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教学过程中经典理论教学与专题讨论课教学这两条主线需要相互配合,相得彰宜。因此,对于文献专题的选则应当把握三个原则:所选文献专题确系当今医学、生命科学研究领域的前沿与热点问题(高于课本);专题与经典理论相联系(不脱离课本);专题内容为教学过程中学生兴趣较浓、质疑较多而课本讲授深度有限的内容(符合学生兴趣)。在一门课程教学的具体实施中,根据以上三个原则,由教学组全体教师共同拟定4-5个文献专题,而后在国际权威科学杂志如《自然》、《科学》及《细胞》上就每一个专题选择近年来发表的5篇文献,并指定各专题的辅导教师。文献内容以能够体现该专题重要科学概念、里程碑式科学发现及先进的研究技术方法为标准。文献选定后,由学生依据自身兴趣自主选择,就某一专题形成兴趣小组。经过一段时期的分组学习及教师辅导,最终由每个小组推选两名报告人,在本专题内选定两篇精读文献,以科研论文讨论的形式进行学生课堂汇报。例如在《分子遗传学》的理论教学中,讲授了“表观遗传学”内容,但囿于课本内容的深度及课时数,仅介绍了其基本概念和发展简史。然而,学生在课后提问中表现出强烈兴趣,该专题也无疑是当今生命科学研究领域的热点研究问题。
2学生课堂汇报
学生课堂汇报安排在复习指导课之前1-2周,让学生在结束文献精读训练后,转而全身心投入复习考试过程。汇报课由主讲教师主持,学生代表依次上台,以幻灯为辅助进行汇报陈述,教研室主任、教授及教学组全体教师共同参与讨论,并给予点评。以上述表观遗传学文章为例,学生代表先介绍了完成该研究工作的美国研究小组,而后介绍了与课题密切相关的研究背景:组蛋白(Histone,H)泛素化与组蛋白甲基化,与理论课上讲授的基本概念密切相关。作者在《分子遗传学》的DNA结构中讲过,一个核小体由两个H2A,两个H2B,两个H3,两个H4组成的八聚体和147个碱基(bp)缠绕在外面的DNA组成。在哺乳动物基因组中,组成核小体的组蛋白游离在外的N-端可以受到乙酰化,甲基化,磷酸化,泛素化等修饰,从而影响基因的转录活性。而本篇文献则重点讨论H2B泛素化与H3甲基化之间的关系。在对研究结果的讲解中,学生用逐步深入的科学问题作为逻辑主线,体现出文章作者的科学研究思路。作者首先根据H2B泛素化影响H3甲基化这一保守的生物现象,提出了三种假说:①调节泛素化的Rad6复合物可影响调节甲基化的COMPASS复合物中Set1组分的活性;②Rad6复合物可影响COMPASS复合物中其它组分的活性;③Rad6复合物影响COMPASS复合物中各组分的组装、稳定性及活性。而后,作者采用酵母Rad6突变体与野生型相对照,利用色谱分析、蛋白双向电泳、染色质免疫共沉淀等生物技术,对三种假说依次进行验证和排除,最终揭示Rad6复合物通过影响COMPASS复合物中Csp35这一关键组分与染色质的结合,实现H2B泛素化对H3甲基化的调控作用。通过文献精读,学生从表观遗传学的基本概念(如组蛋白甲基化、泛素化)出发,进入到基本而又深刻的科学问题,了解到上述确切的科学研究结论,以及寻找科学结论所需的生物技术方法。这个学习过程,在引申了经典理论知识的同时,教会了学生自主学习前沿知识的方法,有效地培养了本科学生的科学研究素质。
3文献讨论、点评
在文献讨论过程中,鼓励学生最大限度的发挥主动性与创造力,发表自己的见解。以上述表观遗传学文章为例,H2B泛素化对于H3甲基化的影响不仅存在于第4位赖氨酸上(H3K4),也存在于第79位赖氨酸上,而该文献的研究对象仅限于前者。有学生在完成文献精读后,就H2B泛素化对H3K79甲基化的影响机制提出了自己的假说。教师对于有独到见解,甚至能提出假说的学生给予高度赞扬,并鼓励其撰写科学假说论文,进一步锻炼自己的科研素质。在每一名学生的汇报及讨论结束后,教研室主任、教授给予点评,在肯定其优点的同时指出存在的问题和不足。问题通常表现在背景知识介绍不充分、逻辑主线不明晰、以及研究方法讲解不清等方面。
4结语
关键词:通识教育;人类生物学;遗传学
教育的实质应该回归以人为本,培养健全人格,全面提高人的素质,高等教育尤为如此,不仅要追求优质的专业教育,更要践行“以人为本”的通识教育。高等教育为我国现代化建设提供了人才保障,输送了大量国家所需的专业人才。我国普通本科招生规模逐渐扩大,入学率近50%,很快将跨入高等教育普及化发展阶段。高等教育工作任重道远。结合国内外教育历史与现实,我国改革开放40年的高等教育实践已经证明,通识教育与专业教育同等重要,二者相辅相成。本文将通过通识课程人类生物学的教学实践,总结和挖掘“以人为本”的教学理念和教学思路和方法,特别以人类遗传学为案例,分析人的经典属性在通识教育中的核心地位。
1通识教育的核心理念
在通识教育的实践中,各个大学都有自己的理解和实践,也都遇到各种困惑和困难,包括理念的建立和课时的安排等,例如如何从繁多的专业课程学时中给通识课程分出学时等问题。狭义上讲,通识教育是通与专的结合,而更广义的理解应该是如何践行“以人为本”的教育理念。
清华大学成立了通识教育实验区新雅学院。北京大学不仅成立了元培学院,而且在“通专”结合方面进行了各种实践。复旦大学在教与学两方面推进改革举措,建立“以人为本,以德为先”的人才培养理念。浙江大学建立了竺可桢学院,在通专结合方面开设了一批高品质的荣誉课程。武汉大学系统地发展了通识教育的核心理念,即“博雅弘毅,文明以止,成人成才,四通六识”。秉持“人文化成”之理念,以“成人”教育统领成才教育(http://gec.whu.edu.cn/tszx/zxjj.htm)。《人类生物学》作为该校最早开设的通识课程之一,始终践行上述通识教育的核心理念,坚持“以人为本”作为经典。从2008年开课以来,一直深受学生欢迎。历经“武大通识1.0”到“武大通识3.0”的建设,已经成为通识教育的重要组成部分。
2人类生物学的教学实践
2.1教学目标、大纲与教学方法
素质教育正成为当今大学教育的趋势。作为通识教育课程,《人类生物学》课程旨在培养大学生健全的人格,拓展与完善大学生的知识结构,造就更多有创新潜能的复合型人才。《人类生物学》是为各专业学生开设的全校性通识课程,适合于文科、理科、工科和医学等专业大学生学习人类自身知识的课程。该课程通过现代化多媒体教学手段进行展示,强调人类生物学知识的基础与前沿、科学性与趣味性、实用性与交叉性、热点问题与系统知识的有机组合,注重联系实际,贴近生活,易于了解和接受。教学中反映人类生物学与理、工和人文社科等学科的交叉渗透,反映现代生命科学发展的最新成果,以及地球与人类生存发展的密切关联。课程以“人是什么”为切入点,对人类自身的过去、现在和未来所涉及的生物学问题进行讲授。《人类生物学》教学内容选择上始终体现人文关怀,贴近生命和生活,按照人类生物学知识范围,设计若干知识模块。教学共分6章(表1)。为了便于各专业本科生选修的时间灵活性,在总学时上压缩到最小,安排一个学分,共16学时。在教学方法上,全部采用多媒体教学。教学手段主要包括自制幻灯片、自制多媒体链接、视频短片,VCD播放,以及精准个性化教学与小组交流等丰富多彩的方法。
2.2教学效果与评估
从“武大通识1.0”到“武大通识3.0”,《人类生物学》始终贯彻落实“通识”教育理念,满足于大学生对人类自身知识的了解和渴望。至今已开课10年,共有1470余名学生选课,每次选课平均110余人,选课学生覆盖全校文、史、理、工、农、医所有学科专业(图1)。教学评价由学院组织,百分制进行,平均得分为94.92分。不仅学生选课踊跃,而且获得了很好的教学效果。为我国培养具有通识知识背景的高级科学人才做出了贡献。
3以“通”为境界的人类生物学通识教学
3.1以“通”为人格境界的总体设计
培养健全人格,以“专”为知识纵深,以“通”为人格境界。人类生物学课程的建设始终贯穿从认识“人”、了解“人”到培养“人”,以及了解自己到了解世界,以“通”为人格境界,打通文理界限。有关人类生物学学习,已经出版了不少教材和参考书,国内以陈守良和郭明德编写的《人类生物学》较为系统[1],中文翻译本有尤瓦尔·赫拉利著的《人类简史从智人到智神》[2]。人类生物学课程教学中反映了人类生物学知识与理、工、人文社科等学科的交叉与渗透,体现了现代生命科学发展的最新成果及其产生的意义,同时关注地球与人类生存发展的密切关联。引导学生从喜欢学、主动学到无形之中塑形自我健全人格的“通”境界。
3.2人是什么?
人们对大猩猩好奇,人与大猩猩、黑猩猩以及金丝猴到底是什么关系?这就要先回答人是什么?人类生物学教学中以此问题为切入点,阐明人的属性。让学生了解自己,只有充分认识自己,才能完善人的属性,并树立健全人格。长臂猿、猩猩、大猩猩、黑猩猩与人都属于人猿超科大家族。然而,他们在不同的演化年代各自分歧独立成群,最早是长臂猿在约距今18百万年前分开独立演化,之后是猩猩在11百万年前分出,大猩猩于7~8百万年前与黑猩猩和人分开演化,最后是人类在5~7百万年前与黑猩猩分开独立演化(图2)。看来与人类更近源的是黑猩猩,而非电影中场景描述的大猩猩与人类更亲近。在教科书中没有更新关于人类的演化知识。人类生物学教学中更关注前沿热点问题,引入了新内容,使学生认识人更全面。比如,在黑猩猩与人类分开演化后不久,约4.4百万年前,人类演化的这一支出现过一类与人类更近源的猿人,即拉密达猿人。2009年美国科学家在Science杂志上发表系列报道,在埃塞俄比亚境内发现了距今已有4.4百万年的女性原始人骨骼化石[3-5],这是迄今发现的年代最久远的原始人骨骼化石,科学家根据出土的骨骼“复原”了其整体特征(图2)。她具有与猿类似的头部和脚趾,手掌、手腕以及骨盆格局,表明她可以用两只脚直立行走,类似人类,但脚掌的拇指分得更开,这有利于野外生存。这可能是目前已知的最早的人类祖先,即使不是,它也为研究者提供了新的参考,了解人类是怎样从大猩猩和黑猩猩等共同拥有的祖先那里演化来的。更多疑问留给学生课后思考,比如:拉密达猿人为什么没有成功演化,而在地球上消失?人类是否还在进一步演化?人类的未来如何?
人的属性及与其他动物的本质区别也是学生常常提出的疑问。人类生物学课程引入如下几点思考:(1)智慧:源自人类高度发育的大脑。现代人的脑容量是近亲黑猩猩的3倍以上。增大的容量使得人类大脑具有更多的神经细胞和更复杂的神经网络。同时,介绍在人群中大脑容量也存在个体差异,以及存在智商差异等问题。(2)劳动:直立人的出现解放前肢发展为手,为劳动创造了条件。劳动在人类进化中具有决定性作用,发展劳动工具为人类演化新的一步,北京人用的石锥,非洲发现的石器组合等。劳动促进了人类进化,人类的每一代人都不是简单地重复前一代人的活动,而是在继承前一代人的劳动成果,传承现存的生产力以及与之相适应的社会关系,在继承以语言文字等形式存在的文化知识成果的基础上,进行新的创造活动,从而使人类改造自然的能力不断提高,使社会生活、社会关系不断丰富和发展,人类也由此获得了新的演化。从这个意义上讲,爱劳动是人的本能,劳动不仅为人类创造财富,更是人类演化的自然属性。(3)语言﹑文字与音乐:人类的属性首先是有了交流的语言,语言的诞生就是人类的诞生。音乐是人类的共同语言。早在3500年前的商代,中国就有了编钟,这为人类的演化提供了源泉。音乐起源于劳动,劳动赋予音乐以内容,劳动的呼声赋予音乐节奏和音调,劳动的动作给予音乐舞姿。古代与现代的诗歌、音乐和舞蹈3者是一体的,音乐–舞蹈–劳动–大脑,协调演化,因此,音乐是人类演化的产物,也促进了人类向更高级的演化。人类的语言是以命名为基础的,而动物的语言则不是。动物也可以通过有声语言进行简单的沟通和情感的表达等,但都不是以对事物的命名为基础。根据考古研究成果,人类至少在40~50万年前就开始发明出口头语言,创造出最初的词语。只有到了4~5千年前,欧亚大陆的一些民族逐步创造出比较完善的文字系统。在中国就是以表意为基础的汉字,最早是甲骨文。中国的殷墟遗址出土了距今近4千年的甲骨文,清楚地记载了甲骨文字与日历。说明中华民族的近5千年的演化历史,就是近代人类的演化史。这些关键历史的介绍,极大地激发了学生的民族自豪感和爱国热情。体现了“以人为本”统领成才教育的理念。
3.3美洲人起源自亚洲
人们始终疑惑美洲人是从哪里来的?是什么时候迁移到美洲的?美洲人的起源与中国人有无关联?人类生物学教学始终关注这些科学问题的最新进展,让学生思考。考古学记录提示,西伯利亚人群于2.2~3万年前通过白令陆桥来到美洲,成为克罗维斯人(Clovis),即古印第安人[6]。近年来,古基因学技术的发展,为探索美洲人的起源开辟了新途径。考古研究显示,克罗维斯时代,有着丰富的劳动工具,称其为克罗维斯工具(图3A)。一般认为这些古克罗维斯人起源于亚洲,并与现代美洲人存在关联[7]。最近在美国蒙大拿州Anzick考古点找到一具婴儿(Anzick-1)骨遗物,考古分析显示,Anzick-1距今约1.2556~1.2707万年,并从中分离了古DNA。基因组测序和遗传学分析显示,Anzick-1起源于亚洲,并非来自欧洲。进一步的基因组参数分析显示,Anzick-1基因组特征与现代的美洲人相似,说明Anzick人群在后来的繁衍扩散到了整个北美洲,属于美洲原住民。后来演化为现代美洲人[8]。而且,Anzick-1基因组与中国汉人基因组聚类在一个大进化分支之内,提示其与中国汉族存在遗传关联。结合现代基因组和考古研究,说明北美洲原住民起源自亚洲(图3B)。然而,Anzick人是否来自中国古汉族人有待进一步探索,这一科学问题值得学生深思,比如,美国美洲原住民与中国古汉族人在演化历史上是否早就联系在一起?而美洲人起源于中国人?其实,北美洲原住民另外一支起源于贝加尔湖中南西伯利亚。在该地区发现的Ma-1少年化石属于这一支,约2.4万年前迁移至北美洲。Ma-1基因组测序分析显示,其Y染色体和常染色体序列与西部欧亚人相似,而不是东部亚洲[9]。这一支约占北美洲原住民祖先14%~38%。而大多数北美洲原住民起源于东部亚洲。
4贴近生活的教学模式
人类生物学教学以通为引领,贴近生活的教学模式最能让学生热爱通识教育,从而达到塑形自我健全人格的通识教育目的。在人类基因组与个人精准医学章节的教学中,着重讨论了人类基因组计划的前因后果,以及个人基因组计划的实施对每个人生活的影响。比如,随着个人基因组测序的普及,如何保护个人基因组的隐私。在个性化给药与精准医学方面,不仅介绍最新进展,使学生了解最新学术成果,更要让学生结合自身健康,以及生病时吃药情况进行思考。目前的治病用药基本是“One-Size-Fits-All”即“一种剂量适合所有”,精准医学的发展不久将实施“RightDrug-RightDose-RightPerson”即“正确的药物–正确的剂量–正确的人”。通过体验贴近生活的教与学,学生轻松掌握了人类基因组与个人精准医学知识。同时,也提出一些问题让学生讨论,比如,随着基因组测序费用的降低,你愿意测序你的个人基因组吗?因为人基因组记录了一个生命的全部奥秘和隐私,包括疾病基因等,一方面这对于疾病的预防、诊断与治疗很有帮助;另一方面,如何保护个人及家人的基因隐私也是普遍关心的问题。在人类遗传学章节的教学中,以色盲基因的遗传为例,让每个学生都亲自参与到教与学的教学过程中,学习和了解自己的色盲基因。为了保护个人隐私,课程通过对学生一对一的教学测试,让每个学生了解自己的视力与色盲基因的遗传方式。统计显示正常视力为绝大多数,色弱也不少,还有少数色盲(图4A)。通过贴近生活的教学活动,学生普遍关心的一些问题也就迎刃而解了,比如,为什么色盲总是出现在男生,而女生没有?因为色盲基因位于X染色体,属于性连锁遗传。为什么有些人得病是绿色盲,另一些人得红色盲,因为这是两个连锁遗传基因的控制,即红视蛋白基因(redopsin)和绿视蛋白基因(greenopsin)。为什么会得色盲?因为这两个基因的染色体区域DNA序列的相似性,在减数分裂时容易产生配对交换错配,导致产生突变配子所致(图4,B和C)。
关键词: 生物技术专业 基因工程 课程群 整合与优化
课程群建设是近年来高等院校教学改革中的一个新亮点。一般认为,课程群是以现代教育思想和理论为指导,对教学计划中具有相互影响、密切联系、互动有序的相关课程进行重新规划和整合而构建的课程集合[1]。它一般从属于某个学科门类,有着整体的教学要求,具有模块化的教学内容,群内各课程之间能较好地体现出有机渗透性和整合性,有利于发挥群体优势。课程群建设实际上就是对相关课程进行融合和分解,是对课程的再设计,并将课程设计和课程实施有效结合起来的过程。
基因工程课程群包括生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程等课程,是生物技术专业的一类重要的基础课程群,有利于培养学生科研思维和创新能力。大多数高等院校为了保证课程体系的完整性,都开设了这几门课程,通过对国内外相关课程的教材和教学情况进行调查,发现存在以下几个问题:一是目前国内教材大部分内容覆盖面广、内容全,发散性较强,几门课程的内涵联系不够紧密,课程体系的专业特色不强;二是部分内容在几门课程中均有涉及,容易造成重复讲授。我对我院基因工程课程群的整合与优化过程进行了论述。
一、基因工程课程群的目标定位
生物技术专业是现代生物学发展及其与相关学科交叉融和的产物,其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程。生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学和基因工程是基因工程课程群的主干课程,并且构成了一种由浅入深、由远及近、盘旋式上升的课程体系。我通过对几门课程中的相应内容进行梳理和归类,及时补充学科发展的前沿动态和交叉学科的教学内容,有效促进了本学科的持续性、科学发展,完善了生物技术专业的课程体系。课程群的整合采取“突出重点,减少重复”的原则,对几门课程中的相应内容重新进行梳理和归类,对重复内容的讲授进行了分配,力争凸显相应课程的特色。
二、课程群内容的整合与优化
以戴灼华、王亚馥主编的《遗传学》为例,其中有可能重复的内容有“基因突变与DNA损伤修复、原核生物基因的表达调控、真核生物基因的表达调控、基因组学与后基因组学、基因工程概论”,经课题组讨论后将这部分内容安排在分子生物学中重点讲授。朱玉贤主编的《现代分子生物学》中有可能重复的内容有“蛋白质转运机制、分子生物学研究法”,其中“蛋白质转运机制”安排在细胞生物学中讲授,“分子生物学研究法”安排在基因工程中讲授。经过内容的重新整合后,课题组制定了新的课程教学大纲,缩短了相应课程的课题教学学时,如遗传学和分子生物学由原来的54学时缩短为36学时,基因工程由原来的36学时缩短为27学时,加大了实验教学的力度,为提高学生综合素质创造了条件。
三、教学方法和手段的优化
1.研讨式教学在基因工程中的应用
研究式教学指通过教师的引导,使学生独立地对教学内容进行钻研,并且通过课堂讨论的方式进行辩论,从而达到自我学习的目的。研讨式教学注重开发释放学生的思维潜能,引导他们发现属于他们自己的真理和智慧,是现代教学方法的新走向。基因工程于实验结合紧密,适合开展研讨式教学,课题组确定了“精讲先行,研讨为主;精选论题,注重效果”的指导思想,构建以学生为主的课堂模式,形成了基本理论知识与前沿知识、理论教学与实验教学、共性培养与个性培养等有机统一的研讨式教学模式,建立基因工程基础理论知识、科技前沿知识一体化,精讲和研讨合理配比的理论教学新体系,将课堂体系分为精讲理论知识,结合实验进行研讨,结合前沿知识进行研讨,结合社会需求进行研讨的授课模式,达到既巩固基本理论知识,又有效提高创新能力和可持续发展能力的目的[2]。
表1 优化后5门课程的主要内容
为增强研讨式教学效果,课题组进行了全方位改革,充分利用多媒体辅助教学,增强课堂精讲效果;采取部分与整体、专题与科普、理论与实践相结合的原则、精选研讨论题;结合教师的科研课题、强化实验教学;采用口试、笔试、实验技能展示、科研结果汇报等多种方式,改革考核方法,等等。研讨式教学不但锻炼了学生的口才和才华,提高了学生的综合能力,而且为教师进行教学改革提供了新的思路。
2.立体化教学在分子生物学中的应用
立体化教学包括课堂教学与课外辅导相结合,教师教学与网络教学相结合,第一课堂与第二课堂相结合等方面。建立了分子生物学教学网站和博客,把近三年的教学课件全部上网,同时配套有每一章的练习题,网站中有分子生物学试题库,学生可以抽题进行自测。除此之外还开辟了几个专题栏目:科技前沿,用来介绍最新的科研进展;真我风采,用来展示学生自做的优秀课件;互动平台,用来与学生及时交流。应充分利用第二课堂的时间,通过组织辩论赛的方式,使学生就生物领域的热点问题进行辩论,如可以组织学生就“转基因食品的利与弊”进行辩论,辩论赛也宜采用灵活多变的形式,尽量使每一位学生都能参与进来。可通过辩论赛的形式,锻炼学生自主查阅文献、组织材料的能力,增强表达能力,培养竞争意识[3]。
四、教师团队的建设
优秀的师资是影响教学质量的关键,近三年来学校实施了“百名高层次人才引进计划”,其中基因工程教学团队中以国家教学名师郑用琏领衔,包括二级教授洪华珠在内共有教授4名,副教授5名,28名博士,已经形成了一支有教授领衔、博士主讲的高水平基因工程教学队伍。充分发挥博士教师的科研优势,提高教学质量,深化教学体系改革,不断探索新的教学方法,不断更新教学内容,改革考核方式,目前承担有省部级以上科研课题8项,湖北省教改课题3项,科研教研经费达百万,近三年来公开发表文章200余篇,其中SCI、EI、ISTP收录近百篇,已形成教学科研互助互长的良好态势。
五、编写校本教材
教材方面,本着优选教材与校本教材相结合的原则,优先选用“十一五规划教材”,同时针对三本院校学生的特点,与湖北其他几所相关高校联合编写适合学生基础、符合科学认知规律的教材。如在《基因工程》中主要以基因工程的基本流程“切、接、转、增、检”为主线编写上篇基础理论知识部分,作为课堂精讲内容;下篇的转基因植物、转基因动物、基因工程药物等部分作为研讨论题的来源[4]。《遗传学教程》中注重遗传学自身的系统性和完整性,简明系统地讲授遗传学基本理论、基本概念和基本方法,同时对现代遗传学的发展现状和趋势进行了介绍[5]。
六、结语
本文研究了基于课程群建设的生物技术专业的重要专业基础课――“生物化学”、“遗传学”、“细胞生物学”、“分子生物学”和“基因工程”的教学改革,旨在提高教学质量,培养学生的专业技能和创新能力。我们通过整合教学内容、改革教学方法、提高师资队伍、编写校本教材等手段,对教学内容进行适当压缩和调整,有效提高了课堂教学效率,并使教师有更加充裕的时间对教学进行研究,强化薄弱环节,及时补充学科的前沿知识。下一步课题组将对课程群的实验教学进行研究和改革,希望在减少理论课的同时加强实验教学,增强学生的动手能力,培养学生的科研思维,提高学生的综合素质。
参考文献:
[1]陆为群.高师院校课程群建设的原则和策略[J].黑龙江高教研究,2007,(11):110.
[2]董妍玲,潘学武.研讨式教学在民办大学《基因工程》教学中的实践[J].考试周刊,2010,(27):198-200.
[3]董妍玲,潘学武.民办高校分子生物学教学改革初探.当代教育论坛,2010,(6):126-127.
[4]彭银祥,李勃,陈红星.基因工程[M].武汉:华中科技大学出版社,2007.
[5]李学宝,董妍玲.遗传学教程[M].北京:科学出版社,2011.
关键词:高三生物;专题复习;实践
中图分类号:G427文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)21-050-1
专题复习是指改变原有的按教材顺序进行复习的方式,依据知识间的内在联系确定新的复习体系,进行跨章节的复习形式。尝试发现有效的专题复习组织能产生良好的效应。下面结合多年的做法,从专题类型的确定及专题复习效应浅谈一下,以飨读者。
一、复习专题的类型
1.前后知识联系型。《生物》必修教材中前后知识间的纵横联系很多,此类型专题的目的就在于找出它们的内在联系,并进行归纳、推理,使其系统化、条理化。如关于染色质和染色体的内容,分散在必修教材一和二中,通过前后知识联系型的专题确定,不仅能将染色体的形态、结构、数目等基本概念搞清楚,而且还能寻找出它们之间内在的本质的联系。这一类型适用于解决一些重点内容。
2.重难点知识突破型。以此类专题进行复习的目的在于帮助学生复习平时学习中难以理解、难以掌握的知识和技能。如在遗传和变异这一章的复习中,学生感到困惑的是关于“遗传学相关实验设计”的内容。针对这一内容笔者设计了四个方面的内容进行复习:(1)相对性状中显、隐性关系判断的实验设计;(2)判定细胞核遗传与细胞质遗传的实验设计;(3)判断基因位于常染色体上还是位于X染色体上的实验设计;(4)环境因素和遗传因素对生物性状影响的实验设计。复习效果良好。
3.分散知识归类型。这一类型专题的目的在于理清线索抓住关键。例如,高中生物必修教材的实验内容就可对其归类。如以实验材料进行分类;以某项实验技能分类;以所用药液分类等。
4.解题指导型。如果仅掌握了基础知识而缺乏对解题的指导,也会影响教学效果。例如,针对如何提高选择题的答题速度和准确性,我们可以编写选择题解法技巧专题。这一类型的专题内容还有如何解答识图作答题、分析说明题的分析方法等。
二、专题复习的效应
1.通过专题复习使学生自主构建知识网络。知识网络是能体现知识的内在联系。课本的章节内容尽管已有其独特的系统性,但是仍有很多本来是一个整体的概念往往分散在各章各节论述。因此形成知识网络进行知识浓缩很有必要,因为网络能使知识的序列清晰展示出来。
2.通过专题复习使学生会“读”。复习时,很多同学热衷于多做练习题,多看参考书,忽略了对课本的阅读,这是不科学的复习方法。要培养学生的能力,首先要引导学生掌握好基础知识。而“读”课本是夯实基础知识的最直接的途径,这个“读”不是单纯让学生阅读课本,而是在教师的精心指导下(专题复习讲座),完成对知识的归纳、梳理,弄清知识点的内在联系,找出被遗忘的、记忆模糊和理解不透彻的知识点,做好阅读笔记,逐一攻破。通过阅读,学生对基本概念、原理和规律的记忆得到加强,对基本原理和规律的前因后果、适用条件的理解更加透彻,同时还可充分调动学生学习的主观能动性,发挥学生的主体作用,培养学生的阅读能力。
我们在指导学生阅读课本时,要注意以下几个方面:①阅读课本中重要原理、概念,起到强化记忆,加深理解,把握概念的内涵和外延的作用即把前后概念作一些串联和比较。②阅读图形与表格:要作比较作联想,把图读“活”。减数分裂图:看两对想到三对;看中期向前、向后推,想染色体、基因变化情况。想图怎么画。③阅读实验:重点读实验目的、原理、主要步骤、实验现象,试剂作用等。④阅读生物学成就和重要人物。⑤阅读常见病和病因:白化病、红细胞贫血症、色盲、血友、巨人、呆小、侏儒、糖尿病等。⑥记忆一些重要的专业性术语和数据。同时还要引导学生阅读一些社会上所普遍关注和关心的焦点、热点问题。在最近几年的高考试题中,以高新科技、社会热点和焦点等为背景的题目“异军突起”,并有逐年增多的趋势,如人类基因组计划,基因工程菌等等。这些问题的命题意图是:考查考生对生物学教学大纲和考试说明所涵盖的相关知识的理解能力,及获取知识能力、分析综合能力;测试考生对知识的思维迁移、发散能力和创新能力;进行科普宣传。因此复习过程中要引导学生做生活的热心人,关注生活、关注社会、关注时事,学会多观察、广搜集、勤记录,把从报刊、杂志、广播等新闻媒体和网络系统上阅读到的与学科内容密切相关的资料及时记录下来。这样既能丰富学生的知识领域,扩大阅读视野,又能培养学生的自学能力。
如在复习“多倍体育种原理及其在生产实践中的应用”的内容时,教师可以设计“鱼圣――刘筠”这一案例。案例的介入,不仅可以把“多倍体育种原理及其在生产实践中的应用”方面的重点和难点内容全部穿去,进行了一次系统的分析、归纳和总结。贴近生活、新鲜活泼的素材更能让学生有一种亲切感,使原本沉闷的课堂气氛一下子被有效激活,学生跃跃欲试。
案例一:湘云鲤是以湖南师范大学生命科学院教授、中国工程院院士刘筠为首的课题组,应用细胞工程技术和有性杂交相结合的方法培育出来的三倍体新型鱼类,其核心技术独一无二。湘云鲫生长速度是普通鲫鱼的3~5倍;母体当年鱼苗最大生长个体为0.75 kg。湘云鲤肉质鲜美、营养价值高,同时细刺少、内脏少,可食部分比一般鲫、鲤鱼高出15%,深受消费者欢迎。
(1)三倍体湘云鲫培育过程中利用的遗传学原理是什么?
(2)为何三倍体湘云鲫比正常二倍体产量大?
案例二:说起湘云鲫(鲤),如果没有刘筠的离经叛道之举,人们至今也享受不了这个口福。1979年10月,湘阴县东湖鱼塘捕到了一条从未见过的“怪”鱼,个头特别大,像鲤又像鲫,刘筠从中发现与教科书不一样的东西。
根据遗传学原理,不同种属之间的物种杂交难度较大,自然形成的更为罕见。20世纪50年代,日本、前苏联学者更是提出鲫、鲤杂交雄性不育的理论。照此说来,杂交鱼再好看再好吃也没什么用。刘筠敢于质疑还精心设计了实验框架。经过反复实验,他终于发现鱼类远缘杂交具有正常的受精,打消了国内水产界的疑问。不仅能激活卵子的发育,而且能和卵子一道“生儿育女”。这一发现震惊了国际鱼类研究界。
(3)为什么不同种鱼之间的物种杂交难度较大?
(4)三倍体湘云鲫培育成功的遗传基础是什么?
案例三:通过努力,刘筠和他的课题组成功实现了鲫鲤(均是二倍体)之间的远缘杂交,其间可谓一波三折。在杂交第一代(湘鲫)中,4.6%的雄性和44.3%的雌性是能生育的。深入研究的刘筠还发现,在二倍体(即体细胞含两个染色体组)杂交第二代中,有些能够产生二倍体和卵子(通常情况下,二倍体只能产生单倍体和卵子),它们的受精使得在第三代中产生了雌、雄两性都可育的异源四倍体(指不同种的生物杂交产生的杂种后代,经染色体加倍含四个染色体组的个体)鲫、鲤鱼,经过长期的研究发现,这些四倍体鲫、鲤鱼在人工和自然环境下都能自然繁殖。课题组利用这个宝贵的四倍体鱼(父本)资源和正常的二倍体鲫(鲤)鱼(母本)杂交,便获得了三倍体鲫鱼和三倍体鲤鱼,这便是享誉世界的湘云鲫、湘云鲤。
(5)三倍体湘云鲫对控制过度繁殖是有效的,请简述其形成过程。
(6)为什么不将雌雄两性均可育的异源四倍体鱼直接投放到自然水域中养殖,而要将它和正常的二倍体鱼杂交得到三倍体的湘云鲫后再推广?
案例四:刘筠院士1953年从湖南师范大学生物系毕业至今,从事鱼类繁殖研究52年,从一个初出道的青年成长为著名的生物学家,其间经历了多少艰难!但他“痴鱼”不改,终成大器。
(7)刘筠院士的成功故事对我们有何启示?
(8)拓展:三倍体湘云鲫肉质鲜美、营养价值高的启示,为了满足市场急需大量三倍体田螺种苗,请你设计一个简单繁育方案(用箭头、文字表示)。
1 案例告别了“一言堂”。使学生参与主动化
新课标要求课堂应以学生为主体,学生参与课堂的程度将直接影响着学习结果。传统的“填鸭式”复习法形式呆板,内容枯燥,学生很难通过参与课堂活动来获得个性发展。加上有的教师把希望寄托在考前的“猜题押宝”上,复习时习惯于把题目讲给学生听,让学生记住答案,教师包办代替,学生成了“记录员”,课堂成了被教师独霸的舞台。久而久之,学生养成了“衣来伸手,饭来张口”的习惯,心理上渐渐产生了依赖性,形成了思维上的惰性,变得不敢提出问题、不善分析问题、不会探究问题,在复习课上学生成了“配角”,课堂参与的积极性消失殆尽。
案例复习法注重引导启发,改变了传统高中生物复习课中教师唱主角、讲知识、学生当观众,成看客,被动接受知识的状况。在复习中教师鼓励学生自由探索、大胆质疑,及时提出自己的看法和见解,充分尊重学生的意见和好奇心,使学生在一种安全的心理环境下将自己的潜能发挥出来。在这样的复习课上,学生有诸多参与课堂的机会,可以尽情地对案例和问题进行深入分析、讨论、交流甚至辩论,在宽松愉快的课堂氛围中理解案例本身反映出的基本原理。案例复习法活跃了课堂气氛,调动了学生参与教学的积极性和主动性,从而达到教与学的互动,同时检验了学生掌握知识的牢固性和灵活性。
2 案例告别了“炒冷饭”,使枯燥内容新鲜化
传统的高中生物复习课无非是教师将一些重要的知识点不厌其烦地一遍遍讲,学生机械记忆,背、默、考成为“家常便饭”,课堂没有生机和活力。每次复习时总是以同一面目出现,让学生望而生厌,激发不起学生复习知识的热情,以致本来很生动、很具趣味性的生物课成了不受欢迎的学科,生物教师的“人气指数”每况愈下,生物课成了教师讲考点、学生死做题的代名词。
案例复习法符合学生的思维习性,案例中所展示的背景资料不仅具有感性而且具有理性,会给学生留下深刻的印象,引发学生的思考。通过案例,将相关知识置于一定的实际情景之中,使学生可以清楚地认识到这些原理和概念在实际生活中的应用,增进其学习的兴趣和动力;通过案例,可以把抽象的概念、原理具体化,学生更清楚、更深刻地把握、理解这些概念、原理的内涵;通过案例,可以为学生提供真实的或者接近真实的学习情景,提高学生的学习兴趣,激活了学生的思维潜能,引发了学生的情感体验;通过案例创设的教学情景,使学生在情景中发现问题、提出问题、解决问题,鲜活的情景使学生受到感染和启迪。
3 案例告别了“背多分”,使知识掌握能力化
由于传统的高中生物复习课都是以讲授为主,教师在课堂上口若悬河、滔滔不绝地解释概念、阐述原理、举例说明、归纳小结;学生则被动地接受,把教师所讲的内容记下来,抄下来,回去之后就是花大量的时间把这些内容背熟,最低限度是看熟。这种复习方法,使学生成了知识的容器,它能装多少取决于学生记忆能力的强弱,扼杀了学生的创造力和创新思维,导致学生缺乏学习的主动性和解决问题的能力,“知、
能、行”严重脱节。学生虽然可能熟记了一些理论,但在错综复杂的实际问题面前依然手足无措,到实际工作岗位后很难迅速进入角色。这种复习方法造就了高分低能,有悖于素质教育的目标。
教师的精心策划和指导下的案例可以将学生带人特定事件的现场。学生通过深入分析案例,可以提高分析问题和解决问题能力。和传统的“填鸭式”复习相比,案例复习法改变教师在教:学过程中唱“独角戏”、学生被动接受的状况。通过教师适时提出与教学内容密切相关的案例供学生分析,实现知识传播和能力培养相结合的教学目的;案例复习法使学生不仅可以从中获得知识,而且有助于提高其思维与表达、辩述与讨论技能;学生通过案例复习得到的知识是内化了的知识,学生逐渐学会了如何处理众多疑难问题。
4 案例告别了“杂乱性”,使零散知识系统化
虽然高中生物课本是按照新课程标准编写的,强调了知识的系统性,但考试内容很多在书本之外。如果只注重考点内容的简单堆积和机械重复,忽视了对基础知识和原理的归纳、整理的话,势必造成考试时心乱如麻,懵懵懂懂,不知所云。
“课内损失,课外补”,为了提高分数,教师甘愿不厌其烦地反复说教,将已经学过的知识多次重复,学生通过反复训练达到条件反射。这样的复习课终究走不出教学知识的零散、杂乱和无序状态,使学生很难在头脑中形成条理和系统。由于学生只是对知识的零散掌握,没能深刻认识和把握住知识点之间的相互联系,使得稍有综合的试题就不知所云。
知识是有机联系的,在复习中教师要引导学生把知识点连成线,形成面,进而变成体,这样就能在学生头脑中形成空间概念,使课本中杂乱、零散和无序的知识成为一个有机整体。案例复习法正好可以通过教师精心、有效地构建问题,通过对问题的剖析和梳理,将相关的知识编织成网络。通过纵横联系,图表梳理等方式,将所学知识加以归纳概括,将零散的知识条理化、分散的知识网络化、基础知识系列化。
5 案例告别了“随意性”,使重点知识题目化
有效才是硬道理,在高中生物复习课上必要的训练也是不可或缺的。但有的高中生物教师在复习时只是片面地强调理论知识,觉得教会了学生知识点后就可以坐收渔利、高枕无忧。要知道从理论到实践需要一个过程,有时学生虽然对教材上的原理记得滚瓜烂熟,但一旦进入一种新的情景就感到束手无策,不会灵活运用。
事实上,对于生物教材中的重点难点内容,教师可以适当地通过探究性问题的形式呈现,这样就可以化繁为简,化难为易。案例复习法正好可以扭转和克服这一弊端,教师在复习中紧扣课本,注重基础,根据重点、难点和易错点,精心设计相应的探究性问题,使重点难点知识题目化,让学生在特定的环境中加深对知识的理解,强化对基础知识的掌握。通过案例分析让学生学会思考、学会总结,并提出自己的主见。学生通过适度训练、消化、巩固,考试时才能做到触类旁通,得心应手,左右逢源。
6 案例告别了“空对空”,使理论知识实践化
理论联系实际是高中生物课必须坚持的重要原则。但受应试教育的影响,在实际操作中生物教师还是“以本为本”地说教,生物课上的理论联系实践成为大话、套话和空话。同时,由于教师习惯于注重生物学的基本知识和基本原理的介绍,而往往忽视分析研究新情况、新问题,造成理论与实际的严重脱节。近年来的生物高考试题中多以人们关心的社会热点问题和学生身边的典型事件作为命题的背景材料来创设情境,考查学生对所学知识的理解,以及根据题意对知识进行整理组合、综合运用的能力。