发布时间:2023-09-27 15:05:39
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实验教学对提高学生的综合素质,培养学生的创新精神与实践能力具有不可替代的作用。生命科学是一门实验性很强的学科,探索生命的本质和奥秘不仅需要生命科学与其他学科在理论上的交叉融合,更需要科学实验的互相渗透。非生物类本科生学习生命科学的基本实验技术,是培养新世纪综合性、创新型人才的重要环节。因此,生命科学学院在为全校非生物类本科生开设“基础生命科学导论”理论课的同时,还开设了1学分、32学时的实验课程。
一、实验项目的设置
作为全校非生物类本科生的公共选修实验课,我们遵循实验项目的科学性、趣味性和与实际生活的贴近性开设实验项目。依据这一原则,我们从植物生物学、动物生物学、微生物学、遗传学和生物化学不同学科中各选一个难易适中且趣味性强的实验项目,由教学经验丰富的教授或副教授任实验教师,在相应的实验室进行实验教学,实验项目如下:
绪论
实验课程组的全体教师向学生分别介绍各自实验的内容及注意事项。
实验一摇蚊幼虫唾腺多线染色体制备与分析。
实验二细菌个体形态观察及染色技术。
实验三对虾的个体发育过程及解剖。
实验四人体生理指征―血压、呼吸、脉搏和心电图的观测。
实验五植物生长物质的生理效应。
实验六蔬菜水果中维生素C的测定。
这些实验项目均与我们的日常生活密切相关。细菌分布广泛,与人类关系密切,但个体微小,如何在显微镜下看到它们呢?“细菌个体形态观察及染色技术”实验将告诉我们答案;对虾是高蛋白食品,是人们喜爱的美味佳肴,它是如何生长发育的?如何通过精细的生物解剖技术了解其器官与结构呢?我们开设了“对虾的个体发育过程及解剖”实验:血压、呼吸、脉搏和心电图是人体生理的重要指征,也是体检中重点检查的生理指标,如何用常规仪器进行检测、如何科学解释这些指标与人体健康的关系,我们开设了“人体生理指征一血压、呼吸、脉搏和心电图的观测”实验;多吃蔬菜水果有益健康,它们含有丰富的维生素C,但如何测定蔬菜水果中维生素的含量?它们当中哪一种含量更高或相对较低?,我们开设了“蔬菜水果中维生素C的测定”实验。诸如此类,学生们带着与日常生活中或自身健康密切相关的种种疑问,饶有兴趣地亲自动手做每一个实验。
二、学生基本实验技能和科学素养的培养
虽然是为非生物类本科生开设这门实验课,但在实验操作过程中,我们注重培养学生的基本实验技能和科学素养。
根据实验项目的特点,我们要求学生独立完成实验操作,重点掌握细菌、摇蚊幼虫唾腺多线染色体的制片与染色技术:微生物无菌操作技术:显微镜观察技术;动物解剖与观察技术;生理信号采集系统和传感器的使用技术;维生素C的分离提取与含量测定技术等最基本的生物实验技术。
为培养学生的基本实验技能,任课教师认真给学生做示范操作,并指导、规范学生的实验操作,解答学生的疑问。而学生做每个实验都学有目标,动手做有标准,表现出高度的积极性和严谨的科学态度。
在实验教学全过程的每个环节,教师都认真培养学生的科学素养。从严肃学生的实验课堂纪律、规范实验过程中的文明举止、调动团结协作精神、保证实验场所安全、卫生、有序、爱护仪器设备等方面专门设置了科学素养成绩,占实验总成绩的10%。
三、实验课的考核方式
实验课成绩由平时成绩和考试成绩组成,其中,平时成绩占75%,考试成绩占25%。我们将实验一至实验五的成绩作为平时成绩,实验六的成绩作为考试成绩。平时成绩中,实验基本技能、科学素养和回答教师提问等综合能力占65%,而实验预习报告、实验原始记录和对实验结果的分析和讨论等占35%。
在对《探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用》一课进行分析学习时,教师应当和同学一起做实验准备,然后教师再提出一些相关的问题和设置试验的任务,以便给学生的实验操作提供方向。一般情况下,学生提出的问题都有益于课堂教学的推进,教师要善于抓住这样的机会,来引导学生学习。
二、肯定学生,营造和谐的探究型课堂
在讲解光合作用与呼吸作用的有关计算这一课时,教师应当首先请同学们对光合作用发生的条件、过程、产生物进行阐述,让学生有一个大体的了解,再板书出重点:
在光的作用下,光合作用是与呼吸作用共同进行的。
在黑暗的环境下,只有呼吸作用,没有光合作用;光合作用发生条件必须在有光的环境下。
光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用消耗量
光化作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳释放量
光化作用葡萄糖净生产量=光化作用实际葡萄糖生产量-呼吸作用葡萄糖消耗量
要采取不一样方法来进行讲解,因为学生在平时的温习中已经对课本的内容有了大体的了解,这时候老师需要的是引导,是归纳总结,在此基础上,教师将重点进行板书,能够让学生加强印象,明确重点。
三、给学生自由的思维空间,让其自由探索
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Thinking on the Teaching Objectives and Teaching Method of Introduction to Biological Science
LI Wei YANG Yu-ling
(School of Life and Environmental Sciences, Huangshan University, Huangshan Anhui 245041,China)
【Abstract】Through setting up the Introduction to Biological Science course, the theoretical system, research hotspots, curriculum provision system, school-running characteristics, further education and employment will be introduced to freshman majored in Biological Science. The main objective of this course is to help the freshman establishing their interests and clearing the curriculums and future developing directions, which will lay a solid foundation for the future study.
【Key words】Introduction to biological science;Teaching contents;Teaching methods
0 引言
生物科学是一门以实验为基础,研究生命活动规律的科学。生物科学作为一门基础科学,同时又是生命科学(医学、农学等)以及其他交叉领域(仿生学、生物物理学等)的基石[1],已成为社会发展和科学进步的主要推动力,当前以及未来都将与人类的生存、发展息息相关[2]。
与高中阶段的生物课不同,大学阶段生物科学已作为单独开设的专业。高中生物的某个章节在大学阶段可能会成为单独设立的一门课程。因此,在进行专业课程学习前如果能够提前对入学新生进行引导,帮助他们熟悉本专业的具体情况(学习内容、继续深造的潜力、就业方向等),对学生尽快融入专业学习会具有非常积极的作用。
因此,作为开设生物科学专业的院校,正视当前生物科学专业学前教育,结合实例介绍本专业特色、未来发展趋势,通过各种形式开展生物科学新生入学学前教育,能够帮助新生为未来的学习和目标制定奠定坚实基础。生物科学专业导论课程是生物科学专业新生专业课程设置中的一个重要环节。本课程通过对生物科学专业人才培养方案待解读和分析,使学生了解未来本专业的课程设置、理论体系、研究热点、办学特色以及考研就业等相关方面的信息,树立学生对本专业课程的兴趣,为后续的相关课程学习奠定基础。
1 教学目标
使学生了解生命由来的学说,进化论发展历程;掌握本专业的研究热点与前沿问题;通过本门课程的学习,对本专业的整体(学习内容、就业、深造)情况全面把握;通过大量实例分析、经验分享等,培养学生对本专业的兴趣,为学生未来四年对本专业的学习树立信心。
2 教学内容
生物科学专业导论课程应围绕生物学的经典理论,以生命由来的学说为起点,生命科学的理论体系及研究热点为主线,具体介绍生物科学专业设置、就业方向、考研情况等,并通过英语微课、优秀毕业生经验分享等方式授课。课程共8个学时,课程内容可作安排如下:
2.1 生命的由来,进化论 (2学时)
生命的定义和生命的基本特征、人类认识和研究生命的历程及现代生命科学的重大意义;生命的起源,生命的进化以及生命科学的理论体系。
2.2 生命科学的理论体系及研究的热点问题介绍 (2学时)
介绍当前生命科学的研究热点以及其与人类社会的主要关系。内容涉及生命的基础、生命的结构、生命的本质、生命科学与农业、医药、健康、生活、环境等领域的关系。
2.3 生物科学专业设置、就业方向、考研情况介绍(2学时)
对生物科学专业未来四年培养方案、课程设置、课程简介、就业方向、就业率及本专业历年考研情况等进行详细介绍。
2.4 邀请外语专业教师进行全英文生物科学专业示范课、讨论、答疑(2学时)
生物科学的学习,在当前科技发展现状下,离不开英语这门工具。选取具有代表性的某一知识点(以生态学为例),通过邀请从事多年生态学教育的教师进行全英文微课教学,激发本专业学生对本专业以及对英文学习的兴趣;同时,邀请本专业已就业和已考取研究生的同学(在读)与新生互动,通过课堂讨论、提问等形式,对本专业就业方向及深造情况进行具体分析,对学生有困惑的问题进行答疑。
3 小结
《生物科学专业导论》课程是专为生物科学专业新生开设的专业导论课,通过本课程开设,使学生系统地了解和认识各种生命的起源、生命的现象及本质,把握当前生命科学的发展动态,了解生物科学在人类社会生存与发展过程中的重要性,激发学生对生物科学专业学习的兴趣和热情,并为以后的专业课程的学习做好铺垫。同时,通过本课程的学习,使本专业学生能够对未来就业与再深造能有较为深刻的认识,为同学们未来大学四年的学习以及目标制定提供背景知识以及思路。本课程的教学内容及教学方法没有固定的教学模式,需要本专业老师结合自身教学、研究特点以及院系特色等进行[3],如何通过专业导论课程教育提高学生的学习兴趣,培养学生良好的学习态度,促进专业发展,不仅是生物科学,也是其他学科需要面临的问题。
【参考文献】
古生物学是研究地质时期生物的形态、构造、分类、分布、起源及进化的科学,是地质学的一门分支学科,因此,长期以来,“古生物学”课程一般都在地质院校和综合性大学的地质系设置,而生命科学学院或生物系很少设置本门课程。但古生物学同时也是一门跨生物学和地质学的交叉学科,生物学中的一些系统学问题,如生命的起源与演化、被子植物的起源与演化等问题都有赖于古生物学的研究。本文将介绍生命科学学院生物科学专业开设“古生物学”课程的意义、教学特点以及通过三个学期的教学尝试所取得的初步成果。
2 生物科学专业开设“古生物学”课程的意义
随着学科之间的不断交叉和渗透,古生物学和现代生物学的关系越来越密切。生物学中的一些系统学问题,如被子植物的起源等问题都有赖于古生物学的研究。中国是古生物化石多样性最丰富的国家之一,长期以来在国际古生物学界的地位举足轻重,尤其是近十多年来通过古生物学和生物学的交叉研究,相继在生命起源、鸟类起源及被子植物起源等问题的研究中取得了突破性的进展,令世人瞩目。如云南澄江动物群中最早脊索动物的发现、辽西带羽毛的恐龙—中华龙鸟的发现等等,这些成果相继在“science”、“nature”上发表数十篇论文。
长期以来,“古生物学”课程一般在地质院校和综合性大学的地质系开设,而生命科学学院或生物系很少设置本门课程。由于生命科学学院生物科学专业高年级学生已经掌握了相关的现代生物学知识,因此在生物科学专业开设本课程,将能使本专业的学生更加系统地了解地球生命的起源以及生物界由简单到复杂、由水生到陆生进化的地质历程,并及时了解国际古生物学和生物学交叉领域的最新研究成果。因此本课程的开设对开阔生物科学专业学生的视野,启发他们认识生物学和古生物学交叉领域一些重大科学问题,进而发现并探索一些新的问题等都具有积极的意义。
3 生物科学专业“古生物学”课程的教学特点
地质院校和综合性大学地质系开设的“古生物学”课程的教学特点,主要是介绍不同地质时期发现的各门类动、植物化石的形态特征,因此主要是形态分类方面的。编写的“古生物学”教材一般分为两部分,第一部分通论主要介绍古生物学的基本概念、化石的形成过程、化石类型、生物的演化以及古生物学的任务;第二部分各论主要介绍各门类化石,包括:原生动物门、海绵动物门、古杯动物门、腔肠动物门、苔藓动物门、软体动物门、节肢动物门、棘皮动物门以及古植物等各个门类。
但生命科学学院生物科学专业的学生在三年级以前已经系统地学习了动物学和植物学课程,对动、植物的形态解剖特征以及系统分类已经有了比较全面的了解,因此生物科学专业的“古生物学”课程如果还是象地质院系一样介绍系统分类,势必会造成很多重复,学生也会感觉枯燥而没有新意。基于此,生物科学专业的“古生物学”程教学应根据学生已有的知识基础,在系统介绍地质时期主要化石门类的基础上,重点介绍与生命科学密切相关的一些科学问题和最新研究进展,以及地质时期生命演化的主要历程。同时,还要注重理论与实践相结合,通过野外亲自采集化石标本和室内鉴定研究,增加学生的兴趣。
生命科学学院生物科学专业“古生物学”课程讲授的主要内容包括以下四个方面:地质时期主要的动物和植物化石门类;生命演化的五个主要阶段的特征,包括藻类和无脊椎动物时代、裸蕨植物和鱼类时代、蕨类植物和两栖动物时代、裸子植物和爬行动物时代、被子植物和哺乳动物时代;各主要时代生物界的特征以及主要门类动、植物的起源与演化;野外认识地层及化石的产出状况,采集并鉴定、描述和研究化石。
4 教学效果及今后展望
为了进一步拓展生命科学学院生物科学专业学生的知识面,作为教学改革尝试,本文作者于2003年提出申请,为中山大学生命科学学院生物科学专业高年级本科生(三年级)开设“古生物学”选修课,同年得到学校批准,并于2005年度第二学期在2003级生物科学专业正式开课,共有33人选修了本课程,成为该学期生物科学专业选修人数最多的课程之一。其后2006和2007年度选修本门课程的人数均达到了50人,从中反映了本门课程在生命科学学院的影响在不断扩大。
根据上述教学特点,本门课程理论课主要介绍古生物学基本原理、常见化石类型、重要门类生物的起源与演化、地质时期生命演化的主要历程以及我国古生物学研究在国际上的地位和贡献等;野外实习主要带领学生到广州近郊花都花东镇认识地层和岩性,了解化石在野外地层中的产出状况,亲自采集动、植物化石标本,初步掌握采集化石的技巧,并能初步判断哪些地层中可能含有化石;室内实习主要让学生认识各种常见化石标本,并亲自鉴定自己从野外采集回来的动、植物化石,然后进行形态描述和初步的研究。
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)30-261-01
一、培养学生重视生命科学的意识
行为是由意识决定的。调动学生学习生物的热情首先要从培养学生重视生命科学的意识开始。
1、生物教师要理直气壮地宣传生命科学的重要性抓住一切机会,利用各种场合、各种手段,从生命科学对人类社会的影响和意义各个方面去说明生命科学的重要性。
2、采用迂回宣传的战术引起学生对生命科学的重视.如果光是由生物教师讲生物的重要性,学生不一定全信,因为他们都有一种看法:哪个教师都说自己的学科最重要。但是,如果由第三者来讲生物学的重要性会更有说服力。例如班主任,其他科任教师。另外,还要利用广播电视、报刊杂志等各种媒体来宣传生命科学的重要性,甚至还可以利用某些往届学生、学生家长的现身说法等宣传途径,来进一步强化学生重视生命科学的意识,使学生更加相信。
3、结合学生的切身利益来强化学生重视生命科学.一方面可利用学生在日常的学习生活、工农业生产、医药卫生、环境保护等方面的切身体会来进行强化。另一方面可以结合现行中考及高考制度来强调生物学科的策略优势,让学生明白学好生物学科的重要性。
4、重视生命科学的意识应当从低年级抓起.培养意识的东西应该越早越好,如果到高年级才抓,只能起到亡羊补牢的作用,因此,最好从低年级(如初一、初二)就开始灌输生命科学重要性的意识,让学生尽早地重视生物科学的学习,为高年级的学习打下良好的基础。
5、积极营造好学习生物科学的氛围.生物教师除了要在课堂教学活动中用生动的语言、活生生的例子,多种多样的教学方式、方法去营造好课堂的氛围,还要充分利用教室的黑板报、著名的生物学家肖像及名言、学校的学科专栏、学校的学科专题报告、学科竞赛、学习经验交流、学生生物科学论坛、学生课外探究活动、社会调查实践活动等丰富多彩的形式,营造好学习生物科学的氛围,让学生在其中受到潜移默化的启迪,受到良好的心理暗示作用,从而激发学生学习生物科学的热情。
二、树立教师的威信,争取学生的配合
教学是一个双向互动的过程,缺少了任何一方都不可能成功。因此,教师在教学活动过程当中调动学生,争取学生配合,就显得尤为重要。而学生肯不肯配合教师又在很大程度上取决于学生信不信任教师。因此,要想较好地调动学生,教师必须在学生面前树立起较高的威信。首先教师主观上要有这个意识,努力做好以下几个方面:
1、做好自我包装和推销,将自己的辉煌业绩介绍给学生,让学生从心底里佩服你、崇拜你。
2、做到先人为主,充分准备好并上好第一节课,争取良好的第一印象。
3、在任何时候、任何情况下与学生说话、交流,无论眼神、表情、语气和身体动作都要充满自信和果断,要给学生肯定唯一的回答,不能模棱两可,犹豫不决,优柔寡断。
4、不断充实和提高自己。说到底教师最终还是靠自己的真才实学才能真正征服学生。
5、借助他人来树立自己的威信。比如,通过领导、班主任和其他科任教师,甚至可以通过已经毕业的学生来介绍和赞扬自己,从而达到树立自己威信的目的。当教师通过各种努力获得了学生的信服,他们的情绪和学习热情就自然会被教师调动起来。
三、教师在整个生物教学过程中必须充满热情和爱心
人是有感情的动物,动之以情、攻心为上是教师调动学生的重要法宝。教师在整个教学活动过程中都必须充满激情和热情,使学生强烈地感受到教师对生物科学的热爱,对教育事业的热爱和对生活的热爱,让学生感受到教师的乐观、积极和进取的人生态度,从而对学生产生一种强烈的感染力和震撼力。爱是推动教育过程的力量之源,教师对待自己的每一个学生都应该充满爱心,在思想上、学习上、生活上和身心健康等方面关心学生,帮助学生,时时处处为学生着想,让学生都能够感受到教师的爱,而他们也会爱自己的教师,所谓“爱屋及乌”,学生自然也就喜欢学习生物科学了。
四、加强教法探索和学习方法的指导
生命科学的发展不仅影响到社会发展和个人生活的方方面面,对中学生物课程的改革,从课程理念到课程内容,乃至课程实施的过程和方法,也将产生深刻的影响。研究和反映生命科学的发展对中学生物课程的影响,对面向21世纪的课程改革具有重要意义。
一、当代生物科学的发展及其在自然科学中的作用
当代生物科学在朝着微观和宏观两个方面向纵深发展。在微观方面,主要是在分子水平上研究生命过程和现象;在宏观方面,主要是生态学的研究,特别是生物多样性的研究日益引起人们的关注。正如邹承鲁院士《生物学走向21世纪》一文所言:当前凡是研究生命现象的学科,不可避免地要深入到分子水平去进行本质规律的探讨,这使分子生物学很快就渗入生物学的各个领域,改变了整个生物学的面貌;同时也对医学和农业科学及其应用产生了巨大的影响。生物学的全新面貌最突出地表现在出现了一系列新的分支学科,影响到生命科学的所有领域,即使生态学、古生物学和分类学也不例外。
现代科学的发展已表明分析重建法的局限性,它不再完全适合于科学的继续发展。新的启蒙运动的方法论特征很可能是以整体生成和经验原则支起的方法论构架。而这样的新科学启蒙思想核心正适合在生命科学领域内成长和发展。”
二、生物科学的发展对课程理论的影响
科学源于哲学。科学不仅具有认识论价值,而且不断影响着人们的世界观和方法论。
课程理论是人们在一定的观念和思想方法指导下建立起来的,自然不可能摆脱科学的影响。
以牛顿力学为代表的近代科学的思想方法体系广泛而深刻地影响了课程理论的构建。在牛顿和笛卡儿的世界观中,宇宙是机械性的封闭的宇宙,地球被视为巨大的机械系统中的一个齿轮,众多行星被视为巨大机器中的齿轮组,其运动可以钟表的精确来测量。“这些机械喻不仅为现代科学——从外部力量推动的角度来考查——而且为我们称之为‘可测量的’机械的与科学的课程奠定基础。在这种机械性导向的课程中,目标是外在的,而且先于教学过程而确定;目标一旦设定,便要‘贯穿’整个课程。教师成为驾驶员(通常驾驶的是别人的车);学生最多是旅客,更糟的是成为被驱动的物体。这种机械喻阻碍学生与教师之间进行有关课程目标与规划的有意义的交流。”这就使得课程学者难以理解杜威关于目标和目的来自于而非先于教学活动的观念,使教学成为教导的、指导的。
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)25-0143-02
生命科学史揭示了科学家们思考和解决生物学问题的思想历程,其中记载着科学家的生平事迹和探究过程,呈现了科学家们的科学态度、科学精神和科学价值观。如果能把它们渗透到生物教学中,对于培养学生的生物学素养、科学素养、人文素养都具有积极的教育意义。
近年来,生命科学史的教育价值越来越被肯定,新课标教材的编写也注重了科学史的运用。人教版高中生物学新教材必修模块中的科学史素材有20多处,这些材料在教材多处都有出现(如科学家访谈、科学史话、科学家的故事、科学前沿、资料分析或章节的正文等),其数量和详细程度远远超过以往教材。为此,本人就人教版《必修1・分子与细胞》《必修2・遗传与进化》《必修3・稳态与环境》3个必修模块为例,对其中体现科学史人文教育的内容进行统计分析,并试图在生物教学中能有效地将科学史教育融入其中,引导学生培养正确的人文价值取向和良好的科学素养。
一 生命科学史教育的意义
生命科学史是一门反映生物科学进程的人文科学,有助于学生在认识上跨越自然科学与人文科学的鸿沟,是高中生物教学中一项宝贵的教学资源。生命科学史教育对于实现新课标理念具有重要的意义,生命科学史既包括科学家对生命现象的研究过程,也包括科学家研究生命现象时所持有的科学观点和态度;既包括生物学理论和方法的形成演变,又包括生命科学与各个学科之间的联系和对社会的影响。
1.生命科学史揭示了自然科学的本质
生命科学史揭示了自然科学的本质,同时阐述了每个观点产生与发展的科学过程。如20世纪初,萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上,提出了染色体学说,即孟德尔所说的遗传因子可能就在染色体上。但是当时没有足够的证据证明他们的观点。直到1910年,摩尔根利用果蝇作为实验材料通过一系列实验发现,控制果蝇眼色的基因位于性染色体上,才证明了萨顿、鲍维里的假说。从“基因位于染色体上”的形成过程可以看到科学观点产生的历程。
2.生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程
生命科学史是一部思想史,它揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程。但是这些思想受到了当时文化背景和科学技术水平的制约。生物学新知识的产生,首先都需要从思想方法上有所突破。例如,“物种是演变的”这一思想的确立就是对“物种是不变的”思想的一个突破。人类对生命个体发育的探究历程也体现了思想方法上的创新。这些事实反映了当时的思想氛围并影响着人们对事物的认识,科学家的思想以及思想转变与他们从事的科学探究是密切相关的。这对学生形成正确的思想认识具有积极的教育意义。
3.生命科学史教育能培养学生正确的科学价值观
“杂交水稻之父”袁隆平院士的事迹被广为传颂,从而使学生感受到坚持不懈的重要性;遗传学奠基人孟德尔发现了遗传的基本规律,创立了遗传学。然而遗憾的是,这一伟大的理论被埋没了30多年才为世人所知晓。这个例子从反面让学生深刻体会到科学之路并不是一帆风顺的,而是充满了艰辛与挫折,要想获得成功,就必须树立正确的科学价值观,勇于面对挫折和失败,培养对科学百折不挠、坚持不懈的意志和品质。
二 对人教版必修模块科学史人文教育内容的统计
经过深入细致的挖掘,高中生物人教版《必修1・分子与细胞》中,共有5个章节插入了科学史人文教育,篇幅也是3本教材中比例最多的。主要集中在“科学前沿”“科学史话”和“资料分析”等栏目中,涉及科学家们不为人知的科研历程和一些与教材知识点有关的前沿领域的发展。既有自然科学学说观点的产生过程,又能体现科学家们坚持创新的人文精神。这不仅使学生对高中生物学产生浓厚的兴趣,也为接下来的人文科学学习做了铺垫。
在《必修2・遗传与进化》、《必修3・稳态与环境》两本教材中,涉及的生命科学史人文教育的具体内容主要集中在课本正文以及“科学家访谈”栏目中,因为在学习了第一册的细胞学知识后,学生们对高中生物学的认识有了一个基本的框架和一定的基础,因此在必修2和必修3教材的正文中,学生们可以一边阅读知识点,一边渗透科学史人文教育,充分了解遗传、进化、生态等领域的重要科学观点的产生过程以及孟德尔、摩尔根、沃森、克里克等生物科学家们的艰辛历程。更值得一提的是,学生们应当从《必修3・环境与生态》的学习过程中联想到我们国家一直所倡导的“可持续发展”政策,明白保护生态环境就是造福子孙后代。
三 生命科学史教育在高中生物教学中的应用
新一轮的高中生物新课程改革的主要目标是进一步提高学生的生物科学素养,生命科学史中蕴涵的教育价值对于实现这样的课程目标具有积极的意义。因此,将科学史教育恰当的应用于生物教学中,对于培养学生的科学素养具有很大的促进作用。
1.结合生命科学史,进行科学方法的教育
在必修2中有这样一个例子:DNA双螺旋结构的发现堪称现代生物学史上一项划时代的杰出成就,因为它把人们对生物学的研究视野从细胞水平推向了分子水平,并为分子生物学的创立奠定了重要基础。在DNA双螺旋结构的发现中做出了重大贡献的科学家有四位:弗郎西丝・克里克、詹姆斯・沃森、莫里斯・威尔金丝、罗萨琳・富兰克林。然而在这四位科学家中,只有沃森毕业于生物学专业,克里克和威尔金丝均毕业于物理专业,而富兰克林所学专业为化学。在此之前,有许多著名的生物学家研究过这一课题,但都没有取得突破性的进展,而在研究DNA方面知识最欠缺的沃森和克里克为什么最终能取得如此巨大的成功呢?学生自然会有疑问。这四位科学家在大学学的是不同的专业,具有不同的知识背景,然而正是这一特点帮助他们走向了成功,沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的DNA X射线衍射图谱的有关数据为基础,着手建立DNA分子模型,其间也屡屡失败,后来在查哥夫实验的启发下,解决了“碱基配对”的问题,经过反复讨论,终于在1953年初提出了DNA 双螺旋结构的分子模型,他们把这个用金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射照片比较发现二者完全相符。这是科学史上由于学科交叉而产生的一次重大的科研成果。这几位科学家结合了生物学、化学、数学等不同学科进行综合研究,并创造性地运用了模型构建的方法,把复杂的科学理论转化为简单易懂的实物模型。这一巨大的研究成果使学生对科学方法的运用有了深刻的体会:生命科学需要利用其他学科中的思想和研究手段;同样,其他科学也在吸收生物学的灵感。任何一门学科都不是独立的,而是相互渗透、相互影响、共同发展的。
2.通过科学史教育培养学生的人文价值
从整个必修模块来看,在科学史这一方面,该套教材隐含着生命科学史所具有的“追求韧性品质、创新精神、坚持不懈、求实、合作、交流、责任感”等人文素养内容。其中,创新这一思想所占的比例很大,这与中国追求培养创新型人才方针有密切的关系。在学习生物学知识中,应当让学生有意无意地感受到这些史实人文素材当中的人文思想。具体来说,“探索生物大分子的奥秘――与邹承鲁院士的一席谈”这则人文素材中,邹承鲁院士告诉大家,做课题需要很大的勇气和创新思维,同时,他做学问的基本原则是:努力追求科学真理,跟踪最新发展前沿。并且材料中也出现了“做研究需要锲而不舍,永不自满,为祖国做贡献,办老实事,说老实话,做老实人”等体现求实、合作交流、责任等人文思想情感。这些科学史教育素材对于培养学生的科学态度和科学精神及人文价值取向都有很大的积极意义。
生物学是一门博大精深、具有丰富历史的自然科学,与传统的数理化等课程相比,既包含了复杂深邃的科学知识,同时又具有丰厚的人文底蕴。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的方法,学习科学家的精神。这对提高学生的科学素养和人文价值观具有重要的意义。教师不仅要注重学生们科学知识的学习,更要注重他们科学素养的提高,以史为鉴,增强学生的学习兴趣,培养他们的观察能力、识别能力、探索精神以及坚韧不拔、锲而不舍的优秀品质,使学生能成为勇于创新、开拓进取的有用之才。
参考文献
[1]邓过房.人教版高中生物教材科学史人文价值取向[J].基础教育研究,2010(1):31
[2]杨瑞林、王永胜.生命科学史的教育价值[J].课程・教材・教法,2005(4):22
1 当代大学生的生物科学素养现状及其存在问题
生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣,生物科学技术基础知识扎实,对生物技术发展持积极的肯定态度,具备良好的科技强国的信念。但是,他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少,生物科学实验实践技能较差,对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明,当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解,但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上,有43%的学生是盲目的怀疑,或者是盲从专家和他人的观点,对事物较少有自己的看法;在探索求知精神上,“科学功利主义”对学生的影响最大,使得学生视本文由收集整理野狭窄、目光短浅;在实证精神上,有62%的学生缺乏实验实证精神,偏重抽象思维,缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外,许多高校只注重生物专业课的常规教学,很少举办专门的科研活动,且科学技能培养与锻炼的途径缺乏,这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围,学生较难形成一定的科学技能,由此科学实践能力也较差。
2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义
细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课,是现代生命科学的前沿分支学科之一,它是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是一门承上启下的学科,和分子生物学一起同是现代生命科学的基础,并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等的研究中,和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系,是生命科学的重要支柱之一,在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时,细胞生物学又是一门实践性很强的学科,重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展,对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见,细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系,培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。
3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养
细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程,在培养学生的科学素养方面,具有举足轻的重要作用。然而,科学素养的提高不是一朝一夕之功,教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养,以下是笔者的一些想法和体会。
3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合
细胞生物学的知识理论性强,内容抽象深奥、难于理解,教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物,这不仅使抽象的内容具体化和动态化,使其容易理解,而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时,引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分,只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体,才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中,各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之,运用发散性思维,尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来,并配合以
多媒体辅助手段,使抽象的内容变得形象生动,易于理解掌握。
3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性
细胞生物学发展极为迅速,随着科学家们研究成果的不断涌现,其内容处在不断更新的动态过程中。因此,教师在教学过程中,要注重联系学科的前沿和热点,讲述较先进的科学结论,跟踪国际上最新进展。此外,教师在注重教学的同时,宜以科研并举,以科研引导和促进教学;教学与培养科学研究型人才紧密结合;教学内容与最新科研进展同步,使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合,结合教学内容介绍自己的科研成果,这样既生动又贴切,学生又很熟悉,使学生获得学习的兴趣和动力,亦可以启发学生的创新思维能力,培养学生的科研钻研精神。
3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例
综合性实验注重知识的综合运用,实验原理和方法步骤较为复杂,可以使学生更好地理解实验原理,正确使用仪器设备,锻炼学生综合分析问题的能力;设计性实验是指学生根据实验项目,自主设计实验方案,自主准备实验材料,自主配制实验所需试剂,根据自己的时间自主安排实验进程,设计性实验可以充分调动学生的实验积极性,培养学生的创新思维和勇于探索的精神。由此可见,综合性和设计性实验可以锻炼学生综合分析问题和解决问题的能力。③然而目前许多高校由于实验条件和课时安排的限制,细胞生物学实验主要以基本操作和验证性实验为主,综合性和设计性实验较少甚至没有,这在一定程度上限制了学生综合素质和创新思维的培养。④因此,教师应根据科学性、可行性和实用性原则增大综合性和设计性实验的比例。如我们精选了真核生物基因组的提取、纯化、鉴定、扩增、酶切、重组、转化、筛选的大实验,膜蛋白的分离与鉴定等综合设计型大实验,这些实验中的每个实验都构成了一个综合性整体,同时,在实验材料的选择上尽量做到由学生自主选择。通过每一次的综合设计实验,使学生进一步巩固了已学习的知识和已掌握的技术,并能够对实验结果进行合理的正确的资料采集、整理、分析和归纳,有效地培养了学生的科学素质、科学精神、创新思维及分析问题和解决问题的能力。
生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣,生物科学技术基础知识扎实,对生物技术发展持积极的肯定态度,具备良好的科技强国的信念。但是,他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少,生物科学实验实践技能较差,对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明,当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解,但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上,有43%的学生是盲目的怀疑,或者是盲从专家和他人的观点,对事物较少有自己的看法;在探索求知精神上,“科学功利主义”对学生的影响最大,使得学生视野狭窄、目光短浅;在实证精神上,有62%的学生缺乏实验实证精神,偏重抽象思维,缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外,许多高校只注重生物专业课的常规教学,很少举办专门的科研活动,且科学技能培养与锻炼的途径缺乏,这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围,学生较难形成一定的科学技能,由此科学实践能力也较差。
2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义
细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课,是现代生命科学的前沿分支学科之一,它是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是一门承上启下的学科,和分子生物学一起同是现代生命科学的基础,并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等的研究中,和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系,是生命科学的重要支柱之一,在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时,细胞生物学又是一门实践性很强的学科,重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展,对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见,细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系,培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。
3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养
细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程,在培养学生的科学素养方面,具有举足轻的重要作用。然而,科学素养的提高不是一朝一夕之功,教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养,以下是笔者的一些想法和体会。
3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合
细胞生物学的知识理论性强,内容抽象深奥、难于理解,教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物,这不仅使抽象的内容具体化和动态化,使其容易理解,而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时,引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分,只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体,才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中,各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之,运用发散性思维,尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来,并配合以多媒体辅助手段,使抽象的内容变得形象生动,易于理解掌握。
3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性
细胞生物学发展极为迅速,随着科学家们研究成果的不断涌现,其内容处在不断更新的动态过程中。因此,教师在教学过程中,要注重联系学科的前沿和热点,讲述较先进的科学结论,跟踪国际上最新进展。此外,教师在注重教学的同时,宜以科研并举,以科研引导和促进教学;教学与培养科学研究型人才紧密结合;教学内容与最新科研进展同步,使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合,结合教学内容介绍自己的科研成果,这样既生动又贴切,学生又很熟悉,使学生获得学习的兴趣和动力,亦可以启发学生的创新思维能力,培养学生的科研钻研精神。
3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例
综合性实验注重知识的综合运用,实验原理和方法步骤较为复杂,可以使学生更好地理解实验原理,正确使用仪器设备,锻炼学生综合分析问题的能力;设计性实验是指学生根据实验项
2.现代生物学:
20世纪以来为现代生物学史由于物理、化学、数学向生物学渗透,给生物学带来了巨大的变革和发展,在全面发展的基础上,从描述性为主的傅物学领域,进人实验生物学蓬勃发展的时代。到了20世纪30年代,大多数生物学应用实验分析、物理或化学方法取得了许多新的进展。20世纪上半叶,基本上是以遗传学、胚胎学和生理学为带头学科,到了20世纪下半叶则以分子生物学为带头学科,加上细胞学、神经生物学和生态学构成了当代生物学的四大支柱。随着实验科学手段和方法的发展,生物学在微观上从细胞生物学水平走向分子生物学水平;宏观上,从各分支学科走向综合生物学的方向发展,这是一个微观研究和宏观研究不断相互促进的发展过程。21世纪被称为生物科学发展的世纪。
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)42-0104-03
生物科学是全球范围内最受关注的学科之一,在现代科学技术中占有重要地位,也是21世纪自然科学领域的带头学科。在高校,生命科学的教学与研究迫切需要与国际接轨,顺应国际化发展。生命科学领域的教师及科研人员,均需要具备国际化的视野和教学研究水平。所谓双语教学,即是通过两种语言的结合,通常是将英语与汉语相结合,在课堂上对专业知识就是讲解。加强和推广双语教学是高校国际化建设的重要环节,也是我国教学改革的主流方向。培养具有高水平、国际化复合型人才,与世界一流大学教育接轨,迫切需要进行双语教学。双语教学现已渗透到生物科学各个学科,包括植物生理学、生物化学、植物生态学、保护生物学、动物生物化学、生物化学、分子生物学等。本文将阐述双语教学在生物科学中的重要性,并探讨生物科学双语教学的模式,最后,对生物科学双语教学的发展提出建议,以期通过不断的摸索和实践,对生物科学双语教学理念、教学方案和教学形式进行了完善和创新。
一、生物科学双语教学的必要性
1.双语教学是国际化建设的重要环节。国际化是时代赋予大学的历史使命。在经济全球化的今天,知识和信息对经济增长的贡献举足轻重,只有具备国际竞争力的人才能够推动世界科学、技术和经济的持续发展。目前,国内各大高校都在大力推进国际化进程。大学国际化是将国际的、多元的文化融入到中国大学现有的教学、科研、管理和服务中去,与国际一流大学的教学科研水平接轨。在高校国际化发展进程大力推动的背景下,国际化渗透到高校工作的方方面面。各大高校力图借鉴世界一流大学的教学理念、管理模式和运行机制,通过积极引进高层次人才、加强国际学术交流、培养具有国际视野和经验的学生等方式,来提高自身国际化的效率、水平和层次。由此可见,加强和推广双语教学是高校国际化建设的重要环节,也是我国教学改革的主流方向。
2.生物科学教学和科研迫切需要双语教学。随着生物科学不断给人类生活带来巨大变化,该学科已进入到不断完善的新阶段。现代生物科学在农业科学、医药卫生、粮食与食品安全、生态安全、新能源、资源与环境保护等各领域都发挥着越来越重要的作用,与人类生存、人类健康、经济建设和社会发展等息息相关[5-7]。培养生物科学领域具备国际竞争力的人才,与现代科技、人类生活密切相关。然而,与欧美等发达国家相比,我国的生物科学专业在教学和科研上仍然存在着一定的差距和不足。其中,英语水平成为了限制该专业领域教学和科研的重要因素之一。双语教学促使教师和学生将中英文相结合,在教学和科研的过程中,更高效的使用英语,提高英语听说读写等各方面的能力。通过双语教学,生物科学教师和学生可以更加直接和迅速地了解国际教学和研究动态,时刻保持研究领域的国际化嗅觉,紧跟国际化发展步伐,从而提高该专业的教学和科研水平。
3.双语教学是培养国际化人才和高素质教师的有效手段。通过双语教学,不仅有利于学生快速掌握科研发展趋势和研究前沿,培养具备国际视野和竞争力的人才,也有利于开拓生命科学领域的教师及科研人员的国际化视野,提高教学和科研水平。因此,培养国际化复合型人才,提高师资力量,与世界一流大学教育接轨,均需要进行双语教学。从各大高校的实际情况来看,部分高校已设立国家级生物学理科基地班以及中外合作办学的国际班。基地班和国际班的设立,为生物学研究创新型人才培养提供了一个完善的支撑体系。同时,联合国际班中外双方的教学力量,为培养具有高水平、国际化视野的生命科学领域的专业人才提供了优势。在此情形下,部分专业课程实施双语教学成为了提高教育改革、应对国际竞争、培养扎实专业知识的高层次复合人才的重要措施之一。
二、生物科学双语教学模式
1.中英文授课相结合。与普通的中文授课和全英文式授课不同,双语教学以中英文相结合的方式进行授课。同普通课程类似,双语课教学主要以教师讲台授课为主,但授课的多媒体课件均为英文,上课内容以全英文展示。为避免学生不能及时跟进英文课件的内容,老师将个别生疏的或者专业的词汇或关键概念列出,并附上中文注解,从而帮助同学们理解和记忆。双语教学教师主要通过英文对教学内容进行讲授,同时辅以中文解说,帮助同学们掌握课堂知识。最终,教师通过亦中亦英的教学方式来创造一种双语的教学环境,既能保证学生们理解和掌握知识内容,又能提高学生们的英语理解和应用能力。
2.引用英文教材和教学资源。学生的学习无法离开教材,双语教学既需要优秀的中文教材也需要引进优秀的英文教材。仅靠教师课堂上的英文课件或者英文阐释,尚不足以使学生充分理解和掌握教学内容。要真正体现并实现双语教学,需要充分利用现有的国外教学资源,积极引进国外优质教育资源,让生物科学专业的学生能够较好地掌握本领域专业知识。引进并介绍给学生一本优秀的原版英文教材便是前提之一。此外,双语教学不仅需要将教学信息以英文形式进行传授,为了帮助同学们理解并掌握知识内容,需要将中英文教材相结合。通过中英文教材作为参考,可以使班级内各个层次水平的学生学习并掌握知识,从而达到较好的双语教学效果。同时,双语教学给学生提供课外阅读资源,包括网络资源、参考图书以及生动有趣的教学电影、动画等,实现资源优化配置,完善和加强双语课程的教学,实现教学目标。
3.重视多媒体资源。双语教学注重利用多媒体资源,放映教学图片、电影或动画等。我们从国外有关学校引进了生物科学专业的教学图片、教学电影,这些图片均是彩色的英文图片,制作精美、色彩鲜艳,教学电影形象生动,栩栩如生的将一些抽象的知识点或者复杂的生物动态变化过程呈现出来,化抽象为具体,高度集中学生们的注意力,大大加深了学生对相应知识的了解和记忆,使得原本枯燥乏味的生物学课堂变得生动活泼,不仅增强了学生学习生物科学知识的兴趣,调动了他们的积极性,同时也使得学生在生物科学专业英语的听力、阅读等方面得到培养[9]。
4.鼓励学生参与教学活动。双语教学主要以老师课堂讲解为主,由于教学内容繁杂,学生在课堂上常常很难长时间保持新鲜感,集中注意力,使得课堂教学质量降低。加上课时数少,学习时间紧,学生们课后复习以死记硬背为主,没有达到理解记忆的目的,不能真正掌握生物学知识。同时,生物科学专业注重理论结合实践,除了在课堂上学习理论知识,更需要培养学生的观察能力、动手能力。因此,在双语教学过程中,需采取灵活多变的教学方式,包括学生自学与课堂教学相结合,个别章节以专题讨论形式开展,增加实验课程、野外实习等,充分发挥学生的自主性和创造性,开阔学生眼界,增加学生对生物科学的学习热情和兴趣。双语教学的老师鼓励学生进行专题讨论、制作展示课件、轮流进行课程内容讲解和比赛、撰写简单的科研论文。课程中途安排学生走上讲台,用英文呈现自己的PPT,并用英文对所学知识进行交流和讨论,锻炼学生自主学习的能力以及英文表达能力。在此过程中,使学生能够了解学科发展方向、研究热点,拓展学生国际化研究视野,激发学生科学研究的兴趣、培养科学研究能力和科学素养。
5.课程考核方式多样化。传统的考核方式为卷面作答的形式。考核形式单一,且易导致学生以应试为目的进行学习,限制学生自主性和科研能力的发展。改革传统的考核方式,逐步改变学生以应试为目的的复习方式,也是双语教学的目标之一。多元化、灵活的考核形式才能遵循素质教育和创新型人才培养的要求。在掌握基础知识的前提下,另需考核学生对知识的理解程度及实践能力。将卷面考试与实验考试、题目作答与课堂论文以及自学成绩相结合,以提高综合能力为目的进行考核,从而避免传统的、单一的、机械式的考核方式。双语教学课程的成绩评定除了期末考试以外,平时成绩以专题讨论、PPT讲解、论文撰写、随堂测验以及课题考勤等形式进行平时学习的考核,目的在于调动了学生的学习积极性,发挥主观能动性,提高学生的学习兴趣,同时,培养学生在文献资料查阅、论文撰写、语言表达等方面的能力,为将来学生继续深造或就业奠定基础。另外,期末考试使用双语试卷对学生进行考核。即部分试题为中文,部分试题为英文。鼓励学生用英文答题,进行英文答题的学生可给予适当的加分鼓励。
三、生物科学双语教学发展方向
双语教学顺应高校国际化建设发展趋势,只有经过不懈努力的探索和创新,总结经验、勇于实践,才能不断完善教学理念、改革教学方式,最终取得良好的教学效果。对此,我们对生物科学双语教学的发展提出了一些建议。
1.培养具有较高学科专业英语水平的学生。通过双语教学,与国际上生物科学专业的人才培养模式接轨,对现有课程进行改革创新,促使人才培养国际化,全面提高生物科学专业的教学质量,从而培养具备国际竞争力的生物科学专业人才,提高学生专业水平、科学素养,开拓学生国际化的视野,为学生将来进一步出国深造或者进行科学研究做好准备。
2.实现部分课程的全英文授课。生物科学专业部分高年级的学生将选择继续从事科研事业,部分学生将出国深造,成为国际化人才。随着生物科学双语教学逐步开展并完善,培养具备生物科学领域竞争力和国际化素质的学生将成为其主要目标。针对双语教学的课程,建议对其进行课程体系的改善以及教学质量的测评,在已有双语课程的基础上,进一步完善和加强双语课程的教学,并逐步实现高年级、部分具备条件的双语课程的全英文授课,尤其是一些国际合作课程、国家重点课程以及具备较好前期基础的双语课程,从而满足生物科学教学的国际化需求,与国际教学理念和教学形式接轨。
参考文献:
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——计划充分考虑到从幼儿园到大学前(k—12 )的这一教育系统中的所有学生、所有年级和所有方面。 计划是将注意力集中在科学素质上而不是集中在比较狭义的“科学学科”上。
——改进教育,特别是改进科学与技术教育,把学生培养成能在一个高技术世界工作而胜任愉快的人才, 使美国成为一个在高技术世界中有竞争能力的国家,这是十分重要的。
——2016计划的科学素质观与美国典型的科学课程所体现的科学素质是大相径庭的。并没有局限于学校中 那些具体的科学学科里,而是对科学素质观作了广义的解释,着眼点是集中地放在自然科学与社会科学、数学 和技术中相互联系起来的理解上。它还进一步包括了有关科学事业自身的性质、科学发展过程中意义异常重大 的一些历史事件以及贯穿于科学、数学和技术中的一些理论问题方面的知识。
——只有那些有科学素养的人才能分享到发现我们是谁、我们在哪儿、我们如何与所有生物和睦相处以及 如何与我们周围的自然环境和睦而居时产生的愉悦之感。
以上都引自美国2016计划主持人f·詹姆斯·卢瑟福的《2016 计划实施10年回顾》,摘引这些话,不是要 说美国的科学教育多么好,事实是美国既是经济上的强国,也是科学技术上的强国,却率先要进行庞大的科学 技术教育改革计划,而且目标是如此明确(在高技术世界中工作而胜任愉快的人才,在高技术世界中有竞争能 力的国家),重点是如此突出(科学素质的提高),途径是如此明晰(科学素质的培养不能拘泥于学科教育, 要从广义上重建培养科学素质的课程),而有科学素养的人,应该认识自己,认识环境,实现人、自然、社会 的和谐统一。也许我们还应该看到,在经济全球化、一体化的今天,一个经济和科技强大的国家输出的不仅是 它的产品,通过它的产品还体现它的文化、价值观念。我们当然不会全盘接受它,而作为一个伟大的社会主义 国家,如何通过自己的教育改革而强大起来,立于不败之地,进入世界的先进行列,不是非常现实的问题吗?
中学生物科学教育的改革,只是整个科学教育改革的一部分,但却是至关重要的一部分。每一个中学生物 教育工作者,难道不应该站得更高一点、看得更远一点,从沮丧情绪中解放出来,课程不由我们定,高考也不 由我们定,但在我们拥有的阵地上的改革是谁也拦不住的,也许我们能成为科学教育改革的带头人。
在我们拥有的这块阵地——从必修课到选修课,从课外活动到一切与生命科学有关的教育活动上,当务之 急是应该举起自我挑战之剑,勇敢地自我解剖,针对弊端,毫不犹豫地积改革之跬步而至千里。
我们应该追求生物科学教育的全方位的效益。我们曾经太重视知识的教育了,其实科学教育应该使学生理 解和掌握的不仅是科学知识本身,还有科学研究的方法、科学的思维习惯(含思维的态度、思维的技巧和思维 的方法)、科学精神和态度、科学蕴含的价值规范等极为重要的内容。要进行生物科学知识的教育,但知识在 许多时候,对形成人的科学素养中它是一种载体,而不是全部。多年来的生物科学教育过分强调了作为一个学 科的生物学知识的完整性和系统性,实际教学的出发点和归宿已经演变成掌握哪些知识点、理解哪些知识点、 了解哪些知识点,一幅何等清晰的知识点教育的画图,但这幅画图必定排斥了、削弱了生命科学学习能给予学 生的全面的科学素质的营养。
我们总应在现在的学习内容的框架内,融入生命科学的现代进展。当整个世界都在欢呼进入信息时代的时 候,现代生命科学早就揭示了生命是几十亿年来就运用着数码化的信息的复制和传递及表达了。而且自然选择 竟然保存了一套统一的信息编码,从大肠杆菌到万物之灵的人类用的是一套遗传编码。而神经调节、激素调控 、胚胎发育到生物行为都是凭借着特定的信息来调控的。这就是说,现在认为客观世界是由物质、能量、信息 三者的运动组成的,那么生物世界正是这样。就具体知识而论,如中学总要讲无性繁殖和营养繁殖,而从组织 水平的克隆、细胞水平的克隆到基因的克隆,就是人为干预下形成的无性繁殖系。那头成为1997年科技革命的 重大新闻的克隆绵羊——多莉,不也可以步入你的课堂吗?当着幼儿启蒙读物,都在融入现代科技时,难道我 们的中学生物科学教育还做不到使一堂课去联系和反映那生命科学进展的强烈的脉动吗?可以的,这就需要我 们学习,并相应地转变观念。
我们还应深切理解科学技术发展的原动力在于社会的需求和在社会生产、生活、发展中的应用,生命科学 、生物技术也如此。于是,我们的中学生物科学教育一定要关注“生物—社会”问题。小至关系个人的生长发 育、卫生保健、生儿育女,提高生存质量,大至发展经济、资源开发、环境保护、可持续发展,都有一系列“ 生物—社会”问题,这些问题的调查了解、科学研讨、积极参与,既是普及生命科学知识的新领域,又能更切 实全面地提高学生多方面的科学素养,更是渗透人、自然、社会和谐统一的德育要求,在许多问题中包含着哲 学的思考和价值规范的思考,而且本身就是一种参与精神的培养。
我们还应回顾科学发展的历史,分析历史,学习历史。生命科学的发展中,有许多的重大历史事件。19世 纪的细胞学说和进化论的建立,对自然科学和社会的贡献,自不待言;而本世纪基因理论的确立直到50年代dn a分子模型的建立,这是生命科学的一场伟大革命; 而现代的基因工程技术到克隆动物,无疑将在新世纪显示 其威力。这些都可以说是科学史上的伟大事件,影响了整个人类社会的发展。而生命科学每一领域,都有许多 发现、发明、革新的历史,而这些领域在中学生物学教学中几乎都会涉及,但是我们常常只是重视结论的介绍 ,而没有曲折、艰难、充满了创造火花的过程,这样就使学生失去了对科学方法、科学精神、科学的社会历史 意义、科学家的意志品格等多方面的了解,科学本身变成了一堆枯燥乏味的知识的堆积。应该带领学生徜徉在 科学历史的长河中去领悟,点燃他们年轻的心灵之火,为热爱科学、献身科学而燃烧。
我们的教学过程,本质上应该组织学生去参与,而不是单方面聆听教师的传授。没有学生主体的参与,就 不能真正掌握知识,学会学习,更不能成为未来社会富有责任感,积极参与决策的公民。我们主张情境教学法 、过程式教学法、发现式教学法、合作教学法,还有学生要亲自调查,提出问题,设计实验,学会推理判断等 等,本质上是要把学习过程变成学生主动参与的过程。课堂教学评价的重要标准之一应是评价学生学习过程中 的参与意识、参与程度、参与数量(占教学班人数的百分比)、参与成果如何。必须指出“传道、授业、解惑 ”,归根结底是以教师传授为中心,反映的是农业社会、手工作坊时代对人的要求。而工业社会,特别是发达 的市场经济伴随而来的城市化、人口流动,人是要去闯天下的,要去寻找机遇,发展自己,人也成了商品(劳 务),不断地受着社会的选择,职业的选择,更不必说社会民主化的进程,对人的主体参与精神的要求了。因 此必须大胆地改变我们旧有的教学模式,创建各种有利于学生主体参与精神培养的新模式。
在即将结束本文时,我想引用2016计划中提出的有效的学习和教学所应遵循的一些原则,它们是:
1.科学教学应该培养亦应很好地利用学生们的好奇心和创造性。教学应从学生们感到有趣也比较熟悉的问 题和现象入手。抽象的理解常常得建立在具体的例子上。
2.教学应该强调理解的质而不是强调信息的量。技术词汇只有在有助于理解的情况下才应加以强调,技术 词汇不应用来代替理解。
3.概念在不同情况下碰到和以不同的方式叙述出来时学习的效果极佳。有些概念只有当学生依据有强烈吸 引力的证据改变其思考方式时才能记住。
4.如果你指望学生们最终能在新的情况下运用所学知识严密审慎地思考问题,分析情况,把某些科学上的 想法公诸于人,能进行逻辑论证,能与他人共同工作,他们就必须有机会在多种多样的情况下亲自进行诸如此 类的实践。
5.学生们还需要有很多不同的机会参与诸如搜集证据、观察现象、写概述、会见记者、使用仪器等与科学 有关的活动。因为科学技术工作具有协作性,课堂上因而要求有许多集体性活动。