络教学资源,将梳理出的细胞生物学的知识点、概念体系和层次结构展现在网络平台上,并关注学生的访问情况和学习状况。理念是激发学生的学习动机,唤起学生的求知欲望,和学生共同成长,以达到教学相长和培养学生创新思维与创新能力的目的。
二、细胞生物学网络课程的建设及应用
我们除了在网络平台相应模块上共享本校细胞生物学精品课程教学资源外,还提供网址链接到其他高校如北京大学、清华大学等细胞生物学精品课程网站。并效仿名校名师关于该课程的网络建设的相关内容,在平台上我们每年更新的课堂教学PPT,进行网上批改作业、答疑互动和在线测试等;此外,我们在课程讨论区播报科研新闻,向学生介绍相关的科研网站,推荐一些较好的科普微信公众号,培养学生自己探寻科研的习惯,培养学生科学素养;选择近年来细胞生物学相关的诺贝尔奖研究成果、当今细胞生物学研究热点,引导学生针对细胞生物学教科书中与最新研究报道的异同点进行讨论,激发碰撞新思路、新想法,鼓励学生独立思考、大胆质疑,多方位、多角度地发现问题和解决问题;在个人资源模块中,我们将一些实验条件限制暂时不能大范围开展的细胞生物学实验进行细胞及结构观察等,通过文字、图像、录像、配音等手段将实验原理、实验内容、手术操作等环节生动展现,让学生如身临课堂,提高其自学能力;由于创新仍离不开实践的滋润[5],我们在课程通知区模块加大了本校与细胞生物学研究相关的创新学分、“挑戰杯”课外科技创新大赛、开放性实验课题、科研训练项目和“创新团队建设”的宣传力度,鼓励和引导科研兴趣浓厚的学生积极申请和参与到一些教师的课题研究中,营造良好的科研创新氛围,以使教学和科研相辅相成,培养学生的科研思维和实践能力。
学生还可通过网络平台上公布的课程教学指导进行网上自主学习,根据这个指导有重点地学习,并可把自己的学习心得、存在的疑问以及创新实验或挑战杯等研究的阶段性可公开成果、工作照或疑难点问题通过师生交互平台留言、发帖、跟帖,也可以用电子邮箱等方式与教师及时沟通和交流,并设置小组讨论等专栏实现同学间的互动。教师可以通过文字、声音、视频等多种媒体在网络平台上向学生进行图文声等信息的传递,通过网络的交互功能获得来自学生的图文信息。还可以此平台考察学生对研究的内容或提交的小论文表述得是否清楚,重点是否突出,回答问题是否简明、扼要、准确;此外,我们借鉴了本校“生物化学”课程的新型考试模式在细胞生物学网络课程建设平台上的在线测试模块做了相应实践,即采用了网络自测的形式进行[6]。教师根据细胞生物学课程学习内容和命题原则指导学生自主命题并制定参考答案,通过细胞生物学网络课程中的教师邮箱模块收集学生反馈的细胞生物学中的一些重点概念、要点知识,并编排成试题。教师对学生拟定的试题和参考答案全面评析,从中选择有代表性的、能测试学生学习效果的、具有创新性的试题和参考答案输入试题试卷库模块中。通过在线测试模块随时随机进行组卷,并设定答卷时间,允许学生随时可进行自我检测。这一步骤充分发挥了学生的主体作用,激发了其学习兴趣、训练了阅读文献把握重点脉络的能力,也增强了自身主动学习的责任感和创新意识。在研究型教学模块区,通过学生对课程讨论区模块的信息,根据学生参与的科研训练项目,来训练学生的发散思维能力。老师对这些题目进行征集,作为平时成绩奖励的依据,激发学生的逻辑思维能力和综合分析、解决问题的能力,并可以此来了解学生的创意思想和学习进展情况。在课外资源模块中引入国内外学术大师的有关治学精神和人格魅力等摘录或个性化选读作品等。倡导学生独立性和批判性思维能力的培养,师生关系摆脱了旧时的“权威者”与“服从者”角色,而更像是师兄师姐,或是朋友。
此外,由于该平台可充分实现师生之间的互动,因此,我们可通过课程问卷模块区的问卷调查及时得到学生的反馈意见,并根据实际情况对细胞生物学的课堂教学或细胞生物学网络课程的建设改进作出相应调整,以更好地服务细胞生物学课程体系的优化。
三、细胞生物学网络课程建设成效
篇3
[关键词]生物技术 细胞生物学 双语教学 教学改革
[中图分类号] Q2-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0101-02
一、引言
2001年9月教育部出台了要求各高校积极推动使用英语进行公共课和专业课的教学,特别强调应在生物技术等国家发展急需的专业率先开展双语教学的文件。[1] [2]生物技术是典型的高新技术,为了加强国际的沟通与合作,英语就理所当然地成了生物技术人才的重要工具。从某种程度上来讲,英语的驾驭能力与生物技术人才的国际竞争能力成正比关系。因此对于生物技术专业的学生来说,双语教学带来的英语水平的提高,可以起到“如虎添翼”的作用。[3]
细胞生物学知识更新很快,新概念、新名词、新技术不断涌现,是目前生命科学领域发展最为迅速的前沿学科之一。但目前欧美等地区处于这一领域发展的中心,高质量的细胞生物学学术论文都用英语撰写,90%以上的新发现都是以英语方式传播,要了解细胞生物学的最新进展,必须查阅相关英语文献。为培养复合型、开放型的高素质生物技术专业人才,对细胞生物学课程开展双语教学势在必行。本文根据笔者在细胞生物学双语教学实践中的体会,对高校生物技术专业的细胞生物学双语教学的方法进行了探讨。
二、双语教学教材的选择
教材选用是否恰当,对双语教学而言至关重要。教研组首先根据生物技术专业学生的具体情况编写了教学大纲及多媒体课件。在进行细胞生物学双语教学时,课程组仍以翟中和等人编写的《细胞生物学》(第3版)中文教材为主,同时,教研组对国际著名院校采用的教材Molecular cell biology、Essential cell biology、Molecular biology of the cell等进行选编,并辅以适量易读、简短的英语材料或文献的阅读资料。
三、选择适合的教学方法
教学方法和模式的好坏,是能否实现教学目标、完成教学任务的关键。课程组最初就设立了“以传授专业知识为主,以传授专业英语知识为辅”的细胞生物学双语教学目标,并据此精心选择了以下的教学方法。
(一)循序渐进
在细胞生物学的双语教学中,根据细胞生物学教学内容的难易,专业词汇的多少、生僻程度来决定多媒体课件中英语词汇的使用量以及课堂讲解中英语的使用量。遵循循序渐进的原则,让学生由简单到复杂、由少到多地接触并接受细胞生物学双语教学,在掌握专业基础知识的基础上,提高专业英语的听说读写能力。如在第一章绪论中,我们的双语教学以介绍术语为主,而在“细胞膜与物质运输”这一章,专业词汇不多,也不十分生僻,因此在这一章的双语教学中,无论是多媒体展示还是课堂讲解都可以采用通俗的英语来表达,多媒体课件采用了“全英文+生僻词中文注释”的形式。在整章内容的课堂讲解时,大约55%的内容使用了英语授课。对于难度较大的章节如“细胞信号通路”这一章,其内容本身就抽象难懂,专业词汇非常多且生僻,在多媒体课件中,中英文应各占50%:英语部分主要选择了一些非常基础且需要学生掌握的内容,并加中文注解。课堂讲解只采用了10%左右的英语。
此外,为了帮助学生课前预习和课后复习,提前将教学大纲、教案、课件资料(包括大量的图片、动画)、阅读材料及参考文献发给学生,对学生的学习提供帮助,鼓励学生自主学习。
(二)加强专业词汇的学习
细胞生物学是生命科学的前沿学科,新名词、新术语、新知识不断涌现。双语课堂教学效果在一定程度上依赖于学生对专业英语词汇的积累和扩充。如果学生对专业词汇量的掌握不够多,势必影响对专业知识的掌握。因此,在教学过程中,我们编写了专业词汇中英文对照表,让学生课前自主学习,以便学生在课堂上能在掌握基本专业词汇的基础上,在较熟悉的英语环境中更好地理解专业课堂内容。经过我们的实践,一般经过1 / 3的专业词汇的积累,学生往往就能适应和接受双语教学,跨越专业词汇理解这一难关。与此同时,教师还在课堂上随时将遇到的词汇,通过构词法进行简单讲解,降低学生对专业词汇的陌生感,有利于学生理解和记忆。而且这样的方式还能让学生举一反三,进而触类旁通地掌握更多的词汇。例如,前缀cyto表示“细胞”“细胞质”,skeleton学生知道是“骨骼”,那么cytoskeleton就是“细胞骨架”,而cytochemistry是“细胞化学”,cytoplasm是“细胞质”。
(三)充分利用网络的资源
当今社会网络高度发达,关于细胞生物学专业知识的网上资源也非常丰富,充分利用网络资源对教师和学生有着极大的帮助。我们课程组的做法是教师提前进行网络搜索,将与细胞生物学相关的国内外网站进行筛选、分类,收集到较适合我们教材内容的网站地址后,在第一节课时就介绍给学生,鼓励学生利用课余时间自主学习。因很多资源都来自国外网站,所以学生自主学习时,除了可以提高利用网络资源获取相关知识的能力,还能提高专业英语水平。此外,课程组还充分利用本校国家级双语教学示范课程《食品科学技术导论》的平台(http:// / )。该平台包含网络字典、细胞生物学习题、游戏、动画、在线学习、视频等相关资源,方便学生学习,有助于开拓学生的思想维度,激发学生的求知欲和创造力。
(四)充分利用课堂进行英语互动教学
目前双语教学要求学生具备一定的英语听力能力,而听力往往就是学生的弱项。教学中教师若不能设法提高学生的学习积极性及参与性,学生很可能就会因为教师过度的英语讲授而不能较好地理解和掌握专业知识,进而失去学习的兴趣。因此,在双语教学过程中,适时的师生互动是必不可少的。本课程组在细胞生物学教学过程中总结的互动形式有多种,如教师英语提问,学生中文回答,这时的问题要以浅显易答为主,提问的目的在于激发学生的兴趣,调动学生参与性,使学生精力更加集中。对于较难的问题教师可以用英语自问自答,目的在于强调内容的重要性,吸引学生注意力;也可以针对某个知识点,让学生展开课堂讨论,教师最后分别以中、英文加以归纳、总结。
四、教学效果评价
(一)教师评价反馈
教师的评价有定性评价和定量评价。定性评价包括课前随机检查学生的预习笔记、课外材料的阅读整理,了解学生的主动学习情况和学生上课表现及回答问题情况。定量评价包括笔试和平时考核,将两次成绩作为学生的最终成绩进而做出评价。笔试采取闭卷方式,在试题中有40%的考题用英文描述,涉及概念解析、回答问题等内容,重在考查学生对基本知识的掌握及理解情况,以及对专业词汇的理解和掌握情况。
(二)学生评反馈评价
学期结束时学生通过评教的方式对双语教学方式给出客观分数和主观评价。客观分数评教双语教学法要高于传统教学法(95.7 Vs 91.4)。学生主观评价主要包括在双语教学模式下自身的自主学习能力是否得到提升,学习的兴趣是否提高,专业英语水平是否提高,是否喜欢这种教学模式,学业压力是否增加等。
五、细胞生物学应用双语教学模式存在的问题及解决方法探讨
通过问卷调查、卷面考试等方式,可以看出细胞生物学双语教学模式在实践过程中也存在一定的问题。如教师需要转变思想观念,加强自身的英语学习,特别是因为需要花费比较多的时间和精力学习这种教学模式而更愿意采用传统教学模式的教师,更需要转变观念。而缺乏自律性,不能自主预习专业英语词汇和术语的学生,因不能适应双语授课模式而更习惯于传统授课模式。双语教学在一定程度上加大了学生的课业负担。此外,双语教学模式并不适用于所有的教学内容,例如“细胞信号转导”这部分内容比较抽象,学生即使采用母语学习也比较困难,因此这些内容就需要用传统的教学模式来讲授。有学生反映学习内容太多、太集中,知识消化不了,这些是我们在进一步改革时需要深入思考的。此外,在闭卷考试中,可将40%的英文部分试题分布在填空、选择和名词解释等单项分值较少的题型上,避免英文问答题。
尽管双语教学目前还处在起步阶段,存在较多问题,实施也有一定困难,但随着经验的逐步积累、师资队伍的不断建设、学生英语水平的不断提高,双语教学必将实现质的飞跃,上升到新的水平。
[ 注 释 ]
[1] 龙莉,李清,陈元晓,等.学生为本、循序渐进的细胞生物学双语教学初探[J].中华医学教育探索杂志,2011(11).
篇4
关键词:细胞生物学;因需导学;教学改革;人才培养
2014年9月9日,在同北京师范大学师生代表座谈时指出,“世界上没有两片完全相同的树叶,老师面对的是一个个性格爱好、脾气秉性、兴趣特长、家庭情况、学习状况不一的学生,必须精心加以引导和培育……好老师一定要平等对待每一个学生,尊重学生的个性,理解学生的情感,包容学生的缺点和不足,善于发现每一个学生的长处和闪光点,让所有学生都成长为有用之才。”随着改革开放的不断深入,市场也已经成为配置人力资源的决定性因素,毕业生深造和就业的出路已经非常宽广。因此,沿用以前的一本教材、一套讲义、一种教学方式,已经不能适应学生的需求。应当转变观念,树立以学生为本的育人理念,切实从学生的需要出发,为其提供适用的教学模式,使不同的学生在毕业之后能够用得上课堂所学的知识和方法。
一、因需导学教学模式的提出
“因材施教”是孔子践行的最主要的教育教学原则,是指在教学中教师根据不同学生的认知水平、学习能力以及自身素质,选择适合每位学生特点的、有针对性的学习方法[1]。2010年颁布并实施的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》[2]指出,“要树立人人成才观念,面向全体学生,促进学生成长成才。树立多样化人才观念,尊重个人选择,鼓励个性发展,不拘一格培养人才”。面对新形势,笔者提出“因需导学”的教学理念。即从学生的个性和需求出发,引导学生进行有选择性和有针对性的自主学习,从而使每位学生都能获得最合适和最有效的收益。“因需导学”的理念,在各级各类教学过程中都可以贯彻,在大学生中尤其适用。大学生毕业后深造和就业的方式有多种,应该鼓励他们从自己的人生理想、学术兴趣、自身条件、深造和就业去向等各方面的因素出发,因势利导,让他们在课程中寻找到不同的体验、知识和技能,从而使收获与需求、自身条件相匹配。在我国,大学教学工作重视的是专业教育,学生从大学第一天起就确定了专业,对不同专业的学生采用不同的教学模式。拿生物学专业来说,虽然我们期望学生毕业后从事与生物学相关的工作或研究,但其实有相当一部分的学生并非如此,而是转到其他专业或行业进行学习和工作。那么对于这些学生来讲,专业教育对于他们有多大的意义?有没有更好的教育方法?笔者尝试从“细胞生物学”的教学中摸索和探讨在专业课中运用“因需导学”的原则,以期对学生有更好的教学效果。
二、因需导学教学模式的实践
(一)通过调查问卷了解学生的差异化需求
开展“因需导学”教学活动,首先应该了解学生的需求和兴趣[3]。作为“细胞生物学”课程的任课教师,笔者为了解学生的需求和兴趣,进行了细致的调研和分析。在“细胞生物学”课程的第一堂课上,教师给每位学生发放一份调查问卷,内容包括2个问题。①你对现在所学的生物学专业感兴趣吗?②你大学毕业后的打算是什么?学生们作答后上交问卷,教师对结果进行统计,以最近一届的学生为例,共统计52名学生,结果如图1和图2所示。从图1统计结果可以看出,对生物学具有一般兴趣的学生为69%,感兴趣的学生为25%,不感兴趣的学生为6%。关于毕业后的打算,从图2可以看出,63%的学生打算继续深造,23%的学生还没想好,14%的学生要直接工作。因此,笔者针对上述调查问卷的情况,结合自己多年的教学经验,拟采取以下措施开展“因需导学”教学活动,其教学策略是:①对专业感兴趣和毕业后继续深造的学生,除课堂上的专业知识学习外,还应引导他们在课外进行更深入地学习和钻研;②对专业不感兴趣、毕业后要直接工作和还没考虑好的学生,要积极培养他们的学习兴趣,讲课时力求趣味性,知识不能太难,即使他们今后不想从事与生物学专业相关的工作,也要确保他们能学到有益于今后自身发展的知识和技能。
(二)通过推荐教材为学生提供自主选择学习内容的空间
选用优秀教材是提高学生学习兴趣,保证学习效果的一个重要途径。近年来,各出版社出版了不少相关的教材和参考书,经过笔者教研室多年的教学积累,考虑到学生的差异,教师向学生推荐中文和英文2种教材,中文教材主要有翟中和教授主编的《细胞生物学》(第四版)、王金发教授主编的《细胞生物学》。翟中和教授所著的《细胞生物学》教材是我国高校采用较多的“细胞生物学”课程的经典教材之一,被众多高校、科研机构指定为细胞生物学考研参考书目;王金发教授是国家教学名师,多年来一直奋战在教学一线,并且每年都组织教学会议,使全国高校的相关领域的教师都有机会学习其教学理念和方法。这2本中文教材结合教师课堂上的讲述,能够使得绝大部分学生掌握理解“细胞生物学”课程的知识。对于有浓厚兴趣、将来要出国深造的学生,则辅以英文教材,原版英文教材信息量大、图表案例丰富、知识更新周期短。主要有Alberts等编写的《MolecularBiologyoftheCell》(GarlandScience,5thEdition,2007)、GeraldKarp等编写的《CellandMolecularBiology:ConceptsandExperiments》(Wiley,6thEdition,2010)2本教材。它们是细胞生物学领域非常经典的教材,前者是GRE专项考试的常用参考书,后者每个章节的后面都配有思考题,对于那些感兴趣和学有余力的学生非常适合。
(三)通过布置课堂讨论课题和课后作业激发学生的学习兴趣
笔者在美国宾夕法尼亚州立大学作访问学者时,发现美国的教育很注重对学生独立思维能力的培养。教师在教学过程中,只是一个引导者,自己不一定讲很多,而是让学生自己讲,以学生为主体,调动学生的积极性去主动思考、探讨,学生在思考的过程中掌握知识和技能。学生只有自己先阅读教材和查阅相关资料,才能讲出来、讲得好。这就使学生从“被动”地接受知识转变为“主动”地掌握知识。笔者借鉴美国大学课堂的做法,在“细胞生物学”课程中组织学生开展了分组研究、集中汇报和自由讨论的教学活动。讨论以3~4人为一个小组,每组研究1个和生物学相关的课题,写出研究报告并在课堂上汇报研讨成果,然后所有上课的学生都可以针对汇报的内容提出问题和发表观点。前几年,笔者在教学讨论课上设定了参考题目,题目主要集中在细胞生物学科研究的热点领域,如“干细胞的技术和应用”“重要的细胞信号通路”等,目的是使学生的讨论相对集中、有重点,但在一定程度上也限制了学生的思路。最近几年,笔者没有设定参考题目,很多学生根据自己生活中感兴趣的问题选择题目,如学生的选题“从细胞生物学角度解读瑜伽的保健作用”,阐述了瑜伽保健的细胞生物学机理;“你好,色彩”选题探讨了日常生活中的植物和动物呈现的色彩和色素分子之间的联系。这样一来,无论对于专业课是否感兴趣,学生都能找到讨论的话题。而那些对专业课不感兴趣的学生也因为其他学生的选题逐渐对该课程产生兴趣。另外,在课后作业布置的环节上,笔者设计了不同形式的作业来引导学生进行多样化的思考。一种是传统式的题目,例如“比较线粒体和叶绿体在基本结构方面的异同”“细胞核的基本结构及其主要功能”,这些题目使所有学生都能掌握教学大纲中要求的基本知识。另外一种是开放式的题目,要求学生写出“细胞生物学”课程每一章内容的课后总结,这样做的好处有几点:①促进学生课下学习和阅读教材;②促使学生梳理知识脉络,对前后知识融会贯通;③自由发挥的空间大,对于认真钻研的学生,可以写得很深入,如有的学生用英文写总结,有的学生按照自己的理解画出一些细胞结构和过程的示意图,有的学生则结合生活中遇到的问题写课程总结,还有的学生把细胞生物学的内容和生物化学、遗传学的内容融会贯通写出总结。
(四)通过引导学生自主自发地开展课外阅读活动以满足不同的发展需求
在进行课堂教学的同时,教师设置了课外扩展阅读环节。教师将课外阅读材料在教学网络平台上,其内容主要包括下面3类。①研究方法和学习方法的文章。如“MIT实验室人员是怎样做学问的”“如何提高专业英文阅读能力”(施一公教授博客文章)等系列文章。另外一些书籍的课外阅读由该课的课代表课下组织安排,如“如何掌控你的时间和生活”“创造性的学习方法”等文章。②著名生物学家的研究经历和贡献。如:《Nature》杂志某一期的“OBITUARY”(讣告)是讲生物学家ChristiandeDuve的,他是著名的细胞学家和生物化学家,发现了过氧化物酶体和溶酶体,由于对细胞构造的研究贡献,他获得1974年的诺贝尔生理与医学奖[4]。这一内容是对课堂上细胞内膜系统一章内容的补充。③专业知识的延伸文献阅读。如近几年发表在《Science》上的文章“HowCellsKnowWhereTheyAre”(细胞如何知道自己的位置)、“Mysteriesofdevelopment”(发育的奥秘),是对生物发育知识的扩展延伸;发表在《CurrentOpinioninGenetics&Development》上的文章“RolesofG-protein-cou-pledreceptorsignalingincancerbiologyandgenetranscription”(G蛋白耦联受体的信号通路在癌症生物学和基因转录方面的作用)、“Mitogen-Acti-vatedProteinKinasePathwaysMediatedbyERK,JNK,andp38ProteinKinases”(ERK,JNK和p38蛋白激酶介导的有丝分裂原活化蛋白激酶通路),是对课堂上信号传导通路一章内容的深入扩展。以上内容基本上可以满足不同类别学生的需求。对细胞生物学不感兴趣、将来可能不在本专业就业的学生,可以只阅读第①类材料———关于研究方法和学习方法的文章;对细胞生物学兴趣一般、但将来可能在本专业就业或做研究的学生,在完成第①类阅读的基础上,可以阅读第②类材料———著名生物学家的研究经历和贡献;对细胞生物学感兴趣、将来愿意在这一领域继续研究和深造的学生,可以在完成第①②类材料的基础上,阅读第③类材料———专业知识的延伸文献阅读。这样,学生可以根据自身兴趣和需求选择阅读差异化的参考文献,为将来的发展储备适用的知识和能力。
三、因需导学教学模式的实践效果
笔者开展了5年的“因需导学”教学活动,帮助学生学会了学习,激发了学生的好奇心,培养了学生的兴趣爱好,营造了独立思考、自由探索、善于创新的良好学习环境,取得了较好的教学效果。在近几年的学生评教中,学生对于“细胞生物学”课程的课堂教学给予了较高的评价,学生网上评价为非常满意和满意,分数位于学院理论课的前5名,小班实验课的前3名。由于继续深造的学生占很大的比例,而“细胞生物学”课程又是大多数专业的必考课程,所以很多学生对“细胞生物学”课程的学习非常重视,并产生了浓厚兴趣,部分学生进入到教师的科研实验室开展相关科研项目的研究工作;部分学生已经在本学科国际和国内期刊发表文章;部分学生继续到国内外著名院校进行细胞生物学方向的深造。另外,就业与细胞生物学无关的学生,在谈起这门课程时认为“因需导学”的教学方法为他们的个性学习和发展提供了空间,使他们学到了解决问题的方法。
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[4]邹青.刍议美国大学教育对学生独立思维的培养[J].知识经济,2014(8):158.
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【关键词】教学;细胞生物学;教学方法;多媒体技术
作为生物专业和生命科学的重要课程,细胞生物学一直都是相关领域的必修课程。将细胞生物学这门学科给教好,对于提高学生的专业素质、提升学生走向社会之后在职业生涯中的竞争力都是大有裨益的。然而鉴于细胞生物学这门课程本身的特征,即细胞生物学的研究对象是细胞,而细胞本身就是需要借助显微镜才可见的,因而也一直找不到能够适应这门学科的传统教学方法。随着现代教育的逐渐发展,多媒体技术[1]也越来越被广泛地应用于教学当中。利用多媒体技术进行细胞生物学的教学,可以使学生更加全方位地了解微观世界的生物细胞,进而大大提高教学质量。
一、细胞生物学概述
所谓“细胞生物学”,是指是在分子水平、亚显微水平和显微水平这三个层次上,研究细胞的结构和功能,以及各种生命规律的一门学科。细胞生物学通过使用近代物理学与化学的科技成果以及分子生物学的概念、方法,基于细胞水平来对生命活动进行研究,细胞生物学所研究的核心问题就是遗传及发育的问题。但是因为细胞生物学是对微观世界的探究,因此若要对其进行研究,就必须运用到显微镜。
正是由于细胞生物学的上述特征,使得在用传统方式进行细胞生物学的教学时,会出现很多的弊端;而在用多媒体技术进行细胞生物学教学时,则会显现出很多的优势。
二、传统细胞生物学教学方法中存在的问题
传统的教学方法就是书本加黑板,即老师在讲台上通过板书的形式,向坐在讲台下面的学生们传授书本中的知识。而一直以来,这种传统的教学方式也一直存在,并且在现今教学方式中仍然占据很重要的地位。这种传统的教学方法固然能够让学生们理解书中的某些知识,但是它还是存在很多的弊端的,尤其是当这种传统教学方式应用于像细胞生物学这种抽象的学科时,它所呈现的不足则更加明显了:
(1)细胞生物学是一门很抽象的学科,仅仅通过老师的板书和口授是达不到很明显的教学效果的,毕竟这门学科的研究对象是微观的细胞,是人的肉眼所不能看见的东西。如果教学方式仅仅停留在传统方式上,老师们只能通过口授或者是在黑板上以简单地图表来向学生们阐述细胞的结构,因此学生们是很难想象细胞的构造的,因而学生们不能够对细胞的功能有更为深刻的理解,这对于学生对相关知识的吸收是很不利的,因而教学质量也不会很理想。
(2)在授课过程中,老师们可能需要向学生们讲解细胞的具体构造,以便学生们对细胞各部分的功能会有一个详细的了解。为了使讲解能够更加生动和具体,老师可能需要在黑板上画出细胞结构的简略图,一方面由于黑板上所画的图都是二维的,没有立体感;另一方面,老师们画图的水平毕竟有限,不可能在黑板上画出比较清晰明了的细胞图,因此传统教学方式的教学效果不显著。
(3)一节课的时间是有限的,如果老师花过多的时间在板书的书写和画图上,就会浪费宝贵的上课时间,那么在原本就有限的时间内所能讲述的知识就更加的少了。既然时间利用率不高,那么自然教学质量也不会很理想了。
综上所述,若用传统的教学方法对细胞生物学这门学科进行授课,教学质量是不会很好的。这个时候,多媒体教学就显得有优势多了。因此,需要通过利用多媒体技术来进行细胞生物学课程的讲解。
三、利用多媒体技术进行教学的优点
科技的进步也推动了现代教育的发展,如今大部分学校都配备了多媒体教室,在多媒体教室老师可以通过多媒体技术向学生们授课。所谓多媒体教学方式,就是指将授课方式与计算机技术结合起来。通过多媒体技术,可以将原本抽象的知识形象化。在授课过程中,通过向同学们展示丰富多彩的、吸引眼球的图片、音频、视频等,充分调动了学生们在上课时的感官,使得原本枯燥的、抽象的知识变得生动、具体,增加同学们上课的兴趣,进而可以改善教学质量。
尤其是像细胞生物学这样抽象的学科,所研究的对象又是人的肉眼不可见的细胞,传统的教学方法不能够形象地向学生们展示细胞的内部构造以及细胞的变化等。因而,通过多媒体技术进行细胞生物学的教学,是有很多优势的:
(1)通过多媒体进行教学时,可向同学们展示相关的图片、视频和音频,充分调动同学们的感官,增大同学们可获取的信息量,让同学们了解更多关于细胞结构的知识。例如老师若要向同学们展示细胞有丝分裂的整个过程,在传统教学方法中,老师们可能需要在黑板上画出细胞有丝分裂各个阶段的图,以便向同学们解释各个阶段细胞的变化,这样做一方面浪费时间,另一方面如果老师在黑板上的图由于失误而画错了的话,还会误导学生。但是利用多媒体课件,并用形象的图片和适当的动画设置加以辅助,就可以形象生动地向学生们展示细胞有丝分裂时的整个过程,这样同学们对相关知识的记忆也会更加深刻。
(2)以前“填鸭式”的教学气氛,即老师在讲台上讲课,同学们在下面疯狂地记笔记,使得教学质量很不理想。然而通过多媒体技术,使得教学方式不再呆板,相反,会使得课堂气氛活跃,因而可以显著的改善教学效果。
(3)俗话说,“兴趣是最好的老师”。通过多媒体技术,将原本枯燥的细胞生物学这门科目变得生动和有趣,因而可以大大增加同学们对这门科目的兴趣,提高同学们对这门科目的记忆。同学们的兴趣提上去了,那么同学们学习这门科目的能力也就提上去了,教学质量也就会有相应的提升了。
(4)可以省去很多老师板书的时间,因而可以增加课堂的时间利用率,老师们也就可以有更多的时间去讲解更多的知识了,同学们所学习的也就多了。
(5)在传统的教学方式中,学生们在课堂上会由于忙于记笔记而没有很在意老师所讲的某些重要的知识点,这是得不偿失的。但是在多媒体教学方式中,老师们的授课都是有相应的课件的,学生们大可在课堂上认真听讲,只是适当地做笔记,不要忽略老师所讲的任何一个知识点,课后再向老师拷贝课件就可以了。
(5)在多媒体教学方式中,由于老师不再是在讲台上“疯狂”地板书,学生们也不再是在下面“疯狂”地做笔记,使得老师和同学们在课堂上有更多的时间进行互动和交流,学生们哪里没有理解得透就可以当场提出来,老师当场进行解惑,对于改善教学质量也是大有裨益的。因而,利用多媒体技术进行教学,会使得整个课堂的互动性更强。
四、将多媒体技术应用于细胞生物学教学中的具体做法
前已所述,将多媒体技术应用于细胞生物学这门学科的教学中,是有很多的优势的。那么如何将多媒体技术应用于细胞生物学的教学中呢?可从如下几个方面来说明:
(1)老师们要精心的制作多媒体课件,课件就相当于传统教学中的板书,老师是要根据课件进行课程的讲解的,因而课件的质量将直接影响整节课的质量。课件并不是文字和图片的简单罗列,相反,课件应当是老师在对本节课进行备课时,对知识进行梳理后,想好了怎样对知识进行编排有利于学生们的理解,再进行课件的制作。课件不宜做得太过花哨,否则会分散学生们在课堂上的注意力,反而不太好;但同时课件也不应该只是文字的堆积,否则这样的课件也就只是传统板书的电子版,也就达不到提高学生的学习积极性的目的了。因而课件制作,应当分清主次,并且有一定的逻辑。
(2)即使是利用多媒体进行授课,也要将多媒体技术与传统教学方式相结合,才能达到更好的效果。虽然传统的教学方式存在很多弊端和不足之处,但是却不能对这种传统教学方式进行全盘否认。例如在进行多媒体教学时,虽然通过图片和视频等会使同学们对知识的接受能力更强,但是有时候同学们还是会对某些知识点比较晦涩,这时候传统的板书就应当充当一个辅助作用了。毕竟老师对每个知识点的理解程度都会比学生更为深刻,通过板书和老师在黑板上做进一步的演示,学生们对某些知识点的理解才会更加的深刻。
(3)教学内容应当及时地更新,以便能够跟得上时代的步伐。由于学校的课本一般都是好几年前就已经出版了的,因而书本上很多的知识点或是描述得不够全面或是跟不上时代的步伐。尤其是像细胞生物学这样的学科,更新的频率是很快的。老师在进行备课时,应当将已经更新了的知识体现在所制作的课件中。在授课的过程中,就应当将这些书本中没有的新知识向学生们讲解。通过向学生们传授相关领域的比较新的知识和比较前沿的研究,可以让学生们掌握最新的知识,开阔学生们的眼界,打开学生们的思维,这对于学生们以后的职业生涯是有莫大的帮助的。
(4)国外对细胞生物学这一领域的研究是比国内做得要多的,所取得的成就也是优于我国的,因而在进行授课时,不应当仅仅局限于国内的研究成果,不能坐井观天,相反,应当放眼全世界,积极地吸收国外先进的研究成果,那样才会有进步。老师应当多看看国外的书籍,多了解国外对这门课程是如何讲解的,向外国人多借鉴和学习,同时也要鼓励学生们多看看国外的书籍。通过多媒体技术,利用图片、视频等,可以更好地向学生们展示国外相关领域的研究成果。
(5)在教学中要注意将多媒体教学和启发式教学相结合。多媒体授课的显著特征就是在授课过程中是需要用到课件的,而课件是可以设置各种动画效果的。因此为了充分调动学生们在课堂上的积极性,可以通过对动画效果做相应的设置而起到引导学生积极思考的效果。通过课件的启发,可使得学生们积极进行思考,会让教学效果事半功倍。
五、对于将多媒体技术应用于细胞生物学教学的展望
多媒体技术为现代教育的教学方式开辟了一条全新的道路,通过多媒体教学中所用到的形象的图片、音频及视频等,可以使抽象知识具体化、枯燥的课堂生动化、静态的学习动态化,因而可以使得教学质量有意想不到的提升。
前文已经详细地说明了利用多媒体技术进行细胞生物学这门课程的教学的优势以及具体做法,其实多媒体教学可以应用于任何一门课程的教学,只要能够以适当方式使用多媒体技术,并辅助以传统教学方法,就一定会取得更好的教学质量效果。
六、结论
细胞生物学是一门特殊的学科,它所研究的对象是人的肉眼所不能看见的细胞,这种特殊性也使得通过传统的教学方式进行教学是不能取到很好的效果的。随着科技的发展,现代教育也逐渐与计算机接轨,通过对媒体技术,可对该课程进行生动的讲解,即化抽象为具体、化枯燥为生动,从而提高同学们对细胞生物学这一学科的兴趣,进而可以提高教学质量。因而将多媒体应用于细胞生物学这门学科是有很多的益处的。
参考文献:
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[4]苏娟,訾晓渊,张树忠,等.浅谈因材施教在医学细胞生物学教学中的应用[J].中国科教创新导刊,2011(26)
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经济的迅猛发展带动科技的日新月异,网络技术与通信技术发展迅速,微信、微博等交流媒介成为大众知识共享的传播平台,而微课作为教学中的创新也备受关注,作为对传统教学模式的颠覆,其更注重教学效率的提升与教学质量的理想化。伴随移动学习时代的到来,微课使得当前学校教育及社会教育都发生了显著的变化。但是我们应该看到,时代催生的网络视频也带有某种弊端性,难以真实有效地满足各个层面的学习需求[1]。焦建利教授提出:传统的课堂实录视频资源已经难以实现互联网时代人们注意力模式的匹配,因此传统的教学方式也很难满足师生教与学的需求。
加上网速及宽带的硬性限制,教学资源周转率低,优秀教育教学资源被无形浪费。基于这样的背景,微课诞生,吸取了传统教学视频的弊端教训,更注重主题的突出明确,更具有针对性与服务性,在内容设置上也趋于短小精悍,实现了自由补充与延伸[2]。对于生物细胞学科教学来说,实验是教学的关键,在教学中发挥着重要的作用。不可否认的是生物学作为生命科学的前沿学科之一,无论是实验技术方法还是理论知识阐述都实现了深度的提升与广度的延伸,逐渐实现与遗传学、分子生物学及发育生物学的学科融合,逐渐在生命科学研究领域占据主导[3]。因此,实现微课与细胞生物学实验教学的结合,对学生创新能力与独立思考能力的培养逐渐成为生物实验教学关注的焦点,成为细胞生物学实验教学改革的要务。
一、微课简述
1.微课的起源。微课最早由美国爱荷华大学LeRoy A. McGrew教授提出,初衷是针对化学课程总结的60秒概述,设置了三大主体部分,分别为总体介绍、解释说明及举例分析。后来英国学者T.P.Kee在此基础上提出了一分钟演讲,所谓的一分钟演讲就是突出演讲的精练传神,要求具有缜密的逻辑结构及真实生动的案例阐述。在经过上述两个阶段的发展后,微课由美国新墨西哥州圣湖安学院大卫.m.彭罗斯提出并创建实施。其包括15到30秒的介绍及结论,服务与上文的关键概念导引。然后录制上述内容并限制时间为3分钟内,在微课程指引下提出书面作业要求,学会借助课外阅读或者实践活动完成关键知识的学习。目前最具代表性的当属Educause的微课理念,不是指微观学习中的微内容,而是以建构主义学习理论为支撑的在线教学或格式化教学中的教学实际。
2.我国微课发展现状。我国微课依然是新兴事物,起步晚,发展相对缓慢,目前涉及领域也有部分处于空白。基于微课的发展现状,当前学术界也未就微课理念达成共识。学者焦建利[4]认为,微课是对某一知识点的集中阐释,主要特点就是短小精悍,在线教学视频是其主要表现形式。学者祝智庭[5]则认为微课应该就某个教学主题展开延伸,组织精细化的课堂教学设计,时间限度最好控制在10分钟以内。而学者胡铁生[6]则认为微课程注重的是视频的微小,因此在针对单一学科或者单一知识点组织教学时应注重教学情景的融入,突出在线学习与自由学习。这一概念也逐渐被大众所认可。资源建设方面,我国微课也尚未成型,目前的应用研究还相对零散,评价模式也有待完善。实现微课程的规范化发展还有很长的路要走。
二、细胞生物学实验教学存在的问题
1.内容更新缓慢,亟待加强。我国的细胞生物学实验教学一直处于教学滞后阶段,仅仅作为理论教学的补充或者教学附属而开设,缺乏关注上必然影响教学的创新与跟进,加上该实验教学项目单一化趋势严重,时代气息不足,技术手段及知识的综合运用十分缺乏,内容更新十分滞后。
2.教学方式单一化,学生自主性不足。细胞生物学实验的基本流程就是提前由教师准备好实验材料、实验仪器及实验试剂,学生在教师的示范引导下按部就班地进行实验操作,整个操作过程趋于程式化、简单化。学生不仅无法在实验准备阶段有所参与,更挫伤了学生创新与研究的积极性。
3.教学方法贫乏,缺乏对学生创新能力培养的关注。传统的细胞生物学实验教学受有限的教学时间的限制,因此实验内容与要求也大多提前限定,教师单纯地演示讲解,学生被动地参与学习,双方互动交流不足,教师也无法引导学生进行实验的创新。
4.教学技术陈旧,现代教育技术参与较少。细胞生物学作为生物教学的前沿学科,理应注重教学的创新,特别是积极加入现代教育技术的创新元素,以信息技术为核心推动实验教学。但是我国细胞生物学的教学现状却是现代教育技术十分欠缺,传统实验教学维度单一化趋势严重。
三、微课在细胞生物学实验中如何应用
1.微课的特性和优势,传统多媒体教学的弊端:伴随多媒体技术的迅猛发展及教学融入,部分教师开始尝试运用多媒体辅助教学,但是当代大学生自由散漫的个性也成为多媒体辅助教学实施的制约因素,学生难以集中精力听取教师讲课,精品的视频资源难以得到高效率的运用。应用于课后学习的视频资料也难以受到学生的关注与重视,多数处于闲置。微课则突破了视频教学的局限,具有普通视频教学资源不具备的教学优势。首先,其教学内容浓缩,教学时间较短,借助移动端操作更为便捷,学生学习积极性显著提升。其次,其教学主题十分明确,学生能够迅速找到自己感兴趣的点,从而获得启发教育或者延伸学习。最后,微课视频的教学容量相对较小,符合学生的接受能力,学生更积极主动地参与到微课学习中去。
2.细胞生物学微课设计,把握10分钟原则:注意力10分钟。10分钟内有明确的教学目标,内容短小,集中说明一个问题的小课程。微课设计ADDIE模型:A,分析;D,设计;D制作;I应用;E,评价。通常来说,微课设计要想保证自身的完整性必须具备6个基本环节,分别为教学主题的明确、前段分析、微课基础知识点的切割与划分、微课资源要素的重点设计、微课视频录制及后期加工处理、微课的最终终端输出与展现。6个环节紧紧相扣,推动微课的高效开展。
四、微课引入实验教学的意义与应用前景
微课具有广阔的教育应用前景。2011年,手机将取代个人电脑成为个人信息中心。学生自带设备BYOD,包括个人电脑、手机、上网本、平板等越来越普遍化。这为微课的实施提供了必备的硬件前提。调查中发现,84.44%的被调查者认可微视频在微课教学中的核心地位与作用,并且70%以上的人认为配套的教学设计与课件也是不可忽视的部分。纵观当前的教育改革,多数一线教师已经充分认识到微课教学的魅力与优势,开始在课堂教学中尝试微课教学。其中范福兰等人在基于交互式微视频教学资源教学应用效果的调查显示,70.5%的学生认为交互式微视频资源能够激发他们对课程学习的兴趣,单一的图文及音视频资源则受关注度一般,这也从侧面说明随着流媒体技术的发展成熟,微视频的教学前景将是广阔而光明的。
五、一些值得思考的问题
1.有关微课适用性,微课程在全国范围内展开,带来教学思想、教学模式的重大转变,各个领域、各种培训、不同学科对于微课程应用的尝试存在“泛用”、“滥用”现象。微课程适用于哪些领域、哪些课程、哪些内容以及荧光怎样设计、怎样制作、怎样使用才是最科学合理的成为今后科学研究的新课题。
2.细胞生物学实验微课应用存在问题,我国针对该专业的微课理论研究及实践演练依然不足,多数高校在微课开展实施的过程中存在建多用少的资源浪费现象。因此必须将微课作为校本研修资源,对其加强引导宣传,让教师认可微视频教学的优势并拓展专业发展的新途径。此外微课程应奠定创新型教学模式的资源基础,以期为学生提供更实用的教学资源,做好教学辅助。当然微课作为新兴教学理念,应该在移动学习与泛在学习的基础上实现教学需求与教学实践的同步发展,最大限度提升微课程的开展利用率。
六、总结
微课作为新兴的教学模式理应受到关注,了解微课的本质内涵,在梳理其优势与缺陷基础上综合当前的运用实际,科学预测并规划后期发展,实现微课在设计开发与应用上的创新完善。本文就微课教学的几点问题进行了归纳分析,以期为微课教学的拓展应用提供有效思路,让微课的魅力更多地展现出来,服务于高校教学。
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1 高校发现法教学的意义
1.1 有利于激发学生的学习热情
学习热情就是学生对学习感兴趣的程度,是学生学习的潜在动力,能促进智能的发展,从而达到学习目标[4]。传统填鸭式的教学方法很难调动学生的学习积极性和学习热情,而高校发现法教学模式有利于充分挖掘学生的自身潜力和个性自由发展,从而激发学生的学习热情。
1.2 有利于提高学生的学习效率
发现法教学是以发展学生探索能力为目的来组织教学的过程,培养学生探究性思维方式是其重要目标之一,它突出了学生的“主体”地位,课堂上学生由原来的“要我学”转变为“我要学”,从而提高课堂教学效率[5],有利于学生学习效率的提高。
1.3 有利于培养学生的创新能力
发现法是在教师启发指导下学生独立思考、积极探索、创造性解决问题并获取知识及发展能力的教学方法[6]。通过教师的引导,学生积极地去发现问题,多角度、全方位地思考问题,思维更具有独立性和深刻性,从而有利于学生创新能力的培养。
2 细胞生物学发现法教学的实施过程
2.1 相关知识背景的回顾
首先是对相关知识背景进行回顾,相关知识是指与本堂课的发现学习内容密切相关的,细胞生物学教学中有些知识是学生已经学习过的,可以通过提问的方式进行回顾,有些知识背景可能大部分学生并不了解,这就需要教师做一下简单的介绍,以便于学生进行下一步的发现学习。这一环节占用的课堂时间不宜过长,一般为5~10分钟即可。
2.2 提出需要发现的问题
教师把科学上已经解决或发现的某个问题,作为未知问题提出,提出的问题作为学生发现的目标,虽然学生是对已有知识的再发现学习,但是提出的问题不能盲目和随意,要根据所要达到的细胞生物学教学目标(包括知识目标、能力目标和素质目标),并结合学生现有的知识结构和能力水平,提出适合学生去发现的问题。
2.3 学生发现,教师巡回指导
学生根据教科书及有关参考资料开始发现学习,教师进行巡回指导,学生通过自身的观察和阅读去发现问题,对有些不能确定答案的问题可以开展小组讨论;教师的指导方式有针对全体学生的统一提示和引导,也有针对个别学生的师生互动谈话交流。这一环节是发现法教学的关键和核心,是学生逐步实现自我发现“新”知识的过程,课堂时间一般为30分钟左右。
2.4 共同归纳总结,解决问题
学生通过自己的发现学习对有些问题得到的结论有时是零碎和分散的,不够系统和精炼,需要进行归纳和总结。教师通过对所发现的问题进行提问,及时了解学生发现学习的情况,针对细胞生物学教学目标中的重要知识点进行归纳总结,实现真正意义的发现,这一环节一般为5~10分钟。
3 高校发现法教学应注意的问题
3.1 注意提出学生感兴趣的问题
兴趣是人们力求认识或感知某事物的一种心理倾向,兴趣越浓厚,求知欲就越强烈,学习也就更加积极主动,所以兴趣对于学生的主动学习是非常重要的[7]。高校发现法教学实施过程中对发现问题的设置非常关键,应注意提出学生感兴趣的问题,增加学生去积极发现问题和解决问题的动力。
3.2 加强教学过程中教师的引导作用
在教师引导下,受教育者主动接受教育活动,学生的主观能动性可以得到更大的发挥,他们能逐渐脱离教师指导,从事独立的学习活动[8]。在发现法教学的实施过程中教师的引导作用是非常重要的,它关系到发现法教学的成败,因为教学的本质在于引导,教师可从学生的实际出发,当学生发现问题偏离方向时及时给予规范性引导,通过教师引导和启发,使学生逐步形成解决问题的方法和思路,以进一步解决问题,不断进行探究和发现。
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作者认为这一定义的概括性较强,内涵也更有深度。虽然对细胞的概念可以做各种各样的理解和解释,但作者认为应从以下一些角度去认识细胞作为生命活动基本单位这一概念。
(1)一切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位。
一切有机体均由细胞构成,只有病毒是非细胞形态的生命体。
(2)细胞具有独立的、有序的自控代谢体系,细胞是代谢与功能的基本单位。在有机体一切代谢活动与执行功能的过程中,细胞呈现为一个独立的、有序的、自动控制性很强的代谢体系。
(3)细胞是有机体生长与发育的基础。一切有机体的生长与发育是以细胞的繁殖与分化为基础的,这是研究生物发育的基点。
(4)细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性。每一个细胞,不论低等生物或高等生物的细胞,单细胞生物或多细胞生物的细胞,结构简单或复杂的细胞,未分化或分化的细胞(除个别终末分化的细胞外),性细胞或体细胞都包含着全套的遗传信息,即全套的基因,也就是它们具有遗传的全能性。
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1.国际生物学奥林匹克竞赛回顾
ibo是为有志于生物科学的中学生设立的,实践证明其目的主要有三:一是学生通过创造性地解答有关生物学问题,进一步激发学习兴趣和发展生物学能力;二是促进有志于生物学的各国中学生的接触与交往;三是增进不同国家青年之间的友谊,以利于国家之间的了解与合作。同时,各国通过竞赛和交流实现基础生物教育的共同提高。
(1)ibo的产生 捷克从60年代中期就开始举办全国性的生物学竞赛,波兰和前苏联也较早地在国内举办较大规模的生物学竞赛。1987年上述三国外加保加利亚和东德共同发起组织ibo,并在捷克的布拉格举行了第一届协调员会议,会议决定第一届ibo于1990年7月在捷克举行。1988年,五发起国共同制定了竞赛规章。1989年,五发起国加上比利时、罗马尼亚、匈牙利在捷克的巴诺举行了第二次协调员会议,讨论通过了ibo规章,并决定在布拉格成立一个ibo协调中心,负责收集一切有关ibo的资料和信息,收集参赛国最近使用的教科书和教学大纲,协助举办国协调和邀请其他国家的观察员等。这样,第一届ibo在捷克奥罗莫斯市如期顺利举行,有6个国家参赛,另有7个国家派出了观察员。
(2)历届情况 按规定,每个国家只能有一个队参赛记成绩,每队选手最多4名。金、银、铜奖牌数分别按参赛人数的10%、20%、30%设置,获奖面大,故各国尤为重视金牌的角逐。
其中有2个队8名选手只参赛不记成绩
(3)ibo试题 1991年12月召开的第五次协调员会议(布拉格)通过了《国际生物学奥林匹克竞赛纲要》,对ibo考试范围和命题要求作出了明确规定。在理论部分,生物学概念是适用于一个类群中大多数生物的那些概念,个别事实、例外或关于某地特有生物的知识不在考试之列,主要考查学生的理解能力、科学工作能力和应用生物学知识的能力;单纯记忆的内容应尽可能少,最多不超过总分的25%;试题覆盖面要广,一般应包括细胞生物学(25%)、植物解剖与生理(15%)、动物解剖及生理(15%)、动物行为学(5%)、遗传与进化(15%)、生态学(15%)、生物系统学(10%)7个部分。在实验部分,要求考生掌握的基本技能有:观察、测量、分类、联系、计算、数据的组织整理与表达、预测与设计、推论、提出假设、限定实验操作、变量的确认与控制、实验(从设计到得出结论),此外还列出了分光光度计等7种设备及离析和压片等30项技术与方法,要求了解其基本要点,并在有必要指导时加以运用。
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靶向制剂的概念起源于诺贝尔医学奖获得者德国科学家PaulEhrlich提出的“神奇子弹”(magicbul-let),近二十年来,脂质体阿霉素等药物载体制剂的上市,把肿瘤的药物治疗带入了“分子靶向药物”时代。药剂学也从传统的工业药剂学,发展到了新型的分子药剂学领域。通常根据靶向制剂在体内的靶标不同,将靶向方式分为:一级靶向(作用于特定器官和组织)、二级靶向(作用于特定细胞)和三级靶向(作用于细胞内特定部位和细胞器)。三级靶向主要是新型分子药剂学的研究领域,细胞生物学(Cellbi-ology)的学科基础有助于分子药剂学的深入发展。线粒体是真核细胞中由双层高度特化的单位膜围成的细胞器。主要功能是通过氧化磷酸化作用合成ATP,为细胞各种生理活动提供能量,是细胞生长的能量工厂。已有学者研究以线粒体为靶点的新型药物传递系统,通过作用于细胞内的线粒体,促进癌细胞的凋亡及坏死,起到靶向治疗肿瘤的目的[8]。干细胞(Stemcells)是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。肿瘤干细胞对肿瘤的存活、增殖、转移及复发有着重要作用。从本质上讲,肿瘤干细胞通过自我更新和无限增殖维持着肿瘤细胞群的生命力,肿瘤干细胞的运动和迁徙能力又使肿瘤细胞的转移成为可能。已报道通过脂质体及其靶向修饰技术,可以靶向传递抗癌药物至肿瘤干细胞[9]。细胞内涵体逃逸(osomalescape)是一些药物发挥效应的必经过程。采用制剂技术来加强这些药物的内涵体逃逸是药剂学前沿的研究热点。如在RNA传递实际应用中,必须克服递送后RNA被内涵体包埋这一问题。一些研究运用内涵体溶解肽、化学内涵体溶解剂和光诱导内涵体逃逸的策略来解决这一问题[10]。此外,将细胞穿透肽(CPP)-药物复合物靶向递送到特定器官、肿瘤、病毒感染细胞的方法对于实际治疗应用也是必要的。近年来在这方面已有很大进展,尤其是通过非共价结合形成药物CPP复合物[11]。纳米技术已经在药剂新技术中具有重要位置。由此产生的纳米药物具有增加难溶性药物溶解度、吸收和生物利用度的优势。新型的纳米材料已经用于改善疾病的诊断和治疗,通过有效传递药物、生物大分子和成像剂到靶部位的细胞。这种诊断性和治疗性的药物也叫纳米药物(Nanomedicine)。这需要部位特异性的细胞传递以及随后亚细胞的定位。探究纳米药物进入细胞的路径对于纳米药物的开发十分重要。纳米药物可以通过很多通路进入细胞,但目前并未完全清楚。纳米药物可以通过网格蛋白介导、小窝蛋白介导、内涵体通路、溶酶体通路或巨胞饮方式进入细胞[12]。
2材料学
与药剂学相关的材料学(Materials)包括药用高分子材料学、晶体材料学、生物材料学等。以高分子聚合物为基础的聚合物前药已经有二十年以上的发展历史,高分子聚合物以聚乙二醇、N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、聚谷氨酸等最为常用[13]。聚合物前药用于肿瘤治疗主要基于肿瘤部位的EPR效应(加强穿透和滞留效应),一般认为分子量大于20000的聚合物EPR效应最为明显。聚合物前药载药量也从5%~10%发展到30%以上,聚合物前药在溶液中可以形成0~20nm左右的纳米粒子,因此该类药物也是纳米药物的一种。聚合物前药通常以酯键、酰胺键、二硫键等相连,此外,也出现了温度敏感、pH敏感、酶敏感的连接键类型。这些类型进一步丰富聚合物前药的发展方向和内容。目前,该类药物还没有上市品种,最接近上市的是聚谷氨酸-紫杉醇前药,进入了Ⅲ期临床。很多聚合物前药因为药效降低及非靶器官的副作用终止于Ⅱ期临床[14-15]。这类药物还需进行大量和深入的研究才有可能在商品化上有所突破。难溶性药物增溶及生物利用度的改善一直是药剂学研究的热点。难溶性药物绝大多数是晶体药物,药物溶解需要克服晶格能,从规律排列的点阵中解脱出来。无定型药物(Amorphous)可以增加难溶性药物溶解度和溶出度,主要是由于其中药物的无序排列,需要克服更少能力即能溶解。但无定型状态是不稳定的,在溶液中,溶解的药物趋向于结晶(Crystalli-zation),在溶液中可以形成超饱和的状态(Supersatu-rablestate)[16]。无定型形式也是药物多晶型中的一种。晶体材料学的学科理论有助于认识和理解无定型药物的特征,指导无定型药物的设计。对超饱和状态对结晶规律的深刻认识有助于无定型药物的设计。很多研究发现[17],采用羟丙基甲基纤维素(HPMC)可以扩展超饱和状态,并可以抑制结晶的产生及生长。聚合物的类型和浓度在抑制超饱和状态下的药物结晶程度是不同的。结晶类型也分表面结晶、大块结晶、边缘结晶等。普渡大学的Taylor教授课题组[17]和威斯康星大学的YuLian教授课题组[18]是两个知名的课题组,在此领域进行了深入和细致的研究。生物材料已经广泛用作药物传递系统的载体材料。生物材料学理论基础有助于设计具有体内靶向性的药物控释系统。生物材料用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料,即用于取代、修复活组织的天然或人造材料,其作用药物不可替代。生物材料能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去的某种功能,而不能恢复缺陷部位。药物缓释支架(DES)就是很有代表性的生物材料[19]。给金属裸支架穿上一层化疗药物的“外衣”,如紫杉醇、丝裂霉素等,可以降低再狭窄的发生,称之为药物缓释支架。缓释支架是一种崭新的药物控制释放系统,给组织、器官损伤的治疗带来了新的希望,也有很多此类的基础研究[20]。美国食品与药品监督管理局(FDA)于2003年批准了DES应用于临床冠状动脉治疗之中,至今已应用非常广泛,欧美国家、新加坡、日本等药物支架的使用率在30%以内,在我国一些大医院,药物支架的使用率达到60%~90%,个别医院甚至高达100%。
3分子影像学
分子影像学(Molecularimaging)是随着分子生物学的发展而逐渐出现并发展起来的,影像技术最早是分子生物学的研究方法之一,随着技术手段的逐渐完备和多样化,形成了自身的科学规律,进而成为分子生物学的一个分支学科。分子影像学是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子,反映活体状态下分子水平变化,对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。在诊断方面,通过对肿瘤发生过程中的关键标记分子进行成像,可在活体内直接观察到疾病起因、发生、发展等一系列的病理生理变化和特征,而不仅仅显示疾病末期的解剖改变。在药物治疗方面,观察药物作用过程中一些关键的标记分子有没有改变,即可推论这种治疗有无效用;在药物开发方面,通过设计特异性探针,直接在体内显示药物治疗靶点的分子改变,通过建立高能量的影像学分析系统,可大大加快药物的筛选和开发[21]。药剂学中,新型药物传递系统的体内靶向性研究、体外摄取研究、细胞定位、细胞内吞机制研究等领域常运用分子影像学的手段。人们选择有荧光吸收的药物(如阿霉素或柔红霉素)作为模型分子,对其载药系统的细胞水平吸收与定位进行深入研究[8]。靶向释药系统的靶向性验证通常采用近红外染料或放射性核素,利用活体成像技术进行组织分布研究[22],这种研究大大缩短了研究周期,使体内过程更加直观和生动,这也是分子影像技术用于药剂学研发的成功体现。