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探索生命科學范文1
關鍵詞:生命科學;技術虛擬;實踐教學;實驗教學體系
伴隨著互聯網技術的不斷發展,現階段我國教學模式在各個階段、各個領域均呈現出了信息化和數字化。從小學到大學,從社會研究到企業研究。教學模式的信息化,標志著教育體制的發展邁向了一個新的發展高度,其中,信息化的教學方式是提高受教者享受技術教學的根本。所以,要不斷挖掘傳統教學模式中的弊端,不斷將信息化與數字化的教學模式引入教育中去。其中技術虛擬仿真實驗作為推動信息化教學的重要模式,不僅能夠彌補傳統“填鴨式”教學模式的不足,更能夠通過互聯網技術來滿足智能類和通訊類的專業的試驗需求。借此來推動教學質量的提高。
一技術虛擬仿真教學體系建設的必要性
(一)滿足信息類與技術類專業的需求
互聯網技術的發展與信息化生產市場的形成都是相關技術知識普及的結果,為此,便與教育中的知識推動技術的發展和技術反推動教學的進步形成了相互作用的關系,為此,強化技術虛擬仿真實驗教學體系的建設,便可以對現階段高校的技術類專業進行支持。例如,計算機專業、通訊專業、智能化專業、電子元件專業等。現階段我國高校在進行信息與自動化專業的教學時,必須要結合相應的教學器材和教學設備進行,只有讓學生擺脫傳統的課本理論學習方式,將理論付諸于實踐才能促進實用性價值的提升。為此,部分高校在對相關專業進行教學時,便采購了相關的大型設備,如中央空調和交直流電機等。值得注意的是,這些設備的應用率并不高,加之高額的經費需求,便形成了資源浪費的狀況[1]。而且,許多高校的經費緊張。為此,就要大力推廣技術虛擬仿真實驗教學,該教學模式不僅能夠讓學生在學習的過程中,通過分組實驗的方式加強學生的理論應用能力,更能夠提升教學質量和學生的探究能力。通過技術虛擬仿真實驗教學與實驗室中的試驗實物進行結合,讓學生在仿真試驗教學中體會相關知識的原理結構,進而滿足相關專業的需求以及避免教學資源浪費。
(二)提高教學的時空范圍
技術虛擬仿真實驗教學已經成為了現階段我國對相關智能化與信息化專業教學的必備方式。這不僅是學校自身經濟條件限制所決定,而是教學模式科學化、高效化的要求[2]。為此,在對計算機專業和電子設備類的專業進行教學時,為了能夠加強學生的理論研究能力和實踐操作能力,就必須加強技術虛擬仿真實驗教學的應用,唯有如此,才能真正實現教學信息化和智能化。技術虛擬仿真實驗教學是以互聯網技術為依托的。眾所周知,互聯網技術的互動性和時效性極強。為此,通過技術虛擬仿真實驗教學,不僅能夠提高相關專業教學的時空范圍,更能夠促進學生對所學知識的良好“消化”。
(三)培養學生對試驗教學的自主性與積極性
在傳統的試驗教學課程中,學生的實驗經常受到儀器數量的限制而不能高效的對所涉及的知識與理論進行了解。很多學生在課程中缺乏詳細的指導而對相關知識點產生抵觸情緒,對教學質量的提高產生了消極影響。而技術虛擬仿真實驗教學不僅能夠讓學生通過虛擬的試驗進行隨心所欲的實踐操作,更在每一步的試驗過程中添加了詳細的指導。讓學生在試驗學習的過程不斷形成自主實驗、自主學習的習慣[3]。能夠讓學生在學習中體會到實踐學習的樂趣,進而提高學習的積極性。
二構建生命科學與技術虛擬仿真實驗教學體系的流程
在生命科學與技術虛擬仿真實驗教學中,其具體體系的構建要遵從一定的流程。為此,筆者對相關過程做了整合,具體如下:
(一)內容建設
實驗教學中要對相關的教學內容做出具體的分類。因為,不同專業的學生所涉及的知識點差異極大,將不同學科的知識進行分類才能有針對性的進行教學,技術虛擬仿真實驗教學的應用從外在的形式上看就是對不同專業的學生進行“因材施教”。通過新媒體的虛擬技術來為學生搭建生命科學實驗學習平臺,進而提升針對性的知識教學。
(二)加強對實驗教學的預判
在這部分內容上,旨在加強學生對所學知識點的預習。學生在進行技術虛擬仿真實驗之前,首先通過計算機對相關的知識結構和理論體系有一個明確的認識[4]。例如,紅白細胞病變過程中,要在實驗進行之前就對相關的內容進行預習。進而避免在實踐操作的過程中產生理論上疑問。
(三)提高實驗項目的標準
技術虛擬仿真實驗教學要具備良好的直觀性和立體性。為此,在對專業化的數據進行分析研究時,讓學生在實驗的過程中多添加一些表格和圖形。避免通篇的文字理論,若條件允許,還可以通過紅外探測等設備來作輔助教學器材,讓學生在實驗中體會到更好的視覺效果。
(四)方式建設
在進行技術虛擬仿真實驗教學時,要充分將人物和場景進行有機結合,打破“傳統信息化教學”模式的單一性,積極利用電子顯示屏來對相關內容進行講解。
(五)增加協同實驗研究性
技術虛擬仿真實驗教學中,增加學生之間的協同工作能力是其中重要一項。虛擬實驗中,學生無論是時間還是空間,都處于同時進行的狀態。為此,通過加強學生之間的協同配合來完成實驗,便對學生合作能力的培養具備重要意義。技術虛擬仿真實驗教學的過程中,要積極調動學生之間的互動,學生分組進行試驗研究,并對學習中所產生的問題通過共同探討的方式解決。增加協同配合學習的能力。
(六)“軟件”與“硬件”兼施
技術虛擬仿真實驗教學的過程中,要重視對試驗器械的選擇,對實驗中所運用新媒體設備要過關,避免學生操作的過程中出現硬件意外事件。否則會打亂學生實驗的進度,影響學生學習的連續性,對教學質量產生消極影響。此外,還要強化軟件場景的建設,在對血紅蛋白分離純化的實驗進行研究時,要對實驗學習的內容進行“模塊化”,將學生要研究和實驗的領域進行不同模塊的構建,讓學生從不同模塊中挑選出對自己實驗有幫助的數據[5]。這樣不僅能夠讓實驗針對性強,更能讓學生自主的對不同知識點進行安排分析,形成有序的研究學習過程,提高學生的邏輯能力和綜合運用能力。
(七)教學評估
在生命科學與技術虛擬仿真實驗教學的體系中,教師在教學中所呈現的引導作用被逐漸弱化。為了能夠明細教學質量標準,就必須對相關的教學評估進行體系化的建設。第一,要對方案的流程進行評價,學生在進行實驗學習的過程中,其提供的方案選擇,必然會存在一定的差異性。為此,要對其中的優秀方案進行整理;第二,虛擬試驗教學中的交互環節評估[6]。在這部分,旨在評估學生是否在學習中建立完善的理論知識儲備,在實驗進行的過程中,對每一步的試驗彈出一個相關問題,只有答對才能進行下一步的操作。
三結語
伴隨著教學模式的不斷完善,信息化教學模式的興起衍生了技術虛擬仿真實驗教學模式,該教學模式不僅符合現階段高校教學的標準,更是教育在時展下的必然產物。該教學模式能夠充分提高教學質量,促進學生的均衡發展。目前,我國部分大學已經逐漸實施生命科學與技術虛擬仿真實驗教學。這種“虛實結合”的教學模式標志著我國教育體系邁向了一個新的發展高度。
參考文獻
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探索生命科學范文2
【關鍵詞】大學生 發明創造 課程教學探索 教育
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)03-0244-01
建設創新型國家,需要創新型人才,創新型人才培養,教育是基礎和前提。培養創新型的人才是提高一個國家綜合國力的重要途徑。
2005年7月29日,國務院總理看望臥榻在床的科學家錢學森先生。當聽到國家準備制定新一輪科技發展規劃時,錢老建言:“我要補充一個教育問題,培養具有創新能力的人才問題”。他說:“現在中國還沒有完全發展起來,一個重要的原因就是沒有一所大學能夠按照培養科學技術發明創新人才的模式去辦學,沒有自己獨特的創新的東西,老是冒不出杰出人才。這是一個很大的問題”[1]。錢老的建議誠懇而又切中時弊,充分體現了一個科學家對國家人才培養的高度關注。我們國家一直致力于創造型人才培養的規劃,但由于傳統的應該教育改革需要一段很長的路要走。而大學生在國家建設中肩負著重要的使命,因此,如何提高大學生發明創造能力、培養創新型人才成為擺在高等學校及從事創新教育的教師面前的首要問題。為此,本文在分析存在問題的基礎上,提出一些有關發明創造類課程教學的個人觀點。
一、創造類課程教學環境是前提
我國目前的教育狀況是“素質教育轟轟烈烈,應試教育扎扎實實”,這充分體現了教育改革的艱難。我國創新和拔尖人才難以脫穎而出,與我國基礎教育的根基不牢有莫大關系。大學教育是大學生走向社會的最關鍵階段,也是提高自身發明創造能力的關鍵時期。但據筆者在教學過程中發現,很多大學生不知道什么是創造、什么是創新,創造和創新的過程中需要遵循哪些理論、哪些方法,也搞不清楚自己到底有沒有發明創造能力,甚至認為社會的發展根本不需要自己去發明、去創造。有調查稱:據統計,大學畢業生中創造性人才不到5%;發明成果,初中生34%,高中生35%,技校中專18%,大學生13%。由于傳統的教育大多是以傳授知識為主的教育,通過教育獲取知識的同時扼殺了學生的創造性。創造性的提高應從發明創造基礎知識的汲取開始,所以,高校培養創造型人才的首要條件是開辟創造類課程教學環境。目前我國有些高校做的很好,不僅開設了相應的課程,而且是作為必修課來學習。而大部分高校卻停留在不開設這樣的課程或僅僅作為選修課來開設,沒有真正做到創造性教育的普及,這是影響創造性人才培養的不利因素。
培養具有創造性的教師隊伍和可實施創造性實踐活動的教學平臺是開設創造類課程教學環境的前提。高校師資力量雄厚,圖書資料豐富,實驗設備較齊全。我們應該把這些有利條件充分地利用起來,建立專為學生準備的大學生創新實踐中心,給學生充分的實踐機會,搭建學生創新實踐的平臺,并出臺一套先進的管理制度和激勵制度,鼓勵大學生搞發明、搞創造、申報專利,并為他們提供技術指導和資金支持;其次,鼓勵大學生參加各種科技文化活動、學術報告會,技能竟賽等等,使校園充滿激情、智慧和創造的氛圍;另外,高校與企業之間應該為大學生搭建實踐與創新的平臺,使大學生的學習理論和實踐相結合,在社會實踐中發現問題、思考問題、解決問題。現在一些高校與企業之間形成了很好的產學研聯盟,企業出資出問題,學校出人出技術,既培養了人才又解決了問題,達到了雙贏。所以,建議更多的高校與企業聯盟,為學生實施創造性的實踐活動搭建更多的平臺。
二、發明創造課程教學是基礎
同志多次強調指出:“創新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力。一個沒有創新能力的民族,難以屹立于世界先進民族之林。”聯合國教科文組織《學無止境》報告中寫到:“全球問題千頭萬緒,使人類面臨的最大問題是怎樣開發人的創造力,因為在未來的挑戰面前,人類已不能依靠有限的資源、能源,也不能依靠歷史的經驗,只有抓住創新這個關鍵才能生存和發展。” 當今這個時代,離開了發明創造,離開了創新,一切都無從談起。目前我們面臨的最大的問題是如何培養創造性人才的問題,對高等教育而言,培養創造型人才的第一步就是要提高大學生的發明創造能力。所以在在課程教學中要不斷完善教學體系。針對我們的學生從小發明創造類課程欠缺的現狀,應首先對大學生的發明創造能力進行培養和開發。通過課程學習使學生真正理解什么是創造力,明白每個人都具有創造力,而且創造力是可以通過一定的原理和方法進行有效的開發和提高的。
第二就是對學生進行創造性思維訓練。恩格斯曾說:“思維是世界上最美的花朵。”進行創造性思維訓練的前提是要突破直線型、書本型、從眾型、權威型等思維障礙,這些思維障礙與我們的教育環境、社會環境、家庭環境等有著直接的關系,但卻是進行發明創造活動的天敵。只有突破障礙才能突破自我,超越自我。超越自我才是創新,才能想別人還沒有想到的,做別人即使想到卻還沒有做的事,達到發明創造思維的境界。使學生具有跳出數字這個圈子,附于“10”不同的具體事物,使“10減1等于……”答案豐富多彩的能力。生活的智慧不同于簡單的數學邏輯。要擁有“10減1”的智慧,需要有開闊的視野,要有創造性的思維。
第三就是進行創造性技法學習。有人把發明創造技法形象的比喻為點石成金的秘訣。如果把創造創新活動比喻成過河的話,那么方法和技法就是過河的橋或船。創造技法是創造學家根據創造性思維發展規律和大量成功的創造與創新的實例總結出來的、開展創造活動普遍適用的,程序化、規范化的一些原理、技巧和方法。它的應用可啟發人的創新思維。可以提高人們的創造力、創新能力。采用技法與生活案例相結合的教學方法,可以明顯提高學生解決實際問題的能力。發明創造技法,是一個智慧的路標,指明了成功的方向。所以我們應該更廣泛的普及學習。
三、課程考核創新是示范
傳統的課堂教學重視的是對已有知識的傳授,對記憶型學生有利,不少學生可以“臨時抱佛腳”而取得高分,這樣的考核方式顯然不利于學生發明創造能力的培養。新的考試模式不僅要考查學生對知識的掌握,更要考查學生發現問題、創造性分析問題、解決問題的能力,以此培養學生的創新意識和創新能力。因此,本課程在實際的考核中通過學生自己提出具體需要解決的實際問題為考點,運用學到的創造性思維及創造性技法提出自己分析、解決問題的過程,并展示提出方案的新穎性、先進性和實用性,運用這些沒有統一標準答案的探討性問題,以激勵學生開發自己的創造力。
參考文獻:
[1]劉道玉.創造:一流大學之魂[M].武漢:武漢大學出版社,2009: 181
探索生命科學范文3
關鍵詞:"三明治"教學法;急救醫學;見習課程
The Application and Exploration of "Sandwiches" Didactics in Improving Education Quality of the Probation Course of Emergency Medicine
QIAN Feng-hua,SHEN Meng-wen,ZHAO Lei,QIAN Yi-ming
(Department of Emergency,Yueyang Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, Shanghai 200437,China)
Abstract:Objective Discuss the "Sandwiches" didactics in improving the education effects of the probation course of emergency medicine. Methods Have the lesson to the 38 students by the "Sandwiches" didactics and traditional didactics differentiate. After the course give the test about speculative knowledge and clinical operation of the emergency medicine. Results The score of the speculative knowledge of Test group is 80±4.64, while the clinical operation score is 90±3.14, which are both higher than the control group (P
Key words:"Sandwiches" Didactics;Emergency medicine;Probation course
臨床見習是醫學生進行三基(基本理論、基本知識、基本技能)和臨床綜合素質培養的重要環節,近年來由于新醫改的實施、畢業分配制度改革、醫院重醫療、臨床教師帶教意識淡薄,加之諸如醫患關系緊張等社會因素的干擾,導致部分醫學生見習質量嚴重下降[1]。
《急救醫學》是一門對臨床實踐能力要求較高的課程,僅僅通過課堂講授是無法達到較好的臨床應對能力要求的,因此見習課程的教學質量,直接反應這門課的整體教學質量。
"三明治"教育采用"理論-實踐-理論"交替式的人才培養模式,強調實踐[4],同《急救醫學》見習課程的教學理念相接近。因此我教研室進行資料整合,汲取前人經驗,結合中醫院校醫學生特點,制定《急救醫學》見習課程三明治教學計劃,并運用到實踐教學中,通過收集醫學生反饋意見及對比客觀分數情況,探討三明治教學在《急救醫學》見習課程運用的效能和可行性,以期為臨床課程教學改革提供參考。
1資料與方法
1.1一般資料 以2014年第二學期選修上海中醫藥大學岳陽臨床醫學院《急救醫學》課程的全體醫學生為研究對象,總計76例,將其分4組,每次臨床見習人數為18(或20)例,其中實驗組和對照組均為為9(或10)例。四組合計:實驗組38例,實施"三明治"教學法;對照組38例,實施傳統見習教學方法。
1.2研究方法
1.2.1 "三明治"教學法的前期準備 提前做好集體備課,選取適合進行三明治教學的相關見習課時數,即原為床旁病例分析為主的見習課時,進行三明治教案的撰寫。教案的撰寫是此項工作中的難點和重點,撰寫過程中,要權衡問題設計的合理性、公平性和可實施性,同時應具有可操作性和重復性。需要課題組中高年資、教學經驗豐富的組員,共同討論制定每一次的教案,從而提高課堂效率。
1.2.2 "三明治"教學法的實施
1.2.2.1實驗組操作 以一次見習9例,見習課程為"呼吸機的臨床應用"為例。
1.2.2.1.1教學內容的導入與學習目標的提出 課堂教師首先將此次的見習課程目的、教學方法、學習內容、以及即將要采用的方式對醫學生進行預告,讓醫學生能做到事先預習。見習課當天,指導教師用5 min簡短開場并以一系列問題生動地引入當天的學習主題。
1.2.2.1.2第一次組內討論 將醫學生隨機分為A、B、C三組,分別給予每一個醫學生進行編號,見表1。
三組醫學生分別對3個不同的使用呼吸機的患者進行病史采集(或在院病例學習),然后給予每組10 min時間進行組間討論,對自己組的患者,進行病例情況的梳理,并得出一個具有共識性的病例情況,同時共同回答教師就這個病例及呼吸機的相關問題。指導教師隨機聆聽醫學生討論并做出一定指導。
1.2.2.1.3組間交換討論 組間進行人員交換,以數字進行分組,即1、2、3組,見表2。
1.2.2.1.4第二次組內討論 再次進行組內討論,此時給予每組15 min時間,每一位醫學生要將自己組的患者病史情況匯報給其他組的組員聽,同時聆聽其他二組的患者情況,將討論的問題分并共同完善。
1.2.2.1.5課堂內匯報 結束后,返回原來的組,原組每組派一名代表(講的最好的)在全班面前進行病例匯報,大家再進行學習(此步驟主要是避免部分表達較差的學生在傳達中出現錯誤解讀)。
1.2.2.1.6教師總結 即教師對整體的情況進行評價,并對一些重要的知識點進行講授和總結。
1.2.2.1.7 "金魚缸討論" 對其中一個病例提出一個可能的假設和進展性發展,每組出一位代表到中間進行討論,其他醫學生可以進行補充。
1.2.2.2對照組操作 采用傳統教學,以不超過10例為一組進行病史采集,而后每組一名代表對病史采集情況進行匯報,而后由指導教師進行知識講授,醫學生聽講、討論。
1.3評價方法 學習結束后,參與課程期末考試,對實驗組及對照組醫學生進行《急救醫學》理論知識和臨床操作的考核,按評分標準由同一教師進行評卷,評卷教師及實踐技能操作監考老師必須為非三明治教學指導教師或不了解兩組分組情況的教師,考察醫學生理論考試及操作技能考試的成績差異;為了了解醫學生對"三明治"教學法的意見和認可度,從而總結三明治教學法的優缺點和可行性,教學結束后向醫學生發放調查問卷,以收集學生對三明治教學法和傳統教學效果的評價。
1.4 統計學分析 將收集到的數據應用SPSS16.0統計學軟件進行數據分析。數據使用均屬±標準差(x±s)表示,應用t檢驗。
2結果
2.1兩組學生理論及操作技能考試成績 醫學生考試包括急救醫學理論和操作技能考試(滿分均為100分),見表3,實驗組醫學生理論及操作技能考試成績均優于對照組(P
2.2調查問卷 調查問卷結果顯示,實驗組中96%的醫學生表示三明治教學法對只是的掌握具有積極作用,88%的醫學生表示完全能夠適應三明治教學法,其余醫學生表示能夠接受該方法,但需要逐步適應。
3討論
一項研究調查顯示[2],臨床見習的質量下降是多因素的綜合影響,臨床見習教學資源的缺乏是最主要因素,而從醫學生的特征出發,本身尚處在學習階段,對于理論知識的掌握不能融會貫通,對于課堂上學到的臨床診斷方法和技巧只停留在理論階段[3],自身能力不足,醫患溝通障礙,患者不信任、不配合等原因常導致醫學生見習期間不愿主動接觸患者。大部分醫學生也因此對臨床見習不重視,只求背書應付考試以過關,學習積極性差。
三明治教育是英國發展最早、影響最為深遠的產學研合作教育模式,被當作英國產學研合作教育模式的代名詞[5]。時至今日,英國的三明治教育發展了一百多年,已經完美地融入了英國高等教育體系中,成為英國高等教育不可或缺的重要組成部分。近年來,三明治教育逐漸引入我國的高等教育學府。
"三明治"教育之所以被稱作"三明治",是對其半工半讀、學工交替式課程設置模式的一種形象比喻。如同三明治中的食品分層,"三明治"教學就是集體學習與個體學習的一個穿插[6]。通過相互的穿插、有組織互動的學習,充分調動學生的學習熱情和主動性,實現學生的自主學習,達到學習的有效性。
運用這樣的穿插式交流,學生參與到課程的全程,并且每一個學生都要進行表達和闡述,在整個教學過程中始終貫徹讓學生參與為主,指導教師控制全場并從旁指導,達到教學目標;以相互交流的方式,使得短時間內得到高效的學習,在上述的案例中,本來在相同的時間內只了解到1個病例,但是通過交流又見到了其他4個病例,通過指導教師的前期準備,使得學生對于同一個疾病,或者同屬于一個模塊的知識點具有一個全局意識;以參與的形式調動每一個學生的積極性,主動的去獲得知識。
《急救醫學》雖然只是醫學的一個分科,但是由于其包涵內容極其豐富,這對我們的醫學生而言,學習就是一種挑戰。醫學生必須提高理論與實踐融會貫通的能力,要有綜合分析、運用其他醫學分科知識的能力[7]。如何讓我們的醫學生正真地掌握這門學科是我們授課教師一直思考的。在見習課中,將教學中的難點挑出來,讓醫學生親身體驗于醫學生可能受益更大。然而,單純體驗是不夠的,如何做到"走過、路過、更思考過",又成為我們的教學難點:體驗后的再次理論授課,于醫學生而言是簡單地知識點重復口述,不會有深刻的記憶;而通過三明治教學方法,"有討論、有實踐、有思考",更有助于知識難點的理解和記憶。
有資料證明,中國學生在中國的儒家文化的影響下可能不如美國學生勇于提問、敢于質疑權威、樂于挑戰[8]。但是,通過本次教學實踐,我們發現小班化的討論,尤其是三明治教學方法,其第一次討論是在3~4人之間發生,第二次匯報是選擇比較能表達的醫學生進行發言,這樣已經顧及到部分不善言辭的醫學生的適應度了,同時也給他們一定訓練,為今后更大范圍的交流做好準備。
中醫院校醫學生對西醫理論知識的掌握熟練程度較西醫院校醫學生還是有些差距,急救醫學本身就偏重西醫,又是臨床教學不可或缺的部分,如何讓我們的醫學生能更全面地掌握急救醫學,在教學上是有難度的。而我們的指導教師恰恰在三明治教學法的教學過程中,在醫學生的討論環節,指導教師在旁聆聽指導,這樣就能非常了解該批醫學生掌握知識點的缺漏情況,在課程結束時的總結和今后理論課程教學中的完整性有很大的指導意義。
綜上所述,本課題組用過初步的試驗表明,三明治教學法運用到《急救醫學》教學中,不但能提升《急救醫學》見習課程質量,可以從急救醫學臨床思維能力角度出發,培養出一批具有獨立的思考能力,敢于發言,能將理論聯系實際的醫學生,甚至通過今后進一步的學習,能成為一名真正的急診臨床醫療人才,具有臨床能力的高素質急救醫學后備力量。同時通過教學相長,可以建設一支更成熟的教學團隊,不單單能掌握"三明治"教學法,更能主動思考如何真正將我們的教學內容授教于學生,使我們的教學改革不流于形式,更重于內涵。
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探索生命科學范文4
1.1非生物專業學生對學習“生命科學”課程意義的問卷結果及分析表2是對問卷進行顯著性檢驗后的結果,其對應的卡方值為26.179,p<0.001,差異極顯著.說明組別與選項之間呈現極顯著的相關關系.由表2可知,無論是非生物專業的工科學生還是文科學生,不分男女,有64.3%的人都贊同開設“生命科學”通識素質課,這一結果與蘭州大學生命科學學院對非生物專業學生問卷調查的結論是一致的,該校78.73%的非生物專業學生認為“開設‘生命科學’通識素質課有意義”.[2]此外,還有23.8%的學生觀點不清,可能與一些學生長期被動接受知識,在學習上缺乏主觀能動性有關.值得警惕的是,有超過10%的學生不認同“生命科學”課程,筆者認為這部分學生可能有比較狹隘的專業思想,平時不注意多元知識的攝取;亦或是一直以來沒有獲得過來自學校以及家庭的生命教育,因而由于知識的匱乏而導致興趣的喪失.另外,無論工科學生還是文科學生,在不認同“生命科學”通識素質課的學生中,女生所占的人數和比例遠大于男生,這是否與女生對女性社會角色定位和專業的認同度較高有關,有待進一步研究。顯然,對此題進行問卷的目的是想了解非生物專業的工科男女學生和文科男女學生對開設“生命科學”課程的“價值”的認識.良好的價值觀是學生學習課程“基本態度”的核心要素.了解學生的真實思想就能針對性地對學生進行價值引導,使“生命科學”的素質教育獲得良好的教學效果.從此題的問卷結果看,高達35.6%的學生對開設“生命科學”課程———這門具有素質教育意義課程的不認同,學生這種對與人類自身生存和發展息息相關的“生命科學”不認同的情形應引起學校和教育工作者高度關注.
1.2非生物專業學生對“你選修生命科學課程的目的”的問卷結果及分析表3是對問卷進行顯著性檢驗后的結果,其對應的卡方值為31.265,p<0.001,差異極顯著.說明組別與選項之間呈現極顯著的相關關系.由表3可知,出于主動目的積極獲取知識的需要而選擇該課程的同學占到總人數的54%(“喜歡”占26.2%和“就業需要”占27.8%);為滿足短暫利益(獲得學分)而選擇的占16.7%;另有近29.4%的學生只是被動的接收學校的要求.其中有趣的現象是,工科學生有29.4%(“喜歡”占8.0%和“就業需要”占21.4%)的學生是出于喜歡或就業目的而主動選擇該課程的,有10.4%的受訪工科學生是被動接受該門課程的(“獲得學分”占4.0%,“學校要求”占6.4%);文科學生有23%的人是出于學校的要求而被動接受,另有12.7%的學生為了“獲得學分”而被動接受,出于“喜歡”或“就業需要”主動選擇的學生只占24.7%,這一比例略低于工科學生.對此題進行問卷的目的是想了解非生命科學的工科男女學生和文科男女學生對選修“生命科學”課程的行為動機.價值觀是一個上位的心理特征,它解決的是人認識一件事情是否“有價值”的問題,但“有價值”的上位概念之下還有一個行為動機取向,同樣有動機高低之分.從一定意義上講,良好的學習目的性(動機)和學生的學習主動性(行為)與教學效果呈正向關.從學生對選修“生命科學”課程的行為動機取向看,有近五成學生是被動和消極的.其原因可能有二:一是許多學生對選修“生命科學”課程價值的認識不高,因此不能端正學習行為動機.二是可能與我國學生長期以來被動接受教育所形成的“缺乏自主意識”的個性特質有關,因此,造成29.8%的學生學習目的是聽從于“學校要求”,16.7%的學生學習目的是為了“學分”.華東師范大學對學生進行訪談后的研究也證實了學生中存在學習通識教育課程是為了“混學分”的嚴重的現象.[3]近幾十年來,盡管我國教育界的有識之士一直在呼吁要加強學生素質教育,要增強學生的主體意識,但應試教育主宰教育的情況并沒得到根本的改變,學生不知如何學習,如何選擇,如何思考的問題依然是學生學習行為中較為突出的問題.
1.3非生物專業學生對“你對生命科學課程學分與學時安排的要求”的問卷結果及分析表4是對問卷進行顯著性檢驗后的結果,其對應的卡方值為24.256,p為0.004,差異極顯著.說明組別與選項之間呈現極顯著的相關關系.由表4可知,無論工科還是文科,亦不分男女生,均傾向于素質通識課的學時數以16-24學時為宜.對此題進行問卷的目的是想了解非生命科學的工科男女學生和文科男女學生對選修“生命科學”課程“重要性”的認識.從表4呈現的問卷結果看,47.6%的學生要求“生命科學”課程授課學時為16;39.7%的學生要求“生命科學”課程授課學時為24;7.9%的學生要求“生命科學”課程授課學時為32;4.8%的學生要求“生命科學”課程授課學時為48.換句話說,隨著“生命科學”課程授課學時的增加,學生對“生命科學”課程授課學時的訴求呈遞減趨勢.這一結果與蘭州大學生命科學學院對非生物專業學生問卷調查的結果有很大的差異性.蘭州大學生命科學學院問卷調查的結果是,1.44%學生希望“生命科學”課程授課24學時;11.78%學生希望“生命科學”課程授課32學時;4.31%學生希望“生命科學”課程授課40學時;71.26%學生希望“生命科學”課程授課48學時;11.21%學生希望“生命科學”課程授課64學時.[2]合肥學院非生物專業學生與蘭州大學非生物專業學生對“生命科學”課程“重要性”的認知產生如此之大的偏差,究竟是學生認識水平的差異,還是兩所高校學生學習負擔的不同所帶來的結果,有待進一步研究.盡管學生對授課學時要求的多寡,并不一定邏輯地反映學生對“生命科學”課程“重要性”的認識,但作為一門既有豐富內容又與人類自身生存和發展密切相關的“生命科學”課程的有效教學是需要一定的基本學時做保證的.在歐美發達國家的許多著名大學,非生物專業的學生選修“生命科學”課程授課學時高達80學時.從中不難看出,“生命科學”課程一定量的授課學時在實施通識教育,提高學生素質的教育活動中重要意義.
1.4非生物專業學生對“‘生命科學’課程是否需要實驗配套”的問卷結果及分析表5對應的卡方值為22.754,p為0.007,差異極顯著.說明組別與選項之間呈現極顯著的相關關系.由表5可知,有75.4%的受訪者贊同開設配套的實驗課,亦有18.3%的學生沒有明確的態度,另外還有6.3%的受訪者明確拒絕開設實驗.同樣,蘭州大學非生物專業學生在回答“‘生命科學’課程是否要配套開設實驗課程”時,認為需要開設的占65.52%,不需要開設的占34.48%.[2]這說明合肥學院非生物專業學生和蘭州大學非生物專業學生回答這一問題的比例沒顯著性差異.對此題進行問卷的目的是想了解非生物專業的工科男女學生和文科男女學生是否認知“生命科學”是“什么樣的學科”,進而意識到在學習這門課程時,能提高自己哪方面的素質.從表面看,“生命科學”是一門實驗性學科,很多專業知識和技能需要通過實驗途徑加以獲得或強化,“生命科學”課程實驗是否配套似乎僅僅是為了掌握“專業知識和技能”問題.因此,對學生不愿意開設配套實驗可以簡單看成是學生對“生命科學”專業認同度不高,不愿意動手實踐以掌握專業知識和提高技能.事實上,在我國的高等教育中,學校開設“生命科學”實驗大多是驗證性,但是實驗過程卻是具有一定的“探索性”.在這個“探索性”過程中,學生實事求是的科學精神、分析科學問題的思維模式、解決科學問題的毅力品質,以及在“探索性”地成功實現實驗目標后的心理體驗等等特質的養成將使學生終生受用.因此,通過問卷調查,了解學生“生命科學”的認知水平,并在學習的過程中加以引導,不斷提高學生的科學素養.
2問卷調查結果對我們有效開設“生命科學”課程的幾點啟示
通識教育作為一種先進的教育理念已受教育界廣泛認同,其意義和價值是不容置疑的.生命科學對人類認識自然、認識自身和社會都是不可或缺的基礎性學科,它甚至關系到人類的生存與發展.但從調查結果來看,許多學生對這門課程的價值認知尚不盡于人意,心理定位也有所偏差.換言之,“生命科學”課程要想實現有效教學,必須在學生的“認知”和“心理定位”兩方面加以引導.
2.1注意加強對學生學習“生命科學”課程的價值和必要性的引導心理科學研究表明,對任何事物“價值”和“必要性”的認知是任何人學習行為的原動力,并具有強烈的可持續性.從這個意義上講,教師在開設“生命科學”課程前,精心準備“緒論”課是至關重要的.教師在“緒論”課的講授中,一是要強調開設“生命科學”課程這門通識課程的目的是為了“使學生的生命科學素養得到全面提升”,把這一心理定位清晰地展示給學生,是為了努力糾正非生物專業學生認為“‘生命科學’”課程是一門了解奇異大自然的‘科普課’”的認知誤區,使學生的心理定位回歸理性.二是教師要充分思辨“生命科學”課程這門通識課程與全面提升學生的生命科學素養之間的邏輯關系.如,了解生物多樣性、生態環境等生物學知識與培養人對自然的熱愛之間的邏輯關系;美化自然,欣賞自然,保護自然景觀的多樣性與滿足人本身對物質的需求和豐富人的精神世界之間的邏輯關系;學習和掌握生物知識與培養人的科學創造能力,建立一個基本的對事物認知、判斷、運用的思維模式的邏輯關系;通過對生命科學的學習與人多種思維方式形成之間的邏輯關系;等等.從而使學生在學習“生命科學”課程的過程中,對“生命科學”課程的“價值”和“必要性”有一個科學的心理期待和較為理性的邏輯思考.
2.2注意“生命科學”課程的內容設置既要科學又要合理我國特定的高考制度使的我國的大學生缺乏較強的生命學科知識背景,尤其是文科學生更甚.因此,在選擇“生命科學”課程的內容深度時,既要充分考慮我國大學生的知識和專業背景,又要意識到“通識教育”的特點和教育之要義.換言之,在“生命科學”課程的內容深度設置上,既不能一味遷就滿足學生對授課內容“淺、趣、新”的心理期待,把“生命科學”課程變成一堂“故事會”,也不能忘記教育對象是非生物專業學生,而把“通識教育”變成“深、難、全”的“專業教育”,使學生原有對“生命科學”課程的學習熱情被悄然扼殺.在選擇“生命科學”課程的內容廣度時,在有限的幾十個授課學時內,如何選擇無所不包、無處不在的“生命學科”的具體內容,的確存在技術難題.華東師范大學通識教育課程《現代生命科學導論》課題組對此進行深入的研究,他們在選擇“生命科學”課程的內容廣度時,以“生命—人類—社會”為課程內容的主線.筆者以為,這是非常科學的智慧選擇,它不僅凸顯了人類自身密切相關的知識以及自然與人、生命科學與人類社會的關系成為課程重點關注的內容,體現出“人文關懷”意蘊,而且這一主線也較好地貫徹通識教育所期待的實現“生命科學素養的培養”這一“生命科學”課程的根本教育目標.
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重視基礎不拔高
任教科學的生命科學教師往往習慣于在自己專長的領域中發揮,由于教生命科學課程比較得心應手,可發揮的余地較大,他們可能會對這部分內容上有所偏重,從而造成超綱、偏多偏難等情況。那么,該如何處理好這個問題呢?首先,科學教師必須樹立一個基本思想:科學課程是為生命科學的學習做好知識鋪墊的,于是它必須是基礎,在內容上、難度上都不能超越生命科學的范疇,這個基礎必須全面、扎實、深入、有效。其次,科學教師也要研究生命科學教材,對于在初二、初三還要繼續學習的生命科學內容,嚴格按照課程標準進行教學,在科學教學階段不拔高、不超越。例如,第十五章“人與自然的協調發展”中關于生態系統的內容,著重點可以落實在生態系統中生物與環境的關系上,而對于生物與生物的關系(食物鏈、食物網等),由于在初二生命科學教學中會繼續深入,講清楚即可。自然科學各學科之間是相互滲透的,生命科學與物理、化學之間是相互滲透、相互融合的,科學學科的基礎打好,今后對于物理、化學、生命科學的分科學習也是大有裨益的。
聯系生活學科學
大多數情況下,學生總是對自己熟悉的生活現象中所蘊含的科學知識感興趣,科學教師要從學生的生活實際出發,在他們所熟悉的生活過程中找尋素材,教學生學會用科學知識來解釋現象,并能讓自己所學的知識在日常生活中得到應用。牛津上海版《科學》教材與生活實際緊密相關,但教師在具體教學中還要努力開發生活性知識,例如在“眼的結構”中增加各種眼病的分析,對“耳”通過助聽器的使用來引入主題等等,特別要在內容中體現中國特色,上海特點,例如,2010年上海世博會中各個場館都有不少的科學技術成果展示,要求學生在參觀時予以觀察和記錄,探究它的科學原理并在課堂上加以展示。
綜合全面不偏頗
科學畢竟是一門綜合的學科,這也是科學學科的特色和魅力所在,在進行有關科學內容的教學時決不要把它上成一節單純的生命科學課,在每一個知識點中,努力滲透其他學科知識,在一個大的知識點中至少需要有兩門不同學科知識的融合,通過這種方式,在潛移默化中讓學生認識生活中無處不蘊含著科學知識,在無形中接受物理、化學、地理等知識的滲透,體驗科學是綜合性的。例如,在以生命科學知識為主體的“人體的健康”一章中,注意融合有關食物中主要營養成分(葡萄糖、蛋白質和脂肪)的作用和檢驗等化學知識;
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教學內容的與時俱進和不斷更新是“概論”課程生命力的體現。每學期都要開設的“概論”課,一方面建立起相對穩定的教學大綱,是保證穩定教學質量的要求;另一方面,課程的教學內容卻是需要“流動”的,不斷有所增減。這是因為無論從學科的發展還是從課程的屬性來看,都要求課程在教學過程中與時俱進地更新教學內容。(一)生命科學與生物技術飛速發展日新月異的必然要求日本學者伊東光在20世紀曾經預言:生命科學在20世紀90年代會取得創造性的突破,21世紀將是生命科學的世紀。如今這個預言應驗了。從20世紀50年代到最近的諾貝爾獎獲得者中可以看出,這個公認的最高科學獎項越來越青睞于生命科學領域。即便是化學獎的獲得者,許多也是因為選擇了與生命活動相關的研究對象或研究領域,才取得了突破性的成就。[4]進入21世紀以來,生命科學和生物技術的發展進入了黃金時代,給人類的生活和生產帶來了天翻地覆的變化,依靠生命科學的新興研究領域特別是分子生物學、系統生物學,以及合成生物學而發展起來的認識生命、改變自然生物為人工生物的高技術方法,正越來越顯著地提高著人們的生活質量和工作效率。隨著生命科學與生物技術的飛速發展,現有的教材及教學大綱的知識點已難以跟上科技發展的腳步,這也對該課程的教學方式提出了新的要求。[5,6](二)體現選修課傳播先進科學技術和最新科學成果的必然要求高校開設選修課的目的之一,是介紹先進科學技術和最新科學成果,以培養大學生的綜合素質,并提高他們的創新能力。這就要求“概論”在教學中必須緊跟學科發展前沿,密切關注學科領域發展的前沿技術和研究成果,及時地將其更新到教學內容中,這樣才能體現選修課的課程屬性,有助于拓寬學生的知識面,優化其知識結構,培養復合型的人才。
二、“概論”課程教學內容與時俱進的探索與實踐
(一)密切關注學科發展前沿目前,生命科學已經成為世界科學前沿最活躍的學科,也是代表科學發展方向的學科之一。隨著新理論、新技術和新方法不斷涌現,“概論”課程的設置及內容顯著落后于科學發展的速度,許多前沿知識難以及時走進課堂,學生缺乏對“高、新、尖”科技知識及發展歷程的基本了解,缺乏對該領域發展對社會進步影響的認識,從而影響了他們的科學素養和科學價值觀的形成。這種局面對“概論”課程的講授內容和方式提出了新的要求。基于此,在遵循教學大綱的基礎上,有選擇性地穿插講授部分與大綱內容相關的前沿技術,一方面能夠加深學生對講授知識點的理解,同時也使最新的科技進展進入課堂,激發學生的學習興趣并促進他們修讀該課程的學習熱情。例如,在講授“克隆技術”這一知識點時,我們一方面按照教學大綱內容,講授“多利羊”的克隆過程及其中涉及的相關生物學原理;與此同時,結合最近剛剛興起的合成生物學技術,選擇其標志性事件作為講授素材:即2010年,美國科學家克雷格·文特爾(Craig Venter)在其實驗室用化學合成的基因組成功構建了一個細菌細胞,命名為“辛西婭”,從此宣告“人造生命”成為可能。[7]針對這一最新的生命科學前沿事件,講授其誕生背景,相關技術水平,應用前景及輿論評價等方面的最新進展。在此基礎上,采用啟發式的教學方法,提出疑問。即:以“多利羊”誕生為代表的克隆技術和以“辛西婭”誕生為代表的合成生物技術有何區別與聯系?通過讓學生課后查閱資料及后續課程的及時跟進,我們將這一問題的答案貫穿在整個課程涉及克隆技術的內容中,使學生們深刻體會這二者之間的區別和聯系。這二者的效果是類似的,均是通過無性繁殖的手段獲得目標性狀的生物個體;但克隆技術獲得的“多利羊”只是一個母體的復制,也就是說它的遺傳物質是來至于自然復制,而采用合成生物學人工合成的生命“辛西婭”的遺傳物質來源于人工化學合成,這是二者的不同之處。(二)積極反映科技最新動態及時展示相關領域的最新科研成果是選修課程的基本屬性之一,這就要求“概論”在講授過程中,要突破傳統按照教學大綱的思路,及時地補充生命科學和生物技術領域的科技最新動態,全面提高學生修讀該課程的學習興趣并拓寬其知識面。如每年10月份諾貝爾獎評選結果公布,每年年底世界主流媒體評出當年科技十大進展之際,我們通常會把其中反映生命科學和生物技術最新進展的內容及時移植到教學中去。非典和禽流感的到來,威脅人們健康,引起了全社會關注。于是,有關病毒、細菌等病原物及流行疾病的新內容被拿到“概論”課堂上來了,這些“時尚”的新內容很受學生歡迎。學生從中感受到熱點前沿貼近自己,學習到對科研成果的評價,也更理解科技進展的人文涵義。例如,在講授生命起源這一知識點時,針對“生命起源于地球之外的宇宙”這一假設,課堂內容中引入了最新的科技報道:火星上曾有生命?“藍莓”狀物質成為有力證據(2012年9月17日中國日報網)!學生在感受有關生命起源探索是在不斷進行的同時,獲悉了最新的科技進展。再比如,講授“微生物基礎”章節中關于“病毒”的知識點時,我們結合當時在我國長三角地區爆發的H7N9禽流感疫情,詳細講解禽流感病毒的不同亞型,以及H7N9亞型病毒的演變歷程與其生物學特點、致病力、傳播力;據此,再進一步詳細介紹禽流感流感病毒的表面結構特征,以及其不同亞型的分類依據;并結合其不耐高溫的屬性,介紹在平時日常生活中應該如何防治,以及我國科學家如何及時進行針對性的研究,加快防治該病毒的疫苗研制的進展。(三)聚焦產業最新研究進展隨著生命科學逐漸成為世界科學前沿最活躍的部分,作為與人類健康和自身發展密切相關的領域,在世界范圍內,人們逐漸形成了這樣一個認識:生物技術所主導的BT產業,與計算機技術所主導的IT產業一起,將成為21世紀主導社會發展的支柱產業。這意味著生物產業已成為全球各國關注的焦點。講授“生物技術實踐”這一章節時,我們向學生們解讀我國基于對生物產業研發重視而頒布的《促進生物產業加快發展的若干政策》和《“十二五”生物技術發展專項規劃》等最新規劃文件,使學生們及時地了解到我國在該領域的戰略部署。及時地跟進產業的最新研究進展,有望使學生們在領悟中學習,在實踐中求知。每年6月份公布的美國總統綠色化學挑戰獎中都會有涉及生物技術應用于綠色化學過程的實例。這些應用實例的穿插講授,不僅可以使學生們領悟到生物技術的強大功能,而且可以使他們切身感受到生命科學和生物技術其實就在我們的日常生活中。再比如,講授“生物能源”這一知識點時,在介紹最新的第二代燃料乙醇研發進展和產業化動態的同時,我們結合南京工業大學在另一種重要的生物能源———生物甲烷方面形成的研究方向和標志性成果進行講解,包括主持的兩項與生物甲烷相關的國家973項目“新一代生物催化與生物轉化的科學基礎”和“生物甲烷系統中若干過程高效轉化的基礎研究”,以及面向電動汽車的甲烷燃料電池的研發新進展。[8]通過這些內容的介紹,學生們在領悟到生物甲烷的優越性及其生產流程,以及其中亟須解決的關鍵科學問題的同時,可以獲得這樣一種體驗:其實生物能源研究就在我們周圍。在此基礎上,我們進一步以南京工業大學的生物甲烷示范工程項目作為講授素材,詳細講解生物甲烷的生產流程及其廣泛應用和對節能減排的貢獻。
三、教學改革的效果