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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)17-0073-02
聯合國教科文組織21世紀教育委員會報告強調教育必須是完整的教育,只有完整的教育才能培養更多具有完善知識結構、滿足科學創新、符合社會發展需要的高素質人才[1]。生命科學教育是素質教育的重要方面,2005年教育部高校生物科學與工程教學指導委員會制定了非生物學類專業生物學基礎課程教學基本要求,建議非生物類專業學生生物學普及教育的核心課程為《生命科學導論》課程[2]。但是,生命科學的研究內容涉及面寬,對教與學都是一種挑戰,如何在教學組織、教學體系優化和教學過程綜合化等方面開展《生命科學導論》課程教學是目前教育領域內面臨的主要難點。因此,作者對非生物類專業學生生命科學素質教育進行了一定的探索與研究,結合幾年來對非生物類專業學生進行《生命科學導論》講授的體會和感受,談幾點認識。
一、開設《生命科學導論》課程的重要性
《生命科學導論》是面向高校非生物類專業學生的一門綜合性教育課程,旨在促進大學生不斷提高對現代生命科技的認識,激起對生命科學熱點問題的興趣,加深對科學交叉、滲透、融合的理解,激發探索和創造激情,樹立正確的自然觀、世界觀和價值觀,增強社會責任感和社會適應能力。隨著生命科學的發展,《生命科學導論》課程開設是非生物類專業人才培養的重要內容,逐步改變著高?;A教學的結構體系。2002年國家教育部專門發文件積極促進非生物學專業本科生生物教學的實施,要求具有“國家生命科學與技術人才培養基地”的高校必須面對全校非生物學專業本科生開設《生命科學導論》課程,以培養交叉學科的研究人才,促進學生將專業知識與生命科學知識結合,產生新思路,開拓新領域,也為了提高本科生的綜合素質,增強學生的健康與環保意識[3,4]。所以,對非生物類專業學生開設《生命科學導論》課程具有積極的意義。
目前,全國很多院校對非生物類專業學生開設了《生命科學導論》課程相關的生物學素質教育課程[3,5-7],課程性質多樣化,在教學計劃實施中充分體現了非生物類專業教學的特色。我校結合實際情況也對非生物類專業學生開設了《生命科學導論》課程,制訂了具體的教學要求,使學生掌握生命科學與技術的基本常識、了解該學科的主要領域和進展,培養學生具備基本的生命科學素養。
二、教學內容的改革
鑒于非生物類專業學生的基礎層次參差不齊,不同專業的學生對生物學知識的需求也不盡相同[4,8,9],我們對教學內容進行了精選、整合,針對不同專業的學生設計了不同的教學內容。面向文科學生時,采用講座形式組織教學內容,主要以生命科學的熱點問題和發展方向為主,結合介紹基礎知識,使學生獲得必要的現代生命科學基礎知識,了解現代生命科學的新發展及其與人文科學交叉的趨勢,幫助學生樹立正確的現代生命科學觀,參與社會發展的決策。面向理工科學生時,教學內容側重學科交叉意識的培養,采用系統講授、部分自學的教學方式,以生命科學系統知識為主線,同時介紹生命科學領域內的最新進展,使學生理解、認識一些生命現象和過程,啟迪學生的跨學科創新思維。
另外,學生對部分教學內容缺乏興趣,如分類、形態、結構等生物學專業知識,因此提倡一些“開放性”內容由學生自學,激發學生思考與自學。同時,在教學過程中也應加強教學實踐環節,如組織學生參觀生物標本館、生物園地等基地,以開拓學生視野,加深學生對理論知識的理解。
三、立體化教材的建設
根據多年的教學實踐及其他高校相關方面的經驗,編寫了適合非生物類專業學生的教材《現代生命科學導論》。主要包括生命的物質基礎、生命的新陳代謝、細胞與細胞工程、生物體內的信號和傳遞、人體的防御系統、遺傳及其分子基礎、豐富多彩的生命世界、生物與環境、生物技術的發展與倫理問題等內容,從不同角度對生命科學進行全面、系統的介紹,體現了知識的系統性和科學性。
本教材具有以下特點:(1)考慮到非生物學類專業學生的生物學基礎較淺,內容編排由淺入深,力求形象生動、通俗易懂,可啟發學生思維,開闊思路。(2)從適合非生物專業文、理工類學生的教學理念與教學目標出發,選擇以生命基本特征為主線,以生命活動的重要方面為主題,綜合性地介紹生命本質,同時以生命科學的熱點理論、應用和問題為切入點,采取專題綜述、論證、探究等多種形式,在不同層次上啟發學生自主探索的興趣和開展深入思考。(3)在各章節內容后附上思考練習題,便于學生鞏固知識,加深理解。
四、多元化的考試方式
考試是測評學生掌握知識能力的必要手段之一,好的考試方式不僅能夠客觀全面地評價學生,且有助于提高教學效果。因此,我們增加了過程評價和發展性評價等多元化學生成績評定方法,以利于促使學生注重自身整體能力和綜合素質的培養提高[2]。通常采用平時考核(如專題演講報告、課堂討論和考勤等)、撰寫課程論文和期末理論考試相結合的方式,不但評價了學生參與教學活動的態度、完成作業的質量,又考查了學生對知識的了解和掌握程度,同時多元化的考試方式也增加了學生的學習興趣,減輕了學生的思想壓力,且避免了少數學生平時不學習,通過考前突擊準備獲得較高分數,導致課程成績不合理的情況發生[10]。
總之,為了提高非生物類專業學生的生命科學素質,在非生物類專業開設《生命科學導論》課程是新時期高等教育發展的需要,是歷史的必然。我們在改革、優化教學內容、教學方式等基礎上,建立了本校非生物類專業《生命科學導論》課程的教學體系,以期完善學生的知識結構、培養科學的思維能力,使學生發現學科間的交叉點,為今后的跨學科學習、研究奠定基礎,從而促進科學研究更好、更快的發展。
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關鍵詞:生命科學導論;教學內容;教學方法;教學模式;評價方法
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)41-0196-03
一、前言
生命科學的飛速發展對人類生活和社會發展產生了巨大的影響,如人口問題、能源危機、食品安全、環境污染、疾病危害等,這些重大問題日益威脅著人類的生存和發展。隨著生命科學的迅猛發展和21世紀高素質人才培養的需要,掌握生命科學的基礎知識就顯得十分重要了?!渡茖W導論》正是為滿足學生對生命科學知識的需求而開設的一門課程,大連海事大學從2006年開始面向全校學生開設了《生命科學導論》公共選修課,根據我國高校課程的教學改革思路,我們在多年的教學實踐過程中積累了一定的經驗,在此主要對教學內容、教學方法、教學模式及評價方法等方面進行了一些思考和積極的探索。
二、教學內容
《生命科學導論》作為一門公共選修課,面向全校各專業的學生開設,如何確定該課程的教學內容是我們在教學過程中十分關注的問題。對講授的內容不但要注重傳統意義上的基礎性和系統性,還要注意內容的新穎性、趣味性、科普化、生活化和多樣化。
1.教學內容的基礎性和系統性。生命科學是研究生物體及其活動規律的科學,其內容涉及生命的起源與進化、生命的化學組成、細胞的結構與功能、生物大小分子的作用,人體的系統組成等基礎知識。通過講授這些基礎知識,學生可以獲得必要的現代生命科學的理論,認識人類自身。同時,在教學過程中還要注意知識的系統性,如壽命與衰老、學習與記憶、營養與健康、基因遺傳與變異、生物與環境的適應,讓學生理解這些內容所體現出來的關聯性。此外,關于生物多樣性及其保護、生命倫理及社會決策、環境污染與防治措施的探討則可以引發學生的思考,使其認識到目前這些問題的重要性和解決的必要性,增強社會責任感,提高自身的綜合素質。
2.教學內容的新穎性。隨著人類社會的發展和先進科學技術的進步,特別是近20年來,分子生物學、細胞生物學和生物技術的迅猛發展,大量的新理論、新知識、新成果不斷涌現,及時把這些知識充實到生命科學導論教學中,更新優化教學內容對學生理解和學習這些知識十分重要。如在講到基因表達的調控時,把RNAi干擾技術和最新的研究成果講授給學生,讓學生可以了解科學界的新技術、新成就和新動態。同時可以把自己的研究領域里的一些研究成果展現給學生,在介紹相關理論知識的基礎上用自己的圖片結合具體的實驗數據講述最新的研究成果,這樣可以激發學生的科研熱情,使其學習到教科書上沒有的前沿知識,有助于學生的提高科學實驗素養。此外,針對當今社會暴發的流行性疾病如SARS、甲型H1N1型流感、禽流感等,將相關的理論知識和最新流行病學報告及時補充到相應的教學內容中,會使學生更好地了解和認識這些疾病的病因、癥狀、發病機制和預防措施。
3.教學內容的趣味性。在教學過程中,教與學是密不可分的,如何提高學生的求知欲,激發學生的興趣,增加教學內容的趣味性是十分重要的。如在講授神經傳導的嗅覺感受器時,提出為什么狗的鼻子很靈;講授味覺感受器時,提出為什么很多老年人味覺異常,而常吃快餐的年輕人也出現味覺異常。這些問題在生活中真實存在,可以使學生動腦思考,努力尋找答案,在學習的同時也懂得了需要注意自己的飲食習慣。我們也增加了視頻教學內容,講解常用的實驗方法如PCR聚合酶鏈反應,小鼠的水迷宮實驗等,在視覺感官刺激的基礎上讓學生更生動地理解和學習相關的知識,帶領學生走入生命科學。
4.教學內容的科普化。由于學生的專業有所不同,講授生命科學的知識要注重科普化,讓學生更容易理解,盡可能不用十分專業的術語,而用比較通俗易懂的語言來解釋種種科學現象和理論,達到普及生命科學知識的目的。如講到人的一生和壽命時,用經典的古語“三十而立,四十不惑,五十知天命,六十而耳順”來描述人的一生中重要的幾個階段。在講授大腦的功能時,借用數字說話,大腦重1.5公斤。如果將大腦中所有的神經結點打開,可能長達320萬千米。而這些只是我們所了解的大腦的一小部分,大腦的復雜性是遠遠超出人們的想象的。
5.教學內容的生活化。生命科學的知識與人們的日常生活常識緊密聯系,因此要注重增加那些可以應用到平常生活中的小常識。如講到蛋白質變性知識點時,提出雞蛋煮多久才最合適的問題,給出5分鐘更健康的道理。講到微生物一章時,以針尖上的細菌為開頭,引出細菌的特點,和學生一起討論身體內哪些部位有細菌,會引起哪些疾病,指出濫用抗生素的嚴重危害。講到學習和記憶的時候,列出改善學習和記憶的三點建議,包括不斷的學習、學會忘卻、健康和合理的飲食,并舉例生活中健腦益智最佳、可以增強記憶里的食物。此外,以世界上成功人士如喬布斯、李嘉誠等人的經歷來激勵學生要勤勞創新,多一份付出才會有成功的回報,教導學生保持寬厚待人、誠實處世的做人哲學。
6.教學內容的多樣化。生命科學與人類及社會的聯系比其他任何學科都更加緊密,人類對生命現象的研究不斷深入,使得新的邊緣學科不斷形成。了解生物大分子和生物能源,將有利于未來打開生物能源的大門;了解生物大分子和生物材料,將有利于將來開發多種生物材料的領地;了解核酸、蛋白質和腦神經,將更便于設計生物芯片和智能計算機。因此,有必要推動生命科學和生物技術向各個專業滲透,這將有利于在邊緣學科領域發展創新型的人才。
三、教學方法
根據《生命科學導論》課程所涉及的內容特點,遵循以學生為主體,教師為主導的教育原則,將教學大綱里的知識點分成重點掌握、理解為主和一般了解三個層次,靈活地采取多種教學方法以促進學生學習效果的提高,提高學生學習的主動性和積極性。具體包括以下幾種教學方法。
1.直觀式教學。直觀式教學是改變傳統的教學方式,采用多媒體課件,圖、文、聲兼備,使教師比較直觀地講述每個章節的主要內容,重點突出,印象深刻,學生能夠較好地理解課程內容。如細胞的分裂、生命的進化、基因克隆等內容采用多媒體視頻授課以突破時間和空間的限制,幫助學生從靜態抽象的書本文字轉化為動態的直觀的理解,加深其認識和對生命科學的興趣,促進其快速掌握相關知識。這種方法讓教師可以真正做到以學生為中心的情境式教學,是現代教育所提倡的加強教與學的交流,調動學生主觀能動性的有效形式。
2.啟發式教學。啟發式教學是引導學生轉變角色,啟迪思維,教師先設計好幾個主要問題讓學生思考,然后教師根據學生給出的答案和教學內容進行講解。如講授衰老與癌癥的內容時,提出:人為什么會衰老?人類可以返老還童嗎?癌癥是怎么回事?怎樣防癌?日常生活中哪些食物可以有助于美容養顏?哪些生活習慣與癌癥風險有關?讓學生帶著解決問題的強烈愿望聽課,使得學生的主動性和積極性提高。
3.探究式教學。針對教學內容中的某個問題設置專題討論,如目前空氣污染的現狀,把學生分為幾組,讓學生利用課余時間通過查閱相關資料制作演講報告,規定一定的時間,然后以小組為單位進行課堂發言和交流。這種方法有利于提高學生的學習表達能力,培養學生的探索式學習方式,加強學生的團隊精神和協作能力,同時極大地挖掘了學生的學習潛力。
4.討論或辯論式教學?,F代生命科學技術的發展引發了人們對生命倫理學中的熱點問題的關注,如,克隆技術的應用,究竟對克隆人持支持還是反對態度?看到現代社會上出現的親子鑒定所帶來的尷尬風景,到底是技術的進步還是人性的退步?這些問題需要讓學生好好思考,一起討論,通過不同的分析而逐步得出自己的看法。此外,也可以針對不同的觀點讓學生分組進行正反方辯論,陳述自己的理論依據,舉證事實說話,鍛煉學生的語言表達能力,可以達到良好的教學效果。
四、教學模式和評價方法
在教學過程中盡量采取混合教學模式,即運用視聽媒體(幻燈投影、錄音及錄像)與傳統粉筆和黑板、計算機輔助與傳統學習、自主學習與協作學習等相結合的學習方式。這既發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用,又充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性。需要指出的是,雖然多媒體技術的應用給教學增添了形象生動感,但是板書必不可少,必要的板書可以展示整堂課的授課提綱和重點及難點。教學評價是教學過程中的重要組成部分,我們采取了平時成績(40%)與期末成績(60%)相結合的方式進行學生的學習情況考核。平時成績包含出勤次數、課堂表現和平時作業考核,每堂課隨機點名,綜合平時的課堂提問和課外作業完成情況與期末作業的大論文寫作完成情況,按比例進行成績的考核。這樣的作法不僅注意到了在對生命科學進行學習的過程中學生的個性差異,也大大提高了學生學習的主動性和積極性。
五、存在的問題及解決的辦法
目前,筆者在講授這門課的教學實踐過程中發現存在一些問題,具體包括以下幾點:高中生物與“生命科學導論”的教學內容有所重復;選課的學生基礎知識差異較大,導致理解能力有所不同;部分學生因為是選修課而導致遲到、早退、曠課現象時常發生;生命科學知識更新速度快,現有教材很難滿足課程的需要。針對以上這些情況,建議一方面需要教師加強知識的積累和不斷的學習,掌握生命科學領域里的新成果、新成就、新動態和前沿知識,提高自身的修養和教學水平,積極地與學生進行交流,包括課堂互動和目光交流等;另一方面需要了解新時代青年大學生的特點,有針對性地開展教學工作,加強教學管理,提高學生的參與意識。此外,為提高學生興趣,可以運用多種教學方法相結合,精選教學內容。也可以根據教學對象的特點和積累教學經驗,編寫適合各專業本科生學習的教材。同時,互聯網上豐富的生命科學知識也可以作為課堂教學內容的補充和參考,讓學生主動自己查閱一些與生命科學有關的熱點問題的相關資料,提高學生主觀能動性和科學素質。
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1.1以社會熱點為切入點引出知識點
為了引起學生的興趣及加深印象,在教學過程中,先從當前社會熱點入手,更會引起同學們的共鳴。例如講解蛋白質的元素構成這一章節,從之前沸沸揚揚的“三聚氰胺毒奶粉事件”入手,因為三聚氰胺是一種含有大量氮元素的化工原料,被一些不良廠家添加在食品中提高檢測食品中蛋白質檢測數值。這樣學生對蛋白質中含有氮元素并且可以通過檢測氮元素含量來確定蛋白質含量這一知識點有了一定的了解。例如近段時間的H7N9禽流感病毒讓人們談雞色變,借用這一事件,引入對病毒特征的講解。
1.2以著名實驗為例子加深印象
《生命科學導論》是一門選修課,沒有開設實驗課,這就導致學生只能單一的接受課本和老師講授的知識,如果適當的介紹一些著名實驗,不僅有助于學生對知識的理解,也能激發興趣。例如介紹胃液的分泌時,介紹了一個“假飼”實驗,這是巴普諾夫用于驗證胃液的頭期分泌的實驗,學生們記住了那只“吃不飽”的可憐狗。在講到條件反射的建立時,當提到了巴普諾夫,學生們立刻反應:“那只可憐狗這次又為科學做出怎樣的犧牲呢?”這時見學生們的眼睛里充滿了好奇和疑問,興趣一下被激發了。
1.3變知識為常識
常識是日常的見識或普通的見識,它是日常生活(日常思維和日常行動)賴以進行的知識源泉。它是最普遍的知識。有時候被記住的常識性的東西往往比被動接受的知識要更深刻。在講解了蛋白質變性這一特點后,我告訴學生們:沾有血漬或者牛奶的衣服不易用熱水洗凈,這是因為蛋白質遇熱會發生變性。學生們這時頻頻點頭,看得出他們接受了這一信息。我相信同學們以后在清洗沾有血漬或者牛奶的衣服的時候,會記住我所講的這句話的。
2素質教育貫穿教學之中
2.1培養學生關愛他人的品質
作為一門對非生物專業學生開設的公選課,其目標并不在于培養學生精深的專業技能,而在于培養學生的生命科學素質,是一門實實在在的素質教育課。而作為對小學教育專業學生開設的公選課,能夠把素質教育融入其中,更能夠提高他們的專業素養和能力。課程里經常會講到各種疾病以及疾病的治療方法,借此激發學生的關愛之心,對患者不能歧視和嘲笑,要多一些理解和關愛,在能力范圍內伸出援手,人們的理解和幫助對于疾病的治療和康復是非常重要的。
2.2提高自我保護意識
除了關愛他人,也要有一定的自我保護意識。知道了如何自我保護,才能去保護他人,這一點我時常在授課過程中提到。例如講解艾滋病時,除了病因我還側重預防方面的講解,目的在于提醒學生珍視生命。講到遺傳病方面的知識,我也重點提出了近親結婚的危害,引起學生的重視。
2.3提升社會責任感
當今社會在多種因素的影響下,有些大學生的社會責任感表現出淡化,有重才輕德的傾向,因此大學生社會責任感的培養勢在必行?;谶@種現狀,我會不定期開展課堂討論,比如環境污染,生物多樣性的保護,克隆人等問題。學生們開始覺得事不關己的問題,在查閱文獻資料,并在課堂上發言傾聽之后,覺得其實只要自己認識上和行動上的一點點改變對社會都是有幫助的。
3考評方法的改革
多種形式的考評方法代替傳統的期末一次書面考試。課堂討論、作業、課程論文和考勤多種形式相結合的考評方法更能全面反映學生對課程的掌握程度及重視程度。為了杜絕作業和課程論文相互抄襲的現象,采取同班同學之間作業和論文的辦法,重復率高的便相應扣除一定分數。這種方法有效的杜絕了抄襲現象,讓學生們養成獨立思考的能力。
4教學改革實踐的效果及思考
進展突出表現在:(1)一大批生物基因組測序,2003年完成的人類基因組計劃之后,其他4000多種生物的基因組作圖和測序也陸續完成。形成了結構基因組學、功能基因組學、比較基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、表型組學和代謝組學、RNA組學等新興領域。(2)生物信息學迅速發展。(3)發育生物學研究不斷深入。發育生物學一直是生命科學中的前沿學科之一。(4)干細胞研究的快速發展。干細胞具有在體外大量增殖和分化為多種細胞的潛能,目前干細胞的定向分化、自我更新的可塑性等是重要的基礎研究。(5)小分子RNA的發現和對其功能研究是近10年來分子生物學領域最突出的熱點之一。(6)從研究神經網絡的結構和神經信息處理機制入手。(7)全球變化、生物多樣性和生態系統可持續發展成為宏觀生物學研究的熱點和前沿問題之一。(8)生命科學基礎研究已成為農業科技創新的源頭動力,動植物育種進入一個嶄新的時期。(9)生物科學與其他學科的交叉和滲透更加廣泛與深入。
高校生命科學課程改革發展趨勢
(一)課程、教材內容的更新和現代化
1.課程、教材內容的更新和現代化
課程改革的實質是課程的現代化。我們要根據現代生命科學發展趨勢、前沿、熱點,實現生命科學課程、教材內容與結構的更新和現代化,不斷容納生命科學的前沿與新興領域,更加側重前沿,更加側重基礎,尤其是學科發展的前沿以及對學科的發展具有重要作用的領域。新的前沿領域或新的學科生長點,要堅持反映現代、融入前沿的原則,課程內容更新、更現代化主要是通過教材更新來實現的,所以我們要把編制新教材(或外文原版)放在核心位置,創新現代化的課程、教材新內容和新體系。北京大學生命科學院完成編寫了高水平的《生物化學》《分子生物學》《細胞生物學》《遺傳學》《植物生理學》《動物生物學》《植物生物學》等教材,其中《生物化學》《細胞生物學》《植物生理學》當時被列入國家教委生物學科重點教材,另編寫有國家級生物學教材3種,規劃編寫45本教材。清華大學將培養學生影響最大、最重要的課程納入精品課建設計劃,2005年就已立項建設精品課共105項。
2.課程內容國際化
積極開展國際合作與交流。在生命科學的前沿、新興領域、生物多樣性以及生態學與國際組織開展農業科學合作研究[1]。清華大學為使教學內容與國際先進水平接軌,教學內容處于國際先進水平,早在2000年以前,生物化學課程選定A.L.Leeehnig的Principle-ofBiochemistry作為基本教材,這門課程的教材與課堂板書全部采用英文。其他的幾門必修骨干課和部分選修課也采用了國際上最新的教材作為參考書并隨時更新。清華大學大四開設高水平的選修課10門:生物工程導論、基因分子生物學、膜生物學、分子酶學、神經生物學、分子免疫學、發育生物學等。以下是北京大學生命科學學院大三、大四現在開設的課程,體現了課程的專業性和現代化。
大三:生物化學(下),生物化學實驗,基礎分子生物學,基礎分子生物學實驗,微生物學,微生物學實驗,普通生態學,細胞生物學,細胞生物學實驗,遺傳學,遺傳學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告。大四:生物技術制藥基礎,現代生物技術導論,生物學綜合實驗。還開設選修課為:生理學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告,生物技術制藥基礎,現代生物技術導論。
(二)基礎科學知識居重要地位
基礎科學的知識在科學和技術的發展中起著很重要的作用。我國“863”計劃的八個領域,大都是從基礎科學實驗室里發展起來的,上世紀50年代初的遺傳密碼研究出來了,分子生物學研究出來了,遺傳工程研究出來了,這些都是在原子、分子的結構研究得比較清楚的基礎上,掌握了規律。我們必須加強基礎、素質教育。使學生掌握具有普遍意義的科學思維方法,提高他們的綜合素質。北京大學始終把加強基礎課程建設作為教學改革的重點,把學科體系中處于基礎地位的重要專業必修課定為主干基礎課。課程改革要加強增大基礎課的比例和教育。各高校主要采取大一、大二加強基礎科學知識的教育:開設公共必修基礎課、理科必修基礎課、專業必修基礎課。
(1)早在九五期間,北京大學生命科學學院開設了8門專業基礎課:生物化學、分子生物學、細胞生物學、遺傳學、植物生物學、動物生物學、植物生理學、基礎分子生物學。并確立了15門核心課程,要求學生用兩年時間完成這些課程的學習。(2)清華大學生命科學學院則是在低段開設專業基礎必修骨干課程7門:普通生物學、生物化學、細胞生物學、微生物學、分子生物學、生理學、生物物理學。開設基地班重點建設課程:生物化學、生物化學實驗。(3)經十多年的發展、改革與創新,北京大學生命科學學院的課程在大一、大二更加強化了課程的基礎性。大一開設:高等數學(一、二),普通化學,普通化學實驗,植物生物學,植物生物學實驗,物理學(一),分析化學,分析化學實驗,動物生物學,動物生物學實驗,生物學野外實習。大二開設:物理學(二),有機化學,有機化學實驗,物理化學,物理化學實驗,計算概論及上機,算法與數據結構及上機,普通物理實驗,生物化學(上),生理學,生理學實驗,生物統計學。
(三)課程、教材綜合交叉
科學發展一方面不斷分化和更加專門化,分支學科層出不窮,又高度交叉綜合,以高度綜合為主的整體化趨勢。許多高科技的研究開發,需要多方面的綜合知識才能突破而出成果。
1.學科之間交叉融合和滲透
前沿科技領域呈現群體突破的態勢,導致新學科誕生。生命科學多學科交叉的研究、多學科的交叉與融合,新的交叉、邊緣學科的興起和發展。這些科學往往代表了生命科學研究的前沿和熱點。
2.多種方法、思維研究
自然科學學科間的交叉滲透促進了生命科學的發展,生命的現象與規律是多維的、復雜的,僅靠現有的生命科學的知識與方法來開展研究,很難系統地、全面地、準確地揭示真正的生命本質。因此,未來生命科學要將手段、技術和方法的創新納入重要的領域,予以優先發展,大力提倡學科交叉,用其他學科的理論思考生命活動的規律,鼓勵發展原創性方法和技術。主要涉及的學科如認知科學、心理學、生物力學、組織工程學等。要注意不同學科的思想、方法的碰撞與融合。
3.課程和教材交叉融合和滲透
我們必須根據生命科學綜合交叉化趨勢,創新交叉綜合的科學知識、課程和教材,不僅在學科內、還要在學科間構建相互交叉融合、相互聯系滲透、綜合的課程。如北京大學生命科學學院,原來設置的植物學,由植物分類、形態、生理、生態的知識聯系起來,綜合重新編制改為植物生物學;同樣動物學也改動物生物學;北京大學生命科學學院“生物基地班”將生物化學中信息及調控部分放入分子生物學,將內容擴展后開設了基礎分子生物學。
(四)課程、教材、教學計劃多元化
各高校生命科學院可根據自己的具體情況科學的、靈活的設置課程。1.必修計劃大一、大二開設公共必修基礎課、理科必修基礎課、專業必修基礎課。例如:北京大學生命科學院現在本科四年開設的課程:(1)基礎課大一、大二開設公共必修基礎課,理科必修基礎課和專業必修基礎課。
大一:高等數學(一、二),普通化學,普通化學實驗,植物生物學,植物生物學實驗,物理學(一),分析化學,分析化學實驗,動物生物學,動物生物學實驗,生物學野外實習。
大二:物理學(二),有機化學,有機化學實驗,物理化學,物理化學實驗,計算概論及上機,算法與數據結構及上機,普通物理實驗,生物化學(上),生理學,生理學實驗,生物統計學。(2)專業課大三、大四開設必修專業課。
大三:生物化學(下),生物化學實驗,基礎分子生物學,基礎分子生物學實驗,微生物學,微生物學實驗,普通生態學,細胞生物學,細胞生物學實驗,遺傳學,遺傳學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告。大四:生物技術制藥基礎,現代生物技術導論,生物學綜合實驗。2.選修計劃低段開設通識選修課。
北京大學對必修課作了一定的壓縮。增大選修課的比例。許多高校突破專業選修課的范圍,開設跨學科、跨年級、跨系別的選修課程。大三普遍增大專業任選修課的比例。大四還開設選修課:生理學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告,生物技術制藥基礎,現代生物技術導論。3.特色優勢計劃教材多樣化、教學方法多樣化、教學模式多樣化等。
(五)課程、教材知識應用性
進入知識經濟時代,必修課和選修課的教學中,尤其是選修課中我們要滲入高科技的教育和研究。
(六)課程、教材個性化
北京大學實行靈活的自由選課制度和轉系、轉專業制度。謀求學力水準、速度的個別化,尤其電腦、網絡的運用,學分制及教學計劃的多樣化,加大選修課比重,增大了課程的靈活化、彈性化,發展、培養學生的自學能力,發展個性。還有科學與人文整合的趨勢,課程設置在價值體系上的整體融合趨勢。
確立課程、教學內容和結構編制原則、教學培養模式
理科本科學制四年,要著力加強素質教育。許多大學本科教育修訂了新的教學計劃,要堅持培養知識面寬,基礎扎實,能力強,素質高的專門人才的專業口徑要進一步拓寬,專業目錄中的專業種數要進一步精簡。
(1)北京大學提出了“加強基礎,淡化專業,因材施教,分流培養”的16字教學改革方針。專業基礎和通識教育并重。要按科學性原則、高校生命科學課程發展趨勢及生命科學、科學技術發展趨勢改革,科學創新高?,F代生命科學課程。即要按專業基礎和通識教育并重;課程、教材要融入、體現先進的內容和結構,現代教學方法、教材的可讀性,即反應現代,融入前沿的課程現代化原則;“綜合交叉”的知識結構即綜合化原則;課程多樣化原則;應用化原則;增加選修課比例,增大課程的靈活性、彈性化原則;“因材施教,分流培養”
即個性化原則;還要求課程設置在價值體系上的整體融合;科學與人文的結合;重視思想性;實踐性,加強動手能力、科研能力的能力培養原則。我們本科階段的課程、教材、教師要注意在系統和重點的基礎上劃分授課范圍,減少重疊內容,特別就課程間教學內容的重復問題和銜接問題。
(2)教學模式多樣化。本科教育,要確立“課堂教學、學術活動、科學實驗”為主體的教學模式,融課堂教學、實踐教學、科學研究為一體,把義務教育與素質教育相結合,知識傳授與能力培養相融合。
教學模式多樣化:有條件的學校,學生進校就定向,確定直讀碩士、直讀博士人選;實行聯合培養,跨學校、中國科學院、外國大學交流培養等辦學制度
。北京大學全面推行雙學位和輔修制度,還設立“暑期學?!保ㄐW期)
關鍵詞:食品科學;工程專業;專業導論課
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)35-0135-02
在高等教育由精英式教育向大眾化教育發展的今天,剛入學的大一新生在各方面的差異也越來越大。高中時代學習模式結束后,新生將面臨新的管理模式、學習和生活環境,如何抓好新生入學后的“早期教育”,讓其盡快了解所學專業性質,建立所學專業基本概念,宏觀了解專業歷史沿革、發展前沿、學術及社會價值,主動、自覺地進入學習生活中,找到個人發展的正確方向,是高校教育工作者所面臨的一項挑戰[1,2]。
學科與專業導論課程是將專業教育、思想教育、就業教育等融為一體的課程,旨在幫助新生學習、理解和掌握所學專業的學習內容、專業的核心思想、基本要素、理論基礎、思維方法和學習方法,是一種有效的“早期教育”手段[3]。增設該門課程,是我國高等教育人才培養改革工程中一項極具創新性的改革措施,近年來已在部分高校悄然施行,并漸已引起關注。當前全國開設食品科學與工程專業的本科院校有219所,但將學科與專業導論課程列入教學計劃的學校不是很多,僅有如華南理工大學、江蘇大學、浙江大學、合肥工業大學、四川大學等[1,2]。這些學校該門課程的開設,開拓了學生的視野,培養了學生的專業興趣,使得學生的綜合素質明顯提高。食品工程并非一個基礎性的專業,而是一個應用型的專業,不僅需要我們擁有最基礎的課本知識,更重要的是需要實驗和實踐,食品工程的內容牽涉到食品的加工、綜合利用及保存,另還有食品的質量與安全。
目前我省開設食品科學與工程專業的學校尚未開設該門課程。該課程就目前而言在江西省仍屬建設中的尚未成型的課程。
我校食品學院從2014年起,針對大一新生開始開設學科與專業導論課程,取得了一些成效,但仍存在些問題。本文將結合實踐,談談食品科學與工程專業導論課在我校開展的情況。
一、食品科學與工程專業導論課程內容設置
根據江西農業大學食品科學與工程專業培養計劃的規劃,并參考其他教學單位的專業導論課程的內容、學時和學分等方面的安排,制定了本?!妒称房茖W與工程專業導論》課程的教學大綱。該課程校內安排16課時,其中理論教學12課時,實踐教學4課時。校外安排工廠實習1次。
該課程理論教學采用“名師講座”的教學法,由食品學院院長親自授課。教學內容分為五個部分:本專業概況介紹;本專業培養體系與學習目標講解;本專業的學習方法介紹;本專業的社會需求和就業前景;大學生活規劃指導[4,5]。
(一)專業概況介紹
從國內食品工業現狀開始學習,結合國外食品工業現狀,使學生在了解食品工業的基本情況的前提下,進入本專業情況的學習。首先介紹本專業的概念、發展歷史,與相關專業的區別與聯系,專業地位、意義及專業特點等。其次,介紹了本學校和本學院的基本概況和專業設置情況,讓學生對本校本專業發展的歷史、特色、發展前景有較深的了解。
(二)專業培養體系與學習目標
首先提出本專業的培養目標,明確學生應具備的專業能力與素質;然后,詳細介紹本專業的課程體系,使學生了解大學四年中每個學期所學課程的內容以及為什么要學習這些課程,課程之間的聯系與區別,幫助學生明確專業內涵;最后,介紹基礎課、專業課與選修課的關系,并對學生選修課的正確選擇進行指導。
(三)學習方法
介紹本專業知識獲取的途徑和方法,如通過網上查閱相關資料,去圖書館查閱相關文獻等。重點介紹與本專業相關的網站,如食品伙伴網、小木蟲學術論壇等。
(四)就業指導
首先,讓學生了解本專業的就業前景,明確學習的目標。介紹我校學院與本專業相關的就業實習基地。然后,向學生介紹歷屆本專業學生的就業情況,如去了哪些地方、哪些企業、目前現狀等。對杰出校友做重點介紹和推薦。最后,分析食品行業的社會需求,提前讓學生感知本專業發展方向,了解食品行業發展,為今后的學習做準備。
(五)大學生活安排
在如何規劃大學學習和生活、如何適應大學的學習、如何合理掌控大學的時間等方面對學生進行大學階段目標的制定與學習的規劃。
由于食品科學與工程專業是一門實驗學科。該門課程由校內、校外兩部分構成。其中校內實踐部分,安排參觀學院中心實驗室,讓學生了解學院的實驗條件,認識本專業的學科性質,培養學生動手參與的興趣。校外實踐部分,如安排參觀陽光乳業公司,讓學生在理論學習、實驗室參觀的基礎上,實地考察工廠的生產情況,提前感受工作后的環境,激發學生的學習熱情。
二、食品科學與工程專業導論課程教學方法和考核手段
本課程屬于專業方向引導課程,在講授該課程時,應根據學科的發展趨勢及經濟發展的需求,選取教材中重點、熱點及關鍵、前沿的課程內容進行詳細地講解,以理論教學為主,采用多媒體教學手段,以專題式教學法和案例教學法展開課程內容講解。專題具有針對性,能使學生通過對特殊的、典型的事例進行分析,進一步理解和掌握理論教學中的概念和原理,并在此基礎上培養、訓練學生獨立分析和解決問題的能力,在較短的時期內,加大了重點資料的信息量。學生也可以在重點學習中接觸前沿,觸類旁通,并能舉一反三地構建知識體系及學科系統。
本課程結束時,采取讓學生撰寫與課程相應的論文的形式進行考核。論文評定成績后,結合前面的平時成績,評定最終的成績(期末考試成績占60%,平時成績占40%,含上課出勤、平時作業、上課發言等)。
三、食品科學與工程專業導論課程教學效果
對于在本校食品學院首次開設的食品科學與工程專業導論課程,教學效果良好。通過該課程的學習,學生深入了解了食品科學與工程專業內涵;國內外相關領域專業發展、生產和科研概括;本專業內各學科的關系、教學計劃及知識體系的安排;以及本專業的發展方向等。大部分同學在學習完該門課程后,對自己的大學生活有了理性的認識和規劃。
四、食品科學與工程專業導論課程教學展望
由于該課程在本校食品學院是首次開設,在教學過程中會遇到很多問題,比如,新生還沒有學習專業基礎課和專業課,他們對課程中的一些概念不理解,對一些知識點較陌生,以專業案例法展開教學時,會使學生理解得不清晰。本次課程由1名教師授課,帶給學生的知識面等較為單調。在校內實踐教學部分,僅僅采取的形式是參觀實驗室,部分學生上課注意力不集中,沒有全身心投入,參觀效果較差。
總之,通過開設食品科學與工程專業導論課的實踐,學生在學習興趣、學習成績和綜合能力等方面均有明顯的提高。我們準備在今后的教學中繼續推廣,針對在課程開設中所遇到的問題,我們逐步將其完善,比如,在直接案例教學之前,可以安排1個課時作為專業概念、專業熱點的普及;在授課教師的選擇上面,采取多元化的形式,讓更多有經驗的名師參與其中;在校內實踐部分,可以安排一個綜合入門實驗,在學生參觀實驗室的同時,也動手感受一下實驗的技能。希望在不遠的將來,食品專業導論課在我校食品學院能越開越好,在江西省開設食品專業的高校中能普及。
參考文獻:
[1]姜松,崔恒林,朱幟,等.食品科學與工程專業導論課程的構建與實踐[J].農產品加工學刊,2009,8(181):84-87.
[2]馮向陽,鄺兆明.高校食品專業人才培養過程中設置“專業導論課”意義和方法研究[J].現代食品科技,2008,24(12):1191-1194.
[3]王斌,周亞平.《生命科學導論》課程考核存在的問題和改革建議[J].東華理工大學學報(社會科學版),2011,30(1):85-88.
我?,F有的公共選修課程中,既適合理、工科又適合文、管、藝術專業的為數不多,遠遠不能滿足學生的選課需求。針對這種局面,在現代生命科學課程已初具規模并已成為我校重點推薦的公選課的基礎上,繼續面向各專業學生開設食品營養學、普通藥物學的生命科學系列課程,不僅豐富了我校公選課的種類,而且使學生對生命科學有一個系統的、全面的認識和了解。生命科學類系列課程立足于對理、工、文科等非生物學類學生進行生命科學的素質教育,以生命為主線展開討論,使學生了解學科間的交叉點,激發其創新思維的火花,為今后的發展奠定基礎;使學生了解有關食品營養學和常用藥物的基本理論和概念,掌握合理搭配食物、保持膳食平衡、合理用藥的具體措施,為科學飲食、提高自身保健意識、抗病防病提供了操作性強的實施方法。
(一)精選教學內容
現代生命科學課程,突出介紹生命科學的基本概念、發展趨勢及熱點問題,突出生命科學與理、工、文科各領域之間的交叉,精選教學內容,定位于基礎性、系統性、趣味性和學科交叉性。以教材《基礎生命科學》[1]、《生命科學導論》[2]為主要藍本編寫教案,內容從生命的物質基礎到生命活動的基本單位———細胞,進而討論“克隆”、“癌細胞”等熱點問題;從物質代謝深入到生物遺傳的本質,在分子水平上闡述遺傳疾病等的奧秘;從生物技術到生物芯片、生物傳感器;從生物材料到人工器官,明確仿生學在工程技術上的應用,同時還從動物、植物、微生物、環境與人類的密切聯系來認識保護生物多樣性、保護生態環境、促進人類社會可持續發展的重要性。利用現代信息技術,從國內外科學圖冊和網站上采集豐富、精美的圖片和信息補充到電子教案中,以視頻的方式向學生介紹一些世界著名科學家的實驗設計和研究經歷,以及他們獲得這些知識的著名實驗,如Loewi的雙蛙心灌流設計、著名的肺炎球菌實驗、遺傳密碼的破譯、PCR技術等,使學生體驗到探索生命奧秘的樂趣。
對于系列課程的開設,本著實用性、針對性、可操作性的原則,對大學生進行科學素質教育。系列課程之一———食品營養學,根據相關教材[3]重點介紹營養素的概念及生理作用、營養與疾病、營養與健康長壽的關系,強調保持膳食平衡及合理營養的重要性,補充講授食品營養學應用的熱點問題,如減肥、美容、糖尿病、補鈣等內容,并通過視頻向學生宣傳食品的安全和衛生知識、食品新資源的開發以及世界食品的發展趨勢等國內外在本學科新的研究進展。學生既學到了有關食品營養學的基本理論知識,又掌握了合理搭配食物、保持平衡膳食的具體方法。系列課程之二———普通藥物學,其開設的必要性是針對大多數學生有自我藥療行為,且有錯誤診斷和不合理用藥的傾向,這種情況已通過開放式問卷形式加以證實。因此,有必要對綜合性高校非醫藥專業學生開設藥物學公選課,以提高廣大學生的合理用藥水平。參考非醫藥專業的《普通藥物學》[4],重點介紹常用藥物的防治作用及不良反應,內容包括:藥物的基本知識,常見疾病的用藥知識,消化系統、呼吸系統、神經系統、生殖與泌尿系統、循環系統、內分泌系統的用藥方法,抗生素與維生素專題,各類藥物的禁忌癥及不良反應防治,家庭常備藥物介紹等。為使學生更好地理解和掌握藥物在體內的代謝,將人體系統的組成與結構適當補充到相關章節中。通過本課程的學習,有利于提高大學生的抗病防病能力和科學用藥水平。
(二)多元化考核
選修課教學中,學生方面的瓶頸主要在于學習積極性不高、到課率低、混學分現象嚴重。為促進學生樂學、愛學、會學,在輕負擔、高效率、高質量的教學境界中得到積極、主動、全面的發展,對考核方式進行了改革與實踐,變期末考核為隨堂測驗、課堂提問、專題討論、聯系專業的小論文以及對本課程提出建設性建議等多元化的素質考核,學生可以發現并提出自身感興趣的具體問題,使學生思維活躍,把學生從只注重記憶知識結論的傳統學習法引向注重探究問題所需要的觀察能力、思維能力、探索能力、分析及解決問題能力的培養上來,并結合蓋章形式抽查考勤,期末綜合記分給出考核成績。例如,在講授食品交換份法時,要求學生以自身為對象進行能量和營養素的計算,結合自身的喜好設計一日三餐的食譜;在介紹體重指數(BMI)時,要求學生通過計算,判斷自身的營養狀況,并提出合理的調整措施。通過課堂討論形式進行相互交流,學生們的興趣高漲。多元化的考核方式調動了學生的積極性,得到了廣大學生的認可,每次課的出勤率都達到95%以上,學生的滿意度達90%以上。
二、優化實驗內容,培養實踐能力
充分利用現有實驗室資源,遵循實驗項目的科學性、趣味性和與實際生活的貼近性的指導思想,面向非生物類本科生開設實驗項目。對已初具規模的現代生命科學課程,實行獨立設課實驗,開設的實驗項目有:食醋中總酸含量的測定、葉綠體色素的層析法分離、牛奶中蛋白質的分離提取、生物樣品中微量元素的測定、現代工業水質分析等,使學生既學習和掌握了相關的實驗技能和分析方法,還學會了離心機、酸度計、分光光度計、電導儀等常規儀器的使用和操作,深受學生的歡迎。此外,注意把當代科學的研究熱點及校內的科研成果及時轉化為學生的實驗內容,既讓學生了解學科前沿,又有很強的實用性。例如,結合本系教師的科研成果,設計生物農藥蘇云金桿菌毒蛋白的合成及殺蟲實驗、污水的生物處理實驗,一方面使學生了解生物合成與生物降解的原理及方法,同時又加深對現代生物技術重要作用的認識。食品營養學、普通藥物學課程,配置開放性實驗,供選題目有:酸牛奶的制備、常用消毒藥品如紫藥水、碘酒的配制等,由學生自主選擇,也可由學生自己擬定題目,實驗步驟的制定、儀器設備的選擇和使用、數據的處理及實驗結果的分析均由學生通過查閱資料和獨立完成。實行開放式實驗教學可以讓學生在掌握有關知識和技能的同時,獲得較好的創新意識和創新能力的培養。
三、改革教學手段,提高教學效果
隨著學校招生規模的擴大,大班教學已成為我校公共課教學的主要形式。為了提高課堂的教學效果和信息量,借助PPT軟件,開發了多媒體教學課件。利用多媒體課件聲像并茂、視聽結合、感染力強等優點,將書本知識變靜為動,化虛為實,化抽象為直觀,極大地激發了學生的學習興趣和求知欲望,達到寓教于樂,寓學于樂的目的。例如,在講述遺傳密碼時,設計體外翻譯系統的動畫實驗,通過慢放、定格、特寫等方法,真實、藝術地展現遺傳密碼破譯的全過程,使抽象的概念變得新穎有趣,再加上教師的適時講解,學生可輕松地掌握細胞中64套密碼子與20種氨基酸的對應關系,從而也加深了對遺傳的中心法則的理解??傊?正確合理地使用多媒體教學,可以激發學生興趣,提高學生的主動性,突破教學難點,起到事半功倍的效果。
多媒體課件的使用具有許多傳統方式無法比擬的優勢,但在教學實踐中也存在一些比較突出的問題。例如,信息量較大,教學節奏較快,容易導致部分學生跟不上教師的思路。因此,在使用多媒體教學時一方面要把握好度,注意控制演示速度,使可視信息與教師的教學思路同步。另一方面,由于頁面的切換還容易造成學生對某一個知識點缺乏整體的認識和思考過程,利用板書、講述、多媒體演示相結合的方法,可以彌補上述不足。此外,將傳統教學設計的一些演示實驗、教具模型等穿插在多媒體教學中,可進一步強化教與學的互動,達到理想的教學效果。
引言
課堂交互反饋系統是一種用于課堂教學過程中的教學互動技術工具,在課堂的互動教學環節中,教師可以通過該系統拋出問題,學生可以通過該系統進行互動投票,參與討論,投票結果可以實時。教師根據系統給出的反饋數據結果,能及時了解學生的學習情況,進而更好地組織課堂教學。
筆者以上海交通大學生命科學學院開設的本科生通識教育核心課程“生命科學導論”的課堂教學實踐為例,對課堂交互反饋系統這一教學技術工具在課堂教學應用過程中的一些方法和經驗進行探討、總結和展望。
基于課堂交互反饋系統的教學實踐
1.大班教學帶來的問題
大班教?W是高校常見的授課形式,上海交通大學從2009年9月開始開設本科生通識教育核心課程,此舉成為實施通識教育的重要舉措,該課程也是大班教學比較集中的課程。筆者以“生命科學導論”這門受廣大學生喜愛的本科生通識教育核心課程為例,對2014―2015和2015―2016兩個年度“生命科學導論”課程的學生選課和個人信息數據進行數據采集,并發現該課程具有以下特點。
(1)班級規模大
從選課人數來看,選課的班級人數最高值達到205人,平均人數也達到70~80人左右,教室空間較大,這就造成教師在上課過程中與學生的緊密交流受到人數和空間環境的阻礙。
(2)學生異質性,組成結構分散
筆者對2015―2016春季學期的一個173名學生的班級進行了數據統計,結果顯示選課學生來自17個院系,學生的年級結構橫跨了四個年級。這種情況就會造成班級的學生互不相識,師生間和生生間的互動也因而受阻。
(3)由此帶來的教學困擾和難題
一是教師無法即時掌握學生的學習效果。在大班教學中,學生無法和教師進行一對一的互動,也無法將課堂學習過程中的學習效果和疑惑即時反饋給教師,師生間的信息交流和反饋沒有形成雙向反饋機制。
二是教師無法即時調整教學內容和進度。由于學生所在的年級、認知結構和先修知識水平的差異,教師在授課過程中很難把握學生對重難點的掌握情況,不知道授課進度安排是否合理,而且也無法即時地調整教學內容和進度,并采取相應的教學策略。
三是課堂互動的人數有限。在大班教學中,面對上百人的課堂,教師一方面要活躍課堂氣氛,帶動學生進行深入的思考,一方面又要與學生交流互動,然而班級人數較多,時間有限,要讓每位學生都能積極參與互動是不現實的。
筆者提出的課堂交互反饋系統則能夠解決教師在教學中遇到的實際問題,并通過教學技術工具的運用輔助教師解決教學難題。
2.基于課堂交互反饋系統的教學實踐過程
課堂交互反饋系統在“生命科學導論”課程中的應用實施過程主要分為以下幾個環節。
(1)課堂導入環節,激發學生學習興趣
在課堂導入環節應用課堂交互反饋系統主要是為了激發學生的學習興趣,引發其對后續課程內容的思考和問題的帶入,這是進行課堂學習的預熱環節。
例如,在講解“生物大分子”一節時,教師首先利用課堂交互反饋系統向學生提出兩個問題:“哪類食物更有營養?”“以下哪類食物你最喜歡?”實時統計的反饋數據表明,多數學生認為肉類更有營養,而且多數學生也更偏愛肉類和甜食。接著,引導學生探討肉類、甜食等主要成分是什么,什么是營養,為什么多數人偏愛肉類和甜食,進而拉近學生與蛋白質、核酸、脂類、多糖等生物學概念的距離,從而激發了學生深入了解這四大類生物大分子結構及其主要生物學功能的興趣。
(2)課堂重難點內容即時檢測,教學策略調整
在講授重難點知識時,教師拋出互動問題,通過投票的方式及時了解學生對知識的掌握程度。如果某個知識點大部分學生已經掌握,則可以開始進行下一步講授;如果學生的投票比較分散,各持己見,教師則要針對該問題調整教學方法和策略,對該知識點進行講解并進行新一輪的投票,診斷教學效果。
對于教學中的難點內容,除了在講解相關知識點后,利用課堂交互反饋系統對學生掌握及理解的情況進行實時調查外,教師還可以在講解前或初步講解后,拋出1~2個學生容易理解錯誤的問題,讓持不同觀點的學生展開討論,這樣不僅可以幫助學生更加準確、深入地理解相關難點內容,而且還能鍛煉學生表達、思辨以及邏輯推理等方面的能力,從而收獲更好的教學效果。
例如,在講授“與卵子發育”一節時,教師不要先介紹和卵子的模式發育過程,可以先拋出如圖1所示的問題。統計學生的反饋,可以發現多數學生將高齡孕婦胎兒染色體數畸形幾率高歸因于污染、體質等。接著,引導學生展開討論,了解為什么環境污染等原因并非主要原因。這時,教師再介紹減數分裂從男子青春期后開始,但初級卵母細胞早在胚胎期就開始了減數分裂,并停滯十幾年到四十余年,然后引導學生討論卵子特殊的發育方式與胎兒染色體數異常之間的關系,最終達成共識。這樣,學生不僅掌握了卵子、發育的相關知識,更能鍛煉溝通交流以及邏輯思維能力。
(3)有針對性的分組,組織有效課堂討論
通過課堂互動反饋的數據,教師可以更科學、有效地將學生進行同質或者異質分組,便于合理地開展課堂討論。
例如,在講授“新興生物技術及其倫理”一課時,教師介紹完“人工輔助生殖技術(俗稱試管嬰兒技術)”后,可以組織學生分組討論試管嬰兒技術相關的代孕問題。接著,教師介紹發生在其他國家的一些濫用試管嬰兒技術的負面案例,并組織學生討論“我國嚴格禁止代孕的利與弊”,這時,教師就可以利用課堂交互反饋系統,根據學生的觀點進行分組,引導學生從倫理、法律、親情以及社會接受度等方面展開辯論。這樣同組的學生均持相同觀點,使得兩組學生辯論起來非常真實,氣氛也更熱烈,并能夠收到良好的教學效果。
(4)課堂小測驗,教學效果及時診斷
課堂交互反饋系統可以幫助教師及時了解學生掌握知識的情況,從而及時調整教學進度與難度,確保學生能夠掌握新知識。
例如,在講解“生物大分子”一課時,“手性”與“手性分子”是學生容易產生錯誤理解的知識點。因此,教師可以在介紹完相關概念后拋出測驗題,通過課堂交互反饋系統就可以了解有多少學生掌握了“手性”的概念。接著,教師可以根據具體的掌握情況,相應地調整教學進程,如更換講授方法或讓答對的學生講解自己是如何分析和理解的。
(5)問卷調查,改進教學方法
教師可以通過問卷調查了解在互動課堂授課還需要改進的地方,并通過改進教學方法、教學技術逐漸磨礪出一節好課,最終形成正向的反饋機制,教學相長。
3.基于課堂交互反饋系統教學實踐的反饋
(1)來自學生的反饋
筆者對學生使用課堂交互反饋系統的滿意度進行了問卷調查,共收集341份問卷,得到如圖2所示的數據。
從問卷調查的滿意度來看,75.48%的學生贊成對活躍課堂氣氛很有幫助,78.66%的學生贊成師生間的互動程度有所提高,71.98%的學生贊成回答問題的積極性有所提高,69.75%的學生贊成在課堂上進行思考的時間增多,71.33%的學生贊成對學習內容的掌握程度有所提高。對于使用課堂反饋系統進行教學,學生的滿意度達到50%以上,有些學生將投票終端稱之為課堂神器。
(2)來自教師的反饋
筆者通過問卷和訪談獲取了教師使用課堂交互反饋系統的滿意度的數據。從數據可以得出,教師認為交互反饋系統在上課時最有幫助的功能是活躍課堂氣氛、教學效果診斷,教師認為課堂反饋系統中采集的互動數據能夠帶來的教學輔助有課程簽到出勤率統計、納入平時成績管理、學習情況診斷和反饋、課程題庫建設與使用、錯題集集錦等多項功能(如圖3)。90%的教師表示他們在后續學期還想繼續使用互動工具進行教學。
教學實踐的總結和經驗
課程交互反饋系統為大班教學所存在的問題給予了技術的支持,筆者通過長期的實踐,取得了良好的教學效果。下面,筆者總結了利用教學技術工具輔助教學的一些實施經驗。
1.熟練地掌握教學技術工具是成功實施技術融合教學的基礎
教師能夠熟練操作交互反饋系統是技術能否真正融合課堂的基礎保證,教師在運用互動工具之前必須經過認真的培訓以及演練,只有完全熟練使用后才能進入課堂使用,否則在課堂中會出現因教師對教學工具操作不當而中斷教學進程的問題。[1-3]
2.技術工具要自然地融入教師的教學過程
技術工具本身是從師生的真實教學需求出發而產生的,成功地運用技術工具并不意味著教師一定要馬上摒棄其固有的教學形式和方法。在技術工具服務于教師教學伊始,不妨將更多的精力放在如何在原有模式下運用得更好上,而不是一味地追求徹底改變。當能夠熟練地將技術運用于原有教學時,教師就會產生新的期待和需求,這時再去嘗試更好的、新型的教學方法。
3.課堂互動反饋系統需要高質量的題庫進行互動
在以問題為驅動的互動課堂教學中,提問質量的好壞直接影響教學活動開展,且學生喜歡回答具有挑戰性的提問。因此,建立高質量的問題庫是應用互動反饋系統進行課堂教學的重要環節。
4.互動教學不僅是技術創新更是教學模式的創新
詞素是構成詞匯的最小的有意義的單位。詞素層翻譯就是利用英語中的詞素(前綴、后綴、詞根)和連接元音字母O(偶見用i)進行創造新詞的一種方法。例如,hysteromyoma(子宮肌瘤)是由hystero( uterus 子宮) + myo( muscle 肌肉) + ma( tumor 腫瘤)構成; hepatosplenomegaly(肝脾肥大)是由hepato( liver 肝) + spleno(spleen 脾) + megaly(enlargement 肥大)構成;electrocaidioscopy(心電圖檢查)是由electro(electricity 電) + cardio(heart 心) + scopy( examination 檢查)構成。其中,有下劃線的為連接元音字母o。
二、詞素層翻譯的歷史
最早利用詞素層翻譯將中醫名詞術語的是十七世紀的荷蘭人Dane Jacob Booudt, Buschof H.及Rhijne W. 他們翻譯了一定數量的中醫名詞術語,其中一部分到目前為止還被人們廣泛使用著。例如,他們將“針刺”和“艾灸”二詞分別翻譯成譯成“acupuncture” 和“moxibustion”?!癮cupuncture”是由前綴“acu-:neddle(針)”和后綴“-puncture: penetrate (刺)”構成 ;“moxibustion” 是由前綴 “moxi-(艾)”和后綴 “-bustion:burning 燃燒”構成的。這兩個譯名是最早被譯成英語的中醫名詞,也是最被西方人接受的兩個譯名。
這種利用希臘――拉丁詞素翻譯命名新醫學詞匯的方法一直使用到今天,仍然在世界范圍內被廣泛地使用著。這足以看見其實用性和強大的生命力。事實上,現代醫學新名詞術語層出不窮,詞素層翻譯功不可沒。自從工業革命,特別是近半個世紀以來,生命科學及其相關學科的新名詞術語以加速度式地不斷涌現。正因為有了詞素層翻譯,這些新名詞得以及時地翻譯命名而被納入現代醫學名詞術語詞典里。這種利用英語中固有詞素組合創造新名詞的做法值得今天從事中醫翻譯的人學習。
三、中醫名詞術語翻譯中的問題及詞素層翻譯中醫名詞術語的優點
目前,中醫名詞術語翻譯中的最大的問題就是釋義性翻譯。不管是直譯或是意譯,其結果都是譯語太長,不符合科技名詞術語的要求。例如,風熱頭疼、宮寒不孕、肺虛咳嗽在許多詞典里被分別譯為headache due to pathogenic wind and cold, sterlity caused by coldness of the uterus和cough because of asthenia of the lung。我們先不管譯文是否準確,單從譯語的形式上來看,與英語醫學名詞術語的形式格格不入。翻開英語醫學詞典可以看出,從結構上看,英語醫學名詞基本上有三種形式:① n; ② adj.+ n; ③ n + of + n。也就是說,要么是單一的一個名詞;要么是一(幾)個形容詞加一個中心名詞;要么是一個名詞加一個介詞of 再加一個名詞。根本看不到有介詞短語“due to”、“because of”,更看不到過去分詞“caused by”出現。
可以看出,用詞素層翻譯法譯出的中醫名詞術語完全符合英語現代醫學名詞術語的形式要求;與科學的標準化的名詞術語的翻譯標準一致;避免了因釋義性的直譯、意譯所造成的譯語冗長的缺陷;消除了因譯語不當使外國人對中醫產生的隔膜感和排斥感。因此,我們可以勇敢地做這方面的嘗試。事實上,有不少學者在這方面作了不少的努力和工作。例如,上海中醫藥大學李照國先生在他的著作《中醫翻譯導論》(西北大學出版社,1993年)后面附有十多頁詞素層翻譯的若干中醫名詞術語。另外,李先生在1997年出版了《漢英中醫藥大詞典》(世界圖書出版社)。在這部詞典里,他大膽地采用了詞素層翻譯法,翻譯了大量的中醫名詞術語。筆者也長期做這方面的研究和嘗試。特別是在2000年7月從西安交通大學畢業時,畢業論文《如何處理中醫翻譯中的文化因素?》中,就如何利用詞素層翻譯避免中醫翻譯中的文化禁忌作了大膽地嘗試。
四、結語
綜觀詞素層翻譯的應用歷史,我們可以看出這種方法在翻譯命名新科技名詞術語方面有著其它翻譯方法不可比擬的優點:這種方法譯出的名詞術語符合科技名詞術語的形式要求。這對解決目前中醫名詞術語翻譯中存在的譯語太長的缺陷提供了一個科學可行的方法。然而,中醫名詞術語英譯標準化是一個漫長的過程,它涉及到許多方方面面的問題,不可能在較短的時間內實現譯名統一。因此,我們不能操之過急。在使用詞素層翻譯法翻譯中醫名詞術語時,我們一定要掌握一個度的問題,不可過度使用。否則,只能是事與愿違,欲速則不達,反而影響了中醫名詞術語英譯標準化的進程。
參考文獻:
[1]李照國.中醫翻譯導論[M].西北大學出版社,1993.7:151-154.
[2]Cousland,PB:Medical Nomenclature in China.The China Medical Missionary Journal.1905,1(3):115-121.
關鍵詞:計算思維;多樣化訓練;算法設計與分析
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2012)16-3910-02
The Research of Training Computational Thinking in Teaching Algorithm Design and Analysis
SUN Ya-hong
(Xi’an Fanyi University, Xi’an 710105,China)
Abstract: Computational thinking has become the hot issue in current international education. How to develop students’habit of using the computational thinking in real life, this article discusses a computational thinking training model based on variety practice in teaching al gorithm design and analysis. And give a lot of examples to illustrate the training model.
Key words: computational thinking; variety practice; algorithm design and analysis
自2006年3月,美國卡內基·梅隆大學計算機科學系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授在美國計算機權威期刊《Communica tions of the ACM》上發表《Computational Thinking》一文以來,國際國內計算機教育界掀起了研究計算思維的熱潮。2008年6月,美國計算機科學技術教師協會(CSTA)發表文章《Computational Thinking:A problem solving tool for every classroom》,在該文章中,作者給出了計算思維的定義,并分類歸納了社會科學、計算機科學、自然科學、數學、生命科學等學科領域中關于計算思維的經典論文;2008年美國國家科學基金會NSF通過了一項計算使能的科學發現和技術創新CDI(Cyber-Enabled Discovery and Innovation)計劃,該計劃進一步強調了“計算思維”領域的創新對自然科學和工程技術領域發展的推動作用。同時,計算思維在國內也得到了廣泛的討論。2008年11月,由全國計算機教育研究會主持的“計算思維與計算機導論專題學術研討會”在廣西桂林召開,參加會議的學者總結了當前計算思維的研究進展狀況,并討論了計算思維對計算機教育的影響。2009年7月,在NOI2009開幕式和NOI 25周年紀念會上,中科院計算技術研究所所長李國杰院士進一步闡述了計算思維的定義,他指出“計算思維是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為,它選擇合適的方式去陳述一個問題,對問題的相關方面建模并用最有效的辦法實現問題求解”;2009年12月,王亞東等人在《計算與計算思維》一文中討論了計算思維對各門學科產生的影響,并提出應該在計算機專業的各門課程中滲透“計算思維”的設想;2010年12月,張曉茹等人在《再談計算思維》一文中通過對計算機科學思維,計算思維和計算機思維概念進行一致性分析,從不同方面分析和闡述了計算思維的特征,并對計算思維研究的基本問題進行了初步探索。盡管如此,如何在具體的課程教學中培養學生的計算思維能力仍處于起步階段,還沒有形成一套成熟的教學指導體系。那么,如何在課堂上結合課本的知識點培養學生的計算思維能力,使得計算思維成為學生的一種思維習慣;如何在學生的四年大學學習,持續不斷地培養學生的計算思維,使學生能夠運用計算思維的方法進行問題的分析和思考,是一個重要且值得探討的問題。基于此,該文依據計算思維的方法,在《算法設計與分析》課程的教學中,提出一種基于算法多樣化訓練的計算思維培養方法。經實踐驗證,該方法有利于幫助教師提高教學效率,挖掘學生潛能,有利于提高學生分析問題,解決問題的能力。
1計算思維
什么是計算思維?計算思維同我們的閱讀、寫作能力一樣,是人類的基本思維方式。這種思維方式運用計算機科學的基礎概念和方法對問題進行描述,建模,求解。它是一種具有普適性的科學思維方法。為了更加具體的、詳細的說明這一概念,周教授將計算思維的概念進一步定義為以下幾個方面內容:
1)通過約簡、嵌人、轉化和仿真等方法,把一個看來困難的問題闡釋成一個我們知道問題怎樣解決的思維方法。
2)是一種遞歸思維是一種并行處理能把代碼譯成數據又能把數據譯成代碼,是一種多維分析推廣的類型檢查方法。
3)是一種采用抽象和分解來控制龐雜的任務或進行巨大復雜系統設計的方法,是一種基于關注點分離的方法。
4)是一種選擇合適的方式陳述一個問題,或對一個問題的相關方面建模使其易于處理的思維方法。
5)是按照預防、保護,通過冗余、容錯、糾錯方式,并從最壞情況進行系統恢復的一種思維方法。
6)是利用啟發式推理尋求解答,即在不確定情況下的規劃、學習和調度的思維方法。