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关键词:生物无机化学;医学院校;课程建设
化学生物学是一门新的前沿交叉学科,是化学与生物学和医学等学科相互交叉、相互渗透的产物。它是利用化学的理论、方法、手段和策略,从分子水平认识生命现象的本质,从天然化合物或化学合成的分子中发现对生理或病理过程具有调控作用的物质,从而为生物医学科学基础研究、新药研发、临床诊断和治疗提供新途径。北京大学化学与分子工程学院、药学院在我国首先成立了化学生物学系,很多高校和科研院所也相继成立了化学生物学的硕士和博士培养点,之后,化学生物学本科专业也在全国高校中陆续成立[1-4]。前期调研发现,目前开设化学生物学专业的高校有18所,有综合性大学,有师范类、农业类等高校,医学类院校中,贵州医科大学开设了本专业。本校化学生物学专业的核心课程体系包括生物有机化学、生物无机化学、生物分析化学、化学生物学、化学生物学前沿与进展、化学生物学专业英语和化学生物学综合实验等。其中,生物无机化学是介于生物化学和无机化学之间的内容广泛的边缘学科,是在分子水平上研究生物体内与无机元素有关的各种相互作用的学科。本专业各核心课程之间相互渗透、相互联系,课程内容有部分重复。为了结合医学院校特色,培养出具有一定竞争力的人才,生物无机化学课程的教学内容、教学方式和考核方法有必要进行调整和优化。
一、教学内容改革
加强集体备课环节,使本专业不同核心课程授课教师之间熟悉各自授课内容,避免简单的重复。比如,《生物无机化学》第二章重要的生物配体中,有关氨基酸、蛋白质、核酸和酶的一些基础知识在生物化学、化学生物学中都有涉及,要突出本课程的侧重点进行讲解,即金属离子与各生物分子之间的相互作用。要紧贴生活实际,增加学科前沿知识介绍,开阔学生视野和学术思维。比如,第八章光合作用及其化学模拟中,放氧复合体的结构和放氧机理仍然是未知的,可以参考2017年8月25日和2019年8月2日分别发表在Science杂志上有关光系统II———捕光天线超级复合体的结构,2015年对放氧复合体的结构解析以及2019年10月19日发表在Science杂志上氧气释放机理的详细解释,使同学们加深对光合作用的理解。另外,参考2019年4月22日发表在《美国科学院院刊》上有关岩石表面的“矿物膜”可以将光能转换为化学能的过程与光合作用中铁和锰元素的参与密不可分的介绍,加强学生对未知事物的兴趣和探索热情。要结合医学院校特色,增加医学相关知识。比如可以将光敏剂拓展为光动力治疗在肿瘤中的应用,将抗生素对钾离子跨膜运输的影响拓展到钾离子在肿瘤免疫治疗中的作用。理论教学要与实验教学相结合,加深学生对理论知识的理解和掌握。比如,通过测定小鼠不同组织SOD的活性以及重金属离子对SOD活性的影响,加深金属离子和酶的相互作用的理解。要融入国家发展理念和法律法规,增强学生社会意识。比如将光合作用化学模拟与清洁能源、环境生物无机化学相融合,引入全面禁止洋垃圾进口和实行垃圾分类对生态文明建设的推进作用理念。总之,通过对教学内容的拓展和升华,可以很好地促进该门专业课在医学院校的发展。
二、教学方式改革
将传统教学手段与以信息技术为核心的网络技术、多媒体技术相结合,采用多元化教学方法,提高教师教学效率和学生学习效率。可以将微课与翻转课堂结合,增强学生的自主学习能力。也可以在雨课堂慕课、微课视频和作业,加强师生互动。利用信息化技术将书本知识进行模块化建设,整理更加丰富的网络教学资源,加强学生的系统性学习,加深知识点的理解。在雨课堂调查问卷,加强与学生的沟通,不断改进教学方式方法,提高学生学习积极性、主动性。总之,经过一系列的教学方式改革,探索更适合该门课程的教学方式将有力地促进其在医学院校的发展。
关键词:生物统计学;精品课程;教学改革
一、引言
随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。
同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。
二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。
(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。
二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。
21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。
将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。
未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。
(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。
生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。
生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。
生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。
三、教学方法和教学手段的改革。
(一)加强电子课件及网络平台建设。
生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。
(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。
多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。
但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。
而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。
(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。
生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。
(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。
统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。
在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。
四、加强实践教学,注重学生能力培养。
生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。
(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。
20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。
为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。
(二)全方位、多层次的实践教学。
为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。
在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。
组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。
掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。
这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。
此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。
通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。
精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。
参考文献:
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关键词:创新实验室 创新人才培养 管理模式
创新是推动人类文明进步、技术与经济发展的源泉。高等院校的创新实验室是培养学生具有实践、创新能力和高素质人才的基地,是教学实验、科学研究的场所,通过创新实验,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,是反映教学、科研、学科建设和管理水平的重要标志,对于提高教学质量、学生的动手能力、拓展思维都具有重要作用。
1 搭建本科生科研创新实验室的平台
大学本科教育是创新型人才培养的关键时期,科研训练是推动创新人才成长的驱动力。我校生命科学学院实验教学中心长期以来以培养学生研究素质、提高研究能力和研究性学习与创新性科研互动为基本理念,以国家级科学研究和教学研究项目为驱动力,以国家生物学理科基地、生命科学与技术人才培养基地、国家重点学科与北京市重点学科、教育部和北京市重点实验室为平台,以院士、长江学者、教学名师高水平师资队伍为依托,尊重学生的能力差异和兴趣取向,围绕本科生创新能力培养的教育宗旨,关注学生早期的科研能力与素质培养,构建适合不同学习阶段、不同学科平台和多元模式的“阶段―学科―能力”多元科研能力培养体系,为全面提升生物学本科生的科研能力与素质,搭建了多元科研能力培养体系。我校实验教学中心精心设计了基于学科平台、课程平台、实践教学平台和科研立项平台的本科生科研能力培养模式。学科平台对应的是生命科学与技术前沿专题;课程平台对应的是科研设计与方法,文献报告与讨论;实践教学平台对应的是综合性与设计创新性实验;科研立项平台对应的是科学研究项目。本科生科研创新实验室的建立正是作为科研立项平台的实践之地而设立的。本科生科研创新实验室的建设,始终围绕激发学生的研究兴趣和创新欲望、发展学生的创造性、培养研究素质、提高研究能力为核心,积极促进学生知识应用能力以及综合创新素质等的全面发展与提升。
2 本科生科研创新实验室建设及管理
2.1 本科生科研创新实验室建设内容
本科生科研创新实验室的建设宗旨是以学生为本,培养他们的创新能力,为其提供优良的科研氛围、足够的硬件设备及技术支持。我校在国家级生命科学与技术实验教学示范中心建设的基础上,于2007年设立生物学本科生科研创新实验室。其建设内容主要包括管理制度的形成、仪器设备的配套及管理、技术体系的构建、导师制的管理、学生及其创新项目的指导等方面。目前我校生物学本科生科研创新实验室可以满足学生开展分子生物学与生物化学实验、遗传学实验、植物组织培养、动物发育学实验、植物生理学实验、生态学实验等各个学科领域的创新实验项目。
2.2 建立健全以学生为本的科研创新实验室管理制度
为了保证本科生科研创新实验室的高效运行,需要制定强有力的保障机制来协助学生顺利地进行实验活动,充分发挥学生自主安排学习时间和实验时间的优势,培养学生的自我管理能力,提高学生理论联系实际的水平。学院根据自身建设和发展的需要制定了《学生实验守则》《关于实验室开放管理办法》《实验室安全与卫生管理制度》《实验室仪器设备使用管理制度》《实验室开放预约制度》等一系列适合本科生科研创新实验室管理的各项制度和条例。每年新生入学,学院的教学实验中心要为新生开设实验室安全教育课程,组织学生参观学院的实验技术中心及实验教学示范中心的各实验室,介绍两个中心实验室(实验技术中心和实验教学示范中心)的各项功能及其注意事项。
2.3 创新实验室的准入制度
本科生科研创新实验室建设目的是增强学生对生命科学与技术前沿的了解,开阔科研视野,提高科研兴趣,培养创新性思维、分析问题和解决问题的能力、综合应用知识与技能的能力等。本科生科研创新实验室是学院为科研能力培养模式之下的科研立项平立建设的科学研究项目实验室。每年申请国家大学生创新试验计划项目、北京市大学生科学研究与创业计划项目、北京师范大学本科生科研项目及生命科学学院本科生科研项目等并获得经费资助的学生可以向创新实验室提出申请,审核通过即可入驻实验室开展工作。本实验室设计了具有自身特色的申请表,该表格包含申请学生的个人基本信息、拟开展科研创新项目的内容提要、科研创新研究所需要的仪器及试剂、指导教师签署意见及学院教学院长签字批复信息等。学生进入实验室的第一项工作是开展安全教育,使学生更加了解实验室的相关制度。对学生要使用的仪器设备进行培训。实验室管理人员依据学生所填写的申请表内容为学生安排工作台面,为学生准备相关的仪器、试剂、耗材等。
2.4 以人为本的开放管理制度
学生主要利用课余时间来开展本科生科研创新实验项目。为了保证学生正常的科研工作和实验室的安全,创新实验室安装了OCS电子门禁监视系统及数字视频监控系统。OCS一卡通―门禁系统是采用目前较先进的非接触式ID卡作为电子钥匙进行身份识别的门禁管理系统,门卡由创新实验室管理人员向学院实验中心统一申办,按照学生创新实验项目开通创新实验室及配套仪器室的权限,学生拿到一卡通就可以在课余时间自由进入实验室开展工作。另外学院配套的数字视频监控系统可以完整地记录学生在实验室的全过程,在实验室安全隐患方面可提供线索和现场录像记录,为师生学习安全和实验现场管理提供保障,科学有效地保证实验室的安全正常运行。
2.5 科研创新项目的导师制管理
无论本科生承担的是“国家大学生创新性实验计划”,还是“北京市大学生科学研究与创业行动计划”,及“北京师范大学本科生科研基金项目”“北京师范大学生命科学学院本科生科研项目”等,均要求学生在导师指导下开展研究。在导师的指导下,学生自主进行研究性学习,自主进行实验方法的设计、组织设备和材料、实施实验、分析处理数据、撰写总结报告等工作。自主完成实验,自主管理实验;汇报项目中期工作进展,提交项目结题报告和相应的项目成果。在项目实施中,导师在学术思想、研究技术手段与研究方法、研究工作成果分析总结方面给予指导,引导学生自主学习、自主完成研究计划;导师在学生平日进行科研工作时也要审核学生的原始记录或工作日志,要批改中期检查材料、结题报告、研究论文等。指导教师要注重学生创新思维的激发,培养学生团队的协作精神,注重学生综合素质的培养,注重学生实事求是的科学精神及坚忍不拔科学态度的培养。
申请到“北京市大学生科学研究与创业计划项目”“北京师范大学本科生科研基金项目”“北京师范大学生命科学学院本科生科研项目”的学生能够在一年以内利用课余时间完成实验项目的主体内容。“国家大学生创新性实验计划”科研项目要求学生在1~2年内利用课余时间完成。
每年学校要对本科生申报的各科研项目进行中期检查和项目结题验收。学生完成项目结题、通过答辩验收后视为考核合格。可获得科研训练学分2学分(不记本科生教学计划内的学分,其学分与成绩载入毕业成绩单)。验收合格的项目可认定科研训练学分2学分。
3 本科生科研创新实验取得明显效果
本科生科研创新实验室自2007年组建以来,目前已形成完整的运行和管理体系。5年来的实践证明,很多学生通过科研能力培养模式的系统训练,增强了对生命科学与技术研究前沿的了解,开阔了科研视野,提高了科研兴趣;学生的团队协作精神、文献查阅、写作与表达能力得到提升;培养了学生对科学问题的自主与创新性思维、分析问题和解决问题的能力、知识与技能综合应用的能力等。
近几年来生命科学学院学生从事本科生科研创新项目申请获得“国家大学生创新性实验计划”资助项目21项;获得“北京市大学生科学研究与创业行动计划”15项,申请到“北京师范大学本科生科研基金项目”103项,项目经费由国家、学校及院系配套支持,合计300万元。每年均有部分学生获得“挑战杯”“京师杯”及校级各项奖项,并在SCI等杂志发表文章。2002级周艳同学(系我院2006年保送北京生命科学研究所博士研究生),于2007年在Science杂志发表署名并列第三身份的研究论文。
4 创新实践,促进就业
通过建设本科生科研创新实验室,大学生的创新能力得到提高,综合素质得到增强,一方面为学生的保研、考研起到了强有力的支撑作用,以2008级为例,6位参与本科生科研创新项目的学生全部保研。另一方面也为学生就业起到强有力的推进作用。2008级62名免费师范生中80%的学生参加了科研创新项目,他们通过在创新实验室的自主科研实训经历,获得了在应聘过程中的自信,让用人单位刮目相看,绝大多数被省级重点中学录用。1名学生成功申报“国家大学生创新性实验计划项目―诱导筛选和构建能高效吸附重金属的藻种”,他在参加湖南省教师招聘会时,有一所中学得知他的科研经历当即签约,并委以重任,由他负责全校的高中生科研课题。
5 结束语
本科生科研创新实验室,是学生将所学理论与技术相结合的场所,是培养、激发学生学习主动性、积极性和创造性的场所,是提高大学生科学素质和文化素养的课外课堂,是培养大学生创新精神、创业精神和实践能力的大平台。我院生物本科生科研创新实验室的运行和管理经验,为进一步积极实践大学生科研创新实践活动提供了一定的基础,我们将继续围绕创新实践培养模式的人才培养思路对实验室管理和运行体系进行优化和提高。
参考文献
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在新课程改革形势下,需要以课程理念为指导,更高品质地建设高效课堂教学。课堂教学是学生获取信息、培养多种能力的主渠道,然而课堂教学的时间是有限的,要实现用最少的时间使学生获得最大的进步与发展,就有必要进行高效的课堂教学探索。
一、充分做好课前准备,保障高效的课堂
教师在设计教学过程时,一定要针对学生已有的知识基础、能力水平与思想水平,符合学校现有的实际条件。这样设计出的教学方案才切合实际,才具有可操作性。“台上一分钟,台下十年功”,要实现课堂高效,必须下足课前准备功夫。备课不是单纯地写教案,而必须备教材、备学生;不仅要花功夫钻研教材、理解教材、仔细琢磨教学的重难点,更要了解学生的实际情况,合理设计教学活动;要设计高质量的有针对性的课堂练习,根据教学过程的设计和教学的实际需要制作好教学所必需的教具或课件、学生操作的学具等。
二、优化教法教案,强化动手训练
针对初中生形象思维与抽象思维能力的差异,教师须从教材的需要出发,采用多种教学方法进行优化组合,灵活设计教学过程,让每个学习者的主动性与积极性得到充分发挥,真正获得益处,提高课堂教学的效果。根据生物学科的特殊性,充分利用教学挂图、模型、标本、实验、多媒体演示等直观教具,让学生看一看、摸一摸、做一做,充分调动学生的多种感官,充分刺激学生的快乐神经,能收到事半功倍的教学效果。
首先,应大力提倡并实行“启发式”、“讨论式”的教学方法,让学生动起来,让课堂“活”起来,真正把传授知识的过程当作学习交流和自主探索的过程。教学重点应放在学习能力的培养上,帮助学生建立科学的学习方法,形成有效的学习策略,帮助学生建立起自主学习、发现问题、提出问题、独立思考、解决问题的能力。
其次,要多让学生亲自动手,通过感性接触转化形象思维。例如,讲叶的形态时,可要求学生课前采集不同植物的叶片;讲花的结构时,要求学生课前采集花朵。学习人体生理卫生知识时,可利用学生自身这一特殊教具,指导他们观看(如看做屈肘时肱二头肌的收缩情况)、抚摸(摸心跳、脉搏)、做动作(如做膝跳反射)等来增加感性经验,并引导学生透过现象深入本质,提高理性认识,充分调动学生的积极性,丰富学生的想象力,激发学生的创造意识。
最后,加强对学生实验基本功的训练。让学生带着问题去观察,以及注重实验结果,分析和改进,确实提高了学生的操作能力、观察和思维能力,以及解决实际问题的能力。通过生物实验,也培养了学生严谨踏实的科学态度、认真求实的良好实验习惯。
三、联系生活、社会的热点问题,创设问题情境,激发学习热情
首先,“学习最好的刺激乃是对学习材料发生兴趣”。 对于由于学生感到知识抽象和实验操作复杂而产生的教学难点, 必须化抽象为具体、化复杂为简单。 可以采用加强直观教学、补充感性知识和经验这种方法去加以突破。其中,将教学中的难点与学生不易理解、较抽象的知识点以通俗的语言,结合实际生活的例子、同学们的亲身体验等形式展示给学生,使之易于理解,这种方法我们教师是很熟悉的,经常会使用到。
例如讲植物细胞中细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核各自的功能时,可以打一个比方:学校有围墙、校门、师生、校长室,围墙相当于细胞壁的保护作用,校门相当于细胞膜的控制物质进出的作用,师生相当于细胞质的流动及交换物质的作用,校长室相当于细胞核是控制中心。这样,对于刚接触生物学的七年级学生来讲,就非常容易理解细胞各结构的功能了。
又如绿色植物的光合作用,采用比喻的方法来讲解:绿色植物的每一张叶片就是一个个天然的工厂,而叶片中含有叶绿体的细胞是车间,叶绿体是机器。叶绿体这个机器在光能这个动力的带动下,将原料“二氧化碳和水”制造成产品“有机物和氧气”。这样,把光合作用深奥而抽象的知识简单地呈现在学生面前,同时要求学生根据原料、机器、动力、产品写出光合作用的表达式,根据表达式概述出光合作用的概念和实质。
关键词:幼师 生物学 课程 教学
一、幼师生物学教学存在的现实问题
《生物学》是中等幼儿师范学校课程设置的一门基础课程,一般情况下,学校根据教学计划,完成生物学的规定课程。就是将《生物学》教材按照每周2课时纳入课表,教师照本宣科,学生无动于衷,学期、学年结束,进行期末考试,就算完成《生物学》的教学计划。因为,现在各校重视所谓的“专业课”,即音乐、舞蹈、美术、书法。
《生物学》是一门自然学科,是研究生物的形态、结构、生理、分类、遗传和变异、进化、生态等的一门科学。
在传统的幼师生物学教学中幼儿师范学校的生物学课程一般只开设必修课这样一种单一形式。生物学必修课教材虽然包含了植物学、细菌、真菌、病毒、动物学、生物的七个生理特征等反面进行了分析,有实验、有课外读物、有课外作业、有参观、有小朋友问题参考答案等,内容还是比较丰富,但是教师的对教材中教学任务的落实还是很难的。针对这些问题,我们进行了一些探讨。
二、我校必修课、选修课、课外活动和教育实践的探讨
(一)“四大块”有机结合的必要性
认识生物是幼儿认识世界、科学探索、科学启蒙最直观、最现实、最接近生活、成本最低的活动。生物形形、五彩缤纷、动静丰富,是激发学生兴趣的源头。
(二)建设好必修课,扎实打好生物学基础
生物学课程中的必修课是生物学科教学活动的主体,是对学生进行职前教育活动的主要途径。教学内容要突出师范特点,并结合幼儿师范学生的专业教育和素质教育两方面。在必修课的教学过程中,我校生物教研室对大纲、方案进行了多次分析、讨论,结合本地区实际,编写地方特色简易教材、实验和标本模型制作手册、学生复习指导与练习册等,根据“四大块”有机整合、互相补充的原则,确定了提高教学质量的具体课本与地方教材使用、教学计划、考试、考查方案,并在教学过程中逐一实施。
根据我们地区特点和幼儿园教育教学的需要,在教材的部分内容上做了一定的处理。在被子植物分科举例中,降低了难度,拓宽广度,以适应很多热带树种等引进的需要。在昆虫多样性部分,重点讲授了直翅目、膜翅目和鳞翅目。介绍了双翅目的蚊、蝇、虻;同翅目的蚜虫、蝉;鞘翅目的瓢虫、萤火虫、金龟子、天牛等。鱼类的多样性介绍了三十几种长江鱼类。
在教学过程中,每次课都要求从知识、能力、情感教育等方面明确教学目的,确定重点、难点、关键,从理论、实验、实践、参观等不同课程内容上,从行动导向法角度,设计适当的教学方法。多媒体用于增加课堂容量、彰显直观性,如录像、照片;多媒体用于解决难点,如“渗透作用的原理”动画、“细胞分裂过程”的动画,“双受精”的动画等;多媒体用以展示真实性,如投影仪的标本展示等;多媒体用以突出重点,如幻灯片的文字、图表展示等。恰当使用标本、模型、挂图、黑板简笔画等手段,使课堂融入现实的直观性。
科学安排必修课的考核。每学期期末进行一次理论考试,即笔试,笔试试题从检测学生知识技能掌握情况外,还重视新知识的拓展,体现知识的不断融入。在学期中按照教学进程,根据学生的学具制作、标本制作、生物图画绘制、本地常见植物认识等,每学期开展2-3次检测。学期根据平时成绩、能力检测、期末考试进行综合评定,60分以上及格,70分以上为中,80分以上为良,90分以上为优。
通过对必修课的探索性教学,重视实验、实践,结合本地实际,以学生为主体,教师为主导,克服单一的讲授,以“行动导向”为指引,多媒体辅助,强调学生的主动性,重视过程考核与期末考试相结合,教学质量得到显著提高。
(三)开发选修课,拓展学生知识面
选修课以课堂教学为主,包括实验、参观、调查各种形式。我们根据必修课的内容、本地地方教材、学生学习美术课程(幼儿画创作)、未来工作的需要,从生物学知识、生物学技术、农业技术、园林绿化与室内立体绿化、生物标本制作、生物故事创作等方面进行选择。
(四)丰富生物课外活动,让学生的生物知识活跃
生物课外活动是幼儿师范教育专业生物学课程的有机组成部分,对于学生学习生物学知识、发展个性和技能培养具有重大作用。课外活动的内容、形式与课堂教学互补,有利于发展学生兴趣特长,能够训练、培养学生从事幼儿教育教学的多种技能和能力。
(五)重视教育实践,让学生的生物知识得到升华
教育实践是幼儿师范教育活动的有机组成成分,对于培养学生从事教育活动工作的实际能力具有不可估量的作用。它是幼儿教育专业进行职前教育的必要环节,我们有目的、有计划地、分不同形式、不同阶段安排在三年的教育教学活动中。