梁超,叶宗煌,胡碧茹,柳珑
(国防科技大学理学院 湖南 长沙 410073)
时代发展和社会进步,对人全面发展的要求比以往任何时候都强烈。为了培养具备良好学科交叉基础、素质本领更全面、综合能力更突出、对社会适应力和岗位胜任力更强的高素质复合型人才,国内众多高校陆续建立了面向本科生的通识教育课程体系,如:数理基础、人文基础、政治和法律基础、计算机基础以及生命科学基础等课程体系[1-2]。如今,通识教育和专业教育相辅相成,已成为高等教育不可分割的两个重要部分。
21世纪是生命科学的世纪,生命科学对孕育重大科学突破、推动社会经济增长和牵引其他学科发展具有举足轻重的作用。因此,在高校中普及生命科学通识教育十分重要。2004年,教育部高等教育司发布了《关于生命科学普及教育课程教学的原则意见(试行)》的通知,要求积极推进高校非生命科学类本科生的生命科学通识教育。经调研,生命科学通识教育课程主要普及生命的化学基础、生命的基本结构、生命的基本活动、生态学、生理学和生物技术等生命科学的基础知识和基本理论[3-5]。目的在于帮助学生认识生命科学的关键概念、理论及热点问题,掌握探索生命科学基本规律的一般方法;同时引导学生从多角度认识生命现象,提高生命科学素养;并促进其在不同学科领域相关知识的交叉融合。经过长期的建设和发展,各高校陆续建立了相应的生命科学通识教育课程,如“生命科学导论”“生物学基础”“大学生物学”“生命的奥秘”等,部分师资力量充沛的高校还建立了由多门生命科学通识教育课程组成的课程群。生命科学通识教育已取得了显著成果。
然而,生命科学通识教育也遇到了一些挑战,如学时短、缺乏系统性的教材、与高中知识重复度高等[6]。因此,必须坚持推进生命科学通识教育的教学改革。特别是在生命科学领域热点不断涌现、学科交叉愈发突出的发展势头下,在新冠肺炎大流行和生物安全备受瞩目的时代背景下,通过改革培养具备突出生命科学素养的复合型人才更加重要。
案例教学是提高通识教育质量的一种有效手段,前提是建设优秀的案例库[7]。健康和疾病与生命科学通识教育密切相关,建设和应用生命科学通识教育疾病案例库,既能以疾病为线索将相关的生命科学知识点贯穿起来,又能用疾病这种人人关心的话题引起学生的兴趣,从而实现提高生命科学通识教育质量的目标。而且,生命科学通识教育的疾病案例库并非只能服务于生命科学通识教育,也可用以其他的生命科学专业教育。因此,国防科技大学(以下简称我校)从2011年开设“生物学基础”课程起就一直十分注重疾病案例库的建设。此外,一些生命科学专业教育课程也尝试了以疾病为主线的课程设计,使学生的学习兴趣、思考和解决实际问题的能力得到了显著提升[8-9]。但总体而言,建设通识教育疾病案例库的探索还非常少。
可以从三个不同的角度来认识生命科学通识教育疾病案例库建设的必要性。
首先,从学以致用的角度看,生命科学的主要应用领域在于医学,在于服务人的身体健康。生命科学的理论和方法在理解疾病的发病机制、疾病的诊断和治疗中有广泛的应用。因此,在生命科学通识教育课程中讲授疾病案例,不仅可以向学生普及一些常见疾病的知识,达到拓宽视野和丰富知识储备的目的,还能使学生认识到只有掌握了生命科学的理论与方法才能更好地理解和诊治疾病,从而更加直观地感受到生命科学的地位和作用。
然后,从生活实践的角度看,健康与疾病非常贴近现实生活,每一个人都希望自己保持身体健康,远离疾病侵扰,而每个人的一生都免不了要感染疾病。因此,每当在生命科学通识课堂上穿插讲授疾病案例时,无论本科生所学的专业是什么,他们都会因为与个人的紧密关系而产生兴趣,更加集中注意力,从而使教学质量得到明显提高。同时,学生学到的知识还能指导他们理解和解决现实生活中遇到的实际问题。
最后,从科学研究的角度看,疾病的病理与诊治是生命科学研究的前沿和热点,也具有一定的学科交叉属性,是生命科学通识教育不能被忽略的内容。所以,通过建设疾病案例库,有助于将疾病案例讲得更深更透,更能激发起学生对热点问题的兴趣,启发他们思考如何应用自身专业知识进行多学科的交叉融合。
由于通识课程学时少,不受重视,案例库建设需要投入大量精力,教师的科研压力大、教师队伍力量有限、专业背景不同,以及缺乏系统性的参考教材等原因,建设生命科学通识教育疾病案例库的尝试并不多。我校的《生物学基础》课程在长期的教学实践中积极探索了疾病案例库的建设,但由于上述原因,仍存在一些突出问题。
一是内容不新。该课程现有的疾病案例数量偏少,主要集中在少数几种代表性疾病上。随着研究的持续推进,对它们的认识已经取得了新的突破,但并没有对案例进行更新,使得认识仍停留在过去。另一方面,对近年来发生的新冠肺炎和生命科学热点问题(例如运用人工智能预测蛋白质三维结构、基因编辑技术和肿瘤免疫疗法)等新内容的总结归纳不及时,没有建成新的案例用于课堂教学。
二是质量不高。绝大多数疾病案例的质量有待提高。一方面,它们对疾病的相关知识介绍得不全面,不深入,只粗浅地概括了疾病的发病机理,而对疾病的症候、诊断和治疗等没有进行相应的资料搜集、整理和汇编。虽然生命科学通识教育的目标定位并不要求深入讲授每一个疾病案例,但是势必要对个别代表性的疾病案例进行深入的分析和解读,这就要求它们的相关内容要全面而深入。另一方面,支撑疾病案例的大多数资料和素材质量不高。许多疾病案例采用的图片和视频比较陈旧,清晰度不高,还含有各种无关的符号和标记等,不符合当代大学生的审美。
三是缺乏反馈。建设疾病案例库的目标是使学生更好地掌握知识、培养分析和解决问题的能力。虽然案例式教学的效果可以立即从课堂氛围中感受到,但是学生对相关知识的课后掌握情况还是需要通过测验才能得到有效的了解。如果只有对案例的讲解,而没有对案例知识的测验,很容易导致学生在课堂上只动耳朵听故事,不动脑筋想问题。虽然听得很起劲,但可能并不利于知识的掌握。而事实是,绝大多数疾病案例缺乏了对相关知识点的考核设计。
要以疾病案例教学的方式提高生命科学通识教育质量,就必须持续加强生命科学通识教育疾病案例库的建设。针对当前疾病案例库建设面临的上述问题,提出加强其建设的几点建议,以供参考。
对照选定的教材(如我校使用的《基础生命科学》第2版,吴庆余编著),梳理课程中各章节内容涉及的相关疾病(可由学生完成,促进他们通读教材),然后通过教材、刊物、网络公开课等信息获取途径,广泛收集与代表性疾病相关的文字、图片和视频等素材。通过归纳整理,对代表性疾病形成包括病征、病理和诊治等内容的完整框架,得到疾病相关的全方位知识体系,并编写简要的讲义。进而对疾病案例库进行补充和更新,并把疾病案例与相应的章节知识点对应起来。代表性疾病案例,应当既有研究较为成熟的典型疾病,也有当前研究较多的热点疾病。对于前者,要结合最新成果进行更新,对于后者,要善于及时总结归纳,建设成为新的案例。疾病案例宜精不宜多,要避免疾病案例建设得越多越好的误区。因为疾病案例的建设和应用是为了促进学生了解相关的生命科学理论和方法,如果疾病案例过多,会有基础医学教育的感觉,从而偏离了生命科学通识教育的目标和定位,同时也会增加教师建设案例库的负担。
现代科技的飞速进步使得课堂教学正在发生深刻的变化。以虚拟仿真、雨课堂、智慧课堂等为代表的新技术手段已经进入了大学教室,对课堂教学带来了新的机遇和挑战。面对技术赋能的教改春风,生命科学通识教育也应当积极迎接和拥抱这些新技术。如前文所述,许多疾病案例存在多媒体素材陈旧、清晰度低、含有内容无关的标记和水印等问题,质量不高,美感不足。善用新技术手段对疾病案例库提质增效,一方面可以用现代工具改进图片和视频等素材的质量,甚至是重新创作;另一方面可以制作疾病案例的三维图片、动画演示、甚至建设虚拟仿真课程,以更形象和更富冲击力的教学方式促进学生对知识点的认识和理解。要让教师做到会用和善用新技术手段,高校应定期举办教师教学技能提升培训,邀请专业技术人员进行演示辅导,甚至提供专门的课程建设经费。
案例教学对活跃课堂气氛、促进师生互动有极大的帮助。但是,要真正了解学生对相关知识点的课后掌握情况,和促进他们更扎实地掌握知识,对疾病案例的知识点进行相应的测试是有益而无害的。因此,可以围绕疾病案例的相关知识点设计相应的考题,建立疾病案例库的配套试题库,在平时小测验或期末考试时从中抽取合适的题目进行测试,做到案例教学“既有故事,又有测试”。这是对疾病案例库建设的有力补充,既有助于了解学生对知识的掌握情况,还能够根据测试结果反过来对疾病案例库进行改进。
以疾病案例教学提高生命科学通识教育质量,疾病案例库的建设是基础,应用是重点。对于建设的疾病案例库,要有目的地进行教学设计(如针对案例设计专题式或研讨式教学),将其作为宝贵的教学资源高效地利用起来。在教学实践过程中,要关注案例的实际应用效果,收集案例库存在的问题,对照问题进行修改和补充,从而达到持续改进疾病案例库的目的。
提高生命科学通识教育质量,是新的时代和社会背景下培养复合型人才的必然要求。加强课程疾病案例库建设是达成该目标的一条有效途径,因为健康和疾病与生命科学紧密相关,是生命科学的重点应用领域和热点研究方向、也是学生普遍关心的话题,从而能多方面提升学生的学习兴趣和动力,提高教育教学质量。以我校本科生“生物学基础”课程的教学改革为参考,广大教师可以通过多渠道搜集新鲜教学素材,运用各种技术手段优化疾病案例和建设配套试题库等方式来强化疾病案例库的建设,针对性地破解以往疾病案例库存在的内容不新、质量不高和缺乏反馈等问题。
总之,提高生命科学通识教育质量的路径多种多样,本文论述的以强化疾病案例库建设提高生命科学通识教育质量的做法仅提供了一种参考。广大教师应不拘于此,积极探索提高生命科学通识教育育人质量的改革措施。