浅谈“普通生物学”教学改革

2022-03-16 01:34:12张春媚秦盛
科学咨询 2022年20期
关键词:生物学实验课程

张春媚,秦盛

(江苏师范大学生命科学学院 江苏省药用植物生物技术重点实验室,江苏徐州 221116)

高等教育水平体现了一个国家发展水平和发展潜力,教育强则国强,人才兴则民族兴。人才是国家发展壮大的强有力的保证,而高校是培养人才的重要基地,因此高校教育对国民发展至关重要。我国高等教育主要以培养“厚基础、宽口径、重能力”的大学本科生为方向[1],进而增强大学生素质、知识面的宽度、提高他们实验的动手能力,才能有助于他们更好地适应社会对生物学人才的需要。

生物学(Biology)是研究生命的学科,具体地说是研究生物(包括植物、动物和微生物)的结构、功能、发生和发展规律的科学,是自然科学的一个部分。目的在于阐明和控制生命活动,改造自然,为农业、工业和医学等实践服务。几千年来,中国在农、林、牧、副、渔和医药等实践中,积累了有关植物、动物、微生物和人体的丰富知识。当前,生物学科在理论研究上取得了重大进展,在工农业生产的应用上也取得了重大突破。《普通生物学》是生物学的一个缩影和通论,是生命科学的入门课程。

在生物学技术飞速发展的今天,“普通生物学”课程的开设,不应仅局限于专业课,而应成为一门基础课程,作为专业课其目标是夯实生物学基础;而在非生命科学类专业开设“普通生物学”课程,其目标是推进素质教育,注重文理渗透。“普通生物学”作为一门基础课程,其内容非常丰富,包括动物学、植物学、微生物学、生态学、细胞生物学、分子生物学及遗传学等,几乎涵盖了目前生命科学的各个领域。学生通过学习,从微观和宏观的角度了解自然界,了解生物从简到繁、从低到高的进化过程[2]。也正因为其涵盖的内容极为广泛而零碎,研究对象种类繁多,因此章节之间也容易缺乏连贯性,出现脱节的现象,给学生学习带来很大的困难。教师首先以引导者的角色,引导学生认识到自然科学的重要性,激发学生的兴趣,提高学生探索自然科学的积极性,从而加深学生对自然科学的认识。

目前在我校该科目仅针对个别专业低年级的本科生,未普及至所有生物学专业学生,因此该课程的授课对象还存在一定的局限性。在该课程的教学过程中,还是以传统教学方式进行授课,理论课程与实验课程分离,导致学生知识点掌握不扎实。这就需要授课教师在教学上投入大量精力,将理论课与实验课内容协调化,章节之间连通化,给广大任课教师提出了更高的要求。

一、普通生物学的教学现状

“普通生物学”是江苏师范大学针对低年级本科生开设的一门专业基础课,我们选用的教材是由顾德兴教授等几位专家编写的,由高等教育出版社出版的《普通生物学》一书。该教材内容全面,涵盖了动物学、植物学、微生物学、细胞生物学和生物工程等方面的内容,并与高中生物学教材衔接,适用于刚入大学的低年级学生。在教学过程中,我们发现“普通生物学”教学存在以下几个方面的问题。

(一)课程普及范围小

有学者曾预言:“生命科学在20世纪90年代将获得创造性的突破,21世纪必将是生命科学的世纪”。因此,“21世纪是生命科学的世纪”这一理念已深入人心,而生命科学已经渗透到人们生活的方方面面,社会的可持续发展与生命科学息息相关[3]。

“普通生物学”是我校普通生物学课程仅提供给部分低年级的本科学生,尚未普及整个生物学专业。生物学作为发展迅速的前沿学科,可以作为高等教育的一门基础课,大学本科学生均作为授课对象,加以了解。针对该门课程,可以降低其课程的深度,但是其知识面的宽度,需加以重视,这也是响应素质教育的举措,拓展学生兴趣的方法之一。

(二)教学风格单一,学生兴趣不足

普通生物学作为一门专业课,在许多高校均有开设,这门课程开设对象是大学低年级的学生,由于其学习方法还停留在被动地接受知识,并且主要以取得好分数为目的,因而缺乏主动性和学习积极性[4]。该课程涵盖内容较多,涉及生物学的各个领域,且部分内容枯燥难懂,学生难以自行理解,因此如果没有教师的正确引导,会导致学生丧失学习兴趣[5]。目前,大多数的大学课堂的教学仍是“以教师为中心”,以“讲授法为核心”的传统课堂教学模式[6]。这种教师讲、学生听的课堂教学,容易忽视学生的实际学习状态,使得教学基本上是一种单向活动,缺少学生的参与互动,导致整体教学效果不佳。在整个教学过程中,学习几乎很少提出问题,也很少能将课本上的知识与实际生活中的现象联系起来。整个学习过程仍停留在课本中找答案,很少积极主动地提出问题,并搜寻解决问题的方式。在这种传统的教学模式中,学生对于课堂的参与感弱,加之课堂内容的枯燥单一,易使学生被其他事物转移注意力。

(三)理论课程与实验操作课程脱节

生物学是一门理论与实验相结合的学科,理论是实验操作的基础,实验可加深对理论知识的理解。但是传统的授课方式将理论与实验操作分开讲授,导致学生无法将二者融合理解,造成在知识点掌握过程中的脱节。生物科学重在培养学生的探索能力和综合素质,只有使学生参与到具体的科研过程中(三环互补),才能带动学生的思考能力,调动学生自主学习的积极性,从而提高学生理解、分析问题和动手操作的能力。

二、“普通生物学”教学改革建议

针对上述提到的一些问题,在教学过程中,我们对该课程的授课人群进行了一定的反思,列出了一些可实施行的教学建议,主要包括以下几个方面。

(一)提高认识,扩大授课群体

生命科学技术飞速发展,出现了大量与生命科学相关的交叉学科,因此生物类专业应起到桥梁学科的作用。既是基础理论、实验和实践教学之间的桥梁,又是科学技术和实际应用转化的载体[7]。生命科学涵盖范围极广,涉及生活的方方面面,与人类生产生活息息相关,生物与人类生活的许多方面都有着非常密切的关系。生物学作为一门基础科学,传统上一直是农学和医学的基础,涉及种植业、畜牧业、渔业、医疗、制药、卫生等方面。随着生物学理论与方法的不断发展,它的应用领域不断扩大。生物学的影响已突破上述传统的领域,扩展到食品、化工、环境保护、能源和冶金工业等方面。如果考虑到仿生学,它还影响到电子技术和信息技术,人口、食物、环境、能源问题是当前举世瞩目的全球性问题。因此,对于当代高校大学生来说,了解生物学的分类是必要的,将“普通生物学”作为一门基础课程开设也是适当代大学生发展的需要。

1995 年以来, 我国的清华大学、北京大学、中国科技大学、上海交通大学、浙江大学等重点理工科大学也陆续把生物类课程列为非生物类专业本科生的限选或必修课程[3]。

在高等院校本科教育中开设一些生物类相关的公共课程,既是普及现代科学技术的需要,也是顺应时代发展趋势的基本要求。面对生物科学飞速发展的现状,生命科学教育的全面展开,不仅有利于推动生命科学及其技术向高校各个专业渗透,促进边缘交叉学科领域的快速发展,而且有利于培养具备较强专业技能和丰富知识结构的人才,为高校毕业生积极应对多元化挑战以及向多个方向发展奠定结构性知识基础[3]。

(二)重视教师引导作用,明确教学目标体系

目前很多学校培养目标存在重理论轻实践的特点,而生物学是一门理论与实践相互融合的学科,学校应根据本学校特点,建立适宜的教学培养目标。作为一所师范学校,主要是为国内中小学培养师资力量,应重视培养目标对于知识点的输入与输出,包括理论知识的理解与掌握,实验技能的规范操作以及日常常见问题的解析答疑等,这些都是今后作为中小学教师所应具备的基本素质。

为了强化对生物学科基础理论和专业技能的掌握,需要按学科理论知识学习的需要及实验教学可能触及的常规仪器使用设置相关实验[5]。同时,还应着重培训学生对仪器设备的实际应用能力,熟练掌握常规仪器设备的正确操作规程和注意事项,熟悉实验流程,掌握相关技能[8]。

“兴趣是最好的老师”,让学生对问题产生兴趣,才能激发他们的学习热情。在日常教学过程中,应逐步减小“教师讲授”方式的比重,更注重教师的引导作用。例如,引导学生提出问题、设计实验、从而解决问题。在整个过程中,学生可将理论知识与实验操作技能相融合,从而强化学生对课堂内容的吸收理解。

(三)丰富教学内容,提高学生兴趣

学生被动地接受知识点,往往是由于学习兴趣不足,缺乏学习主动性而导致的。生物学在21世纪得到快速发展,因而在普通生物学教学中要处理好基础知识与新知识之间的关系[9],在加强基础理论学习的同时,多增加学科研究的前沿动态,及时更新知识体系,运用网络优良资源,使教学内容得以丰富,激发学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性。

传统依赖于课本的教学方法已不足以满足当代大学生对课堂内容的需求,作为任课教师,应充分利用网络资源,结合生动形象的多媒体课件,帮助学生加深理解课堂内容,增强教学过程中的师生互动,让学生自主、有效地参与到课堂讨论中,而不仅仅局限于课堂中的“教与学”的简单关系,增加课堂的趣味性。

课堂讨论是一种互动性较强的授课形式,学生在教师的指导下,运用自己的知识储备,为解决某个问题而进行探讨并获取新的知识,利于学生学习兴趣和综合能力的提升。如何针对课型特点和教学内容,协调教与学的活动,充分发挥课堂讨论的作用,就需要教师认真探索和思考。在传统教学的基础上,选取部分难度适宜的教学内容,采用课堂讨论的方式进行教学,使学生直接参与到课堂教学中,成为学习的主体,以激发学生的学习兴趣,提升课堂教学效果,就显得尤为重要。

(四)加强实践教学,基础实验与创新实验融合

加强知识应用训练最重要的方法是把知识、技能的教学和知识应用的教学结合起来。生物学本身就是一门实验性较强的学科,单纯的理论知识难以理解与掌握,需要将实验操作加以强化,因此应将理论讲授与实验操作有机结合起来。生物实验是生物教学的一个重要组成部分,对培养学生的动手能力、创新能力和探索能力具有极大的促进作用。但是在实际教学过程中,由于受到多种因素的影响,教师往往对实验课程缺乏足够重视。学院除加强实验课的教学外,可加设开放性实验室,并增加学生野外实习的机会。也可将一些理论课与实验课程合并,在讲授理论的同时,让学习进行实验操作,以增强学生对课程内容的理解。

现今用人单位对毕业生的要求逐年提高,既要求毕业生理论知识扎实,具备学科必备的专业素质,又要求毕业生知识范围面广,能学以致用、解决实际问题。用人单位不单只注重毕业生的成绩,同时增加了对毕业生创新能力的考察。所以针对生物科学专业的特点,分析以后职业岗位必需的知识结构与能力结构,从学生一入校,就要有针对性地培养。例如,在学生入校后,与相关的用人单位联合营造实际的工作环境,使学生在课余时间提前感受工作状态,了解工作中需要的技能,便于在校有针对性地掌握基础知识和操作技能。

(五)完善对学生的考核机制

课后评价一直是被教师和学生长期忽略的一个问题。课后评价不仅仅是老师对于学生学习效果的检测,也是学生对于老师教学成果的反馈。为了使考核更加具有针对性,除了目前广泛采取的试卷式考核方法,还可以结合教师科研资源,以科研论文和成果汇报的形式进行考核和评价,形成教学科研结合的考核体系[5]。

总之,生命科学与其他学科的交叉内容越发广泛,生命科学教育的重要性日益显现,因此非生物专业的生命科学教育的普及将成为一种趋势。教学是一个不断摸索、不断改革的过程,在教学过程中,只有通过多种方法,不断完善教学理念,探索新的教学思路,才能激发学生的学习兴趣,让学生在短时间内有效地接收并掌握普通生物学教材中的内容。同时也能让学生感受到在大学自主学习的乐趣。

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