国外的大学生物学教学创新

李贵生

摘要：为了壮大专业以及促进生物学发展，必须在教育理论的指导下进行大学生物学教学改革。以提升学生的认知能力为核心，国外大学在多个方面展开了创新。本文特别收集了2009年以来的主要英语文献，希望能为了解大学生物学教学的历史及预测其未来提供一个窗口。

关键词：布鲁姆；形成性评价；同伴教学；探究性实验；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）04-0108-02

现今，认为生物学枯燥乏味的大有人在，同时该专业的许多学生认为应该掌握更多的生命科学知识。要想改善这种状况，可能需要在传统的讲授型教学中引入现代的研究型教学。教育学理论的发展导致了一些在学与教的关系上的新看法，这为开展新型教学提供了指导。在理论和实践的交互中，一些旨在提升探究能力的教学手段运用到了当今的大学生物学课程中（Wood 2009）。

一、实行目标教学

典型的教学大纲只是罗列了课程内容的一些主题，基本没有明确学生将要达到的理解水平和要掌握的技术技能。例如，分子生物学中的DNA转录过程，可以在许多层面来理解，但是教学大纲中它们通常未被区分开来。相反，以学生为中心的教学则要明确指出。譬如，学生通过学习要能够“说出主要酶的名字”或者“解释模板DNA两条链与RNA转录产物之间的核苷酸序列关系”，再者“图示RNA转录本延伸里的一步，并表示出局部的核苷酸序列以及DNA和RNA链的极性”，或者“预测一种核苷酸缺乏时转录的结果”。

注意教学目标针对的是学生需培养的技能而不是要掌握的知识。例如，说出一个酶的名字或描述一个过程所要求的能力只是记住相关信息（级别1），而能够预测结果（级别3）或基于证据而捍卫原理（6级）需要更深入的理解。注意前三级属于初级层次的认知，其相关问题一般有直接的、明确的、无歧义的答案，而后三级中通常没有唯一的正确答案，可能从不同的角度有不同的结论。按照人类的认知层次体系建设好生物学的教学目标（Crowe，Dirks et al.2008），不仅能超越“授之以鱼”而达到终极的“授之以渔”，还有利于学习的评价体系的科学性和教学的可比性。

二、创造活跃课堂

教师照本宣科的宣讲态度是所有死寂课堂的特征，而引导学生理解即使是路人皆知的常识也会使学生乐而不疲。教师口吐莲花而学生专心致志是不是不重要呢？非也，但学生只是被吸引而没有被激发，他们的反应充其量是知识上的涟漪而绝不是思维上的荡涤，这样多半带来安静缓滞而不是热烈甘怡的课堂。这一点已不再是认知理论的预测和课堂教学的印象，而是大规模数据的统计结果（Freeman，Eddy et al.2014）。

教师必须引导学生发起多种课堂活动，如就一个话题各抒己见，抢答“一分钟试卷”等；不过讨论的最多的是多项选择题。第一轮回答后，学生可能觉得好笑或感到惊讶，但他们想知道谁对谁错，并且情绪也被调动了。这时不要揭示正确答案或试图再次解释概念，而要求学生在小圈子里进一步讨论。几分钟之后，教师只需要再组织一次答题并给予简短总结，因学生经常比教师更能通过同学识别有漏洞的推理以及更能说服同学相信正确选项，此乃著名的同伴教学现象。有人会认为在此过程中对问题了解较少的学生有可能感到来自那些知识更丰富的同学的压力，但学生实际上是在讨论中学习，即开始时小组里没有一个人知道正确答案。多选题可通过是否包含基于学生错误认识的不正确选项而培养不同层次的布鲁姆理解力。

在这其中，需注意到及时的评价保证着学生对知识的掌握程度。传统的课程通过将评了分的作业和试卷返给学生来提供反馈，这往往因为太迟而没有发挥出最大作用，因为注意力分散到了新的主题上。相反，就刚刚被讨论的话题来一个测试有着重大意义。那些自以为教学能力强的教师发现只有一小部分学生明白了一个他们觉得很清楚的表述；学生可能也会震动，因概念展示得似乎很清楚，可自己就是不会解释或应用它。幸运的是反馈马上发生了，问题被发现了，被解决了，并且是在最有效的时候，当然这种形成性评价也锻炼了教师的认知能力。

三、加强课外学习

开展以上的课堂活动的一个顾虑是没有时间讲到一个知识点的细枝末节，解决这种困境也许可以通过将更多的学习任务堆到学生自己身上（Moravec，Williams et al.2010）。事实证明，在这种方法下，虽然很多教师没讲到，但学生不知不觉已掌握了，并且这种能力也增强了。在讲授一个主题之前，给学生布置阅读材料并要求他们提交在线作业。这样教师就能浏览结果从而确定哪些概念学生似乎已经自己掌握，然后教师就能把课堂活动集中于学生觉得很难的部分。也可以在课前就把自己制作的讲稿或者多媒体课件提供给学生，而课堂时间则用来回答选择题、解决问题、解释数据等。

四、展开实验探究

在传统的学生实验里，学生按规定的程序操作，基本上只能获得一些技能。不过，与研究生甚至博士后一起工作即使打杂也会更深入地了解相关内容，对认识和从事科学的能力更自信，对科学的看法更正面，退学的概率更低，效果在少数民族上尤其突出。因此，热衷于推进生物学教学的工作者甚至对整个实验课进行了革新（Luckie，Aubry et al.2012）。例如细胞和分子生物学这门课程，以前是每周两次的菜谱式实验，先是被改成每期两次、每次七周的探究性实验，最后是一期一个长为十四周的探究性实验。四人一组，提出问题，草拟方案，进行实验，展示结果。在第一种改革中，一周教科书实验以帮助学生掌握相关技术，接着的一周则是学生运用这个技术进行自己的探索；在第二种情况下，集中头两周教会学生相关技术，剩下的十二周让学生自己去探索问题。

五、准备教育理论

许多认为传统教学较为舒适的学生可能会反对新的教学方法特别是施加给他们的要求：担负更多课外学习的责任，按时上课，强调以小组的形式来工作，想知道答案时教师不告诉他们，等等。面对这些反对意见，最好的方法是开诚布公地与学生讲解在教育学上实施新措施的原因以及带来的收益，从而由衷地鼓励学生。例如教师能花上几分钟介绍布鲁姆水平层次，并提醒学生可能决定他们成功的技能对应于级别3～6而不是级别1～2。将学生分成小组能将课程经历从竞争转化为合作，这样学生既能向教师学习也能相互学习，并且有助于调动参与性不强的学生，特别是小组的工作效率会随着成员的多样性而上升（Jensen and Lawson 2011），能充分发掘学生的潜能（Haak，HilleRisLambers et al.2011）。endprint

六、结论——大学生物学课程的双重作用

生物学教学一是吸引、激励和培养下一代的生物学家，二是帮助学生获得基本的生物学知识，理解科学的本质，懂得实验证据的重要性和生物系统的基本原则。作为21世纪的公民，他们需要这些知识去做出一些明智的决策，如在个人卫生、媒体报道、气候变化和自然资源的保护等方面。

传统的教学方法可能会阻碍学生的进步，让大多数学生感到沮丧，他们将生物学视为一堆毫无联系的事实以及与自己的日常生活没有联系并最终将之遗忘。作为大学的生物学教师，我们不仅应该知道教什么，还应该知道怎么教。希望这里所述的做法可被广泛采用并有所裨益。

参考文献：

[1]Crowe，A.，C.Dirks，et al.Biology in bloom：implementing Bloom's Taxonomy to enhance student learning in biology[J].CBE Life Sci Educ，2008，7（4）：81-368.

[2]Freeman，S.，S.L.Eddy，et al.Active learning increases student performance in science，engineering，and mathematics[J].Proc Natl Acad Sci U S A，2014，111（23）：5-8410.

[3]Haak，D.C.，J.HilleRisLambers，et al.Increased structure and active learning reduce the achievement gap in introductory biology[J].Science，2011，332（6034）：6-1213.

[4]Jensen，J.L.and A.Lawson Effects of collaborative group composition and inquiry instruction on reasoning gains and achievement in undergraduate biology[J].CBE Life Sci Educ，2011，10（1）：64-73.

[5]Moravec，M.，A.Williams，et al.Learn before lecture：A strategy that improves learning outcomes in a large introductory biology class[J].CBE Life Sci Educ，2010，9（4）：81-473.

[6]Wood，W.B.Innovations in teaching undergraduate biology and why we need them[J].Annu Rev Cell Dev Biol，2009，（25）：93-112.endprint