緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇細胞生物學教學設計范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
中圖分類號:G633.91 文獻標志碼:B 文章編號:1008-3561(2015)34-0081-01
生物的新陳代謝離不開細胞的呼吸,“細胞呼吸”方面的知識也是高中生物教學的重要內容。文章在新課程理念的指導下,從教學目標、教學方法、教學過程三個方面,針對高中生物“細胞呼吸”的教學設計進行探討。
一、“細胞呼吸”教學目標
在該部分的教學中,有氧呼吸的基本原理以及過程是教學重點,而教學難點則在于細胞呼吸中的基本原理及其本質。所以,在確定教學目標時,要注重層次性和針對性。首先,要引導學生充分了解細胞呼吸中的基本概念、細胞呼吸的類型、細胞呼吸場所、細胞呼吸的生理意義、細胞呼吸在現實生產或者生活中的運用。讓學生真正掌握細胞的有氧呼吸中物質及能量在變化中出現的特點,以及呼吸作用及光合作用二者之間存在的聯系與區別。其次,教師要提高學生對有氧呼吸的觀察與分析能力,通過對教材的了解、課外知識的擴展以及與教師的交流討論,讓學生養成自主學習與理解新知識要點的能力,提高學生獨立思考以及構建知識體系的能力,增強師生之間、學生之間的情感交流。
二、“細胞呼吸”教學方法
教師要積極引用學生學習過的細胞呼吸方面的內容,搭建起學生新課程學習的平臺。同時,還要將所學內容與生活實際相聯系,讓學生在教師的指導幫助之下,對課程內容進行分析與觀察,對相關知識要點進行歸納與比較。然后再填寫學案,在黑板上進行板書或者貼圖,利用多媒體設備進行知識要點的講解,最后再讓學生進行練習。在這個過程中,教師主要使用的教學方法是課堂直接講授法、學生練習法以及讀書指導法。
三、“細胞呼吸”教學過程
(1)利用相關視頻進行課堂導入。在課堂開始之前,教師可以利用多媒體向學生播放一段有關跑步的視頻,讓學生回想一下自己經過劇烈運動之后的真實感受。然后,引出與所講內容有關的問題:人體進行各種生命活動其需要的最為直接的能量來源是什么?同時,由ADP向ATP轉化時,需要的能量來源又是什么?之后引出本堂課要講的內容:呼吸作用中的細胞呼吸。
(2)進行新知識的學習。首先,關于細胞呼吸的相關概念。教師可以利用多媒體設備播放教材中有關呼吸作用的圖片,讓學生回想一下學習過的呼吸作用的概念。然后向學生播放有關細胞呼吸的圖片,讓學生自己去試著思考并且概括細胞呼吸的定義。這一環節結束后,再讓學生閱讀教材中關于細胞呼吸的概念。其次,關于細胞呼吸的方式。先讓學生比較在初中時代學到的呼吸作用概念與高中時代學到的概念有什么不同之處,比較完成之后,再進行以下知識的學習。1)有氧呼吸。一是線粒體知識要點。利用多媒體設備,播放關于線粒體的結構圖,讓學生觀察圖片之后,進行教材內容的閱讀,使學生更容易了解和明白線粒體的相關結構。在學生閱讀完教材之后,找學生簡單敘述線粒體的結構,并且在學案上進行內容的填寫。二是有氧呼吸中呼吸過程知識要點。教師在講到這一知識要點時,可以向學生進行提問,讓學生回答葡萄糖是如何在細胞之中被氧化分解而釋放能量的。在學生進行問題解答之后,讓學生參考與有氧呼吸過程相關的圖片,進行細胞有氧呼吸過程的分析,或者學生之間進行交流討論,最后找學生回答。這一環節完成之后,讓學生參考教材中的內容進行學案填寫。在完成學案填寫之后,教師可以找兩個學生,由教師引導學生簡單敘述有氧呼吸的過程,兩個學生完成相關表格的填寫。表格內容包含:階段、反應物、反應條件、產物等。最后,在表格填寫完成之后,要求學生將表格內容轉化為有氧呼吸反應式。2)無氧呼吸。機體在無法通過有氧呼吸來滿足需求時,便會開啟無氧呼吸模式,從而產出少量的能量來增加對于機體的供能。教師可以在要求學生閱讀完教材之后,回答以下幾個問題:無氧呼吸分幾個階段進行、與有氧呼吸之間的區別在哪里,等等。學生回答完這些問題之后,教師可以與學生共同評價這些回答。同時,要求學生根據這些答案寫出無氧呼吸的有關反應式。3)有氧呼吸與無氧呼吸之間的聯系與區別。教師可以引導學生自己去制作一個關于有氧呼吸與無氧呼吸異同點比較的表格,其表格設計的基本內容應該包括呼吸的原料、呼吸產物、場所等方面。4)細胞呼吸在現實中的運用。教師可以讓學生仔細觀察:在我們的現實生活中,細胞呼吸都會運用到哪些方面?比如,如果我們想要運動減肥,是要通過有氧運動還是無氧運動?在學生回答問題之后,帶領學生閱讀教材中的資料,并且選擇其中的案例進行細致的分析和解釋。5)小結。帶領學生回顧整節課堂學到的知識要點,并且找學生進行課堂知識的復述,從而加深學生的印象,便于學生理解與記憶。
四、結束語
在本節課之中,最為突出的特點是以學生為課堂的主體進行教學。重視學生對于基礎知識的理解與把握,聯系現實生活,讓學生在溫故知新的基礎上能夠積極主動地進行學習,達到新課程理念之下的高中生物教學的根本要求。
根據教材的安排,第二單元首先認識了細胞,了解了細胞的基本結構,然后安排了細胞如何構建生物體,從多細胞生物和單細胞生物的角度闡述細胞是構建生物體結構和功能的基本單位;隨后教材安排了本章內容,讓學生認知病毒,掌握結構簡單、不能獨立生活的病毒也是生物。人類在治療各種疾?。ㄈ祟惖?、動物的、植物的)的過程中,借助不斷發展的科學技術手段逐漸認識了病毒。教材中對病毒發現史的介紹,闡明了技術手段對科學研究的促進作用,體現了科學、技術和社會的關系,讓學生在現有的認知水平上了解生物的豐富多彩,提高學生的學習興趣。
二、課標依據
新課標提出:生物科學素養是指一個人參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力,包括理解科學、技術與社會的相互關系,理解科學的本質以及形成科學的態度和價值觀。生物學課程的目標、內容和評價都旨在提高每個學生的生物科學素養。本課程倡導探究性學習,力圖改變學生的學習方式,幫助學生領悟科學的本質,引導學生主動參與、勤于動手、積極思考,逐步培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力等,突出創新精神和實踐能力的培養。
在課程內容中提出:教學中,教師要幫助學生形成“微生物通常包括病毒、細菌、真菌等類群”的重要概念。
三、學情分析
本節課的教學對象為七年級學生。通過前一部分的學習,學生已經掌握了生物體的基本結構,植物的形態、結構、生命活動等知識,認知了細胞是構建生物體結構和功能的基本單位,具有一定的生物學基礎知識;已學會初步的觀察、分析、比較等研究生物學的方法,具備獨立學習本節部分內容的知識和能力基礎。他們對本節課涉及的有關病毒與人類的關系,在生活中已有一定的感性認識。但對病毒的形態結構、生命活動的知識難以理解,尤其是對病毒的非細胞結構存在疑惑,具有較高的學習興趣。
四、教學目標
1.知識目標
了解病毒的發現過程和分類。
理解和掌握病毒的生活和結構。
了解病毒與生物圈中其他生物的關系,特別是與人類的關系。
2.能力目標
培養學生收集和分析資料的能力。
3.情感態度和價值觀
關注病毒與生物圈中其他生物的關系,特別是與人類的關系,利用辯證的觀點看待病毒,認同病毒也能造福人類。
五、教學重點
病毒的特征和生活;病毒與人類的關系。
六、教學難點
病毒的生活。
七、課時安排
1課時。
八、教學資源
視頻,ppt幻燈片。
九、板書設計
第四章 病毒――沒有細胞結構的微小生物
1.病毒的發現
19世紀末;俄國科學家伊萬諾夫斯基。
2.病毒的種類
根據寄生的細胞不同分為:植物病毒、動物病毒、細菌病毒(又叫噬菌體)。
3.病毒的結構和生活
(1)病毒的結構:由蛋白質外殼、遺傳物質組成。
(2)病毒的生活:寄生在活細胞中。
4.病毒與人類的關系
著名的細胞學家E.B.Wilson(1925)說過:“一切生命的關鍵問題都要到細胞中去尋找”。細胞生物學是生命科學的四大前沿學科之一,是生命科學的重要支柱,它已經成為當今生命科學中進展最快最活躍的學科之一。為了適應21世紀生命科學的發展,需要的是一批具有高素質的創新性、綜合性人才。作為教師,在不斷壓縮課時及有限的細胞生物學課程教學中,需要對課程體系及教學內容進行調整和改革,也要對課堂設計和考核方法進行突破,以吸引學生的學習興趣,培養學生的自主學習能力和創新能力。
一、教學內容的選擇
細胞生物學在生命科學教學中具有中央樞紐的作用,是6+3課程體系中的一門。一般教學時數在48學時左右,實驗36課時。在細胞生物學課程內容上,14章內容分為自學、略講、詳講、重點講授。因為課時數有限,要把課時放在重點內容上,自學內容也要給予一定的輔導,并且也是考試內容之一。在有限的課時中,如何選擇課程教學內容就顯得尤為的重要。
細胞生物學與動物學、植物學、生物化學、微生物學、遺傳學等相關的內容相互聯系、相互滲透,這就要求教師突出教學重點,不應過多闡述學生之前已掌握的知識,以避免造成時間的浪費。這一現象的解決,各學科教師之間應該定期進行交流,以促進對各學科講授內容的了解。同時各科老師在授課時間上有前有后,避免與先行課中某些內容的重復,注意內容上的整合和銜接,為后續課程留有一定的余地,從而突出本學科的特有內容。每個教學專題都應與最新發展的知識體系和研究成果緊密聯系。融入當今科技新進展,并針對學生的疑惑和興趣,選擇課程內容。
二、課堂教學設計的改革
對中山大學王金發老師《細胞生物學》網絡課程中課堂教學設計內容深有體會,結合自己的實踐,現總結如下:
1、提高教學能力,講求授課藝術
教師的每一節課都是一件藝術品,作為教師一定要精心設計、精心制作。每位教師站在講臺上就像演員站在了舞臺,只不過每節課都是我們自編、自導、自演的節目。教師對細胞生物學課程要了解各項研究進展、它的學科地位、研究方法、科學體系。課堂設計不僅要有專業的知識,還要有人文目標,采用不同的方法設計,利用我們能得到的任何資料,講好這門課。在授課中,引用文學典故,主動與學生溝通,要很好的駕馭課堂,關愛學生,享受教學。增加該課程的吸引力。
2、采用多種方式進行教學
在掌握每章重點的情況下,采用多種方式進行教學,每年對同一內容變換不同的方式進行設計及教學,給人以新穎的感覺,提高學生的興趣。不然學生會認為教學內容是對上一年的簡單的重復,失去對該課程的興趣。
3、以問題串知識,學以致用
對于一些自學的章節,可以采用提出若干問題的方式,將知識點貫穿其中,提高學生解答問題、獨立思考的能力,學以致用。這種方式,增加了學生學習的興趣,同時解決了課時不足的問題。
4、運用《諾貝爾獎》培養學生創新精神
通過《諾貝爾獎》得主,研究成果的由來,從實驗設計到實驗結果,看到科學家們在科研中的辛苦及堅持。教導學生們要有堅忍不拔及科學奉獻的精神,不能急功近利。在科研中,要不斷的進行創新。敢于懷疑一切,但是還要嚴謹的面對一切。任何事情都要認真對待。
5、妙用時政新聞,培養學生愛國情懷
教學除了教授科學知識外,愛國教育,也是教師的責任所在。這些可以通過提問一些近來發生的一些時政新聞,通過教導,培養學生對我們自己國家的熱愛。這樣即活躍了課題氣氛,同時又達到了我們的目的。
6、每章繪制思維導圖
這個方法非常好。思維導圖:每位同學要繪制14幅思維導圖(每章一幅)。這種方法,使得學生對每章的重點難點都有很好的掌握,并加深了記憶。學生采用思維導圖的形式,進行總結及復習,不僅可以應用在這門課上,在考研等復習中,同樣可以采用。這種方法,很好的鍛煉了學生總結、歸納的能力。
三、改革傳統教學考核方法
傳統的細胞生物學課程考核中一般都是平時成績20%,基本為平時作業成績,期末考試80%,為期末成績。平時的作業為老師出題,學生課后作業,這種方式抄襲現象嚴重。期末考試所占比重過大,不利于反應學生的綜合水平及調動學生的積極性。改革后要適當在考試與計分中,強調平時與其中考試占有的分數比例,期中20%,期末50%,平時30%。平時的成績分為四部分,每章簡單的提要、繪制思維導圖、要求學生讀取若干英文文獻、出勤考核,這種考核方式,即可以鍛煉學生的能力,又教會了學生學習的方法,還增強了學生英文的水平。期中考核為開卷測試,對一些重點難點進行考核。期末考核包括了課程的自學內容,是對學生掌握知識的系統考核。
改革后的考核方法能客觀實際地綜合反映學生對該課程的學習情況,改變過去僅由一次考試決定命運的方式,避免了學生平時不認真聽課、學習,考試前靠突擊和作弊過關的現象。
四、結語
作為一位年輕的教師,我們深知,細胞生物學的教學需要改變的不僅僅是內容上的改變,更為關鍵的是教學理念的轉變。細胞生物學的教學改革任重而道遠,仍有許多問題需要解決。在今后的教學中,我們還要進行不斷的學習與嘗試,不斷提高教學質量,為社會培養需要的人才。
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(2017)04-0241-03
長期以來,普通高校飽受傳統課堂教學模式影響,過度關注教師課堂主體作用的發揮,忽略學生的學,學生自主性學習的積極性不高,學習效率偏低。翻轉課堂(Flipped Classroom)相對于傳統教學模式以課堂講授、課外練習和解決問題為主要教學方法而言,更強調學生個性化學習的模式。翻轉課堂具有許多優點:高度自主的學習環境;更加關注對學生學習方法的指導以及課堂探究和交流活動的組織;學生的學習情緒能被很好地調動起來,更益于對知識的內化,能在較短的時間內完成知識目標。按照《細胞生物學實驗》課程目標要求與PBL教學模式在細胞生物學課程教學中的應用,以“植物細胞DNA制備與顯示技術”實驗為研究課例,以問題導向為切入點,以學生自主學習和實驗設計為學習目標,實施了翻轉課堂教學模式改革實踐,探索基于PBL的自主學習過程與效果評價方式。
一、基于PBL法的“植物細胞DNA制備與顯示技術”教學設計
1.教學目標分析。一般而言,實驗教學目標:①傳承實驗知識,實踐對理論知識的理解和驗證;②提高實踐理性,就是指與我們的行動和選擇有關的理性;③實踐策略:為什么要這么做?培養學生反思、設計實驗的能力;④生成實踐智慧,即以實踐為目的的能夠指導實踐行動的理性能力?!都毎飳W實驗》課程目標包括三個層次:①知識目標層次,主要是細胞生物學理論知識、研究方法、實驗原理的學習與掌握。②能力目標層次,主要是實驗設計、細胞生物學實驗常用儀器設備的正確使用,學會并應用細胞生物學主要實驗技術,如細胞化學組分的分離與鑒別、細胞結構組分的顯示與定位、細胞融合等。③文化素質目標層次,主要闡釋科學技術對人類社會發展的促進作用,對學生人生觀、價值觀培養的作用,關注科學、社會、人類發展問題的意識。根據課程目標,“植物細胞DNA制備與顯示技術”實驗項目的教學目標分為:掌握孚爾根反應、Brachet反應和SDS堿變性法和CTAB法提取植物DNA原理的知識目標;學會運用孚爾根反應和Brachet反應原理完成植物細胞內DNA定位顯示技術、DNA提取技術、實驗方案設計、論文撰寫的能力目標;關注轉基因技術對社會的影響以及對科學、技術、社會協調發展理性思考的文化素質目標。
2.實驗改革方案設計與實施。PBL以問題為導向,以主動學習為主,設置問題情景,通過學習者的自主探究與合作來解決問題,形成解決問題的技能,達到自主學習能力的提升。而翻轉課堂并不只是“視屏錄制”,而是一種“有效的課堂管理”,且更適用于有學習自覺性、能夠做好課前功課的大學生。本課例的實驗改革方案設計與實施植入了PBL法的“問題設置”、“問題解決”、“能力拓展”翻轉課堂模式,形成學習資源搜集、課前自主學習與合作實驗探究、課堂討論與答疑、課后能力拓展和反饋與評價的“五段學習法”。(1)學習資源搜集。主要是教師提供給學生的課前學習資料,如微課程、視頻、文本材料、PPT等。同時,引導學生查閱各類研究課題的最新進展,及時補充更新網絡學習資源。(2)以“問題設置”為前提的課前自主學習與合作實驗探究。植物細胞DNA的細胞化學顯示方法有哪些?如何設計實驗方案并實施?如何用瓊脂糖凝膠電泳顯示植物細胞DNA?通過“問題設置”,將學生被動學習變為主動完成課前自主學習與合作實驗探究。①自主學習先行。充分利用課程學習資源,通過觀看視頻、閱讀資料等方式完成課前自主學習,通過網絡平臺提交作業,達到知識的內化。②小組合作學習。由教師提出實驗方案設計任務書,明確小組合作學習的任務,讓學生自主進行實驗方案設計。③實驗方案設計。學生利用開放實驗室分小組自主完成實驗方案設計。④實驗方案的實施。各小組按照自己設計的實驗方案,利用實驗室資源,分工協作,在課余時間自主完成實驗。利用Feulgen染色技術、Brachet染色技術、瓊脂糖凝膠電泳等技術顯示DNA的存在。有實驗實施過程的詳細記錄的實施步驟與結果分析,并撰寫實驗論文。學生提出新的需要答疑的問題。(3)以“問題解決”為核心的“課堂討論與答疑”。①小組課堂討論完善實驗方案。根據課前小組完成實驗方案的具體情況組織討論。②利用翻轉課堂討論、交流,解決新的問題。學生提出各種疑難問題,如洋蔥根尖臨時裝片,中期分裂相細胞偏少,染色體分散度差,難以計數,進而影響核型分析;基因組DNA降解嚴重,電泳呈彌散狀等,教師組織大家討論。③課堂答疑。解決實驗過程中存在的小組內解決不了的疑難問題,在實驗課上協作完成。如根尖制片的中期分裂相細胞偏少是因為根尖取材時間把握不好;染色體分散度不高是因為壓片的力度把握不好;DNA提取過程中的基因組DNA降解嚴重,電泳呈彌散狀是因為提取過程中低溫研磨、離心上清液或沉淀的取用等操作不規范所致。④教師根據學生講解和討論內容進行點評和個別指導,使學生形成新的認知結構。在這一環節,實驗教師扮演主導的角色,學生則是學習的主體,學生通過自主學習、相互協作完成實驗項目,參與課堂討論。(4)以“三拓展”為目標的能力培養。①思維能力。通過開展轉基因技術的辯論,激發學生對“轉基因技術利弊”的思考,實現思維能力拓展。②設計能力。通過考核“植物細胞DNA制備與顯示技術”實驗方案的設計與實施效果,引導學生修改完善實驗方案,實現實驗方案設計能力拓展。③自主學習能力。教師收集、上傳與教學內容相關的拓展學習資料,結合自主學習考核,實現學生對知識(技能)的鞏固和自主學習能力拓展。(5)反饋與評價。①基于自主學習考核的翻轉課堂過程性評價。根據學生在“學習資源搜集”、“課前自主學習與合作實驗探究”、“課堂討論與答疑”、“課后能力拓展”階段中的表現進行考核評價。如網絡評價時,針對文獻閱讀回答問題,如果回答不正確無法進行下一步;小組討論記錄;課堂小組PPT展示。小組實驗方案設計及實施標準包括:實驗目的、原理;用品、步驟,如洋蔥根尖培養、取材固定、稀酸解離、黑暗環境染色、壓片、觀察;注意事項;實驗記錄;結果分析。過程性評價成績占總成績30%。②基于論文寫作考核的翻轉課堂評價。論文內容包括摘要、前言、材料與方法、實驗結果、討論、參考文獻等幾部分。論文成績按評分標準執行。論文成績占總成績20%。③基于實驗操作技能考核的終結性評價。實驗技能考核成績采用綜合評定方法確定,主要考核實驗基本操作、儀器使用,考核要點主要包括儀器操作、實驗方案、實驗操作步驟、關鍵操作點、實驗記錄、實驗數據分析等。實驗考核成績占總成績50%??己嗽u價方法采取自我評價(占技能考核成績的20%)、小組成員互評(占技能考核成績的30%)、教師評價(占技能考核成績的50%)相結合。
二、翻轉課堂教學改革取得的效果
1.學生層面。(1)自主學習能力得到提升。課前學生的自主學習,時間靈活,目的性強。通過翻轉課堂高效地完成知識的傳授和能力的訓練,實現了生生、師生互動交流,促進了知識的內化與吸收,兼顧了不同層次學生的需求。通過學習資源搜集及課前自主學習,學生的資料查閱能力提高、知識面擴大、協作意識和能力增強。課堂答疑及討論階段,幾乎每個同學都參與問題的解答、討論、交流、互動,極大增強了學生的學習興趣和自信心,自主學習能力得到提升。(2)課外科技大賽取得可喜成果。生物技術專業有3名同學獲得河北省2015年大學生挑戰杯課外科技大賽一等獎;6名同學獲得大賽二等獎;7名同學獲得大賽三等獎。(3)技能考核評價采取自我評價、小組成員互評及教師評價三個環節,提高了學生的自主學習能力、團隊協作能力、實驗操作能力及分析解決問題的能力。
2.教師層面。(1)教學改革成果明顯。完成河北省高等學校教學改革研究項目1項,《系統論視域下新建地方本科院校生物學實踐教學體系的改革與實踐》(2012GJJG206),邯鄲學院綜合改革與轉型發展四級項目3項(1412010,15sjf162,15sjt1012)。(2)《細胞生物學實驗》網絡課程建設并得以實踐。利用邯鄲學院網絡課程平臺,建設了生物技術、生物科學兩個專業的《細胞生物學實驗》網絡課程,教師負責完成網絡學習資源的上傳,如自主學習資源、“N+2”考核及標準、學習論壇、問卷調查等。學生上傳自主學習作業。(3)通過實施《細胞生物學實驗》教學改革,要求教師發揮主導作用,具備相關的知識、實踐經驗、組織能力等,促進了教師業務素質的提升。
三、對翻轉課堂教學模式的反思
1.反思。(1)翻轉課堂模式中,學生需要花費更多的準備時間,部分學生對新的教學模式的接受度不高。翻轉課堂可以嘗試,但不能常試。(2)在小組活動中,有的小組分工不太合理,個別學生的實驗方案設計及實驗操作能力也有待提高,學生對實驗任務完成的貢獻度有差異。(3)教師指導實踐活動的能力需要進一步提升。
2.對策。(1)提高學生參與自主學習的積極性和主動性。精心選擇實驗項目,借鑒“慕課”教學模式在傳授知識、互動交流、自主學習等方面的優勢,選擇學生關注的問題進行討論,實現學生知識能力的提煉升華。(2)對學生進行實驗方案設計及實驗儀器操作技術等方面的訓練,完善實驗方案,開展實驗動手能力的過程性考核。(3)引導教師積極參加企業實踐鍛煉,提升實踐創新能力,成為“雙師雙能型”教師。
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The Reflection and Reformation of the Flipped Classroom in the "Cell Biology Experimental" Teaching
LI Zhi-liang,XING Hao-chun,YE Jia
[中圖分類號] R05 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210(2015)10(a)-0124-05
Application of TBL teaching method in exploration and practice of cell biology teaching of students in independent colleges
YI Lan LI Guoqing HE Qingzhi QIN Zhifeng HU Jinsong XIE Hongyan
College of Pharmacy and Biological Sciences, University of South China, Hu'nan Province, Hengyang 421001, China
[Abstract] Objective To evaluate the effect assessment of the application of TBL teaching mode in cell biology teaching of the independent college. Methods 41 students in Pharmacy Grade 2014 of Wang Chuanshan College, University of South China, were divided into research group (21 students) and the control group (20 students), according to random number table. The research group was given the TBL teaching method, the control group was given traditional teaching method. The self-directed learning, cooperative unity, communication skills, the grades of theoretical knowledge and skills and other indicators of two groups were observed and compared. Results The theory test results, the score of choice, short answer, comprehensive analysis and experiment design problem of research group were (8.22±0.73), (7.94±1.35), (15.68±2.03), (15.21±1.97) scores respectively, and those of control group were (7.17±0.87), (6.07±1.22), (12.24±2.48), (11.60±1.87) scores respectively, two groups were compared, except the choice, the differences were statistically significant (P < 0.05). The scores of theory, experiment and total score of research group were (53.78±2.19), (34.24±2.97), (89.85±1.29) scores respectively, those of control group were (43.26±2.35), (26.67±3.31), (69.23±2.14) scores respectively, tow groups were compared, the differences were statistically significant (P < 0.05). Survey results showed that most of the students were in favor of TBL teaching. They considered that this teaching method was conducive to the comprehensive application of the knowledge of different disciplines, mobilize students learning enthusiasm and initiative, to improve the students' interpersonal and communication skills, to enhance personal responsibility, to improve active and initiative in studying, interpersonal and communication skills, academic record,personal sense responsibility of students. Conclusion TBL teaching method can significantly improve the ability of the students to use and master knowledge. The TBL teaching can be promoted in independent college.
[Key words] TBL teaching method; Independent colleges; Cell biology; Self-directed learning
TBL(team-based learning)教學法由美國Oklaboma大學的Larry Michaelsen教授在2002年正式提出[1]。TBL教學法以團隊學習為特色,當時這種全新教學模式為緩解大學新生人數的劇增導致的師資匱乏很有作用,同時對課堂教學效率的提高也起了很大作用。目前,在歐美一些發達國家,TBL已被廣泛接受,西方高校很多課程的教學都在采用TBL教學法[2]。傳統教學方法是填鴨式的教學法,而TBL教學法是主動的協作式的教學模式,它把將有著共同學習任務的一些學生作為一個團隊來教和學。指導老師將這個團隊分為若干個小組,并在上課前將教學任務和教學內容告知學生,學生以小組為單位根據教學任務進行課前準備。TBL教學模式教學過程包括小組課前準備、小組課堂匯報、集體討論、教師點評等環節[3-4]。TBL 教學模式的優勢在于更大程度上體現了以學生為主體的教學思想,全方位提高學生主動學習以及團結合作的能力,同時也可以激發培養學生收集和處理信息、獲得和更新知識等方面的能力。TBL教學模式使學生對所學知識的認識不是停留在感性層面,而是上升到理性層面,加深了學生對知識的理解,同時也提高了學生的分析判斷能力。通過學生之間、小組之間以及組與組之間的討論,既積累了知識又擴大了知識面,提高學習效率的同時又培養了學生的團隊合作精神。此外,在TBL教學模式中,教師不再是單純的傳道者,而是組織者、引導者,通過參與小組間以及集體討論,教師也從中受益,TBL教學法能達到教學相長的目的[5-6]。
獨立學院作為一種介于普通本科高等教育與高等職業學院之間的本科教育形式,它是存在于普通高校之中“三本”,它的教育目標是“應用技術型”人才的培養[7]。目前,大多數獨立學院的教學存在以下特點:一是獨立學院對學生的課程設置及教學設計是不顧自身實際以及生源特點,“依葫蘆畫瓢”照搬母校公辦的精英型人才教育,強調學生科研理論水平的提升;二是獨立學院沒有專門的授課教師,他們幾乎所有的主干課程授課教師大多來自舉辦高校,由于對教師缺乏激勵機制,按照校本部授課的同一模式為獨立學院授課。這種格局教育培養出來的人才基本上是重理論、輕實踐,這些教育模式下的學生動手能力差,缺乏實踐經驗和協作精神,導致社會適應性差,就業競爭力弱,不能很好地滿足社會對應用技術型人才的迫切需求[8]。南華大學船山學院是湖南省人民政府于2001年8月批準,國家教育部2004年首批確認,由南華大學按新機制、新模式舉辦的全日制本科獨立學院。十幾年來,學院為國家和社會輸送了8000余名高素質的全日制本科畢業生,培養的畢業生一大批已成為服務地方經濟建設和社會發展的中堅和骨干力量,部分學生成為自主創業的先進典型。雖然取得了這些成績,南華大學獨立學院在教學上依然存在和所有獨立學院一樣的困惑,亟待改革創新。
細胞生物學是南華大學船山學院醫學各專業必修的一門重要的醫學基礎課程,具有理論性強、內容抽象、難學難記的特點[9]。其傳統的教學模式是以教師為主體的填鴨式教育,最終導致學生學習興趣不高,考核成績不理想。TBL教學法在細胞生物學中的探索與實踐少有聽聞,為了提高學生的學習興趣及自主學習分析能力,最終滿足適應應用技術型人才的迫切需求。筆者現在南華大學船山學院藥學專業細胞生物學課堂教學中引入TBL教學法,取得了較好的教學效果。
1 對象與方法
1.1 研究對象
選擇南華大學船山學院2014級醫學類藥學專業班的學生,共41名。其中男生11名,女生30名,年齡17~21歲,平均(19.02±1.45)歲。41名學生根據隨機數字表法分成對照組(20名)和研究組(21名)。研究組學生也按平時成績分成4個平行小組,每組4~5名。兩組學生年齡、性別、入學成績的一般資料比較,差異無統計學意義(P > 0.05),具有可比性。見表1。
表1 兩組學生一般資料
1.2 教學實施方法
研究組采用TBL教學,對照組采用傳統教學方法。兩組的教學計劃、教學學時、教學目標、教學進度以及帶教老師均相同。各實驗組安排1名組織協調能力較強的學生擔任組長,負責查詢、溝通、記錄等工作,還要及時反饋學習過程中遇到的困難。
1.2.1 教師與學生的思想準備 由于國情等原因,大多數學生在高中階段的學習都是傳統的填鴨式教育――課堂教學中老師為主體,學生只是被動的接受知識。無論是對于剛進入大學的2014級學生而言,還是任課老師,突然轉變為TBL教學法,都會感覺無可適從。這就要求我們在操作過程中大力宣傳TBL教學理念,使其對傳統教育模式和TBL方法有充分的認識,從思想和心理上做好準備[10]。TBL教學對老師的要求也比較嚴格,我們挑選教學經驗豐富的老教授做為主力,并讓年輕教師參與共同探討。另外,教師不但要扎實掌握教學大綱中的重難點,熟知相關學科知識,能夠游刃有余地提出問題、解決問題;并根據獨立學院學生的實際學習能力,對知識靈活運用等實際水平,通過教師團隊的集體討論,在課前設計合適的TBL教學教學內容;同時還要善于調動學生積極性,寓教為樂,能夠輕松自如地控制課堂節奏。
1.2.2 教學實施過程 細胞生物學教學由小組討論、小組匯報、集體討論、教師點評等幾個基本部分組成。小組討論在課前進行,各學習小組根據指導教師布置與教學內容相關的若干問題,小組成員通過教材、圖書館、網絡資源等媒介查詢整理相關文獻資料,然后進行小組內的分析討論,對問題的認識達成共識,并將討論結果制成多媒體課件以便在課堂上進行小組匯報。小組匯報是由各學習小組委派(一般采用輪流方式)1名學生進行匯報,本組其他同學也可進行補充,指導老師記錄每個小組匯報的結論。每個小組匯報結束后,其他各小組同學如有疑問可以進行提問,針對這些提問,匯報小組要對所提問題當場解釋做答。有不同意見的小組之間也可以采取相互辯論的形式說服對方,從這一點上看可以說小組匯報和集體討論幾乎同時進行。在TBL教學實踐中,教師點評引導貫穿整個教學過程。在小組討論過程中授課教師就可以通過各種方式參與學生的組內討論,及時了解學生對問題的解決情況并給予一定的指導,幫助學生理清思路。在集體討論過程中,教師通過引導學生,使學生更深入了解、理解和掌握知識點。每個小組匯報完畢后,指導教師對各小組爭論的疑難問題、焦點問題并結合書本知識要點進行指導,并提出對問題的解答,歸納出這些問題相對全面的答案。最后,教師對本次教學內容進行小結,補充學生忽視的一些知識點。通過這幾個過程,學生可以達到學習的最佳效果,同時也可以完善學生認知結構,使其掌握的知識具有一定的系統性。
1.2.3 成績考核 成績考核包括理論考試成績(滿分為60分)及實驗操作考試成績(滿分為40分),分別占60%和40%。理論考試題型包括選擇題、簡答題、綜合分析題和實驗設計題:選擇題(10分)和簡答題(10分)是理論考試中的傳統題型,能夠考察學生對基礎知識的掌握程度,在此基礎上還增加了綜合分析題(20分)和實驗設計題(20分),重在考查學生運用知識綜合分析問題解決問題的能力。
1.2.4 教學后評價 TBL教學后,各小組根據匯報后的討論情況對所學習的內容進行總結,并修改匯報多媒體課件進行存檔。每個小組修改后的多媒體課件到內部網站上供每個小組相互借鑒學習。指導教師對本次TBL教學進行總結,比較對照組和研究組學生的各類考核成績??荚嚱Y束后,召開學生座談會及發放問卷調查,問卷由教師在參考相關研究成果的基礎上自行設計,問卷調查的內容包涵對TBL教學法的評價和學生的自身感受等幾個方面,評價分5個等級,非常滿意(5分),滿意(4分),比較滿意(3分),基本滿意(2分),不滿意(1分)。另設1個問題,即要同學們寫出對此次TBL教學意見或建議。同學們采用不記名方式填寫,問卷當場收回。問卷調查對于及時發現并糾正教學中存在的一些問題很有必要。
1.3 統計學方法
采用統計軟件SPSS 18.0對數據進行分析,正態分布計量資料以均數±標準差(x±s)表示,兩組間比較采用t檢驗;計數資料以率表示,采用χ2檢驗。以P < 0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 考試成績
研究組的選擇題、簡答題、綜合分析題和實驗設計題成績分別為(8.22±0.73)、(7.94±1.35)、(15.68±2.03)、(15.21±1.97)分,對照組分別為(7.17±0.87)、(6.07±1.22)、(12.24±2.48)、(11.60±1.87)分,兩組比較,除選擇題外,其余各題型成績差異均有統計學意義(P < 0.05)。見圖1。
*P < 0.05
圖1 理論考試各題型得分情況
研究組的理論成績、實驗成績和總成績分別為(53.78±2.19)、(34.24±2.97)、(89.85±1.29)分,對照組分別為(43.26±2.35)、(26.67±3.31)、(69.23±2.14)分,兩組比較,差異均有統計學意義(P < 0.05)。見圖2。
*P < 0.05
圖2 成績考核結果
2.2 問卷調查結果
問卷調查對于及時發現并糾正教學中存在的一些問題很有必要。課程結束(包括考核結束)后,筆者采用問卷調查的方法對研究組學生進行了教學效果的調查,發放的21份調查問卷全部收回,問卷調查結果具體見表2。結果表明:多數研究組的學生普遍認為TBL教學法有利于多學科知識的綜合應用,有利于學生學習積極性和主動性的調動,可以激發其學習熱情,有利于學生人際交往和溝通能力的提高,有利于學習成績的提高,有利于學生個人責任心的增強,對自己的學習有幫助??梢娧芯拷M的同學對團隊TBL教學模式比較認可。部分同學還提出了對TBL教學的意見或建議,例如:可以將4個學時的教學連在一起,討論才可以更充分;試題應該有多選題;上課人數太少等等。
表2 研究組學生問卷調查結果(n = 21,x±s)
3 討論
TBL教學法是以團隊為基礎進行學習,以分析問題、解決問題為宗旨,它重視的是解決問題的學習過程。獨立學院培養目標是培養“應用技術型”人才。筆者將TBL教學法應用于獨立學院細胞生物學的理論與實踐教學,取得了以下經驗和體會:
3.1 TBL教學法對教師提出了更高要求
應用TBL教學法首先對教師提出了更高的要求。開課前要做大量的教學方案制訂、教學資料整理、教學案例收集等工作,教師必須具有較強的知識儲備。教師在授課時面對的是,有著不同醫學基礎的學生,他們對醫學知識的掌握各不相同,這要求教師要有寬廣的知識面,要及時應對學生所提出的觀點。細胞生物學是一門基礎課程,內容涉及到生物化學、生理學、病理學、病理生理學以及內科、外科學等課程。學生在討論過程中會提出很多縱向和橫向知識的問題,隨時需要授課教師用專業知識予以點評。例如在學習線粒體這一章節時,我們給學生準備的情景話題是:線粒體具備有哪些方面的功能?學生分組做的匯報涉及到三羧酸循環、母系遺傳、衰老以及腫瘤發生等諸多方面。這就要求授課老師在進行課前準備時,不僅要準備線粒體的結構和半自主性等細胞生物學內容,還要準備生物化學、遺傳學、病理學、腫瘤學、內科學等課程相關內容。對于醫學生而言,理解疾病的發生、發展、轉歸和治療等涉及到各門醫學基礎課程,而且各門醫學課程之間又是相關聯的,所以教師在備課時要掌握與細胞生物學的基礎知識相關的一些臨床疾病的發生發展,才能設計出典型、合理的討論題。同時,充分的課前準備在分組討論中可以積極參與學生的討論,從而達到教學相長的目的。
3.2 營造生動活潑的課堂氛圍
營造生動活潑的課堂氛圍是提高課堂教學效果非常重要的環節。這次TBL教學法是充分利用了獨立學院藥學專業學生學生人數少的有利條件,在運用TBL教學法的同時,也將參與式、啟發式、互動式的教學方法也加入了進來。這些教學方法的綜合應用也正好迎合了青年學生思維活躍、氣氛活潑的特點。這些不同于填鴨式教學方法的應用也有利于師生之間建立了一種民主、平等、親切、和諧的教學關系,可以最大程度調動從而使學生思維系統,使其處于處于最佳狀態,這樣有利于學生創造思維的培養[10]。除此之外,授課教師另外可以借助肢體語言、親切的表情活躍課堂氣氛,融趣味性、藝術性于授課之中,善于激發學生的學習動力,避免枯燥、呆板的教學局面,獲取最佳的教學效果[11-12]。
傳統的教學模式以“填鴨式”為特點。課堂上,老師在講臺上滔滔不絕,沒有給學生一點思考的余地,沒有激發學生的學習熱情。于是在課堂上有部分學生不是玩手機、看課外書籍,就是昏昏欲睡。長期下去,導致對這門課程失去興趣,平時也很少預習復習。TBL 教學法完全改變了這種學習狀況,整個學習過程,從教師提出問題到教師歸納總結、評價,學生全程積極主動參與:學生要查閱各種學習資料、親自參加幾輪組內討論、提出自己的看法;接著小組整合學習資料,制作PPT,各小組代表發言;最后指導老師測試、點評、達成一致意見等等,轉變了傳統的教學模式。同時,TBL 教學方法通過課堂反復討論、不僅加深了學生對知識點的掌握,而且還調動了學生的主觀能動性,培養了學生終身學習的能力。另一方面,TBL 教學方法也加強了學生的團隊協作和責任意識。TBL 教學是以團隊為基礎的教學方法,每個學生不僅要盡最大的努力把個人的任務完成好,還要主動和組內其他同學溝通合作,這種教學方法大大提高了團隊協作精神,增強了責任意識和大局意識,提高了溝通能力[13-14]。
3.3 存在問題與展望
目前,TBL教學法已經在我國某些院校的某些課程中進行實踐,有了一些經驗,也得到一些專家、學者的好評[15]。但要想廣泛實踐這種教學方法,在我國目前教育體制下,仍面臨著一些困難。首先,TBL教學法對指導老師各個層面都提出更高的要求。這要求指導教師不僅要花費更多的時間精力準備教學材料,同時要求教師對課堂的駕馭能力進一步提高,比如,教師的知識面要更寬,而且不能只局限于本課程書本上的一些知識。如果教師的知識面達不到這些要求,課堂討論效果將會大打折扣,對整個教學效果產生很大的影響。其次,學生層面,分組時可能會出現小組搭配不當,會造成小組間成績相差較大。另外課堂教學時間有限,不可能每個同學都有機會發表自己的意見,依然做不到人人都積極參與。再次,在與教學內容相關問題設計的把握上仍然需要進一步的斟酌和改進。
傳統教學法是以學科為中心、以教師為主導,隨著科技的迅猛發展,學科分化和交叉增多,使得學科之間的聯系更加緊密。獨立學院的培養方案也在逐漸完善,如何提高獨立學院教學效果,讓學生在有限的學習時間內更牢固、更全面、更有效地掌握醫學知識,是我們亟待解決的問題。TBL教學法在獨立學院細胞生物學中的實踐結果表明,TBL教學法在很大程度上可以提高學生學習的主動性,從而有效提高教學質量。傳統的以教師為主體的教學方法在獨立學院學生的教學中存在諸多弊端,而TBL作為新興的教學方法值得在獨立學院教學中推廣并在今后的教學中進一步探討。
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中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)12-0081-02
近年來,惡性腫瘤已成為嚴重威脅國民健康的重要疾病之一。在全球范圍內,每年新發癌癥患者約1000多萬,死亡700多萬。我國每年新發病例也逐步提升,如何有效防治惡性腫瘤已成為醫學界面臨的時代難題[1]。世界各國政府紛紛大力投入,積極探索新技術、新方法,使腫瘤學研究得到飛速發展。
分子腫瘤學是生物學與醫學的交叉學科,是將分子生物學技術應用于腫瘤相關基因及其表達產物的研究中,進而闡明腫瘤的發生、發展及其本質,為腫瘤的預防、診斷和治療提供新措施。北京工業大學生命科學與生物工程學院以抗腫瘤藥物的研發為學科發展方向,但隨著現代生物技術發展的日新月異,原有的一些腫瘤學基礎知識已不能完全滿足當前科研的發展需求。為適應生物前沿技術發展趨勢,有力地推動生物技術向多專業滲透,促進邊緣交叉學科領域的發展,學院首次為研究生開設分子腫瘤學這門課程,主要從分子水平上深入闡述腫瘤學研究的新進展,并結合學院研究生培養目標和課程建設的要求,對該課程教學內容、教學方法以及考核方式等方面進行嘗試與探索。這一舉措必將促進學院在生物領域和醫學領域的科學研究和學科建設。
1 以腫瘤基礎研究為背景確立課程教學內容
隨著我國醫學模式的轉變以及全球性衛生重點的轉移,腫瘤的防治研究成為科教興國戰略的重要組成部分,不論是腫瘤發生發展的分子機制,還是臨床腫瘤診斷治療,都取得長足進步[1]。
北京工業大學生命科學與生物工程學院生物醫學工程專業以探究腫瘤發生發展機制、抗腫瘤藥物開發以及基因治療等為主要研究方向,與醫學腫瘤專業相比,在定位和針對性方面都有較為鮮明的特色。學院研究生大多數具有生物學等工科背景,掌握分子生物學、細胞生物學、免疫學及病毒學等豐富的理論知識,在基礎研究方面具有優勢,但缺少一定的臨床腫瘤學知識。因此,分子腫瘤學這門課程的開設不同于醫學院傳統的臨床腫瘤學課程,而是著重以腫瘤基礎研究為背景,拓寬研究領域,深化研究層次。授課內容涉及腫瘤發生發展分子機制及其基因治療、分子藥靶、腫瘤表觀遺傳學等相關領域,以及腫瘤干細胞、miRNA、RNA干擾、蛋白質組學和生物信息學等前沿領域,從基因層面探討腫瘤發生機制和有效的治療措施。在此基礎上,進一步發現新的腫瘤標志物,用于腫瘤的早期預測與防治。
2 以研究型教學為主導確立課程教學方法
研究生的課程教學處于從本科時期的知識學習型階段向課題研究型階段過渡的重要時期,是研究生培養過程中的一個基礎環節。因此,這就決定了研究生課程教學不應僅僅只是本科式的知識傳授的延續,而應是知識傳授與科研能力培養并重。但當前高校教學中仍以傳統的灌輸式教學方法為主,師生交流與互動少,只適于簡單的傳授知識,不利于培養研究生自主學習和科研創新能力。
2.1 轉變觀念意識,優化課程設置
為了更好地增強教學效果,培養學生的綜合能力,在開設分子腫瘤學課程之初就積極轉換教學觀念,以研究型教學為主導,結合課程的基礎性與前沿性,優化課程設置,確立新的教學模式[2]。根據學校的研究生培養目標,制定出一套適應研究生教育的教學大綱,既滿足研究生的知識需求,又能反應出學科水平和發展趨勢。在整個教學過程中,以學生為中心,教師發揮組織和引導作用,根據課程具體內容、學生知識背景及理解能力等因素,充分激發學生的主動性與積極性。
在課程設置中,沒有采用固定的教材形式,而是根據學生背景知識的差異,結合當前生物前沿技術在腫瘤學領域的研究趨勢,采用啟發式、講座研討式的教學方式,有目的性地開展授課。課程內容主要分為三部分:
第一部分著重介紹一些腫瘤學相關基本知識,包括細胞生物學如細胞結構與功能、分子生物學如腫瘤的分子標志物等基礎知識,既照顧了那些基礎薄弱的學生,同時給基礎好的學生進行了復習;
第二部分重點從細胞周期與凋亡、細胞信號轉導、血管生成、侵襲轉移、耐藥性等方面闡述腫瘤的癌變機制和腫瘤惡性演進機制;
第三部分介紹腫瘤的分子診斷、預防與治療等內容與研究進展。
在授課中,從激發學生的創新思維目的出發,鼓勵研究生參與課堂討論,并結合學院一些學術前沿講座,通過學術報告和學術交流,使學生更廣泛拓寬學術視野,提高綜合科研水平。
2.2 研究型教學在課堂中的實踐
研究型教學是在教師的啟發指導下,以學生獨立自主學習和合作討論為前提,以教學中的難點重點內容、有爭議的學術問題或學科前沿問題為研究內容,通過學生查閱資料、獨立鉆研和認真思考展開課堂討論和交流,使不同的學術觀點相互碰撞、交流與補充[3]。
分子腫瘤學屬于腫瘤學領域的前沿學科,知識更新快,教材不能涵蓋最新的研究內容,因此在授課過程中不能以單一的教材作為參考資料。在教學之前提前做好研究性學習,從同行認可度高的期刊中查閱相關領域的最新研究文獻,不斷更新知識,在課堂上根據授課內容適時引入這些新技術新方法,既豐富了教學內容,又調動了學生的科研興趣。
分子生物學、細胞生物學是腫瘤研究的基礎,教學內容涵蓋的知識點多、涉及面廣,新技術與新方法的出現日新月異。如在給學生介紹細胞信號轉導這章內容時,課前根據學生研究興趣與方向設定一些知識點與問題,讓學生課后分組查閱相關文獻,準備PPT在課堂交流學習。如選擇一個信號通路,查閱該通路包括的知識點,如蛋白種類、特點及調控功能,思考該通路在腫瘤生成中發揮怎樣的機制?是否有其他小分子如miRNA的參與等?學生課后準備充分,結合自己今后的研究方向,積極探索與發現問題,在課堂交流中活躍,既豐富了課堂教學內容,又促進了對新知識的學習。
此外,還注重將本學院的研究成果融入教學過程中,如在介紹病毒與腫瘤這章內容時,為學生介紹學院科研小組對艾滋病、宮頸癌、食管癌等腫瘤病的研究進展與研究成果;在講細胞生物學時,結合本實驗室在干細胞領域的研究思路與研究進展,為學生介紹干細胞包括腫瘤干細胞、IPS細胞的特征及其在臨床中的應用前景。這樣讓學生更全面了解本學院的研究現狀與發展趨勢,為今后進實驗室開展研究工作奠定基礎。
3 完善課程考核方式
課程考核是課程質量的重要內容,以多種形式考核指標來完善考核方式。在分子腫瘤學的課堂教學中,主要從課堂出勤、論文撰寫、專題討論三方面加以評估。其中專題討論和論文撰寫分別占總成績的70%。在研究生的培養中,文獻查閱是研究生從事科學研究非常重要的一個環節,學生可以在查閱、積累、梳理資料中消化、理解知識,并與相關知識融會貫通,運用各種知識解決實際問題。因此,撰寫某一個感興趣領域的研究進展論文是考核的重要內容之一。論文統一按照期刊發表的格式來撰寫,考評內容包括論文格式的規范性、選題的新穎性、文獻的代表性等。
專題討論部分的考評主要通過學生對文獻的理解程度,包括能否把握文獻的核心內容,能否提出自己對文獻研究內容的完善建議。同時,學生學術交流水平也納入成績考核部分,包括多媒體課件的制作、學術表述的流暢性和學術交流過程的應對能力。這樣既可以考核學生查閱文獻的能力,同時可以鍛煉撰寫論文的能力。
4 結束語
腫瘤的分子生物學研究一直是生命科學和醫學研究的熱點,尤其是癌基因的研究。隨著科學技術的發展,生物芯片、RNA技術、表觀基因組學及生物信息學等分析方法逐漸成為腫瘤研究的一種高效手段,使研究者更深入地了解疾病發生的分子機制,掌握癌基因特異性的分布規律,揭示基因信號內在的生物學意義,有力地促進腫瘤學的發展,為腫瘤的臨床治療奠定基礎。
北京工業大學生命科學與生物工程學院專門為生物技術專業研究生開設分子腫瘤學這門課程,旨在為工科院校培養側重于腫瘤學基礎研究的復合專業型人才。在教學中轉變教學觀念,引入研究型教學模式,把研究的意識、思維、觀點與方法融入教學中,強調對知識學習的自主性與探究性,注重學習過程中研究生的實踐與體驗[4]。在課堂教學中根據課程性質、教學內容和學生特點,創造性地進行教學設計,激發學生的科研興趣,有利于全面培養研究生的綜合創新能力。
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近年來,科研儀器設備突飛猛進地發展,活細胞成像技術日趨成熟。細胞成像微孔板檢測系統是一套將細胞成像和微孔板檢測融為一體的設備,同類產品在多家公司均有生產,目前正面向各大高校和科研院所熱銷。細胞成像微孔板檢測系統的誕生是為了滿足科研工作的高要求,但如果能夠用于當下的實驗課網絡授課,則會使實驗課線上教學成為可能,并且還能夠大大提高實驗課線上授課的教學質量。2020年伊始,肺炎疫情肆虐全球,國家教育部了《教育部關于2020年春季學期延期開學的通知》[1-3],各大高校及中小學在各級政府的號召下,“停課不停學”,一律采用線上授課的方式,保證了本學期教學任務的順利開展。但部分特殊學科的實驗課網絡授課遇到了障礙,尤其是醫學院校的基礎醫學實驗課,遇到了諸多問題,目前尚未普遍推行實驗課的網絡授課[4-7]。有部分高校利用觀看視頻的形式完成實驗課線上教學,但效果不佳,學生僅能觀摩實驗過程,對于實驗所要驗證的理論還達不到“眼見為實”的教學效果。本文將深入分析傳統方法進行實驗課網絡授課所面臨的困難和局限性,并且結合以往對細胞成像微孔板檢測系統的應用,闡述將細胞成像微孔板檢測系統引入實驗課網絡授課的可行性,為實驗課網絡授課的實施提供新思路。
一、實驗課傳統教學法應用于網絡線上教學面臨的困難
實驗課教學是學生獲取知識不可缺少的一個實踐、驗證的環節。通過實驗課的學習,學生能夠通過直接觀察到的現象,更為深刻地理解抽象的理論知識。所以,客觀可靠的實驗結果是學生在實驗課中正確理解基礎知識和基本理論最為有利的“證據”。如果開展實驗課網絡教學工作,那么實驗技能的學習及儀器設備的操作方法就可通過拍視頻的形式完成線上示教,這時就只有實驗結果的展現為實驗課網絡教學的最大障礙。以何種形式將實驗結果展現給學生,不僅是學生對實驗結果認可與信任與否的關鍵環節,更是實驗課教學的“靈魂”所在。據了解,目前開展線上實驗課教學的高校,實驗結果也僅僅是以圖片或文字說明等方式展示給學生,學生也只好強行接受,失去了傳統實驗課中親眼看到、親手操作得到的實驗結果與數據。
二、應用細胞成像微孔板檢測系統開展線上實驗教學的可行性
(一)細胞成像微孔板檢測系統功能。細胞成像微孔板檢測系統特點如下:將全自動數字顯微鏡和方便靈活的多功能微孔板檢測儀整合于一臺儀器之內,非常適合細胞生物學領域的研究應用;為細胞分析而量身定做;溫度控制可達45℃,軌道震蕩模式,可控CO2/O2氣體通入,延時分析技術;雙光路設計,全波長吸收光檢測和熒光發光檢測整合??偠灾?,該系統能夠呈現出細胞在一段時間內發生的細微變化的快進視頻資料。例如:醫學免疫學實驗課的實驗項目,小白鼠巨噬細胞吞噬功能檢測實驗,通過體內吞噬法,檢測小白鼠腹腔中巨噬細胞的吞噬功能。如果借助于細胞成像微孔板檢測系統,我們可以將顆??乖c小白鼠腹腔中巨噬細胞混合溫育后,將巨噬細胞吞噬顆粒抗原的過程以視頻的形式展現給學生,不僅能夠讓學生觀察到巨噬細胞吞噬顆粒性抗原之后的形態學特點,而且還能夠直觀地觀察到巨噬細胞吞噬顆粒性抗原的過程。那么實驗課的質量將會是翻天覆地的改變,不僅不會影響實驗教學的質量,反而還會產生優于傳統實驗課教學的教學效果。傳統實驗課現場觀察的是最終巨噬細胞吞噬顆粒抗原結果的靜態圖像,而細胞成像微孔板檢測系統能帶給大家整個吞噬過程的視頻資料,這對于實驗課的質量無疑是質的改變。(二)細胞成像微孔板檢測系統優勢。細胞成像微孔板檢測系統是定位于科研水平的比較高端的細胞形態學及細胞動態變化觀測系統。該系統的誕生,初衷是服務于科研工作,為基礎醫學科研工作提供了更為科學可靠可信的實驗數據與影像,能夠將細胞在一段時間內的細微變化,以視頻的形式展現給科研工作者。但通過深入思考,結合以往的實驗教學經驗,我們認為如果將細胞成像微孔板檢測系統用于網絡教學,將顯示出該系統不可替代的優越性。不僅能夠使實驗課網絡教學成為可能,而且在一些特殊實驗項目中,更能夠顯示出傳統實驗課所達不到的意外效果。該系統用于實驗教學,在醫學院校的使用范圍至少包括如下課程:形態學實驗、免疫學實驗、微生物學實驗、細胞生物學實驗等需要對實驗結果進行形態學觀察的實驗課。這些課程中,尤其是醫學免疫學和細胞生物學實驗課程,應用該系統開展實驗課網絡教學最為適合。(三)細胞成像微孔板檢測系統性價比分析。前文已經提過,細胞成像微孔板檢測系統是為科研打造的一款高端細胞信息采集系統,用于實驗教學,會不會“大材小用”,埋沒了設備的使用價值呢?那么,接下來我們來計算一下教學成本。無論是傳統實驗教學所采用的普通生物顯微鏡,還是所提到的細胞成像微孔板檢測系統,我們姑且認為他們的使用壽命是相同的,那么只需要計算全班實驗課的設備成本即可。傳統實驗課所使用的生物顯微鏡大約7000元/臺,小班實驗課班型一般為30人,那么,生物顯微鏡的實驗成本約為21萬元。這僅僅是一個班型的基本配置。各個高校招生規模不同,對于實驗室的需求量也不一樣。以遼寧中醫藥大學為例,醫學相關專業均開設醫學免疫學實驗課,而開展免疫學實驗課至少需要配備3個以上實驗室才能夠使實驗課正常運轉起來。而細胞成像微孔板檢測系統,目前市場售價為25~30萬元,根據配置不同,價格有小范圍浮動。而如果將該系統應用至實驗教學,最低配置也是能夠滿足要求的。也就是說,一套細胞成像微孔板檢測系統,能夠替代所有生物顯微鏡的功能。平均下來,國家評估系統中的“生均設備投入”指標反而會降低,這就降低了大量的教學成本,更好地為實驗課教學服務。因此,按照“性價比”計算,該系統用于實驗課教學,也并不是什么“奢侈”的事情,相反,還能夠“增效”。
三、應用細胞成像微孔板檢測系統開展線上實驗教學的推廣
前文,我們僅探討了細胞成像微孔板檢測系統用于實驗課網絡教學的可行性。當然,網絡教學形式比較特殊,采用網絡教學也是有其特殊的原因,比如在疫情期間,網絡教學就能夠很好地解決防控疫情和教學兩不誤的問題。對于高校來講,還是傳統現場實驗課授課的形式比較普遍。那么對于細胞成像微孔板檢測系統能否走進傳統的現場授課實驗課堂,我們也進行了分析。目前,各高校實驗室內的多媒體教學系統基本上已經普及,多媒體教學系統與細胞成像微孔板檢測系統的有機結合,就為細胞成像微孔板檢測系統用于傳統實驗課教學提供了平臺[8-12],使該系統用于傳統的現場實驗教學成為可能。如果開展傳統實驗課教學,完全可以通過多媒體平臺將細胞成像微孔板檢測系統中的影像資料展現給學生,達到比普通生物顯微鏡更佳的教學效果。因此,細胞成像微孔板檢測系統的應用不僅能夠大大提高實驗課網絡授課的可行性,還能夠提高線上實驗課教學的教學質量,并且,細胞成像微孔板檢測系統的廣泛應用,無論是網絡授課還是傳統面授,都將使實驗教學的教學質量和水平發生一個質的改變。
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1.在個體發育中,由一個或一種細胞增殖產生的后代,在形態、結構和生理功能上會發生穩定性差異。細胞的這種特化不僅是正常發育所必需的,而且還能提高細胞各種生理功能的效率。
2.一般說來,體內各種細胞均含有物種的全部基因,但基因的表達具有時空性。細胞之所以在形態、結構和功能上發生穩定性差異,是因為組織特異性基因選擇表達成了組織特異性蛋白的緣故。從理論上講,已分化的細胞仍然具有發育成一個完整個體的潛能。
3.細胞分化是漸進性的,其方向的限定早于形態差異的出現,且分化細胞的表型保持相對穩定,一般不可逆轉。
之所以采用完整的陳述句的形式來表述概念,是因為這種表述方式更易于確認需要學生理解和掌握概念的內容及意義,也更易于建立概念之間的聯系。
二、“細胞分化”概念教學的組織
在分析“細胞分化”的概念內涵及層級之后,教學設計應該緊緊圍繞著相應的概念條款展開,通過列舉事實、分析討論,或者基于資料的探究等活動,幫助學生深層理解這些概念內涵,并基于概念理解而構建合理的知識結構(見圖1)。
1.列舉事實,嘗試定義。呈現人的受精卵發育至胎兒的圖片:列舉學生熟知的根尖分生區細胞分化成伸長區、成熟區的事實,然后,引導學生抽象概括出:“細胞分化是指在個體發育中,由一個或一種細胞增殖產生的后代,在形態、結構和生理功能上會發生穩定性差異的過程?!边@是廣大教師一貫堅持的做法,值得肯定。因為事實是用來幫助學生建立和理解概念的,事實當然要圍繞著概念的結構來排布。但是,定義常常不等同于概念。“定義”通常用“是……”來表述,說得十分肯定?!案拍睢泵枋鲆活愂挛锏谋举|,有時并不用“是”來描述。在引導學生下定義之后,教師還應該設置下列問題,吸引學生深入思考細胞分化的結果和生物學意義。①在人的個體發育過程中,假若沒有細胞分化,受精卵能發育成胎兒嗎?為什么?②細胞在形態、結構上出現特化,對于細胞完成其生理功能有何意義?③從遺傳的角度分析,受精卵為什么能夠發育成一個完整個體?問題3的設置實際上是指向“細胞全能性”這一核心概念的豐富內涵,之所以在此設置問題3,一方面是因為不僅已分化的細胞具有發育成完整個體的潛能,未分化的受精卵在自然條件下更容易發育成一個完整的個體。也就是說,“細胞全能性”這一概念是隨著教學進程不斷建構起來的;另一方面,其用意還在于探討細胞分化的原因,起到承上啟下的教學功效。
2.探究發現,明晰原因。美國地平線研究組(Horizon Research Team)主席維斯(Weiss)及高級研究助理帕斯利(Pasley)經過了18個月的觀察,對364節課詳細分析,發現優質課堂主要有幾個特征,其中包括:①在課堂教學過程中,教師善用多種策略,為某個科學概念提供清晰的闡釋;②吸引學生從事動腦筋的活動;③幫助學生理解學科的核心概念等。因此,可以引入相關科學史對細胞分化原因進行探討。
資料1:最早試圖對細胞分化機制作出解釋的學者是Weismann(1883),他根據當時對馬蛔蟲的研究結果,提出了“體細胞分化是由于遺傳物質丟失造成的,每一種組織只保留了其特有的遺傳物質”的見解。在馬蛔蟲這一特例中,在卵裂過程中體細胞的染色體確實發生丟失現象。因此,Weismann這一觀點在當時看來既符合邏輯,又有實際例證,因而被學術界所普遍接受。你同意上述觀點嗎?根據是什么?
資料2:1958年Steward等利用胡蘿卜根的韌皮部組織培養出了完整的新植株;1970年Steward用懸浮培養的胡蘿卜單個細胞培養成了可育的植株。
資料3:1969年Nitch將煙草的單個單倍體孢子培養成了完整的單倍體植株。
分析資料2和資料3,你得出的結論是什么?基于對上述3則資料的分析探究,學生就容易得出以下結論:①高度分化的植物體細胞,遺傳物質并沒有丟失,仍含有發育成一個完整個體所需的全套基因,具有發育的全能性;②在二倍體染色體組中,只要有一套單倍體的基因組,就含有該物種的全部遺傳信息,因此,植物的生殖細胞也具有發育的全能性。至此,細胞全能性的概念內涵已昭然若揭,師生共同歸納(見圖2)。學生仍然會有2個疑問:①既然已分化細胞中含有相同的遺傳信息,為什么細胞的形態、結構和生理功能會出現穩定性差異?②已分化的動物細胞是否也像植物細胞那樣具有發育的全能性?針對疑問1,教師可以列舉事實,循循善誘,問題指向要明確,最終讓學生領悟“細胞分化是組織特異性基因表達的結果”。例如:通過分子雜交實驗表明,在任何時間一種細胞的基因組只有一少部分基因在活動。在幼紅細胞中,糖酵解酶系的編碼基因、核糖體蛋白基因是否均能表達?血紅蛋白基因、胰島素基因是否都能表達?細胞的形態、結構與生理功能主要由哪種化學物質直接體現?幼紅細胞最終分化成紅細胞的主要原因是什么?針對疑問2,教師要向學生說明:到目前為止,人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細胞培養成新個體,這是因為動物細胞的發育潛能隨著分化程度的提高而逐漸變窄。但這種分化潛能的變化是對細胞整體而言的,對細胞核來說是否還保持著全能性呢?進而引導學生分析細胞核移植實驗。
3.因果分析,把握特征。學生一旦理解了細胞分化的因果關系,就容易從中把握細胞分化的特征:①漸變性——細胞在發生形態差異之前的一定時間,細胞分化命運即已確定,基因活動模式已發生改變,從基因到蛋白質再到細胞形態、結構、功能特化是一個漸變過程。②不可逆性——分化細胞的表型保持相對穩定,以執行特
生物化學是生命科學和醫學的基礎,其原理和方法已經廣泛滲透到多門生物學相關學科,它是一門理論性強的學科,具有內容繁多、涉及面廣、知識抽象等特點[1]。自開設生物化學課以來,我院主要采用傳統的教師課堂講授模式,按照固定模式講解各知識點。依據我們對生物化學教學效果的調查,學生不能真正理解該學科的內容及不能將課本理論與臨床問題相結合,學習效率低下。因此,提升學生的學習興趣,實現教與學的多元互動,將以教師為主的填鴨式課堂教學轉變為以學生為主的個性化學習,已成為教學實踐中必須面對和解決的問題[2]。本研究通過將促進學生自主學習的微課與促進課堂互動協作的翻轉課堂相結合,拓展了傳統課堂的資源結構,充分調動學生的學習積極性,通過學習任務驅動學生的自主學習、協作學習和探究學習,培養了學生的創新能力,提高了教學質量[3]。
1微課與翻轉課堂
翻轉課堂是教師重新整合設計教學內容,依據教學目標要求,將教學內容前置,學生課前通過微課自主學習重點知識點,課堂主要開展小組討論,并由教師為學生答疑解惑,課后輔以學習資料鞏固課程教學效果的教學模式[4]。翻轉課堂自主協作的學習環境和多元互動的交流機制極大激發了學生的學習興趣和自主性,使學生在學習過程中得到個性化發展,為課堂教學創造了新的可能性,符合現代醫學教育的培養目標。微課是以建構主義為指導思想,以短教學視頻為載體開發的學習資源[5]。教師首先對教學對象、教學目標和課程特點等進行全面分析,針對教學重點、難點和易混淆點進行合理的教學設計,精心制作10min左右的簡短教學視頻。微課可以濃縮知識點并加以動態展示,從而突出單個學科知識點或技能點,突破了課堂的時間和地點的限制,放大翻轉課堂的效果,更好地提高學生的學習效率[6]。
2基于微課的生物化學翻轉課堂教學的設計與實施
2.1微課教學內容設計
我們從課程知識模塊中提煉多個重要的知識點錄制成微課。依據學生學習特點及教學大綱,立足生物化學課程教學重點、難點問題,充分挖掘微課的教學優勢,如理論性強的內容采取講授型微課、微觀抽象的內容開展演示型微課、涉及實驗方法的內容采用實驗型微課。實驗型微課主要集中在蛋白質的一級結構測定、重組DNA技術和常用分子生物學技術等章節。例如,蛋白質一級結構測定微課通過動畫演示化學法測定多肽鏈中氨基酸序列的實驗設計和步驟,最后設置問題讓同學們思考和比較化學測定法與反向遺傳法在分析氨基酸序列中的應用和優點。演示型微課視頻主要集中在遺傳信息傳遞、基因表達調控、細胞信號轉導的分子機制等章節中,盡量將生物化學中微觀、抽象的知識點形象、生動地展示出來,形成生動的教學視頻。例如在細胞信號轉導內容講授中,通過先導案例中胰高血糖素調節糖原合成與分解代謝途徑引出教學內容,結合圖片和動畫講解G蛋白偶聯受體介導的細胞信號轉導途徑的組成和功能,最后啟迪學生以腎上腺素為例論述cAMP-PKA信號轉導途徑。講授型微課主要集中在生物大分子結構與功能、物質代謝聯系與調節等章節中,教師的講解可配以圖片或動畫,將理論性很強的內容轉化為學生都能看得懂、聽得懂的內容。例如蛋白質結構與功能微課通過文字和圖片講解蛋白質一級結構與功能的關系,播放鐮刀型紅細胞貧血的發病機制動畫,通過動畫展示血紅蛋白與氧結合時空間結構的變化,闡明蛋白質空間結構與功能的關系。我們精心選擇教學素材制作微課視頻,嚴格把控視頻的質量及效果,加強師生互動及體現知識之間的聯系,提高學生答疑解惑的能力及課程知識的內化程度。
2.2翻轉課堂的設計和實施過程
2.2.1教學對象的選擇
本研究選擇我院2019級五年制臨床醫學專業學生,采用翻轉課堂教學模式開展生物化學教學。
2.2.2教學過程
我們選擇教學大綱中重點要求學生掌握但理解難度較大的糖的有氧氧化、血漿脂蛋白代謝、酶促反應動力學和基因表達調控4節實施翻轉課堂。①課前自學環節。我們把全班學生隨機分成5-6人的學習小組,以小組為單位開展探究學習,每個小組選定一個知識點并整理成專題,在課上分享學習體會。授課教師梳理知識框架,通過藍墨云班課課程資源和學習任務,要求學生提前預習并觀看微課。例如在真核生物的基因表達調控一節中,我們啟發學生從真核生物的基因結構和表達特點、調控因子及多級水平調控等幾個方面思考,理解基因表達調控是通過影響蛋白質與DNA或RNA相互作用的復雜事件,鼓勵學生通過查閱相關文獻對基因表達調控的相關熱點知識進行探究。教師借助QQ群、微信、云班課等網絡平臺,解答學生提問,并圍繞學習任務單指導學生如何進行拓展性學習,根據收集到的相對共性的問題,進行有針對性的備課,在課堂上集中解答。②課堂教學環節。首先,教師通過提問引導學生回憶課前自學內容;根據學生回答問題的情況,了解學生的自學效果,并及時調整課堂活動的實施。之后,每個學習小組選出一名同學作為代表,講解本組整理的專題知識。發言過程中,組內同學可以對相關內容進行補充,而其他組的同學則可以提問并共同展開討論[7]。對于討論中的共性問題和關鍵性思路,教師給予啟發、引導,達到師生之間的和諧互動,實現知識內化。最后,教師布置一定量的課堂測試,強化本次課程的知識點。③課后階段。教師在云班課對每個學習小組的表現進行點評,總結學習內容,強調重難點,并通過調查問卷,了解學生的學習體會和收集教學改進建議。
2.2.3學生課堂成績評價
學生的課堂成績包括小組匯報成績、云班課在線自測成績和云班課經驗值積分三部分。學生要想取得好的小組匯報成績就必須在小組討論和展示環節積極參與,主動交流,互相幫助。云班課在線自測主要關注學生的學習態度及完成率[8]。云班課經驗值積分主要統計學生在云班課參加討論交流時的活躍度。
3教學效果評價
課程結束后,我們通過問卷星對翻轉課堂教學模式的學生滿意度進行了調查,發出調查問卷104份,全部有效返回。調查結果顯示(表1),超過94%的學生對翻轉課堂的學習支持體系滿意;90%以上的學生認為翻轉課堂教學模式提高了學習興趣、自主學習能力、團隊協作能力、交流溝通能力以及發現和解決問題的能力,使教學過程更有成效;70.2%的學生認為翻轉課堂有助于掌握基礎理論知識;64.4%左右的學生認為翻轉課堂有助于擴展教學內容覆蓋面,促進學科間知識的交叉融合。
4教學總結與反思
通過本次教學改革實踐,我們總結出翻轉課堂教學模式實施中的不足:①部分同學自主學習能力欠缺,學習積極性不夠導致課前自學效果不佳;②性格內向、不善于提問和交流的學生在課堂小組討論交流中的參與度不高,獲得的關注度不夠,會導致這部分同學課堂知識內化不足、基礎知識掌握不牢固。針對本次教學改革實施中暴露出的問題,在今后的教學實踐中,我們將采取以下改進措施:①制作高質量的微課,完善生物化學在線學習支持系統,同時可以鼓勵學生參與微課的設計和制作;②通過學生自學為主、協作討論、教師引導啟發等方式,可以充分調動學生學習的主動性,提高每個學生的參與度,有利于加深對知識重點和難點的理解,同時也可實現理論與實踐的有機結合、培養學生解決實際問題能力的教學目標[9];③教師在課前應認真檢查學生自學任務的完成情況,關注自主學習能力欠缺以及在線學習和課堂討論不夠活躍的學生,發現問題及時解決;④邀請專家做專題講座,使學生了解與教學內容相關的生物化學研究領域的前沿進展,拓展學生的學術視野。在本次翻轉課堂教學模式的實施中,我們取得一些經驗。但是教學改革任重而道遠,在今后的教學實踐中,我們還要不斷探索與實踐,進一步深化教學改革,以提高課程教學水平和教學質量。
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)11-0143-02
免疫學是生命科學研究領域的一門非常重要的基礎學科,也是生命科學的前沿學科之一,該學科發展迅速、交互性廣、信息量大、知識更新快,已經廣泛滲透到生物學、預防醫學和臨床醫學等領域[1]。免疫學理論比較抽象難懂,各章節知識點前后聯系緊密,系統性強,并且涉及生理學、生物化學、遺傳學、分子生物學等多學科知識。免疫學又是密切聯系實際的應用學科,如果在授課過程中不注意調動學生學習的興趣和積極性,學生就會普遍感覺難學,從而影響教學質量。教學與科學研究是高校學術、學科發展的兩翼[2]。將教師所進行的科學研究和課堂教學結合起來,激發學生的學習興趣,培養學生的創新意識和創新能力,以科研促進教學是提高教學質量的有效手段。筆者根據講授生物學本科專業“免疫學”課程的實際經驗,探討教學和科研相結合的啟發式教學對提高教學質量的作用,探討如何強化免疫學課程教學與科研的結合,以培養具備科研能力的創新型人才。
一、精選教學內容、適時補充最新科研成果
隨著免疫學相關科學研究的迅速發展,新興的分析方法與技術手段為免疫學教學提供了更多、更新的知識內容,同時也使免疫學的教學內容變得越來越抽象復雜。以往的教學內容包括抗原、抗體、免疫系統、補體系統、主要組織相容性復合體、抗原抗體反應、細胞介導的免疫反應、免疫調節、感染免疫與疫苗、超敏反應、異常免疫應答、免疫系統的進化等內容。教學內容多,但是學時卻有限。因此,我們把握住免疫學的重難點,對教材內容進行優化和刪減整合,融合一些章節的知識點,做到“少而精”。如將內容相關的抗原章節與感染免疫與疫苗章節整合,將免疫調節與免疫系統的進化章節簡講,讓學生有足夠的時間進行自主學習。
學生學習免疫學的興趣及教學效果與教師授課的趣味性、條理性有很大關系[3]。免疫學作為一門理論和技術更新很快的學科,與其他生命和醫學學科的交叉已經越來越廣泛和深入。教師要上好這門課,除應具備扎實的專業知識和豐富的教學經驗外,還應經常閱讀國內外最新的科學文獻,不斷學習相關的知識與技術,并且積極從事科學研究,促進自身綜合素質與能力的提高。免疫學課程教學中,在強調教學重點、難點的同時,我們適時將自己的科研成果及免疫學的發展前沿融人到免疫學的教學內容中,不僅豐富了教學內容,開闊了學生的視野,而且提高了學生的學習興趣。
二、科研成果融入教學的實例
以講解“免疫標記”為例,酶聯免疫吸附試驗、親和標記的免疫分析、免疫熒光定位分析、免疫酶標定位分析等不僅是病理診斷常用的技術,也是科研工作中常用的技術手段。學生往往很難將所學知識與實際應用相結合,不知道書本上的這些免疫標記技術在解決實際問題和科學研究中是怎樣使用的。在此引入教師承擔和參與的科研項目中對這些實驗技術的具體應用,采用啟發式教學,引導學生理解免疫標記有什么用,怎么用。在這一章節的教學設計中,采用筆者所在科研課題組發表的最新科研成果“東亞三角渦蟲肌球蛋白必需輕鏈與神經再生過程中腦側枝的形成有關”[4]為案例,該科研涉及這些免疫標記,同時還涵蓋以前學習的“生物化學”、“動物學”、“細胞生物學”和正在學習的“分子生物學”,以及后續課程“發育生物學”、“生物信息學”等課程的基礎理論知識和發展前沿。教師先講解小分子藥物地高辛標記核酸探針用于核酸雜交的“親和標記免疫分析”技術的相關知識,涉及“分子生物學”中關于核酸轉錄和核酸雜交的知識點及免疫學中抗體制備和酶標抗體的知識點,再啟發學生理解該科研論文中采用Northern blot檢測DjElc基因在渦蟲體中是否存在的原理:首先以線性化的帶有目的基因的質粒DNA為模板,通過體外轉錄的方法用地高辛標記的核苷酸合成核酸探針,然后將地高辛標記的核酸探針與轉到膜上的渦蟲RNA進行雜交,雜交后將雜交膜與抗地高辛的酶標抗體進行孵育,然后加入顯色液顯色,通過顯色條帶的有無來確定渦蟲體內DjElc基因存在的情況。再引導學生理解該科研中應用地高辛標記的核酸探針和抗地高辛的酶標抗體通過整體原位雜交技術來檢測DjElc基因在渦蟲胚胎發育過程中的時空表達和在渦蟲再生不同階段的時空表達的原理,提問學生思考討論“渦蟲整體原位雜交后顯色的陽性信號區域為什么是目的基因在渦蟲體內表達的區域?”“為什么通過陽性信號的多少就可以判斷目的基因表達量的多少?”
接下來啟發學生比較免疫熒光定位分析與免疫酶標定位分析在原理和應用等方面的異同點,再引導學生理解該科研論文中通過熒光素標記的抗神經突觸的抗體進行熒光免疫組化來檢測渦蟲DjElc基因干擾后神經發育情況的原理,以及筆者發表的另一科研論文“PFOS對東亞三角渦蟲HSP70蛋白及基因表達的影響”[5]中使用酶標抗體通過蛋白免疫印跡(Western blot)檢測環境污染物全氟辛烷磺酸對渦蟲HSP70蛋白表達影響的原理,這些科研成果涉及“生物化學”中關于蛋白表達、SDS-PAGE電泳的知識點及免疫學中熒光抗體、酶標抗體、免疫組化、Western blot等知識點,從而使學生對免疫熒光定位分析與免疫酶標定位分析有更深刻的認識。通過這些科研成果的介紹,通過提出問題引導學生積極思考的教研結合的啟發式教學,課堂氣氛非?;钴S,師生互動性也得到加強,不僅可以加深學生理解相關免疫學理論知識和免疫學技術原理,增加學生對免疫學的學習興趣,還使學生深刻理解免疫學知識在科學研究中的應用,培養學生的科研思維和科研意識,為他們以后加入科研隊伍打下了良好基礎。
三、讓學生參與科研的實踐教學
科學研究是對課本內容的拓展和延伸,它涉及的內容比課堂上的教學內容更深更廣[6]。筆者所在免疫學課程組成員不僅教學經驗豐富,而且都有自己的科研項目。因此在教學過程中,我們不僅適時將自己的科研項目及成果圖片融人到免疫學課程教學中,而且還從自己的科研項目中整理出一批科技創新訓練項目和畢業設計題目,鼓勵和吸引對相關項目感興趣的學生積極申報,每年都有很多學生申報國家和學校的科技創新訓練項目,從而參與到教師的課題研究中,與課題組的研究生一起從事科學研究實驗,實現教學與科研的結合。學生參與科研項目,需要查閱文獻,制訂出合理的實驗方案;需要對實驗內容、操作步驟和時間流程等做出周密翔實的安排;需要自己準備實驗所需的一切材料、器皿和試劑;需要熟練操作實驗所需的儀器設備;需要在實驗過程中互相合作;遇到問題時需要思考,需要對所學知識加以綜合運用,需要與課題組研究生和指導教師討論;創新訓練項目結題時,需要撰寫結題報告,需要制作PPT參加項目結題答辯。因此,學生參與科研項目得到了全方面的鍛煉,不僅了解了更多的學科前沿知識,接觸到更多的科研技術,加深了對理論知識的理解,而且親身感受到與免疫學相關的一些理論知識在科學研究中的應用,激發了科研興趣和學習興趣,鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力,培養了學生團隊合作精神,有利于學生實踐能力和綜合素質的提高。
四、結語
教研結合,并非教學與科研的簡單相加。真正的教研結合,實際上就是實現教學與科研的相互滲透融通:教學基于研究,教學本身也是一種研究;研究反哺教學,研究過程也是師生在互動中實現教學相長、協同發展的過程。我們在免疫學課程教學中,積極將科研與教學有機結合,在向學生展示自己的科研項目和科研成果的同時,啟發引導學生運用科學研究的思維思考問題,使學生對相關內容有更深刻的理解,培養了學生積極思考、自主學習、主動實踐的能力,促進了師生之間的互動和交流,提高了教學效果;教研結合的啟發式教學反過來也督促了教師主動學習,認真分析教學內容,吃透教學內容的重難點,不斷了解學科的最新前沿動態,提升自己的綜合素質和教學水平,將課本里的基礎理論知識和實際應用結合起來,融會貫通,從而形成教學與科研的良性互動。
參考文獻:
[1]錢莉,龔衛娟,潘興元,等.醫學免疫學PBL教學模式下的集體備課探討[J].衛生職業教育,2011,29(13):46-47.
[2]楊英,魯明波,朱敏,等.基于教研結合的細胞生物學啟發式教學研究[J].高校生物學教學研究,2014,4(3):8-11.
[3]牛秀瓏,王越,孫奕,等.免疫學PBL授課模式初探[J].山西醫科大學學報:基礎醫學教育版,2011,13(1):12-13.
二、通識課程內容均衡,同時限定修讀學分和修讀領域
教師的職業特性決定了高師通識課程對培養教師具備多方面的文化修養和健全的人格有著重要的教育意義。我國高校中通識課程一般設置為公共必修課程和公共選修課程。公共必修課程主要包括政治、計算機、大學外語和大學體育等課程。其中政治類課程和大學外語在通識課程中所占比例最大,兩者的學分占通識課程整體的60%~70%。我國非常重視和強調政治課程,即“兩課”。每一位中國大學生都要在公共基礎課中履修大量的政治理論課和思想道德修養課。日本的通識課程除政治類課程之外,其余類別和我國相似,也都包括了信息技術、外語和體育。日本每一位新入學的大學生必須履修“學期初討論會”這門課程,以懂得作為一個大學生應該如何安排自己的學習和生活,能夠順利地做好中學學習與大學學習的銜接。另一必修課程是“信息教育I”。其他通識課程只限定了必選的領域范圍,而不具體指定課程名稱。不同于我國對政治類課程的重視,日本的通識課程中,只有對學生選修法律方面的課程做出了規定,如在信息教育類課程中學生可以選修“人權”方面的課程,僅要求社會科學專業方向的學生必修“日本憲法”課程,而對其他專業方向的學生不做要求。外語課的學分和總學時也遠不及我國的多,但是學校開設了多門外語課程,鼓勵學生在完成英語的基礎學分的同時,也能夠學習和了解其他國家的語言和文化。日本通識課程中有一半的學分要求履修的課程必須要涉及人文科學、社會科學、自然科學和復合領域等各個領域的課程,并提出學生們應當“具備學習人類智慧所應有的知識和思考力”的學習目標。公共選修課只要求修夠2個學分,可以在全校范圍內的公共基礎課中選擇自己感興趣的課程。我國公共選修課覆蓋面比較廣泛,主要分布在自然科學、人文科學、語言、藝術、社會科學、計算機、體育等各個領域。學生雖然有較大的選擇空間,但是選修課整體所占學分不多,在很大程度上制約了學生選擇的自由度。而且在修讀方式上,也多是對修讀學分有最低限制,而鮮有對修讀領域做出要求。這樣做的結果,學生們在通識課程的學習中可能很難均衡地了解到各個領域的知識,不利于學生開闊視野,提升修養,得到綜合發展。
三、學科專業課程高度融合,注重基礎學科的學習
高師生物專業的學科專業課程大致可以分為兩類,一類是非生物學科專業基礎課程,另一類是生物學專業基礎課程。以陜師大為例,非生物學科專業基礎課程主要包括了高等數學、無機及分析化學、無機化學實驗、有機化學、有機化學實驗、普通物理學、普通物理學實驗、生物化學、生物化學實驗等。生物學科專業基礎課程一般包括動物學、動物學實驗、植物學、植物學實驗、遺傳學、遺傳學實驗、微生物學、微生物學實驗、植物生理學、植物生理學實驗、動物生理學、動物生理學實驗、分子生物學、分子生物學實驗、細胞生物學、細胞生物學實驗、生態學、生態學實驗、野外實習等。除此之外,各個院校根據自己的培養方案,亦有開設其特色專業課程,學生在完成必修課程的基礎上,可以根據自己的愛好選修不同專業的課程。而選修課的學分設置每個學校也不盡相同。我國六所部屬師范院校都非常重視學科專業課程的設置,學分也是在三類課程中所占比重最大的。尤其是北京師范大學,開設的非生物學科專業基礎課程共24學分,生物學科的67學分,共計91學分。日本大學的學科專業課程也可以大致分為兩類。一類是科學專業方向的學生必須共同履修的科學基礎課,包括了生物學、物理學、化學和地理學四大科學專業的基礎課程和實驗,以及相對應的各學科的教學法。另一類是生物學專業方向的學生需要履修的課程。學科專業課程是教師教育課程的核心與基礎,教師必須充分掌握學科專業知識。學科專業課程是教師的基礎性必備課程,是為了培養師范生的學科專業素養而設置的,是解決生物教師“教什么”的問題。在比較中我們發現,我國學科專業課程設置門類非常詳細,在所有類別的課程中所占比例最大,約占了近一半學分,不僅注重學科專業體系的完整性,同時也重視學科專業的縱深發展。相對而言,日本大學的學科專業課程,其課程門類和總課時量都較少,課程內容高度融合,注重科學類基礎課程的學習。這與日本初中小學施行綜合科學的教育體制相符。
四、教師教育課程門類豐富,內容全面
我國師范院校的教師教育類課程平均學時為38學時,大約占總學時的23%。六所附屬師范院校的課程設置門類都比較類似,都開設了教育理論課程,這是因為教育理論課程是培養師范生教育基本知識,基本精神和基本觀念獲得和形成的關鍵。除了傳統的教育學、心理學等經典的教育理論課程以外,各師范院校也將現代教育技術設置為重要的教育基礎課程。將現代信息技術融入日常的教育教學中,培養能夠適應社會信息化變革需求的創新人才。在整個教師培養課程體系中原本僅有一門學科教學論,與之相比,現下的教育技能課程門類和比重都有很大程度的提升。這樣的變化說明,現代教師教育在原有的學科知識和教學知識培養的基礎上,更加關注教師的學科教學知識培養。六所師范院校也都分別開設了教師教育方面的學校特色課程,涉及藝術修養、教師技能、研究方法和政策法規等不同方面。日本師范教育可供選修的教師教育類課程,還開設了教學實習、教師能力開發、教學設計入門、語言技術、語言理解基礎、臨床心理學I、臨床心理學II、壽命心理學、發育心理學I、發育心理學II等。各為2學分。并且畢業設計與學科教學方法這兩門共占12學分的重要課程,是放在學科專業課程分類中的。日本課程設置中有32學分的自選課程。而門類眾多的教師教育課程的設置,也為學生在完成必修課程的基礎上,提供了更豐富的選擇。