普通生物学课程教学改革的探索与实践

邱乐泉,吴 涛,赵 嫚,钟 莉,汤晓玲

(浙江工业大学 生物工程学院,杭州 310012)



普通生物学课程教学改革的探索与实践

邱乐泉,吴 涛,赵 嫚,钟 莉,汤晓玲

(浙江工业大学 生物工程学院,杭州 310012)

普通生物学是生物类专业的基础课程，从普通生物学课程特点出发，结合工科院校人才培养的要求，对课程教学内容、课堂教学方式、辅助教学手段和考核方式等环节进行了一些探索，并取得了较好的效果。

工科院校；普通生物学；教学改革

普通生物学是生物类专业的入门课程，其内容丰富，涉及范围广，是一门以拓展知识层面，培养学生能力，提高学生素质为目标的重要专业基础课程。该课程为一系列后续专业课程的学习打下基础，重要性不言而喻，其学习效果的好坏，直接影响到其他专业课程的学习，其教学质量的高低将直接影响到学生对后续课程的学习。浙江工业大学是具有较为明显工科特色的高等院校，理科课程的设置数量和教学时数均有不足，这方面的知识缺陷目前只能由普通生物学来弥补，所以在一定程度上，本校的普通生物学课程不仅仅是作为专业基础课程，同时还须弥补由于缺乏部分后续理科课程导致的知识缺陷。此外，浙江工业大学“宽口径、重能力、高素质”的人才培养目标也要求工科类专业学生应具备较好的理科基础知识，因此，普通生物学课程对于本校理科生物类专业及工科生物类专业的学习均有重要作用。本文从普通生物学课程特点出发，结合教学改革实践，对该课程的教学内容、教学方式和考核方式等进行了一些实践探索。

1 重视知识衔接，优化教学内容

普通生物学是一门具有通论性质的课程，其特点是内容庞杂，结构较为松散，不易分清难点和重点。课程授课对象为低年级还未进入专业课程学习的学生，他们在大学阶段的学习方法的掌握以及自主学习能力上还有所欠缺，虽然有不少内容高中阶段已有所涉及，似乎都学过一点，但又似乎不太明白，难以把握，进而影响学习热情，因此有必要对课程教学体系和教学内容进行精选与优化。我们选用的教材是国家级规划教材——吴相钰主编的《陈阅增普通生物学》(第3版)。在课程教学体系上，注重两条主线：生命的层次性主线和生物的进化主线的把握，并以此为主要抓手及纲领，统筹安排教学内容，对有关章节的内容进行必要的增删。根据生命具有层次性特点，从分子、细胞、个体、群体到整个生态系统，把握生命科学的整体与全貌，对后续课程有较多支撑的章节，如生命的物质基础、基因的分子生物学与表达调控等章节删去不讲，对高中阶段讲述较多的细胞结构部分进行简讲，对后续生物化学课程的重点内容——“细胞呼吸”简讲，而对“光合作用”一节，由于后续无相应内容的课程，进行重点讲述。个体生物学是课程的重点内容，教学内容上以系统的进化为主要线索，拓展了各大系统的演化历程，让学生了解生命演化不仅仅反映在生物种类(数量)的增加上，更表现在不同进化水平上生物的结构与功能的复杂与完善，进而理解生物的进化与环境相适应之间的关系，帮助树立敬畏生命、热爱生命的观念。

在保持生物学知识体系的基础上，我们还对不同专业进行有侧重的教学；例如，针对理科生物技术专业，对动物学、植物学等理科课程内容加大深度，而对于生物工程专业学生，则适当增加遗传学、生物进化等部分内容，对环境科学的同学则适当侧重于生物化学、基因工程等内容的讲述；同时协调各专业的教学内容，避免前后知识出现较多的重复课，在保证课程体系合理、教学内容系统，又不发生大的跳跃的前提下，拓宽知识面，弥补知识缺陷环节，为后续课程的学习提供强有力的支持。

2 教学方法改革

2.1 注重培养科研思维，开拓专业视野

科研思维是个体运用一定的科学方法进行思考的过程，其基本要点就是重视事实与逻辑，即从事实出发，在事实依据的基础上进行科学合理缜密的推理，形成完整的科研思维框架。培养大学生的科研思维能力，通过学习形成自己的分析和判断能力进而独立思考[1]，对于促进大学生的健康成长和全面发展有着十分重要的意义。我们在教学过程中，对一些经典、耳熟能详的内容进行了不同侧面的解读，力图加强对学生科研思维的培养，引导学生用严谨的态度来对待科研工作。例如，遗传学的第一、第二定律是高中阶段的重点内容，但为了保证知识的系统性，帮助学生回忆相关内容，在课程中仍有必要进行讲授。我们对该部分内容采用不同侧面的讲授方式，将孟德尔的《植物杂交实验》论文作为主要讲授内容，从文章结构，实验方案的设计、实验结果的处理、实验结论的得出等角度，既帮助学生回忆了相关内容，又培养了其科研思维。学生一致觉得该部分讲授与高中时候的学习大有不同，尽管内容相同，但收获不同，真正理解了孟德尔的伟大之处，同时也领略到了科研工作的严谨与艰辛。

拓展专业视野既有助于激发学生学习热情，又可以引导学生寻找专业兴趣点，普通生物学中很多教学重要内容或基础理论本身就是诺贝尔奖的获奖成果。因此，将诺贝尔奖成果融入普通生物学的课堂教学中，对于活跃课堂气氛，拓展专业视野具有明显的应用价值[2-3]。例如，在讲授溶酶体一节时，引入了1974年的诺贝尔生理学或医学奖的得主之一D E Duve的研究成果。D E Duve在研究胰岛素在糖类代谢中的作用时，偶然发现作为对照的酸性磷酸酶在低温保存后活性大幅提高。这本与他的研究目的无关，但他意识到这一发现可能有某种重要性，进而重新设计线粒体的离心分离方法，深入研究该现象，最终分离到与线粒体不同的微粒体部分，含有多种水解酶活性，并命名为溶酶体。这一研究历程与生物学的常用研究方法相符，即：根据观察到的现象，归纳，提出问题与假说，然后根据假说设计严谨的实验进行检验，并根据结果进行分析，进而检验假说是否正确，最后得出结论。通过讲授研究过程，加上穿插小故事体现科学家们勤奋的钻研精神,严谨的科学态度,以及勇于献身的科研品德，在学生掌握相关知识的同时，又引导他们理解科学研究方法以及逻辑思维过程，增强了学生的逻辑性和创造性。

2.2 完善专题讨论式教学，培养主动学习能力

生物学基础知识表现方式多样，对学生学习能力的培养提出了更高的要求[4]；主动学习能力是大学生应具备的主要能力之一，如何培养学生的主动学习意识已成为教学改革的重要内容[5]。不少课程教学过程中都采用专题讨论教学方式[6-9]，该方式能有效地激发学生的学习积极性，增强学生的协作精神，培养主动学习能力。我们在教学过程中，也采用了专题讨论教学，作为教材内容的延伸与拓展，以提高学生的自学能力、表达能力、查阅文献和科技论文写作能力等。例如转基因食品的安全性、人体微生物——我们的共生体、环境激素与人类健康等专题，既涉及生物学前沿热点，又与实际生活息息相关，同时增加选题自由度，鼓励学生自主选题，拓展思维。通过选题、资料准备、书面报告、PPT制作、专题演讲、答辩、点评等环节，一定程度上实现了在教学过程中培养学生获得知识、运用知识、创新知识的能力。但在实施过程中也暴露了一些问题，例如有的班级人数较多，当每一小组人数超过5人，就容易出现部分学生不主动现象，进而影响到全组的积极性，因此，如何公平有效进行成绩评定就成为关键。为了解决这一问题，我们采用“专题完成分(25%)+小组互评分(25%)+学生互评(15%)+教师评价(35%)”4个部分不同权重的成绩评定，既要求不同小组间互相评价，又要求组内成员评分，同时设计评价标准，尽量将各部分成绩量化，如：组间评分表设定了“态度、内容、PPT制作、专题讲解、书面报告”等6项量化评价指标(图1)，组内评分表设定了“团队合作能力、资料收集与筛选、PPT制作、交流沟通能力、书面报告写作”等5项量化评价指标；此外，还通过提供“QQ讨论组”记录和让学生轮流做答辩小组成员等方式，提高学生参与度，力图以较为全面和公平的方式获得专题总评成绩。学生反映本课程的专题报告严格、公平。通过专题讨论式的教学方式改革，学生逐渐学会面对问题独立思考，主动检索资料、筛选资料，运用已有的知识来客观地分析和评论自然界和社会上与生物学相关的现象，不盲目从众，培养了理性思维能力。

2.3 引进移动学习，搭建多维度的辅助教学平台

图1 专题报告组间评分表

网络辅助教学已在诸多课程中广泛采用，通常的做法是在校园网上搭建教学平台，将课程相关资源上网，采用BBS或留言板的形式进行线上互动。该方式一定程度上激发了学生学习的积极性，提高了教学质量。然而随着近年来移动网络技术和智能终端的迅猛发展，移动学习已成为人们学习的重要形式之一。和传统的网络学习相比，移动学习不受时间、空间的限制，不需要特定的时间固定在电脑面前，学生在任何地方、任何时间都能学习和复习，实现随时随地学习的模式[10]。微信是目前我国用户群最大的互动交流手机软件，基于微信公众平台的移动学习也开始受到重视，作为一种一对多的交流与互动工具，微信公众平台为移动学习提供了新的平台与沟通场景[11]。基于这一现实，本课程建立了以“微信公众号”(图2)+“QQ讨论组”+“校网络教学平台”相结合的多维度辅助教学平台。“微信公众号”具有即时群发信息推送，图文并茂，可容纳一定的课程信息，用户不需要下载就可以在微信平台中阅读资料等特点，我们将课程导航、课件、作业布置、专题讨论等信息发布到微信公众平台上，一定程度上实现了移动学习的目标；此外，我们还利用每个班级的QQ群，要求学生按专题分组建立各专题的“QQ讨论组”，在专题讨论教学中，要求提交该专题的QQ讨论组记录，根据该记录，可更加公平评定专题成绩，加强了教学过程监控；“校网络教学平台”具有传统网络辅助教学优势，可提供更加丰富的教学资源，还具备作业提交、试题库及测验等功能；三者各有优缺点，我们将三者有机结合，搭建了多维度辅助教学平台，有效地提高了课程的辅助教学效果。

图2 课程微信公众平台

3 丰富考核方式内涵，增加课外学习时间

考核方式改革是课程教学改革中的重要组成，有效的考核方式既有助于提高学生的学习积极性，也有助于提高近年来我校尤为重视的课堂教学时间与课外学习时间之比。以往的考核方式一般是学期末统一测试，以期末成绩为主，这种“一考定音”的方式使得学生习惯于平时不重视，而只是在期末集中突击式复习，学习效果很不理想。我们采用平时成绩(10%)+作业成绩(10%)+专题成绩(30%)+期末考试(50%)的多角度考核方式，这种考核方式在其他课程中也较为常见，通过增加平时成绩比重，降低期末考试比重，以达到多方位评价的目的。但如果只靠简单的多种评定相结合的考核方式，而缺乏对各考核环节的实际内容的有效设置，并不能真正有效提高课程的课内外学习时间之比。针对这一问题，我们在考核方式改革中，做了一些探索，以丰富各考核内涵，强化学习过程中各环节的效果。在各章节布置作业环节中注重拓展性与探索性相结合，如“为何生物体以ATP为能量货币，而不是GTP、CTP或UTP？”、“原核生物有细胞骨架吗？”等，这些问题都需要学生检索文献，主动思考才能回答，将回答较好的作业在网上展示，同时教师并不直接提供标准答案，而是提供与问题相关的文献资料，让学生阅读；在专题报告环节中，我们结合相关主题，引导学生发放一些公众调查问卷，如“公众对转基因食品安全性的看法”、“大学生的生命科学素养”等内容，并形成总结报告，对于参与这些过程的同学进行加分奖励，以提高学生的参与度与学习积极性。通过多种手段丰富考核方式的内涵，同时追踪教学效果，较为明显地增加了学生针对本课程的课外学习时间。

4 教学效果

普通生物学课程通过近几年的教学改革实践，课程的课外学习时间得到有效增加，学生的学习积极性和教学效果得到了较大的提高，变被动学习为主动学习，增强了专业的认同感和对科研工作的向往。通过网络教学平台对学生问卷调查结果显示，2013年回收61份有效问卷，认为“非常有必要进行专题讨论式教学”的比例44.26%，认为“专题讨论式教学有难度但可以接受”的比例为50.82%，有3人(4.92%)认为“没啥意思不能接受”；2014年回收58份有效问卷，认为“非常有必要进行专题讨论式教学”的比例66.67%，认为“专题讨论式教学有难度但可以接受”的比例为33.33%，没有人选择“不能接受该教学方式”；说明随着专题讨论式教学方式的完善，学生的认可度在提高。2013和2014年认为课程教学质量优秀与较好的比例均超过90%；从最终成绩总评的情况看，各年成绩分布均成正态分布，但成绩往整体提升方向显著移动，总评为优秀与良好的人数比例在上升，说明课程改革取得了较为明显的效果(图3)。在教务处组织的课程教学质量评价中，近几年的学评教结果均为优秀；同时，教学相长，课程组教师也获得了院讲课比赛一等奖，教学能力有了明显提升。

图3 2012年—2014年普通生物学课程成绩分布

5 问题与展望

尽管通过课程改革探索与实践，我们在普通生物学课程教学方面积累了一定的经验，但仍感觉到存在一些问题，有待于进一步完善。

1)由于课时有限，既要讲授课程基本教学内容，又要进行专题讨论式教学，容易造成课时安排的紧张，特别是在班级人数较多的情况下，表现尤为明显；我们考虑在后续改革中，充分利用我校的青年教师助教制度，进一步充实教学队伍，进行专题讨论时，将大班分拆，由青年助教参与进行小班化讨论教学，既不需额外改变课时总数，又可以保证专题讨论式教学的有效开展，不至于使得理论讲授课时受到较大冲击。

2)网络辅助教学是课堂教学的得力助手，尤其是移动学习的迅猛发展，必将成为网络辅助教学的重要形式。我们现有的移动学习资源还很有限，可通过制作课堂微网站，录制微视频等方式，充分发挥移动学习随时随地的优势，然而这其中最大的障碍在于大多数教师不懂计算机编程技术，需要专业人员的帮助才能完成。

[1]王 进,周 琳,李季平.普通生物学教学中新的学业评价模式探索[J].周口师范学院学报,2011,28(5):79-81.

[2]杨 红,刘贻尧,王先龙.普通生物学课程教学改革实践探讨[J].微生物学通报,2012,39(7): 1025-1029.

[3]王长林,陈 岩,魏力军.诺贝尔生理学或医学奖在“普通生物学”教学中的应用[J].微生物学通报,2013,40(11): 2123-2127.

[4]伍贤进,李爱民,李胜华,等.生物学基础知识表现方式及学习能力培养[J].生物学杂志，2014,31(5):99-101.

[5]谭淑端,刘浩波,姜利红,等.高校学生主动学习意识的重要性及其培养[J].教育教学论坛,2014(31):6-8.

[6]李延兰,李小英,高启禹,等.生物技术专业普通生物学课程教学改革与实践[J].新乡医学院学报,2009,26(1):103-105.

[7]郭志华,薛宏宇,李红侠.食品专业普通生物学教学内容和教学方法的优化[J].宿州学院学报,2013,28(3):110-112.

[8]张 峦，曾 军，章远志，等.医学院校生物技术专业普通生物学教学实践与探索[J].西北医学教育,2012,20(1):108-110.

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[10]朱婷婷,邵 阳,赵 强.微信公众平台辅助教学研究[J].中国医学教育技术,2014,28(6): 620-623.

[11]徐梅丹,兰国帅,张一春,等.构建基于微信公众平台的混合学习模式[J].中国远程教育,2015(4):36-42.

Exploration and practice of the reform of general biology curriculum

QIU Le-quan,WU Tao,ZHAO Man,ZHONG Li,TANG Xiao-ling

(College of Bioengineering,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310032,China)

General biology is one of the academic fundamental courses for undergraduate students in biological major.According to the characteristics of general biology course,combined with the requirements of personnel training in engineering colleges,this paper discussed the teaching reform in teaching contents,teaching methods,network assistant teaching and assessment method.

engineering colleges; general biology; teaching reform

2016-01-25；

2016-05-12

收稿日期：浙江工业大学优秀课程建设项目(YX1312)

邱乐泉，副教授，主要研究方向为环境微生物学，E-mail:lqqiu@zjut.edu.cn

10.3969/j.issn.2095-1736.2016.06.116

G642.0

C

2095-1736(2016)06-0116-04