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【摘要】
目的: 建立胎鼠大脑皮层神经干细胞体外分离、培养、分化及鉴定的方法,探讨神经干细胞的基本生物学特性。方法: 取孕14 d胎鼠大脑皮层,吸管吹打机械分离制成单细胞悬液,采用无血清培养和胎牛血清诱导分化, 应用免疫荧光技术鉴定神经干细胞及其分化的子代细胞。结果: 从胎鼠大脑皮层分离的细胞呈神经巢蛋白(Nestin)免疫阳性并能在体外传代培养,血清诱导分化后的细胞可表达神经元、星形胶质细胞的特异性抗原微管相关蛋白2和胶质纤维酸性蛋白,诱导分化成的神经元能表达突触的特异性标志Synatophymin。结论: 分离和培养的细胞能表达神经干细胞的特异性标志物Nestin,并且具有很强的增殖能力和多向分化潜能,属于中枢神经系统的神经干细胞。
【关键词】 干细胞 大脑皮质 细胞培养 细胞分化 胚胎 大鼠 Sprague Dawley
[Abstract] Objective: To establish a method for isolation, cultivation, differentiation induction, and identification of neural stem cells (NSCs) from embryonic rat in vitro, and explore the basic biological features of these cells. Methods: The mesencephalon of rat with conceptus age of 13 days was taken out and dissociated into single cell suspension mechanically, and then cultured in serumfree medium. Fetal bovine serum was used to induce cell differentiation. The isolated cells and their progeny were observed by using immunofluorescence technique. Result: The isolated cells showed nestin positive reaction and could be cultured in vitro in series. After being induced by fetal bovine serum, microtubuleassociated protein 2 (MAP2) and glial fibrillary acidic protein (GFAP) which are specific antigens in neuron and astrocyte expressed in these cells, and synatophymin, a specific signal of synapse, was also expressed in the differentiated neurons. Conclusion: The isolated and cultured cells are NSCs of central nervous system, and possess strong capability of proliferation and potency of multidirectional differentiation.
[Key words] stem cells; cerebral cortex; cell culture; cell differentiation; embryo; rats, spraguedawley
传统观念认为,哺乳动物的神经组织只有死亡,没有再生能力。自从上世纪90年代初科学家们分离、培养出神经干细胞(Neural stem cells,NSCs)以来,人们相继从各种动物及人的中枢神经系统分离、培养了NSCs[1,2] 。NSCs的发现不仅打破了神经元不会再生的传统观念,而且为许多以往难以治疗的神经系统疾病提供了新的治疗思路和途径。2007年6月利用细胞分离、无血清培养、血清诱导分化及免疫荧光等技术,证明了本实验所分离的细胞群为NSCs,以期为进一步使用和研究NSCs奠定理论及实验基础。
1 材料与方法
1.1 材料
DMEM/F12、B27、胎牛血清购自GIBCO公司,bFGF、Nestin抗体、突触素抗体Snaptophysin购自SIGMA公司,MAP2抗体、GFAP抗体购自Santa Cruz Biotechnology公司,倒置相差显微镜及荧光显微镜为NIKON公司产品。
1.2 NSCs的分离培养[3~5]
成年雌性和雄性SD大鼠各1只,体重220~260 g,雌雄合笼后,检查阴栓,见阴栓计为孕0 d;孕14 d时取胎鼠,在解剖显微镜下仔细分离获得胎鼠大脑皮层,再用DHanks液漂洗,用眼科剪反复切割组织,再用200目细胞筛过滤,收集入离心管中,反复吹打,制成单细胞悬液,经细胞计数后,分装入50 ml培养瓶中,细胞数约为1×106/ml。培养条件: DMEM/F12 6 ml+B27120 μl + bFGF12 μ1,37 ℃, 5%CO2; 每6~7 d传代1次。
1.3 NSCs的诱导分化
取第4代传代培养的NSCs,将其吹打成单细胞后,以5×104/片细胞密度种于经0.1%多聚赖氨酸处理过的盖玻片上,培养条件为: DMEM/F121.5 ml + B2730 μl + FBS 150 μl, 37 ℃,5%CO2,培养7 d。
1.4 免疫荧光单标法鉴定NSCs及其子代细胞
1.4.1 Nestin免疫反应阳性细胞
将悬浮培养的细胞团用4 %多聚甲醛固定30 min后涂在载玻片上,37 ℃烘干,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,加入一抗Nestin(1∶100)后4 ℃过夜,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,加入二抗兔抗羊TRITC(1∶100)后37 ℃孵育1 h,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,荧光显微镜下观察。
1.4.2 MAP2 、GFAP、Snaptophymin免疫反应阳性细胞
取诱导分化的NSCs的细胞盖玻片用4%多聚甲醛固定30 min,37 ℃烘干,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,分别加入一抗MAP2(1∶100)、GFAP(1∶100)和Snaptophysin(1∶100)后4 ℃过夜,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,分别加入二抗羊抗兔FITC(1∶100)和羊抗兔Cy3(1∶100)后37 ℃孵育1 h,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,荧光显微镜下观察。
2 结果
2.1 NSCs的形态学特征及鉴定
由孕14 d胎鼠大脑皮层分离培养的原代细胞, 接种后立即在相差显微镜下观察,细胞呈悬浮的圆形状,边界清楚,折光性强,绝大部分单个存在。经6~7 d无血清加bFGF培养后,细胞呈球状集落, 95 %以上的NSCs球呈悬浮生长,细胞增殖旺盛(图1)。原代培养时,培养瓶中可见一些细胞碎片和一些贴壁的杂细胞,但经传代后,这些杂质均减少甚至消失,且生长状态良好。在相差显微镜下,NSCs呈球形或椭圆形,大小不一。经Nestin免疫荧光染色鉴定显示神经干细胞球呈红色荧光(图2)。
2.2 NSCs的诱导分化及其鉴定
胎鼠大脑皮层神经干细胞的分离培养、分化及鉴定在NSCs培养液中加入10%胎牛血清3 h后,NSCs球即开始贴壁和分化,6 h后即可明显发现有突起从团块边缘长出,24 h后有少数细胞分化为有突起的细胞,以后分化的细胞逐渐增多,从细胞球周围迁移出,呈放射状排列(图3);随着时间的推移,突起不断增粗与延长并互相连接成网状,7 d时在相差显微镜下NSCs球周围可见分化成胞体圆形丰满的神经元样细胞和突起粗大的胶质细胞样细胞。免疫荧光染色显示,在胎牛血清的诱导分化下NSCs能分化成表达各种相应特异性标志的终末细胞,即表达MAP2的神经元(图4)、表达GFAP的星形胶质细胞(图5);同时,从NSCs分化而来的神经元能表达突触素(图6)。
3 讨论
NSCs是指在哺乳动物中枢神经系统内具有多向分化潜能和自我复制能力的一群细胞,由于具有广阔的应用前景而受到神经科学领域众多研究者的关注,在治疗恶性胶质瘤、神经系统损伤、中枢神经系统慢性退行性疾病(帕金森病、亨廷顿病)等方面已取得丰硕的成果[6~8]。
NSCs在哺乳动物中枢神经系统内分布非常广泛,本实验从大脑皮层取材,采用机械分离法来制备NSCs悬液,实验效果比较理想。NSCs悬液的制备有酶消化法和机械分离法,但以酶消化法使用居多。由于在实际操作中很难从客观上准确地把握酶作用的最佳时间点,往往导致消化不足而不易获得单细胞悬液;或消化过度造成细胞受损而导致细胞活力下降甚至死亡。并且,在NSCs表面具有针对许多神经生长因子的受体[9],当采用酶消化法来获取NSCs时, 可能会引起细胞表面受损而致使一部分受体丢失,而这些受体对于NSCs 维持其干细胞的未分化状态是必需的。所以采用显微解剖和吸管吹打等机械分离方法来制备NSCs悬液是神经干细胞分离中较为理想的方法。
本实验发现在原代培养时,培养瓶中可见大量的细胞碎片和一些贴壁的细胞,但经传代3~5代后,这些杂质逐渐减少甚至消失。这主要是由于培养液中所含的bFGF只对NSCs具有促进分裂和增殖作用[10,11],而其他杂细胞在该培养液中无法生长。因此,原代细胞中大部分非NSCs会发生死亡,而NSCs不仅可以存活,还可以分裂和增殖,形成神经干细胞球,从而经过多次传代后, NSCs可以得到纯化。
Nestin是神经干细胞的一个标志物,本实验培养的细胞通过免疫荧光观察培养的细胞球均呈Nestin免疫反应阳性,提示组成细胞球的细胞为NSCs。当在培养液中加入10%的胎牛血清后,NSCs可以分化为神经元样细胞和胶质细胞样细胞。免疫荧光显示,诱导分化7 d后NSCs可以分化为表达MAP2的神经元和表达GFAP的星形胶质细胞,证明了NSCs具有多向分化潜能。同时,本研究观察到从NSCs诱导分化成的神经元突起上有分化较好的串珠样排列的膨体,突触素免疫荧光染色阳性,显示其已经具备接受信息的结构基础,表明分化的神经元能够合成和运输神经递质,行使可能的生理功能[12]。
实验从孕14 d胎鼠大脑皮层分离培养的细胞团具备NSCs的三大特征:Nestin免疫反应阳性、分裂增殖能力和多向分化潜能,由此证明了所分离培养的细胞是NSCs。并且,由血清诱导分化而来的神经元具备一定的生理功能,可以用于进一步的实验研究。
参考文献
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关键词分层教育;专业能力;岗位要求
中国分类号:G71
分层教育主要是指根据学生现有的知识、能力水平和不同需求潜力及其兴趣爱好等,结合社会需求,把同一专业的学生分成不同的班级,确定不同的培养目标,选择支撑相应培养目标的教学内容,应用适合的教学方法、方式和模式,采用合适的考核目标实现程度的评价方式的教学模式。
一、理论依据
分层教育能够让不同层次的学生都能得到充分发展,针对性更强的满足社会需求。分层培养模式已经有渊源发展历史,我国古代教育家、思想家孔子,就曾经提出育人要“深其深,浅其浅,溢其溢,尊其尊”,主张因材施教,因人而异。前苏联教育家达尼洛夫关于教学过程的动力理论学说认为“只有学生学习的可能性与对他们的要求是一致的,才可能推动教学过程的展开,从而加快学习成绩的提高,而这两者的统一关系若被破坏,就会造成学业的小良后果”。教育家维果斯基的“最近发展区”理论认为,每个学生都存在两种发展水平,一是现有水平,一是潜在水平,他们之间的区域被称为“最近发展区”[1]。教学只有从这两种水平的个体差异出发,把最近发展区转化为现有发展水平,并不断创造出更高水平的最近发展区,才能促进学生的更大发展。这些都是分层教育的理论依据。
二、政策依据
教育部的“教高【2000】2号”文件中,《关于制订高职高专教育专业教学计划的原则意见》的制定教学计划的基本原则第六点“从实际出发,办出特色”中明确“即使在同一学校的同一专业,也可以根据生源情况的不同,制订不同的教学计划,或在执行同一教学计划中,给学生更大选择性。”同一专业,依据生源状况,制订不同层次的人才培养方案,就可以实施专业的分层教育。当然,分层教育也必须符合专业人才培养的最终目标,能够对应相应的就业岗位(群)需求。
三、高职专业分层教育
高职教育培养的规格目标,借鉴德国职业教育能力要求的范畴,即社会能力、方法能力和专业能力三方面能力来描述。专业能力即获得专业方面的知识和能力,强调专业的应用性、针对性,它注重专业技能的掌握,和职业直接相关,通过专业教育而获得,具有职业特殊性;方法能力是指具备从事职业活动所需要的工作方法和学习方法,能够独立负责完成工作的一种能力,它特别指独立学习,获取新知识的能力,如决策能力、自我学习能力等;社会能力是具有承担和建立社会关系的能力,它包括人际沟通能力、与他人合作、职业道德和社会责任感等。方法能力和社会能力不是某种职业所特有的,它们能在不同职业之间广泛迁移,具有职业普遍性,是适应不同工作岗位及环境的一种综合职业能力。由于这种能力是从事任何职业都需要的,所以也常常称为关键能力。而且关键能力的培养与形成具有继承性,教育培养和社会实践活动都是这种能力形成的有效过程。所以,高职分层教育主要是针对专业能力的分层教育,而对社会能力和方法能力的培养要贯穿整个人才培养的课程体系和教育活动中。具体说,就是对学生诚信、敬业精神培养,沟通合作能力培养、学习习惯和社会责任培养,解决问题基本思维程序培养等等,要以学习和教育的各种活动为载体,把关键能力的培养渗透到学生学习和教育的各个环节和活动之中,每位学生都能巩固原有的关键能力,培养其关键能力的发展和新增长点,提升品质,完善人格,不可分层和偏废。高职培养中关注成长中的增量。
从专业能力培养的角度,学生学习的主要差异表现在知识和技能的学习之中。相比之下,文化课成绩不理想,善于动手操作,形象思维能力较强的学生在技能学习中表现出很大兴趣,且能取得良好技能学习效果,重点从高技能的方面进行培养;文化课成绩较好,抽象思维能力较强的学生,对知识的学习更容易理解和接受,也能更适合体系性的知识学习和技术的掌握,对知识学习的效果更好,重点从技术的方面进行培养。
四、高职分层教育实施
高职分层教育实施要解决生源基础差异与专业人才培养一刀切的矛盾,同时要充分考虑学生未来的就业岗位对专业技术的要求。
1、分层教育原则
1)以人为本的原则分层教育的基本出发点是承认学生的差异,尊重学生的受教育权利和全面发展的权利,让全体学生从中受益,同时提高教育教学效率,充分发挥教育资源的效能,促进教风学风的进一步好转,提高教育教学质量。因此,学校内部要统一认识,广泛宣传,消除偏见或错误认识,使学生能够接受并激发其学习的内在动力,促进学生全面发展。
2)培养方案与学生差异相适应原则在制订分层教育人才培养时,要充分考虑学生的知识基础水平和思维方式的差异。理论课程教学内容的选择和序化,素质教育渗透点的安排,教师授课方式(讲授式、提问式、讨论式、生活案例式等)的选择,师资教学水平的要求,考核评价的方式等方面认真研究,作出明确要求,确保培养方案与学生状况的适应性;实践教学是技能培养的主要教学方式,实践教学环节安排要符合由难到易,从局部到整体的学生技能培养规律,要充分考虑学生差异而需要理论与实践教学环节的相互穿插和支撑。
3)培养方案要满足岗位需求的原则高职分层教育的人才培养方案依然要从企业岗位调研而来,认真分析企业岗位的差异和要求的偏重,依据生源的实际情况,有针对性的分类分层,满足企业不同岗位的知识、能力、素质要求,保证人才培养最终目标实现。社会能力和方法能力不能低于基本要求和专业岗位的特殊要求。
2、分层教育实施方案
依据多年对我院单招、五年一贯制、“3+2”联合培养和高考统招生的教学实践与研究,从以下四个方面着手实施分层教育,取得了一定的成效。切忌不能只考虑生源,脱离企业岗位的要求,脱离“就业导向”,失去分层教育的主要意义。
1)学生的分班
分班前,对学生进行分层教育意义的认识和了解非常有必要。要通过班会,宣传材料和校园网等,广泛宣传,使学生正确认识分层教育对自身发展的意义,消除偏见和不正确的认识,为分层教育分班做好思想工作。同时,分层教育分班要有硬指标,同时允许符合条件学生在“层间流动”。如机械制造及自动化专业新生分班,依据“数学”成绩和统一的“零部件装配”测试成绩来分班;一年以后,依据高数成绩、英语成绩和钳工等实践课成绩的差异,结合学生兴趣与特长,专业教师引导咨询,学生自愿在“层间流动”。这样保证学生与培养方案的适应性,达到扬长教育的目的。班级命名就是一班、二班等,不要用“快慢”或者“优劣”命名,避免歧义。
2)人才培养方案制订
同一专业的不同层的人才培养方案制订一定要针对岗位需求的差异来对应学生的差异,而且岗位需求是刚性的。所以对于培养规格的差异和对应岗位要求要充分征求企业意见,针对培养规格不同对课程设置、课时安排、培养模式等都各具特色,实现培养规格和岗位对专业能力的一致性。社会能力和方法能力要求统一,明确课程和教学活动载体的培养目标。譬如数控技术专业,可以分成以数控设备加工操作员培养、数控编程员培养和数控工艺员培养三个层次,专业能力标准要求严格按照机械制造企业对数控设备操作工、数控编程员和数控工艺员的标准培养。
3)师资队伍的培训
师资队伍是分层教育的实施者,是分层教育效果的主导性因素。首先,对参与的教师要进行分层教育认识和意义的培训,使教师深刻认识分层教育是因材施教,激发学生兴趣,挖掘潜力的科学的教学模式,并没有优劣之分。其次,培养教师扬长教育方法,在教学中贯彻“以长促长,以长促全”理念,把“最近发展区[3]”转化为“现有发展水平”,并不断挖掘“潜在水平”,拓展“最近发展区”,开发出更高水平的“最近发展区”,才能促进学生的更大发展。还要对教师的专业水平有侧重要求,譬如,数控设备操作员教师的数控操作特长,数控编程员要有编程特长教师,数控工艺员要精通工艺的教师。对于分层教学的教师要专项培训和专项企业锻炼。
4)教学环节
教学环节实施直接体现出分层教育的差异性。理论教学的知识面宽窄、深浅的把握;实践教学项目的难易、局部与整体取舍,实践教学环节情境的选择;理论教学和实践教学环节配合与支撑设计等具体教学环节,都要求教学团队在授课前认真研究和精心备,并且在实施中要依据学生实际情况不断调整和完善。其次,每个教学环节的教学评价非常重要,因为它是老师自我回头审视教学内容选取与序化的合理性、组织实施的有效性的评判,是不断总结、调整和完善的依据,也是对学生学习进步的肯定、鼓励和不足的善意提醒。教学评价或考评要针专业能力培养规格的差异要突显,切忌一刀切。
在高职教育被社会逐步认同、生源层次和来源多样化、以及内涵发展的要求下,高职教育实施分层教育,体现了高职教育“以人为本”的精神,体现了贴心服务学生,开展扬长教育,契合企业岗位的要求,进一步提高了教育质量。
参考文献
[1]赵静亚.基于分层教育理论的高校学风建设研究[J].文教资料.2013,17
一、分层教学的内涵
因材施教,因人而宜是我国古代伟大教育家、思想家孔子提出的一种教育理念,现代教育模式中的分层教学就起源于此。分层教学是针对学生因基础、智力及非智力因素存在差异的情况下,教师有针对性地实施教学内容的深浅程度不一的个性化教学模式,是让不同层次学生得到有效的发展与提高的教学过程。因此,分层教学既是一种新的教学理念,也是对实施教学目标在教学模式上的探讨。
二、《会计电算化》课程教学中分层教学的实施
(一)分层教学的实施
在高等职业教育中,由于学生是按专业来分班的,从学生知识、能力、情感出发,我们应该按专业能力、教学计划、教学目的来进行分层教学,可以在正常班级教学以外组建专业社团、兴趣小组来提高学生的综合能力,达到各有所学、各有所能的不同教学目的。
1.按能力目标分层。能力是人们为做某一项任务或事情而表现出的一种素质。第一层次为会计职业能力,是指会计人员从事会计工作必备的基本能力,在实际工作中体现为会计从业资格证,是会计专业学生必须具备的一种资格证书。因此在会计专业教学中,应以此为基本专业教学目标,制订相应的教学内容,注重实践环节教学的培养,增加实用性教学。第二层次为会计专业能力,是以职业教育专业要求为中心,不断提高学生的会计专业知识水平、会计专业技能,注重会计业务处理的流程及会计知识的联系,能胜任会计岗位的工作要求。第三层次为会计综合能力,是对前一层次的拓展,在会计专业能力的基础上,向会计知识和技能的深度和广度上推进,充分增强学生自主能力、分析能力、思维能力,让学生在独立处理各项会计事务上进一步提升。
2.按教学计划、目的的分层。在教学计划上,大一第二学期开设《会计电算化》课程,主要讲授基础的会计电算化理论知识及账务软件基本操作实践,内容上有会计电算化概述及财务会计软件基础、财务软件操作以记账算账报账为基本线达到熟悉操作流程为目的,其目标是95%以上的学生能独立完成基本的会计电算化业务处理并取得会计证考试中会计电算化课目的合格;在大二第一学期末开设二周的会计电算化摸拟实践,主要是熟悉财务软件各模块之间的联系,提高学生的会计电算化专业业务水平,其目标是100%以上的学生达到会计电算化专业应具备的专业能力;在进行会计电算化课堂专业教学的同时,开展会计电算化技能课外培训、竞赛,从中提高部分学生的会计电算化综合能力。
3.按课堂教学目的的分层。按教学计划、目的的分层只是从整体上对全体学生进行了指导性概括,要提高各班级学生的能力水平,主要从课堂教学着手。针对同一班级学生的差异性,我们采取分层递进的教学方式。按课堂教学计划、内容,将一节课的内容标准定为熟悉、掌握二个层次,对能力好的学生要求熟悉并掌握本节课知识内容;而对于能力一般的学生只要求熟悉本节课知识内容,并可以采用课外活动时间让其掌握课堂内容。
三、分层教学的实施效果
(一)、分层教学能有效提高课堂效率
在班级授课制情况下,如果教师过多追求高层教学目标,造成部分学生跟不上,就会出现个体密度量小的情况; 如果用于进行低层次学习的时间过多,就会出现教学密度量大质差的情况。可见,学生的学习达成度是其掌握学习任务所需时间与实用时间的一个函数,教学效率高低主要是由于班级中的差生和优生获得同样知识所需时间的差异造成的。教学中,如果能把获得某种知识所需时间大体相当的学生进行归类施教, 教学效率即可大幅度提高。
(二)、分层教学能有效实施个性化教学
分层教学在以学生学习程度为标准的基础上,尊重学生的学习能力差异,对学生的学习差异给出了因材施教的最佳教学环境。在不同层面的学生在分层教学中得到了准确的学习指导和适度的学习能力培养。分层教学既满足了学生成为成功者的自我实现的需求,也让学生在成功中激发了学习的乐趣和学习的动力,成为学习的积极参与者。可见,分层教学是一种以人为本位的教学模式,能有效实施个性化教学。
(三)、分层教学能有效促进学生发展
在分层教学中,依据学生的学习可能性水平将全班学生区分为若干层次,并确定与各层次学生的实际可能性相协调的分层教学目标,这样教师把教学难度确定在每个学生的最近发展区域之中,为各层次学生创造了不断把最近发展区域变为现有发展水平的条件,较好地解决了班级教学中统一要求与因材施教的矛盾,从而促进了学生的发展。
四、分层教学的要求
(一)加强学习,形成正确的教育观
作为一名教师,应具备教育学、心理学、管理学等相关的教育理论,以相关理论对分层教学管理工作加强指导,为探索、揭示分层教学中的教学管理规律提供理论依据。同时, 要善于从各种渠道收集他人的分层教学管理的经验, 开阔思路, 总结改进,形成正确的教育观。
(二)确定目标,落实任务
确定科学的、准确的教学目标,不仅是制定教学计划和教学大纲的依据,同时也是正确评价分层教学的尺度。因此,在分层教学中,教师应深入了解学生学习的现实水平、学习能力以及对学习的渴望程度,然后将学生根据实际情况分组,落实任务,因人施教,让所有学生在原有基础上都能提高发展。
(三)严格管理,动态分层
关键词:分层教学 科学 合理 学生 创新
电气工程专业在社会上的应用日益广泛和复杂,从日常生活的照明线路到神舟飞船的飞行控制,科技含量逐步提高,因此技校培养合格维修电工的要求日益增高。在学生的知识基础、智力因素和非智力因素存在明显差异的情况下,有针对性地对学生进行“因材施教”“量体裁衣”,从而达到不同层次的教学目标显得尤为重要,为此应该采用分层教学。对于分层教学笔者认为应当从以下几方面做起:
一、科学分层,学生能上能下
1.学生入学后的第一个学期为基础知识积累阶段
本阶段的主要任务是要求学生掌握专业基础知识,为下一阶段基本技能的学习打下坚实的基础。本阶段不进行分层,所有学生在同一个课堂学习,而入学时每个人都知道下学期将根据他们的成绩和表现进行分层教学,这样既能给学生树立学习的目标和动力,又有利于班级管理。
2.第二学期根据上学期学生的期末考试成绩,按1∶1的比例将学生分成A、B两个小组
本学期的教学任务主要是要求学生熟练掌握各项基本技能,能独立正确地完成各种基本操作。总成绩=理论成绩(40%)+操作成绩(40%)+教师评价(20%)。排名靠前面一半的学生编入A组,其余学生编入B组。
3.第三学期开学伊始调整一次小组
将A组上学期期末考试总成绩的后5名学生调入B组,将B组的前5名调入A组。本阶段的教学任务是按教学大纲的基本要求对B组同学进行教学;而A组则除了完成教学大纲的基本要求外,还要根据学生的兴趣爱好、工厂的实际需要和先进技术的发展方向进行着重培养。
4.第四学期为顶岗实习和技能应用阶段
本阶段要求各班学生到学校的实习基地进行为期2~3个月的顶岗实习,由各班班主任带队常驻实习工厂,专业教师每个星期要有1天的时间到工厂,对学生进行技能指导和完成实习报告及其他各种文字工作,具体到工厂的日期由专业教师和工厂商量后自行确定。
二、制订合理的教学大纲和教学计划
根据国家的指导性教学大纲,制订出科学的、切合实际的实施性教学计划,最大限度地实现培养目标的“多元化”。培养目标的多元化与分层次教学是相互呼应、相辅相成的,因此,搞好分层次教学的首要环节和关键是制订和修订教学计划。
三、分层备课
根据教学大纲和教学计划的要求进行备课,确定不同层次的教学目标,把握住哪些是基本要求,是所有学生应掌握的;哪些属较高要求,是A组学生需要掌握的。然后,设计分层教学的全过程。其中,要特别关注学习困难的学生。
四、分层授课,分类指导
第一,根据学生层次的划分把握好授课的起点,处理好知识的衔接过程,减小教学的坡度;教学过程要遵循“学生为主体,教师为主导,训练为主线,能力为目标”的教学宗旨,让所有学生都能学习,都会学习,保证分层教学目标的落实。
第二,在教学过程中对不同层次的学生采取不同方法进行有效的帮助和指导。要因人而异,体现“因材施教”的教学原则。
第三,成立课外活动学习小组,加强对各层次学生的指导,促进学生由低层次向高层次的转化,使学生整体优化,进而发展学生的个性特长。
五、制订科学合理的分层考核办法
根据教学目标对不同层次的学生进行不同的考核。
一是对于B组同学,考核内容以基础知识为主,主要考查学生对基础知识和基本技能的掌握;而对于A组同学的考核,则基础知识和基本技能占50%,而更复杂、更前沿、更适合工厂要求的知识和技能占50%。
二是对后进生多采取表扬评价,并对进步明显的提高一个层次,寻找闪光点,肯定进步,使他们看到希望、消除自卑,品尝成功的喜悦,树立自信心;对中等生,针对成绩采取激励评价,既揭示不足,又指明努力方向,使他们不甘落后,积极向上;对优等生采取竞争评价,坚持高标准、严要求促使他们更加严谨、谦虚,更加努力拼搏。
六、创新体制机制
实行学分制、弹性学制和双证制。通过学分制和弹性学制使学生认识到努力学习一天,就可能提前毕业一天,提前上班一天,提前拿到工资。从而激励学生努力学习。而双证制可以让学生拿到两个技能证,提高就业时的竞争力。电气工程专业的学生可以兼修钳工、计算机、焊工等专业,由学生自主选择。
【关键词】分层次教学;高等数学改革;因材施教
【中图分类号】G424
【文献标识码】A
随着我国高等教育的迅速发展,办学规模的不断扩大,如何保证培养高素质的合格人才,是高等院校面临的严峻考验与挑战.大学数学课程是高等工科院校各专业培养计划中重要的公共基础理论课, 其目的在于培养工程技术人才所必备的数学素质.然而目前各高校均面临着地区性教育质量的不同导致学生素质参差不齐,生源总体差异显著加大,按总分录取的方式出现单科成绩差距悬殊现象.并且由于各专业的不同,因而对数学知识和能力的要求也不相同.非数学理学类专业要求学生具有较深的数学功底,工学类专业要求学生具有扎实的数学基础,管理及经济类专业要求具有较强的经济数学知识等.高等教育形势的这一变化必然对大学数学教育提出新的要求.传统的对同一专业、同一班级、甚至几乎所有的专业都采用统一的教学计划、统一的教学要求和统一的教学模式已经不符合目前大学数学教育的要求.因此,在高校大力扩招的新形势下,根据新生入学基础差别较大的特点对学生进行分层次教学是实施因材施教的积极措施和探索人才培养模式的有效途径.高等数学实施分层次教学不仅对传统教学体系的改革具有现实的意义,而且在国家实现大众化教育目标的进程中也有着长远的战略意义.
一、分层次教学指导思想和基本方向
我们对大学数学课程在全校范围内开展了以优化整合教学内容为重点,以建设立体化优质教材为核心,以建设精品课程为目标的教学改革运动.在教学体系、教学内容、教材建设、教学方法与手段和网络教学平台建设等方面进行了一系列研究、改革与实践.我们的指导思想是遵循高等教育的基本规律,以传统大学数学教学内容为主线,辅之以数学训练、数学建模、数学实验和数学素质培养四条支线.在承认学生有差异的前提下, 确立以学生为主体的意识, 运用不同的教学策略, 分别制定教学目标、教学要求, 设计教学内容, 调整教学进度, 变换教学方式, 创立评估体系, 尽可能地满足不同层次的学生学习需要, 依据学生的专业结构特点及学生的实际水平和兴趣, 建立具有不同层次的课程体系, 在确保课程教学基本要求的基础上, 针对不同层次学生数学基础和学习特点, 采用不同的教学方法.基本方向是以精品课程建设为目标,以教学内容改革为动力,以师资队伍建设为根本,以建设教材优质为核心,以现代信息技术的应用为突破口,以教学理论研究为保障,以教师为主导,以学生为主体,不断深化大学数学改革,构建并逐步完善符合我校高素质应用性人才培养目标的大学数学创新教学体系,不断完善适用于不同层次的教学班的教学大纲、教学内容和教学方法,并把课程体系和教学内容的建设作为教学改革的重点.
二、高等数学分层次教学具体实施方案
我校分层教学的具体实施方案为:首先选择几个试点学院,参照学生高考入学成绩,并通过选拔考试,选出一批数学基础较好、综合成绩突出的学生组成卓越班;其余学生则依据高考入学数学成绩,由高到低按学院分成若干快班或普通班.每个分级教学班的学生入学数学成绩和数学基础基本相近,这样更有利于任课教师因材施教,有的放矢,开展教学方法和手段的改革,以提高教学效率、改善教学效果.
为了保证分层教学效果,达到分层教学的目的,着重从以下方面逐步建立和完善了分层教学的质量保障和监控体系:
1.修订教学大纲
教学大纲是教学管理的纲领性文件,应根据不同层次学生的实际情况编写不同的教学大纲,尤其是教学目的、教学内容、教学重点和难点等.根据不同层次学生的情况来设置各个层次的学生在教学活动中所要达到的学习目标,有针对性地教给学生不同水平的知识.制定教学大纲更加注重不同层次的学生在基础理论、突出重点内容的理解以及教学方法上的不同,使教学大纲更能适应不同层次的需要.
2.制订教学计划,调整教学内容
根据不同层次的教学大纲,制订不同层次的教学计划,适当调整教学内容.对于基础班学生,应以传授知识为主,按照少而精的原则重点学习工程技术中常用的数学方法,提高他们解决实际问题的应用能力.对于提高班学生,根据实际情况结合考研的目标可按适当高于基本要求的标准进行教学.数学的基础理论适当拓宽、加厚,加强应用能力的培养,提高学生的数学素质.
3.实施后续精英培养计划
根据我校自身的实际情况,我们开设了与理论教学相配套的数学实验课,将部分理论教学内容实验化,具体做法是根据教学内容,精心设计一些应用性小课题,指导学生应用所学知识寻找解决问题的思路和方法,并通过计算机和大型数学软件(如Matlab、Splus和SPSS等)达到最终解决问题的目的,使学生学会使用常用的数学软件,并且增开数学建模课程以及在全校开设数学通识课,不间断对不同层次学生的数学素质进行训练.
4.精心组建教学团队,保证教学质量
实行分层教学,不但要求教师有扎实的数学知识和常规的教学技能,尤其是面对不同层次的学生还要求教师有更强的因材施教的能力.为了确保分层教学改革的顺利进行,我们建立一个教学团队,成员包括骨干主讲教学、主讲教师和青年教师.下设教学内容和课程体系设计、教学方法和教学手段研究和网络学习资源建设三个小组,全面负责高等数学课程建设任务.
5.分层次教学方法改革
既然学生已经分了层次,那么针对不同层次的学生应采用不同的教学方法.鉴于数学课程的特点,在分层次教学中,同一层次的学生水平差异不大,教师讲课可以有的放矢,教师必须根据本层学生的特点,制定相应的讲课内容和方法.应将内容区分为教师精讲、泛讲和学生自学三部分.要改变过去重理论、轻应用的教学方法,注意将实际问题模型化,培养学生解决实际问题的能力;引进多媒体教学,增加课堂教学信息量,激发学生学习兴趣;引导学生重视基本概念、基本方法和基本计算,采用灵活多变的教学方式进行知识的传授.
6.分层教学考试
对于不同层次的学生可以按照教学大纲确定的内容单独命题进行考试.考试试卷分层,即不同层次的学生出不同的试卷,每个层次出A,B两套卷子供教务处考试前随机抽取.
三、结束语
分级教学模式突出体现了差异性教学的理论与策略,根据学生存在的个体差异,有的放矢,通过教学方法和手段的改革,注重培养了不同层次上学生学习和运用理论知识解释实际问题的能力.高等数学实行分层次教学后的效果得到越来越多的认可,不仅仅是学生,教师和学校同样享受分层教学的成果.分层教学的实施为提高学校本科高数教学质量起着积极的促进作用.
【参考文献】
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