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《微生物學》在實際教學中存在“知識點多且散、內容覆蓋面廣、知識點易混淆”等缺點,加之微生物本身肉眼看不見,在實際教學中抽象性概念及描述較多。教師在課堂講授過程中容易犯照本宣科、“填鴨式”教學的錯誤方法,造成學生學過就忘、考完就忘的問題,難以在腦海中形成完整的知識網絡結構,容易使學生失去學習興趣。由于《微生物學》實踐性較強,而且與人類健康休戚相關。因此,需要在緒論內容講述方面就充分調動學生的學習積極性,要讓學生意識到微生物雖然個體小,但是其作用卻是一點也不小;從日常生活中衣物與食品的發(fā)霉現(xiàn)象,到生產中釀酒、制作腐乳等工藝,到微生物致病性和引起人類恐慌的傳染性疾病的蔓延等具體事例,引起學生對微生物的重視,激發(fā)學生對微生物學的學習興趣。在知識講述方法上,注意前后結合,融會貫通,比如原核微生物的細胞結構與真核微生物的細胞結構差異、病毒一步式生長曲線與細菌群體生長曲線的對比、微生物分解代謝與微生物的營養(yǎng)之間的關系等。前后知識點系統(tǒng)聯(lián)系,對比記憶,歸納總結。以提綱式教學的方法向學生講授知識點、重點及難點,一方面既鞏固了知識,又加強學生綜合運用知識的能力,使學生在腦海中形成一套完整的理論知識體系和一張系統(tǒng)的知識脈絡結構網,幫助學生快速高效的學習知識。
1.2緊跟科學前沿,放眼學科動態(tài)微生物學作為一門專業(yè)基礎課程,與科技發(fā)展緊密相連,教師在課堂講述過程中,除了系統(tǒng)介紹課本知識外,還應穿插當今科學研究前沿,以充滿激情的科學態(tài)度向學生展示微生物學的發(fā)展動態(tài)及當前的熱門話題。比如:介紹與微生物相關的諾貝爾獲獎者的研究成果;近期發(fā)表在Nature、Science、Cell等國際頂尖雜志上的科學文章;在講授病毒這一章內容時,結合目前流行的埃博拉病毒、甲型H1N1流感病毒等疾病的感染與治療講述病毒的特點等。以當今的科技成果和熱點話題,激發(fā)學生對微生物學的學習興趣和對微生物科研工作的崇拜感。
1.3充分調動學生參與課堂的積極性引導學生積極參與課堂,變“被動”教學為“主動”教學。以往的理論內容教學就是以老師為主體,老師講學生聽,教師與學生互動較少,學生參與課堂的積極性也不高。在教學過程中應該采用“啟發(fā)式”教學和“參與式”教學,例如:安排學生提問,讓學生提問老師,創(chuàng)造學生參與課堂及師生互動的機會,增加學生的個人成就感;布置課后問題,組成3-5人的科研小組,讓學生在課下積極思考,查閱資料,獲得自己的科研成果;開展“翻轉課堂”“微課”“慕課”等活動,以豐富多彩的教學形式充分調動學生參與課堂的積極性,其知識面和創(chuàng)新意識也得到了極大的提升,有效培養(yǎng)了學生自主學習的能力。
1.4突出微生物學的課程特點,避免與其他課程知識重復微生物學作為一門專業(yè)基礎課,與普通生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學等多門課程存在交叉重復的內容。而且這些課程在授課時間安排上不統(tǒng)一,有前有后,那么如何在有限的課時里詳盡的向學生講述微生物學的知識但是又避免知識的重復累贅?如何突出本課程的教學特點,優(yōu)化課程講授內容?這就需要教師在課前做好充分的準備,首先與其他課程的老師互相交流,相互協(xié)調授課內容,對于重復的知識點不做過多的贅述,僅作重點提示或簡單的復習;其次,注意傾聽學生的意見反饋,由于知識學習存在遺忘過程,針對這種情況,如果重復知識內容在不同學期或者學年開課,要注意適當加強復習,以課堂提問及重點提示的形式完成知識內容的學習。對于同學期開設的平行課程,有些重復知識內容僅作簡單的帶過。如,在微生物遺傳育種一章內容中,同學期生物專業(yè)開設了《微生物遺傳育種學》課程,那么在微生物學講授過程中,這部分的內容完全可以略過,提示學生此部分內容在其他課程中有詳細的學習??傊?,需要授課教師在其他任課教師和學生之間建立聯(lián)動的關系,既與相關課程的教師經常交流,保證各課程在內容上互為補充、相互協(xié)調、相互促進;又要及時關注學生對知識的理解情況,將教學內容有順序有邏輯有重點的呈現(xiàn)給學生,建立優(yōu)質課堂教學,既讓學生系統(tǒng)學習理論知識又突出了本門課程的學習特色。
2微生物學實驗課程教學改革
由于微生物學是一門實踐性極強的學科,微生物實驗教學是微生物教學中的重要組成部分,是現(xiàn)代生物學技術的重要基礎,其獨特的實驗技術在學科的發(fā)展中占據(jù)著突出的位置。
2.1微生物學實驗教學存在的問題
微生物實驗教學對于學生加深對理論知識的學習理解、提高學生動手實驗技能、培養(yǎng)學生團隊意識與創(chuàng)新精神、樹立嚴謹求實的科學態(tài)度至關重要?,F(xiàn)階段關于微生物實驗課程建設仍然存在著一些問題:在微生物實驗課程建設方面重點培養(yǎng)學生動手能力的同時忽略了對學生獨立思考及創(chuàng)新能力的鍛煉;課程講授與實驗課程課時安排存在著不一致性;實驗課時相對較少,實驗課教學最容易受到課時及實驗室具體條件的限制,對于實驗周期長或缺乏儀器無法直接完成的實驗,以往只能選擇不做。
2.2微生物學實驗教學改革措施
作為實驗課程建設及改革,應針對不同專業(yè)的專業(yè)特色及專業(yè)優(yōu)勢,根據(jù)課程內容適當調整實驗方向及實驗內容,凸顯專業(yè)優(yōu)勢;同時注重基礎理論知識的鞏固加強以及不同專業(yè)優(yōu)勢互補和專業(yè)交叉合作。通過微生物實驗課程改革及完善能夠使學生熟練掌握微生物學實驗技術和操作規(guī)程,培養(yǎng)他們觀察、思考、分析和解決問題的能力,增強他們的創(chuàng)新意識,樹立實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度以及勤儉節(jié)約、愛護公物的良好作風。其主要內容包括:
(1)讓學生參與實驗準備工作:實驗課程的建設不單單是實驗過程,前期實驗準備工作也是非常重要的,讓學生親自參與到前期實驗準備工作能夠培養(yǎng)學生的認真負責的態(tài)度,同時也讓學生對整個實驗過程有全面的認識與學習。
(2)實驗內容及課時的調整:應結合學生在微生物課程上學習到的理論知識,將理論課與實驗課合理安排。做到先學習理論知識,打牢基礎,再培養(yǎng)實驗技能,在實驗過程中真正理解書本知識,將理論與實踐合理結合。
(3)凸顯專業(yè)優(yōu)勢與專業(yè)交叉:針對各個專業(yè)的優(yōu)勢,設計有針對性的專業(yè)微生物實驗,并設計能夠將生物專業(yè)、食品專業(yè)和煙草專業(yè)等各個專業(yè)優(yōu)勢合并的大實驗課程,增加探索性實驗,鼓勵學生自己成立科研小組,獨立開展創(chuàng)新實驗。
(4)開展錄像實驗教學:由于實驗條件或實驗經費的限制,對于暫時不能開展的實驗內容不能棄之不做,雖然實際實驗條件不能滿足,但是借助于多媒體教學手段,讓學生對實驗原理、過程及操作要點有清晰的認識。通過對微生物實驗課程的優(yōu)化改革,能極大豐富實驗課程,培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識,提高學生實驗技能與實踐能力。力爭做到:凸顯專業(yè)優(yōu)勢及專業(yè)互補,避免內容的重復及雷同;鼓勵學生獨立參與科研課題,拓展視野;通過實驗課程的講授培養(yǎng)學生對實驗的興趣及實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度和團隊合作意識。
3結論
關鍵詞:醫(yī)學微生物學;實驗教學;教學質量
實驗教學在醫(yī)學教育中占有重要地位,對培養(yǎng)醫(yī)學生理論聯(lián)系實際、動手能力、分析解決問題能力、科學思維方法以及嚴謹?shù)目茖W精神均具有重要意義,對實現(xiàn)素質教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標也有著不可替代的作用。醫(yī)學微生物學是一門重要的醫(yī)學基礎課程,是醫(yī)學院學生學好后續(xù)的病理學、免疫學、藥理學及臨床各科的感染性疾病的基礎。醫(yī)學微生物學實驗課是該課程的重要組成部分,是充實并驗證理論課教學的重要手段,使學生進一步加深對理論知識的理解,同時還擔負著對微生物基本技術的學習掌握和嚴格規(guī)范操作的任務。因而如何培養(yǎng)學生的科學思維,如何培養(yǎng)學生的動腦、動手和操作等基本能力,如何提高學生學習的主動性及積極性,是提高醫(yī)學微生物學教學質量和培養(yǎng)高水平人才的重要部分。本文就個人幾年來教學實踐談些體會。
1實驗課教學中學生存在的主要問題
1.1對實驗課準備不夠充分醫(yī)學微生物學實驗課是課程教學的重要組成部分,做好實驗有助于學生更好理解理論課講授的內容。但是在實驗教學過程中發(fā)現(xiàn)部分同學對實驗內容并未事先預習,存在著“臨時抱佛腳”的現(xiàn)象。由于沒有充分的實驗前預習.學生在實驗進行過程中尤其是一些操作性實驗,往往是看一步實驗步驟然后再操作一步,根本做不到前后聯(lián)系以及與理論課的融會貫通。究其原因,可能是目前醫(yī)學院?;A教學實驗學時較少,學生對實驗操作不夠重視;學生本身對這門實驗課興趣不大。但最根本原因是學生主觀上不重視實驗課,認為實驗課無關緊要。
1.2無菌觀念淡薄醫(yī)學微生物學實驗課以細菌性實驗為主,要求學生具有較高的生物安全意識和無菌觀念。盡管授課教師在教學中多次強調注意無菌操作,但是在實驗教學中,發(fā)現(xiàn)仍有部分學生無菌觀念淡薄,基本上屬于“粗放型”操作。如個別同學手握滅菌后的接種環(huán)四處走動,對著接種細菌后的平皿說話,直接用手撿起打碎的接種有細菌的培養(yǎng)皿等。
1.3缺乏團隊合作精神在實驗課中我們還常常觀察到部分學生缺乏團隊合作精神,分組實驗效率不高。例如由于實驗課人數(shù)較多,個別同學用完器材后隨意擺放,不僅不雅觀而且影響了其他同學的使用,造成課堂秩序混亂。在分組實驗時,往往組內分工不明確,時間安排不合理,實驗進程不順利,往往需要更多的時間才能完成實驗內容。
1.4獨立分析問題能力欠缺臨床醫(yī)生診斷病情時需要將病人的臨床表現(xiàn)及實驗室檢查結果等綜合分析,才能做出合理的診斷及治療方案。這要求醫(yī)學生在基礎學習階段就要養(yǎng)成良好的思考和分析問題的習慣。但實驗教學中,發(fā)現(xiàn)相當一部分同學對實驗內容缺乏思考,對實驗結果分析無從下手,甚至出現(xiàn)個別學生抄襲他人結果的現(xiàn)象。這些問題的出現(xiàn)一方面因為學生對課本知識掌握不熟練,并且沒有進行必要的實驗預習,另一方面也與現(xiàn)有的教學和考核模式有關。
2進行教學改革探索
在教學中,學生始終是學習的主體,教師對學生的學習過程主要是起合理的引導作用。為了改進教學質量,提高學生分析問題、解決問題的綜合能力,我們從教學內容、教學方法及考核方法等方面進行了一些有意義的探索。
2.1調整實驗課內容。增加綜合性設計性實驗傳統(tǒng)的醫(yī)學微生物學實驗教學體系大多以驗證性實驗為主,各個實驗內容之間相互獨立,缺乏必要的聯(lián)系。針對實驗教學內容分散、相互不連貫的問題,我們調整了教學內容,增設綜合性實驗,將原來一些分散的驗證性實驗有機結合起來,形成一系列實驗,提高了實驗的系統(tǒng)性、完整性。同時,學生參與了從實驗準備到最終檢測的整個實驗過程,極大提高了學生的學習興趣和積極性,收到了滿意的效果。例如,我們在部分班級授課中嘗試開設了腸道桿菌檢測的綜合性實驗,從標本的采集、培養(yǎng)基的制備、培養(yǎng)基的高壓滅菌、細菌的劃線分離培養(yǎng)、革蘭氏染色及生化反應、血清學反應以及最后的實驗結果分析及討論均由同學自己完成,提高了他們的積極性。
2.2改進教學方法,提高實驗教學質量實驗教學的目的是使學生掌握該學科實驗研究的主要方法和手段,了解基本原理,并且通過實驗技能的培養(yǎng),形成良好的思考問題、解決問題的能力,提高學生的綜合素質。但傳統(tǒng)的教學過程中,往往是以教師講授為主,學生操作為輔,教師講授時間過多,使學生學習積極性、主動性降低,只能被動按照教材步驟操作,其分析問題、解決問題的能力得不到有效的鍛煉。針對此問題,要求教師有必要對教學方法進行改革,合理安排教學過程中示教時問,及時發(fā)現(xiàn)學生學習中存在的問題,提高學生的綜合素質。
2.2.1督促學生做好充分的課前預習醫(yī)學微生物學是一門實踐性很強的學科,充分的實驗預習發(fā)揮著重要的作用。為此,教師應當在每學期開始時將教學歷公布于學生,并且在每次實驗課結束時告知學生下次實驗課內容及預習側重點,或者提出幾個思考題。這樣可以有效調動學生的學習積極性,并且在聽講時做到有的放矢,提高實驗課的教學質量。如在實驗標本復習之前,預先將各個標本有何觀察要點之類的問題布置給同學,在上課時讓其主動講解,提升了學生學習的主動性。
2.2.2注重課堂教學過程,注意學生能力的培養(yǎng)學生初次接觸醫(yī)學微生物學實驗內容,實踐經驗不足,難免存在操作不規(guī)范、認識不足、不注意無菌操作等問題。這就要求教師在教學過程中,必須具有高度的責任感,督促學生嚴格按照操作規(guī)范進行實驗,保證實驗結果的準確性。對于注意事項較多的實驗,教師要做好合理的示教。在示教操作時,語言要簡練,動作要稍慢一些,保證學生有充足的時間去理會操作要領,盡快掌握基本操作技術。如革蘭染色實驗,由于學生第一次進行微生物學實驗,應該對涂片、干燥、固定及染色過程等各個環(huán)節(jié)注意事項一一講解,保證實驗順利進行。教師在實驗教學中,要注意多放手,讓每個學生盡可能多動手,多參與整個實驗過程。也要注意引導學生在分組實驗中,注意相互協(xié)作,形成良好的團隊意識。
同時實驗教學中要注意鍛煉學生的理論聯(lián)系實際的能力以及觀察能力,形成科學思維的習慣。只有善于觀察,才能積累更多的感性資料,從而進一步升華為理性認識。觀察是創(chuàng)新性思維的前提,實驗教學中要注意學生觀察能力的培養(yǎng)。如培養(yǎng)基滅菌時,有同學發(fā)現(xiàn)在高壓鍋壓力表升高到103.4kPa時,溫度一直維持在IO0~C而不繼續(xù)升高。于是讓同學討論、分析其中原因,發(fā)現(xiàn)是因為高壓鍋內冷空氣沒有排干凈,打開排氣閥排氣后問題解決。通過這一現(xiàn)象,讓學生意識到高壓蒸汽滅菌法之所以行之有效,是利用了其中的高溫而不是高壓的道理,從而對高溫滅菌法中的這一知識點有了更加深刻的印象。
在課堂教學中應多提問、多討論,多采取基于問題的學習(PBL)教學法,使學生加深對理論教學的理解。例如在做抗溶血素0試驗時,可以讓學生思考為什么要使用還原態(tài)的鏈球菌溶血素0(SLO),為什么要使用人0型血紅細胞,及飯后檢測對實驗結果的影響等三個問題,并讓學生展開分組討論。最終使學生理解到鏈球菌溶血素0和鏈球菌溶血素S的區(qū)別及抗0試驗的注意事項,從而使實驗教學真正成為理論教學的延伸與補充。
2.2.3總結實驗結果,讓學生完成實驗報告實驗報告是對實驗結果的整理和分析過程,是實驗課的重要環(huán)節(jié),也是檢驗實驗課教學效果的手段之一。在實驗教學中,要求學生重視實驗報告,每次實驗課都要獨立完成實驗報告,并對實驗結果做詳細的分析,使得學生不僅可以知其然還要知其所以然,鍛煉學生思考問題的能力。此外,教師也可以通過對實驗報告的批閱,了解學生對知識的掌握程度,以便采取相應的改進措施,促進教學質量的提高。:
由于細菌的培養(yǎng)需要一定時間,一般需要過夜,所以病原生物學中化膿性球菌分離鑒定和腸道桿菌分離鑒定這兩個實驗項目,不能一次完成,而是分為幾次,其中化膿性球菌分離鑒定需要3次才能完成,而腸道桿菌分離鑒定需要4次才能完成,前后持續(xù)一到兩周的時間。在整個實驗過程中學生很難形成一個系統(tǒng)的思路,每次實驗課只是被動地按照任課教師的指導完成實驗的操作,知其然而不知其所以然。從2007級本科臨床、麻醉、預防和全科專業(yè)開始,我們在不改變實驗教學時數(shù)的情況下,通過統(tǒng)籌合理安排,在這兩個實驗項目之前先進行4個學時的化膿性球菌感染和腸道桿菌感染的病例分析,引導學生進入一個臨床醫(yī)生的角色,課堂上極大激發(fā)了學生的學習興趣和學習熱情。學生根據(jù)自己掌握的理論知識和醫(yī)學常識分析病例,解決如何進行病原性細菌的分離鑒定問題。通過兩次病例討論課,學生已經基本掌握了病原菌分離鑒定的程序,再接下來進行化膿性球菌分離鑒定和腸道桿菌分離鑒定這兩個實驗項目時,學生對整個實驗有一個清晰的思路,明確每次實驗課的目的和內容。病例討論課的實施,不僅使學生更好地掌握了本課程的相關知識點,并把理論知識和臨床實踐結合起來,還能提高學生分析問題、解決問題的能力,也有助于醫(yī)學生豐富相關的醫(yī)學知識。
2實驗項目的整合
本科臨床、麻醉專業(yè)的病原生物學實驗教學共計36學時,2009年將2007級病原生物學實驗教學整合為16次。實驗項目及主要內容和排序如下。第1次(4學時):微生物學實驗注意事項、消毒滅菌、細菌的培養(yǎng)方法、自然界細菌分布的檢測、紫外線殺菌試驗和細菌的生化反應;第2次(4學時):觀察上次課實驗結果、革蘭染色、抗酸染色、油浸鏡使用方法、細菌基本形態(tài)和特殊構造的觀察;第3次(2學時):化膿性細菌感染的病例分析;第4次(2學時):腸道桿菌感染的病例分析;第5次(2學時):化膿性球菌分離鑒定(一)和腸道桿菌分離鑒定(一);第6次(2學時):化膿性球菌分離鑒定(二)和腸道桿菌分離鑒定(二);第7次(2學時):化膿性球菌分離鑒定(三)和腸道桿菌分離鑒定(三);第8次(2學時):腸道桿菌分離鑒定(四)、流感病毒分離鑒定(一);第9次(2學時):流感病毒分離鑒定(二);第10次(2學時):綜述及實驗設計展示及總結;第11次(2學時):線蟲(一);第12次(2學時):線蟲(二);第13次(2學時):吸蟲(一);第14次(2學時):吸蟲(二);第15次(2學時):絳蟲;第16次(2學時):其他寄生蟲及食源性寄生蟲流行病學調查報告。為了更好地進行病原生物學實驗教學,決定將2011級臨床、麻醉等專業(yè)的病原生物學實驗內容和排序進行再次整合。將原來2次病例討論課,即第3次課和第4次課合并為1次4學時病例討論課;12h的寄生蟲學實驗課,即第11,12,13,14,15,16次并為3次4學時;第9次和第10次合并為1次4學時。調整后的實驗課學時數(shù)并沒有改變,但由原來的16次合并為11次。整合后的實驗課運行起來更加流暢和系統(tǒng),每次實驗課的主題更加鮮明,更便于學生理解、學習和掌握,同時也降低了實驗課教學的難度。
3實驗項目的完善
流感病毒分離鑒定是醫(yī)學微生物學一個重要的實驗,能夠進一步加強醫(yī)學生對病原體分離鑒定程序的認識和理解。其主要的過程如下:樣本接種雞胚,培養(yǎng)3d;3d后吸取尿囊液通過血凝實驗檢測是否有病毒增殖及其滴度;通過血凝抑制實驗檢測病毒的型別和滴度。以往的實驗中,血凝抑制實驗一直由教師做標本給學生進行示教,學生自己并不動手操作。由于血凝抑制實驗中需要設置病毒、血清、紅細胞等對照,又要配置4個單位病毒液,血清還要進行倍比稀釋,實驗操作復雜,實驗原理也是難點,學生若不親自操作,大多一知半解,實驗效果不佳。因此從2011級本科臨床、檢驗專業(yè)開始,對血凝抑制實驗進一步完善,由教師示教變?yōu)閷W生自己操作。學生通過自己動手操作,對流感病毒分離鑒定的理解更加透徹,加強了對病原生物學實驗基本技能的學習,以往在該實驗中遇到的問題也都迎刃而解,教師授課也更加容易。
4開放實驗室活動的開展
自2009年(2007級學生),病原生物學教研室開始進行開放實驗室活動,實驗項目逐漸從微生物形態(tài)結構觀察、寄生蟲學標本檢查更新到目前的培養(yǎng)基的制作及消毒滅菌和面部蠕形螨的檢查等項目。培養(yǎng)基制作及消毒滅菌項目正好與實驗課項目細菌的培養(yǎng)方法銜接,使學生對微生物學基本理論知識的理解更加深刻,加強了學生進行微生物學實驗操作的無菌觀念,也為后續(xù)實驗打下了基礎。項目面部蠕形螨的檢查的實驗標本采自學生自身,使病原生物學與實踐生活聯(lián)系起來。該實驗項目深受學生的歡迎,學生在實驗時興趣盎然,積極性很高。
5創(chuàng)新實驗的開展
針對本科臨床1-8班學生學習能力較強、求知欲旺盛、精力充沛的特點,從2007級學生開始在臨床1-8班布置有關于微生物學和寄生蟲學某一知識點的綜述寫作任務。學生以4人為一小組,組內自行安排各自任務,各小組要在微生物學和寄生蟲學最后一堂實驗課上形成一份紙版的綜述報告和一份PPT演示文稿,在實驗室進行展示,任課教師作簡短總結。課后挑選內容豐富、深刻、能反映某一領域最新進展,并能提出自己見解的水平較高的綜述推薦到校報發(fā)表。學生對命題綜述的寫作積極性很高,普遍反映通過小組合作的形式完成綜述的寫作任務,不僅掌握了相關內容的前沿知識,還學習了查閱文獻方法,加強了寫作能力,增強了小組成員的合作意識。
6實驗課考核方案的修訂
一、關于創(chuàng)新意識
知識經濟時代的到來,使人們對教育有了新的要求,培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才,已成為人們的共識。在目前的社會狀況下,機械化的工作由智能化電腦和生產線來完成,人類所面臨的首要任務就是在原有基礎上進行知識創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、工具創(chuàng)新,在新舊的交替中,社會才能獲得發(fā)展的原動力。生物學是一門與技術緊密相連的科學,生物學的發(fā)展正是在一次次的技術革命創(chuàng)新中不斷向前的。啟發(fā)學生從不同的角度去探究,培養(yǎng)學生一種勇于創(chuàng)新的精神,讓學生把已學到的知識轉化為尋求答案的工具和手段,才能真正實現(xiàn)教育的目的。生物界的奧秘本來就是異常豐富的、任何答案都不可能是一成不變、絕對的。生物技術的革新在全球范圍內日新月異。正是生物學家卓越的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,才能使我們的生活變得這么美好。在進行生物教學的過程中,對學生進行求異思維的訓練可以給學生很好的創(chuàng)新教育,教學中可舉出典型事例,比如克隆羊、基因工程等都可給學生以深刻的教育。
二、關于競爭意識
競爭意識是個人或團體間力求壓倒或勝過對方的一種心理狀態(tài)。它能使人精神振奮,努力進取,促進事業(yè)的發(fā)展, 它是現(xiàn)代社會中個人、團體乃至國家發(fā)展過程中不可缺少的心態(tài)。競爭意識在生物學的教學過程中,可以說結合得更加充分。生物學基礎理論的創(chuàng)始人達爾文所建立的適者生存理論,可以理解為競爭現(xiàn)象最本質的內涵。生物界中,無論是動物、植物,還是微生物,競爭遍布于每個地方、每個瞬間。尤其是在講授生態(tài)學的有關知識時,例如生態(tài)平衡、食物鏈等,生物界中激烈的競爭現(xiàn)象無一不加強了學生的競爭意識。而配合教學活動開展的知識競賽、科技競賽也是在潛移默化地對學生進行著競爭意識的教育。可以說,通過生物學的學習,使學生更明確競爭的意義與結果,那就是,只有競爭才能有發(fā)展。
三、關于科技意識
隨著社會的進步,科學技術對我們的影響越來越深遠。高科技的發(fā)展與創(chuàng)新對于生物學的發(fā)展更是意義重大。生物學的研究也進入分子水平,尖端科技的應用無時無刻不存在于生物學的工作中,電子顯微鏡、膜片鉗技術等等。在講授有關知識的同時,可以貫穿一些生物研究的最新進展,讓學生充分體會到科學技術的偉大力量。近年來我國的生物學工作者取得了一系列令人矚目的成績,這與我國的高科技的發(fā)展是分不開的??萍寂d國的口號正一步步喚醒國民的科技意識,我們應清醒地認識到,作為一名21世紀的教育工作者或受教育者,若沒有強烈的科技意識,必然趕不上時展的腳步!
四、關于超前意識
把握社會發(fā)展的趨勢,具有一定的前瞻性,走在時展的最前端,才能保持領先的優(yōu)勢,要做到這一點,就必須具有鮮明的超前意識。生物對于環(huán)境總是適應的,達爾文說過,只有適者才能生存,因為環(huán)境的改變是不以人的意志為轉移的。在生物類群中,只有人類可以主觀地改造自然環(huán)境,當然也要遵循一定的自然法則。人類必須充分利用自身的這種得天獨厚的優(yōu)勢,才能為自己的發(fā)展謀求有利條件。中國的人口問題是個很有說服力的事例,著名學者以其自身的遠見卓識很早就預見了中國以后的人口過剩問題。他所具有的超前意識本可以為避免出現(xiàn)人口過剩的惡果指明了一個方向。但可惜,當時與他一樣具有這種超前意識的有識之士還太少,不足以采取一些有效措施防止人口過剩這一問題的產生。時至今日,人類所面臨的環(huán)保問題正是因為國民大眾的超前意識還過于薄弱而造成的。教師還可根據(jù)一些生物學方面的最新科技動態(tài),介紹一下生物學今后發(fā)展的大體走向,讓學生也能把握時展的脈搏。
五、關于環(huán)保意識
關鍵詞:分子生物學;課程教學;改革研究;創(chuàng)新生物學人才
分子生物學的目標是在分子水平上闡明細胞活動的規(guī)律,從而揭示生命的本質[1]。雖然它在生物類專業(yè)課程體系中充當著重要角色,對生命科學的發(fā)展起著至關重要的作用,但是分子生物學的教學卻因為課程內容多,學科交叉廣,理解難度高,信息量大,知識更新快而使教學效果差強人意,集中表現(xiàn)為教師授課難和學生學習難。這種現(xiàn)狀不但困擾著老師和同學,也與大學培養(yǎng)高素質創(chuàng)新型人才的目標不相適應。如何克服分子生物學課堂教學的“瓶頸”?本人在從事十多年的分子生物學教學過程中,努力研究和探索多種形式的教學改革,力求提升教學效果和教學質量。
一、教學內容的合理組織
分子生物學的教學除了選用好的教材,制定完善的教學大綱,如何組織教學內容是教學的一個非常重要環(huán)節(jié)[2]。教學內容呈現(xiàn)給學生的應該是完整、清晰的、有層次、條理的知識。我們在組織教學的過程中,首先從提高自身學科素養(yǎng)著手?!耙槐窘滩臅?,數(shù)種參考書”,除分子生物學國內、國外各類版本外,與分子生物學相互交叉和滲透的其他學科,如細胞生物學、生物化學、遺傳學,我們也都進行了系統(tǒng)的學習和強化,不斷夯實專業(yè)知識、拓展專業(yè)領域,基本構建了分子生物學完整的知識體系,具備了對教材處理的前提。既避免了教學中各學科的重復,也進一步凝練了知識。此外,我們還通過網絡教學平臺向全國優(yōu)秀教師學習,在不斷的探索中總結出了教學內容合理組織的一些思路。1.思維導學模式。在DNA復制教學環(huán)節(jié),知識點多,并且較分散,很容易在教學中造成學習困難和知識混淆的現(xiàn)象,針對這章教學的特點,我們采用了思維導學模式,收到了非常好的教學效果。2.重點、難點解讀。本科教學形式多樣化,也更提倡學生的自主學習,但并不是淡化了教師的教學,反而對教師提出了更高的要求[3]。教師必須圍繞每堂課的教學目的,合理組織和引導學生理解并掌握教學的重點和難點內容。比如在講解染色體端粒末端修復機制中,教師首先要從教材的知識結構中梳理出重點。染色體端粒末端修復機制的知識點包括:(1)引物切除造成的遺傳信息缺失;(2)端粒末端的特點;(3)體細胞和性細胞末端修復機制的不同;(4)DNA結構的變化;(5)端粒酶的修復機制。梳理知識點后,總結教學重點:一是引物切除后損傷修復在體細胞和性細胞中的不同;二是四鏈DNA結構;三是端粒酶的修復機制。其中端粒酶修復機制的講授是學生學習的難點。難點集中在端粒酶的性質和修復發(fā)生的過程。經過對教學內容中重點和難點的準確把握和合理組織,教師才能在課堂教學中突出重點、突破難點,讓學生的課堂學習無障礙。
二、教學方法和手段的改進
教學方法的推陳出新,是教學改革的重要內容[4]。為發(fā)揮學生作為教學主體的能動性,我們根據(jù)具體的教學內容設置了啟發(fā)式、聯(lián)想式、探究式等多種教學方法[5],讓學生參與到教學過程中,不僅活躍了課堂氣氛,而且在分享知識的同時,更注重教會學生靈活掌握學習的方法。
1.啟發(fā)式教學。啟發(fā)的目的在于舉一反三,觸類旁通。針對每一次的課堂教學,設計一些拋磚引玉的問題,供學生思考與討論,這成為了分子生物學理論教學的重要組成部分。如進行到真核生物基因表達調控學習環(huán)節(jié),提出甲基化修飾的生物學意義,這個問題覆蓋范圍廣,涉及到了DNA復制的調節(jié)、蛋白質和DNA甲基化修飾對基因表達的調控,以及Epigenetic(表觀遺傳學)方面的知識。通過提出問題—討論分析—不斷啟發(fā)—再討論分析—歸納總結—解決問題這一系列的互動教學活動,充分調動了學生課堂學習的主動性和積極性,在不斷的討論分析中通過展示不同的思維、發(fā)表各自的觀點,不但有利于促進學生在學習中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,而且有利于學生通過對基礎知識的消化、理解來達到理論的升華、拓展[4]。
2.聯(lián)想式教學。分子生物學是在生物化學、細胞生物學和遺傳學的基礎上發(fā)展而來[6],因此知識相互交叉、相互滲透。在授課的過程中,教師一方面要避免重復,一方面要通過聯(lián)想知識點適時培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維,提高學生對知識的遷移能力和整合能力。如在講解化學修飾對基因的表達調控時,將細胞生物學中的信號轉導有機結合,使學生了解基因表達調控對細胞信號轉導的作用機制。
3.探究式教學。在分子生物學教學中,每一個理論知識的背后都是科學研究的重大突破。如確定遺傳物質是DNA的兩大經典實驗,我們以探究的形式呈現(xiàn)教學內容,從實驗設計,到結果顯示,再經過討論分析并得出結論,以課題研究的角度,研究人員的身份引導學生進入學習角色,將學科概念、理論產生的起因和過程展示給學生,啟發(fā)學生努力探索,走近科學,讓學生從中領悟知識形成的探究性和科學性,逐漸培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和能力的高素質研究型人才。4.多媒體多樣化教學。分子生物學的教學內容具有微觀性、復雜性、抽象性和動態(tài)性。傳統(tǒng)的教學手段無法滿足教學的需求,而多媒體技術則具有聲像俱佳、動靜皆宜的特點[7],是傳統(tǒng)教學無法比擬的。多年來我們不斷補充和完善教學手段,逐漸形成了獨具特色的多媒體教學課件。多媒體圖像處理清晰直觀,文字表述簡潔明了、主題突出。課件中的圖像來源于國內外的網絡數(shù)據(jù)平臺。如講述DNA半保留復制機理時[8],首先將DNA可能存在的幾種復制方式用圖像展現(xiàn),并利用Meselson和Stahl設計的DNA復制同位素示蹤實驗和密度梯度離心實驗來進行結果驗證,引導學生明確掌握DNA半保留復制特點,并結合文字,通過圖文并茂的多媒體課件,將教學內容中的背景知識、基本概念、基本理論,以及靜態(tài)、抽象的微觀知識清晰講解。多媒體課件動靜結合、聲像互動。對于生命過程中動態(tài)的知識點,比如DNA的復制、RNA的轉錄、蛋白質的翻譯過程,可以將這些復雜的生命過程利用多媒體手段做成動畫并配以文字和聲像,形象直觀地展現(xiàn)給學生,既加深了學生對知識的理解,也提高了其學習效率。
三、知識領域的拓展
分子生物學的教學內容除包含基礎理論知識外,還有大量理論應用的研究方法部分。我們在教學中不僅僅將知識局限在教材中,利用課堂教學不斷引導學生去了解本學科相關領域內的研究熱點、最新進展、發(fā)展趨勢[8],以及生物技術在生產實踐中的廣泛應用。
1.專題講座與專題討論。專題講座是教師根據(jù)教學內容,自己組織參考資料對教學內容的延伸與拓展。比如在講授“SNP技術”時,先從遺傳標記分析的發(fā)展著手,把一代、二代的標記分析做知識性的回顧,再將納入教材的第三代標記分析“SNP”做詳細的講解,引導大家理解什么是單核苷酸多態(tài)性,核苷酸多態(tài)性研究的生物學意義以及在醫(yī)學、農業(yè)、畜牧等多種領域的發(fā)展與應用。通過這種方式激發(fā)了學生的學習熱情和求知欲,也使教師不斷地進行知識的更新,及時了解本學科當前發(fā)展的趨勢、研究的熱點以及爭論的問題。專題討論則是以學生為主體,根據(jù)課程教學內容,組織學生就某一個專題自行查閱、組織文獻資料,并在課堂上展開討論[9]。比如在講授基因重組的教學內容時,設計“轉基因的利與弊”供學生討論。引導學生思考基因工程藥物和轉基因動植物對社會產生的巨大影響,讓知識離開課本走進生活,從而喚起學生學習的興趣和探索未知領域的欲望。這不僅使學生更加深入、系統(tǒng)地理解所學知識,并且培養(yǎng)了學生靈活運用知識的能力[10]。
2.生物信息技術與數(shù)據(jù)庫。生物信息技術已經發(fā)展成為分子生物學研究方法中不可分割的一部分,比如在“PCR技術”的專題講座中,不僅要對實驗目的、原理、操作以及應用進行講解,還要特別對引物設計的生物信息技術進行補充,介紹學生對一些常規(guī)的生物信息技術軟件Primer6.0、DNAman、Olig6.0、DNAS-tar、Cluster等有一個基本的認知度。在整個分子生物學的教學中,學生需要自行查閱和組織各種文獻資料,因此,必須特別強調互聯(lián)網資源運用的重要性。教師通過介紹中國知網、維普、清華同方、NCBI等幾個常用資源庫,使學生了解如何利用資源庫進行查詢,對互聯(lián)網資源的熟練應用使學生的知識體系得以完善,學生通過自身的努力來提高信息收集和辨別的能力,培養(yǎng)了學生的自學能力。
四、教學改革中應該注意的問題
1.教師的專業(yè)修養(yǎng)與教學基本功。教師在教學中具有雙重身份,既是一名導演,又是一名演員。作為導演,首先需要有最新的教學理念,整個教學過程中適時設問、適時討論、適時啟發(fā)。其次要有較強的課堂組織能力,根據(jù)學生的學習情況,把握課堂節(jié)奏,調動學生課堂學習激情,使教學有的放矢。否則會在教學中出現(xiàn)“啟而不發(fā)”和論證條理不清的現(xiàn)象;作為演員,還要有良好的課程駕馭能力,通過教師扎實的專業(yè)知識、廣泛的認知領域、全面的知識結構,呈現(xiàn)給學生的是一個豐盛的知識大餐,而不是一鍋夾生飯。因此作為教師,必須從理論水平、科研水平、思維水平這3個方面提高教師自身的專業(yè)素質,此外,還要掌握適合自己的各項教學技能。
2.多媒體教學的合理應用。多媒體教學只是一種提高教學效果的輔助手段,是為教師的教學和學生的學習服務的,只有運用合理才可能達到好的效果。因此盡量避免在多媒體教學課件上出現(xiàn)過多的文字,否則多媒體成了教學活動中的主體,老師由照本宣科轉變?yōu)榘缪莘庞硢T和播音員的角色。學生的學習興趣不高,教學效果也就適得其反。多媒體和傳統(tǒng)教學只有合理地結合,取長補短,才能在課堂教學中體現(xiàn)出其真正的價值。總之,教學改革的目標是幫助學生建立學科知識體系,培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng),提升學生后繼學習的能力。正如葉圣陶先生所說:“教師的教學,不在于給學生搬去可以致富的金子。而在于給學生點金的指頭。”目前,我們關于分子生物學課堂教學改革還處于不斷探索和實踐階段,除了需要不斷地提高教師自身的學科修養(yǎng)和科研素質外,也以“夯實基礎、拓展知識、增強能力、提高素質”[8]作為教學的目的和人才培養(yǎng)目標,努力在今后把教學工作開展得更加有生有色,為社會培養(yǎng)更多高素質創(chuàng)新型人才。
作者:武曉英 喬宏萍 張猛 吳麗華 郝雪峰 單位:太原師范學院
參考文獻:
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