导语:如何才能写好一篇生态学实验方案,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
关键词:生态学实验 探究性 途径 意义
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)01(a)-0037-01
生态学是一门应用性强、交叉学科多的综合性基础学科,实验教学是生态学课程教学的重要组成部分。生态学实验可大致分为:基础性实验、综合性实验和探究性实验。探究性实验是指学生在教师的指导下,为获得科学素养以类似科学探究的方式所开展的实验活动。一般来说,探究性实验基本要素主要有:提出问题;收集并整理有关资料整合已有信息;设计实验方案;观察与实验,获取事实与证据;数据分析与处理;表达与交流。基本的活动形式有两类:一是师生共同随堂探究;二是以学生实践为主的学生自主探究。
无论从理论联系实际来看,还是从体现学生素质教育和创新能力的时间能力培养的要求看,在生态学实验中设置探究性实验,有利于培养学生独立思考、敢于创新的科学精神,从而培养学生的自学能力、研究能力、思维能力、表达能力和组织管理能力,使得他们逐步学会发现问题、分析问题、解决问题。学生的自主探究能力培养是受外因与内因相互影响。通过在生态学实验中改善外部条件,如实验课内容的选择和安排,实验课和理论课关系的正确处理等;也要各种途径切实培养学生的科学创新能力。在生态学实验中,设置的探究性实验可从以下途径逐步开展。
1 统一协调实验课进程与理论课进程
理论课是要把尽可能多的理论知识传授给学生,实验课则是要求学生在老师的指导下完成实验,是对基础理论知识的验证,还可培养学生观察、分析、创新能力。因此,在每一章节的理论课讲授后,及时安排相应的实验课。在完成基础实验后,再设置一个探究性实验,让学生在掌握已学知识章节的实验操作的基础上综合运用已学知识独立完成,可利于学生巩固知识,培养实践技能。
2 增设问题空间,激发学生自主探究兴趣
“兴趣是最好的老师”。兴趣作为一种自觉的动机和认识倾向,对学生自主探究学习具有推动和激励作用。教师通过在生态学探究性实验中紧扣生态学课程的精髓,针对不同的教学内容,提供学生探究的机会,创设问题空间,设置探究性问题,达到激发学生探究兴趣,让学生通过探究的过程理解教学内容,既能掌握基本的生态学研究技能,又能及时了解生态学研究方法的新动态,提高学生利用生态学原理和手段解决现实环境问题的能力。
3 贴近生活走向生态,提高学生自主探究的愿望
实际生活包含丰富的生态学现象,适时引导学生运用所学知识解释现实生态学现象,使理论知识与生活实践相联系,调动学生的学习兴趣,可辅助学生了解枯燥的理论知识理解,提高学生自主探究的愿望。
4 把自主探究延伸到课外,加强对生态学知识的延伸
在课堂教学中,由于条件的限制,有些探究活动不能在课堂上进行。通过教师的引导,学生主动在课外进行自主探究,进行一些新的或者较深层次的探索,可使课堂知识得到巩固和应用,加强对生态学知识的延伸。
5 改革生态学实验课的考核方式,增强学生自主探究的积极性
一般情况下,学生的实验成绩主要由实验报告所反映,这容易导致学生忽略实验过程,过度重视实验报告。因此,不能较好地锻炼学生的实际操作能力,不利于学生的创新能力培养。通过设置探究性实验,让学生自己设计方案、完成实验并撰写实验报告或研究论文,教师通过考察学生提出的问题、分析问题、设计实验方案的能力、实验操作技能、探究能力及实验的严谨度等来考核,可使学生的学术能力得到多角度培养。
此外,在生态学实验中设置探究性实验,也对指导老师有一定要求,指导老师要不断提高自己的专业素养,转变教学理念,合理进行教学设计,注重学生学习兴趣的激发和学习过程的引导,有效开展探究性教学,公平、公正、有效地对学生实验进行评价。生物是以实验为特色的学科,而其实验都是与大自然或生活息息相关。通过设置探究性实验,正确引导,吸引学生们的兴趣,从而培养学生们的科学创新能力,为以后走向科研之路或工作岗位做好准备。
参考文献
[1] 卢庆凯.生物教学中“自主―合作―探究”教学模式探索[J].科学教育研究,2007(2):84-85.
[2] 时冰.生物实验教学中创新思维能力的培养与训练[J].河南教育,2004(3):36.
[3] 吴继斌.浅谈生物实验课中如何培养学生的动手能力[J].大众科技,2004(7):63-64.
随着环境污染、生物多样性降低、自然资源短缺、人地关系矛盾突出等问题的日益涌现,人们越来越深切地感受到生态环境的重要性。当前“,生态文明”、发展“绿色产业”等已经上升为国家的发展战略,生态学这一学科也愈加受到公众的关注与重视。生态学原本作为生物学的分支学科,现在已经发展成为一门独立的学科,并形成了自己的学科体系。由于生态学专业的多学科性与跨学科性,现实生产生活中所出现的诸多环境与生物方面的问题多能从生态学的理论与实践中寻找到解决办法,生态学专业也逐渐成为热门专业,特别是硕士研究生的报考过程中,生态学经常是学生选择报考的热门研究方向。然而,在这欣欣向荣的热闹局面下,却隐藏着许多问题并逐渐暴露出来,着重反映在生态学专业的研究生培养方面。而这些问题也是作者在近年来进行生态学研究生教学培养过程中所发现的,虽然不能说具有完全的普遍性,但是却具有一定的代表性,因此希望通过提出并分析这些问题产生的原因及过程,提出相应的解决方案,并为将来生态学专业研究生甚至本科生的培养提供可供参考的方法。
二、存在的问题
(一)片面地理解生态学的学科任务
许多报考生态学专业的学生多存在对该学科认识不足的问题。大部分学生都将生态学专业与环境学专业等同,认为生态学就是治理污染、整治环境的一门学科。作者曾经就“为什么报考生态学专业”这个问题询问过多位刚刚考上生态学专业研究生的学生,半数以上的学生回答是“因为现在环境污染问题很严重,学习生态学能够治理环境”,或是“有关生态环境的问题现在都是热门问题,学好生态学以后好找工作”,等等。这样的答案充分体现出学生对生态学这门学科的错误认识,这种错误认知必然会影响该专业方向的研究生后续的学习水平,甚至是学习态度。生态学是一门研究生物与环境之间相互关系的一门学科。生物的生存、繁衍、演化都离不开环境,可以说生态学的核心研究任务是探索环境对生物的影响以及生物对环境变化的反应和影响。然而,由于受到当前整个世界范围内所出现的环境问题的影响,促使我们对生态环境产生了超乎以往的关注,长此以往就导致了社会大众普遍认为“生态学是治理环境的一门科学”或是“生态学就是环境学”。因此,帮助学生纠正这一错误理解,为他们讲解完整的生态学学科体系和正确的生态学研究任务,应该成为新生入学后的第一课。
(二)忽略或不重视生态学的基础学习及研究
基础知识和基础理论的学习是每一门学科的必要学习环节,也是生态学方向硕士研究生培养过程中需要进行重点理解和掌握的方面。生态学是一门综合性的学科,尽管具有门类众多的分支学科,但生态学兼具理论和应用、基础与创新的研究方向。因此,在针对生态学专业的研究生开设的相关课程中,需要设定符合这门学科以及社会发展需要的培养方案,开设多门有关生态学的相关课程,如理论生态学、应用生态学、基础生态学、生态系统生态学、景观生态学,另外也可以根据区域发展的特色,开设诸如流域生态学、植被生态学、农业生态学、恢复生态学等方面的科目。以上的学科是每位生态学方向的研究生在一年级阶段展开全面学习的主要内容,都需要基于对相关的基础知识和基础理论的充分理解和掌握,才能够进入到对特定科学问题进行提炼并展开深入研究的阶段。然而在实际的教学过程中,作者发现大部分学生通常忽略了对基础知识的有效累积,部分学生往往只注重应用研究,或者宁愿花费更多的时间用于学习相关的统计分析软件,而不愿意花更多的精力再深入理解生态学这门学科的基础知识和重要理论。这也导致了有相当比例的学生,虽然已经掌握了生态学方面的相关软件,并能够通过操作这些软件对一些问题进行统计分析,但是却不能针对研究结果展开合理解释,出现了只会做图而不会分析的尴尬局面,而造成这种现象的主要原因就是大部分学生都不具备扎实的基础知识和理论储备。另外,许多学生在学习过程中普遍表现出比较浮躁的学习态度,并且缺少主动思考的能力以及对科研学习的兴趣和探索精神,等等。这些问题均在一定程度上限制了学生的学习能力,大大降低了学习和教学效果,因此这迫切地需要在今后的教学过程中寻找到行之有效的方法来解决。
(三)缺乏将理论应用于实际的能力
生态学基础理论与实际应用相结合的一门学科,大部分的分支学科(如植被生态学、景观生态学、种群生态学等)都需要进行野外的实践调查研究。因此,进入生态学专业学习的研究生,一般均被要求进行室内或室外的调查和实验。例如在一年之中,研究生需要针对所要研究的不同生物类别,分春、夏、秋等不同季节依次展开野外调查。野外实验是生态学中重要的研究方法和获取第一手数据的有效手段,也是将课堂和书本中的基本理论和知识运用于实际,接受现实检验的有效途径。一方面,野外实验能够帮助我们发现现实世界中所实际存在的科学问题,另一方面通过野外调查和实验所获取的数据能够有利于研究者提出有效的解决方法,这也一直是生态学这门学科进行研究生培养的重要目标之一。然而,目前在针对生态学方向研究生的教学过程中普遍遇到的情况是,大部分的学生缺乏主动参与到野外实践调查的积极性,不能独立制订野外调查计划和具体实施事宜,甚至部分学生在野外调查工作中消极应付,这些都是造成学生无法主动发现科学问题,展开实际调查研究的本质原因。此外,许多学生通常还会将理论与实际问题相分离,只会在教师的指导下进行实验、处理数据、绘制图表,却无法解释清楚隐藏在数据背后的真实规律。这其实是缺乏将理论与实际相结合的能力,同时也是造成目前很多学生无法发表高水平学术论文的主要原因。
三、解决方案
(一)加强基础理论课的教学,并出台相应的考核机制
基于对当前生态学专业研究生教学过程中所出现的问题,本研究认为应该首先加强对研究生的基础理论课的教学,通过对生态学及其主要分支学科中的基础理论的讲解,培养学生的学习兴趣,打下扎实的理论基础,为之后实践教学的开展奠定基础。目前我国在研究生教育过程中,大多缺少严格的考核机制,加之社会影响以及学生自身的原因,导致了研究生的教育质量一年不如一年,这在一定程度上既浪费了教学资源,也并不能成功实现科研人才的培养。因此,本研究认为,针对生态学专业的研究生教学,需要制定严格的考核机制,如可以开展不定期的随堂考,课堂上加强提问以及讨论环节,老师在课堂上随即根据学生的表现进行打分,最终按照一定的评分标准,将这部分的成绩纳入到学科成绩中。这样的考核机制一方面能够随时检验学生的课堂听课效果,同时也能督促学生的学习以及提高学习积极性。
(二)在实践教学中设置考核环节,提高学生的参与性和相互学习的积极性
一、新课标对实验的要求
课程目标:初步学会生物科学探究的一般方法,具有较强的生物学实验的基本操作技能、搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决实际问题的能力,以及交流与合作的能力。
能力要求:能够正确使用一般的实验器具,掌握采集和处理实验材料、进行生物学实验的操作、生物绘图等技能。
二、新课标考试大纲对实验与探究能力的要求
1.能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
2.具备验证简单生物学事实的能力,并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
4.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。
三、近三年新课标高考试卷实验题特点分析
生物学是一门实验性很强的学科,无论是大纲卷或单科卷还是新课标卷的理科综合考试,生物实验一直是高考热点而且所占分数比例逐年增加。纵观近几年的高考,生物实验题的特点有:
(1)对课本基础实验的考查不断加强。(2)对科学探究、实验设计、实验分析能力的考查不断增加。(3)对实验的考查同时出现在选择题与非选择题中。(4)对实验方法和实验思想的考查几乎渗透到每一个试题中。分析近几年新课标高考试题,高考实验命题的特点有以下几点:
1.遵循考纲,重视实验过程体验,源于教材、高于教材
实验设计、实验分析的试题,其取材、设计思想、操作方法等更多地源于教材、遵循考纲。部分选择题和部分非选择题的情景就来自教材实验。教材中的实验往往是有共同联系的几个实验放在一起考查,就教材实验本身而言,简单再现型的考查占据比重不大,更多的是考查对实验目的、原理、方法和操作步骤的理解,相关的操作技能的掌握,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用,对实验现象和结果进行解释、分析和处理。如:2010年第3题是《分子与细胞》模块第61页“探究植物细胞的吸水和失水”实验、第18页“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验、第26页“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的组合,考查的是对实验材料的选取。2011年第4题是《分子与细胞》模块第61页“探究植物细胞的吸水和失水”实验的变式,考查物质运输方式及渗透作用,考查对成熟植物细胞吸收或失去水分原理的理解和主动运输与被动运输的特点。这些题都强调学生对实验全过程的体验,只有亲手做过实验,才会有深刻体验,才能加深对实验的理解和记忆。
2.实验设计考查坚持能力立意,注重科学研究方法和实验思想,突出了对能力的考查
近三年的实验试题没有出现补充完善实验步骤、写出实验结果的非选择题。淡化了关于自变量如何操纵、因变量如何检测、无关变量如何控制的实验设计考核。既要求考生对实验设计思路进行分析,又对实验结果进行预测,并能够对多种方案进行选择、判断和综合分析。侧重考查实验设计思路,运用模型研究和类比推理的方法对一些生物学问题进行初步探究的能力。如:2012年第32题是基于生态学部分的基础知识,考查学生对种群、群落基本概念的理解,又引入了假说演绎研究方法和模拟实验,还通过模拟实验的设计,考查了“类比推理”的方法在生态学研究中的运用。对实验分析能力和知识的理解层次有更深的要求。
3.对实验分析的考查的比重不断加大,更加重视对学生科学素养的考查
关键词:生态化学课堂 教学方式 学习方式
在全国教育教学改革的背景下,我市各校在教育主管部门和专家的指导下,进行了“建构式生态课堂”教学模式的尝试,它是当今教育形式的必然要求,也是提高教学质量的必由之路。因此,教师应该想办法,抓落实,真正把生态课堂教学模式积极主动运用到课堂上。
根据我校的实际情况,我设计的生态化学课堂的基本操作理念是:教学不应只是平实地传递和接受知识的过程,更多的是师生双方在课堂上互动对话、实践创造,随机生成与资源开发的过程。是教师及时捕捉课堂上无法预见的教学因素,利用课堂上随机生成的资源展开教学的过程。能够体现学生的主体性和课堂的真实性,追求课堂的真实、自然、和谐,努力达到师生共识、共享、共进的教学境界,实现师生生命价值的不断超越。
生态化学课堂教学模式,是以教学任务为核心,以学生的主体参与、自学自悟、多向思维、合作探究、注重实践和应用为特征,知识学习过程转变为“探、研、练”有机结合。知识传授反对强制,反对灌输,提倡陶冶和启发;师生关系要建立对话式的平等合作伙伴关系;对教材的处理要贴近学生的生活和面向实际的应用,如实验室加热高锰酸钾制取氧气的教学,我是这样处理的:将学生按成绩好种差分成四——六人一组,教学过程分为两个阶段,第一阶段是让学生分组讨论并组装制取氧气的整套装置(由于学生已经具有排水集气和给固体加热的基本知识,这一点对学生来说并不困难),教师巡回视察,各小组展示自己的装置并总结装置中的注意点(至于装置中的细节问题,如棉花、伸入大试管内的导管不能太长等,教师此时不别指出);第二阶段是制取氧气。实验开始前教师作适当提醒:让学生注意观察整个实验过程中各部分可能出现的现象,然后各小组利用自己的装置分别用排水集气法收集两瓶氧气,接下来学生开始汇报自己观察到的实验现象,并分析可能的原因,对于那些非正常的现象,大家一起研究并提出实验改进的具体方案,如有的学生观察到导管内有紫红色物质,使水槽中的水出现淡红色,从而得出试管口放置棉花的原因,在此处许多学生提出了形形的棉花代用品如卷筒纸、玻璃丝等等;有的学生观察到在实验结束时插在水槽内导管中有水在上升,从而认识到实验结束时先移出导管后撤酒精灯的重要性;有的学生说自己一开始时没能收集到气体,从而认识到实验开始前检查装置气密性的必要性。通过这一节课的学习,学生不仅掌握了实验室用高锰酸钾固体加热制取氧气的基本操作,更重要的是学生在亲身体验中悟出了许多道理,这对于他们以后的学习是很有帮助的。同时每个人都会有表现的机会,都能发表自己的看法,倾听他人的意见。小组成员之间相互交流,互教互学,优差互补,共同提高。每个学生还感悟到只有在小组每个成员都成功的前提下,全班的学习才能够获得成功,良好的人际关系和良好的心理品质才能形成。
生态学观点强调:要通过丰富生态系统的生态因子使生态系统保持活力和稳定。教学方式的生态化就是要改变教师的单向传授向师生的合作互动发展。开放课堂教学时空,营造学生参与学习的生态环境,增强师生对话交流,激发学生课堂生活的灵动与热情。做到循循善诱,多维互动,灵活多样,因材施教。
我班学生在学习“氨气的性质”时,我将学生带进实验室,让学生通过自主、探究与合作等多种学习方式获取氨气的性质等相关知识。当学生进行氨气的喷泉实验时,热情高涨,组内同学高度配合,小组之间展开竞争。实验结束后,小组之间互相比照实验成果。教师在引导学生获得“氨气易溶于水且能与水反应”的性质后,提出“理论上氨水能不能充满圆底烧瓶?没有充满的原因可能有哪些?”这一问题符合学生的心理需要,同学之间迅速展开了议论,大多数同学认为理论上氨水能充满圆底烧瓶,没有充满的原因可能是收集的氨气不纯;或者是换塞子的时候造成了氨气泄漏;或者是圆底烧瓶不干燥等等,教师对同学的表述也很满意。这时,有一位同学小声议论,理论上氨水不能充满圆底烧瓶,原因是直长玻璃管中有空气。这一智慧的火花被教师及时捕捉,展开交流,课堂教学掀起新的,思维得以深化,同学们向他投去了赞许的目光。
学习方式的优化也势在必行。我大力引进研究性、探究性学习,让学生探究改进实验方案,参与实验设计,引导他们通过实验去发现和探究解决问题的方法,从而在化学实验中培养学生的科学素养,使学生的学习方式实现由被动接受式向互动探究式的转变。如在质量守定律的教学中,我提出以环保(药品量少)、操作简便(快捷),现象明显为要求,对铁钉与硫酸铜溶液反应,磷在密闭容器中燃烧质量的测定进行改进:对于第一个试验,有的学生提出把烧杯换为小试管,试管用小铁丝做的三角架固定,铁钉用一根线拴住;对于第二个试验,有的学生提出把锥形瓶换为试管,试管口拴一气球来密封;有的学生提出把天平换为电子秤等;这些改进都是很不错的。通过学生自身的探究体验与感悟,不但激发学习的兴趣,学会学习,而不是学得知识,而且课堂也成为培养具有发展性的和具备学习生命力的学生的殿堂。
总之,建构式生态课堂不仅仅是上面所讨论的内容。它是一个多层次、全方位的一个有机整体,一个充满变化和活力的系统工程。它是以课堂教学立足点、用生态学的理念,力求营造一种和谐、动态的充满生命力的、可持续性发展的教学生态环境来教授、学习和交流知识的课堂。它遵循生态的系统性,整体性原则,开放性的教育理念。我们必须不断去研究,并且付诸实践,才能真正领会它的内涵,才能真正灵活的运用。
参考文献:
l专业建设
1.1专业结构与布局
“生物技术及应用专业”隶属新余学院医学与生命科学学院,由生物教研室负责具体组织并落实各项教学工作。为配合江西省生物技术快速发展的趋势,支持新余市生物技术发展,该专业于2003年正式设立,招生规模逐年增加,从最初的20人发展到最多时的72人。截至2011年7月.已有300个生物技术及应用专业的学生毕业。生源质量不断提高,专业建设走上了健康发展的轨道,呈现出良好的发展前景。为加快“生物技术及应用专业”建设发展,改变传统的“小本科型”人才培养方法,积极探索高职高专人才培养之路,生物教研室于2004年底在全校率先开展校企合作的人才培养模式改革探索,并分别于2007年成功申报校级课题“基于网络环境的高职高专《普通生物学》教改探索研究”;2008年成功申报江西省教育改革课题“高职高专生物类专业综合野外实习改革与实践”,并成功申报新余高专科研创新团队和《药用植物学》研究中心;2010年成功申报江西省教改课题“基于鄱阳湖生态经济区建设环境下的生物技术及应用专业课程体系改革研究”和江西省教育科学“十二五”规划课题“高职高专毕业生就业指导研究——以生物技术及应用专业为例”。目前,该专业已按人才培养模式改革思路开展了“生物技术及应用专业”实践教学基地建设等工作。
1.2培养方案
为使专业人才培养目标适应鄱阳湖生态经济区建设市场的需求,我们在新余市、省内外开展了“生物行业从业调研”工作,涉及生物医药、食品、环保和饲料等多个领域。在调研结果的基础上。制订了生物技术应用型人才培养方案,并请生物行业教育专家、生物行业技术专家对人才培养方案进行审定。生物技术应用型人才培养方案有别于传统的“小本科”型培养方案.在人才培养目标上.它更面向生产第一线。在培养规格上。突出强调了知识、能力与素质三者结合,以能力为主,突出了生物技术的知识与能力。在培养时间安排上.采用在校培养和在企业顶岗培养的方式,提高实践教学的比重。
2课程建设
2.1教学内容与课程体系改革
按照鄱阳湖生态经济区建设环境下的应用型人才培养要求,以培养职业能力为主线,以“必须、够用、实用”为原则,按照生物行业标准和生物技术岗位(群)能力,合理设计、优化重组教学内容,构建了理论、实践与素质教学课程体系。根据鄱阳湖生态经济区建设环境下的生物技术应用型人才培养目标的规格与要求,现已对部分专业课程进行改革,如《解剖生理学》改革为《生理学》;增加了生物技术类课程,如《酶工程》、《发酵工程》。《生物化学》课程已开始探索项目式教学方式,《普通生物学》课程已开始探索创新式教学方式等。目前,生物技术及应用专业课程使用多媒体教学的比例达60%。
2.2教材建设与选用
根据专业特点选用符合教学大纲要求、教育部推荐的优秀高职高专教材,以及国家“十五”、“十一五”规划教材,采用优秀教材比例大于80%。在教材建设上,现已按理论教材、实验教材与实践教材三类开展教材建设工作,正在积极编写校本教材(主要是实践教材),努力形成具有实践性强、操作性强的高职高专特色教材。目前我们已初步开展实践教材的编写准备工作,包括《普通生物学实验指导》、《生物化学实验指导》、《生理学》实验手册、《遗传学》实验手册、《发酵工程》实验手册、《酶工程》实验手册、《生态学》实验手册等。此外,该专业教师积极参与科学出版社组织的生命科学类系列教材的编写工作,并承担了《细胞生物学考研精解》、《基础生物化学》、《动物生物学》、《动物生物学实验》等教材的编撰工作。
2.3教学方法与手段改革
在常用教学方法的基础上,采用启发思维式教学方法和开放式教学方法.并积极采用双语教学。在理论教学中,尽量启发学生的思维,对问题进行发散式思考,扩大了学生的视野,拓宽了学生的知识面。试行开放式创新教学体制,在教师指导下,将部分实验教学时间用于课外的实践活动,使学生的综合素质得到锻炼和提高的机会。其中,《生态学》和《环境生态学》课程由博士毕业的教师担任.采用“双语教学”授课。
3实践教学
伴随着该专业的迅猛发展,学校加大了对教学基础设施的建设力度.尤其是进一步完善了实践教学条件。能满足实验教学的正常要求,每年购买实验耗材能满足正常实验教学与服务社会的需要。
3.1实习
按照教学计划的安排,积极与实践教学基地合作开展生产实习、毕业实习等工作。随着该专业的发展,学校将进一步加大校外实践教学基地的建设力度,以满足该专业未来教学的需要。通过实地参观、实习等实践活动,学生对理论知识的应用有了更深入的了解。
3.2实践教学内容与体系
本着突出职业能力的人才培养原则,突出了实践教学的重要作用。我们探索与完善了实践教学体系,尤其加大了集中实践教学的比重。实践教学学时占总教学计划学时比例从过去的20.5%提高到3O.2%。为配合应用型人才培养模式改革的实施,我们加大了校外实践教学基地建设步伐,分别与新余市食品药品监督管理局等17家单位联合建立了实践教学基地并签订了校企合作协议。
3.3开展综合性、设计性实验
充分发挥生命科学的特点。让学生走出实验室,走进大自然。如带领学生在国家林科院自然保护区野外考察种子植物的形态特征.到橘子园进行果树嫁接实验,去湿地公园观察湿地生态系统的组成和湿地生态系统的作用等。同时开展了水体富营养化程度的评价、水污染环境调查、土壤环境污染调查等设计性实验。
3.4开放实验室
针对原来实验室只有实验时才开放的问题,我们将根据实验需要将其改建成“开放式”实验室,最大限度地提高实验设备的利用效率,提高学生的实验热情。
4构建多模块立体式实践教学体系,在实践中培养生物技术应用型人才
通过深化教学改革,优化教学体系,创新管理运行机制,建设满足现代教学需要的高素质的教学师资队伍,满足新时期实施素质教育和培养应用型人才的需要。
4.1创建生命科学实验教学中心平台
改革原有的依附于理论教学的单一实验教学模式,重新合理定位实验教学;整合实验室。优化资源配置,创建生命科学实验教学中心平台。
4.1.1教师参与实验教学,促进科研成果转化紧密依托
学科带头人的力量,改进实验教学方法,转变教学观念,摒弃计划性、封闭式实验教学模式,建立以学生为中心的实验教学模式,形成自主性、合作性、研究式的学习方式。促进高水平的科研项目转化为实验教学内容,积极开设一些高水平的、紧跟学科前沿的综合性、设计性、开放性实验,且将每个实验分为基本部分和提高部分,丰富和充实教学基地的实验项目,并鼓励学生在现有实验项目下进行大胆创新.开拓新的实验项目或课题,形成一系列多层次、递进式的教学实验内容。同时针对不同层次学生的要求,进行分层次培养,既避免了传统实验教学“一刀切”的缺陷,使得能力较强的学生的创新潜能得以充分发挥,又使得能力较弱的学生也不会因为完不成实验任务而气馁,更好地发展每个学生的个性和特长脚。
4.1.2开放实验教学中心.鼓励学生自主创新生命科学
实验教学中心先进的科研仪器设备、雄厚的科研力量、稳定的科研方向和充足的科研经费为实验基地的开放创造了条件,为学有余力的学生提供了发挥自主创新潜能的舞台。中心建成后,以新余学院局域网为支撑、教务管理系统为平台.实现开放式实验教学管理网络化.所有基地仪器设备、开放式课题、科研人员研究方向全部在网上公布,对学生全面开放,学生可以随时登录实验平台网页,浏览和下载网络教学课件和多媒体影象资料。学生可在网上预约实验.根据自己感兴趣的方向,申请自己的开放式创新实验课题和指导教师。同时,提倡学生自带课题进入实验教学中心,鼓励大胆创新。学生可组成科研小组,提出科研思路,自行选题,自行确定研究内容及设计实验方法和技术路线.撰写正式格式标书,由专家审核、论证其可行性。如果方案得到专家认可,可申请指导教师和专项经费资助.遵照实验中心的管理规定,按照正式科研程序,自由地进行实验工作,并将其实验结果进行总结汇报。写出论文,力争公开发表。通过“开放式”实验教学中心,让学生进行自主创新实验.不仅可使学生初步建立科研思路.进行科研工作的整体体验,培养了科研团队协作精神,并在初次的研究实践中学习到了文献检索、资料收集的方法和学术规范的意识,培养了学生的创新意识和科研能力.提高了发现问题、分析问题和解决问题的能力.调动了学生参与科研的积极性、主动性,使优秀者脱颖而出,对培养生物技术应用型人才起到极大的促进作用。
4.1.3提供毕业实习基地,提高毕业论文质量目前大多数学生的毕业论文是属于综述性的论文。没有原创性试验数据。生命科学实验教学中D不仅是教学、科研的主阵地,同时也为毕业生提供了良好的毕业实习基地。学生进人实验中心实习后,老师给出基本课题并启发学生在原有的基础上对课题进行补充,为学生留有思考创新的余地。
4.2强化毕业专题实践.注重创新能力培养
4.2.1重视毕业实践,加强“模拟实践”环节毕业实践是学生学习深入与升华的重要过程,因此新余学院非常重视毕业实践环节。在学生毕业时间前.组织学生进行为期二周的强化训练,将大学阶段所学专业课程引导学生进行“串烧式”回顾与总结,并根据学生的实践单位性质将学生进行分组,每组配备一位指导教师对学生进行“模拟实践”。
4.2.2调整教学计划,提前并延长毕业实践时间我校根据实际况进行了教学计划的调整.将毕业实习、毕业论文(设计)提前1学期进行。一是避开学生频繁参加各类人才交流会的时段,学生可安心进行毕业实践、毕业论文的撰写;二是学生有充足的时间为毕业论文(设计)的撰写做准备,写出质量较高的毕业论文。
4.3开展课外科技实践活动积极挖掘开发创新性实践教学的有效载体。扎实培养创新人才。为更加有效地实现应用型人才的培养.我们积极挖掘开发创新性实践教学的有效载体.形成以“挑战杯”学生科技作品展为龙头,以“创新创业大赛”为主体的课外科技实践活动体系,并在一系列的科技实践活动过程中,充分发挥学生独立思考、探索和渴望解决问题的主动性,激发学生学习、研究、实践的兴趣.培养学生的创新意识和创新能力。如分别于2008年新余高专学生创新创业大赛和2009年新余市大学生创新创业大赛上荣获二等奖和三等奖。
4.4结合科研、面向社会,加强实践基地建设,培养应用型人才
4.4.1创建“零距离”产、学、研结合示范实践教育基地加大资金投入,充分利用新余的工业城市优势,建立和完善实习基地,创建“零距离”产、学、研结合示范实践教育基地。在已有的野外实践教学基地的基础上,根据专业特点,拓展新的野外实践教学基地.定期组织学生更广泛的开展野外实践教学工作。按照教学计划安排.每年与实践教学基地合作开展生产实习、毕业实习等工作。
一、认真研读新课标教学大纲、2009届高考大纲以及新课标教材,明确目标指向。
生物学科按照教育部2003年颁布的《普通高中课程方案(实验)》和《普通高中生物课程标准(实验)》,将课程标准的必修及部分选修内容确定为考试内容。
考试范围和要求:I、知道知识点的含义,能在简单的情境中识别和使用。Ⅱ、理解知识点和其他相关知识之间的联系和区别,并能在较复杂的情境中综合运用,对考察内容进行分析、推理、判断和评价。
必考内容,考试说明与大纲的范围完全相同,与旧教材相比略有区别,共17个I类要求,50个Ⅱ类要求。
(一)必考部分
1、将“配子形成过程”改为“动物配子形成过程”;
2、将“受精作用”改为“动物的受精过程”;
3、将“其它植物激素”的要求,由I提高到Ⅱ;
4、将“动物激素调节”改为“脊椎动物激素调节”;
5、将“动物激素在生产中的应用”改为“脊椎动物激素在生产中的应用”;
6、将“入口增长对环境的影响”的要求,由I提高到Ⅱ。
7、属于新教材增加的内容有:
细胞学说的建立过程I
转基因食品的安全I
人类基因组计划及意义I
生态系统的信息传递Ⅱ
8、实验
与旧教科书相比,新增加内容较多,主要有:
观察DNA、KNA在细胞中的分布(染色剂)
观察线粒体和叶绿体(染色剂)
模拟实验探究膜的透性(新)
探究酵母菌的呼吸方式(酒精的鉴定)
模拟探究细胞表面积与体积的关系
观察细胞的减数分裂
低温诱导染色体加倍
探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用
模拟尿糖的检测(新)
探究培养液中酵母菌数量的动态变化
土壤中动物类群丰富度的研究
探究水族箱中群落的衍替
(二)选考部分
选修一中确定的6个实验专题:
5-1微生物的利用
微生物的分离和培养
培养基对微生物的选择作用
利用微生物发酵来生产特定的产物
5-2生物技术在食品加工及其他方面的应用
从生物材料中提取某些特定的成分
运用发酵加工食品的基本方法
植物的组织培养
选修三中大纲和说明没有变化,实验只有一个“DNA的粗提取与鉴定”。
二、明确生物学考试能力要求
四项能力要求:理解能力、实验与探究能力、获取信息能力和综合运用能力。
1、理解能力
理解知识要点,知识间内在联系,形成知识网络结构。
能用文字、图表、数学方式等多种表达形式准确地描述。
通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,作出合理的判断或得出正确的结论。
2、实验与探究能力
独立完成“生物知识内容表”所列的实验。理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,并综合运用。
具备验证简单生物学实施的能力,能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
具有初步的探究能力,包括观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
能对简单的实验方案作出恰当的评价和修正。
3、获取信息能力
从课外材料中获取,并运用这些信息,结合相关知识解决问题。
关注科学、技术和社会发展中有重大影响和意义的生物学新进展以及生物学发展史上的重要事件。
4、综合运用能力
理论联系实际,综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题。
三、后期复习训练要点建议
首先,注重知识、能力和技巧的变式练习。在高考题中基础知识和基本技能占主要地位,能把这部分分数拿到就能取得大半的分值。当然有些题目的问法上是有很多变化的,这就要求我们在平时的习题训练时要进行变式练习。这样做有如下目的:提高读题能力,提高解题技巧,扎实基础知识。
很多学生存在着对信息资料理解的障碍,特别是对新的生物学进展方面的材料的理解。这里面除了平时基础知识面窄外,还有就是习题做得少,量的积累不够造成的。由于很多学生一直抱着生物学主要靠背的观念,不太注重老师在课堂上扩展内容的介绍,习题量也少。针对这种情况,需要在最后阶段补补平时的欠账。
此外,通过做题熟悉常见的设问方法,提高解题技巧。解题过程实际上是个将大脑中储存的知识进行检索,与问题对号入座的过程,可能有多个近似的答案。需要考生辨别做出最后的决断。比如对于“镰刀型贫血症的病因是什么?”的问题可以从多角度解答。根本原因是基因突变,一个碱基对的改变;从密码子水平看是一个密码子的变化;从蛋白质水平看是一个氨基酸的改变引起蛋白质空间结构和功能的改变;从细胞水平看是红细胞形态和功能的变化;从个体水平看是遗传病患者所表现出的缺氧,丧失劳动能力;从基因表达的阶段看,是幼年时期发病的。由这样一个原始问题就可以引申到基因突变的时期,基因突变的特点等基础知识,形成知识网络。
此外可以对“用多种形式描述生物学现象”进行针对性训练。图表曲线的读解和绘制是常见形式,特别是以关于细胞生物学、分子生物学、遗传学、生态学等方面的内容为重点。具体的例如:以蛋白质合成和分泌为线索考察细胞器的功能及相互配合;以细胞代谢为核心,涉及到光合作用、细胞呼吸、酶的催化作用为内容的分子生物学知识;以遗传图谱、中心法则为重点的遗传学问题;以生态系统结构和功能为核心的,考查种群特点、食物网和生态农业的知识;以神经―体液―免疫为主线的调节稳态方面的问题。在解读图表曲线时,首先重点分析纵横坐标的含义,比如关于“细胞分裂过程中DNA含量的变化”的问题,可以设为“每个细胞中”、“每个细胞核中”、“每条染色体中”等不同的变化,如果不清楚他们之间的区别,那就只能靠运气了。
传统专业实验教学模式存在的主要问题
1.实验项目以基础型和验证型实验为主,难以激发学生的实验兴趣和创新能力合分析、创新能力的锻炼难以兼顾,造成了专业实验项目以基础型和验证型实验为主。这种实验教学模式虽然能够锻炼学生的基本实验技能,但从试剂配制、仪器组装与调节到实验步骤的讲解等整个实验过程过程由教师控制,学生只是被动地参与实验,机械地操作仪器设备,很多学生根本不动脑筋思考,即使数据不好,也不会分析和查找原因。[10-11]长此以往,学生缺乏对专业实验的兴趣,更不能充分调动其自身的想象力和创新能力,造成学生实验技能和综合素质下降,失去了在考研和就业市场的竞争力。过去的专业实验教学是与理论课相配套的,而且一般是先讲理论后做实验。这种教学模式使得实验室的仪器设备从开学到期中很长一段时间处于空闲状态,快到期末时许多理论课都要安排专业实验,由于仪器设备数量有限而学生人数较多,使得很多仪器设备处于超负荷运转状态,经过几届学生的使用后个别设备出现老化或损坏,严重影响教学效果。
一直以来,专业实验教学并没有专门的实验指导教材,大多数以课程附录中的实验项目和内容为主要参考依据。这些实验项目由于编写较早,又没有及时进行内容上的更新,因此一些实验内容过于简单,而且所用的仪器设备多数已经落后,不能满足目前实验教学培养学生实践能力的需要。个别课程附录中没有的实验项目由指导教师事先编好实验讲义打印后分发给学生。由于课程附录或教师自编实验讲义中的实验步骤几乎全是文字描述,虽然实验步骤描述得比较清晰,但对于某些实验现象或仪器的基本操作往往使学生把握不准或理解模糊,加上教师在实验课上语言讲解或现场演示不清楚,使得很多学生基本操作不规范,专业仪器设备错误操作,导致仪器设备损坏率较高。
环境工程专业实验教学模式的改革探索
以培养“医工结合”特色的复合型工程技术人才为改革目标,自2008年以来我们组织承担实验教学任务的全体教师对实验项目进行删减、整合和更新,参考国内外著名高校关于专业实验教学的先进改革经验,确立了“三层次三模块”专业实验教学模式,并对专业实验的管理模式和考核方法进行了改革,具体总结如下:把所有专业课程的实验教学与课程分离,整合为一门实验课——环境工程专业实验,并将其分成三个层次:环境工程基础实验、环境工程专业实验、环境工程创新型综合实验。环境工程基础实验包括了环境监测、环境化学、环境生态学和环境工程微生物学的实验内容。环境工程专业实验包括了水污染控制工程、大气污染控制工程、噪声污染控制工程、环境毒理学的实验内容。环境工程创新型综合实验依据实验室现有条件,从教师的科研课题和学科研究热点中确定项目题目和研究内容,由学生设计实验路线和方案,自主实施实验方案,撰写专业报告。在环境工程基础实验和环境工程专业实验分别设定三个实验模块(基础性实验、设计性实验、综合性实验),并适当提高设计性和综合性实验的学时比重。这种“三层次三模块”专业实验教学体系避免了不同课程设置的实验项目出现雷同现象,如环境监测实验中的“空气中氮氧化物的测定”与环境化学实验中的“大气氮氧化物的日变化曲线”内容非常类似,将前者删掉保留后者。在环境工程创新型综合实验项目的设计中,从学科研究热点和教师的科研课题中进行筛选,选择实验条件能够满足的项目进行开设,尽可能使项目内容能锻炼学生多方面的能力。如设计的“羟基氧化铁的制备和吸附性能评价”创新型综合实验项目内容包括羟基氧化铁的制备条件的确定、吸附-解吸实验、吸附动力学和热力学评价等,既能锻炼学生对文献资料的查阅和综合分析能力,又能强化学生的基本实验技能,并且通过对实验数据的处理和原理分析,培养学生的科学思维和创新能力,为将来的考研和就业打下良好的基础。
当环境工程专业实验的教学体系确定之后,接下来就是实验项目的选择与安排,包括实验名称、实验内容、考核方法等。由于在本次专业实验教学改革中不仅对原有的实验项目进行整合,而且增加了很多新的实验项目,目前市场上没有现有的实验教材可以直接应用。因此,我们组织人员自编实验指导教材,方便学生课前预习和课后巩固提高。目前,在专业实验的教学中主要由指导教师利用板书为学生讲解实验原理和实验现象,讲解完了再利用实验仪器进行现场演示。有的实验现象单纯用文字或口头语言难以描述清楚,学生听了之后仍感觉比较模糊,如滴定实验中到底溶液呈现哪种颜色指示到达滴定终点。由于学生人数较多,教师在进行实验仪器现场演示时只有少数距离近的学生看得清楚,造成很多学生仪器操作不规范。针对这种情况,我们利用专业摄像机拍摄了很多仪器操作和实验现象的照片、视频资料,利用Flash软件制作了图文并茂的专业实验多媒体课件,学生可以很直观地看到主要实验现象,掌握仪器基本操作,有助于实验效果的提高。
环境工程专业实验室全天候对学生开放,学生主要利用业余时间完成设计性实验、综合性实验和创新型实验项目。首先,学生需要按照项目要求先把实验方案设计好,经老师审核合格后才可到到实验室作实验。其次,学生需要自己完成配制试剂、仪器组装与调试、实验操作、数据处理等主要实验环节,有了问题之后可向值班教师请教。如通过“曝气条件下校园生活污水和医药废水中COD和BOD5比值的测定”综合性实验项目的实施,一方面使学生进一步理解了COD和BOD5的含义和反映水体有机物含量上的区别;另一方面,锻炼了学生的逻辑思维能力和基本实验技能,提高了综合素质。另外,把环境工程专业实验的教学大纲、实验讲义和多媒体课件等资料上传到网络教学平台上。一方面,学生可以利用网络教学平台上相互交流实验体会或实验过程中遇到的具体问题,并可以展示自己的创新实验成果。另一方面,社会各界人士通过网络教学平台了解专业实验教学内容和学生的实验技能情况,为用人单位提供参考。将专业实验单独设课后,除了将正常的学生实验操作、平时成绩和实验报告进行打分外,还增加了实验理论和操作考核。实验理论重在环境样品的采样方法、样品预处理和监测方法原理,其中有些内容是实验课上讲授过但是课本上没有提到过的,考查学生课上是否认真听讲。操作考核重在学生的基本操作是否规范、仪器是否会正常使用等,现场打分。在结果评定过程中,操作考核占30%,理论考核占30%,实验报告占20%,现场操作和平时成绩占20%。#p#分页标题#e#
关键词:动物学;学时缩减;教学改进
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)02-0265-02
动物学是一门具多种分支学科的基础学科,除了是动物医学、动物科学等专业的必修课之外,也是很多综合性院校及师范院校生物科学专业的重要基础课程,通常是学生进入大学首先接触到的专业课[1],包括动物学理论与实验课程。近年来在全国高等院校大幅度削减学时的大环境下,动物学教学也经历着学时逐年缩减的境况[2]。从过去有的院校全学年开设,到现在单学期仅三、四十学时的理论课,学时数大幅缩减。面对新形势下教育改革的要求,专业课程教学方式方法的改革与创新十分必要。同时,作为低年级的专业基础课,高质量的动物学教学也能极大地激发学生的专业兴趣,提高对其他专业课的学习积极性和学习效果[3]。为探讨如何在学时缩减的条件下,既保证教学质量,又达到培养学生自主学习能力与专业综合素质的目的,笔者近两年来在动物学及其实验课程中分别对其教学内容、教学方法进行了相应的改进尝试。
一、动物学理论课调整
1.突出教学内容主线。首先在原动物学教学大纲基础上进行了内容的精简与主线的突出。以动物演化为线索,突出进化历史中发生重大质变的事件,例如细胞、体制、胚层、体腔、体节、脊索、脊椎等的演化或飞跃及其演化意义,强调不同类群动物的形态结构和生命活动规律对其生存环境的适应意义,使学生能结合动物个体和系统发展的内在联系来掌握动物类群的主要特征及其发生、发展规律。秉承上述总体授课思想,对动物结构特征的讲述要注意横向、纵向两个联系,横向联系动物的生活环境、生存方式,让学生理解动物体所有的形态结构特征都是为了适应其特定生活环境、生活方式;纵向联系其他近缘动物类群,让学生理解新结构特征出现的重大演化意义,以及动物是如何从简单的单细胞生物到多细胞生物,到最终演变为复杂而高级的脊椎动物的整个演化过程。
通过本课程的学习,使学生除系统掌握动物学的基础知识外,还要了解动物在生态系统的作用及地位,动物在工、农、医及环保等方面的实际应用价值,动物与人类的密切关系等。在讲授每个类群的分类及代表动物时,随时联系实际应用、联系最新学科发展、联系媒体关注的动物方面焦点新闻等,可补充仿生学(例如鲨鱼服、雷达)、动物生态学(例如生物入侵)、保护生物学(例如濒危动物成因、保护措施)等多方面的应用或研究实例,提高学生学习兴趣,拓宽学生眼界,同时也培养学生环境保护、生态文明意识。
2.加强启发与探究式教学。因为动物学授课对象一般为低年级本科生,理论课授课方式不要完全颠覆传统的讲授方式,但要增加启发式、探究式课堂教学比重。根据授课内容特点,例如大量动物形态结构特征知识,充分发挥多媒体优势,使授课内容更加直观,形式更加多样化[4]。动物学课堂要多使用图片和多媒体视频,可通过大量浏览国内外著名的动物纪录片,将与课堂内容紧密相关的片段剪辑成独立小段落,以利于课堂使用。将传统的由教师给学生灌输的讲述方式,转换为直接展现在学生眼前,由学生自己去发现、总结。讲授动物形态结构特征前,可先不直接给出知识点,而是提示让学生根据自己生活经验去推测,或提前布置课外任务让学生去户外或实验室观察,由学生自己探究、总结出该类群动物是如何在其形态结构上适应其生活环境的。同时增设问答、讨论环节,教师根据学生的回答进行补充纠正,最后再讲授书本上的知识点并总结。
还可布置课外任务让学生自行查阅文献、了解最新研究进展。例如在讲授爬行动物一章时会涉及恐龙及其灭绝原因的探讨,讲鸟类一章时会涉及鸟类的起源,这些均可布置任务让学生查阅自己感兴趣的最新研究文献,撰写读书报告,甚至让学生自己来做报告。这样既能培养学生文献阅读能力,又拓宽了学生的眼界,锻炼了综合能力。
二、动物学实验课改进
1.精简重复性实验操作,增加自主设计实验内容。对实验课程内容及其相应教学方式也进行了改进,主要体现在整合或精简对实验技能重复要求的内容,增设学生自主设计实验环节。首先,整合并精简以显微镜观察装片为主的实验内容,精简部分解剖实验,这些实验对学生操作技能上的训练存在雷同,对学生实践能力的培养无太多新意,可通过其他教学方式部分取代。为培养学生的自主创新能力,可适当将其中的部分内容调整为学生自主设计实验,例如将小鼠的解剖与观察实验进行调整,仍以小鼠为实验对象,将内部结构的解剖观察调整为小鼠习性与行为观察,让学生自行设计实验方案来验证小鼠的学习行为。
进行自主设计实验时,教师要提前向学生布置好实验任务,讲清要求,学生通过查阅文献资料,自主设计实验方案,教师也可适当给出建议方案。学生的设计方案需提交老师审核,经老师提出意见,确保方案合理可行后才可实施。学生提前自行制作相应实验装置。实验课上各实验小组独立完成实验内容,教师整体辅助和监督,最后检查、总结即可。学生完成实验后要求按照科研小论文的结构完成实验报告,要用图表形式呈现实验数据,要交代实验目的、方法、结果和讨论等基本科学论文要素,这样可以使学生经历一次完整的科研训练。同时通过自主实验调动了学生主观能动性,锻炼了学生运用专业知识寻找科学问题、分析并解决问题的能力,最终达到培养学生创新能力的目的。
2.充分发挥多媒体优势进行实验记录。过去动物学实验的报告很多要求以绘图方式呈现[5],但绘图耗时长,当堂绘图所占时间过多,会挤压动手操作时间,且学生绘图水平参差不齐,绘图结果往往并不能真实体现学生掌握情况。随着现代科技发展,人手一部智能手机,随时随地可拍照或拍摄视频,因此可利用拍照来部分取代绘图。例如在鲫鱼、牛蛙等动物解剖实验中,可不再要求学生绘制内脏原位示意图,而是让学生拍摄动物体解剖原位照片,后期在照片中标注和说明各部分结构。还可拍摄器官组织的细节放大图,或记录解剖不同阶段内部结构所呈现的不同状态,此外,也可用视频记录器官、组织运动,如心脏搏动、血液流动等,这些仅靠传统的绘图手段均无法获得。通过多媒体手段记录实验结果,能极大地丰富和扩展实验资料。学生也通过记录、标注、说明过程巩固了实验教学内容。曾有学生提交含有说明字幕的实验记录视频,经过精心剪辑,制作精良,效果非常好,可用于课堂教学推广。同时学生仍要上交纸质实验报告,部分实验内容根据要求保留传统绘图。这样传统与现代记录手段相结合的实验报告完成方式能达到充分提高学生积极性、强化巩固理论知识的效果。
三、结束语
在全国高校普遍压缩学时的大环境下,专业基础课的地位不能动摇,更不能因为学时的压缩而降低教学质量。在面对保证教学质量与培养学生综合素质的双重挑战下,对教学的各个方面进行合理的改革尝试是唯一途径[6]。笔者通过上述教学改革尝试,确实在提高学生专业兴趣、培养学生综合专业素质等方面取得了良好效果。教学改革是一个不断探索的过程,需要我们在教学过程中不断总结经验和教训,从而逐渐达到新形势下的教学目标。
参考文献:
[1]陈艳珍,张秀珍,宋新华.应用型本科院校动物生物学课程改革与实践[J].生物学杂志,2015,32(3):110-112.
[2]梁建坤,于净,翟菲,等.在学时压缩的情况下保证基础课教学质量的策略研究[J].课程教育研究,2014,(5):16.
[3]黄诗笺.动物生物学实验教学改革探讨[J].中国大学教学,2007,(2):20-22.
[4]杨华,沈恒丽.高等师范院校动物学教学模式改革探索[J].课程教育研究,2012,(6):29-30.
[5]王利明.不断改革探索,提高动物学实验课程教学效果[J].科教导刊,2015,(11):85-86.
[6]胡建华,陈玉祥,邵波,等.我国高等学校教学改革30年[J].教育研究,2008,(10):11-20.
Preliminary Exploration on Improving the Teaching of Zoology and Its Experiment Courses under the Background of Reduced Class Hours
YANG Xiao-jing,GU Yan-sheng,LI Ji-hong,MA Xiang-ru
(Department of Biological Science and Technology,School of Environmental Studies,China University of Geosicences,Wuhan,Hubei 430074,China)
【关键词】海洋微生物学 实验教学 积极性
【基金项目】上海市教委重点课程(海洋微生物学)建设项目。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)09-0145-02
海洋是我国21世纪经济社会发展的前沿领域,建设“海洋强国”是我国一直以来的伟大构想和长远的目标。作为我国为数不多的海洋类高校之一的上海海洋大学,有义务,有责任为国家输送大批量专业的、高素质的海洋人才。海洋微生物学是海洋类专业本科生教育中一门重要的专业基础课程,对现代与未来人类的生活、生产及社会经济发展也有直接或间接的影响作用。海洋微生物学课程分为理论课程与实验课程两个部分。实验课可以让学生将课堂所学的理论知识用于实践当中,深化了学生对所学知识的理解,培养了学生的动手实践能力,为将来从事海洋类工作打下了夯实的基础。但是就近些年的海洋微生物学实验课程的实施情况来看,其课程内容更贴近于普通微生物学实验课程,实验内容枯燥无趣,课堂氛围不活跃,考核体系不完善等问题也存在已久,这样的情况直接影响了学生们上课的积极性。因此“如何通过海洋微生物学实验课程的改革来提高学生在实验课程中的积极性?”是一个急需解决的问题。本文主要从丰富海洋微生物学实验内容、提高学生主观能动性、改变传统的考核观念三个方面对海洋微生物学实验课程进行改革,从而提高学生在海洋微生物实验课上的积极性,让学生们切实掌握实验技能,成为实践能力强的海洋专业人才。
一、丰富海洋微生物实验内容
海洋微生物学隶属于微生物学,因此海洋微生物实验内容既要包括传统微生物学实验,又要具有海洋特色。一般,微生物实验课程教学内容由显微镜的使用、细菌等形态的观察、革兰氏染色、培养基的制备等基本实验构成[1]。而海洋微生物学作为具有海洋特色的专业基础课程,其实验的对象就不能是普通的模式菌,而是海洋中的细菌、硅藻、单细胞藻类等海洋微生物。在课程内容方面,笔者所在团队也针对海洋特色做了相应的改革,将实验内容的重点集中在海洋微生物的纯种分离与保种、海洋细菌与硅藻的培养及计数以及海洋细菌DNA的提取及检测等方面[2]。这些实验内容的设计与先后次序的安排基本上能够形成一套系统的、完整的研究海洋微生物的实验流程,而具有一定难度的海洋细菌DNA的提取及检测也是研究海洋微生物最基本的分子手段。另外,在实验内容上还增加了海洋硅藻的形态观察,自然微生物被膜的叶绿素测定等,使整个实验体系更加丰富,完善。这样的内容改革,将海洋微生物学基础理论课与实验课紧密地联系起来,让学生更加清晰的了解到海洋微生物的概念,将书本知识用于实验,在实验中更深地理解基础理论。同时,也让学生在实验过程中能够了解并掌握PCR技术、细菌分离技术、荧光显微镜的使用方法等热门技术与方法,提高学生的综合能力。
二、提高学生的主观能动性
在高等教育教学中,如何提高学生的主观能动性一直都是老师所要攻克的一个难题。在海洋微生物学的理论课堂上,笔者所在团队通过多媒体平台的辅助教学、开放式讨论课程的加入,以及前沿研究介绍的方法来调动学生学习的主观能动性,并取得了一定的成绩[3]。而实验课在教学模式等方面的改革空间较小,不易于学生自主学习的发展与进程。想要在实验课上也将学生的自主能动性调动起来,需要理论课与实验课相结合,老师和学生相配合。在排课时,需要将理论课与实验课穿插安排。实验课前的理论课上,老师对实验课所要涉及的内容进行讲解,并将实验课的研究内容告知学生。学生根据实验课的分组,以小组为单位做好充分的课前预习。学生需要根据理论课上布置的实验课内容,结合自己所学知识点,查找资料,并整理出实验课所做实验的目的、原理、步骤及注意事项等内容,汇总成自己设计的实验方案。到了实验课时,老师的授课方式也不能像以往那样,将实验步骤写在黑板上,让学生们照着葫芦画瓢的完成实验即可。而是应该循循善诱,一步一步引导学生自己独立思考独立完成实验。例如,在开课前让每一个小组的学生将自己小组所设计实验方案打印出来,分发其他的小组。然后再课堂上给学生们发表讲解实验方案的机会,通过各小组讨论以及老师的指导与修正确定最终的试验方案。如果有坚持己见的小组也没有关系,就让学生按照自己的想法去做。如果实验成功,则总结其原理及意义,如果不成功,则总结其原因并找出解决的方法。这样灵活而充满自主性的实验课授课教学方法,可以让学生自己来支配实验的进程,在实验的过程中巩固理论课知识,锻炼其组织能力,调动其学习的自主能动性。实验中,老师应注意激发学生的兴趣,多加鼓励学生踊跃发问, 让他们敢想、敢怀疑、敢问。即使某些问题非常可笑, 某些发现、探索是错误的, 老师也不要进行冷嘲热讽,而应该从积极的方面加以鼓励, 并帮助学生分析他们错误的原因,从而使学生对海洋微生物实验的兴趣大增。与此同时,本实验课程的完成是建立在学校提供的公共实验室平台和个人实验室平台上的,这样既可以完成一些基本的经典的实验,也能够开展一些相对前沿的实验;既可以扩展学生的视野、调动学生的积极性也可以帮助选拔具有优秀科研潜质的学生。在课堂以外,鼓励对科研感兴趣的学生参与到教师的科研项目中,和老师、研究生等一起研究并探讨海洋微生物学实验的奥秘;鼓励学生申报大学生创新项目等实验项目,以期在老师的指导下,发挥自己的聪明才智通过自己的勤奋完成实验的项目,同时,增加自己的实验兴趣和提高自己的实验综合能力。
三、改变传统考核观念
海洋微生物学实验课程的考核方式一直存在问题。一般,实验课的考核方式都是以实验报告主,这会导致学生之间经常会出现相互抄袭、敷衍了事的现象,同时也让老师很难了解到学生的真实水平。因此,我们需要加强对于实验细节的把控,改变以往只注重结果的报告形式,突出实验过程的重要性,要求学生真实的反映出在实验过程中遇到的问题,并针对问题加以解决,使学生全身心的投入到实验当中。此外,课堂上回答问题、小组讨论、遵守实验室规章制度等也纳入考核范围,以提高学生对实验的重视程度,也能更好的反应学生的学习效果[4]。
四、结语
海洋微生物学实验课程是海洋微生物学的重要组成部分。如何培养学生更好的学习海洋微生物学实验课程,这是一个教学相长,师生互动和“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”的过程。为此我们要以学生为本,充分调动起主动性和探索性,提高学生主动发现问题,解决问题的能力,为培养高质量的海洋人才打下基础。
参考文献:
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[2]杨金龙,许丹,吕利群. 海洋类高校海洋微生物学实验教学的改革探索[J]. 安徽农业科学,2015,43(8):360-361.
[3]梁箫,杨金龙. 刍议如何提高海洋微生物课堂的学习兴趣[J]. 高教学刊,2015,25(4):37-38.
[4]孟建宇, 李衡. 微生物学开放实验教学模式的改革套索[J]. 中国细胞生物学报,2014,36(9)
作者简介:
一、宁夏试卷(2010年起为课标全国卷)特点分析
1.试卷结构
理综高考试卷分为必考卷和选考卷两部分。必考卷生物部分由第I卷的选择题和第Ⅱ卷的非选择题组成,其中第1~6题为生物选择题,每题6分,共30分,第29~32题为生物非选择题(2009年起均为4道题),共39分。选考卷由非选择题组成,其中第37题为生物选修一内容,共15分,第38题为生物选修三部分内容,也是15分。理综卷生物部分共有12题,分值共90分,基本与国家规定的生物学科所占学分比相当。
2.试卷难度和内容比例
《考试说明》确定试卷难度在0.60~0.65之间,必考内容约占 84%,选考内容约占16%。基础题占70%~80%左右,主要考查学生对生物基础知识的掌握情况。
3.考点分析
2008~2012年宁夏(课标全国卷)
高考生物试卷考点及题量分析表
4.试卷的主要特点
(1)主干知识年年考,非主干知识轮流考。考点基本不变,保持了命题指导思想的连贯性;不同重点在各年份所占分值又有差异,使得试题在连贯性中又带有变化,显示新意。突出主干知识是公平、有效的基本措施和手段,可以保证中学正常的教学过程和秩序。
所谓主干知识,一是在教材中篇幅比较大的,二是教师讲课用时比较多的,三是近三年高考在这儿出题比较多,而且分值还比较高。具体来说,细胞代谢(5年平均分14.2)、遗传规律的应用(5年平均分9.8)、动物生命活动调节(5年平均分13.8)、种群和群落(最近3年平均分11.3)、细胞的分化与衰老、内环境与稳态、生态系统、细胞工程、胚胎工程等都是主干知识。2012年与2011年相比,加大了生命活动调节相关内容的考查,对细胞代谢部分的考查力度淡化了一些。对细胞代谢、生命活动调节的考查,近三年出现了规律性的“大小年”现象。
非主干知识适当、轮流考查。如细胞的分子组成、逆转录、酶等。2008年利用细胞膜具有半透膜性质进行蛋白质盐析与分离、利用实验检测某基因中是否含有内含子,2011年红细胞的渗透吸水,2008、2012年的内环境与稳态,2009、2012年的动物的激素调节,2012年对蛋白质的组成、结构、转录、翻译过程等内容进行了考查。
必修模块出必考题,选修模块出选考题。但必考内容出题不受必修模块之间的局限,三个模块的知识可以融会贯通;选考模块的试题可以涉及必考内容,但两个选考模块的内容之间不横向联系。生物技术实践、现代生物科技专题两个选修模块基本上是轮流考查,即在不同年份考查不同的知识点,尽量避免重复考查。选修题中,出现了对相关必修知识的考查,但所占比重很小。
(2)图文呼应,强化获取与处理信息能力和思维能力的考查。试题通过文字、表格、示意图和曲线图等多种形式呈现问题情境,图文增多、题量加大。几乎每年的生物卷都有5个图表,这些图表蕴涵了大量的信息,能有效地考查学生对信息的提取、选择、处理、转换以及运用这些信息结合所学知识解决相关生物学问题的能力。2012年第5题考查生长素的产生部位及运输情况,着重考查学生的识图能力。第29题以种子萌发为载体,考查了植物细胞呼吸速率的测定、多糖的水解、有机物之间的相互转化等。如,玉米种子由种皮、胚和胚乳组成,在萌发过程中胚发育成幼苗,子叶从胚乳中吸收营养物质,一部分转化为幼苗的组成物质,一部分用于呼吸作用,为生命活动提供能量。因此,呼吸作用所消耗的有机物量=胚乳减少的重量-转化成幼苗的组成物质量。
(3)强调生物学科学素养的提高,注重实验与探究能力的考查。充分利用高考的导向作用,积极引导教师深入开展生物实验教学。一是以教材实验内容为命题材料,根据实验目的和原理,对实验试剂、材料的选择,对变量的确定、实验结果的预期,以及对实验方法和实验程序的考查。重点考查学生的实验操作能力、观察能力、分析和推理能力。如2010、2011年连续考查“观察DNA、RNA在细胞中的分布”、“观察植物细胞的质壁分离和复原”、“观察细胞的有丝分裂”。 2009、2011年对“检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质”的考查。二是以生物技术的实验内容为背景,重点考查学生相关基础知识、 基本技能,运用所学知识在新的情境下解决实验问题的能力。2012年没有出现对教材实验的考查,而是通过第32题对有关问题进行探究,其基于生态学部分的基础知识,考查学生对种群、群落基本概念的理解,同时引入了模拟实验,以“鹿角效应”为探究点,对实验分析能力、探究能力和知识的理解层次有了更深层次的要求,有一定的难度。第39题以植物组织培养技术的实验内容为题材,考查了中学生物实验的基础知识,要求通过表格、数据区分自变量和因变量。问题涉及必修一和必修三的一些知识,再加上以实验分析的形式考查中学生物实验的基础知识,综合性强,并不局限于选修一。三是突出探究过程,以题目给出的材料为基础,根据限定条件和实验方案,预测实验结果,得出实验结论,并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。如2012年第5题关注探究过程中处理方法的差异,第30题中植物生长素的两重性曲线为一钟形曲线,在顶点为生长素最适浓度,高于或低于最适浓度,生长素的促进生长效果都会降低。生长素的两重性是生长素复习中的一个要点,这个实验让学生感到意外,对于学生的综合分析能力要求很高。
(4)围绕核心概念,考查学生必备的生物学基础知识。新课程生物高考试题通过强调概念的内涵、外延、概念间的联系、实例和概念的正确表述等,突出生物学基本概念的考查。例如,2011年非选择题中通过填写关键词的形式考查了特异性和非特异性的概念内涵,种间关系概念的内涵与捕食、寄生等概念的关系;在现代生物技术专题的试题中,进一步集中考查了细胞呼吸、生态系统、群落、种群、营养级等基本概念和生态工程基本原理。2012年的选择题考查了原癌基因、抑癌基因的概念,以填空形式对反射弧的组成部分进行了考查,还考查了种群、群落等生态学概念。
(5)突出科学方法, 强调知识的综合运用。2012年在遗传问题的考查上,一改过去对基因频率、异常分离比等相关知识的考查角度,变为引导学生对遗传现象提出假说,进而根据所学知识进行推理、分析,并要求学生预测结果及作出相应的结论,突出科学方法,如假说演绎法、类比推理法等,大大提高了对学生综合素质的要求。第31题以常染色体上一对等位基因控制生物的性状位为出发点,结合基因突变,考查了遗传规律,难度较低。第32题通过模拟实验的设计,考查了“类比推理”的方法在生态学研究中的运用。2011年第32题要求综合杂交组合的实验结果,推测出涉及4对等位基因,考查了基因的分离定律和自由组合定律的相关知识,旨在考查学生的知识迁移和综合运用能力,难度较大。
二、备考策略
1.正确处理好《课程标准》《考试大纲》《考试说明》与教科书的关系
在高一、高二新课学习时,要以《课程标准》为依据进行教学。但在高三时,要以《考试大纲》《考试说明》为依据进行复习,因为《课程标准》中的一些内容或实验在考试大纲中未作要求。《考试大纲》对高考考试范围进行了具体规范,规定了考试目标、内容范围、能力要求和题型示例,内容表中有相应的考点,是高考命题的直接依据。《考试内容》不允许超出考试大纲内容表中的考点,但是允许在《考试大纲》的基础上进行适度的拓展,师生要熟读《考试大纲》。《考试说明》是在《考试大纲》的基础上对试卷结构和考试形式进行的说明,还提供了参考试(样)卷及参考答案。
2.认真研究教科书内容
人教版教科书使用区域和人数最广。由于近年来生物高考试题的题干材料,大多是取自课外,即所谓的新情景、新材料。因此,教科书常被许多学生甚至部分老师所忽视。其实,只要我们认真分析试题,就会认识到教科书是生物教学的根本。
(1)运用整体性原则多方位分析教材,从整体上领会教材的设计思路。在教学过程上突出学生的主体地位,渗透能力培养、加强实验教学、组织探究性学习、注重科学史的学习、贴近现实生活。如,在学习了稳态调节的内容之后,要强化形成稳态调节是神经——体液——免疫机制共同作用的系统性结论,但学生往往很难形成此结论。知道神经调节的基本方式是反射,但当学习体温调节以及水平衡调节时,虽然图解中涉及下丘脑渗透压感受器、下丘脑体温调节中枢等,但学生往往受到抗利尿激素、甲状腺激素等激素调节信息影响,而忽视了此调节过程中神经调节的同时存在,更难在这样的神经——体液调节系统中分析出反射弧的组成。这就要求学生关注学习任务的基本环节,分析知识结构,把握教学主线。如内环境稳态中纵横关系的三个层面、要素分析:神经、体液、免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制的三大要素;层次分析:甲状腺激素分泌的分级调节——甲状腺激素分泌的过程——分级调节和反馈调节的具体途径;结构分析:构建甲状腺激素分泌的分级调节的网络图解。将上述三个层面的分析与学生的认知规律和考试规律相结合,与探究活动、教学训练的重点和难点相结合,教学目标的达成就会顺理成章。
(2)实实在在回归教科书,全面梳理基础知识。绝大多数高考试题是交叉知识点的再现,或者是改变说法,每个试题的解题依据仍然在教科书中能够找到。如2012年第2题,人教版教材必修一描述“与正常细胞相比癌细胞具有以下特征:在适宜条件下癌细胞能够无限增殖;癌细胞的形态结构发生显著变化;癌细胞的表面发生变化。”从教材可知A、B选项表述正确。较小字体部分“病毒致癌因子是指使细胞发生癌变的病毒。致癌病毒能够引起细胞发生癌变,主要是因为它们含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列。它们通过感染人的细胞后,将其基因组整合进入人的基因组中,从而诱发人的癌变,如Rous肉瘤病毒等。”说明C选项表述正确。可见较小字体部分内容仍然要积极关注。D选项“原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖”, 这是一种变形说法,与教科书中对原癌基因和抑癌基因的阐述相违背:“原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;抑癌基因主要阻止细胞的不正常增值。”该选项混淆了二者的功能,故表述错误。
2012年第32题“关于‘鹿角效应’假说的探究”则与教材章末自我检测“鹰攻击的成功率随着鸽种群密度的增大而减小”密切相关。可见教材中的习题内容是知识的迁移点。
在2012年第40题中,限制酶切割DNA分子时产生的两种不同末端、两类DNA连接酶、运载体的种类、将大肠杆菌作为重组质粒受体细胞的转化方法等,教材中均有相关描述,依照教材可直接作答。
而运载体与目的基因的连接条件、反转录的具体过程及体外获得大量反转录产物的技术手段,教材中有两幅插图来说明相关问题。可见,对教材中插图的正确理解及分析是十分重要的。
3.加强知识体系的构建
教学中要引导学生弄清曲线图、坐标图、模式图、关系图、表格所蕴涵的生物学意义,以流程图、概念图等形式理清过程、构建基本知识的完整结构体系,突出重点内容和学科主干知识,把孤立的问题通过知识间的内在联系形成知识网络, 把知识点串成线、连成面,这样有利于理解、记忆、积累知识,有利于提取、应用知识,整体把握生命活动规律。例如,2012年第30题将抽象的文字转换为图解,创设了新情境,增加了对图像的识别,考查学生对基础知识的掌握和应用能力。其实,完成肺牵张反射的示意图(a)和突触结构图(b)中所蕴涵的信息是很丰富的。复习时可充分利用图中的信息,通过设置有一定梯度的系列问题,来构建有关“神经调节的结构基础及功能”的知识网络结构。
4.有效实施实验教学,不断提高学生的实验能力
实验中渗透着生物学基础知识、基本技能,通过实验可以考查学生的实验水平、观察能力、分析能力、理解能力、设计和完成实验的能力等。学校、教师要创造条件开设实验,更应充分重视探究性实验。要求学生熟记教科书中的实验课题、原理、方法、材料和用具等,并能科学分析和解释实验结果等。
5.加强训练,提高学生的综合能力
(1)思维转换能力。超量给题、限量选做体现了新课程内容的选择性,满足了不同层次考生的需要,有效地解决了选修内容的教学与统一考试的矛盾。同时给考生答题带来了思维转换和选择的难度,这就要求提高学生的思维转换能力。一定要加强真题(高考试题)训练,解题时要先易后难,各个击破。
(2)审题能力。审题时要特别注意关键词语的理解、隐含条件的挖掘、干扰因素的排除。教师要有意识地培养学生的审题能力,首先要让学生自己审题,然后进行必要的指导和点拨,并分析造成审题错误的原因。
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