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        普通生物學(xué)課程教學(xué)改革的探索與實踐

        2016-12-22 09:22:08邱樂泉湯曉玲
        生物學(xué)雜志 2016年6期
        關(guān)鍵詞:生物學(xué)課程教學(xué)

        邱樂泉,吳 濤,趙 嫚,鐘 莉,湯曉玲

        (浙江工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院,杭州 310012)

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        普通生物學(xué)課程教學(xué)改革的探索與實踐

        邱樂泉,吳 濤,趙 嫚,鐘 莉,湯曉玲

        (浙江工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院,杭州 310012)

        普通生物學(xué)是生物類專業(yè)的基礎(chǔ)課程,從普通生物學(xué)課程特點出發(fā),結(jié)合工科院校人才培養(yǎng)的要求,對課程教學(xué)內(nèi)容、課堂教學(xué)方式、輔助教學(xué)手段和考核方式等環(huán)節(jié)進(jìn)行了一些探索,并取得了較好的效果。

        工科院校;普通生物學(xué);教學(xué)改革

        普通生物學(xué)是生物類專業(yè)的入門課程,其內(nèi)容豐富,涉及范圍廣,是一門以拓展知識層面,培養(yǎng)學(xué)生能力,提高學(xué)生素質(zhì)為目標(biāo)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程為一系列后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),重要性不言而喻,其學(xué)習(xí)效果的好壞,直接影響到其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí),其教學(xué)質(zhì)量的高低將直接影響到學(xué)生對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。浙江工業(yè)大學(xué)是具有較為明顯工科特色的高等院校,理科課程的設(shè)置數(shù)量和教學(xué)時數(shù)均有不足,這方面的知識缺陷目前只能由普通生物學(xué)來彌補,所以在一定程度上,本校的普通生物學(xué)課程不僅僅是作為專業(yè)基礎(chǔ)課程,同時還須彌補由于缺乏部分后續(xù)理科課程導(dǎo)致的知識缺陷。此外,浙江工業(yè)大學(xué)“寬口徑、重能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)目標(biāo)也要求工科類專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備較好的理科基礎(chǔ)知識,因此,普通生物學(xué)課程對于本校理科生物類專業(yè)及工科生物類專業(yè)的學(xué)習(xí)均有重要作用。本文從普通生物學(xué)課程特點出發(fā),結(jié)合教學(xué)改革實踐,對該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核方式等進(jìn)行了一些實踐探索。

        1 重視知識銜接,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

        普通生物學(xué)是一門具有通論性質(zhì)的課程,其特點是內(nèi)容龐雜,結(jié)構(gòu)較為松散,不易分清難點和重點。課程授課對象為低年級還未進(jìn)入專業(yè)課程學(xué)習(xí)的學(xué)生,他們在大學(xué)階段的學(xué)習(xí)方法的掌握以及自主學(xué)習(xí)能力上還有所欠缺,雖然有不少內(nèi)容高中階段已有所涉及,似乎都學(xué)過一點,但又似乎不太明白,難以把握,進(jìn)而影響學(xué)習(xí)熱情,因此有必要對課程教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選與優(yōu)化。我們選用的教材是國家級規(guī)劃教材——吳相鈺主編的《陳閱增普通生物學(xué)》(第3版)。在課程教學(xué)體系上,注重兩條主線:生命的層次性主線和生物的進(jìn)化主線的把握,并以此為主要抓手及綱領(lǐng),統(tǒng)籌安排教學(xué)內(nèi)容,對有關(guān)章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行必要的增刪。根據(jù)生命具有層次性特點,從分子、細(xì)胞、個體、群體到整個生態(tài)系統(tǒng),把握生命科學(xué)的整體與全貌,對后續(xù)課程有較多支撐的章節(jié),如生命的物質(zhì)基礎(chǔ)、基因的分子生物學(xué)與表達(dá)調(diào)控等章節(jié)刪去不講,對高中階段講述較多的細(xì)胞結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行簡講,對后續(xù)生物化學(xué)課程的重點內(nèi)容——“細(xì)胞呼吸”簡講,而對“光合作用”一節(jié),由于后續(xù)無相應(yīng)內(nèi)容的課程,進(jìn)行重點講述。個體生物學(xué)是課程的重點內(nèi)容,教學(xué)內(nèi)容上以系統(tǒng)的進(jìn)化為主要線索,拓展了各大系統(tǒng)的演化歷程,讓學(xué)生了解生命演化不僅僅反映在生物種類(數(shù)量)的增加上,更表現(xiàn)在不同進(jìn)化水平上生物的結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)雜與完善,進(jìn)而理解生物的進(jìn)化與環(huán)境相適應(yīng)之間的關(guān)系,幫助樹立敬畏生命、熱愛生命的觀念。

        在保持生物學(xué)知識體系的基礎(chǔ)上,我們還對不同專業(yè)進(jìn)行有側(cè)重的教學(xué);例如,針對理科生物技術(shù)專業(yè),對動物學(xué)、植物學(xué)等理科課程內(nèi)容加大深度,而對于生物工程專業(yè)學(xué)生,則適當(dāng)增加遺傳學(xué)、生物進(jìn)化等部分內(nèi)容,對環(huán)境科學(xué)的同學(xué)則適當(dāng)側(cè)重于生物化學(xué)、基因工程等內(nèi)容的講述;同時協(xié)調(diào)各專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容,避免前后知識出現(xiàn)較多的重復(fù)課,在保證課程體系合理、教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng),又不發(fā)生大的跳躍的前提下,拓寬知識面,彌補知識缺陷環(huán)節(jié),為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供強有力的支持。

        2 教學(xué)方法改革

        2.1 注重培養(yǎng)科研思維,開拓專業(yè)視野

        科研思維是個體運用一定的科學(xué)方法進(jìn)行思考的過程,其基本要點就是重視事實與邏輯,即從事實出發(fā),在事實依據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)合理縝密的推理,形成完整的科研思維框架。培養(yǎng)大學(xué)生的科研思維能力,通過學(xué)習(xí)形成自己的分析和判斷能力進(jìn)而獨立思考[1],對于促進(jìn)大學(xué)生的健康成長和全面發(fā)展有著十分重要的意義。我們在教學(xué)過程中,對一些經(jīng)典、耳熟能詳?shù)膬?nèi)容進(jìn)行了不同側(cè)面的解讀,力圖加強對學(xué)生科研思維的培養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來對待科研工作。例如,遺傳學(xué)的第一、第二定律是高中階段的重點內(nèi)容,但為了保證知識的系統(tǒng)性,幫助學(xué)生回憶相關(guān)內(nèi)容,在課程中仍有必要進(jìn)行講授。我們對該部分內(nèi)容采用不同側(cè)面的講授方式,將孟德爾的《植物雜交實驗》論文作為主要講授內(nèi)容,從文章結(jié)構(gòu),實驗方案的設(shè)計、實驗結(jié)果的處理、實驗結(jié)論的得出等角度,既幫助學(xué)生回憶了相關(guān)內(nèi)容,又培養(yǎng)了其科研思維。學(xué)生一致覺得該部分講授與高中時候的學(xué)習(xí)大有不同,盡管內(nèi)容相同,但收獲不同,真正理解了孟德爾的偉大之處,同時也領(lǐng)略到了科研工作的嚴(yán)謹(jǐn)與艱辛。

        拓展專業(yè)視野既有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,又可以引導(dǎo)學(xué)生尋找專業(yè)興趣點,普通生物學(xué)中很多教學(xué)重要內(nèi)容或基礎(chǔ)理論本身就是諾貝爾獎的獲獎成果。因此,將諾貝爾獎成果融入普通生物學(xué)的課堂教學(xué)中,對于活躍課堂氣氛,拓展專業(yè)視野具有明顯的應(yīng)用價值[2-3]。例如,在講授溶酶體一節(jié)時,引入了1974年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的得主之一D E Duve的研究成果。D E Duve在研究胰島素在糖類代謝中的作用時,偶然發(fā)現(xiàn)作為對照的酸性磷酸酶在低溫保存后活性大幅提高。這本與他的研究目的無關(guān),但他意識到這一發(fā)現(xiàn)可能有某種重要性,進(jìn)而重新設(shè)計線粒體的離心分離方法,深入研究該現(xiàn)象,最終分離到與線粒體不同的微粒體部分,含有多種水解酶活性,并命名為溶酶體。這一研究歷程與生物學(xué)的常用研究方法相符,即:根據(jù)觀察到的現(xiàn)象,歸納,提出問題與假說,然后根據(jù)假說設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炦M(jìn)行檢驗,并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析,進(jìn)而檢驗假說是否正確,最后得出結(jié)論。通過講授研究過程,加上穿插小故事體現(xiàn)科學(xué)家們勤奮的鉆研精神,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,以及勇于獻(xiàn)身的科研品德,在學(xué)生掌握相關(guān)知識的同時,又引導(dǎo)他們理解科學(xué)研究方法以及邏輯思維過程,增強了學(xué)生的邏輯性和創(chuàng)造性。

        2.2 完善專題討論式教學(xué),培養(yǎng)主動學(xué)習(xí)能力

        生物學(xué)基礎(chǔ)知識表現(xiàn)方式多樣,對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)提出了更高的要求[4];主動學(xué)習(xí)能力是大學(xué)生應(yīng)具備的主要能力之一,如何培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識已成為教學(xué)改革的重要內(nèi)容[5]。不少課程教學(xué)過程中都采用專題討論教學(xué)方式[6-9],該方式能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,增強學(xué)生的協(xié)作精神,培養(yǎng)主動學(xué)習(xí)能力。我們在教學(xué)過程中,也采用了專題討論教學(xué),作為教材內(nèi)容的延伸與拓展,以提高學(xué)生的自學(xué)能力、表達(dá)能力、查閱文獻(xiàn)和科技論文寫作能力等。例如轉(zhuǎn)基因食品的安全性、人體微生物——我們的共生體、環(huán)境激素與人類健康等專題,既涉及生物學(xué)前沿?zé)狳c,又與實際生活息息相關(guān),同時增加選題自由度,鼓勵學(xué)生自主選題,拓展思維。通過選題、資料準(zhǔn)備、書面報告、PPT制作、專題演講、答辯、點評等環(huán)節(jié),一定程度上實現(xiàn)了在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生獲得知識、運用知識、創(chuàng)新知識的能力。但在實施過程中也暴露了一些問題,例如有的班級人數(shù)較多,當(dāng)每一小組人數(shù)超過5人,就容易出現(xiàn)部分學(xué)生不主動現(xiàn)象,進(jìn)而影響到全組的積極性,因此,如何公平有效進(jìn)行成績評定就成為關(guān)鍵。為了解決這一問題,我們采用“專題完成分(25%)+小組互評分(25%)+學(xué)生互評(15%)+教師評價(35%)”4個部分不同權(quán)重的成績評定,既要求不同小組間互相評價,又要求組內(nèi)成員評分,同時設(shè)計評價標(biāo)準(zhǔn),盡量將各部分成績量化,如:組間評分表設(shè)定了“態(tài)度、內(nèi)容、PPT制作、專題講解、書面報告”等6項量化評價指標(biāo)(圖1),組內(nèi)評分表設(shè)定了“團(tuán)隊合作能力、資料收集與篩選、PPT制作、交流溝通能力、書面報告寫作”等5項量化評價指標(biāo);此外,還通過提供“QQ討論組”記錄和讓學(xué)生輪流做答辯小組成員等方式,提高學(xué)生參與度,力圖以較為全面和公平的方式獲得專題總評成績。學(xué)生反映本課程的專題報告嚴(yán)格、公平。通過專題討論式的教學(xué)方式改革,學(xué)生逐漸學(xué)會面對問題獨立思考,主動檢索資料、篩選資料,運用已有的知識來客觀地分析和評論自然界和社會上與生物學(xué)相關(guān)的現(xiàn)象,不盲目從眾,培養(yǎng)了理性思維能力。

        2.3 引進(jìn)移動學(xué)習(xí),搭建多維度的輔助教學(xué)平臺

        圖1 專題報告組間評分表

        網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)已在諸多課程中廣泛采用,通常的做法是在校園網(wǎng)上搭建教學(xué)平臺,將課程相關(guān)資源上網(wǎng),采用BBS或留言板的形式進(jìn)行線上互動。該方式一定程度上激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高了教學(xué)質(zhì)量。然而隨著近年來移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能終端的迅猛發(fā)展,移動學(xué)習(xí)已成為人們學(xué)習(xí)的重要形式之一。和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相比,移動學(xué)習(xí)不受時間、空間的限制,不需要特定的時間固定在電腦面前,學(xué)生在任何地方、任何時間都能學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí),實現(xiàn)隨時隨地學(xué)習(xí)的模式[10]。微信是目前我國用戶群最大的互動交流手機軟件,基于微信公眾平臺的移動學(xué)習(xí)也開始受到重視,作為一種一對多的交流與互動工具,微信公眾平臺為移動學(xué)習(xí)提供了新的平臺與溝通場景[11]?;谶@一現(xiàn)實,本課程建立了以“微信公眾號”(圖2)+“QQ討論組”+“校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺”相結(jié)合的多維度輔助教學(xué)平臺?!拔⑿殴娞枴本哂屑磿r群發(fā)信息推送,圖文并茂,可容納一定的課程信息,用戶不需要下載就可以在微信平臺中閱讀資料等特點,我們將課程導(dǎo)航、課件、作業(yè)布置、專題討論等信息發(fā)布到微信公眾平臺上,一定程度上實現(xiàn)了移動學(xué)習(xí)的目標(biāo);此外,我們還利用每個班級的QQ群,要求學(xué)生按專題分組建立各專題的“QQ討論組”,在專題討論教學(xué)中,要求提交該專題的QQ討論組記錄,根據(jù)該記錄,可更加公平評定專題成績,加強了教學(xué)過程監(jiān)控;“校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺”具有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)優(yōu)勢,可提供更加豐富的教學(xué)資源,還具備作業(yè)提交、試題庫及測驗等功能;三者各有優(yōu)缺點,我們將三者有機結(jié)合,搭建了多維度輔助教學(xué)平臺,有效地提高了課程的輔助教學(xué)效果。

        圖2 課程微信公眾平臺

        3 豐富考核方式內(nèi)涵,增加課外學(xué)習(xí)時間

        考核方式改革是課程教學(xué)改革中的重要組成,有效的考核方式既有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,也有助于提高近年來我校尤為重視的課堂教學(xué)時間與課外學(xué)習(xí)時間之比。以往的考核方式一般是學(xué)期末統(tǒng)一測試,以期末成績?yōu)橹?,這種“一考定音”的方式使得學(xué)生習(xí)慣于平時不重視,而只是在期末集中突擊式復(fù)習(xí),學(xué)習(xí)效果很不理想。我們采用平時成績(10%)+作業(yè)成績(10%)+專題成績(30%)+期末考試(50%)的多角度考核方式,這種考核方式在其他課程中也較為常見,通過增加平時成績比重,降低期末考試比重,以達(dá)到多方位評價的目的。但如果只靠簡單的多種評定相結(jié)合的考核方式,而缺乏對各考核環(huán)節(jié)的實際內(nèi)容的有效設(shè)置,并不能真正有效提高課程的課內(nèi)外學(xué)習(xí)時間之比。針對這一問題,我們在考核方式改革中,做了一些探索,以豐富各考核內(nèi)涵,強化學(xué)習(xí)過程中各環(huán)節(jié)的效果。在各章節(jié)布置作業(yè)環(huán)節(jié)中注重拓展性與探索性相結(jié)合,如“為何生物體以ATP為能量貨幣,而不是GTP、CTP或UTP?”、“原核生物有細(xì)胞骨架嗎?”等,這些問題都需要學(xué)生檢索文獻(xiàn),主動思考才能回答,將回答較好的作業(yè)在網(wǎng)上展示,同時教師并不直接提供標(biāo)準(zhǔn)答案,而是提供與問題相關(guān)的文獻(xiàn)資料,讓學(xué)生閱讀;在專題報告環(huán)節(jié)中,我們結(jié)合相關(guān)主題,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)放一些公眾調(diào)查問卷,如“公眾對轉(zhuǎn)基因食品安全性的看法”、“大學(xué)生的生命科學(xué)素養(yǎng)”等內(nèi)容,并形成總結(jié)報告,對于參與這些過程的同學(xué)進(jìn)行加分獎勵,以提高學(xué)生的參與度與學(xué)習(xí)積極性。通過多種手段豐富考核方式的內(nèi)涵,同時追蹤教學(xué)效果,較為明顯地增加了學(xué)生針對本課程的課外學(xué)習(xí)時間。

        4 教學(xué)效果

        普通生物學(xué)課程通過近幾年的教學(xué)改革實踐,課程的課外學(xué)習(xí)時間得到有效增加,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果得到了較大的提高,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),增強了專業(yè)的認(rèn)同感和對科研工作的向往。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺對學(xué)生問卷調(diào)查結(jié)果顯示,2013年回收61份有效問卷,認(rèn)為“非常有必要進(jìn)行專題討論式教學(xué)”的比例44.26%,認(rèn)為“專題討論式教學(xué)有難度但可以接受”的比例為50.82%,有3人(4.92%)認(rèn)為“沒啥意思不能接受”;2014年回收58份有效問卷,認(rèn)為“非常有必要進(jìn)行專題討論式教學(xué)”的比例66.67%,認(rèn)為“專題討論式教學(xué)有難度但可以接受”的比例為33.33%,沒有人選擇“不能接受該教學(xué)方式”;說明隨著專題討論式教學(xué)方式的完善,學(xué)生的認(rèn)可度在提高。2013和2014年認(rèn)為課程教學(xué)質(zhì)量優(yōu)秀與較好的比例均超過90%;從最終成績總評的情況看,各年成績分布均成正態(tài)分布,但成績往整體提升方向顯著移動,總評為優(yōu)秀與良好的人數(shù)比例在上升,說明課程改革取得了較為明顯的效果(圖3)。在教務(wù)處組織的課程教學(xué)質(zhì)量評價中,近幾年的學(xué)評教結(jié)果均為優(yōu)秀;同時,教學(xué)相長,課程組教師也獲得了院講課比賽一等獎,教學(xué)能力有了明顯提升。

        圖3 2012年—2014年普通生物學(xué)課程成績分布

        5 問題與展望

        盡管通過課程改革探索與實踐,我們在普通生物學(xué)課程教學(xué)方面積累了一定的經(jīng)驗,但仍感覺到存在一些問題,有待于進(jìn)一步完善。

        1)由于課時有限,既要講授課程基本教學(xué)內(nèi)容,又要進(jìn)行專題討論式教學(xué),容易造成課時安排的緊張,特別是在班級人數(shù)較多的情況下,表現(xiàn)尤為明顯;我們考慮在后續(xù)改革中,充分利用我校的青年教師助教制度,進(jìn)一步充實教學(xué)隊伍,進(jìn)行專題討論時,將大班分拆,由青年助教參與進(jìn)行小班化討論教學(xué),既不需額外改變課時總數(shù),又可以保證專題討論式教學(xué)的有效開展,不至于使得理論講授課時受到較大沖擊。

        2)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)是課堂教學(xué)的得力助手,尤其是移動學(xué)習(xí)的迅猛發(fā)展,必將成為網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)的重要形式。我們現(xiàn)有的移動學(xué)習(xí)資源還很有限,可通過制作課堂微網(wǎng)站,錄制微視頻等方式,充分發(fā)揮移動學(xué)習(xí)隨時隨地的優(yōu)勢,然而這其中最大的障礙在于大多數(shù)教師不懂計算機編程技術(shù),需要專業(yè)人員的幫助才能完成。

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        [11]徐梅丹,蘭國帥,張一春,等.構(gòu)建基于微信公眾平臺的混合學(xué)習(xí)模式[J].中國遠(yuǎn)程教育,2015(4):36-42.

        Exploration and practice of the reform of general biology curriculum

        QIU Le-quan,WU Tao,ZHAO Man,ZHONG Li,TANG Xiao-ling

        (College of Bioengineering,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310032,China)

        General biology is one of the academic fundamental courses for undergraduate students in biological major.According to the characteristics of general biology course,combined with the requirements of personnel training in engineering colleges,this paper discussed the teaching reform in teaching contents,teaching methods,network assistant teaching and assessment method.

        engineering colleges; general biology; teaching reform

        2016-01-25;

        2016-05-12

        收稿日期:浙江工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀課程建設(shè)項目(YX1312)

        邱樂泉,副教授,主要研究方向為環(huán)境微生物學(xué),E-mail:lqqiu@zjut.edu.cn

        10.3969/j.issn.2095-1736.2016.06.116

        G642.0

        C

        2095-1736(2016)06-0116-04

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