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近年來,生物信息學在各醫藥院校越來越受到重視,多所院校相繼在研究生教學中開設了生物信息學課程[1]。而對于醫學本科層次是否需要開設生物信息學課程這一問題,雖然目前各方面的觀點不一,但是已經有一些院校開始進行嘗試。目前醫學檢驗專業(五年制,畢業時授予醫學學士學位)已調整為醫學檢驗技術專業(四年制,畢業時授予理學學士學位),而生物信息學作為一門新課程,在醫學檢驗(技術)專業學生培養中的作用正日益受到關注,逐步被某些院校選擇作為必修課或者選修課。
一、開設課程的必要性
空前繁榮的生物醫學大數據的產出,及其蘊含的重大生命奧秘的揭示,將決定現代生命科技和醫藥產業研發的高度,決定人們對疾病的認識和掌控能力,也將對主導生物醫學大數據存儲、管理、注釋、分析全過程,解決生命密碼的關鍵手段———現代生物信息學技術的發展帶來前所未有的機遇和挑戰[2]。對于醫學專業學生而言,通過學習生物信息學,從而掌握利用各種網絡信息資源來檢索和獲取生物信息數據,并選擇和使用各種生物信息學軟件來分析數據。在當今大數據時代,這方面的知識和技能的培養對于醫學生今后從事醫學科研工作是非常重要的。因此,在醫學專業學生中開設生物信息學課程非常必要。我校從2010年開始將生物信息學設置為研究生教學的必修課;從2013年開始在醫學檢驗專業中開設生物信息學選修課,自2015年開始轉為醫學檢驗技術專業。在醫學檢驗技術專業中開設生物信息學課程,能夠為該專業學生的臨床和科研方面的素質積累提供必要的支持,更重要的是增強了在醫學和信息科學交叉領域解決問題的技能,其意義幾乎等同于在研究生教學中的設課意義。
二、教學內容的安排
醫學檢驗技術專業的教學任務非常緊張,幾乎將原來醫學檢驗專業前八個學期(最后兩個學期為實習階段)課程壓縮到六個學期來完成,學生學習壓力可想而知。我校為了減輕學生負擔,各課程的課時數都比醫學檢驗專業有所減少。但生物信息學并未改變,仍然為16學時。為了在較短的學時內實現教學效果的最大化,我們結合該專業學生的特點和需求,將授課內容分為理論課和實踐課兩部分,實踐課不占學時。理論課主要介紹基本的生物信息學理論、資源和數據的獲取、分析方法和工具的使用;實踐課則通過布置作業,課后上機操作來解決問題。理論課主要內容包括:生物信息學導論、DNA測序技術、序列的獲取、雙序列比對、多序列比對、蛋白質結構分析和預測共計六個專題。實踐課主要內容包括:cDNA及基因組參考序列的獲取;常見序列格式的釋義與轉換;雙序列比對(局部比對);多序列比對(全局比對);蛋白質綜合信息查詢;蛋白質基本性質、疏水區、亞細胞定位、信號肽、跨膜區、模體及結構域分析與二級結構預測;蛋白質三級結構預測。在理論課實施過程中,注重將與生物信息學相關的生命科學和醫學前沿的一些最新進展和最新成果引入理論知識講授中,讓學生在有限學時內能夠進一步認識生物信息學的內涵和課程的價值,追蹤前沿學科的動態,開拓視野。
三、教學方法的設計
生物信息學涉及多個學科領域,交叉性強,在較短的學時內學好這門課程的難度很大。學生的學習興趣與教學內容和手段關系密切,除了精心選擇教學內容外,教學方法上也有很多需要革新乃至創新的地方。在教學過程中,我們形成了頗具特色的教學經驗,由授課教師獨創的授課———實踐———演示(Teaching-Practicing-Showing,TPS)教學模式已應用于教學。TPS教學模式著力于以實際問題為引線,將理論授課與上機實踐有機地融為一體,逐步介紹生物數據分析的各項技能,并指導學生將其融會貫通以真正掌握相關的基本方法與常用工具。首先,在教學內容上引入具體實例來進行教學,比如講解生物信息數據庫(Gene、Nucleotide、UniProt、PDB等)時,通過給出檢索某個人類疾病基因數據的例子來學習數據庫的使用方法。課堂上教學實例的設計需要任課教師在備課時投入大量精力來完成,還需要教師具備多學科交叉的知識。教學實踐表明,與醫學相關的生物信息學分析實例可以讓學生更好地認識該課程的作用,大幅度提高學生的學習興趣和學習的主動性。此外,課堂教學手段也應該豐富多彩,多媒體教學中可以充分使用圖片、動畫等元素。其次,舉例分析時可以進行一定的現場演示,比如講解檢索Unigene數據庫時可以一邊上網演示一邊解釋說明。
四、考核方式的變革
生物信息學作為選修課,既要遵循學校相關的考試制度,也要通過對考試方式的變革來提高考試效果。我們將理論考核與學生的實踐能力考核聯系起來,結合學生課外實踐任務的完成情況和開卷考試成績進行綜合評定。在課程中安排一次課外實踐任務,要求每位學生獨立完成相關分析并提交書面分析報告,該部分占考核成績的20%。具體內容為自行選擇一個人類細胞外功能蛋白:1.利用ClustalX對各物種參考蛋白序列進行多序列比對(輸出PS格式結果);2.分析分子量、等電點、分子式、穩定性、親疏水性及亞細胞定位;3.預測二級結構并模擬三維結構。課程結束后進行開卷考試,內容包括基礎知識和綜合分析,盡量采取靈活的出題方式,并控制題量,該部分占考核成績的80%。近年來的教學實踐表明,這種綜合評定的方式能夠反映學生對該課程的掌握程度,體現學生利用生物信息學知識解決問題的能力。
五、展望
實踐表明,生物信息學課程教學能夠給學生提供所需要的生物信息學知識和技能,但是在教學內容安排、教學方法設計、教學手段使用和教學效果評價等諸多環節都需要進一步探討。在這個過程中,我們既需要吸收傳統教學模式中的優點和精髓,做到嚴謹和切合實際,又需要更新教學理念,突出醫學特色,大膽嘗試新的教學方法和手段,最終形成本課程別具一格的教學特色。
作者:倫永志 單位:大連大學
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)03(b)-0044-02
生物科學代表著21世紀自然科學的前沿,是孕育關鍵性突破的學科之一。生物科學是研究生物的形態,結構,生理,分類,遺傳,變異和進化的科學,它以培養基礎性,研究性人才為主。海南醫學院是一個地方性本科醫學院校,為了適應地方經濟的發展需求和學校本身的發展,我校于2009年開設了生物科學專業,學制四年,同時,為了適應就業市場的需要,將生物科學專業設定為健康教育方向。
在專業開設之初,我們通過對一些院校的調研后發現,多數學校的生物科學專業普遍存在著沒有明確的學科定位,專業設置雷同,沒有具體的研究方向和針對性等現象。在教學過程中僅僅以理論課教學為主,缺少實驗教學和專業實踐。這種不顧自身特色和條件,追求時髦,一哄而起,搞形式主義的辦學,既保證不了教學質量,擴大不了辦學規模,又不能辦出其自身特色,也極大的浪費了教育資源。
本文在總結以上專業建設方面遇到的問題和分析國內醫學院校生物科學專業建設與就業市場趨勢的基礎上,闡述了我校在生物科學專業建設的一些做法和體會,以期為醫學類院校生物科學專業建設提供發展思路。
1 明確學科定位
在教育部2001年頒布的“高等學校本科專業目錄”中與生命科學有關的專業主要有三個:生物科學,生物技術和生物工程。許多學校都設置有其中的二個或者二個以上的該類專業。因此,人才培養方案中應使這三類專業有所區別。生物科學是一門基礎學科,它是研究生物的形態,結構,生理,分類,遺傳,變異和進化的科學,它以培養基礎性,研究性人才為主;生物技術是應用自然科學及工程學原理,依靠生物作為反應器,將物料進行加工,以提品為社會服務的技術,它是側重理科,理工管結合的復合型專業,以培養應用性人才為主;而生物工程則是生物技術研究中側重于后期產品處理的部分,是側重工科,理工管結合的復合型專業,仍以培養應用性復合型人才為主。這一分類特點決定了生物科學是基礎性學科,其他兩門應用性學科是在其基礎上,結合其他學科的研究成果發展出來的。
生物科學包括了微生物學,生物化學,細胞生物學,免疫學,育種技術等幾乎所有與生命科學有關的學科,同時又與化學,化學工程學,數學,微電子技術,計算機科學等生物學領域之外的尖端基礎學科相結合,從而形成一門多科學互相滲透的綜合性學科。因而作為生物科學專業的本科生經常面臨哪些基本知識,基本理論應該優先掌握的困惑;而作為教師也經常需要考慮哪些基本知識,基本理論應該優先重點向學生講授,如何培養出適應時展,緊隨世界潮流的生物科學專業人才。在一般綜合性大學中,這個專業的人才是以研究性的培養模式進行培養的,在一般本科醫學院校生物科學專業辦學總體思路是:“夯實基礎,拓寬知識面,立足于現代生物科學技術改造提升傳統產業,因地制宜,辦出特色,面向現代生物技術產業主戰場培養應用型,復合型生物科學人才”。
海南醫學院是地方性醫學院校,其辦學宗旨是為地方培養實用技術應用型人才,因此,生物科學專業建設不能像綜合性大學一樣,而應該從生物科學基礎理論入手,在專業方向上選擇由生物科學衍生的相關實用技術性方向,以就業為導向,培養適應市場需求技術型人才。從應用的角度來認識,生物科學是人類對生物資源的利用,改造并為人類提供服務的一門學科。在此認識的基礎上才能建立科學可行的教育體系,科研體系和管理體系。目前這三個體系涉及的主要研究領域和方向有如下幾個方面:(1)生物化工與材料;(2)環境與環境生態;(3)農業生物技術;(4)生物醫學醫藥工程;(5)食品生物技術;(6)能源生物技術;(7)生物制藥;(8)基礎生物技術;(9)生物工程技術仿生;(10)生物戰劑及其防御;(11)生物檢測檢驗技術。從以上專業方向發展分析,適合醫學院校生物科學應用技術型的專業方向有生物醫學醫藥工程、生物制藥和生物檢測檢驗技術。其中適合我校生物科學發展方向的是生物檢驗檢測。
綜合以上分析,我校的生物科學專業的學科定位是:以培養應用型人才為主的專業,是理工管結合,以理為主的新興復合型專業。通過培養使學生具有扎實的生物科學理論知識,掌握生物技術基本實驗技能,了解學科發展前沿,能在工業,醫藥,食品,環保等行業的企業,事業和行政管理部門從事與生物檢驗檢測有關的應用研究,技術開發,生產管理和行政管理等工作的高級專門人才。
2 完善課程體系設計
2.1 擴大基礎課教學,增加選修課比例,優化課程體系結構
調整課程結構是課程體系優化的前提。基礎課程一般都具有較高的穩定性和較寬的適應性,是培養和發展學生智能,增強畢業后發展潛力的重要基礎。為此要特別注意加強公共基礎,專業基礎課的教學。同時根據生物科學畢業生去向和我校的學分管理制度,我們在構建生物科學專業課程體系中,大量增設選修課,主要涉及人體解剖生理學,藥理學,細胞生物學,藥物化學,生物技術制藥,微生物檢驗等。通過增設選修課,可以增加專業基礎知識,加強素質教育與能力培養,拓寬專業口徑,使學生更能適應市場需求。
2.2 重視教學內容的改革
在改革課程結構的同時,重視課程內容的調整。教學大綱是進行課堂教學的基本依據,編好教學大綱是進行課堂教學的關鍵環節,對規范課程教學和保證教學質量具有重要意義。課程內容的改革要從教學大綱著手,通過調查,研究和討論,對每門課編制出切實可行的教學大綱,大綱強調突出重點,難點,加強了實踐環節,強調實驗,實習基本技能的掌握。細化各章內容,明確課程交叉內容所屬,例如基本原理部分前面課程已講授,后面應用的課程時就不再細講,確保課程內容不重復,實驗內容不雷同。
2.3 增強師資隊伍建設
根據教學體系和課程體系的教學需要培養和引進理工結合的高層次人才。在學科建設經費和學院的支持下,加強專業基礎課和專業課老師在教學及科研方面能力的提升。對年輕教師特別是非生物背景的教師進行了全方位的培養。建議全體在崗教師加速知識結構調整和知識更新。高素質師資隊伍的建設,有利于推進課程體系和教學內容的改革。為該學科專業的發展奠定了堅實基礎。
2.4 加強實習及畢業環節教學體系的建設
進行素質教育是時代對高等教育人才培養的基本要求。素質教育的核心是培養學生的創新精神和實踐能力。教學實踐環節在培養學生的工程實踐觀念,提高學生的素質,啟迪學生的創新思維,開發學生創新潛能,鍛煉學生創新能力,鞏固理論知識,提高學生實踐動手能力與獨立工作能力,以及培養學生理論聯系實際,分析問題,和解決問題的綜合能力方面具有其它教學環節無法替代的重要作用。在實習及畢業教學環節中,我們主要做了以下兩方面的工作:
(1)制定生產實習的動態監控措施及成績評定體系。評價指標體系是搞好評價工作的基礎,它不僅是對生產實習進行評價的依據,而且會對實習教學環節中的各項工作起到引導和推動作用。因此,一個科學的評價指標體系不僅應能客觀,全面地反映實習教學的水平及其效果,而且還應遵循科學性和可操作性。根據上述原則,我們設計了生產實習評價指標體系。修改,制訂了詳細而具體的生產實綱。摒棄了傳統的提綱式指導大綱,改為具體的以車間或工段為單位的實習要求內容和指導,讓學生充分明確實習的內容和要求,同時,可起到督促實習指導教師的作用。
(2)規范畢業設計(論文)開題報告,提高畢業設計(論文)質量。以表格形式,要求本科畢業論文之前,充分明確該課題的背景、意義、主要研究內容方法、技術路線、工作進度和技術指標等內容,并在全院范圍內進行公開的,正規的開題報告,給該專業的師生提供了一次較好的學術交流機會,有助于拓寬學生的專業視野,活躍學術氣氛,全面提升生物科學專業的畢業設計(論文)質量。與此同時,我們還制定了畢業設計(論文)批改方案,以規范畢業設計(論文)的撰寫,提高畢業設計(論文)質量。
參考文獻
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)05-0112-02
一、引言
我國高校生物學領域有生物科學、生物技術、生物工程三個密切相關的本科專業,并制定了相應的專業規范。如何體現各自的科學、技術及工程內涵與特色既是教育工作者的責任,也是人才市場和報考學生和家長極為關心的現實問題。本文通過比較分析這三個專業的本科專業培養規范,上提出一些參考意見,以期為專業的進一步規范、教學計劃的修訂,為社會及學生和家長的專業選擇提供參考。
二、專業類型
生物科學專業為傳統典型的理科專業,培養科學型和教學型人才,授理學學位;生物技術專業以理為主、以工為輔、理工復合,培養應用研究型或技術型人才,授理學、農學或林學學位;生物工程專業以工為主、以理為輔、工理復合,培養應用型工程技術人才,授工學學位。其專業類型的描述和劃分比較清晰明了,比較規范和恰如其分。
三、培養目標
從專業規范中培養目標的描述(見表1)來看,生物科學與生物技術兩個專業的培養目標差異很小,僅有從事生物科學與從事生物技術之差,但從目前的就業市場來看從事生物科學與從事生物技術差異很小,難以界定。而從專業類型可知,生物技術專業可授理學、農學或林學學位,這些特色理應在培養目標中有所體現。
四、公共基礎課
在三個專業的本科培養規范中,生物科學與生物技術兩個專業的公共基礎課(人文社科和自科)完全一致(見表1),而生物工程的公共基礎課形式上有一定差別,可本質上看不出有多少差別,也缺乏需有差別的理由。從厚基礎、寬口徑的培養要求來看,三個專業的公共基礎課要求可統一,學分要求也應統一,要求工科學生在這一環節增加近一倍的學分極不公平。線性代數等可在公共基礎選修要求中解決。
五、專業基礎課
專業基礎課的設置體現了從科學、技術到工程的循序漸進過程(見表1)。然而從科學到技術的差異很小,僅增加了工程基礎課4學分(約11%),應為技術基礎課,且應明確例舉。從技術到工程的專業基礎課要求有了明確的變化,按課程類別從科學到工程變化率近50%。學分的控制宜統一,且應規定生物技術專業的專業基礎課最低學分要求中技術基礎課學分應達20%以上,生物工程專業的專業基礎課最低學分要求中工程基礎課學分應達40%以上。且可給出典型的工程類專業基礎課名錄,如機械零件、電子電工基礎等課程。另外生物工程專業基礎課將《機械設計基礎》列為可有可無的選修會造成該專業工程基礎的嚴重缺陷,且應在生物工程專業的專業選修課中保留生物技術專業的細胞工程、酶工程等選修課(見表1)。
六、專業課
專業課的設置也體現了從科學、技術到工程的循序漸進過程(見表1),從科學到技術的專業課調整率達30%,而從技術到工程的專業課雖然有較大變化,但所列舉的課程多為非典型的工科專業課(如基因工程、細胞工程、蛋白質工程),回避了典型的工科專業課如氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。學分的增加也不盡合理,三個相近專業,不論理科還是工科,學分基本要求應盡可能一致。向上浮動及在各選修課程間適當調整則是各校應有一定的自。另外生物工程是典型的工藝類專業,專業必修課缺工藝類專業應有的分析檢測課也會給工藝過程及產品研發和生產中的質檢質監和質控及產品安全留下隱患,故建議3+X模式中3應包含專業分析、X應例舉氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。
七、實習及畢業實踐環節
生物科學和生物技術的實習及畢業實踐環節完全一致(見表1),未能體現從科學到技術的差異特點以及生物技術可授農學或林學學位的特色。畢業設計是工科工藝類專業最為特色的實踐環節,但在許多學校以“畢業設計(論文)”的形式出現,實際實施則只做畢業論文,沒有畢業設計,使畢業設計名存實亡,致使許多學校生物工程專業的畢業生根本就不知道何謂畢業設計,許多學生甚至把畢業論文當作畢業設計。建議明確生物工程專業的“畢業設計”為必修環節,可以設計論文二者兼顧,至于是“大設計小論文”還是“大論文小設計”可依各校情況而定,唯有如此,生物工程專業才能名符其實。
八、師資要求
師資的最低要求在規范中描述不盡一致,應加以統一。且應規定專業課的師資要求,因為能承擔專業課的老師一般能勝任專業基礎課,而能承擔專業基礎課的老師則不一定能勝任專業課。這在工科尤其如此。故除規定學歷職稱要求外,應規定專業要求,即“本科為相應或相關專業”的師資應大于專業師資總數的50%。
九、其他
近年由于社會辦學、企業辦學、校企合作、產學研合作、網絡教學、數字圖書資料等多元化和多樣化的辦學形式和方式的發展,統一實踐等硬件條件形式較為困難,而且也不符合時代要求。建議教室(專用或生均面積)、專業課實驗室(面積及專用設備)、圖書資料數據庫量設定為剛性要求,研究所(室)或技術中心、實習基地規模和數量等宜設定為柔性、選擇性或特色要求。
參考文獻:
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研究型教學是一種新型的教學模式,它最早起源于美國教育學家杜威倡導的以典型問題組織教學的“做中學”形式[1],后來又綜合了美國布魯納的“發現學習模式”和瑞士皮亞杰的“認知發展學說”而逐步構建起來[2―3]。研究型教學是一種將科學研究的理念引入課堂的實踐性教學活動,它將學習與研究過程結合起來,摒棄了傳統的單向傳授知識的模式[4―5]。研究型教學模式是以培養學生創新能力與實踐能力為目的,客觀上以研究型教師隊伍為支撐[6―7]的模式。在教學過程中教師不再是知識的權威者,而是一個課題研究的參與者以及學生的合作者[8],學生真正成為課堂的主體[9],學生在獲取基礎理論知識與基本實驗技能的同時,也培養了創新思維與解決實際問題的能力。相對于傳統的教學模式,研究型教學更加注重學生獲得知識的主動性,注重學生在實驗過程中提出問題、探索問題、解決問題的能力[10],注重培養他們的創新思維與實踐能力,培養他們獨立學習與終身學習的能力,這與我國古代的“授人以魚,不如授人以漁”的教育理念不謀而合。
一、高校生物學科專業教學現狀
作為實踐性的自然科學,各種生物假說或理論的提出都離不開實驗的驗證。但目前生物科學專業的教學仍然以傳授式教學為主導,在理論授課中教師講解教材內容、學生記筆記幾乎是一種普遍現象,雖然許多高校生物科學專業也進行了不同程度的教學改革探索,如課堂采取互動式教學、前沿專題、問題討論等具體改革模式,但這些改革措施依然脫離不了單向傳授的主導模式,這離學生創新與實踐能力的培養目標相去甚遠。例如,生物的實驗課課時偏少,主要是以經典驗證性的生物學實驗為主,在課時有限的情況下,實驗過程基本是按既定步驟進行,幾乎未涉及探索性的實驗。在此情況下,教師上實驗課是為了完成教學計劃,學生做實驗是為了完成老師安排的任務,這種實驗教學模式對學生來講僅僅是熟悉了一遍實驗操作流程而已,由于實驗過程中并沒有進行過深入思考,實驗印象并不深刻,知識技能不能鞏固,學習收獲不大。
除課堂教學與實驗課以外,課程實習、畢業實習以及畢業論文等是教學過程中重要的實踐環節,這些教學環節也存在同樣的問題。生物科學專業課程實習中比較重要的要數植物學與動物學的野外實習,實習可以使學生親身體驗課堂教學中所涉及的實體,同時也可以激發學生對自然界中動物、植物新現象的發現與探索興趣,從而起到創新意識培養的目的。但從筆者近幾年的調查結果來看,生物科學專業的野外實習卻更多傾向于對課本知識的一種實體認證,這對于學生來講,除了將實物與課本動植物特征描述進行匹配之外,就再也沒有探索性的認知過程。這種實習模式使野外實習幾乎變成了野外旅游,學生在實習一兩年后已基本不認識以前熟悉的植物了。又如畢業實習是檢驗大學生對理論知識的掌握以及將其轉化為實踐能力的重要環節,同時也是大學生進入社會的“預演”。但從許多高校生物科學畢業實習的調查來看,大多數實習僅僅是走過場,工廠實習多半是從事一些與學科專業關系并不密切的勞動力工作,這主要是因為長期以來學生受到傳統教學模式的影響而缺乏相應的創新能力與實踐能力的培養,進入實習單位后表現平平,實習單位不敢讓其進入關鍵的生產部門。再如,畢業論文是大學教學與學生學習的最后一個環節,也是對大學知識學習的綜合能力的總結,理應帶有創新性的元素,但是,從目前許多高校生物科學的畢業論文來看,多數畢業論文僅僅是簡單的重復工作,這主要是因為許多畢業論文僅是為了完成教學的環節,而很少與教師科研結合,教師指導畢業論文僅僅是為了完成教學任務,再加上最近十年的學生數量增多,使師生比例失調,教師指導的學生論文數量大,無法保證畢業論文的質量,學生的科技創新和實踐能力并沒有得到培訓和充分發揮。
事實上,生物科學是兼具理論性與實驗性的專業,系統的學科理論與先進的實驗技術構成了專業結構的主體,因而對于本科生來講,如果沒有豐富的研究基礎與實踐經驗做后盾,要在理論與技術方面進行創新性實驗難度之大可想而知。比如在大學生創新實驗項目的實施過程中,如果沒有科研教師強力支持,項目普遍不能圓滿完成。因為生物科學研究不是單靠靈感就可以完成的,它需要依靠豐富的實踐經驗與較高的理論水準,只有與教師科研實驗緊密相結合,才能達到研究型教學的改革目標。
二、與教師科研結合提出研究型教學模式的必要性
傳統單向傳授式教學模式已經不能適應當代高等教育大學生創新思維的培養目標,為此最近幾年國內外高校教育工作者對研究型教學模式進行了探索與嘗試,但大部分的教學改革還基本停留在摸索階段,還沒有一個切實可行的實施平臺或手段。教師科研在研究型教學實施方面具有得天獨厚的優勢,教師科研是溝通教學與科研的紐帶,科研教師的創新性思維容易傳輸給學生,使學生不斷受到學科研究前沿思想的熏陶而激發出創新的火花。生物科學是一個發展迅速的實驗學科,科研教師要不斷跟蹤最新科研信息才能站在學科研究的前沿。建立在教師科研基礎上的研究型教學發揮了教師在科研素質方面的優勢,有利于提高教學質量,培養學生的創新性思維,從而適應現代經濟發展對高素質人才的需求。
三、與教師科研平臺結合的主要措施
目前生物科學專業的許多課程在內容上均有大量的重疊,而每個教師所授課程相互之間缺乏溝通,結果在教學上做了很多“無用功”,此外也易導致知識的連續性中斷,由于教師對小專業內容的局限性,只講述單一課程內容而忽視了與其他課程內容的聯系與承接。由于現代生物學的迅猛發展,生物科學不同領域的交叉越來越明顯,研究層次的深化和研究手段的通用,使傳統的按單門課程來教學的模式逐漸喪失其高效性。而目前教師科研課題的立項都是基于生物大學科系統的生物學理論來進行科學問題的論證,其實施過程也必然要求進行多學科、多專業的系統聯系,因此教師科研為研究型教學模式的開展提供了很好的平臺。
生物科學專業教學改革應該打破這種一門課程一個主講教師的模式,而應強調實驗研究和創新培養,推行“知識點組庫與教師科研組庫匹配” 的教學模式,即將專業課程按大學科的研究方向與尺度進行歸類,同時將任課教師按科研方向與內容納入不同的研究組庫,增加實驗課時數使其在教學中占據主導地位,在指導組教師的統一安排下根據研究進度和內容選擇實驗場所。在這一模式下,教學選題不再局限于單一方面的簡單觀察,而是對于某一生物學現象從淺顯的外部特征描述到生物發生的生理代謝、分子作用等內部機理的探索。
基于這一模式,可將生物科學按植物、動物、微生物、人體生物學等進行大課程分類,而如遺傳學、分子生物學、細胞生物學、植物生理學、發育生物學之類的課程屬于研究層次的類別。在每個大課程下按研究的尺度或水平進行細分,如將植物學分為形態解剖分類、生理、生化、分子等水平。不同的課程對同一生物學問題描述的側重點不同,講述的科學研究層次也不同。例如學習植物光合過程,在植物學部分側重于講述氣孔的作用、葉綠體的形態結構,植物生理學側重于光合作用過程,細胞生物學則對這一部分進行了重復簡述,這表明單一課程由于內容側重點不同,對于一個生物學過程有的不能全面闡述,有的則又相互重疊,不利于學生對生物學知識的系統把握以及對生物學現象本質的認知。根據“知識點組庫與教師科研組庫匹配”的教學模式,本節的教學可以這樣設計:其一,將光合過程所涉及的不同教材知識內容歸納為一個知識點組;其二,將從事分類學、植物生理學、生化、分子生物學科研的教師優化后成立教師研究組;其三,將生物科學專業的有關這一部分的內容由表及里進行的綜述歸納成一個系統的知識點組,對于知識點組之外的零散知識由學生自由閱讀即可。但要注意以下幾點:①知識點組的教學按實驗課題研究的形式進行;②在一個知識點組研究課題實施期間,由教師與學生共同制訂課題研究計劃;③課題文本需按照科研課題申報格式進行撰寫,突出強調課題申報的科學意義與創新性。
為確立上述這一模式的規范性,學院應該在管理層面上對生物科學大專業的知識點進行模塊化及優化,并會同全體專業教師進行模塊化的合理性討論,直至建立成熟的知識點組庫。知識點組庫的建設既要考慮到生物學知識的廣度,又要考慮到研究的深度,以符合創新思維培養的教學模式。為建立指導教師組庫,學院應每隔一段時間匯總指導教師的科研內容輸入庫中,以備學生在考慮課題研究內容時有效選擇指導教師。
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)46-0214-03
快速發展的高等教育規模所引發的教學質量問題已日漸成為大眾關注的焦點。為此,教育部、財政部頒布了《關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》(教高[2007]1號),對進一步深化本科教學改革、全面提高教學質量提出了一系列措施。本科教學改革必須面向基礎教育改革需求,培養一批較好滿足基礎教育改革需求的高水平師資隊伍是當今高校師范專業面臨的嚴峻挑戰。“教師成為研究者”是當前基礎教育改革對未來教師的基本要求,具有嚴謹治學作風和勇于創新精神的“專家型”教育工作者才能適應基礎教育課程改革的需要。增設教育研究課程、建構新的課程實踐體系以及教學實踐交叉培養等方式是目前世界各國的高等院校在師范生培養模式過程中所采用的通行做法。而我國對此方面研究尚處于探索中。目前,我國絕大部分高等院校仍然采用“平臺+模塊”培養模式以達到培養“厚基礎、寬口徑”人才的目的;該模式總體上來說,在大學階段前2年按學科大類進行通識培養,后2年按學科專業方向進行專業培養,這種培養模式針對綜合院校就業取向不明確的學生是合理的,對學生就業選擇是有利的。但是對就業取向比較明確的地方民族院校師范專業則會導致教師職業教育的缺失。師范學生的培養過程實際上應該是學科專業和教育專業知識和技能的綜合培養。目前實施的培養方案由于忽視教育專業性,致使學生普遍缺乏從事“教師”這一職業的意識、技能和創新精神,其直接后果就是,畢業生進入工作崗位后需要經過數年磨煉,才能逐漸適應基礎教育改革需求。地方民族院校生物科學師范專業擔負著為民族地區基礎教育培養生物學教師的重要使命,而民族地區教育教學條件發展的不平衡以及與發達地區存在的差距對于將來從事這一職業的教師的教育研究素質提出了更高要求。具備了教育研究型教師素質的畢業生才能較好適應基礎教育改革對民族地區生物學教師的要求。一般來說,在思想品質上,教育研究型教師必須具有創新意識、團隊意識、終身學習意識以及開拓創新精神和嚴謹治學的工作作風;而在知識能力方面,教育研究型教師應具備良好的學科專業知識、教育理論知識以及文化基礎知識,同時還要求良好的組織教學能力、開拓創新能力和文字表達能力。為適合基礎教育的改革和發展,培養滿足民族地區基礎教育需求、職業特色鮮明的未來教師,我們以湖北民族學院生物科學與技術學院生物科學師范專業為例,對原有人才培養模式進行了全面改革,在以下環節進行了有效探索:
一、探索以培養教育研究型教師為目標的結構合理的綜合性教師隊伍的構建模式
新的教師隊伍由本專業10位專職教師以及5名外聘兼職教師(2位校內聘請教育研究專家以及3位校外中學聘請的優秀中學生物教師)組成。通過師資隊伍中的教育專家和優秀中學教師不定期地開展新課程理念的討論和講座,不斷提高青年教師培養合格的中學生物教師的能力;每年兩次的青年教師優秀教學獎評比、教學競賽等活動,極大促進了教師整體教育研究水平提高。
二、完善新型培養方案實施細則
1.課程體系:包括學科專業課和教師教育課程兩個方面;學科專業課的設置在保持生物科學體系完整性基礎上,加強有利于生物素養形成的知識和對學生職業發展具有重要實踐價值的知識學習。根據中學不同階段生物課程的知識側重點,調整專業核心課程體系結構,使師范生通過本科階段學習,初步形成比較完整的生物科學知識體系。教師教育課程在保留原有通識課程基礎上,增設教育科學研究方法、中學生物教學法等課程,以系統培養師范生的科學素養;與此同時,通過開設涵蓋專業學術知識、教學技能培養、人文社會知識等領域豐富多樣的選修課,為學生提供個性化的選擇,為其職業規劃提供更多實踐創新技能和社會知識。
2.構建“全程教育實踐”的實踐教育環節:教育實習是師范教育教學工作的核心組成環節。因此本方案通過一年級教育調查、二年級教育見習、三年級教育服務、四年級教育實習構建全程教育實踐體系。一年級通過開展教育調查,了解當前民族地區基礎教育現狀,讓學生初步形成對基礎教育的感性認識;二年級組織學生到教育實踐基地進行聽課、評課等活動,親身參與到基礎教育課堂中;三年級組織學生以教學助理形式參與實踐基地的教學活動,讓學生獲得做教師的初步感覺;四年級安排學生到不同條件的基地進行頂崗,逐步掌握現代基礎教育技能。通過這一模式可以使學生循序漸進地適應從“學生”到“教師”這一角色的轉變,較好掌握現代教學技術以及基本教學技能。
3.通過導師制建立靈活與集中相結合的畢業論文實現機制:為了避免考研和求職對畢業論文質量的影響,采取靈活與集中相結合的方法開展畢業論文。在第2學期末,由學生和導師通過雙向選擇確立導師,由導師對學生學習、心理、生活、職業規劃等提供全方位指導;在3-7學期,學生與導師商定畢業論文時間,確保充足時間完成畢業論文相關調查、研究,第8學期5月份集中完成畢業論文撰寫與答辯阿。
三、課程內容和培養方法的改革
課程內容的改革:現行高校課程設置強調課程的知識體系完備性,極少關注與中學生物課程的關系。因此,在本次改革中,我們要求主要學科專業課程均需反映與中學生物課程的聯系,由任課教師根據專業課程在中學生物學中的地位來拓展教學內容,而不僅僅局限于教材。實驗教學過程是培養學生創新意識的良好載體。實驗教學的改革,我們依托省級生物實驗教學示范中心,發揮省級重點實驗室—生物資源保護與利用湖北省重點實驗室的作用,進行實驗平臺建設以全程培養學生的教育研究意識和能力。具體做法如下:一是以省級生物實驗教學示范中心為依托,構建新的實驗教學方案及課程計劃,實驗內容既注重基礎性和系統性,又重視前沿性和綜合性;通過“基礎實驗”、“綜合訓練”、“創新實驗”三個不同層次的實驗內容體系,逐步提升學生創新實踐技能和探究意識。二是改進實驗考核方法。實驗成績考核不再以實驗報告為準,而是依據實驗基本知識、操作水平、實驗報告、學生態度綜合評分,其中操作水平和基本知識占到總成績的50%。培養方法的改革:課堂教學中,根據不同的教學內容選擇不同的教學方式,靈活運用傳授式、探究式、體驗式等教學方法,通過與學生的互動與交流提高他們參與教學、駕馭課堂的能力。通過定期邀請實踐基地教學經驗豐富的教師傳授中學教學技能,選派學生到基地幫助開展義教、指導中學生開展生物課題研究等多種互動活動,吸收學生共同承擔教學研究課題,可以極大提升學生創造性開展教學活動的能力。通過上述一系列改革,較好達成了培養適應民族地區中學生物教學需求的研究型師范專業學生的目的,這種培養模式在以下三個方面取得了重要突破:
1.立足“地方性”,充分考慮地方對人才層次的需求,構建適合民族地區需求的研究型教師人才培養模式;通過貫穿全程的實踐環節促進了學生對民族地區經濟社會發展狀況的全面了解,加深了對中學基礎教育需求的理解,逐步具備了從學生到教師角色轉換的思想準備和能力儲備。
2.強調“綜合性”,改變原來單一化的師范專業教師隊伍,建設起一支由生物專業教師、教育專業教師和中學優秀教師共同組成的、富有不斷學習精神和熱衷探索教育理論與規律的教師隊伍;優化的教師隊伍為全面實施新的培養方案提供了良好的師資支撐,不同背景的教師隊伍通過互相協作也提升了各自業務能力。
3.突出“應用型”,真正做到通才教育和專才教育有機結合,提高學生綜合素質;建立起以培養學生教育研究能力、教育研究精神和教育研究意識為目標的全程滲透的各項實踐環節,特別是靈活與集中相結合的畢業論文實現機制,極大增強了學生自主性,有利于充分發揮教師和學生的積極性和創造性,為學生的擇業、考研等提供了充足的時間和實踐能力,促進了學生的全面發展。
該培養模式在湖北民族學院生物科學與技術學院生物科學師范專業運行,有力推動了滿足民族地區基礎教育對生物科學師范專業教育研究型人才的需求的發展。近3年期間以學生為第一作者發表學術論文12篇,獲各級優秀論文5篇,專業畢業生平均就業率為87%,主要分布在湖北少數民族地區,占總數的85%,多數學生簽約就業行業與就業地域符合本專業人才培養服務面向。本專業學生的敬業精神、工作能力、協作精神、工作實績受到畢業生所在單位的高度評價。
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本科生導師制最早起源于英國牛津大學,它是一種學生在校期間為其配備專業導師,并由導師對學生的學習、思想和生活等方面進行個別指導和人才培養的制度[1]。本科生導師制通過教師的言傳身教和個性化指導,強化對學生的培養,形成教學互動的良性機制,促進學生成長成才。隨著高校學分制的實施,本科生導師制因其提高學習效率和加強學生思想政治工作的優勢而被眾多的學校所推廣。
1本科生導師制實施的管理制度
為推進和完善學分制,充分發揮教師在學生培養中的主導作用,進一步調動學生學習的積極性和主動性,不斷提高人才培養的質量,我校于2005年起全面推行本科生導師制度,并對導師工作提出具體實施辦法①。1.1要求導師任職資格本科生導師制要求導師在教學過程中對學生進行思想引導、專業輔導和生活指導,我校對導師的任職要求:(1)堅持正確的政治方向,具有良好的職業道德,為人師表;(2)、教育教學經驗豐富,懂得教育規律,熟悉本專業培養目標和教學計劃;(3)熟悉學分制下教學管理和學生管理的相關規定,熟悉學分制的運行機制;(4)導師需具有講師以上職稱或碩士以上學位。1.2明確導師工作職責要求所聘請導師需了解學科和專業的基本情況,掌握所指導學生的學習情況,根據本專業人才培養方案和教學計劃,指導學生制定切實可行的整體學習方案,進而指導學生制定學習計劃,并通過各種方式經常與學生保持聯系,根據學生的實際情況具體指導。1.3規定導師配備考核導師的聘任工作需在新生入學后2個月內完成,并明確指導學生名單、工作任務和任期,每位導師指導的學生一般不超過20人。導師工作的考核由院系負責,并將其與教師年度考核結合起來,對認真履行導師各項職責的教師按每生每學期0.4學時記教學工作量,對不切實履行導師職責的教師要及時進行調整。
2本科生導師制實施的現狀問題
生物科學專業的本科生導師制工作由生物科學教研室負責分配安排,教研室按照學校管理制度在每學年初將大一、大二學生分配給專業教師指導,分配結果由教研室負責通知導師,由班長負責通知學生,每學期期中要求導師提交指導記錄接受學校的教學檢查。本科生導師制度在生物科學專業開展期間,教研室嚴格按照學校制度進行分配與管理,但是實施過程中發現仍然存在一定問題。2.1導師工作沒有完全落實主要體現在部分導師工作的積極性沒有充分調動,對學生的指導或流于形式,或沒有規劃,使導師工作沒有充分發揮其作用。分析原因主要是:(1)個別教師對本科生導師制的認識不夠;(2)多數教師雖然認同導師制工作,也很愿意與學生交流,但是因為教學、管理和科研工作繁重,很難抽出時間對學生進行具體指導;(3)導師沒有實質權利對學生進行表揚或處分,所以即使導師有時間對學生進行具體指導,但當遇到學生對導師的指導不接受或不配合時,指導也就沒有實際意義。2.2學生對導師制認識不夠多數學生對導師制度和導師職責不是很了解,每學年初只知道自己被分配給了哪位老師指導,但對導師會指導哪方面或自己希望導師從哪方面指導不是很清楚,造成兩種極端,一種是大事小事都找導師,把導師當成了班主任或輔導員;一種是導師不組織見面,學生決不會主動找導師交流。
3本科生導師制的改革探索
3.1統一對導師工作的認識[1]首先在每學年開學初,教研室組織教師就導師制的重要性、改革創新等組織專題教研活動,師對導師工作的認識,在符合學校制度要求的前提下,結合生物科學專業特點,明確本專業導師的工作職責。因為生物科學專業各班級都配有班主任,所以關于學生生活、思想等方面的教育相對較少,導師主要職責是對學生的專業學習教育,讓學生了解人才培養方案、教學目標、專業技能,結合各學科競賽、畢業論文等進行指導。3.2依據制度,選聘導師對仍未認同導師制工作的教師可暫緩分配學生;在統一認識的前提下,對教學、科研等工作任務重的教師,可適當減少分配學生人數,以保證每學年選聘導師的工作積極性和工作效率。3.3組織學生,講解制度教研室在每學年初利用新生入學教育向學生介紹本科生導師制的實施辦法和生物科學專業導師的主要職責,使學生理解輔導員、班主任與導師的職責區別,鼓勵學生主動聯系導師,使導師工作成為教師課堂教學與學生思想教育的延伸。3.4分配制度改革生物科學專業的本科生導師制只針對大一、大二學生,為了更好的發揮導師制的作用,教研室對分配制度進行改革,大一新生因為對老師不熟悉,對自己的方向也不清楚,所以主要采取隨機分配原則;大二學生因為經過一年的學習,對導師比較了解,有些學生已經在導師的指導下開展了相關實驗,所以分采取學生選擇導師的分配原則,如遇沖突,需結合導師的意見進行調整。3.5制定《生物科學專業本科生指導手冊》手冊中明確學校本科生導師制實施辦法、生物科學專業本科生導師制實施細則、指導學生聯系方式、導師每學期的指導計劃、指導記錄表及年度工作總結。手冊的制定,可以提高導師及學生對導師制的重視,同時也便于材料的檢查、整理及歸檔。3.6以微生物學課程為例介紹導師制的具體實施對于大一新生,導師負責指導其了解微生物實驗室,認識各種儀器、器皿和試劑,鼓勵其走進實驗室,參與實驗室的日常維護與管理;大二學生已經開始學習微生物學課程,導師負責指導其為實驗室基礎實驗做準備,提高微生物實驗技能,同時嘗試開展實驗;大三學生不執行導師制,可在這一年分配畢業論文導師,繼續開始相關實驗;針對大四學生,畢業論文導師可指導其對實驗數據進行驗證、整理、分析并形成畢業論文。使本科生導師制工作基本形成“大一分配、大二選擇、大三確定、大四完善”的四年指導原則。
(二)轉型發展是適應地方經濟升級的需要,是國家的戰略要求。地方院校一般都位于中小城市,具有明顯的區域性特征。生物科學專業與當地的農業、食品工業、精細化加工等領域有著緊密的聯系。圍繞區域經濟社會發展的需求,培養高素質的應用型人才,為地方經濟建設輸送各類應用型人才是生物科學專業發展的必由之路。現代農業已經進入到數字化、自動化階段,所以迫切需要能夠熟練地運用地理信息系統、遙感信息系統、自動控制等技術的本科層次、復合型、技能型人才。此外,食品加工、化妝品等上下游企業也急需生物科學復合型人才。為此,生物科學專業的適時轉型是地方經濟轉型升級發展之需要。從外部環境來看,世界經濟和產業格局的重心正在回歸實體經濟,產業升級也需要大量掌握技術的人才。
二、地方高校生物科學專業轉型發展的路徑
首先,我常常利用網絡資源、各類相關專業的書報雜志了解現代生物科學的動向,搜集一些新的生物學成果介紹給學生,以激發學生的學習興趣,也開拓自己的教學視野和思維。我在教學中,同時也鼓勵學生收集身邊有關生物的問題,在課堂上開辟一片互相交流、互相討論關注問題的天地。通過這樣的資料互動形式把課堂教學與社會生活聯系起來,體現生物學科的社會性一面。
其次,教育心理學研究表明:人的認識活動總是和情感緊密聯系的,是在情感的推動下進行的。教學中,我常組織學生參加豐富多彩的生物課外科技活動,如生物標本制作,小論文的撰寫,創意作品,還與開展昆蟲名稱的認識比賽。豐富多彩的生物課外科技活動符合學生的生理和心理成長規律,既擴大學生的知識視野,激發求知興趣,也增強他們學習生物學的積極性和主動性。通過課外科技活動把生物課堂延伸到課外,為他們發展自己的愛好和特長提供了機會,通過發現、探索和解決一些生物學問題,了解生物科學在人類生存和發展以及現代化建設中的使用,更有助于學生的興趣、愛好升華為理想和志向,有利于因材施教和培養生物科學的后備人才。
再次,教育心理學的研究還告訴我們:具體的東西比抽象的東西容易被感知,人獲得知識是通過各種感覺器官來感知的,使用的感官越多收獲也越大。因此,課堂上,我習慣通過媒體影片、實物觀察、實驗操作、掛圖演示、實地參觀、事例說明、角色扮演等手段把復雜的問題簡單化處理后呈現在學生面前,讓學生學得更輕松也讓學生能夠更多的參與到課堂之中得到更多的操作技巧。同時,課堂上我重視德育的滲透工作,讓學生在學習生物知識的同時,陶冶他們愛自然、愛科學、愛祖國、愛勞動的思想情操,樹立關心生態環境等的思想,促進學生全面發展和個性培養。
在教學的過程中,如何在輕松的氣氛中讓學生學好知識是我一直的探求方向。學生是主體。因此,在教學之前,認真細致地研究教材,研究學生掌握知識的方法。通過鉆研教學大綱和教材,不斷探索,嘗試各種教學的方法,這些都是必不可少的前提。作為生物課單單做好這些還遠遠不夠,要讓生命活動的過程留在學生的記憶中。提高學生學習生物的興趣和提高課堂的時間效率是關鍵。
首先,我常常利用網絡資源、各類相關專業的書報雜志了解現代生物科學的動向,搜集一些新的生物學成果介紹給學生,以激發學生的學習興趣,也開拓自己的教學視野和思維。我在教學中,同時也鼓勵學生收集身邊有關生物的問題,在課堂上開辟一片互相交流、互相討論關注問題的天地。通過這樣的資料互動形式把課堂教學與社會生活聯系起來,體現生物學科的社會性一面。
其次,教育心理學研究表明:人的認識活動總是和情感緊密聯系的,是在情感的推動下進行的。教學中,我常組織學生參加豐富多彩的生物課外科技活動,如生物標本制作,小論文的撰寫,創意作品,還與開展昆蟲名稱的認識比賽。豐富多彩的生物課外科技活動符合學生的生理和心理成長規律,既擴大學生的知識視野,激發求知興趣,也增強他們學習生物學的積極性和主動性。通過課外科技活動把生物課堂延伸到課外,為他們發展自己的愛好和特長提供了機會,通過發現、探索和解決一些生物學問題,了解生物科學在人類生存和發展以及現代化建設中的使用,更有助于學生的興趣、愛好升華為理想和志向,有利于因材施教和培養生物科學的后備人才。
再次,教育心理學的研究還告訴我們:具體的東西比抽象的東西容易被感知,人獲得知識是通過各種感覺器官來感知的,使用的感官越多收獲也越大。因此,課堂上,我習慣通過媒體影片、實物觀察、實驗操作、掛圖演示、實地參觀、事例說明、角色扮演等手段把復雜的問題簡單化處理后呈現在學生面前,讓學生學得更輕松也讓學生能夠更多的參與到課堂之中得到更多的操作技巧。同時,課堂上我重視德育的滲透工作,讓學生在學習生物知識的同時,陶冶他們愛自然、愛科學、愛祖國、愛勞動的思想情操,樹立關心生態環境等的思想,促進學生全面發展和個性培養。
通過兩年的努力,我根據生物學科的特點,迎合學生好奇心強的特性,大膽地進行課堂改革。把課堂與生活拉近,以形式多樣的探究活動為主,讓生物課的范圍擴大到生活的方方面面。教學上基本創建了一個師生同樂,以生為本的課堂氛圍,學生們都喜歡我的課,所教班級的生物統考成績均能保持前列。同時,教學過程中,我善于總結經驗,撰寫學術論文,和同行進行交流,提高自己的專業知識,20xx年撰寫的論文《淺談生物課教學中的趣味教學》獲禪城區優秀教育論文二等獎并在學科論文交流大會上宣讀,創新活動設計方案獲禪城區20xx年度一等獎。我積極地擔任學校的生物公開課任務,積極參與區鎮有交流活動、培訓課程,提升自己的教學能力。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)35-0015-02
目前研究型教學已成為國內外高校教學改革的研究熱點,教育工作者對研究型教學的模式進行了不斷地探索。陸鳳玲針對于高等數學的教學提出了問題式教學法、類比教學法、開放式教學法與小組討論法等具體的實施方法。劉良成等人以《電路》課程教學為例,從“教師如何教”到“學生怎么學”,最終實現“教學目標”的各個細節進行了研究型教學的探討與嘗試。盧偉等人從教學思想和理念、學生學習個性、教學思路和方式、科研實踐等幾個方面對工科專業學生實踐創新能力培養的研究型教學模式進行探索。鄭倫楚和徐曉軍認為研究型教學方法的改革需經歷三個循序漸進的階段:課堂研究型教學改革、課程研究型教學模式改革和人才培養方案整體研究型教學設計。董世龍等人采用“理論教學―模擬仿真―開放實驗―項目實踐―綜合測評”的立體化研究對《通信原理》課程的教學模式進行了初探。王忠東等人針對公共基礎課的研究型教學改革提出了四種模式:①教學科研結合模式;②課程競賽參與模式;③實踐調研切入模式;④學術社團活動模式。然而,目前研究型教學探索大多僅停留在理論描述上,普遍可行性不強、效果不突出,特別是在促進大學生創新能力與實踐能力的提高方面并沒有實質性的突破。而教師的科研是大學研究型教學改革的天然實驗平臺,高校科研型教師大多數是科研與教學“雙肩挑”,使得與教師科研相結合進行研究型教學改革在具體實施時具有顯明的優勢,且操作性強。教師科研實驗對科技前沿的探索必然會增強學生對創新性學習的興趣,也必將為學生進一步培養創新能力與實踐能力提供較高的認知與實驗平臺。生物科學專業是實踐性極強的理科專業,其教學改革的方向應由傳統教學方式轉向為研究性教學方式。
一、與教師科研結合的研究型教學模式的實施
(一)教師科研納入課堂教學體系
在傳統教學模式下由于教學與科研相對獨立,教師科研對教學的輔助作用極為有限,而研究式教學提倡將科研理念引入教學,注重實踐能力與創新能力的培養,新的課堂教學體系必然要加強實驗研究在課堂教學中的主導地位。課堂教學形式不再是單向授課,教學重點則是研究課題的選題、方案設計、開題、實驗進展、研究結果、文本撰寫等問題,在課題實施前資料查詢階段就已完成理論知識的學習與理解,而不用專門進行理論授課。課題的選題由教師指導小組共同商定,在教師指導小組的指導下由所選題的學生研究小組進行資料查詢以及開題報告的撰寫,再由指導小組討論項目的整體可行性,最后完善提交指導小組討論后方可實施。整個課題實行模塊化,這些模塊盡量與教師科研組庫中的內容相匹配,不同模塊以該模塊的指導教師為主,這樣針對性強,能夠快速解決研究中出現的難題。
研究課題的選題既要考慮到知識點的覆蓋,又要與科研教師組的研究方向相吻合,這樣既能保證知識點的全面性,又能保證研究的深度與創新性。研究的地點、時間不局限于本科實驗室與實驗時間,教學之外的空余時間與教師科研緊密結合。學生要定期向教師指導小組匯報自己的研究進展。及時記錄研究過程中出現的新發現、新問題并與教師指導小組溝通,教師指導小組針對這些問題與課題組進行討論并及時解決。課題完成后,盡量鼓勵學生將成果以論文或專利的形式公開發表,以結題報告的形式提交教師指導小組,并進行答辯,經教師指導小組全體商定后方可完成課題的結題,并給予綜合評分。
(二)教學實踐活動與教師科研結合
包括畢業實習、見習、課程實習等在內的教學實踐活動是生物科學專業本科教學的重要環節,也是提高本科生創新能力與實踐能力的最直接、最重要的途徑之一。但在目前的教學模式下,這些實踐活動普通流于形式。造成這種現象的原因在于,這些實踐活動普遍不帶有問題探究或探索性操作,導致學生實習只是完成學習程序,而沒有學習任務和研究壓力,帶隊教師選擇時也沒有考慮實習內容是否與自己的研究方向一致,普通帶有應付的心態,造成學生失去了一次充分鍛煉實踐能力的機會。
教師科研是聯系理論與實踐的重要樞紐,本科生的實踐活動理應與教師科研緊密結合,使理論知識與實踐學習能夠很好地銜接。生物科學專業大多長期從事科研的教師,不僅進行校內的實驗工作,而且也與外界科研單位或生物相關企業保持著良好的合作關系,教師通過這些關系能夠及時了解外界最新科研信息以及公司對人才需求的動向,由科研教師指導這些實踐活動,就能夠根據社會需求培養學生創新性思維與解決實際問題的能力。
(三)畢業論文與教師科研結合
畢業論文是本科教學的最后一個環節,是學生實現對專業知識的理解、吸收和綜合運用的必備過程,是深化和提高學習能力、實踐能力和創新能力等各項能力的重要環節,也是評價大學生在本科階段的學習成效、衡量本科教學質量的重要方式。但當前許多生物科學專業的畢業論文質量偏低,主要表現在:畢業論文內容單薄,實驗周期短,有些甚至不超過兩周;論文創新性不強,與以前的研究相比毫無創新可言,同時一個教師所帶不同論文經常只是換個材料,幾篇論文研究內容幾乎完全一樣;論文文本撰寫水平低,格式不標準,錯字較多,語句不流暢,論文綜述過長有故意增加總篇幅的嫌疑,論文只重結果的描述而不注重結果的討論,彰顯不出學術創新性。造成這些現象的主要原因是指導教師本身科研素質不高,許多老師指導畢業論文僅是為了完成任務,對論文質量要求不嚴,學生在畢業階段也無心做實驗,彼此將就,這種現象在普通本科院校特別突出。
畢業論文與教師科研相結合,將會極大地改善這種狀況。因為長期從事科研的教師本身具有較高的科研素質,對所帶畢業論文要求必然較高;科研教師有充足的時間指導學生的論文工作,因為這些工作本身就是科研工作的一部分或與自己的科研工作密切相關;科研教師自身論文文本的撰寫能力強,可以及時發現學生論文撰寫過程中的各種錯誤。
(四)大學生創新性實驗項目與教師科研結合
各級大學生創新性實驗項目是高等教育“質量工程”的重要內容之一,項目的實施可以使學生在本科階段就能夠接觸學科前沿,體驗科學研究過程,掌握科學研究的基本方法,同時培養了大學生的自學能力、創新能力與實踐能力,提高了他們的科研素質。但目前大學生科技創新項目的創新性不強、可行性低、具體執行不到位,立項的課題結題率低。造成這種情況的主要原因之一,就是創新項目很少與教師科研結合,一方面,指導教師大多忙于自己的主方向科研而很少有時間對大學生創新項目有較多的關注,另一方面,創新項目與教師科研結合不密切導致研究深度不夠,使創新性指標完成不理想。
二、與教師科研結合的研究型教學模式的組織管理
(一)成立學生研究小組與教師指導小組
學生研究小組在劃分時應避免盲目性與隨機性,首先選擇綜合素質強的學生做為小組組長,每個小組以3~5人為宜,小組人選兼顧能力高低搭配。每個小組選擇一個感興趣的研究題目,根據題目由全組成員通過討論來進行任務分工;每個課題的研究周期一般為半年。
對于一個課題的指導教師不是單個人而應該是一個小組,指導小組的選擇應根據課題研究內容所涵蓋的方向而定,課題的最終研究方案應與專業科研教師不斷溝通直到確定合適的教師指導小組。
(二)加強考核辦法與獎勵措施
學院成立一個專業考核小組專門負責考核研究性學習課題實施的效果,制定針對性的考核辦法,評估實施效益。考核時應該考慮課題研究內容知識點的覆蓋面和創新性。考核采取答辯的形式,邀請行內專家根據答辯情況判斷學生對其所做課題的熟悉程度,并由專家評分。量化指標也是衡量學生研究效果的重要考慮因素之一,理論性強的知識點考查以體現理論意義的論文為主,充分考慮論文的數量與質量,應用型的研究以實現的技術指標與申請的專利為主。對于學生參與課題實施效果的評判均需采取專家評分與量化分數相結合的方式,當然也要考慮出勤、研究期間的表現等因素。對不合格的個人或研究小組,需修補后重新答辯與評判或者重修。根據考核結果,可以對課題實施過程中表現較好的學生個人或研究小組進行獎勵和表揚,以此鼓勵和激發學生對研究型教學參與的熱情。
參考文獻:
[1]劉良成,許秀英,劉健.研究型教學的探討與嘗試[J].實驗室研究與探索,2011,30(10):293-295.
[作者簡介]屈鳳杰(1978- ),女,吉林通化人,北華大學師范分院,講師,研究方向為生物教學。(吉林 吉林 132013)
[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2014)11-0131-01
《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》以創新為驅動,實施科教興國和人才強國戰略。專業的發展決策關系到學校的資金投入、設備場地的建設和人才引進等方面,所以學院充分調研了社會對生物科學專業人才的需求及就業情況,在制訂培養方案和教學大綱的環節中,學院形成了以提高人才培養質量為根本,以基礎學科建設與教師教育專業發展相結合的辦學特色,構建了以“多元化的教育觀為基礎,知識傳授與技能培訓并重”的人才培養模式,努力培養服務于地方基礎教育的高素質教學與研究的高級專門人才。
一、生物科學專業研究領域及專業發展前景
生物是一門跨領域寬、覆蓋面廣、基礎性強的,由多學科知識交叉形成的綜合性學科。生物科學是一門極具生命力的前沿學科,其在醫療、保健、農業、食品、環保等領域發揮著重要作用。北華大學的生物科學專業隸屬于北華大學師范分院(以下簡稱“學院”),其建立與發展依托于學院教育專業領域的優勢。經過多年的建設與發展,在制造業生物科學技術上的應用、生物化學產品以及生物能源方面形成了一定特色。學院將自身的優勢和特色貫穿于生物科學專業的培養中,以適應當今社會對生物科學技術的專業人才需求。
二、人才培養目標及能力要求
人才培養的考核標準是該專業的學生在畢業時是否能夠很好地滿足企業的需求。借鑒其他院校的經驗,結合自身的優勢與特色,學院生物科學專業定位在偏理的工科上,旨在培養學生成為有見識、有能力、有責任感的自主學習者,培養其成為有理想、有抱負、德智體全面發展、基礎扎實且具有創新精神和實踐能力的,能在中等以上學校進行生物教學和生物學教學研究能力的教師及其他復合型人才。生物科學專業學生除學習生物科學方面的基礎理論知識,還需具有應用基礎研究和技術研究等方面的實踐能力。即掌握數學、物理、化學、生物等基礎知識,具有一定的知識面和科學素養,同時具有將知識、技術與實踐相結合的素質;掌握生物科學基礎理論知識的同時,了解學科先進知識及發展方向;了解國家相關生物科學產業的政策法規、產權專利等條款。
三、人才培養課程體系的構建
(一)理論課程體系和教學內容
課程體系是人才培養的核心環節,教學內容是教學質量的必要保證。可以通過整合傳統的生物教育專業課程資源來構建生物科學專業的學科體系,這樣不僅可以避免原有的資源浪費與閑置,而且也為新專業建設提供了較高的平臺。在充分利用化學學科優勢的基礎上,緊密聯合生物與化學,對生物科學專業課程體系和教學內容進行整體優化。在必要的主干課程以外,加入一些最基本的、具有前沿價值的知識以及能夠反映生物學科和化學學科交叉的應用知識,譬如生物化學、食品化學等課程。在跨學科基礎必修課體系中,加入了無機及分析化學、有機化學等課程和相關實驗;在專業學科必修課、選修課中,有意識的側重了與化學學科相連的課程。生物科學專業隸屬師范類專業,因此在學科教育專業課中,安排了中學生物講授的相關課程,如生物教學論、中學生物教材分析與課程設計等。
生物科學專業教學內容,不僅要改進教學方法,更加要注重學生實踐能力的培養。譬如,植物學、動物學等課程在傳統的生物科學專業中強調知識的基礎性和系統性,但在生物科學專業中更強調應用性。所以在這兩門課程的建設時,把資源植物和動物的開發利用作為重點來實施。不僅突出了重點、難點,形成了分層次的立體結構,還使學生在掌握必需的基本理論知識和技術的同時,了解了生物科學專業學科的發展前沿及未來趨勢,熟悉生物化學技術的工程應用情況。
在教學方法上,大部分課程實現了多媒體教學,參與啟發式、案例討論式大量應用于課堂教學,論文式的考題及綜合實驗技能考核作為重點的考試方法。
(二)實踐課程體系的建立
1.實驗課程。經過多年的建設與改革,學院生物科學專業具備了一定的實踐教學良好條件。適當地減少理論授課學時,加大實驗課教學的比重。結合學院教師的科研實際項目或大學生創新項目來開設實驗課程,使學生能夠真正地接觸實際的科技前沿。教學內容以技能訓練為主,著重實驗技術的原理與程序的訓練,減少驗證性和模仿性實驗,加大探究性、開放性和綜合性的實驗比重,建立多層次、開放性的實驗教學體系。組織學生選擇自己感興趣的實驗或者科研項目,以達到提高學生實際動手能力、獨立分析能力、解決問題能力和創新能力的目的。
學校重點建設實驗室化學與生物實驗中心已經建成。實驗中心是大學生接受系統實驗方法和實驗技能訓練的重要場所,是培養學生科學實驗能力,提高學生科學素質的基礎實驗教學基地。實驗室長期堅持實驗教學改革的創新與實踐,在實驗課程體系、教學內容和教學方法上進行了全面的探索與嘗試,構建了“基本操作和基本技能與綜合設計”一體化的“層次綜合”實驗教學模式。該實驗中心強化以學生為本的觀念,不斷探索和建設具有生物科學專業特色的實驗課課程體系,探索更科學合理的教學方法和教學模式,完善實驗室管理機制和信息化水平,提升科研實力和服務地方的能力。
2.實習課程。實踐中加強對學生畢業實習的指導,鼓勵學生從社會實踐、科研項目中尋找研究課題,獨立設計、自擬實驗方法進行探索研究,從而培養學生良好的科學品質。
加強校外實踐教學基地的建設,可有效地緩解學校實踐教學資源的不足,對于提升大學生的實踐能力有著重要的意義。通過外派大四畢業生到校外企業實習兼完成畢業論文的形式,既可滿足企業的需求,鍛煉學生,又可以擴大實習基地。學院師生動員各種力量,整合辦學資源,開拓校外實踐教學基地,同時扶持實踐教學方面的教研項目,使學校與基地互惠互利、合作共贏,促進合作關系向產學研一體化發展。
四、教師隊伍的建設
生物科學專業課程數量較多,知識內容更新速度快,高質量地完成教學任務要求授課教師具有良好的知識結構和專業素質。教授、副教授幫助年輕的教師參與項目,同時聘請企業中有實際經驗的技術人員舉辦生物科學知識的講座,參與畢業設計的指導。不僅積極引進人才,還要鼓勵青年教師走出去,到國內外高校進行深造讀博、訪問交流。實行淘汰制度,為有能力的高學歷的人才讓路。
多年以來,學院形成學術梯隊合理、年齡和知識結構合理、教學科研力量雄厚的師資隊伍。教師能夠自覺地吸取前沿知識,利用現代化計算機信息技術,完善教育思想、培養模式,組織教學內容、教學方式及教學方法。
五、管理機制的完善
為適應生物科學專業建設的水平要求,不斷完善生物科學信息平臺建設,并以此為基礎,建立完善教學管理機制。建設復合型創新型人才培養的考核、考試、評估體系。對已畢業的學生保持密切關注,這樣不僅有助于開發校企合作項目,還能為在校學生將來的就業提供幫助。
專業建設是一個系統工程,涉及學校諸多的部門,需院校上下統一思想,達成共識,各司其職,在學科規劃、師資隊伍建設、課程體系構建、實踐實驗教學環節和硬件設施等方面加快建設步伐,進一步夯實基礎,培養高素質的復合型創新型人才,為祖國的建設多做貢獻。
[參考文獻]