时间:2022-04-12 10:29:47
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1国内高等师范院校生物科学专业通识教育存在的问题
1.1通识教育课程体系与目标分离
从现行的课程设置来看,虽然生物科学专业在形式上增设了通识教育课程的模块,也增设一些选修课,但实际上能够真正体现通识教育本质的课程并不太多。目前大学通识事件中最严重的问题就是通识教育课程无法全面覆盖到通识教育目标要求上。由于通识课程内容零散杂乱,缺乏课程设置的逻辑起点。因而导致了通识教育没有形成科学合理的课程体系,课程结构也缺乏系统性。从课程内容看,很多高校存在的问题都一样,就是通识性不足,知识层面多数停留在介绍上,较少涉及到其思想深度上,对学生的精神领域关注不够,很难达到为学生的未来发展搭建宽广综合的基础平台的目的。
1.2将通识教育等同于基础课
过去,不少高校曾将通识教育当作高等教育里为专业教育打基础的基础教育。然而,通识教育被认为是基础教育其实是一种误解,通识教育不直接与专业相联系,它的目标是培养学生的基本素养,包括文化科学知识以及人文关怀的精神等。通识教育与专业教育的联系虽然存在基础性的一方面,却不能将其等同为基础教育。事实上,基础教育可以看作通识教育与专业教育的中间环节,具有通识教育和专业教育两者的一些特性。
1.3缺乏完整、有效的通识教育课程体系
我国教育在中学阶段就开始文理分科,且课程体系中的人文教育内容较为狭窄,到了大学教育阶段,就体现为通识教育内容不够全面,课程设置专业性很强,而通识教育流于形式,只是象征性地开设一些有关人文社会科学的课程,而人文素质的培养不是通过办几场讲座、开几门课程就可以实现的。缺乏一个课程体系能够将通识教育与专业教育完整的融合。没有科学的课程和课程论便不会有科学的教学,因此,课程设置在教育体系中总是处于中心地位,如何建立一个完整、有效的通识教育课程体系已成为目前高等师范院校生物科学专业亟待解决的问题。
2加强通识教育与专业教育的融合
教育是科学化的人文教育与人文化的科学教育的有机整体,主要是以人的全面发展为最终目的的。因此,教育无论在哪一阶段,都需要重视通识教育与专业教育的融合。
2.1促进通识课程和专业课程的交叉综合化
通识教育课程是师范类与非师范类本科生都必须学习这类课程。通识性课程对于师范生来说,既不学习“教什么”,也不学习“如何教”,更不是专业的知识,但学习这些通识性课程,能为师范生提供一个广阔的平台,形成开阔的视野,为师范生教师素质的形成打下基础。当今社会,通才教育正替代专才教育成为教育改革的主流,高等师范院校培养的师范生首先要具有广博的各科基础知识,用更多学科专业知识以外的其他知识,提高自身的科学和人文素养。生物课程在内容上有着极强的学科交叉性,对生物教师的各项知识都有挑战,因此就需要生物教师除了掌握过硬的生物学科知识,还要了解相关学科的知识,因为不同学科直接是相互促进和影响的,生物教师只有全面的掌握相关学科内容,才能使生物教学更加完整的展开。通识教育与生物专业教育间的交叉和渗透,对于长期接受理科思维训练的生物科学学生来说,人文学科知识的学习有利于学生专业知识的学习,能够培养直接思维、发散性思维方式,人文的力量与生物科学的力量以及艺术、思维力量等有效结合,才有助于生物专业方向的发展。为了推进通识教育与专业教育的融合,高等师范院校生物科学专业应该制定人才培养方案,在课程设置上要保证通识性课程所占的比例,促进通识教育与专业教育间的交叉与渗透;在课程结构上,要实现跨学科的有机融合,打破通识课程和专业课程之间的壁垒,使学生具有广泛的综合性和宽厚的知识;在课程内容上,要教给学生最基础性的知识,却能使自然科学内容与人文科学内容相互联系、相互融合,跟上知识更新发展的速度;在课程形式上,要使学生通过学习各种形式的通识课程和专业课程,实现知识的综合化。
2.2提高教师队伍的素养,贯穿通识教育
“百年大计,教育为本;教育大计,教师为本。”加强通识教育与专业教育的融合,不能只依靠几门通识性课程,也不能脱离专业教育课程,而是要借助教师的力量把通识教育贯穿于专业教育教学的全过程,寓通识教育于专业教育之中。要提高生物科学专业教师的个人素养,这样才能有效推进通识教育与专业教育有效融合,才能培养学生拥有科学的思维方式和追求真理的精神,实现学生独立思考的精神层面的问题。一是要通过宣传引导;二是要通过政策激励;三是要通过加强管理,对教师的教学行为进行督促和约束。
2.3在第二课堂中体现通识课程和专业课程融合
通识教育和专业教育都不应仅仅体现在第一课堂上,要实现这二者更好的融合,就要由第一课堂教育和第二课堂课外活动、社会实践和实训实习有机结合,在第一课堂和第二课堂各自的活动融入学会求知、做事、共处和做人的理念。根据高等师范院校生物科学专业人才培养目标的定位,应能使学生通过实践,在生活中体验和推进通识教育与专业教育的融合,这就要求教师要在学生的社会实践和实训实习中有意识的引导学生。另外,在第二课堂中通过举办各种形式的讲座、课外读书活动及其他课外活动来提高学生的身心修养,开阔他们的视野,让学生在学习专业知识的时候,提高专业技能的同时,启发艺术灵感和哲学思考,将专业教育方式与通识教育有机地结合起来。
3结语
生物科学专业培养出的学生主要是知识面广,能力强的专业人才。因此,师范院校就如何发挥优势办好该专业,成为构建相应管理模式的一个必要问题。为此,就需要我们融合了通识教育和专业教育的课程设置,才能够实现知识传授与能力培养的统一,通才教育与专才教育的统一,学科教育、素质教育与教师教育的统一,使学生能够培养成为基础扎实、知识面宽、素质高、能力强的生物学教师。
作者:陈存 徐晓燕 何应森 单位:成都师范学院生物科学系
一、现阶段生命科学专业英语教学中存在的问题
1.师资队伍不强大,教学方法较传统。
由于生命科学近年来保持着迅猛的发展速度,国内外科研不断取得新突破,因而对教学上的要求越来越高,尤其是对师资力量上更是对教师提出了新的要求。因为专业英语课程开设的时间不长,很多教师对这门课程的教学摸索也并非很深入,由此导致教师上课时仍采用教师讲、学生听的传统教学模式。而生科专业英语中,专业词汇较多,同时又难以记忆,再加上很多知识仅凭简单的讲授是很难理解和吸收的,因此课堂教学中学生反应较不积极,效果较差。
2.教材难以与教学配套,考核方式存在欠缺。
就目前的生科专业英语教学所采用的教材来看,主要有两种:一类是国外原版教材,另一类是国内统编教材。两种教材各自是针对不同基础的学习者。对于理论性强的教材,难度极大,学生的大部分精力都会集中在看懂教材,而对专业知识的学习较少;对于较简易的教材,学生既能看懂也能知晓一部分专业知识,但是这样的教材只能让学生学习到很肤浅的知识,也达不到教学的效果和目的。国内的教材大多是选编国外专业书籍中的内容,时效性不强,同时受到编写成员思维及习惯的影响,编写内容很难覆盖近期科学发展前沿的内容。在目前的高校考核中,大部分院校对生命科学专业英语的考察,太专注于词语、短语的运用和语法的考察等而忽视了英语知识的考察,导致很多学生的学习无法达到既定目标,专业英语应用能力也并未得到显著性的提高。以上是笔者结合本院校生科专业英语的教学发现的几点问题。从总体上说,这些问题对教学效果的有效实现造成了障碍。
二、引入科研文献教学法后专业英语课程上的教改
在生命科学学科快速发展的背景下,应适当阅读文献,了解世界前沿的发展水平,开阔眼界,培养学生的创新能力和知识获取能力。针对上文中生科专业英语教学中问题,在引入科研文献教学法后,笔者认为应从以下几个方面进行积极的改正。
1.选择难度较低,结果明确,实验方法较简单的研究性论文引入课堂。
大量分子细胞水平的研究论文虽然研究内容和方向很热门,但由于学生缺乏相应的专业知识,仅用课堂时间无法带领学生理解文章大意,而且使用PPT讲解课程,由于大量图表、缩写和实验方法复杂,大部分学生无法集中精神理解,反而效果不好。而使用诸如鸟类、植物和昆虫等文章,则学生大多有直观地了解和认识,讲解过程中也更易于理解。另外,使用生态学领域的论文,也能增加学生的兴趣。比如草甸生态系统的稳定性和不同元素添加之间的关系,通过调查植被的多度和丰度衡量以及在不同元素添加的水平下比较试验,解释物种多样性对生态系统稳定性的意义。再比如通过鸟类对不同颜色花蜜的选择,设计比较试验,研究有色花蜜对鸟类吸引力以及有色花蜜在植物进化中的意义。这些文章都能够非常直观地将自然界所观察到的结果通过实验数据展现出来,比较分子和细胞水平的研究,对学生有更强的吸引力。
2.编写讲义,并建立有效考核方式。
由于在教学中采取了科研文献教学法,因而在选取教材的过程中,难度适当加大。对于专业英语的考察,要包含英语知识和专业知识两方面。在加入科研文献教学法后,考核应采取更加开放性的方式,例如论文写作、科研文献阅读心得写作、科研文献分析等方式,更加注重学生的综合运用能力,能让学生将所学会的知识得到正确适当地利用。考核过程中也要适当注意考题的难度,由于科研文献毕竟较一般英语课程难,可以在课堂提高要求,在日常成绩中拉开学生档次,而在笔试考试中,相对降低难度,达到大部分学生可以接受的程度。比如大部分学生能够理解文章大意,但缺少相应的写作能力。在考试中可以使用汉语作答,检验学生的理解能力,而在打分时使用汉语作答给予80%的分数。实验证明,这样的考核方法确实能够拉开学生的档次。
3.适当延展论文知识,提高教学效率。
随着互联网技术及生命科学技术的快速发展,生命科学有关的科研文献不计其数。采取科研文献教学法之后,不仅挑选能有效协助教学提高、最具代表性的高质量文献,而且讲解中如何延展扩充知识也是必须面临的问题。大部分学生不可能紧跟教师的思路,阅读一篇完整论文,讲解之前需要给学生一些必要的知识。比如讲解生态系统稳定性与添加元素的关系时,首先要讲解生态系统稳定的意义以及怎样衡量稳定性,文章中使用物种的变异系数代表稳定性,进一步讲解变异系数如何计算以及其他方面的应用。再比如讲解蚊子对不同疟疾感染期鸟类血液的偏好时,首先要讲解疟疾的发病规律和生活史,这样才能保证大部分学生能够跟得上课程进度。大部分学生的注意力仅能够维持20~25分钟,所以需要在课程中加入延展知识,带领学生暂时地从文章中走出来,才能在随后的阅读时重新回到文章中去。
4.合理对待文献,促进教学。
科研文献的教学能在极大程度上弥补当前传统教学中出现的一些问题,但是在教学过程中应合理对待文献,以期实现更好的教学效果。首先,得处理好文献与教材之间的关系。教材是教授之基,通过学习教材学生能掌握基本的生命科学上的知识和基础概念,从而形成对学科的正确理解。将文献引入课程后,学生明显对文献的兴趣大于对教材的兴趣。科研文献的教学,只能是在学生具备一定专业素养之后才能顺利开展,即把握基础才能深入发展。其次,要将科研文献的讲解与课后作业有机结合。对科研文献的讲解目的是为了让同学们能更好地运用文献,因而在适当讲解之后,为了巩固教学效果、强化知识理解,应布置一定的教学作业,如文献汇报等,以保障课后的有效巩固,促进教学成效最大化。
三、结语
在生命科学专业英语教学中引入文献教学法,能有效解决传统教学中存在的问题,即提高学生的学习热情,丰富了教学内容。同时还能保障学生紧跟时代前沿步伐,不断深入研究,实现生科专业英语教学的目的,培育高素质人才。
作者:方强 赵威 单位:河南科技大学
1地方高校生物科学专业野外实习的现状与分析
1.1师资队伍总体实践能力低下与实习队伍扩大的矛盾
教师是教学的主导,教师实践教学能力的高低对于学生实践能力的培养有着直接的影响。野外实习指导是一项专业性很强的工作,需要雄厚的专业技能和实践经验。近年来,由于专业教师的新老更替,高校生物科学专业绝大多数教师是毕业后直接走上讲台,虽然教师的学历不断攀升,教师队伍呈显年轻化,但年轻教师由于缺乏足够的科研实践经历和实习指导经验,致使实践能力和水平不能满足实践教学的需要。另外,实践教学队伍缺乏稳定性,部分实践教学教师的工作热情不高,不能潜心研究实践教学,从而难以保证实践教学的质量。普通高校的扩招使学生人数逐年增加,参加野外实习学生人数的增加,带来了相应的实习管理、后勤保障困难,实习配套设施跟不上,专业教师对每个学生辅导难度加大等问题,在短期内难以使学生实习达到预期效果。
1.2实习过程对生物资源和生态环境的破坏
目前,很多高校在动植物野外实习过程中采用“粗放性采集式”和“掠夺性捕捉式”的标本采集模式,缺乏从对生物资源的保护和生态环境承受力的角度做出科学、合理的规划。因此,野外实习对资源和环境造成了极大的影响,主要表现可以从植物实习和动物实习两个方面进行分析。在植物实习中具体表现为:第一,教师将标本采集数和种类作为学生实习的考核依据之一,导致学生在实习中误认为采集数量多多益善,甚至不惜花费大力气采集一些难以采集的或者罕见植物,以提高实习成绩。因此,这种标本的采集形式,对野生植物资源造成了极大的破坏和浪费;尤其是对那些稀有种类而言,其破坏作用甚至是毁灭性的。第二,教师一般要求学生对小型植物进行整株采摘,对大型植物进行构件采集。这样的采集方式,对小型植物的打击几乎是毁灭性的,若采集数量巨大,足可以造成部分地区某些物种的消失,特别是稀有种和特有种。以作者所在单位为例,连续多年在正宁县中湾林场基地实习,对学生比较感兴趣的玉竹Polygona-tumodoratum(Mill.)Druce和黄精Polygonatumsibiri-cum的连年采集,使其在短时间内很难恢复,数量越来越少;对大型植物而言,教师要求尽量采集能够反映种群特征的繁殖器官。一些构件的丧失将会直接影响部分植株正常的生长和新陈代谢,导致整个植株的衰败甚至死亡。这种粗放的采集方式不仅对野生植物资源本身产生了巨大的威胁,而且也不利于维持生态平衡。在动物实习过程中具体表现为:动物标本的采集不是针对单一物种,而是对所有可以采集的野生种类的几乎是“掠夺性捕捉式”采集。由于实习基地单一,学生所能见到的动物的种类和数量有限,再加上对动物的采集手段局限,实习基地的连年不换,导致该基地的这种掠夺是长期的。随着我国高校办学规模的不断扩大,野外实习对生物资源和生态环境的破坏性有继续扩大的趋势。
1.3重过程、轻结果,缺少对学生主动性和研究性的培养
在实习经费紧张和实习基地局限的情况下,好多地方高校简化甚至中断了野外实习,实习环节得不到保障。部分高校对野外实习认识不到位,大大压缩实习时间,利用短暂的几天时间对一门课程进行综合实习,学生刚刚进入实习状态,实习就结束了;把专业的野外实习变为“观光采集形式”或“捕捉形式”,采集到的标本得不到很好的利用,不能系统地联系物种与其分类地位的关系、生物特征与其生态环境间相互适应的联系;实习走过程,内容单调,缺乏对学生主动性和研究性的培养,实习效果不理想。高质量的野外实习,不仅可以验证和巩固理论知识,扩大学生专业知识范围,培养学生的科研能力、动手能力、吃苦耐劳和团结合作精神,而且还能培养学生学习的主动性和积极性。通过合理的动植物野外实习,不仅可以使学生有效了解生物在经济、社会和生态环境中所起的重要作用,而且能够激发学生热爱大自然的情操,提高珍惜生物资源、保护生态环境、保护生物多样性的主动性和积极性,促进他们的科研意识、环保意识和生态意识,增强人与自然协调发展、保护资源与环境可持续发展的观念。
2野外实习教学模式改革与探索
2.1提高认识,争取支持
野外实习是培养学生专业技能的关键环节,是连接理论知识和深入了解大自然的桥梁,是理论联系实际的有力保障。通过有效的野外实习,可以使学生全面掌握专业技能,提高教学质量,取得良好教学效果,争取教学管理部门的大力支持和对生物科学专业野外实习教学的重视,其必要性、重要性不容忽视。我院领导积极争取学校教学管理部门对野外实习实践教学的重视,经常邀请学校领导和教学管理部门亲临实习基地,对我院的野外实习过程进行全面指导和检查,及时研究和了解野外实习所面临的问题与困难,积极采取相关措施。近年来,在基地建设、设备投资和师资技能培训等方面得到了学校的大力支持,从而保证了我院野外实习工作的顺利进行。
2.2建立一支高素质的实习指导教师队伍
教师在实践教学中起主导作用,指导教师的实践教学水平是决定学生实践能力的关键,也是有效完成野外实习的重要保证之一。目前,不少地方院校的实践教师业务素质与培养具有高素质专业技能的需要还存在一定差距,加之生物科学更新的速度不断加快,理论知识的补充相对容易,而实践教学能力的培养是一个长期训练的结果。因此,我院从两个方面加强实习指导队伍建设:一方面要求教授、副教授、讲师等骨干教师都必须参与实验、实习、课程设计、课外科技创新活动、学生专业技能训练等实践教学环节的教学与指导,采用“青年教师导师制”,以老带新,帮助中青年教师尽快成长,提高实践教学能力;另一方面邀请兰州大学、西北师范大学的著名动植物野外实习专家加入我们的实习指导教师行列,指导实习,并介绍指导教师在野外实习过程中应该从哪些方面着手才能真正培养学生实践能力,帮助我们解决野外实习过程中遇到的实际问题。这样,不但可以帮助提高中青年教师的实习指导能力,而且为我院师生提供了与省内重点高校著名专家学习的宝贵机会,有利于高校教师间的学术交流与合作。经过多年的努力,我院已形成具有教授1名、副教授3名、讲师4名(其中博士3名、硕士3名)的一支高素质的野外实习指导教师队伍,为高效、顺利地完成野外实习提供了基础保障。
2.3形成“立足校园、依托基地、深入自然”的野外实习教学模式
野外实习教学是强调对直观材料应用能力的培养,通过对种类繁多的动植物进行观察与研究,分析、归纳、统计处理相关数据,从而获得对生物分类阶元中目、科、属、种的特征知识的学习,培养学生的观察能力、识别能力和研究能力,激发学生的学习兴趣。只有建立和完善环节齐全、教学效果良好的野外实习教学模式,才能全面提高野外实习的教学质量,达到预期的野外实习的教学效果。2.3.1动植物野外实习以识别校园动植物为起点识别校园动植物是学生了解物种,走向大自然的第一步.我校占地1200多亩,校内动植物种类繁多,其中名树花木和野生鸟类、昆虫不少。在教师的指导下,学生不仅可以了解和学习校园的常见物种的形态特征,还可以对校内绿化树种、观赏花卉及飞鸟昆虫进行分析研究。教师及时地采取启发式和互动式教学,引导学生把所学的生物的形态特征与相应分类阶元的识别要点联系起来,不但可以巩固理论知识,也可以培养和提高学生的实践应用能力。识别校园内物种,提高辨别能力和综合能力,为野外实习奠定基础。2.3.2选择基地是野外实习的关键选择和建立高质量的实习基地,对于保证野外实习效果非常重要。我校地处陇东,距离子午岭南端、黄土高原最大的天然次生林区较近,该林区纵跨庆阳地区的华池、合水、宁县和正宁四县,地理坐标为东经107°59''''~108°43'''',北纬33°18''''~36°39'''',总面积4970.2km。地势南高北低,自西向东北倾斜,海拔1300~1700m,相对高差300m左右,梁峁顶部浑圆平缓,倾斜3~5°,沟坡上斜下陡,变化于10~35°之间。处于森林草原和半干旱草原的过渡区,气候温和湿润,其北小半部属陇中北部温带半干旱气候,南大半部属陇中南部温带半湿润气候,年均气温7.4~8.5℃,极端最低温度-27.7℃,极端最高气温为36.7℃,年降水量500~620mm,年平均相对湿度63%~68%,地带性土壤为灰褐土。这里植被繁茂、物种丰富、生境多样,是动植物野外实习的最佳基地。我校领导充分利用地利优势,先后在子午岭南段建立了正宁县中湾林场和宁县罗山府林场两个野外实习基地。两个基地交替实习,避免了连续实习对实习基地生物资源的破坏,有利于实习基地的生态保护和修复,更加有效地保证了生物科学专业动植物的野外实习质量。2.3.3达到了解自然、保护生物和生态环境是最终目的通过边理论学习边识别校园动植物,为野外实习奠定一定的基础,再通过严肃、认真、充分的野外基地实习加以巩固和提高,使学生的认识能力和实践能力得以发展,培养他们热爱大自然的情怀,最终达到了解生物在自然界的重要作用,从而提高保护生物资源和生态环境的最终目的。建立形成“立足校园、依托基地、深入自然”的野外实习教学模式,有效地保证了我院野外实习的教学质量,并定期与基地开展交流与座谈,共同参与研究性活动,推进教学、实习、研究、应用的有效结合。这种模式不但有利于学生由课本到校园物种的认知,为基地实习奠定了一定的分类学基础,提高野外实习效果,而且有利于学生深入了解自然物种的多样性,培养学生热爱自然,珍爱生命的情怀。
2.4加强校内实习基地———生农科技园建设
许多地方高校生物科学专业对动物学和植物学的教学模式大多是:先进行课堂理论学习,学年末才进行野外实习教学[15]。这种模式使课堂理论学习与基地野外实习之间在时间和空间上出现脱节,使学生在学习专业知识时不能及时得到相应的实践锻炼。为了改变这种现状,使理论和实践紧密结合,形成周期性、连贯性、多向性的教学新模式,我们在校内建立了占地5800平方米的生农科技园,内设半自动日光节能温室、塑料大棚、动物饲养笼舍、水生动物饲养池、露地试验区、食用菌及花卉栽培实验室等设施。栽培各类花卉及露地植物300多种,饲养各类实验动物10多种,成为我校重要的校内实践教学基地。实行全天对外开放,学生随时可以根据理论进度去观察和研究自己感兴趣的动植物,不但可以培养学生对生物学的学习兴趣,还可以及时巩固和验证理论知识,使理论与实践紧密联系。生农科技园还可以为学生提供理论课堂或实验教学上使用的各种鲜活的实验材料,如各类植物组织器官和饲养的小型动物,材料新鲜而齐全,使授课内容更加生动、形象、直观,显著地提高了教学效果。生农科技园同时还为专任教师进行科学研究或课题研究提供了便利的场所,也为校园的绿化、美化增添有力的一笔,成为校园内集观赏性、专业特色、学术气息为一体的特殊景观。不但有利于生物科学专业的野外实习,也为相关专业的实践教学提供了便利条件,在培养学生实践能力等方面发挥了重大作用。
作者:张博马世荣郭小强周天林刘瑞瑞单位:甘肃省高校陇东生物资源保护与利用省级重点实验室陇东学院生命科学与技术学院
1高中生物实验的内容和特点
1.1高中生物实验的内容
根据实验的主要方法,可将高中生物必修部分的实验划分为7种类型:观察类、检测类、探究类、模拟类、调查类、设计类和搜集类[5].其中,观察、检测和模拟类实验比较常见;设计类实验是学生探索和发现真理的重要途径;调查类实验主要是针对已经存在的事实或现象,要求学生通过对客观事实和现象之间的了解得出结论,培养学生收集和分析资料信息的能力;而搜集类实验则要求学生根据问题拟出资料收集的具体方案,然后通过各种途径收集相关资料,最后对搜集到的资料进行筛选归类整理,并以各种形式(如黑板报、论文、报告及辩论赛等)展示.在选修模块实验中,选修1的实验以实践活动为主要学习方式,全部为实验操作,不同实验内容的教学目标各有侧重,有的侧重基本概念或原理,有的侧重实际应用,还有的侧重科学方法训练和培养学生的科学态度.实验类型大多数为引导式探究.在引导式探究活动中,学习资料中提出的实验结构或程序,学生自己设计并进行实验,通过参与探究过程有所体验和发现,从而达到预期的实验目标[6].根据选修2的实验中的活动建议,主要是进行调查、讨论和探究活动.教师引导学生开展这些活动,培养学生的参与意识,使得学生关注社会、关注生活、关注身边的科学和技术,能帮助学生体会到生物科学与人类社会、与学生的日常生活密切相关.选修3的实验中,除了技术要求较高的“DNA的粗提取和鉴定”外,其它实验都不在实验室进行,而多为口头交流、辩论等活动,由于本模块实验所涉及的科学领域研究进展迅速,教师要积极引导和组织学生查阅有关资料,练习撰写专题综述报告并组织开展这些活动[7].
1.2高中生物实验的特点
1.2.1实验数量多,类型多样化且综合性强仅《高中生物课程标准(实验)》列举的实验活动建议就有68条,当然这些实验并不要求学生全部掌握,但大多数是最基础的,学生掌握这些后,还要了解教材以外的实验,如试卷和课外书上出现的,要对大纲要求的实验有所扩展和延伸,才能够学以致用.实验数量多则相应地要求实验课时也多,据统计,实验课时甚至占到生物课总教学时间的40%[8].高中生物实验类型多.各种类型实验的方法不同,包括显微镜观察、染色鉴定、模型制作、多媒体技术模拟、户外调查及课外收集信息等;实验形式也不同,包括教师演示、学生分组完成及独立完成等.高中生物实验综合性强.往往一个生物实验中融合了多种实验类型特点.如“探究影响酶活性因素”的实验过程不仅要让学生经历一个完整的科学探究过程,而且还要求培养学生的实验设计能力,在实验过程中要考虑单一变量并进行定量分析;又如“设计并制作生态瓶”的实验不仅需要学生小组合作设计制作完成,而且也是一个模拟实验,模拟的过程充满探究的要素,此外,实验还要求学生对自己制作的“生态小瓶”进行长时间的观察,这无疑也培养了学生的观察能力.1.2.2科学探究受到重视,实验内容贴近生活且技术比较先进课程标准的4个基本理念之一是倡导探究性学习,在能力目标中特别提出了发展科学探究能力,并详细列举了11条与探究紧密相关的能力,这为开展探究性实验教学提供了重要指导.强调和重视科学探究还具体表现在新课程实验的结构和内容上,必修的3个模块中,具有探究性的实验几乎占到全部实验的三分之一,而选修部分的生物技术实践模块的13条活动建议中几乎均包含探究性的内容,另外2个模块的活动建议也多为可以进行资料收集探究的活动或调查[9]102.由此可见,课程标准把科学探究以不同层次和形式融合到实验教学中.高中生物课程标准强调关注学生的生活经验,注重与现实生活的联系,在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念,这样可以激发学生的学习兴趣,也可以让学生学以致用.如调查类和搜集类的实验都要求学生到现实生活中去调查和搜集信息,并对这些调查和搜集来的信息进行研究分析等.如选修1“生物技术与实践”中有果酒、果醋及腐乳的制作等,选修2“生物科学与社会”中对设施农业的参观和对绿色食品生产或消费情况的调查等,这些实验活动贴近生活,实验材料也来源于生活.实验技术比较先进.特别是选修部分的实验,大都与生命科学新技术、新应用紧密联系.如基因工程、克隆技术及干细胞研究等.此外,还有多媒体技术的运用,如“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”等.
2生物科学(师范)专业实验内容及存在的不足
2.1实验内容
在高师生物科学(师范)专业课程体系中,生物类专业必修课比重大,几乎每门专业课程均设置了相应的实验课程,包括动物学、植物学、微生物学、遗传学、生态学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、植物生理学及人体生理解剖学等实验,每门实验课程的实验数均在8~12个.
2.2存在的不足
2.2.1课程内容强调专业性,缺少与高中生物新课程的联系受传统高师生物课程观的影响,实验课内容倾向于强调系统性、整体性和全面性,突出学科专业性,而师范性不明显,验证性实验占据主导,设计性和综合性实验欠缺,缺少与中学生物实验教学有机联系的问题尤其突出.生命科学的发展日新月异,高中生物新课程很注重知识的时代性和前沿性[10],但生物科学(师范)专业的实验教学内容设置往往多年不变,不能反映生命科学学科发展的最新成果,与学生科学素质、实验技能和创新能力培养的要求不符.2.2.2实验教学内容缺乏与生产、生活和社会实践的联系高中生物课程标准提出注重与现实生活的联系理念,就是要改变轻视学生生活的现状,让学生在真实的生活中学习和体验知识.从课程标准建议了大量的调查类和搜集类的实验可以看出,高中生物实验更加强调与生活的联系,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的知识.但生物科学(师范)专业的实验内容大多是对理论的验证,更强调实验的学术性,相对而言忽视了与学生生活以及现实自然、社会的联系,不能激发学生学习的兴趣,无法让师范生深切地体会到专业知识的价值,可能会影响到以后工作的教学质量.2.2.3实验教学缺乏体系建构生物科学作为一门独立形态的自然科学,应有其自上而下、自下而上的实验体系,但师范院校的实验教学缺乏这种体系的建构[11]75.每一门课程仅从单一学科的知识系统性和完备性方面设计教学内容和技能训练,各门课程自成体系,与本专业其它课程联系不紧密,对课程内容整合较少,因而造成一些实验内容重复,如微生物学中的“霉菌观察”与植物学中的“菌类植物”实验内容基本一致.2.2.4实验教学模式化高师生物学实验教材编制模式化,实验设计程式化,即实验目的基本原理实验内容与材料等仪器与设备等操作步骤实验结果实验分析报告[11]76.实验过程以教师讲解、演示为主,学生履行三步曲,即按实验指导的要求或教师总结的实验步骤进行操作观察实验结果完成实验报告[12].学生对实验材料的采集培养、药品配制等实验的准备过程和实验方法步骤的设计参与度低,对实验方法步骤缺乏必要的思考理解和创新,师范生独立实验能力的培养受到限制.2.2.5研究性实验内容缺乏目前,生物科学(师范)专业开设的专业课实验内容大多为验证性实验,虽然可以加深学生对理论知识的理解和培养基本的实验技能,但仍属于间接获取知识的渠道,对培养师范生的科学探究能力不利.
3有效衔接高中与大学的生物学实验教学
3.1加强高中相关实验内容的渗透,增加和生活联系比较紧密的实验内容
生物科学(师范)专业的教师要致力于高中生物学实验教学的研究,了解其基本内容和方法手段.在保证实验课内容达到本科水平的前提下,选择与高中生物教学联系密切并能充分发挥现有实验条件的实验内容,制定切实可行的实验计划,力争使中学生物学实验中的基础部分、经典部分成为高师生物学实验的研究主题之一,使得高师生物实验内容与手段上形成和中学生物学实验的包涵关系.
3.2改进生物科学(师范)专业的生物学实验手段,使实验内容跟上科学技术的发展
在实验内容上,应该结合当前高中生物教学岗位的要求,组织各教研室有经验的任课教师对实验教学进行改革,剔除内容陈旧、技术落后的实验,增加反映现代定量分析、探究性、设计性和综合应用的新实验技术内容,跟上生命科学技术的发展.此外,在实验课程中,可以结合相关的研究课题和最新研究进展,在课堂讲解或是实验过程中穿插介绍,补充同一个实验的不同技术与方法.有些新技术、新方法,即使因为条件所限不能亲手做,但也应让学生有所了解,如光合强度的测定既有传统的改良半叶法、氧电极法及红外线二氧化碳气体分析仪法,也有较为先进的便携式光合仪测定法.
3.3整合实验内容
在制定生物科学(师范)专业的实验教学计划时,要统筹规划、互通有无、科学整合以及合理安排实验内容,避免学科间实验的简单重复,以增加实验的多样性和丰富度,提高实验教学效率,让学生在有限的实验教学中,接触和了解更多的实验内容与方法,这也契合高中生物实验内容和形式多样化的特点.实际上,高中生物涉及的68个实验,均可按照生物科学(师范)专业的专业课程进行分门别类,分别归入或融入到具体的相关课程实验中去,使学生在大学实验教学过程中,基本能接触到所有的中学生物实验内容.
3.4改革实验教学体系
将以验证性为主的实验教学体系改变为实验内容要求由低到高的生物基础实验、综合训练实验、研究设计实验3个不同层次的新体系[9]101.生物基础实验主要完成中学生物学新课程标准及实验大纲规定的基本内容,旨在培养学生的专业基本实验技能和动手能力,掌握生物学基本研究方法;综合训练实验则由学生实验小组(6~8人)自己设计方案、准备药品仪器及独立撰写实验论文,完成大纲规定的提高性内容或感兴趣的问题,旨在培养学生的综合能力和创新能力;研究设计实验为教师根据本地生物资源或结合本地生产实际而开设的科学研究性实验项目,在教师的带领下有针对性地开展科学研究实验,旨在培养学生的参与意识、科研意识和自然科学研究工作所应具备的科学态度.
3.5鼓励师范生积极参与实验准备工作
准备实验也是一名生物教师应有的专业素养之一.高师院校在生物实验教学中,应该鼓励师范生积极参与到实验准备工作中,如动植物实验材料的采集与培养、试剂的配制、仪器的调试、微生物菌种制作及消毒灭菌等,使学生系统地了解实验从始至终的全过程,这将提高师范生准备和组织生物实验的能力.
3.6培养学生口头表达能力,锻炼文字驾驭能力
教师应按照学生的认识规律,对实验内容加以组织、润色,并且用科学、准确、生动及富于启发性的语言表达出来,以便学生理解和接受.在实验教学中,教师要引导学生从实验现象出发,能够用生物专业语言表达、组织及研究实验,还应认真对待学生的实验报告,对表达不准确和书写不规范等情况及时纠正.
4结语
加强生物科学(师范)专业学生实验能力的培养,既是新课程标准对高中教师的迫切要求,也是生物学师范教育的重要任务.所以,高师生物科学(师范)专业的发展必须对生物学实验教学给予足够的重视,面向中学生物实验教学,更新实验教学观念,在系统分析高中生物实验内容与特点的基础上,找准二者的切合点,统筹规划.改革实验教学体系、内容和手段,使生物科学(师范)专业的实验内容与高中生物实验教学有机衔接,将高中生物实验的全部内容或活动建议有机地融入到生物科学(师范)专业的实验教学过程中,全面提升师范生的创新精神和实践能力,培养符合新课程标准要求的合格的中学生物师资.
作者:朱慧邢树文吴清韩马瑞君陈丽璇单位:韩山师范学院生命科学与食品科技学院
一、错位发展,突显专业区域优势
琼州学院生物科学专业主要立足三亚,面向琼中南地区,需构建出与此区域经济发展相适应的人才培养体系。该专业的设置已有7年时间,办学实现了从五指山向三亚的转移,在此历程中,根据目前的就业形式及海南各区域对本专业人才的选择需求,目前该专业越来越难以适应各区域对该专业人才的要求,现急需的则只有调整人才培养方案,优化课程结构,构建创新的实践教学体系,方能满足社会对该专业人才的选择。
二、构建双实践教学创新体系基本框架
作为生物科学类专业,无论是教师教育还是专业技能,都离不开“重实践,强能力”的专业特色,琼州学院生物科学师范专业经过多年的探索与实践,逐步构建出了“一个核心、二个体系、三个结合、四种技能”的双实践教学创新体系。“一个核心”是指培养出“宽口径、复合型、应用型”强的多技能型创新性人才。“二个体系”,一个体系是教师教育基本素质培养体系;另一体系指专业实践教学内容体系。“三个结合”是指教师教育与专业相结合,实践教学与科研、生产相结合,校内基地与校外基地应用相结合。“四种技能”是指基本技能、专业技能、综合技能以及职业技能四种技能。要实现“教师技能+专业技能”并举发展的创新双实践教学体系,该专业将实践教学构建了四大平台:分别为学校统一的公共类课程实践平台、学院基础类课程实践平台、专业主干与核心类课程实践平台和教师教育类实践平台。前三个平台培养学生的专业技能,后一个平台培养教师技能。根据各平台,该专业设置了相应的实践类课程。学校公共类课程实践平台主要开设有军事训练、暑期社会实践、素质拓展如学生科技创新、挑战杯、数学建模等实践类活动;学院基础类课程平台主要开设有本学院多个专业课程设置相通的如有机化学、无机化学、生物化学、细胞生物学、分子生物学等基础实验课程;专业主干与核心类课程平台主要开设专业应用性,操作性强的实验课程,如森林、海洋的生态调查、蔬菜栽培技术、食用菌栽培技术、瓜果花木的生产、嫁接技术等,以及专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)等;教师教育平台主要开设普通话、书法、现代教育技术、教师礼仪、教育案例评析、教育实习、教育见习和教育论文等。四大平台贯穿于大学四年,在此基础上,凝练出了五大实践课程体系:理论包含的实验课程体系,单独设置的实验课程体系,社会实践体系,专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)体系,教师教育实践体系等。前四大实践体系针对专业技能的培养,后一个主要是培养教师技能。(1)理论课中包含的实验课程体系:此类课程主要是理论性比较强,在教学中则以突出理论为基础,通过实验进行简单验证,实践以验证性为主,此类课程主要是实验学时小于16学时的课程,如有机化学、分析化学等。(2)单独设置的实验课程体系:根据学校2012级培养方案的指导性意见,对实验教学体系进行了调整与重组,对以前理论课包含的实验课,实验学时超过16学时的,通过理论与实验剥离,甚至与其他类课程整合,独立设课,有时还增大实验教学时数,此类课程主要是以综合性、设计性实验为主导,培养学生创新能力为重点的实验,使学生学习主体性得到充分的发挥,如专业基础、专业主干、专业核心类实验课中的生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、植物生理学等。(3)社会实践体系:通过集中与分散的方式,让学生参与暑期社会实践与社会调查,体验社会,增长见识,为学生毕业走入社会奠定基础,从而培养“能吃苦,敢吃苦,善吃苦”的精神,对促进学生特长的发挥、将来的就业会起到积极的作用。(4)专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)体系:此三项是实践教学过程中非常重要的教学环节,是学生掌握基本理论与知识到运用,从遇到问题到分析问题、解决问题的实践过程。它是学生从学习到创新能力和综合素质的检验过程。这一系列环节,为培养学生具备严谨务实的工作作风和严肃认真的科学态度奠定了基础。(5)教师教育实践体系:为加强教师的职业技能而开设的一系列教育实践类课程,主要包括教师语言的表达技能、书写技能与现代教育技术应用技能等。此类教育实践类课程包括普通话、书法、现代教育技术等方面的技能训练,为让学生在教师资格面试中取得好成绩,新开设了教师礼仪、教育案例评析等课程。教育实习、教育见习,从教学观摩到经历教学参与、体验教育实践研究,大大锻炼与提高了师范生执教的基本能力。教育论文对学生运用教育理论,根据所学知识与掌握的教育技能,培养学生独立思考,分析与解决教育工作中遇到的实际问题及创新教学方法,是形成教学成果不可缺少的重要环节。双实践教学体系的构建,更加注重了专业技能与教师技能的并行发展,将教师教育实践教学体系从过去专业实践教学中单独出来,形成了更为优化、实用的实践教学体系,为学生多元化培养发展奠定了基础,打破了以往师范专业学生从事教师这一职业的瓶颈,通过双实践教学体系,学生可一专多长。
三、双实践教学体系的实施途径
(一)确保实践学时学分条件下,不断优化培养体系,改变实践模式为了提升教学实践的有效性,增加学生的实践兴趣,将培养体系进行调整,实践模式进行改变,将一学年两学期理论教学时间进行压缩,由每个学期18周的理论授课时间调整为16周,2周安排为集中实践教学,确保每年有4周时间用于实践,尤其对设计性、综合性类实验等需要集中较长时间的实践活动通过实践模式的改变,既保障了实践教学活动的有效开展,又不影响正常教学秩序。(二)实习实践基地稳定发展前提下,培养模式多元化职业素质是通过实践活动培养出来的。教师教育技能的培养,打破了传统的高校教师指导、学生外出实习的单一模式,而采取把优秀的中小学校长、一线优秀教师“请进来”,和学生一起参与教育实习的教学环节指导,再“走出去”进入中小学实习的新模式。专业技能培养上,不满足现有校内外实习基地,而是积极开拓与发展产学研结合的实践模式,通过与周围邻近企业如大棚蔬菜、园林花卉,南繁基地等企业科研机构开展合作,同时请企业家、研究所专家来学校指导实习教学,让学生带着企业现存的问题、科研中遇到的难题等问题在以后的实践中去解决。这种实践模式,实现了对学生专业技能培养的多元化。(三)保障实践教学质量条件下,改变实践教学师资单一化,促进向双师型教师转型无论在教师技能还是专业技能培养上,改变了以往高校教师对学生单一培养的实践指导模式,实现了将中小学优秀教师、校外企业家、专家“请进来”再让学生“走出去”的实践新模式,突破了实践教学上师资的单一性,对高校老师向双师型转型是一种督促,同时也促进与提高了实践教学改革的质量。
四、结语
改革生物科学师范专业人才培养,众多高校仍停留在以师范生基本技能为主体,专业技术为补充的培养模式上,实现教师技能与专业技能并举,才是生物科学师范专业发展与探索的新途径,尤其是随着师范教育的全国统考,并非所有师范类专业学生都可进入教师行列,基于此,转变传统的师范生人才培养体系,向综合性复合型人才培养体系转型将是师范专业发展的一种趋势。
作者:贺立静周述波林伟单位:琼州学院生物科学与技术学院
一、构建双实践教学创新体系基本框架
作为生物科学类专业,无论是教师教育还是专业技能,都离不开“重实践,强能力”的专业特色,琼州学院生物科学师范专业经过多年的探索与实践,逐步构建出了“一个核心、二个体系、三个结合、四种技能”的双实践教学创新体系。“一个核心”是指培养出“宽口径、复合型、应用型”强的多技能型创新性人才。“二个体系”,一个体系是教师教育基本素质培养体系;另一体系指专业实践教学内容体系。“三个结合”是指教师教育与专业相结合,实践教学与科研、生产相结合,校内基地与校外基地应用相结合。“四种技能”是指基本技能、专业技能、综合技能以及职业技能四种技能。要实现“教师技能+专业技能”并举发展的创新双实践教学体系,该专业将实践教学构建了四大平台:分别为学校统一的公共类课程实践平台、学院基础类课程实践平台、专业主干与核心类课程实践平台和教师教育类实践平台。前三个平台培养学生的专业技能,后一个平台培养教师技能。根据各平台,该专业设置了相应的实践类课程。学校公共类课程实践平台主要开设有军事训练、暑期社会实践、素质拓展如学生科技创新、挑战杯、数学建模等实践类活动;学院基础类课程平台主要开设有本学院多个专业课程设置相通的如有机化学、无机化学、生物化学、细胞生物学、分子生物学等基础实验课程;专业主干与核心类课程平台主要开设专业应用性,操作性强的实验课程,如森林、海洋的生态调查、蔬菜栽培技术、食用菌栽培技术、瓜果花木的生产、嫁接技术等,以及专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)等;教师教育平台主要开设普通话、书法、现代教育技术、教师礼仪、教育案例评析、教育实习、教育见习和教育论文等。四大平台贯穿于大学四年,在此基础上,凝练出了五大实践课程体系:理论包含的实验课程体系,单独设置的实验课程体系,社会实践体系,专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)体系,教师教育实践体系等。前四大实践体系针对专业技能的培养,后一个主要是培养教师技能。(1)理论课中包含的实验课程体系:此类课程主要是理论性比较强,在教学中则以突出理论为基础,通过实验进行简单验证,实践以验证性为主,此类课程主要是实验学时小于16学时的课程,如有机化学、分析化学等。(2)单独设置的实验课程体系:根据学校2012级培养方案的指导性意见,对实验教学体系进行了调整与重组,对以前理论课包含的实验课,实验学时超过16学时的,通过理论与实验剥离,甚至与其他类课程整合,独立设课,有时还增大实验教学时数,此类课程主要是以综合性、设计性实验为主导,培养学生创新能力为重点的实验,使学生学习主体性得到充分的发挥,如专业基础、专业主干、专业核心类实验课中的生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、植物生理学等。(3)社会实践体系:通过集中与分散的方式,让学生参与暑期社会实践与社会调查,体验社会,增长见识,为学生毕业走入社会奠定基础,从而培养“能吃苦,敢吃苦,善吃苦”的精神,对促进学生特长的发挥、将来的就业会起到积极的作用。(4)专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)体系:此三项是实践教学过程中非常重要的教学环节,是学生掌握基本理论与知识到运用,从遇到问题到分析问题、解决问题的实践过程。它是学生从学习到创新能力和综合素质的检验过程。这一系列环节,为培养学生具备严谨务实的工作作风和严肃认真的科学态度奠定了基础。(5)教师教育实践体系:为加强教师的职业技能而开设的一系列教育实践类课程,主要包括教师语言的表达技能、书写技能与现代教育技术应用技能等。此类教育实践类课程包括普通话、书法、现代教育技术等方面的技能训练,为让学生在教师资格面试中取得好成绩,新开设了教师礼仪、教育案例评析等课程。教育实习、教育见习,从教学观摩到经历教学参与、体验教育实践研究,大大锻炼与提高了师范生执教的基本能力。教育论文对学生运用教育理论,根据所学知识与掌握的教育技能,培养学生独立思考,分析与解决教育工作中遇到的实际问题及创新教学方法,是形成教学成果不可缺少的重要环节。双实践教学体系的构建,更加注重了专业技能与教师技能的并行发展,将教师教育实践教学体系从过去专业实践教学中单独出来,形成了更为优化、实用的实践教学体系,为学生多元化培养发展奠定了基础,打破了以往师范专业学生从事教师这一职业的瓶颈,通过双实践教学体系,学生可一专多长。
二、双实践教学体系的实施途径
(一)确保实践学时学分条件下,不断优化培养体系,改变实践模式
为了提升教学实践的有效性,增加学生的实践兴趣,将培养体系进行调整,实践模式进行改变,将一学年两学期理论教学时间进行压缩,由每个学期18周的理论授课时间调整为16周,2周安排为集中实践教学,确保每年有4周时间用于实践,尤其对设计性、综合性类实验等需要集中较长时间的实践活动通过实践模式的改变,既保障了实践教学活动的有效开展,又不影响正常教学秩序。
(二)实习实践基地稳定发展前提下,培养模式多元化
职业素质是通过实践活动培养出来的。教师教育技能的培养,打破了传统的高校教师指导、学生外出实习的单一模式,而采取把优秀的中小学校长、一线优秀教师“请进来”,和学生一起参与教育实习的教学环节指导,再“走出去”进入中小学实习的新模式。专业技能培养上,不满足现有校内外实习基地,而是积极开拓与发展产学研结合的实践模式,通过与周围邻近企业如大棚蔬菜、园林花卉,南繁基地等企业科研机构开展合作,同时请企业家、研究所专家来学校指导实习教学,让学生带着企业现存的问题、科研中遇到的难题等问题在以后的实践中去解决。这种实践模式,实现了对学生专业技能培养的多元化。
(三)保障实践教学质量条件下,改变实践教学师资单一化,促进向双师型教师转型
无论在教师技能还是专业技能培养上,改变了以往高校教师对学生单一培养的实践指导模式,实现了将中小学优秀教师、校外企业家、专家“请进来”再让学生“走出去”的实践新模式,突破了实践教学上师资的单一性,对高校老师向双师型转型是一种督促,同时也促进与提高了实践教学改革的质量。
三、结语
改革生物科学师范专业人才培养,众多高校仍停留在以师范生基本技能为主体,专业技术为补充的培养模式上,实现教师技能与专业技能并举,才是生物科学师范专业发展与探索的新途径,尤其是随着师范教育的全国统考,并非所有师范类专业学生都可进入教师行列,基于此,转变传统的师范生人才培养体系,向综合性复合型人才培养体系转型将是师范专业发展的一种趋势。
作者:贺立静周述波林伟单位:琼州学院生物科学与技术学院
一、综合性、设计性实验开设的限制因素
《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中对开设综合性、设计性实验课程占总实验课程的比列有一定要求:综合性、设计性实验课程开设达到80%以上为实验教学效果好,达到50%~60%为效果较好。但是在实践教学过程中,大多数高校,尤其是新建本科院校的生物科学专业,其综合性、设计性实验的开设率很难达到50%,并且在实际教学过程中存在诸多的限制因素。
1.实验课程安排的盲目性开设综合性和设计性实验课程,需要先考虑如何安排专业实验课程。生物科学专业的实验课程主要由专业基础课、专业方向课和专业选修课组成。专业基础课包含生物化学、分子生物学、细胞生物学、微生物学、植物学、动物学、植物生理学、动物生理学等,所涉及的实验知识和技能是整个生物科学专业培养课程的基础和核心。专业方向课是在专业基础课的基础上进一步深入和扩展的针对性较强的专业课程,如基因工程、发酵工程、酶工程等。专业选修课是专业方向课的补充和扩展,如蛋白质组学、分子遗传学、生物技术制药等,学生可以根据自身的需要和接受程度自行选修相应的实验技能,从而针对性的提高专业技能。基础性、验证性、设计性、综合性等类型的实验内容在开设的过程中需要考虑各专业课程的性质。不同的专业课程对实验的要求存在一定差异。目前,绝大多数高校在开设综合性、设计性实验课程时很少去区分专业基础课、专业方向课和专业选修课的课程性质,仅仅是为了满足教育部的评估要求而盲目的增加综合性、设计性实验课程,这导致学生在上专业基础课时无法适应综合性、设计性实验内容,而上专方向课和专业选修课时,又对综合性、设计性实验中涉及的基础性实验内容没有完全掌握,从而产生专业实验技能培训的混乱现象。
2.实验课时分配的不合理性综合性、设计性实验内容覆盖广,对实验技术要求高,所以需要更多的教学时数支撑。如《分子生物学》实验中仅PCR过程至少需1小时、《生物化学》的蛋白质分离纯化实验需3~4小时、《微生物学》的细菌培养需1~2天等,这在有限的学时下很难完成教学任务。通常实验课程的课时分配需要结合总课时量的分配情况,再安排不同专业课程的理论和实验课时比例。理论课时和实验课时分配本身就存在矛盾,如果再增加对综合性和设计性实验分配比例的考虑,势必会造成这种矛盾的加剧。部分高校能够将一部分专业基础课的实验内容独立出来,如生物化学实验、分子生物学实验、微生物学实验等,保证该实验课程拥有较多的课时。而大多数高校能独立出来的实验课程相对较少甚至为零,实验内容只能附属于理论课程之下,导致实验课程教学时数较少,教学内容不完整,这是制约高校实验课程改革的重要的问题之一。
3.实验教学模式的保守性和封闭性受传统教育思想的影响,我国高校生物科学专业的实验教学基本上延续了以理论知识为主,实践技能为辅的教学模。实验课程教学模式更是偏重于基础性、验证性、演示性实验。这些实验内容简单、固定,实验内容之间很少有过渡和衔接,甚至部分课程之间的实验内容存在大量的重复。综合性、设计性实验课程的开设要求实验教学模式多样化、开放化和灵活化。不同的实验场地、实验对象、实验内容和实验方法可能会在一个实验项目中涉及,这不同于传统、单一、封闭的实验教学模式。无论从时间、空间,还是内容和方法上,对高校生物科学专业的专业建设和实验教学模式都提出了新的挑战。
4.实验室管理模式的固定传统实验教学模式产生了传统的实验室管理制度,其要求实验课程的开设应在规定的时间和地点完成教学任务,仪器设备和试剂的管理都是统一的,任课教师为了在不违反实验室管理制度的前提下完成实验教学任务,只能尽可能多的开设传统的、简单的实验内容,这也是基础性和验证性实验内容比例较高的原因之一。综合性和设计性实验需要开放的实验室管理制度相配套,传统的实验室管理体制与之存在严重的矛盾,这是限制高校生物科学专业实验课程教学改革的重要因素之一。
5.实验资源的不合理分配和使用实验设备及经费的分配是限制高校生物科学专业实验课程改革和发展的瓶颈之一。生物科学专业对仪器设备、实二、综合性、设计性实验开设的限制因素《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中对开设综合性、设计性实验课程占总实验课程的比列有一定要求:综合性、设计性实验课程开设达到80%以上为实验教学效果好,达到50%~60%为效果较好。但是在实践教学过程中,大材料和经费的依赖较高,尤其是分子生物学相关实验涉及的仪器,动辄十几万到几十万元一台,这对于部分新建本科院校来说是个门槛。也因此受到了限制,大多数高校在开设综合性、设计性实验课程的时候往往需要考虑已有的实验仪器设备、配套设施等是否满足课程需要,而不是去考虑如何合理的设置实验内容,这违背了综合性、设计性实验开设的宗旨。
二、综合性、设计性实验开设及实施的建议
1.实验课程的层次化和实验内容的模块化综合性、设计性实验课程的开设需要根据人才培养方案的目标和任务,制定专业基础课、专业方向课和专业选修课的课程群,在实验课程的安排上要严格区分不同性质的专业课程对不同类型实验的需求,使实验课程形成完整的技能链条,具有明显的层次,即实验内容由浅入深,实验方法由少变多,实验原理由简入繁。实验课程模块化是解决实验课程课时不足的有效途径。根据人才培养方案中实验课程涉及的实验技能,精炼实验内容,做到一个基础性实验包含一个实验方法和原理,形成基础实验模块,并使该实验模块能在今后的专业方向课和选修课中被涉及。这样在专业方向课和选修课的实验课程中将基础实验模块进行组合,从而建立综合性、设计性实验课程内容,使专业基础课、专业方向课和专业选修课的实验课程形有机的整体。实验课程层次化能够明确不同课程的教学目标和任务,避免课程之间知识和技能的重复和断裂,建立课程之间良好的过渡和衔接。实验课程的模块化能够更好的细化知识和技能,避免专业课程之间实验内容的无序和重复。
2.实验课程课时的分配及设置根据专业课程的性质,将专业基础课的实验独立出来,分配较多的课时,使专业基础课能够开设更多的基础性和验证性实验。这些实验通常能够在1~2个课时完成,内容简单,使学生能够在较短的时间内掌握。每学期一门专业基础课安排至少20课时的基础性实验,这能够充分培养学生的基本实验技能,为将来的综合性、设计性实验的学习打好坚实的基础。专业方向课和专业选修课的实验内容以综合性、设计性实验为主。综合性和设计性实验在课时安排上不局限理论与实验课时的分配比例,实验和理论课时可以灵活调度,将实验内容作为理论内容的延续和补充,同时也能在实验内容中进一步深入理论内容,实现“从做中学,边学边做”的教学效果。
3.开放式、信息化的实验教学模式及管理方式开放的实验教学模式是综合性、设计性实验开设的必要保障。在开放式实验环境中,学生以分组的方式进行实验,以自行安排实验时间,从而避免实验室学生人数过多,实验资源紧张的情况,同时也能使教师最大限度的指导学生;学生可以选择内容进行实验,避免实验资源的不合理分配,提高仪器的利用率;学生在一定范围内自由选择实验方法及手段,避免实验教学的单一性和局限性。开放式实验教学模式不仅解决实验教学课时紧张、实验资源的不合理分配问题,还可以调动学生实验操作的积极性,使学生在实验中变被动为主动,提高学生的综合素质。在开放式实验环境中,实验室应根据不同学科将实验室进行分类,以实验仪器设备的利用率及价值进行分区,不同分区有专人负责管理。开放式实验室可建立信息化管理方式,统计实验室及仪器的使用频率,对频率较高的实验室采取开放式管理,对频率较低的实验区域进行统筹管理。此外,考虑到生物科学专业的一些仪器设备价格昂贵,可以专人专管,并使用网络信息系统建立预约机制,采取计划性、集中性安排仪器的使用时间,实行半开放策略。
三、结语
综合性、设计性实验的开设,是对高校实验课程教学模式的革新。综合性、设计性实验课程开设的宗旨是培养学生实验技能的独立性和创新性,满足国家对新时期人才培养的要求。对生物科学专业而言,需要从传统的实验教学模式和实验管理制度中解放出来,统筹全局,优化人才培养方案,安排好实验课程的层次,模块化基础性实验内容,筛选综合性、设计性实验内容,开放化实验室管理制度,才能在高校教学改革中建立并发展综合性、设计性实验课程。
作者:马军王沛政张燕李麒麟单位:琼州学院生物科学与技术学院
一、实验教学对培养学生生物科学素养的作用
1实验是倡导科学精神及情感态度、价值观的有效手段。
1.1.实验有利于培养学生的合作精神。无论是实验设计,实验操作,实验的完善、结论的得出、结论的呈现形式等,都需要大家集思广益,团结协作,要求每位同学积极发挥自己的作用,从而培养学生的信息交流能力和集体协作精神。
1.2.实验有利于培养学生严谨求实的科学态度和坚持不懈的探索精神。在实验中,学生不按照规范的操作流程操作,不细致观察实验过程和现象,不具有迎难而上的挑战精神;或者歪曲实验现象,不尊重实验结果,轻率得出实验结论等,实验都很难获得成功。所以需要学生有严谨求实的科学态度、坚持不懈的探索精神,实验才能真正发挥提高科学素养的作用。
1.3.实验有利于培养学生敬畏自然、尊重生命的人文精神,学会与自然和谐相处,保护生态,建立正确的生命价值观。
2实验能促进对科学技术与社会的关系的理解。实验能让学生更加全面深刻地理解科学技术的价值,理解科学技术发展对社会的多方面影响,更辩证的看待科学、技术和社会之间的关系。理解生物科学技术和发展经济,生物科学技术和环境保护,生物科学技术和改善生活水平,生物科学技术的应用与伦理道德、法律规范等的关系。总之,生物实验教学是激发学生的学习兴趣、培养创新能力、鼓励科学探究精神的最佳平台,是培养学生科学方法论、发展学生创新思维、提高学生科学素养的有效途径。
二、实验教学中培养学生生物科学素养的途径
2.1转变实验教学观念,培养学生掌握科学的研究方法当知识是靠自己的思维得来时才是自己的知识。因此,生物教学应该是生物活动的教学而不应是生物活动结果的教学,重要的不是结论而是认知过程。 以实验为基础是生物教学最基本的特征之一。从实验现象到某一生物概念、规律的形成需要一个过程,在这个过程中,教师不仅要重视教给学生如何通过实验现象或结果的分析形成概念或规律,而且还要教给学生如何进一步深入理解概念或规律形成的思路和方法。传统的实验教学目的是“重结论”,而不是将实验作为“再发现”的过程,视为知识的形成过程。因此,应转变观念,建立以实验教学为基础的生物教学观,充分挖掘生物实验的教学潜能,为实施素质教育创造条件,营造一个良好的生物实验教学环境。
2.2对实验进行拓展和延伸,培养学生的创新能力生物实验在培养学生的科学态度、训练学生的科学方法,特别是完善学生的创造思维方面,具有独到的功能。但是在其教学方法的选择上,还存在着一些不尽如人意的地方,阻碍着生物实验在“完善学生创造思维素质”方面重要功能的发挥。因此,探索中学生物实验的教学方法与完善学生创造思维素质之间的相互关系,是一个重要的研究内容。其中延伸和拓展生物实验是一种重要的尝试。通过这样的活动,学生思维的广度和深度得到了拓展,探究事物的意识得到增强,创新意识和创新能力得到了提高,同时学习积极性进一步高涨。
2.3加强实验设计,追求实验过程探究性皮亚杰曾说过“:复制的真理只能算半个真理。”其活动建构论则指出,活动是连接主、客体的桥梁,是认知发展最直接的源泉。学生自主求知才能最大限度地发挥其自身能力,发现自己的学习优势。
目前,中学生实验主要有验证性实验和应用性实验。实验课题、实验方案及研究步骤都由教师安排决定,有时甚至连实验结果也由教师事先告知,学生只是机械地操作,无从感受获取知识和应用知识的快乐。因此,学科教学应加强探索性实验的比例,使学生在自主探究的实践活动中逐步掌握“发现问题———建立模型———形成假设———设计实验———归纳结论”的科学探索方法。而进行实验设计和实践,是科学探究的关键。近年来的高考中都增加了实验设计能力的考核。教师在教学中应指导学生了解进行实验设计的一些基本原则,如对照性原则、单因子变量原则、平行重复原则等。教材上往往针对实验假设进行了实验设计,教师可以充分利用这些实验材料,帮助学生掌握科学实验设计的基本方法和基本原则。在此基础上,鼓励学生对教材的实验方案进行改进或重新设计,并且付诸实施。科学探究的过程往往也就是不断完善实验设计和不断克服困难的过程。通过这一能力的培养,使学生改变“形高实低”的学习状态,成为学习的主人。在实验过程中,免不了会遇到一些问题和困难,关键是要帮助学生克服畏难情绪。
实践证明,加强实验教学后学生在科学素养的各个方面都有极大的提升:首先,关于科学知识,学生关注的范围更广,更加关注生活中的生命现象和现代化的生物技术。学生的科学知识更具体全面,易于整合、迁移,有利于构建知识网络。其次,学生更加善于主动思考、判断,善于发现问题、通过实践探究问题。学生的思维能力得到锻炼和加强,面对问题时能冷静思考,有自己独到的见解。再次,通过实验教学,学生对于生物课程的兴趣和学习探究欲望大大提高,质疑、批判等科学精神有了长足的进步,与他人团结协作的意识也更加强烈。
作者:王梅洲单位:江苏溧阳市戴埠高级中学
1活动过程和步骤
初中生物教材中适合开展家庭科学探究的活动有:探究非生物因素对某种动物的影响、探究种子萌发的环境条件、测定种子的发芽率、探究小鼠走迷宫获取食物的学习行为、探究蚂蚁的通讯和酿制甜酒等。
1.1成立课题小组,确定子课题在学生自愿成组的前提下,合理调配各组成员,以利于能力较弱的学生也积极参与活动。各小组成立后,选定组长,根据自己的选题,进行小组分工。
1.2指导学生制订研究方案
1.3甜酒酿造实践学生在自己家里完成下列酿造甜酒过程,家长亲自参与,亲子共同切磋。甜酒酿造有不同的方法,学生可自己上网查找,也可按甜酒曲使用说明书介绍的方法,或者自己设计其他合理的方法。甜酒酿造方法之一如下:①浸泡:将糯米洗净,浸泡8~16h,至可以用手碾粹即可。②蒸饭:将沥干的糯米放在布上蒸熟(约40min)。③淋饭:在冷却好的糯米上洒少许凉开水,弄散摊匀。④混合酒曲:待温度降至36~38℃不烫手心时,即可撒第一次红曲,翻动一次,撒第二次红曲,并拌和均匀,用曲量为米量的6%~7%。⑤装坛:按每100kg原料加净水160~170kg的比例,同拌曲后的米饭装入酒坛内搅匀后加盖,静置室内。⑥发酵:每隔2~3d用木棒搅拌,并把坛盖加盖麻布等,发酵20~25d。⑦澄清:让甜酒和酒糟分离。
1.4甜酒酿造探究学有余力和有兴趣的学生做进一步研究,如:探究不同温度、不同湿度、不同产地的甜酒曲、容器的密封性对酿造甜酒的影响,探究不同酿造材料(糯米、粳米、玉米、高粱、地瓜)酿造不同口味的甜酒等。教师指导探究实验的方法和步骤,家长亲自参与,亲子共同研制。
1.5小组成员讨论分享酿造甜酒过程及其注意事项①教师指导学生按不同的方法进行酿制,要求酿制没有成功的学生要分析原因,并改正错误,重新酿制,直至成功。小组成员互相帮忙,酿造成功的学生指导酿造失败的学生重新进行酿造。②教师指导学生填写活动记录,提醒学生拍摄活动照片或录像。分层次活动:最基本层次是助手,在小组长或家长的指导下完成活动任务;中等的层次是主要参与者,按资料或家长传授的方法自主完成活动;最高层次是主导者,组员和家长作为学生的助手,不仅按资料介绍的方法完成活动,还进行创新性的探究活动。③教师和家长答疑解惑。
2预期效果与呈现方式
建立学生科学探究活动过程档案袋,需要放入的材料有如下几类:展示过程与方法、展示成果、展示创造性、反思自身的变化与成长。具体材料如下。
2.1调查收集有关甜酒资料资料以日记和纸质材料的方式呈现。
2.2酿造出甜酒以甜酒实物、酿造过程照片、录像、日记和活动记录(甜酒酿造记录表)的方式呈现。
2.3课题活动答辩会展示课题活动的阶段成果和最终成果,形成文字材料,个人撰写活动体会,小组撰写活动报告或论文,对学生进行个人评价和活动小组评价。
2.4校内外科普宣传在班级内出黑板报,介绍甜酒的酿造工艺、酿造注意事项、营养价值和甜酒食用方法等。获奖班级和小组制作以甜酒酿造为主题的科普宣传展板,在学校展览大厅展出。
3可能出现的问题及解决预案
3.1可能出现的问题
3.1.1学生甜酒酿制失败甜酒酿制工艺虽然不是很复杂,但技术含量高,受酿制材料、酿制温度、酒曲活性、杂菌污染、酿制时间等多方面的影响,某一方面控制不好都会影响甜酒品质。八年级的学生容易激动,容易丢三落四,因此经常会酿制失败。
3.1.2家长不支持很多家长认为学生参加各种活动会影响考试成绩,因此一般不支持学生参与科技实践等活动,有的家长会向自己子女高昂的积极性泼冷水,有的家长包办代替,有的家长对学生的评价弄虚作假。
3.1.3活动虎头蛇尾因为本活动技术含量高,一两次失败就会打击部分学生的积极性,造成部分学生可能会草草结束,达不到应有的活动效果。
3.2解决预案
3.2.1因材施教,提高学生的积极性活动小组成员的水平高低搭配,基础薄弱的学生采取分步模仿的方法进行指导,水平高的学生既指导水平低的学生,又进行探究性试验;教师答疑解惑、学生查阅资料与自学、小组讨论分享经验、家长协助指导等方式提高学生的甜酒酿造水平,同时指导学生应先少量试验,等成功后再多酿造一些。
3.2.2提高家长的教育水平通过年级家长会向家长说明本活动的科学价值:对学生学习水平、动手能力、语言表达与交流、团队协作与社交能力等方面起促进作用,提高家长对本活动的认识;向家长讲解在活动过程中如何发现和肯定自己孩子的闪光点,提高家长的教育水平。
3.2.3活动评价重结果,更重过程向学生说明科学探究活动重在过程体验,失败的体验也是很好的人生经验,对待失败要越挫越勇,从失败到成功更能体验成功的喜悦,因此不能虎头蛇尾、草草收兵。对学生在活动过程中表现出的积极性、发现与提出的问题、解决问题时的创意等,教师、家长和小组长都要及时发现、及时表扬和鼓励,激发和保持学生活动的积极性。
4效果评价标准与方式
评价是科学探究活动的关键所在,对科学探究活动的推进和深化起着决定性作用。以往教师是评价者,是绝对的权威,学生只是被动地接受评价。现在科学探究活动中评价的主体发生了变化,应努力建立一种以“自我反思性评价”为核心的新的评价体系,提倡评价方式多元化、评价主体多元化、评价标准多元化,鼓励并尊重学生极富个性的自我表达方式,发展学生在今后社会中所必备的合作、主动、创新等品质。评价重结果,更重过程。评价要点有活动表现、活动能力和活动结果。要求学生建立个人活动档案袋,引导学生将活动过程记录下来,将其作为总结性评价的依据。
4.1对学生个人的评价
笔者设计了“甜酒酿造科学探究活动学生学习评价表”对学生个人进行评价,评价形式有学生自评、家长评价和组员互评,最后由班级学术委员会或指导教师进行总评。
4.1.1学生自我评价学生是活动的主体,对自己在活动中的表现情况最为清楚,因此教师应根据科学探究活动的评价要素引导学生学会客观地自我评价。
4.1.2家长对自己孩子评价活动的主要场所是在学生自己家里,家长是见证者、参与者和指导者,因此指导家长对自己孩子进行评价,不仅能做到客观公正,还能纠正家长以考试分数作为唯一评价标准的错误做法,发现孩子的诸多闪光点,并及时地给予表扬和肯定。
4.1.3小组成员对学生的评价由组长主持组员互评活动,既可以互相学习、取长补短,又可以使学生学会欣赏别人的优点并客观公正地给予肯定。
4.2对活动小组的评价
笔者设计了“甜酒酿造小组活动过程性评价表”对活动小组进行评价,评价形式有小组自评和小组互评,最后由班级学术委员会或指导教师进行总评。
4.2.1活动小组自我评价组长汇总组员的个人活动记录袋,对本组在活动设计、活动实施、成果交流等方面进行客观的自我评价。
4.2.2活动小组互相评价由班级学术委员会或指导教师主持小组互评活动,互相学习、取长补短。总结:通过家庭生物科学探究活动的开展,使“探究小鼠走迷宫获取食物的学习行为、探究蚂蚁的通讯和酿制甜酒”等生物科学探究活动能常态化开展,解决了生物教师少、设备场所限制、经费有限以及活动安全顾虑等问题,调动了学生参与生物科学探究活动的积极性,实现了预定的生物科学探究活动目标。
作者:邱瑞叠单位:厦门市翔安第一中学
1教学体系的弊端
对于生物科学专业的学生来说,有机化学实验主要是让学生掌握最基本的操作,如重结晶、萃取等;简单化合物的制取,如阿司匹林的制备等;最后是验证一些常见化合物的性质,如生物碱、羧酸及其衍生物的化学性质等为主要内容,以上内容基本都是以教材里已被检验了的实验部分为主,这对提升学生的综合分析能力和创新能力都是不可取的。
2有机化学实验的教学实践内容改革的举措
鉴于以上存在的问题我主要从授课方式、教学内容和实验报告的撰写等方面对有机化学实验进行研究。
2.1授课方式的探索首先,在上课程之前,批改学生的预习报告,知道学生预习实验的认真程度,老师在讲课的时候可以进行补充,如果是学生预习知道的东西可以简略的带过,对学生没有预习到的知识进行补充,并提出在实验的时候可能出现的问题抽学生回答;也可以让学生和教师相互交换角色,让这“教师”讲解该实验,最后教师再针对该学生的不足加以点评。在此过程中教师要鼓励学生积极发言、各抒己见,对有创意的学生要给予热情、肯定和赞扬。这样既激发了学生的学习积极性和对实验课程的热情,使学生做到上实验课之前积极配合教师完成安排的工作。在每次课的结尾时,向学生宣布下一次实验。其次,在实验准备的全过程中让全班学生分组参与,在教师引导下,学生可按照实验要求来对实验仪器的选择和所用试剂的配制等。同时,给一个题目,让学生自己去查找资料,进行实验的设计,自己根据所找资料写出实验方案,实验药品,并在老师的指导下对实验方案可行性的判断,得到老师的批准后,让学生自行实验准备,这样有助于提升学生对实验设计、实验操作技能以及对整个实验内容的整体把握都是非常有效的。但是这对生物科学专业化学基础知识较差的学生来说难度较大,对化学基础知识较好的学生对实验的积极性和创新能力都将得到很大的提高。对于大一的学生来说,主要是对基础实验技能的操作实践和设计实验原理的初步理解,比如熟悉提纯的原理及操作、简单的制备等,从而对化学实验有了基本的认识,并能够掌握比较基本的化学实验理论,对学习以后的课程打下基础。
2.2优化实验教学内容因传统教学主要是基础实验和验证性质实验,本文主要将基础有机实验与有机设计实验以及综合实验融合在一起,以增强学生的创新能力,提高学生的学习兴趣,培养学生的创新意识。首先,让学生拥有扎实的基础知识,开设大量的基本实验来规范学生的操作技能,减少验证性实验的个数来为后续的实验做铺垫,比如重结晶的操作实验,可以让学生做苯甲酸、乙酰苯胺以及萘等来巩固此操作。其次,多开设与生物科学专业相关的综合性实验。因综合性实验难度比验证性实验要大,对学生来说具有挑战性。比如从茶叶中提取咖啡因,可以有两种方法,一种方法时间短,设备简单,但是效果不好;另一种方法用索氏提取器做,所需时间久,装置也比较麻烦,效果明显。还有葡萄糖酸钙制备、从槐花米中提取芦丁等,这些实验都与生物相关,能够增强学生的兴趣和提高学生的动手能力。
2.3实验报告的撰写实验报告采用科技论文的格式,包括中英文摘要、引言、仪器与试剂、实验方法、实验结果与讨论、结论、参考文献等[4]。这样写的好处是有利于对学生以后的科研打下基础,知道论文的写法,也为写毕业论文打下一定的基础。
3实验考核体系的完善
传统的实验考核体系是以实验报告为主,不注重学生的具体操作过程,因为预习、操作、报告以及期末考查等贯穿实验的整个过程。传统的体系导致学生只注重实验报告,不注重过程,而使很多基本的操作技能都出现错误。最终不能够地对学生进行公平的评价、更不能够激发学生的学习兴趣,也不利于培养学生的创新意识及创新能力。实验教学的特点是以学生为中心,使学生的主观能动性得到充分地发挥,与此同时也要求教师一定要具备高度的责任意识,将不同教学项目的实验设计其具有不同的功能,并实现各个教学环节上的松紧适度。此外,为提升实验教学效果,教师应该在实验课的不同环节,充分扮演自己的角色定位,在宽松、和谐的氛围中有序、高效地进行实验。通过对有机化学实验的教学内容、教学方式和评价体系的进行改革,既调动了学生的学习积极性,增强了学生观察、分析及解决问题的能力,又准确地考核了学生的综合素质,收到了良好的教学效果。
4结论
综上所述,生物专业有机化学实验课程是该专业学生对理论知识的巩固、对操作技能的掌握、对动手能力和综合素质的教学环节的提高,对于指导教师来说,其要有不断提高自身业务素质的责任,加深学生对基础知识的理解、提高学生的实际操作、分析问题、解决问题的能力,并竭尽全力培养高素质人才。
作者:韦复华李琳张声俊单位:安顺学院化学化工学院
一、整合微生物学科内容,注重基础,突出重点
微生物学理论课程沿用我院选用沈萍和陈向东主编的《微生物学》第二版教材,该教材共15章内容,用48学时来完成教材的内容显然是不够的,面面俱到,只能是走马观花,会出现泛泛而谈,重点不突出,难点讲不透,学生听不懂的现象。为此,将教材内容整合缩减为12章,重点介绍1~7章基础微生物学的内容。突出微生物的构造和代谢,注重微生物分子生物学内容的介绍,强调微生物研究无菌技术的重要性。在组织教案时注重与先修课程的内容衔接,对先修课程已经介绍的知识,在课堂上不再重复介绍。如在介绍微生物第八章微生物遗传的内容时,遗传学课程已介绍过证明核酸是遗传物质的“三个经典实验”、证明基因突变的非对应性“变量、涂布、影印”三个实验等内容,则以问题的方式和课外自学的方式复习,不在课堂讲授,把有限的学时用在基础部分。
二、探索问题讨论式课堂教学方法,构建微生物学理论教学模式
所谓问题讨论式课堂教学法,是指教师或教师引导学生提出问题,在教师组织和指导下,通过学生独立思考和讨论,探求问题的答案而获得知识的方法。传统的讲授式教学方法,教师主要运用语言方式,系统地向学生传授科学知识,传播思想观念,发展学生的思维能力,发展学生的智力,教学过程几乎是教师满堂灌,学生处于被动学习状态。显然,单一讲授式教学方法不利于创新人才的培养。针对微生物学课程的开设对象他们已先修了大学化学、生物化学、植物生理学、遗传学等课程,对生物科学专业知识有一定积累的特点,教学中,在每章节开篇讲授时,将该章节的教学目的、重难点对学生提示,以问题的方式提出知识点,给学生一定的时间,带着问题浏览教材和在同学间进行交流讨论,并让学生上讲台陈述对所提问题理解、与同学讨论的结果,阐述自己的观点,教师在此基础上对知识点进行点拨,加深学生对知识的理解和掌握,成为学生学习的引导者。
如在介绍第三章微生物细胞的结构与功能和第四章微生物的营养的内容时,根据第三章内容和知识点设计了原核微生物与真核微生物的主要区别,细菌的一般(基本)构造与特殊构造及功能,革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁构造的异同,细菌细胞壁的结构与革兰氏染色结果等几个问题;根据第四章的内容设计了微生物需要吃什么(微生物的营养要求),微生物有什么嗜好(营养类型),如何给微生物做饭(培养基的配制),微生物是怎样吃东西的(营养物质进入细胞)等问题。让学生带着这些问题浏览教材,左右邻桌相互讨论,最后由学生来陈述问题的结果,教师根据学生们的表述,进行归纳提炼和小结,促进学生对知识点的理解和掌握。通过对问题讨论式课堂教学方法的探索,构建了提出问题———阅读讨论———解决问题———提炼归纳的问题讨论式教学模式。采用问题式讨论教学法,改变课堂教师一言堂讲授式的传统教学方式,促进学生之间和师生之间的互动。以学生能力发展和素养提高为主要目标,得到学生的赞同和积极响应,促使学生由被动学习转化为主动学习,课堂教学效果也明显提高,学生在教学中多次上讲台锻炼,有利于学生早日成才。
三、小结与讨论
课堂教学实践证明,通过以上对微生物学理论课的教学改革,建立的提出问题———阅读讨论———解决问题———提炼归纳的问题讨论式微生物学理论教学模式,符合生物科学专业学生的特点,不仅使学生认识到了微生物学理论学习的重要性,而且激发了学生对微生物学课程学习的兴趣,调动学生学习的积极性和创造性,发挥学生学习的主观能动性,培养了学生思考分析、解决问题的能力和创新能力,为学生适应将来工作或进一步深造奠定了良好的基础。运用提出问题———阅读讨论———解决问题———提炼归纳的问题讨论式理论教学模式时,教师要凝炼课程知识点,有针对性地提出问题,注意创设一个有利于学生进行探究发现的良好的教学情境,有序组织教学和对重难点归纳提炼,培养学生有效的学习方法和分析问题、解决问题的能力。
作者:邓功成赵洪高礼安李永波吴卫东余彭娜李静陈世军宋丽莎吴莉莉单位:黔南民族师范学院生命科学系遵义师范学院
一、行为参与——利用微世促进学生探究技能发展
微世界为学生提供了“做”中学的环境,学生可操纵模拟环境中的对象,构建自己的实验体验,参与测试实验系统的行为。微世界一般的活动结构包括了创设有趣的情境、探究、解释、应用、评价等内容,最主要的活动部分是通过操作进行互动探究的活动。互动性是微世界的特点之一,通过人机交互、生生交互让孩子掌握观察、设计实验、实验操作、收集数据等探究技能。以“光合作用”概念为例,由于光合作用发生的过程,是一个微观、复杂的过程,肉眼很难观察到光合作用吸收二氧化碳释放出氧气,因此可以用光合作用的微世界进行教学,整个教学流程及学生学习行为参与过程(如图2所示)。光合作用微世界目的是让学生通过利用传感器进行光合作用的模拟实验,建构关于绿色植物通过光合作用制作有机物,吸收二氧化碳释放出氧气的概念,并在建构概念的过程中掌握对照实验设计与实施的探究技能。光合作用微世界的活动内容结构如下表1所示。又如美国科罗拉多大学(UniversityofColorado.)开发的交互仿真虚拟实验微世界(//phet.colorado.edu/zh_TW/),网站里很多生物、物理、地理等学科领域的微世界资源。其设计理念是通过互动探究的实验,让学生掌握探究的技能并深刻理解概念或现象。例如支撑自然选择的概念认知,微世界创设了一个草原情境,通过一些按钮操作能够选择和控制草原上的动物、植物的种类、环境类型以及兔子的性状等,然后学生可以通过图表看到动植物数量的变化,从而了解自然选择的过程。再如生态平衡的微世界,通过学生动手参与探究活动,控制草原上动植物的数量,发现生物之间的密切关系,在多次尝试设置不同生物数量的活动中建立起能够维持生态平衡的数量关系,从而理解保持动植物数量一定是维持生态平衡的关键。总而言之,微世界为学生提供了体验式的学习环境,让学生在“做”中学,掌握解决问题的探究技能,促进学生有效的学习。
二、思维参与——利用微世界促进学生高阶思维的发展
学生参与探究的过程,也是思维活动的过程。课程改革非常强调学生高阶思维的发展,这也是课堂教学的重要方面。根据布卢姆的目标分类学,高阶思维是在目标分类学高层次的认知过程,如分析、评价、创造属于较高水平层次的能力。根据斯滕伯格的思维理论,思维有分析性思维、创造性思维和使用性思维。微世界的探索活动需要学生高阶思维的参与,如作出假设、推理结论、分析数据、生成新问题、解决复杂问题等思维能力,因此微世界在一定程度上成为促进学生高阶思维发展的有效途径。例如光合作用微世界的思维参与过程如下(如图4):1.促进学生探究推理能力的发展运用适当的技术可以来支持学生学习,微世界提供的活动,凸显在能够培养学生的探究推理能力。微世界提供的探究环境一步步引导学生深入思考,帮助学生将思维集中关注高层次的认知过程,脱离低层次的计算,可以帮助学生建模并可视化思维过程。微世界的实验操作是理想化的,减少了很多的其他因素对学生的干扰,让学生的思考更加集中和深入。同时实验的操作过程可以重复和再现,学生在有层次的整个实验过程中、实验后的数据和图表中、评价中运用推理能力帮助建构概念。例如在微世界中的反馈和评估项目,设置不同层次的练习,从这些练习中可以培养和检测学生的探究推理能力。如下面的题目(如图4),学生在探究光合作用后,让学生分析哪种情况下水草的寿命最长。该题,需要学生运用推理分析能力及光合作用的概念解决问题。答案是D的水草,因为光合作用需要光、二氧化碳和在叶绿素下进行,然后光合作用释放出氧气。而在A、B项中缺乏光照,C缺乏二氧化碳。通过整个微世界的各个活动能够有效提升学生的探究推理能力。2.促进学生分析科学数据能力的发展微世界的实验数据常以图表的形式出现,图表能够直观展现变量与变量之间的关系,一个变量变化另一个变量发生的相应变化的情况。通过识别图表和分析数据培养学生的分析性思维能力。实验中收集资料,有利于学生养成严谨的科学态度和良好习惯。实验后需要对这资料数据信息进行分析和说明,在微世界中,会通过各种数据表整理数据,用图表来解释事物整体格局、发展趋势并通过证据建构和解释概念。例如在生态平衡的微世界里,通过草原上植物、兔子和狼的数量变化的图表,让学生分析一段时间内动植物之间的关系,及要维持生态平衡的条件(如表2、图6)。还通过数据可以让学生对未来草原上植物、兔子和狼的数量变化进行推测(如表2的数据),可以看出狼灭绝了,兔子数量增加,草不断减少;进而理解如果持续下去那么草会被兔子吃完,而兔子因缺乏食物而无法繁衍下去,最终导致生态失衡。图表还是培养学生预测、假设等创新思维能力的重要工具。学生可以通过它来研究分析对象的发展趋势并作出预测。从图表中观察到植物、兔子、狼在这30.8年间的数量变化,可以帮助学生推测分析时间与动植物数量变化的趋势,根据动植物之间数量变化的关系,预测这个生态系统是否能够持久达到生态平衡的状态。
三、情感参与——利用微世界激发学生的探究兴趣
培养学生对学科的兴趣是义务教育阶段科学教育的核心目标。为提高学生的情境兴趣和探究欲望,微世界会设计成游戏的模式,并在设计学习任务上体现多样性、新奇性、活泼性和挑战性。学生如果能够顺利完成一个挑战,掌握一个技能、创造一个作品,就能够给学生带来较大的成就感,从而激发学生的学习兴趣。例如在生态平衡的微世界,其任务的设计是有挑战性的,即让学生设置植物、兔子和狼的数量,看能否使生物能够保持平衡更加长久(如图7)。在界面中有评价如“游戏结束,你的分数是34分……,你能做什么去消除这种不稳定呢这些有挑战性的任务都能够激发学生不断探索。又如在探究人的膳食平衡概念时,有一个饮食与运动的微世界(如图8),设计了人的肥胖程度与食物、运动关系的有趣任务。如果你挑选的食物含卡路里过高,而且运动量过少,就会很快肥胖起来(如图8左边的人形象发生变化),直观有趣地展现饮食平衡与适量运动对健康的重要性,会让学生对膳食平衡、运动有更深刻的理解。兴趣是最好的老师,当学生喜欢开展各项生物探究活动时,他们将对生物学科投入更多的精力和时间,形成对生物学的高度热情,或为将来会成为生物方面的专家、一生从事生物研究工作打下基础。
综上所述,微世界能够有效促进科学探究,促进学生的有意义学习,为建构复杂(或抽象)概念提供了很好的技术支架。在利用微世界的过程中,学生的探究技能和高阶思维能力能够得到一定程度的提高,特别是在数据分析能力、探究推理能力方面,同时也能够更好的激发学生对探究生物学的兴趣。另外基于网络的微世界,可以重复学习和使用,学生还可以利用课前或课后进行探究学习,促进学生的人机交互学习、学生间的合作学习。需要注意的是无论是哪种微世界,在进行教学时要恰当运用好微世界,则需教师课前要做好研究,了解微世界的教学活动的结构,自己动手操作微世界,了解它的主要目的、功能、操作的关键以及在课堂中恰当选择时机去应用。当然,微世界不是万能的,它只是作为众多教学工具的一种,是技术在教学中的一种应用,是帮助建构复杂(或抽象)概念的一种有效的工具。教学中没有最好的教学方法,只有更好的教学方法。微世界只是为教师的生物教学提供了多一种的选择,只有运用恰当才能有效促进学生的学习。
作者:郑雪萍容梅单位:广东省广州市天河区教育局教研室
一、增加生物课外活动激发学生的环保意识
在教学中,可以采用灵活的方式,激发学生的环保意识,课外科技活动就是很好地途径。可以选择取材简单、方便展开的课外活动,研究各种生物之间的关系,及生物与环境之间的关系,让学生真实感受身边环境的现状,激发学生的环保意识,从而主动探究环境保护的方法。在教学中,教师可以通过展现人类对环境的强大破坏力,唤醒学生的环保意识,用课外活动的方式,让教学效果更加直观。比如,在讲人类活动带来生物基因突变时,可以安排学生观看电影《哥斯拉》,然后再展示给学生切诺贝利核电站爆炸多年后当地生物的图片,以动态的、震撼的直观形式冲击学生视觉,学生看到核泄漏造成的生物基因突变有多可怕,自然会联想到破坏环境的行为是可耻的,从而提高环境保护意识。
二、增加生物课堂案例教学
环境保护不是一个空洞的概念,应该让学生真正理解,形成鲜活的印象留在脑中。案例教学在生物教学中十分可取,用一个个案例加深学生对知识的记忆。在案例教学中,老师引导学生的参与讨论,热烈的讨论打开了学生思维,加深了学生对知识的理解,同时为环保意识的培养提供了条件。教师可以用案例教学讲授一些难度较大的生物学知识,也可以直接对学生进行环保教育,帮助学生认识到人类对生物链、自然资源、生存环境的破坏已经危及人类自身。
案例教学选材的方向很多,可以借助数据分析,可以借助图片、视频,还可以借助专业机构的调查研究,从多方面帮助学生树立环境危机意识。例如,在课堂教学中,进行生物遗传的授课时,教师可以在遗传知识学习后,采用案例教学的方式加深学生对知识的理解,具体如下:教师向学生讲授猎豹数量减少案例,是由于人类对其生存环境的破坏和大量的猎杀,猎豹数量减少,导致近亲繁殖现象严重,后代存活率完全没有了保证,整个种群濒临灭绝。教师要问学生:“为什么近亲繁殖会导致后代质量变差?”,学生展开热烈讨论,利用遗传学的知识解释了这个问题。案例教学使学生对知识记忆深刻,理解了环境保护的重要意义,从而激发起环境、资源保护的意识。
培养学生环保意识的最终目的是让学生自觉地进行环境保护,教学能培养学生环保意识,但让学生行动起来进行环境保护不仅要靠课堂教学,还要教师的引导。高中生物课堂的知识丰富,学生树立的环保意识,可以根据自己的理解,力所能及地为环保事业做出一些贡献。教师要鼓励学生从身边小事做起,将环保观念落实到实际生活,自觉的规范自己的行为,同时要多做环保宣传,让身边的人也建立起环保意识。
学校可以安排一些机会,让学生投身社会中的环保活动中,比如组织学生在进行环境保护宣传,结合生物学的知识,分析环境污染对人类及其他生物造成的破坏,呼吁人们停止污染环境的行为。活动中,教师可以对学生进行指导,学生可以咨询老师相关知识,老通过宣传活动,进一步优化学生的环保行为,建立自觉保护环境的意识。
三、结束语
生物教学的任务不仅是生物知识的学习,还是学生环保意识的培养。通过多元化的教学方式,提高学生对生物学习的兴趣,增强学生的环保意识,激发学生对环境保护的主人翁意识,热爱环境保护,自觉宣传环保的理念,真正实现环保的行为。生物教学中,理论与实践应该相结合,为学生创造机会体会环保的意义,深刻理解环保的重要性,为环境保护贡献一份力量。
作者:王小燕单位:福建省永安市第一中学
1生物科学专业基础课程群建设基本概况
课程群选择了最能体现生物科学研究理论素质和综合素质培养的五门课程构建网络教学平台。该基础课程群中,《植物学》及《植物生理学》从植物的分类、结构、生理特点等方面介绍生物学研究中必备的植物学知识基础;《动物学》介绍生物学研究中动物材料的分类、结构;《生物化学》从物质组成及物质代谢规律方面深化学生对生物体的理解并使学生掌握生物学检测的基本方法;《分子生物学》从遗传信息的传递角度阐述生命科学的最新理论和研究进展,同时《生物化学》为《植物生理学》、《分子生物学》的学习提供理论基础和实验技能。该课程群的设计理念是使生物科学专业学生认识生命科学的研究对象,研究的基本理论、基本技能和基本方法,使学生一定程度上掌握发现生命科学问题,并提出解决问题的思路,形成“大生物”的理念,成为系统全面地掌握生物学基础理论和实验技能,且基础扎实、创新能力强、可持续发展的应用型人才。在各门课程的教学中注意各二级学科知识点的交叉,同时追踪学科前沿,及时把最新发展和教研教改成果引入教学,课程群的建设同时为后续课程以及相关专业提供动物和植物的分类、生理、物质组成和遗传基础。
2课程群优化建设措施
课程群建设是课程组合知识体系的重组,同时也是对教学大纲和教学计划的再设计,课程群的建设离不开精品课程建设和优秀师资的培养。
2.1理论课程的整合
“生物科学专业基础课程群”教学团队主讲教师经过多年的教学实践和沟通,在各门课程互通有无的基础上,整体优化教学内容,避免交叉性内容的重复。对于在前序课程中已经出现的交叉内容,主讲教师通过适度引导方式,引导学生巩固和复习,重点强化交叉知识在新课程中的运用和扩展。这样既克服了学生的厌学情绪,又强化了对知识的运用,激发了学生的学习兴趣,提高了教学效果。生物化学是生物科学专业学生的主要专业基础课,不但内容多,而且难度大,且与分子生物学的有些内容高度重复。因此,有必要对教学内容进行整合和优化。生物大分子中糖类、脂类、蛋白质和核酸等物质的结构、功能及代谢等内容在生物化学课中讲授,而复制、转录、蛋白质翻译和基因表达调控等在分子生物学中讲授。生物化学中涉及的光合磷酸化的内容则在植物生理学中重点讲述。教学内容的重组可以避免课程内容交叉、重复,使知识的系统性、连贯性增强,缩短了相应课程的理论教学学时,保证了在压缩学时的情况下,有效地提高教学效果和效率。
2.2实验课程的整合
实验课程的整合主要体现在《生物化学》、《植物生理学》和《分子生物学》的实验教学中,为了整合学院实验教学资源,最大限度地利用现有的实验教学资源,每学期以实验内容论证的方式,优化整合课程群中实验教学内容。例如,把生物化学的酶学实验和植物生理学中的植物抗逆性实验整合在一起开设,既使学生掌握了酶的分离纯化、活性鉴定的方法,也开拓了学生的眼界,增强了学生对酶活性测定在实践中应用的理解,同时节约了资源。在生物化学实验中强调蛋白质的分离、纯化的鉴定,而把核酸提取和检测与分子生物学的相关内容整合在一起,这样既避免了实验经费的浪费,也大大增加了实验项目的数目。在植物学实验中开设显微镜使用方法课程,而在动物学实验中不再设计显微镜使用方法的课时。在动植物野外实习中,将动物学实习和植物学实习结合在一起。同时,在实验教学中采取“4+3+3”的内容设置,即基础性实验占40%,让学生掌握一些基本实验仪器的使用和基础理论知识的验证,综合设计性实验和创新性实验各占30%。综合设计性实验是在掌握基本实验技能的基础上,自行设计实验方案,并检验方案的正确性与合理性;创新性实验是对从未做过或还未完成的科学研究进行的探索性实验,结合学院教师的科研课题进行。通过3种承载不同教学目的实验的开设,巩固理论知识,初步使学生建立设计实验方案的思维方式,熟悉各类实验室仪器设备的使用方法,提高实验技能技巧,掌握获得实验数据的手段和方法,使学生学会实验数据的处理方法,培养学生的综合素质和创新能力。
2.3教学队伍建设
师资队伍建设是课程建设的主要内容之一,以课程群为载体建设教学团队,可以使团队成员更好地进行教学技能的沟通、课程内容的整合以及课程结构体系的把握。根据课程特点,结合教师专业学科背景及教学经历,遵循“老中青”结合及“以老带新,以老带青”的原则,鼓励年轻教师以主讲教师助教身份听课、批阅作业熟悉教学工作。其次,鼓励年轻教师通过访学及攻读博士学位的方式深造,聘请学术带头人和学术水平较高的客座教授,引领教师整体教学、科研素质提高。经过几年的师资队伍建设,生物科学专业基础课程群形成了由教授、博士、教学骨干组成的一流的师资队伍。
2.4改革教学方法和教学手段
在课程群建设中,在教学方法和手段上进行了多方面的探索和改革,在各门课程讲授基本理论的同时注重向学生传授科学的学习方法,培养学生把握学科的思维方式和研究方法,如在生物化学糖酵解内容讲述过程中,首先将糖酵解途径的研究历程展现给学生,在这一过程中,使学生了解了生物科学研究的基本方法,同时培养了学生的研究思维,更培养了学生对科学研究的兴趣。随着计算机的应用,多媒体教学在当代教学中正发挥着越来越重要的作用。通过PPT和动画的应用,将难理解的、枯燥的内容通过精美图片、动画短片生动地展现出来,从而使枯燥乏味的课堂内容变成生动有趣的探索过程,有效提高了学生的学习兴趣。如在植物学教学中,将历年野外实习中拍摄的植物图片制作成课件,使理论内容的讲解更生动。在利用多媒体教学的同时,也积极运用传统的板书教学,如在生物化学教学中,将三羧酸循环的内容设计为传统的板书教学,强化了学生对这部分内容中物质结构变化的理解。此外,课程群的所有课程在开课前将所有信息,如教学大纲、教学方案、实验计划、实验课件、理论教学课件等上传到德州学院网络教学平台,有助于学生根据教学进度自觉地进行预习、复习。
3结语
随着生命科学迅速发展,社会及经济发展对生物科学人才的要求越来越高,许多高校开始加强生物科学教学和科研,培养出更多适应社会需求的创新性应用型复合人才,精品课程群建设作为高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分,是加强素质教育、培养复合型、应用型和开拓型人才的重要手段,充分体现本科教学的普遍规律,具有鲜明的特色和显著的实践效果,提高了生物科学人才的知识、能力与素质。
作者:王丽燕 单位:德州学院生命科学学院
一、实验教学对培养学生生物科学素养的作用
生物学是一门实验性很强的学科,生物现象和生命活动的认识都是从实验中得来的。生物教材中各种各样的生物学实验拓宽了学生的视野,激发了学生的学习兴趣和探究欲望。借助实验还可以训练学生的科学过程方法,培养科学思维能力,加强科学态度价值观教育。所以,在生物实验教学中提高科学素养是一条重要的途径。
1.1实验中能巩固生物学知识。
显而易见,任何一个生物实验都包含一定的生物知识。高中生物中的实验有直接运用所学知识的,也有通过验证性或探究性实验来求证获得新知识的。不论哪一种类型的实验,都有助于帮助学生巩固所学的知识理论和理解科学原理。
1.2实验是掌握科学方法与技能的重要途径。
学生通过亲自参与一些简单的科学实验过程,学会了如何发现问题和解决问题,加强了对多种科学方法和技能的培养。
1.2.1.实验中培养学生的观察能力。
生物教材中有很多实验都是完整的观察实例。因此实验教学中,要注重引导学生学会科学的观察方法,科学的观察方法可以使学生取得最佳观察效果,提高观察能力。如按顺序观察、由整体到局部或由局部到整体观察、抓住对象的主要特征观察、边观察边思考、边观察边记录等,培养学生严谨求实的态度,掌握基本的科学方法与技能。
1.2.2.实验中培养学生的思维能力。
在生物实验中,操作和观察还需要用脑积极思维。如观察时,教师不能只向学生提问“看到什么”、“是什么”,“有没有看到”等问题,还要引导学生思考“为什么”。只有借助思维对观察和操作所获得的表面现象、感性认识进行加工,才能上升到理性认识,得出科学结论。只有真正培养学生的思维能力,才能切实提高实验教学效果。
1.2.3.实验中培养学生的创新能力。
教学中,教师要让学生从设计原理、实验方案、实验步骤、结果分析等多方面思考,充分调动学生的发散性思维,对各个环节进行再创新,探索出多种实验途径。这样,学生既主动参与实验过程,又很好的提高了实验设计水平,激发了学生的创造性。
1.3实验是倡导科学精神及情感态度、价值观的有效手段。
1.3.1.实验有利于培养学生的合作精神。
无论是实验设计,实验操作,实验的完善、结论的得出、结论的呈现形式等,都需要大家集思广益,团结协作,要求每位同学积极发挥自己的作用,从而培养学生的信息交流能力和集体协作精神。
1.3.2.实验有利于培养学生严谨求实的科学态度和坚持不懈的探索精神。
在实验中,学生不按照规范的操作流程操作,不细致观察实验过程和现象,不具有迎难而上的挑战精神;或者歪曲实验现象,不尊重实验结果,轻率得出实验结论等,实验都很难获得成功。所以需要学生有严谨求实的科学态度、坚持不懈的探索精神,实验才能真正发挥提高科学素养的作用。
1.3.3.实验有利于培养学生敬畏自然、尊重生命的人文精神。
学会与自然和谐相处,保护生态,建立正确的生命价值观。
1.4实验能促进对科学技术与社会的关系的理解。
实验能让学生更加全面深刻地理解科学技术的价值,理解科学技术发展对社会的多方面影响,更辩证的看待科学、技术和社会之间的关系。理解生物科学技术和发展经济,生物科学技术和环境保护,生物科学技术和改善生活水平,生物科学技术的应用与伦理道德、法律规范等的关系。总之,生物实验教学是激发学生的学习兴趣、培养创新能力、鼓励科学探究精神的最佳平台,是培养学生科学方法论、发展学生创新思维、提高学生科学素养的有效途径。
二、实验教学中培养学生生物科学素养的途径
2.1转变实验教学观念,培养学生掌握科学的研究方法
当知识是靠自己的思维得来时才是自己的知识。因此,生物教学应该是生物活动的教学而不应是生物活动结果的教学,重要的不是结论而是认知过程。以实验为基础是生物教学最基本的特征之一。从实验现象到某一生物概念、规律的形成需要一个过程,在这个过程中,教师不仅要重视教给学生如何通过实验现象或结果的分析形成概念或规律,而且还要教给学生如何进一步深入理解概念或规律形成的思路和方法。传统的实验教学目的是“重结论”,而不是将实验作为“再发现”的过程,视为知识的形成过程。因此,应转变观念,建立以实验教学为基础的生物教学观,充分挖掘生物实验的教学潜能,为实施素质教育创造条件,营造一个良好的生物实验教学环境。
2.2对实验进行拓展和延伸,培养学生的创新能力
生物实验在培养学生的科学态度、训练学生的科学方法,特别是完善学生的创造思维方面,具有独到的功能。但是在其教学方法的选择上,还存在着一些不尽如人意的地方,阻碍着生物实验在“完善学生创造思维素质”方面重要功能的发挥。因此,探索中学生物实验的教学方法与完善学生创造思维素质之间的相互关系,是一个重要的研究内容。其中延伸和拓展生物实验是一种重要的尝试。通过这样的活动,学生思维的广度和深度得到了拓展,探究事物的意识得到增强,创新意识和创新能力得到了提高,同时学习积极性进一步高涨。
2.3加强实验设计,追求实验过程探究性
皮亚杰曾说过“:复制的真理只能算半个真理。”其活动建构论则指出,活动是连接主、客体的桥梁,是认知发展最直接的源泉。学生自主求知才能最大限度地发挥其自身能力,发现自己的学习优势。目前,中学生实验主要有验证性实验和应用性实验。实验课题、实验方案及研究步骤都由教师安排决定,有时甚至连实验结果也由教师事先告知,学生只是机械地操作,无从感受获取知识和应用知识的快乐。因此,学科教学应加强探索性实验的比例,使学生在自主探究的实践活动中逐步掌握“发现问题———建立模型———形成假设———设计实验———归纳结论”的科学探索方法。而进行实验设计和实践,是科学探究的关键。近年来的高考中都增加了实验设计能力的考核。教师在教学中应指导学生了解进行实验设计的一些基本原则,如对照性原则、单因子变量原则、平行重复原则等。教材上往往针对实验假设进行了实验设计,教师可以充分利用这些实验材料,帮助学生掌握科学实验设计的基本方法和基本原则。在此基础上,鼓励学生对教材的实验方案进行改进或重新设计,并且付诸实施。科学探究的过程往往也就是不断完善实验设计和不断克服困难的过程。通过这一能力的培养,使学生改变“形高实低”的学习状态,成为学习的主人。在实验过程中,免不了会遇到一些问题和困难,关键是要帮助学生克服畏难情绪。
三、结语
实践证明,加强实验教学后学生在科学素养的各个方面都有极大的提升:首先,关于科学知识,学生关注的范围更广,更加关注生活中的生命现象和现代化的生物技术。学生的科学知识更具体全面,易于整合、迁移,有利于构建知识网络。其次,学生更加善于主动思考、判断,善于发现问题、通过实践探究问题。学生的思维能力得到锻炼和加强,面对问题时能冷静思考,有自己独到的见解。再次,通过实验教学,学生对于生物课程的兴趣和学习探究欲望大大提高,质疑、批判等科学精神有了长足的进步,与他人团结协作的意识也更加强烈。
作者:王梅洲 单位:江苏溧阳市戴埠高级中学
1国内高等师范院校生物科学专业通识教育存在的问题
21世纪是生命科学的世纪,为了适应新时代的发展,生命科学在中学基础教育中有着很重要的地位,近年来我国的高等院校的专业结构已经由单学科性向综合化发展,目前,对于生物教师的职前教育和中学基础教育还有着一定的脱节现象,但在通识教育上存在的问题也是不容忽视的影响人才培养质量的重要因素之一。
1.1通识教育课程体系与目标分离
从现行的课程设置来看,虽然生物科学专业在形式上增设了通识教育课程的模块,也增设一些选修课,但实际上能够真正体现通识教育本质的课程并不太多。目前大学通识事件中最严重的问题就是通识教育课程无法全面覆盖到通识教育目标要求上。由于通识课程内容零散杂乱,缺乏课程设置的逻辑起点。因而导致了通识教育没有形成科学合理的课程体系,课程结构也缺乏系统性。从课程内容看,很多高校存在的问题都一样,就是通识性不足,知识层面多数停留在介绍上,较少涉及到其思想深度上,对学生的精神领域关注不够,很难达到为学生的未来发展搭建宽广综合的基础平台的目的。
1.2将通识教育等同于基础课
过去,不少高校曾将通识教育当作高等教育里为专业教育打基础的基础教育。然而,通识教育被认为是基础教育其实是一种误解,通识教育不直接与专业相联系,它的目标是培养学生的基本素养,包括文化科学知识以及人文关怀的精神等。通识教育与专业教育的联系虽然存在基础性的一方面,却不能将其等同为基础教育。事实上,基础教育可以看作通识教育与专业教育的中间环节,具有通识教育和专业教育两者的一些特性。
1.3缺乏完整、有效的通识教育课程体系
我国教育在中学阶段就开始文理分科,且课程体系中的人文教育内容较为狭窄,到了大学教育阶段,就体现为通识教育内容不够全面,课程设置专业性很强,而通识教育流于形式,只是象征性地开设一些有关人文社会科学的课程,而人文素质的培养不是通过办几场讲座、开几门课程就可以实现的。缺乏一个课程体系能够将通识教育与专业教育完整的融合。没有科学的课程和课程论便不会有科学的教学,因此,课程设置在教育体系中总是处于中心地位,如何建立一个完整、有效的通识教育课程体系已成为目前高等师范院校生物科学专业亟待解决的问题。
2加强通识教育与专业教育的融合
教育是科学化的人文教育与人文化的科学教育的有机整体,主要是以人的全面发展为最终目的的。因此,教育无论在哪一阶段,都需要重视通识教育与专业教育的融合。
2.1促进通识课程和专业课程的交叉综合化
通识教育课程是师范类与非师范类本科生都必须学习这类课程。通识性课程对于师范生来说,既不学习“教什么”,也不学习“如何教”,更不是专业的知识,但学习这些通识性课程,能为师范生提供一个广阔的平台,形成开阔的视野,为师范生教师素质的形成打下基础。当今社会,通才教育正替代专才教育成为教育改革的主流,高等师范院校培养的师范生首先要具有广博的各科基础知识,用更多学科专业知识以外的其他知识,提高自身的科学和人文素养。生物课程在内容上有着极强的学科交叉性,对生物教师的各项知识都有挑战,因此就需要生物教师除了掌握过硬的生物学科知识,还要了解相关学科的知识,因为不同学科直接是相互促进和影响的,生物教师只有全面的掌握相关学科内容,才能使生物教学更加完整的展开。通识教育与生物专业教育间的交叉和渗透,对于长期接受理科思维训练的生物科学学生来说,人文学科知识的学习有利于学生专业知识的学习,能够培养直接思维、发散性思维方式,人文的力量与生物科学的力量以及艺术、思维力量等有效结合,才有助于生物专业方向的发展。为了推进通识教育与专业教育的融合,高等师范院校生物科学专业应该制定人才培养方案,在课程设置上要保证通识性课程所占的比例,促进通识教育与专业教育间的交叉与渗透;在课程结构上,要实现跨学科的有机融合,打破通识课程和专业课程之间的壁垒,使学生具有广泛的综合性和宽厚的知识;在课程内容上,要教给学生最基础性的知识,却能使自然科学内容与人文科学内容相互联系、相互融合,跟上知识更新发展的速度;在课程形式上,要使学生通过学习各种形式的通识课程和专业课程,实现知识的综合化。
2.2提高教师队伍的素养,贯穿通识教育
“百年大计,教育为本;教育大计,教师为本。”加强通识教育与专业教育的融合,不能只依靠几门通识性课程,也不能脱离专业教育课程,而是要借助教师的力量把通识教育贯穿于专业教育教学的全过程,寓通识教育于专业教育之中。要提高生物科学专业教师的个人素养,这样才能有效推进通识教育与专业教育有效融合,才能培养学生拥有科学的思维方式和追求真理的精神,实现学生独立思考的精神层面的问题。一是要通过宣传引导;二是要通过政策激励;三是要通过加强管理,对教师的教学行为进行督促和约束。
2.3在第二课堂中体现通识课程和专业课程融合
通识教育和专业教育都不应仅仅体现在第一课堂上,要实现这二者更好的融合,就要由第一课堂教育和第二课堂课外活动、社会实践和实训实习有机结合,在第一课堂和第二课堂各自的活动融入学会求知、做事、共处和做人的理念。根据高等师范院校生物科学专业人才培养目标的定位,应能使学生通过实践,在生活中体验和推进通识教育与专业教育的融合,这就要求教师要在学生的社会实践和实训实习中有意识的引导学生。另外,在第二课堂中通过举办各种形式的讲座、课外读书活动及其他课外活动来提高学生的身心修养,开阔他们的视野,让学生在学习专业知识的时候,提高专业技能的同时,启发艺术灵感和哲学思考,将专业教育方式与通识教育有机地结合起来。
3结语
生物科学专业培养出的学生主要是知识面广,能力强的专业人才。因此,师范院校就如何发挥优势办好该专业,成为构建相应管理模式的一个必要问题。为此,就需要我们融合了通识教育和专业教育的课程设置,才能够实现知识传授与能力培养的统一,通才教育与专才教育的统一,学科教育、素质教育与教师教育的统一,使学生能够培养成为基础扎实、知识面宽、素质高、能力强的生物学教师。
作者:陈存 徐晓燕 何应森 单位:成都师范学院生物科学系
一、几个重要科学探究活动
1《.骨的结构与成分》涉及的探究活动
《骨的结构和成分》是北京版初中生物教材第二册第八章《生物的运动》第二节《运动的形成》中第二课时的内容。在第一节学习动物运动方式的基础上,教材第二节内容进一步探讨动物运动的形成,为后面学习动物的行为打下基础。《骨的结构和成分》这节课首先让学生通过观察长骨的内部结构,分析其作用,建立长骨是一个中空的坚实的生物器官的概念,再通过探究鱼骨的成分,增强学生对骨的成分和特性的感性认识,推理出骨的成分和特性的关系。阐述人的一生中骨的成分的动态变化,从而增强体育锻炼的思想意识,为后面学习运动的实现打下基础。本节课以小组合作的方式进行学习,面向全体学生,促进每个学生的充分发展。借助实验分析和讨论的过程,引导学生主动参与、勤于动手、积极思考,符合新课标提出的“倡导探究性学习”的理念。依据维果茨基提出的“最近发展区”概念,利用学生原有的认知结构,在学生和教师的互动中实现知识和能力的发展。
2.生物体的结构层次
初中生物课程标准强调:教师在教学中要组织好各种观察、实验等探究性学习活动,帮助学生增加感性认识,克服对微观结构认识的困难,使学生领悟科学研究的方法并习得相关的操作技能。据此,结合生物个体水平的知识、化学和物理学知识以及学生的生活经验,突破学习难点。鼓励学生搜集有关细胞研究和应用方面的信息,进行交流以丰富相关知识,加深对科学、技术、社会相互关系的认识。同时运用建构主义“学习过程的最终目的是完成意义建构”的教学设计思想,确定本节知识主题,围绕如何引导学生实现该主题的意义建构进行教学设计。例如:在生物体层次结构主题下,重要概念细胞是生物体结构和功能的基本单位。在这一重要概念的构建时,教师可以设计探究动植物细胞结构实验———观察洋葱表皮细胞、黄瓜果肉细胞、番茄果肉和果皮细胞、人的口腔上皮细胞、皮肤细胞、平滑肌细胞、神经细胞等,构建动、植物细胞都有细胞膜、细胞质、细胞核等结构,以进行生命活动;相比动物细胞,植物细胞具有细胞壁、叶绿体、液泡等特殊结构这两个重要概念。再设计观察洋葱根尖细胞分裂,了解根冠、分生区、伸长区、成熟区细胞的形态结构变化;观察蛙的胚胎发育细胞变化和神经组织、肌肉组织、结缔组织(骨细胞、血液细胞等)、上皮组织和卵细胞、精子等的不同细胞形态和结构,构建细胞进行分裂、分化,以生成更多不同种类的细胞用于生物体生长、发育和繁殖这一重要概念。设计观察水中的单细胞生物和原生动物(如草履虫)的取食、运动、趋性,构建一些生物由单细胞构成,可独立完成生命活动;一些生物由多细胞构成的重要概念。通过这一系列探究实验的设计,依存这些重要概念的构建,帮助学生构建细胞是生物体结构和功能的基本单位这一重要概念。由此,实验教学的设计是围绕重要概念构建的。实验教学的设计要求有助于帮助学生构建重要概念,有助于帮助学生积极主动的获取生物科学知识、领悟科学研究方法。只有有的放矢的实验设计,才能落实到生物学重要概念的构建。
3.光合作用
光合作用的概念是初中生物学的一个重要概念。植物光合作用形成的有机物,是自身及其他所有生物的食物来源和能量来源,对自然界的物质循环和能量转化都具有极其重要的作用,学生理解它对于以后的学习至关重要。关于光合作用的概念,多数学生可以准确地说出来,然而,这种表述只是停留在记忆水平,并没有直接的实践体验。通过绿叶在光下产生淀粉的实验,可以让他们切实感受到植物在接受光照后,能在叶片中产生淀粉,这一实验对于他们理解光合作用的概念至关重要。初中一年级的学生虽然有了一定的逻辑思维能力,但光合作用的原理比较抽象,在缺少具体现象支持的情况下,很容易将之定义化,所以本节知识要用具体的、形象的实验进行教学。让学生体验到由现象到理论的过程,即通过感性认知上升到理性知识。通过一系列的实验设计、操作、探究和讨论,可以使学生对实验的设计原理、技巧,有更深层次的感悟。通过实验还可以培养学生的实验操作技能、合作精神和探究能力。《绿叶在光下合成淀粉》是初一上学期比较复杂的一个实验,对操作的准确性要求高,而且具有一定危险性。对此,在教学中笔者对两个方面作重点控制,一个是酒精灯和火焰,这个确保安全,另一个是条件、现象的操作和观察一定要严谨,以保证结果的客观性。安全控制的细节有两个,一是酒精灯的使用,让学生2人一小组,每小组在实验前先进行点燃酒精灯和熄灭酒精灯的练习,确保操作成功。二是烧杯很热,容易烫伤或脱手,所以进行镊子夹取烧杯的预练习,确保都能准确操作才进行实验。实验条件控制上要求一定要叶片变白后才取出,并注意滴加碘液的量。通过实验,学生普遍观察到实验现象,体会到每个实验操作的环节对于实验结果的出现都至关重要,更重要的是,他们能更深刻地理解植物只有绿色部分在光下才能产生淀粉的知识,对于其形成光合作用概念十分有帮助。
二、科学探究对重要概念理解的贡献
依据《基础教育课程改革纲要》:倡导学生主动参与、乐于探究,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。学生在不断的发现问题、寻求解决办法的过程中,转变了学习方式,提高了生物科学素养。科学探究活动应该围绕重要概念组织探究实验,使学生在鲜活的实验情景中充分发挥其主动性,构建起对重要概念的深层次理解。在生物体的结构层次这个主题下,教学过程中要注意引导学生进行“从微观到宏观再从宏观到微观”这样的思维方式训练。当学生能从这两个方向进行思考后,学生认识的人体、动物体和植物体,就会更充实、更深刻、更具体,也更有利于学生理解生物体的结构层次。如:细胞的结构和功能是抽象而死板的知识,如何把知识讲活才是本节课的关键。《细胞》这节课最大的特点就是,通过实验落实细胞的结构这部分知识,让学生能够更真实、更直观地认识到细胞形态,但是结构采用传统讲授法,直接告知。本节课的思维紧密,要求学生紧跟教师思路,边观察边思考,对学生的思维是一种训练,其为特点之二。从学生为主体出发,他们能通过实验,直观感受到不同植物不同结构的细胞结构不同,是因为它们的功能不同,为后面的细胞各结构的功能做铺垫,也自然而然的树立了结构和功能相统一的生物学观点,从而领悟细胞是生物体结构和功能的基本单位,就达到了本章的教学目的,这是特点之三。因为前一章节学习了细胞的有关知识,从细胞分裂、分化到组织的形成,器官、系统的形成,这是从微观到宏观,为了知识衔接得比较顺畅,要对课本编排的顺序做一定的调整,跳过了绿色开花植物的结构层次这一部分内容,在讲完细胞分化形成组织后,上节课直接让学生对人体四种基本组织的切片进行了观察。在学生对四种基本组织微观结构观察的基础上,今天这节课的开始就通过课件中的大量图片总结了四种基本组织的结构特点、功能,以及其在人体中的分布位置,既是对上节课的一个简单回顾,也是帮助学生建立微观到宏观的联系,为后面理解组织是如何形成器官的做好铺垫。生物学概念是高度抽象的,然而在进行教学时,不应使学生仅仅记住生物学概念那些抽象的文字,而应使学生透过抽象的文字看到一个绚丽多彩、生机盎然的生物界。因此,在向学生讲述生物学概念时必须首先向学生提供必要的感性认识:教什么,就要有什么,教什么,就要看什么。通过鸡翅的解剖观察实验,让学生对各种组织有一个宏观、感性的认识,通过真实的观察认识到像鸡翅这样的结构是由多种组织构成的,并且进一步认识到各种组织是有序分布、排列的,为学生得出器官这个概念提供感性认识。学生对概念的学习就是从这样的感性认识开始的,通过实验观察,可以使理论知识具体化,使抽象知识形象化,给学生识记、理解、运用概念创造条件。在概念生成后,还要让学生强化和深化对概念的理解。这部分整体的思路是感知、概括、运用的过程。在本节课的教学中,器官这个概念是在鸡翅解剖观察的基础上,通过对人体中胃这个具体的实例分析得出的。系统这个概念,也是通过对人体中消化系统这个具体的实例分析得出的,在得出概念后,又通过设置情景,如“在人体剧烈运动的过程中,人体的哪些系统功能加强了?”还有“为什么饭后立即运动会消化不良?”让学生对所学概念进行具体的应用,即在新情景中解释具体问题,深化学生对概念的理解。这样,让学生从具体的、个别的现象中得出一般的概念与规律,再由这一般的规律去解释个别或特殊的现象,解决个别或特殊的问题。经过这样一种由特殊到一般,再由一般到特殊的反复过程,对概念的理解才能深入。
三、教学反思与提升
科学探究活动或实验教学中激发学生兴趣很关键,学生在操作过程中通过动手动脑,克服种种困难,最后获得实验成功,此时由学习成功的喜悦而产生兴趣和学习的愿望转化为一种热爱科学的素质和志向。所以说,实验可以有效地激发学生的兴趣。例如:探究光对蚯蚓分布影响的实验,学生在实验中观察,看到蚯蚓的前端有个像指环一样的结构,学生不知道这是什么结构,有什么作用。这时向学生说明是环带,环带与蚯蚓的生殖有关,又称其为生殖带。当学生触摸到蚯蚓的腹面很粗糙和体壁有黏液,就觉得奇怪,接着提问:蚯蚓的腹面粗糙对它有什么作用?蚯蚓体壁的黏液干了对它有什么影响?学生不知道原因,就会表现出对问题的兴趣,表现出探究的意愿。在此基础上,教师引导学生对一个问题进行实验设计和实施,在激发学生兴趣的前提下,有效进行科学方法的训练。初中学生的自制力较差,若课堂实验多,课堂操控性一定不好,所以采取给学生分组的方式,不同的组观察不同的材料,再共同展示交流讨论。鼓励学生用手机拍下来自己的装片,供所有人观看。这样既能让学生自己操作,让学生自己展示,也更有说服力。在保证尽量多的学生参与探究活动的前提下,会出现参差不齐的教学效果,比如观察的内容很多,对部分学生而言比较困难,那么有什么方法可以改进呢?有的老师谈到可以更灵活地将图片和实验相结合,让所有学生都能够直观看到动植物细胞的区别及结构特点。实验探究活动过程中会出现很多“意外”,预设不到的实验现象或困惑问题,有时老师不能对学生的回答做出合适的反应和良好的评价。这就要求在平时的教学过程中,教师应该多积累这方面的经验,尝试给学生更多的时间阐述自己的观点,对每一个学生进行观察了解,做到因人评价,鼓励为主,发扬优点。
作者:杨青青 单位:北京教育学院