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關鍵詞: 信息技術 課程整合 生物教學
一、信息技術與課程整合的目的
課程整合,指的是各學科之間(包括各學科內部各分支之間)的整合,即各學科互相聯系地加以學習。
從這層意義上講,整合應是將某一學科或多個學科的知識與信息技術相融合,從學生已經熟悉的知識入手,讓學生運用信息技術解決其他學科的問題或者學習其他學科的新的知識。在這一過程中課程各要素形成了有機的聯系和結構,它不是簡單地將不同的學科相加在一起,而是將課程看成一個整體,根據某一要點,將不同的知識貫穿在一起,讓學生在學習的過程中不知不覺地從不同的知識領域及層面掌握,從而提高對問題認識的全面性。
在整合過程中,我們要把信息技術有機地融入到生物教學中,切忌為了整合而整合,生搬硬套,不考慮生物與信息技術之間的關系與聯系。同時,我們要以系統的觀點綜合應用傳統媒體和信息技術手段,不能因為信息技術的興起而擯棄傳統媒體,因為有些教學問題仍然適合采用傳統媒體解決。例如“植物的蒸騰作用”這一內容,可用計算機模擬植物體內蒸騰作用發生的過程,但要使學生直觀地感受蒸騰作用產生的現象,還是應該由學生自己動手進行實驗操作。這樣才能促進學生觀察能力、思維能力及獨立工作能力的發展,這是一般信息技術不能替代的,所以信息技術的使用不能削弱甚至完全替代傳統媒體,我們應使多種教學媒體相結合,做到優勢互補,相得益彰。另外,還可利用信息技術手段積極改變課堂教學模式和學生的學習方式,改善傳授式教學和接受式學習,加強指導性教學和探究式學習,使信息技術既應用于教師的教,又應用于學生的學,并開發出更有效的運用形式。
二、信息技術與課程整合在教學過程中的作用
信息技術與生物教學整合使信息技術以一種智能化的教、學的平臺出現,真正地實現個別化的教學,真正地成為學習的認知和思維工具。信息技術與生物教學的整合在教學過程中的作用主要表現在以下幾個方面:
(一)激發學生的學習興趣
計算機多媒體集文字、圖形、圖像、聲音、動畫、影視等各種傳輸手段為一體,具有很強的真實感和表現力,可以激發學生的學習興趣。興趣是學生主動學習、積極思考、勇于探索的內在動力。學生對某種事物的興趣越濃厚,其注意力就越集中,致使其觀察細致、記憶深刻、想象豐富,從而呈現最佳學習狀態。如在學習《花的結構》一節課時,筆者截取了一段科教影片作為多媒體課件的開始,反復展示花朵開放的過程。學生一走進教室,便一下子被屏幕上各種花蕾爭相怒放的畫面吸引住了。上課時,筆者發問:“屏幕上的畫面顯示的是植物的哪一個生理過程?”學生異口同聲地回答道:“是開花。”“那么什么是開花?”“植物為什么要開花?”“為什么開了花才會結果?”……一連串的問題從畫面上引出,學生邊看邊思考,自然而然地進入到新的一課的學習中。
(二)突破教學難點
例如,初中二年級的血液循環的教學,以往盡管教師盡可能地采用了多種教學方法和教具,但是血液在整個循環管道中的流動,以及物質的交換仍然要憑借學生的想象力自己去想象,這對于只掌握了些生理、解剖知識皮毛的初中學生來說,抽象的仍然抽象,枯燥的依然枯燥。若采用信息技術制成多媒體課件,進行動態的演示,學生便可非常直觀地看到血液在循環管道中的流動過程,以及循環管道的具體分布;可一目了然地看到物質的交換過程,再配合小組的討論和教師適當精辟的講解,學生就會輕而易舉地理解和掌握。這樣,原本抽象、枯燥的內容變得簡單有趣了,課程的動態性也體現了,教學目標便很容易就達到了。又如草履蟲的螺旋式前進,傳統的輔助教學方法就是一邊用手比劃,一邊引導學生想象,因而學生往往不能形成正確的概念和影響,有的只是自己的想當然,這不符和科學的嚴謹性。若采用Flash做成動畫,生動地顯現它們是如何運動的,這樣的課件一播放,教師甚至不用解釋,學生便會一清二楚。筆者在具體的教學實踐中深深地體會到了這種做法的優越性和良好的教學效果:教師只需適當地引導,學生便可以自主而高效地完成學習。
生物課程中有許多內容和自然節氣及氣候的變化有著密切的關系,盡管在課程編排時盡量地使內容與相應的節氣和氣候特點同步,但我國幅員遼闊,地域差異很大,往往無法采用傳統的實驗等形式進行輔助教學,而不采取一定的輔助形式或手段,又不能達到好的教學效果。這在無形之中就成了障礙,影響了教學。又如有些課程內容本身就是歷史,或深埋于地下,或只是以文字的形式記載于書本中,在課堂上以常規的方法也根本無法讓學生了解、探索、掌握,例如生物的進化、物種的發展、演變的歷史等內容,在傳統的教學中往往是很枯燥的一部分。但如果采用多媒體課件集中展現物種的產生并由低級到高級、由水生到陸生、由簡單到復雜的過程,便可使學生形成非常直觀的印象,很形象地理解物種的進化及演變,同時還可以很容易地找到進化過程中各種物種的聯系,以及各種器官等的進化過程,掌握物種進化的證據。這樣既能激發學生的興趣,也能讓他們很輕松地掌握知識。
(三)創造實驗
生物學中有大量的實驗,但都設計好了實驗的步驟、結果,這樣雖然告訴了學生這個實驗如何做、結果應該如何,但既顯得呆板,又限制了學生的活躍思維。在明確實驗規律和實驗目的的前提下變講實驗或演示實驗為學生自己設計實驗、創造實驗,結果會怎樣呢?實踐證明,這樣學生的興趣將會被很好地激發,他們的思維將會被很好地開發,而他們自己設計實驗的結果是:既掌握了實驗原理,又熟悉了實驗過程,更重要的是他們還發明了一些很好的實驗設計。
(四)能力培養
整合授課在取得好的效果的同時,也給了學生一定的啟發。首先,使學生知道實現一個目標有很多種方法和途徑,不能拘泥于一種;其次,在學觀察課件、形成結論的同時,也很好地培養了學生的觀察能力、邏輯思維能力、縱橫聯系能力等;再次,整合授課過程中,教師只是適當地引導,學生才是學習真正的主人,因此,也就培養了學生的學習能力,使他們學會學習,真正成為學習的主人,體現了新的課堂觀和學生觀。整合教學在提高了生物課程的教學效益和質量的同時,也綜合發展了學生的其他素質。如學生信息素養、個性思維能力、審美能力、協作能力、資源的利用、創造能力等,非常有利于學生的后期發展。
當然,信息技術與學科課程教學的整合仍在不斷的探索當中,它的前景將會是無比美好的。相信在不久的將來,信息技術與課程整合將廣泛地應用到各科教學過程中,成為學科教學的最主要形式。
參考文獻:
[1]何克抗.關于信息技術與課程整合的理論思考.中小學電教,2001,(1).
【關鍵詞】環境工程微生物學 教學 體會
微生物技術是現代高技術之一,對經濟建設與社會進步有著深遠的影響,它以低耗高效、副產物和副作用小、安全性好,而在解決生態和環境問題等方面發揮著越來越重要的作用。在現代技術的交叉滲透過程中,將微生物技術的基本原理應用到環境工程中,為微生物技術從實驗室走向解決環境問題提供了理論基礎。在解決目前人類所遇到的人口、能源、廢物處理等環境問題中發揮了重要的作用,并顯示了可觀的經濟效益和社會效益。因此,國內許多院校的環境工程專業開設了《環境工程微生物學》課程,并將課程的重點放在了介紹微生物的生態與微生物在解決環境問題的應用上。但同時《環境工程微生物學》在內容與研究方法上和環境工程的其它課程又有較大的差別,所以該課程的教學有它的獨特性。
我校水資源與環境學院自開始招環境工程本科生以來,一直把《環境工程微生物學》作為環境工程專業的主要專業基礎課之一。目前,我有幸成為這門課程的主講老師。如何對待該課程的教學? 如何使環境工程專業微生物學教學緊跟學科發展步伐,使學生在系統學習和掌握微生物學基礎理論知識的同時,進一步理解防治環境污染、改善與提高環境質量的微生物學原理、技術和方法? 經過近兩年的教學工作,感受頗多,特將我對講授這門課的一些體會總結如下,請批評指正。
1 加強緒論部分的教學
有些人認為緒論沒有什么具體內容,在教學上可有可無,有些老師往往是讓學生們自學緒論部分。但實際上緒論是一門課程的序曲,又是一門課程的縮影和向導。在緒論的講授中,授課教師應該介紹微生物的發現及其與人類和環境之間的關系,讓學生認識到微生物對于我們人類和環境的重要性;介紹微生物學的奠基、發展歷史、現狀及發展方向,讓學生了解微生物學是在解決實際問題,是在認識自然和改造自然的過程中得到發展的;介紹顯微鏡的發明者列文虎克、青霉素的發現者弗萊明等為微生物學做出杰出貢獻的科學家,啟迪學生為科學獻身的精神[1];介紹環境工程微生物學當前的研究熱點和難點,激發學生的求知欲望。同時,在課程的講授過程中要多聯系生活和實踐,努力使抽象深奧的內容變得具體簡單。例如,在講授微生物發酵時,聯系酸奶的制作,告訴學生各廠家生產的酸奶呈現不同的風味就是因為不同廠家選用的菌種不同,因而發酵產物不同所致,使學生深刻了解了發酵的不同類型。
2 更新教學內容,加大新知識和新技術的傳授
環境微生物學作為一門新興的邊緣學科,隨著生物學、微生物學及環境科學的發展而不斷呈現出新的內容。特別是日新月異的分子生物學技術已滲透到生物科學和技術的各個領域,尤其是與微生物學關系密切,這更加促進了微生物在環境工程中的應用。為了緊跟時代和學科發展的步伐,培養高質量人才,教師需及時更新自己的知識結構,跟蹤學科前沿發展變化的動態,將新的知識和新技術及時增加到教學中來,讓學生熟悉和掌握學科前沿性的理論知識和操作技術,為他們將來深入開展研究打下良好的基礎。例如,可以講解有關DNA重組技術、基因擴增技術、DNA測序技術等高新技術在環境工程中的應用現狀和發展前景[2,3],為學生將來開展創新性研究工作奠定理論基礎。同時還可以把一些和日常生活關系密切的知識,例如ADIS的傳播及預防,SARS、禽流感的爆發與環境污染的關系等等,以科普形式介紹給學生,既活躍了課堂氣氛,又拓寬了學生的知識面,調動了學生的學習興趣,激發學生對科學研究的責任感和奉獻精神。另外,把一些有爭議的問題引入教學中,也可以開拓學生的專業視野,激發學生智力活動的積極性,培養學生的科研動機,幫助學生認識發現真理的過程,培養其攀登科學高峰的信心和勇氣。
3 改革教學模式,激發學生學習興趣
學習動機是一種內驅力,學習興趣是學習的最佳動力。只有在充分激發學生的興趣,調動他們的想象力和參與能力的情況下才能最大限度地發揮效力。環境微生物學研究的對象是人們在通常情況下看不見的微小生物,其教學內容是一些微觀的、抽象的、闡述性的內容,并且涉及到遺傳學、生理學、生物化學、分子生物學等諸多前沿學科,具有較強的廣度與深度。如果不能及時調動學生的學習積極性,那么這些繁雜的內容就會使學生感到味如嚼蠟,毫無興趣,直接影響學生的理解,最終導致學習效率低下,學習效果不佳。如果激發了學生對課程的學習興趣,就會增加學生課后查找、閱讀參考資料的主動性,這對學生后續內容的學習也是一種鞭策和鼓勵。
學生在學習該課程之前,主要學習了數學、物理和基礎化學等課程,專業課程學習尚未展開,所以學生對環境工程專業學習微生物目的缺乏認識,在他們思想上有一種根深蒂固的想法,即解決環境問題必須用物理化學的方法。針對這種情況,就需要將工程實踐中一些有影響的或與學生生活比較貼近的實例,如:一般的城市二級污水處理廠、城市垃圾資源化系統等內容引入課堂,讓學生明白微生物在處理環境問題中有著廣泛的應用,從而激發他們的學習熱情。
還有,《環境工程微生物學》的前幾個章節主要講述微生物的形態、結構及生化過程,具有概念多、微生物種類多且形態多變的特點,而且由于微生物形體小,無法從日常生活中得到直觀的印象,學生普遍感到“看不見,摸不著”。針對這種情況,應當采用多媒體教學的手段,利用一些典型微生物的圖片或三維動畫形式,描述其形態與生長發育過程,這樣既方便講解又生動活潑,利于學生理解,增加學生學習興趣,提高教學效果。同時,還要鼓勵學生自己動手采集微生物,利用實驗室開放時間,自己去觀察體會,并通過查資料,關注學科進展,采取互動形式,增加學生從課外獲得相關知識的能力。
4 加強實驗教學
微生物學是來源于實驗的科學,所以我們應著重加強實驗教學。環境工程微生物學實驗是一門原理性、概念性、實踐性、操作性難度較大的課程。比如顯微鏡技術、制片和染色技術、培養基的制備技術、無菌操作技術、純種分離培養技術、菌種保藏技術、大氣及水中微生物監測技術等。這些都需要特殊的設備和獨立的訓練,如果沒有足夠的課時及儀器支持,掌握其中的操作技術是很困難的。環境工程微生物學實驗課前期準備工作是一項比較復雜、精細和繁瑣的工作,工作量大,連續性強,即使是微小的疏忽也可能造成實驗的失敗。在做實驗準備的過程中必須認真、細致才能保證實驗課的順利進行,這就對實驗室老師的素質和教學態度提出嚴峻的考驗。
還有,實驗操作過程是培養學生獨立工作能力最好的過程。實驗中,我們應該采取學生獨立思考、自己動手、大膽探索,教師積極引導、注重啟發的實驗教學模式,充分發揮學生在實驗中的積極性和主動性。如在做“細菌革蘭氏染色”實驗時,我們要求每個學生至少完成3個不同類別典型細菌的正確鑒別染色片,從挑取菌種、涂片、固定、染色、調試顯微鏡,直到觀察到染色的微生物形態,鑒別出正確的菌種為止,整個過程完全由學生自己操作,而且實驗的每一步都要非常認真仔細,稍不注意就得不到正確結果[4]。實驗中,學生對涂片后固定細菌時的溫度高低、洗片環節、酒精脫色的時間等精心分析,反復實驗摸索,并在教師的啟發下,找出問題癥結,直到得出滿意的結果為止。實驗過程中,我們還應對學生操作時的習慣性問題和錯誤作重點提示和講解,并在學生操作過程中及時指導糾正動作,嚴格要求學生獨立完成。
實驗課的講授過程中,我們還應盡可能地開一些綜合性地實驗。綜合實驗是一個以學生為主體、學生與教師互動的教學過程,其特點是學生獨立自主進行實驗的設計、組織、實施和管理。演示性、驗證性實驗多,而綜合性、設計性實驗少是過去實驗教學中存在的問題,學生對實驗過程印象不深,理論掌握不牢,動手能力不強,不利于培養學生的創新能力。為此,我們針對學生比較感興趣的實驗課題,如水、室內空氣、土壤和食品中的微生物種類、數量、分布等應用于實驗教學,學生通過查閱資料,設計實驗方案,由指導老師指導和小組討論,確定實驗方案,提高了學生的分析問題和解決問題的能力,這樣激發了學習興趣,鞏固了理論知識和實驗技術,也培養了學生的綜合運用能力。
微生物學博大精深,微生物在處理環境問題時的優勢越來越明顯。作為環境工程專業的重要基礎課之一,《環境工程微生物學》在學科體系中的地位也越來越重要。如何使環境工程專業的微生物教學進行得更合理,如何使環境工程專業的學生具備較高的微生物學綜合素質,相信通過對教學經驗的不斷總結和改革,通過主講老師地不斷學習提高,最終能夠使《環境工程微生物學》的教學工作適應時展要求,為培養具有綜合素質的環境科學人才做出貢獻。
參考文獻
[1] 周德慶.微生物學教程(第二版).北京:高等教育出版社,2002.
[2] 張洪勛,王曉誼,齊鴻雁.微生物生態學研究方法進展[J].生態學報,2003,23(5): 988-993.
關鍵詞:高級微生物學;碩士研究生;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)01-0154-02
研究生的培養不同于本科生,按教育部下發的《關于深化研究生教育改革的意見》(教研1號)所說,培養高層次人才的主要途徑是研究生教育,它是國家創新體系的重要組成部分。該意見要求在研究生學習階段,課程學習和科學研究要有機結合,強化培養學生的創新能力。高級微生物學是生物科學與工程學院生物工程專業學位研究生和微生物學學術型研究生必修的一門課程,是微生物學理論和實踐相結合的一門課程,在研究生的課程中,具有舉足輕重的作用。隨著現代生物技術的飛速發展,新理論、新材料、新方法、新技術的不斷推廣應用,《高級微生物學》課程的教學內容也逐步變化,舊的理論、實驗設備及實驗方法有些已淘汰,新的已經補充。為了使研究生及時了解本學科國內外的發展現狀與動態,提高其從事科學研究、教學與科技管理、指導生產實踐的能力,本教學團隊在多年的教學基礎上,對研究生的“高級微生物學”課程進行了改革探索。主要針對教學內容、教學方法、考核方式等方面進行了改革,努力提高教學質量,積極培養研究生的創新能力。
一、修訂教學大綱,優化教學內容
江西農業大學1957年創建了微生物學科,國內知名學者黃其望、歐陽諒等老前輩創建本學科。半個多世紀歷經幾代人的辛勤耕耘,微生物學科得以發展壯大。2003年本學科經教育部批準為碩士點,開始招收微生物學專業碩士研究生,而“高級微生物學”一直被列為微生物學專業碩士研究生的一門重要專業核心課程,該課程沒有固定教材,講授相關領域的最新研究進展是主要的教學內容,同時設定一定學時的討論課。隨著研究生擴招,研究生掌握的微生物學基礎知識參差不齊。為了使研究生的微生物學基礎知識得以強化,為了拓寬研究生的知識背景,“高級微生物學”課程以周德慶主編的“微生物學教程”和沈萍主編的“微生物學”為主要教材,教師講授部分內容,學生自學部分內容。
根據學科發展和進步及時修訂和完善教學大綱,新的教學內容分幾個部分:
(1)簡要介紹微生物學發展史,微生物研究與發展現狀,鞏固本科學習階段的內容,夯實研究生學習高級微生物學的基礎;
(2)根據微生物的特點,沿著微生物的形態結構、生長發育、新陳代謝、代謝調控等基本理論主線,闡述微生物資源開發利用和學科的最新成就;
(3)圍繞微生物學基本技術和最新的技術方法,從微生物生態學研究與應用實踐,微生物的分類與鑒定兩方面講解。
教師在授課過程中,要盡量結合科研和生產的實例,闡明微生物學現代技術方法、原理和應用,使學生掌握科學研究應具備的科研思路和常用的微生物學技術,引導學生在科研設計和實驗中去提出問題,分析問題和解決問題。教師在結合國內外微生物學科的一級期刊以及Science、Nature等雜志上新近發表的微生物學相關研究成果授課過程中,讓學生了解微生物學領域中的源頭創新及科學效應,及時更新教學內容,使教學內容與時展保持同步。
二、改革教學方法,培養學生創新能力
大多數研究生認為研究生學習期間關鍵是要把實驗做好,課程的學習不重要,學習目的不明確,學習態度不積極,所以經常有大量的學生缺課。有的研究生為了獲取學分,不是深入探索學習相關知識,而是通過考試前死記硬背一些考試內容過關。如果老師要求寫文獻綜述,很多學生為了完成任務,就在網上收集一些論文資料,不做任何分析,敷衍了事。研究生教育要求學生不但知識背景要寬泛,而且要有扎實的基礎理論和專業知識,要達到這種目的必須是通過課堂教學而不是通過實驗完成。因此我們試圖改變教學方法,提高學生學習興趣。我們將理論教學分解為精講部分、講座部分、自學討論三個部分。把以教師為中心變為以學生為主體,充分發揮教師的引導作用和學生的主觀能動作用。首先布置課前文獻報告,再組織課堂交流,討論文獻相關問題,最后監督討論后的研究報告和進程,把知識灌輸改變為以重視能力培養為目的的傳授知識。通過探究式、激發式教學方式,提高教學水平,培養研究生創新能力和創新意識。
三、開展專題演講,鍛煉學生綜合能力
完成理論基礎知識的講解部分內容后,給每個學生設立一個主題,如重金屬的微生物代謝研究進展、微生物來源天然產物的生物合成和組合生物合成、微生物代謝組學、細菌的信息交流、環境微生物基因組學、土壤微生物生態工程、微生物蛋白組學、未能培養微生物、新基因發掘和功能研究、農用抗生素的研究等,要求學生結合自己將來的研究工作進行選題。學生可利用互聯網、圖書館查閱文獻資料綜合分析,寫成5000字左右的綜述(不含參考文獻),制作PPT,安排一定的課時要求學生輪流上臺演講,其他學生和老師作為評委,根據其幻燈片制作是否精美、語言表達是否流暢、內容是否條理清晰、回答問題是否恰當等指標為演講的同學綜合評分。研究生通過這些新知識的學習,開闊了的學習視野,啟發了思維,強化了學術研討和文獻調研的能力,奠定了科研課題研究工作的基礎。
四、增設實驗環節,增強學生實踐能力
由于招生規模逐年擴大,研究生生源多樣化明顯。不同的生源掌握的微生物學實驗技術差別明顯,新生現狀給研究生教學提出了新的挑戰。由于是第一學期開設高級微生物學課程,很多學生尚未進入實驗室,為了培養研究生嚴謹的治學態度和持之以恒的科學精神。我們在課程改革中增設了實驗環節。在實驗安排中,首先設計的是一些基礎性的實驗,如,土壤中好氧微生物的分離、純化及無菌操作技術;細菌與酵母、放線菌與霉菌的菌落特征識別;普通光學顯微鏡的使用與放線菌染色技術及其形態和結構觀察。隨后根據學生將來的研究方向選題,設計實驗方案,在老師指導下開展實驗。例如微生物次級代謝產物研究方向的研究生,我們確定的題目是“放線菌發酵培養物對土壤及植株養分的影響”通過實驗了解不同濃度的鏈霉菌代謝產物處理水稻種子,對種子萌發率、可溶性糖、葉綠素含量及根系活力的變化進行綜合分析;以稻瘟病菌為病原菌對三葉一心期的水稻進行處理,以觀察鏈霉菌對水稻幼苗抗病效應的影響。通過這個創新實驗環節,一方面提高了不同生源學生的實驗操作技能,另一方面培養了學生的學習主動性,同時,學生的團隊協作精神也得到了提升。
五、規范考核模式,強化基礎知識,考查思維創新
研究生課程考核模式主要有三種,提交課程論文、開卷考試和閉卷考試等。但這些考核方式均存在弊端,如課程論文,學生只是在網上拷貝現有的論文,不做任何的歸納總結。開卷考試則是學生把試卷拿回去,在網上搜索相關答案直接照搬照抄。閉卷考試時,學生就在考試前突擊,死記硬背。總結經驗,我們對高級微生物課程成績的最終評定做了許多調整,量化各項指標。我們將考核內容設定為考勤5%+課堂交流25%+課外作業15%+期末考試55%,考勤考查的是到課率,課堂交流包括課堂問題的交流和由學生選定的專題演講,課外作業為布置的每章節的作業,期末考試主要是討論型的題型。增加平時成績和討論分析題型的比例,可以有效避免學生考前突擊,考后就忘的現象,引導學生真正地用腦學習。
為了順應現代生物技術的飛速發展,教師不僅要有寬泛的生命科學理論知識,而且其技術知識層次也要跟上現代生物實驗技術不斷更新的步伐。因此我們在研究生的高級微生物學教學過程中,隨時關注高水平期刊文獻,更新補充知識,及時引導學生密切關注最新的研究。教師從學習者實踐體會方面得到寶貴信息和教學資源,促進了知識結構的不斷更新,提高了教學水平,有效地實現了教學相長。
國內許多生物相關專業院校都開設了《高級微生物學》課程,各院校在教學內容組織、教學方法和手段、學生實踐等方面各有所長,有許多值得我們學習和參考的做法。例如南京農業大學充分利用英文原版教材提供的課程網站、各類多媒體技術等教學手段,提高教學信息質量,關注前沿動態和最新科研成果,采用雙語教學試點部分教學內容、建立網絡交流平臺的做法值得我們學習。當然在進行課程改革的過程中,會遇到一些問題,如在安排課程實驗時,需要課時的保證和實驗場地,由此影響了原來的教學安排,這就需要協調實驗室和師資安排。我們將進一步探討課程改革的可行性,盡可能地完善高級微生物課程教學模式,促進研究生研究性、自主性學習,完善知識背景和提升研究能力。
參考文獻:
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[2]馬富英,余洪波,張曉昱等.試論研究生高級微生物學教學定位[J].教育前沿:理論版,2009,(3):24-27.
【關鍵詞】微生物學實驗 生物工程 教學改革
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)03-0009-02
生物工程是在20世紀飛速發展起來的,由微生物學、化學、生物化學、化學工程、計算機等學科交叉結合發展而成的一門新興復合學科,被視為人類21世紀三大前沿學科之一。生物工程技術廣泛應用于農業、工業、醫學、藥物學、能源、環保、冶金、化工原料等領域,經過短短幾十年的發展,已成為新世紀推動社會進步的關鍵技術之一,生物工程產業也逐步成為推動國家經濟發展的新的經濟增長點,它必將對人類社會的政治、經濟、軍事和生活等方面產生巨大影響,為世界面臨的資源、環境等問題的解決提供好的方案。
微生物學是生物工程專業的核心課程,是研究微生物在一定條件下的形態結構、生理生化、遺傳和變異以及微生物的生態、進化、分類及其與人類、動物、植物、自然界之間的相互作用等生命活動規律的一門學科。作為一門實踐性較強的應用生物學科,微生物學實驗是微生物學教學過程中極為重要的一個部分。在強調理論學習的同時,同步進行經典的微生物學實驗,已成為生命科學類各專業本科學生微生物學教學的特點。通過實驗教學,能提高學生的實際動手能力,加深對理論課的理解,使學生更好地將理論與實踐緊密地聯系起來,做到學以致用。
而傳統的微生物學實驗教學模式屬于“填鴨式”教學,通常以教師為中心,學生只是被動地按照實驗要求和操作步驟依樣畫葫蘆,使實驗流于形式,教學效果較差。為了培養出符合社會需要的生物工程專業的人才,就必須對微生物學實驗教學進行改革。課題組在多年的微生物學實驗教學中,逐步總結出了一些提高教學效果的方法和措施,現總結如下,以期為該課程的改革提供一些思路和參考:
一 重視實驗教學
實驗課教學是微生物學一個極為重要的內容,通過實驗教學能激發學生的學習興趣,啟迪學生思維,對于培養其科學方法和創新精神均能產生積極有效的作用。但長久以來,高等教育中重理論輕實踐的觀念一直存在于學生,甚至部分教師頭腦當中,這種觀點的存在從主觀上降低了學生對課程學習的積極性。試想學生如果認為某一課程并不重要,他怎么可能去學好它?生物學是當今發展最為迅速的學科之一,知識更新很快,新技術層出不窮,高校生物學教師在教學觀念上應不斷更新,提高對人才培養工作的認識,把技能培養看成人才培養的關鍵。因此,在微生物學課程的教學過程中,無論是理論課還是實驗課教師都要向學生反復強調實驗教學的重要性,改變學生長久以來形成的輕視實驗課的觀念,為實驗課教學創造一個良好的主動學習氛圍。
二 引入多媒體教學
微生物學實驗中有許多實驗操作技術,如制片、接種、平板劃線分離、涂布等,許多技術又涉及無菌操作,通常情況下都是由教師講解、示范后,學生親自操作。但由于實驗教學的特殊性(如實驗室面積大,學生不易聽清老師的話;實驗器材多,容易吸引學生注意力等),學生注意力經常不集中,不理會老師的講解。以至于我們經常發現在講解時反復強調的問題,許多學生在實際操作過程中會照犯不誤。為了提高老師在講解示范環節的教學效果,在自治區以及學校教改項目的資助下,課題組根據我系生物工程專業微生物學實驗的教學內容,拍攝了整套實驗操作的教學視頻,并制成了多媒體教學課件。在授課過程中,通過播放多媒體視頻,能吸引學生的注意力,最后再由教師歸納、總結。在這兩方面的作用下,絕大部分學生都能掌握微生物學實驗的基本操作技術。
三 重編教材,改革實驗報告制度
針對微生物學實驗,有許多公開發行的教材,但由于各個高校的實際教學情況各不相同,這些教材對于某一獨立的微生物學實驗教學來說并不是最完美的。如某些我們在實驗教學中反復遇到的問題在教材中并未提及;某些實驗原理,教材中講解得過于簡單,學生并不能很好地理解。為了解決這一問題,課題組針對本系微生物學實驗教學的具體情況,重新編寫了教材,教材的編寫掌握3個原則:(1)越詳細越好;(2)原理性的知識點一定寫得易懂;(3)在適當的地方對容易出現的問題進行說明。通過這一措施,我們發現很多問題學生都能在教材中找到答案,而不是一頭霧水地得過且過了。
在實驗報告撰寫中,學生通常花了大量的篇幅來描寫實驗原理、目的、實驗步驟這些“死”內容,而對結果的分析和討論幾乎沒有。高等教育的目的,就是要培養學生分析問題、解決問題的能力,而實驗教學就是訓練學生這一能力的最有效的方法和手段,但傳統的實驗教學卻往往忽略了學生對實驗結果的分析和討論。針對這一問題,課題組在教學過程中不再要求學生撰寫實驗原理、實驗目的、實驗步驟等內容,但必須對結果、思考題以及實驗過程中遇到的問題進行分析,并以此為實驗報告評分。
四 引入考試制度
長久以來,實驗課程作為理論課的配套課程,往往沒有考試環節。受此傳統觀念的影響,雖然如今絕大部分高校的微生物學實驗課都已單獨設課,但也缺少考試環節,一般是通過實驗報告的優劣來判定課程成績。缺少了考試環節,學生也就缺少了壓力,對課程的重視程度會下降,學習的主動性自然也會降低,學習的效果會大打折扣。為了提高教學效果,課題組在微生物學實驗課的最后設置了考試環節,每個學生都要單獨進行考試,成績占總成績的30%。考試分理論考試和實際操作2個部分,理論考試由學生隨機抽取10道選擇題進行解答,實際操作又分為顯微鏡使用和無菌操作2個內容。考試由2名老師負責(實驗室老師和主講老師),一人負責理論考試和顯微鏡使用,一人負責無菌操作。每次考試有2名同學參加,在考完理論和顯微鏡使用后,進入到無菌操作環節,此時另2名同學進入考場,考試理論和顯微鏡使用,依次類推。在考試過程中,教師根據制定的實驗操作評分標準為學生評分(見下表,供參考),不及格者重考。通過這一方法,增強了學生對微生物學實驗課的重視程度,對于提高教學效果十分有幫助。
五 注重“授漁”
微生物學實驗是一門理論與實踐緊密結合的課程,不僅要使學習者加深對理論知識的掌握,更要培養他們的動手能力和分析問題、解決問題的能力。而在傳統的微生物學實驗課程的教學中,從實驗課內容的設置到教師的教學觀念上都忽略了對學生這些能力的培養。課題組在實驗教學中,針對學生實踐能力的培養以及實際的生產情況,設計了相應的實驗,如:環境微生物的分離、殘糖和總糖的測定、發酵罐使用等,并在教學過程中強調教師要引導學生對實驗結果和問題進行分析,以逐步培養學生分析問題和解決問題的能力。
六 開設綜合性的實驗課程
傳統的微生物學實驗教學模式屬于“填鴨式”和“保姆式”的教學,通常以教師為中心,學生只是被動地按照實驗要求和操作步驟依樣畫葫蘆。為了提高微生物學實驗的教學效果,強化學生對實驗技能的掌握,課題組在微生物學實驗這一課程之外,又設置了微生物學綜合實驗課程,目前設計了“環境中酵母菌的分離與酒精發酵”和“常見食品中大腸桿菌總數的測定”兩個實驗。通過開設綜合性實驗,能將傳統的“以教師為主體”的教學模式轉變為“以學生為主體,教師為主導”的教學模式,能大大激發學生的學習興趣。在綜合實驗過程中,學生從最簡單的洗刷玻璃器皿開始,逐步深入地開展實驗,有利于從整體上把握實驗教學的內容及要求,易于學習和記憶。同時也使學生經歷了一個類似于科研工作的流程,初步培養了他們從整體上把握實驗進展的能力,對提高他們今后的就業競爭力大有益處。
七 總結
培養高素質的創新型人才是我國高等教育的重要任務。實踐教學是提高學生動手能力、思維邏輯性、分析和解決問題的能力的最有效方法,是創新型人才培養必不可少的教學手段。微生物學實驗作為生物工程專業最為核心的實驗類課程,對于培養出合格的人才極為重要。針對如何提高微生物學實驗的教學效果,國內各高校的教育工作者提出了大量的改革措施和手段,課題組認為目前微生物學實驗教學中比較重要的、迫切需要解決的問題主要有以下幾個方面:
1.對實驗教學不夠重視
如前文所述,高等教育中一直存在著重理論輕實踐的觀念,這種觀念的存在,從根本上阻礙了實驗教學的改革。因而,要想提高實驗教學的教學效果,首先就要提高對實驗教學的重視程度。
2.學生輕視對實驗結果的分析
對實驗結果和問題的分析,是一個人思維能力的綜合體現。長期的訓練能提高思維的邏輯性,有效培養學生發現問題和解決問題的能力,對于學生的成長有極大的好處。而目前的教學卻常常忽略這一點,教師往往認為只要學生能完成實驗就好,因而沒有積極引導學生對實驗中遇到的問題進行分析。
3.設備欠缺
微生物學實驗教學包含了眾多獨立的或有聯系的實驗內容,涉及許多實驗器材。有的學校由于經費問題,不能滿足一人一套設備的需求,往往采用多人共用一套的方式來解決。這樣一來,常常會形成一人操作、多人看的局面,使教學效果大打折扣,但這又是學校自身難以解決的。因此,還需要國家和地方政府加大對學校的扶持力度,建設好實驗教學的平臺,為微生物學實驗教學的開展奠定基礎。
參考文獻
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摘要:醫學微生物學是生物制藥專業的基礎課程。結合作者的自身教學實踐,闡述了作為生物制藥專業的醫學微生物學的教學應該有其專業個性化的特點。在教學重點上應強調基本應用型知識的掌握;教學的過程中應重視藥學知識的實踐;在實驗課程上著重培養學生的基本實驗技能和規范性的實驗操作技術;在課程知識之外還應結合當前的醫學實踐,激發學生的學習興趣,提高教學質量,進而取得較好的教學效果。
關鍵詞:課程教學;探索;實踐
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2011)23-0273-02
引言
生物制藥專業作為藥學院或綜合性大學的新興專業, 正隨著生物技術的發展而成為培養具備生物學、藥學基礎理論的生物制藥專門人才的急需專業。醫學微生物學作為本校生物制藥專業的必修基礎課程,要為后續的生物制藥工藝學等相關課程打下良好的基礎, 同時要能夠使同學們掌握醫學微生物學的基礎知識以及為學生們今后走向藥學事業創造契機。但由于課程內容較多、基礎理論性與實踐性都較強,學生普遍反映學習難度大,不易掌握。因此,筆者對醫學微生物學課程的教學內容、教學方法和教學手段進行了探討和實踐,為生物制藥學科的建設提供參考。
一、結合專業特點,精心選擇教材,精煉教學內容
目前國內出版社的《醫學微生物學》教材版本較多,大多為醫學出版社出版,與臨床醫學的結合性較強。為選擇適合藥學專業的微生物學教材,筆者從眾多的教材版本中選定了高教出版社出版的黃漢菊主編的《醫學微生物學》,發現該教材的基礎部分能夠滿足教學需要。再根據所安排的課時對醫學微生物學的各論部分內容進行精簡和綜合,在教學時發現既要注重“三基”知識的講授,還要據醫學模式轉變、疾病譜的變化,增加公認的新知識、新技術的介紹,充分體現醫學微生物學與藥學的聯系。
(一)豐富理論教學內容
理論教學內容應有一定的穩定性,但也不應一成不變,應隨微物科學技術的發展而做出相應補充與完善。目前,各國都在致力于開發出抗微生物醫藥新型技術以及先進的生產工藝,需要學生及時掌握這些內容。同時,醫學微生物學作為一門基礎學科,其教學內容要突出自己的特色。為此,在教學內容上做以下調整。
1.優化教學內容結構。課程的教學內容按分章節的形式介紹各類微生物的基本生物學特性,在每一章節中,著重介紹微生物種屬的基礎知識,尤其微生物的抗原特性、微生物學診斷以及免疫防治等,針對微生物的診斷和防治技術進行系統的闡述。這種結構利于學生掌握知識的共性,利于學生理解和靈活應用。同時,還須做好本課程與其他相關課程教學內容的聯系,以利于學生進一步探索醫學微生物學的應用。
2. 突出教學重點。由于醫學微生物學課程具有實用性強的特點,課程的教學內容就應緊密結合醫學致病微生物的各個領域。例如,在講授流感病毒的基礎知識時,應著重掌握病毒粒子的結構,基因組的組成、編碼蛋白的種類及其功能,其主要抗原的類型,抗原容易發生變異的機制及在病毒防治中遇到的關鍵問題。
3.教學內容要體現新穎性
作為生物技術發展最快的領域,醫學微生物學中尤其與人類健康關系密切的一些高發病原的新的科學進展時時在更新。在教學中,要隨時查閱最新的科研動態,更新相關領域的科學知識,把與本專業領域相關的科學知識作為新的教學內容充實于給學生的講授環節,以保持教學內容的先進性。如把最新的抗HIV藥物充實到反轉錄病毒的教學內容,拓寬了學生的視野,增加了學生對學習新知識的興趣。
(二)強化實踐教學環節
實驗、實習等實踐教學環節,對于全面提高人才培養有著重要作用,所以加強醫學微生物學這門課的實踐教學環節尤為重要。除講清基本理論外,對醫學微生物學實驗基本操作技術要領的嚴格掌握是本課程實驗教學的重要環節,以配合理論教學,提高教學效果。
1.加強綜合性實驗教學。實驗教學內容除一些驗證性實驗外,增加綜合性實驗,使學生增強主動分析問題的能力。在教學中針對細菌學實驗開設細菌的分離培養及鑒定綜合性實驗,使學生在混合菌種中分離克隆出純的菌種,并鑒定到屬,使學生的實驗具有連貫性,有利于培養其綜合實驗技能。
2.增加設計性實驗。設計性試驗給學生開放了更感興趣的領域。進行微生物的分離并鑒定,使學生的認識從感性領域到認識到微生物的無處不在,加深其對微生物的認識,并對致病微生物和非致病微生物有更明確的認識,達到培養學生的學習興趣、實現最佳教學效果的目的,提高了學生的綜合素質。
二、重視教學方法和教學手段,調動學生的學習興趣,提高教學質量
在教學實踐中,我們重視教學方法研究,在系統傳授知識的同時,引入學生感興趣的與實踐相關的醫學微生物學知識,有目的地加強對學生思維能力、分析能力、自學能力的培養。
(一)充分備課是搞好課堂教學的重要環節
課堂教學是傳授知識的主要途徑,要搞好課堂教學,必須重視備課環節。備課時要熟悉、掌握教學內容,明確各章節的目的、要求,確定重點;再根據學生的實際水平及課程特點,確定難點。這是在備課時的首要明確的內容。要用自己的語言精心組織教學內容,使之層次分明、條理清楚、重點突出[1];考慮清楚采用的教學方式或方法、提出什么樣的思考問題及進一步學習的自學參考題綱。備課時對相關問題作充分地考慮和安排,教學中才能順利完成教學任務,才能調動學生的學習興趣,充分發揮學生的主體作用。
(二)采用現代化的教學手段,提高授課效果
在有限的時間內,要盡可能讓學生學習更多的知識,就需要運用現代化的教學手段。現代的醫學微生物學隨著分子生物學技術的發展,對眾多病原微生物的分離、診斷技術均研究的較為清晰。將這些已有的科研成果以圖片或動畫的形式呈現在學生面前,再配以相應的解釋,會得到事半功倍的效果。傳統教學中只是讓學生翻看書本,而書本上沒有的圖表不得不畫草圖,因此,教學節奏無法掌握,教學效果不理想。為了使教學生動、直觀、形象,我們除了組織教學參觀外,還采用多媒體教學。通過多媒體教學,可以直觀地展現畜產品副產品的形狀、生產設備以及作用原理圖,更利于學生理解抽象的課程內容,這樣,學生們興趣非常濃厚,上課效果非常好。
(三)采取PBL教學法,調動學生的學習興趣
知識能否牢固掌握,在很大程度上和學生的學習興趣密切相關。在學習上我們常說“主動產生效率,態度決定一切。”也即要想讓學生主動去學習,有正確的學習態度,使學生對所學的知識產生濃厚的興趣應是非常必要的。作為教師,不但要準備好教學需要的內容,而且想辦法激發學生的興趣。而激發學生的學習興趣,這在教學的第一節課尤為重要。在課程的緒言中,要給學生引出問題:人為什么會生病,生病可能與什么有關?進而給出致病因素與醫學(病原)微生物的密切關系,進一步的指出作為生物制藥專業的研究方向可能之一就是要針對某些具體的病原微生物,研究其有效的生物技術藥劑。通過這些實例的講解,學生們會明白醫學微生物學中要學的內容與生活和生物技術制藥生產密切相關,是一門實踐性與實用性很強的課程,并非枯燥的理論。
采取PBL(problem based learning)教學法[2],即以問題為中心的教學模式。這種方法不僅給學生提供了展示教學新理念的機會,同時也對指導教師提出了挑戰。在講授過程中,不時地提出問題,這些問題可以是已學過的知識,也可以是即將講到的新問題,這些問題的難度不應很大,學生只須短暫思考就可以回答。通過提問,吸引學生的注意力,使學生的思維跟得上教師的講課節奏,幫助學生去思考的問題。基于以學生為中心這一基本原則,在教學過程中有關課程的基本理論知識由教師進行詳細講解,以求使學生完全理解并記憶。選擇一些常見病原微生物部分則進行PBL教學,要求結合疫病的最新研究成果,培養學生獲取知識的能力。PBL教學的方法是:課前由教師將討論的內容以問題的形式提出,布置給同學。問題有較強的針對性,通常是要求同學必須掌握的內容。教師同時提出解決問題的思路。學生們利用各種信息資源,如通過圖書館、網絡、請教專家等途徑,獲得相應的信息,經歸納、整理,并做出討論預案,再返回到課堂大家在一起進行討論。在PBL教學過程中,教師主要起把握方向、布置任務、組織討論和進行總結的作用[3]。課堂上學生充分進行討論、辯論,讓學生的主觀能動性得以充分發揮,從而有效地培養學生的表達能力、辯論能力、主動學習能力、利用信息資源能力和邏輯思維能力。
隨著生命科學的飛速發展,人類診治疾病的能力不斷增強。作為醫學微生物學教學工作者要跟上時代的步伐,在教學實踐過程中,面對新問題的出現,及時調整教學思路及方法,更新教學理念,不斷學習,不斷探索,爭取做到最大程度地發揮教學功能。我們還會繼續探索新的教學內容和教學方法,完善現代化教學手段,隨著教學改革的不斷深入,為培養出新世紀優秀的生物制藥專業人才而努力。
參考文獻:
[1] 雷凱健,王天曉.生物制藥專業微生物學教學改革的幾點體會[J].檢驗醫學教育,2010,17(2):24-25.