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1.1实验内容陈旧。由于受计划课时、经费条件等因素限制,目前细胞生物学实验项目多为传统验证性的,如光学显微镜的构造与使用、细胞凝集反应等内容。以上实验内容和遗传实验重复。1.2学生缺乏主动性。现行的实验教学模式是以验证理论为主,实验方式简单枯燥。一般实验不要求学生查阅文献、分析资料,也不要求学生设计详细的实验步骤,这样的实验教学模式很少能够发挥学生的主观能动性,不利于培养师范类院校学生分析问题和解决问题的能力[3]。1.3考核内容不完善。由于细胞生物学实验课是考察课,独立于理论课考核,考查内容主要以出勤、卫生、实验报告为主,教师主观性较大,缺乏一定的量化标准,较难反应学生的动手能力,进而影响了学生学习动力。
2.改善实验教学条件,增加实验教学学时
为了保证实验教学改革的顺利进行,提高实验教学改革的成效,需要进一步加强实验室建设。首先要建立开放实验室,将分子实验室、细胞生物学实验室和遗传学实验室整合为现代生物学实验室。从而优化了实验室的资源共享;其次增加教学实验经费,改善教学条件。
3.优化实验内容,构建实验教学新体系
3.1科学设置实验内容。在细胞生物学实验课程的教学过程中,教师需要调整课程内容。调整的原则:一合并技术单一、重复性的实验。如观察细胞形态结构、线粒体和液泡系的超活染色与观察、人类X染色体的观察等实验,可将这些单项实验组合为系统综合性实验。3.2建立“三性”实验教学模式。传统的细胞生物学实验教学内容多为验证性试验,为进一步深化实验教学改革,增强学生综合分析能力,数据处理及查阅资料能力和实践能力,所以制定了以验证性、综合性、设计性为中心实验的“三性”教学内容。验证性实验是通过验证某些已有结论使学生掌握某些探索自然事物的方法;综合性实验是运用本课程或与本课程相关的多种课程知识,对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。
4.结语
为使细胞生物学实验教学质量上一个新台阶,拥有符合实际的教学模式,以适应新形势下实验教学水平的发展,所以进行细胞实验教学的改革是迫在眉睫的任务。通过优化实验内容,改革教学方法和教学手段,借助辅助教学手段等,让细胞实验课摆脱传统模式,最大限度地增强师范类学生的自主性与参与性,以利于培养具有一定创新潜能和动手能力的综合应用型人才。
作者:马勇 陈秀莉 图雅 单位:包头师范学院生物科学与技术学院
参考文献:
[1]翟中和.细胞生物学[M].北京:高等教育出版社,2008.
(一)教育学背景知识不足,缺乏教学训练
在我国,高校教师多为师范类院校出身,有着教育学专业背景,而在美国,生物教师多为生物学科的研究生,这就使得他们教育学方面知识较匮乏,实际教学过程中难免缺乏专业技能,只能采取“经验式”的教学模式,所以无法驾驭以学生为中心的新课堂模式。很多教师甚至认为经验式教学更为稳妥,对于新的教学方法是否真正有效仍处于实验阶段,有太多的不确定性,而不敢冒险采用。因此为教师提供教学方面专门知识的培训必不可少。如VisionandChange:ACalltoAction报告中就特别强调对于青年科研者包括博士后研究人员和助理教授进行培训的必要性。
(二)教师投入到教学的时间不够充足
高校的教师总是身负双重的责任:科研和教学。而结合美国高校的实际情况,对于大多数教师来说更倾向于科研,导致教师将大部分时间投入到科研中,而没有充足的时间和精力关注教学。在美国,从世界一流的研究型大学到名不见经传的文科学院,重视教师教学的寥寥无几,但几乎所有高校对教师的科研都有严格要求,校方对科研和教学的差异性对待,直接影响了教师对二者截然不同的时间投入。长期的忽视必然需要今后更多的投入来弥补,所以要想实现美国高等教育领域的大变革,增加教师在教学上的时间投入是毋庸置疑的。
(三)缺乏对教师的激励因素
外在奖励影响着大多数教师的专业决策,当然教学也不例外。在高等教育的使命越来越多样化的今天,教师的奖励制度却变得越来越窄,即只重视科研论文的发表,不重视本科生的教学。有的教师对于教学工作表现得兴致勃勃,他们投入了大量的时间在教学工作中,也花费精力参与了教学类的训练,然而遗憾的是,政府与学校却意识不到外在激励的重要性,财政利益、职称学衔、教学奖项甚至是同事和校内管理层的口头认可,这些应有的回报教师全都不曾获得,因此提高教学质量的积极性必将受到严重打击。学生对新的教学方法适应过程中的抵触情绪必然波及教师,随之带来较低的教学评估,以致威胁到教师的任职。面对双重压力,教师唯有选择明哲保身,拒绝教学上的进步。综合以上对显性因素的分析,笔者以为在提升教师的教学质量这场硬仗中,要想突出重围,实现高等生物教育领域的巨变,显必须铲除,但是途中荆棘密布,绝非只有3个方面的阻难。(1)开展教学类培训固然能一解教师缺乏教育学基础知识的燃眉之急,但培训结束后,教师能否将所学应用到自身课堂中,还得取决于校方的态度。其管理部门是支持还是反对?这就从根本上决定了教师的教学改革能否成功。(2)加大教师教学研究的时间投入,学校在工作日程、教学管理上也需做到精细的分工安排,以保证教师的工作有效顺利进行。(3)提供教学类训练、增加时间投入和开设外在奖励一定会给教师的教学带来些影响,但对于教师来说,经验式教学的思想已根深蒂固,实难发生本质的改变,建立起持久、大规模的循证教学体系仍然困难重重,故“波及整个生物领域甚至全国性的大变革”在清扫路面障碍后仍需深掘地下,找出其内在的隐性因素。
二、影响教师质量提升的隐性因素
(一)教师的职业认同
教师作为出色的研究人员,从稚嫩到成熟,经历了一个繁琐精细的过程,他们身处其中,科研的思维方式、解决问题的方法等都已深刻影响其生活学习,即在潜意识里他们处理问题、做出决策时都遵循了某些专业准则。而这些“准则”便是美国生物教师职业认同的主体。首先“认同”一词多出现于社会科学领域,Twiselton认为“认同的建构被看做不仅仅是个体的过程,而是通过社会互动和一系列社会文化群体的参与而发生的”,是个人对自己在所处的社会环境中的评价和看法。认同一般不是一成不变的,它随着时间推移和周围环境的改变,在不断修正调整,以更好地适应当前。这里我们所说的美国生物教师的职业认同由于其特殊的背景,明显倾向于科学研究,它包括教师在生物的学科领域内是如何看待自身和研究工作,同时作为科研人员在同行中是如何凭此来获得尊重和地位。这些无一不是与科研紧紧相扣。然而美国的教师在学生时代,从课程、实验的学习到学科文化的日常熏陶,将科学研究当做唯一使命,这就造成了如今“残缺”的职业认同。而且这已不是某一个教师,综观整个教师共同体,他们都受学科内的学术准则影响,在遵循准则的基础上,努力获得同行的认同,并调适自身以融入到共同体当中。这种潜意识的“融合”,连教师自身都没有察觉,这便是职业认同的内在同一性。虽为“内在”,却仍时刻影响着教师外在的行动,其中也包括教学工作,显然,美国生物教师的职业认同是自科研领域萌芽并茁壮成长的,这就必然导致了对教学的忽视。教师们会认为花时间与精力去尝试新颖的教学方法便会减少他们科研的产出,从而在同行竞争中处于劣势,因此他们拒绝教学上的变革。于是,职业认同就成为阻碍教师改善教学水平的重要因素,而且隐藏于表层之下,时刻牵制着教育改革。
(二)职业认同与提高教学质量的冲突
通过前部分论述,我们已承认职业认同作为隐性因素制约着教师的教学,而深究此种影响,我们总结出以下3个方面的冲突。第一,我们观察美国大学生物教师的成长过程,将会发现他们是在一个科研远胜于教学的学科文化中成长的。本科学生在参与相关科研项目时,职业认同就已开始萌芽,进入研究生时代后,研究所就像是一个共享的游乐场,在这里,学生尽情学习自己研究领域内的文化与价值观以及怎样参与这场科学游戏的规则,大量且集中的科研活动使得其职业认同蓬勃发展,最后在博士和博士后阶段科研变成唯一的追求。科学研究的概念、范式已在他们脑海中根深蒂固,职业认同里对教学的排斥性也使得学生丧失了对教学工作的正确认知。当今美国很多高校新手教师的培养模式仍为“学徒式”,即模仿曾经为自己授课的教授或导师的方法来教学。于是对他们而言,教学就等同于讲授;而那些德高望重的教授,他们的科研成果在国际上都享有盛誉,可谈及教学,在他们看来,仅仅是科研之余的消遣,是为了获得“教授”头衔,需履行的表面程序而已。所以倘若教师一日没有把教学纳入为职业认同的一部分,那么提高教师教学质量便是痴心妄想。第二,美国高校内,对于教学有浓厚兴趣的研究生们却深深忌讳“教师”这一称呼,他们在公共场合中甚至害怕承认自己的教师身份。这种“害怕”主要源于其导师对教学的排斥。尽管洪堡时代便已提出科研教学两结合的思想,但美国大多数导师仍不允许学生参加实验室工作以外的任何活动,某些导师甚至公然命令所带学生将时间和精力全部投入到科研,不要对教学抱有兴趣;在他们的学术生涯里,一般不会选择钟爱教学的学生加入自己的团队,而且一旦发现学生的重心由科研转变到教学,宁愿选择放弃爱徒,也不愿给予相关指导。所以教师自学生时代便一直害怕承认教学也是其职业认同的一部分,对教学工作的热情和兴趣,也渐渐变为职业成长过程中某些不利因素,直接危及声誉、地位,因此必须被迫隐藏而不得告知他人。所以来自导师层面的胁迫使得学生在潜移默化中抵触将教学归纳到教师的职业认同的一部分,日益走向“唯有科研才能带来事业上的功成名就”的极端。第三,在美国,较之其他职业,教师在薪酬和社会尊重方面都毫无优越感,而“科学家”却能带来崇高的地位和不尽的利益。高校里,能者在做科研,弱者只能选择教学,于是教学便成为“能力低下”的代名词。身处于这样的环境中,教师耳濡目染,他们逐渐笃信教学便意味着同行中更低的身份地位,是其事业道路上的“拦路虎”,要想被更多同行认可,获得更多的荣誉及身份,教师参与科研项目、发表学术论文、获得的研究经费等可量化的评价指标越多,教师便可以在较短时间里获得更高的身份。而教学质量的提高则无量化指标,且“十年树木,百年树人”,教育本就是一个日积月累、水滴石穿的过程。故教师唯有放弃教学,专攻科研,以在最短时间内寻求最快的事业发展。基于以上对3方面冲突的论述,不难发现,职业认同作为一直被忽视的阻碍教师教学改革的因素,是在解除了培训、时间、外在动机这3个阻碍后仍无法实现生物类教育改革的症结所在。此种排斥教学的职业认同形成后,教师对于教学方面的训练持怀疑态度,会认为参与这类训练只会浪费时间和精力而得不到真正的效果,所以他们宁愿将时间花在科研工作上,来提升自己在同行中的专业地位,而在Science或是Nature上发表文章,在学科同行中带来荣誉和地位,远胜于任一教学上的奖励。因此要想提高全美生物教师的教学质量,在提供培训、时间和外在激励的同时,要更加重视调整教师的职业认同,使得教学同科研享有同样的地位,那么有核心影响力的教师们才会把教学纳入职业认同中,从而引领整个教师共同体的改变。
三、提升教师质量的措施
美国教育家博耶于1991年发表了《学术反思:教授工作的重点领域》,他提出大学里学术的内涵不应仅仅指专业的科学研究,而应该包括相互联系的4个方面,即探究的学术、整合的学术、应用知识的学术和传播知识的学术(教学学术)。产出知识一直是学术的代表,随着大学与社会的联系日益紧密,应用知识也逐渐被纳入到学术当中,而传播知识却一直处于较低位置不能为学术所接受。而博耶对“学术”内涵的重新阐释,拓宽了学术的范畴,将传播知识的教学也纳入其中,为大学教师提高教学质量、处理好教学与科研以及社会服务之间的关系提供了一个崭新的理论视野。为了实现大规模的教学变革,使得教师的教学由经验式向着研究型教学发展,我们必须要对教师的职业认同进行修正,将教学纳入其中,并处理好教学与科研之间微妙的平衡。为此,我们提出了下面几点措施:
(一)调整研究生教育,培训教育学知识
在研究生培养过程中,除了专业课程,还应增设教育学的课程。学生学习作为合格教师应尽的职责,有关研究型教学的相关知识等;其次将生物教学类的论文计入到学生的毕业成绩,学生要想顺利毕业,教学类论文也是考核之一,必须完成,那么教学作为必修模块必然引起学生重视;最后政府可举办一些长期的教育培训,研究生均有机会参与,培训内容主要针对教学方法,教育思想等教育学知识。每名学生将会配备专门的教学导师,导师在培训开始前需接受专业训练,一旦培训开始,他们将指导学生进行学习,这样就达到师生的“双培训”。美国的研究生教育是孕育优秀教师的摇篮,其培养出的学生将成为教育变革中的中流砥柱。只有将教学知识的相关训练纳入到研究生教育中,培养的新一代教师才会在熟练掌握科研技能的同时,也将教学放在与其同等的位置,作为职业理想不可缺少的一部分。
(二)创建教学学术交流平台
教师科研方面的职业认同大多源自专业领域的学术期刊,学术论文的发表和同行评阅是职业认同的重要部分。如今想要将教学纳入其中,期刊不失为一个很好的端口。如今已经有一些学术期刊意识到这一点,积极拓展有关教育的专栏模块,如Science杂志开设有专门的教育论坛专栏,已收录不少优质的教育教学类的研究论文。这些论文将对教师的职业认同产生深刻影响,直至他们将研究型教学真正当作是自己的专业活动,与科研同样重要。此类杂志必须要在同行评审中有较高的标准,或者是国家级别的期刊,这样才能保证论文的质量和教学研究的重要性。如有美国细胞生物学协会和霍华德•休斯医学研究所(HHMI)举办的生命科学教育杂志就是一个很好地例证,主要收录来自生命科学教育领域内的优秀学术论文,为教师提供一个交流共享的平台。但是相对于科研类的学术期刊,教学类期刊数量十分有限,且质量上良莠不齐,因此在修订教师职业认同的同时,需建立完善的教学类学术期刊平台,严格把关期刊质量,同时保持数量的增加;除了期刊之外,学术会议也是需谨慎对待的“要点”,学术会议是学科内“大家”交流分享学术成果的场所。在会议上教师能实现面对面的交流与辩论,实现了思维的碰撞和学术的进步,教学作为传播知识的学术,也需要会议平台,但大多会议是关于专业的科研,很少涉及教学,为数不多的教学会议也只是流于形式,缺乏真正的学术交流。如某次教学会议的主题是讨论教师如何改变传统的讲授模式多引入有效的教学方法。可会议上主持者在照本宣科地“讲课”,大谈传统讲授模式的诸多弊端,其他与会者则“认真听讲”,全程交流甚少,整个会场便如同“先生讲,学生听”的课堂。可见与会者根本没有领悟教学改革的本质所在,才出现这种“骑马找马”的尴尬局面。所以在多举办教学学术会议的基础上还应该保证其多变的形式,可以尝试研讨会(workshop)、图片式讨论会(postersessions)等形式,以达到教师之间更多的交流。
(三)加大教学在教师职业能力考核中的比重
在教师的职称授予过程中,本应依据教学与科研参半的标准,但实际过程中,在美国的大学,尤其是研究型大学,教师的职称主要来自其科研上的成果和从校外筹集的资金,教学已经成为大家长期遗忘的部分,得不到应有的重视,最后便形成“能者科研,弱者教学”的恶性循环。要想摆脱教学低于科研的现象,在对教师的职业考核中,对教师教学目标的实现情况,教学技能和组织策略的使用情况等都实行量化统计,将这些都归为职业考核内容,且所占比重与科研相当。这样既能将教学与职业生涯紧密联系起来,以修订教师“残缺”的职业认同,也能使教师对教学技能、教学方法等概念知识更为熟悉,为课堂实践奠定基础。
四、结语
一、观察指导
学生的学习从感性认识开始,以感知为基础,而观察是一种有目的、有计划的感知活动。生物学科的直观性很强。教者除了提供挂图、模型、标本、实物、录像等丰富的感性材料外,还应指导学生多接触动植物和大自然,留心生活中的生物学知识。如指导学生多观察花草树木、虫鱼鸟兽,参观动物园,观看《动物世界》和《人和自然》等电视节目,拓宽观察的广度。
在观察具体事物时,应指导学生明确观察内容、步骤和方法。明确观察内容就是让学生知道观察什么,在此基础上,学生才能通过观察得出结论或验证结论。低年级的学生,由于知觉的无意识性,注意力易分散,因而应充分运用心理学的注意规律,使他们的注意力具有指向性和集中性。观察的步骤一般是由整体到部分,从上到下,从前到后,由表及里。观察的方法有全面观察、重点观察和对比观察等。全面观察的要求是认真、细致、全方位,全面观察有利于培养学生良好的观察习惯,有利于形成学生严谨的治学态度。重点观察就是结合学习内容的重点和难点,对某一方面或几个方面进行深入地观察。如“观察花的结构”时应重点观察雄蕊和雌蕊等。对比观察即通过对两事物的观察比较寻找异同。
在观察的基础上,还应进一步启发学生思考,实现由现象到本质、由具体到抽象、由感性到理性的飞跃。
二、阅读指导
阅读是自学的基础,是学生获得知识的重要手段,它还有助于突破教学中的重点和难点。
阅读从时间上分课前、课中、课后阅读。课前阅读可以发现问题、带着问题听课;课中阅读帮助形成正确的概念、原理和规律;课后阅读温故而知新,梳理知识形成网络。只有当学生明确了阅读的意义,才能积极参与阅读并乐于阅读。
在阅读时让学生做到眼、口、脑、手并用,养成良好的阅读习惯。例如:阅读中对于概念、规律等结论性内容用笔勾勾划划;对于说明概念的内涵和外延的修饰语或限制词可加上着重号;对于文中晦涩的文字可反复吟读,理解其意;对于不能理解的内容要加上问号。随着学生阅读水平的提高,教者要求学生阅读后能提出问题并能提纲挈领地归纳大意,形成知识结构。此外还要指导学生重视图表的阅读,明确其意,领会其质。
三、知识精加工的指导
新授课后或阶段性复习时,学生对所学知识进行精加工是理解整理知识的过程,是去粗取精浓缩知识的过程,是去伪存真形成真知的过程。常见的方法有比较法、分类法、联系法、归纳法等。
(一)比较法
有比较才有鉴别,求同法和求异法是进行比较的两种重要手段。求同法即找出事物之间相同点。如通过对叶绿体和线粒体的比较可以得出两细胞器的三方面的相同点:双层膜结构;遗传上的独立性;与能量代谢有关。求异法即找出不同点,例如通过对动、植物细胞亚显微结构的比较可总结出植物细胞特有的结构——细胞壁、大液泡、质体、以及高等动物细胞特有的结构——中心体。
比较法是学习过程中最常用的方法也是其它方法的基础,在教学中应强化这样的训练以达到运用自如的地步。
(二)分类法
根据一定的标准对有关材料进行科学分类,分类随标准而异,在比较的基础上进行分类。如新陈代谢从“方向上”分同化作用和异化作用,从“性质上”分物质代谢和能量代谢。新陈代谢的类型从同化作用上分自养型和异养型,从异化作用上分需氧型和厌氧型。
(三)联系法
每门学科都有其严密的知识体系,学科内部以及不同学科间都存在着联系。教学中应指导学生从横向、纵向两方面去挖掘相关知识的联系。如渗透作用与物理学上的扩散作用的联系,遗传问题与数学上排列组合和概率的联系,染色体、基因、DNA、碱基排列顺序四者的联系,遗传规律与细胞分裂的联系等。
生物体是一个互为联系的统一体,生物体各结构之间,结构与功能间、结构与环境之间都存在着联系。教学中可以指导学生从细胞、组织、器官、系统四个水平寻找结构间的联系,体会结构与功能、结构与环境的统一性。如人体的呼吸、消化、循环、泌尿、内分泌和神经系统之间以新陈代谢为纽带而相互联系。
此外还要加强理论与实际的联系,用生物学知识解释生活中的某些生物学现象,做到学以致用。
(三)归纳法
归纳法是学生在占有学习材料的基础上,对材料进行提纲挈领总结概括形成知识点或知识体系。归纳时思维方式可采用发散思维和聚合思维。归纳方法可采用符号纲要法和主题词法等。例如利用发散思维可将染色体的知识点归纳如下:
附图{图}
利用聚合思维可将光合作用的条件、场所、过程、实质、意义浓缩于光合作用的总反应式中。将细胞分裂中前、中、后、末期的特征归纳为:“仁、膜消失现两体;赤道板上排整齐;均分牵拉向两极;仁、膜重视重开始。”
以上几种知识精加工方法具有交叉性,使用时不要把它们截然分开。
四、记忆方法的指导
艾宾浩斯的“遗忘曲线”告诉我们,学习刚结束遗忘也就开始了,并且遗忘表现出“先快后慢”的规律。教师在教学中应指导学生及时复习,一章节一单元结束后再进行阶段性复习,与遗忘作斗争。
在教学过程中,我遗憾的发现学生死记硬背,为了应付考试,只记住表面肤浅的知识内容,在阅卷过程中,发现学生选择题和填空题答的质量不高,这说明学生对小的知识点掌握不牢;考试过后又全都忘记了,因此我觉得加强学习内容建设是非常重要的,也就是说要使难理解的内容简单话,繁琐的内容明了话。并且植物生物化学主要研究植物,因此我们不能沿用其他生物化学的课程;在教学中还发现学生不愿记忆,觉得记忆困难,这点也是学生在学习本门课的难点问题。
2植物生物化学教改内容
2.1养成良好的学习习惯
在教学过程中,我要求学生以系统性、条理性学习,注意上下内容连贯,通过课堂提问的方式,使学生养成细心耐心、循序渐进的学习习惯,让学生懂得,怎样抓住重点,分清主次,这个习惯的养成对于其他学科的学习也是十分重要的,做好预习,多做习题是学习的关键。
2.2教学内容与时俱进
在每个知识点给出之前,我都会以启发教学的形式提出很多问题,并且鼓励学生互动,这样可以激发学生的兴趣点和学习的热情,这样便于学生长期记忆。比如说我会在蛋白质这章,利用幻灯形式,把社会关注重点“三鹿奶粉”推到学生面前,让学生们思考蛋白质的缺失对生命的意义,并且深入探讨酶的催化作用、调节作用(胰岛素、生长素等)、运输功能(血红蛋白、脂蛋白等),运动功能(肌动蛋白),免疫保护作用(干扰素、抗体等),传递信息的受体(激素),贮存功能(种子贮藏蛋白)等,都通过实例来引导学生。通过网络,有牛津大学的公开课,让学生们开阔眼界,在课堂上领略异国教育风采。
2.3优化教学内容
学习一门科学,教学内容的紧凑性和递进性是很重要的,尤其是对于大二的学生。因此,打破原有教材的知识框架,适当调整教材的先后顺序,对教材内容进行重新组合。比如:在生物化学的动态部分,物质代谢各个章节中,首先涉及到新陈代谢概念,对学习四大物质代谢起到一个铺垫的作用,在实际教学环节中也可将生物氧化和物质代谢之间的相互联系这两部分内容提到前面来讲,在学生的头脑中形成了一个连续的思路,在进行四大物质代谢的讲授过程中就会自然而然地形成一种思维模式,用动态的思维去理解各大物质之间的联系,便于学生的理解与掌握。
3结束语
教师在引导学生学习“我们周围的植物”一课时,教师可以让学生了解一些事实,过去人们常见的野生植物,目前人们已经看不到了。人参,被人们视为“东北三宝”之一,它一直被人们视为最珍贵的药材,然而野生山参人们已经看不到了,现在人们服食的人参绝大多数都是人工栽培的园参,与野生山参比,它们的药效差了很多;银杉,被人们称为植物化石,它纪录着第四纪冰川袭击时期的历史沧桑,而银杉已经频临灭绝,只在广西花坪存活着一株银杉树。植物原本与人们共生,给人们提供更好的生活,然而由于我国过度地砍伐树木,不重视保护植物,使我国的植物资源遭到了严重破坏。即使我国目前正逐渐完善绿化工作,然而与一些发达国家相比,我国的绿化效果依然不尽如人意。学生了解到我国生态保护的现状,就会展开思考,这是学生拥有生态美学观的基础。
二、课堂教学的渗透,让学生思考生态美学观建立的方法
如果学生仅仅有生态美学观,而不知道如何才能树立自己的生态美学观,同样没有意义。教师要通过教学让学生了解到他们如果能够掌握到生物技术,就可以通过知识改变目前的生态现状。比如,教师引导学生学习“植物的无性繁殖”时,可以让学生依据自己的实际条件种植两棵葡萄树,第一棵葡萄树不用嫁接的方法,让植物自然生长;第二棵葡萄树使用嫁接的方法,让学生观察葡萄树的成长。学生会发现使用两种方式植物都能成长。然而不嫁接的葡萄个头小,味道酸,没有食用价值;经过嫁接的葡萄个头大、味道甜,非常可口。学生就能够理解到生物可以依靠自然的方式生存,也可以依靠无性繁殖的方式生存。自己学习好无性繁殖的技术能够改善生态环境。教师可以进一步让学生了解,未来人们可能吃不到香蕉,学生会很吃惊。教师可以让学生了解原来野生的香蕉是有核的,它们的味道不好吃,现在人们吃的香蕉是多次改良后的品种,香蕉的籽已经退化了,这样的香蕉虽然很好吃,可是这样的香蕉树籽已经失去繁殖的能力。如果要让人工改良过的香蕉能继续生存,需要野生的香蕉树与现有的香蕉树杂交,为现有的香蕉树提供活力,可是现在全世界仅有的一株野生香蕉树已经死亡了,如果人们找不到存活的野生香蕉树,可能未来香蕉树就会灭绝。学生理解了人们不能真正地了解生物技术,会对生态美学产生负面的影响,那么只有自己掌握更多的知识才能为保护生态环境作出贡献。让学生理解到生态美学观的建立与知识的联系,会让学生更有动力学习知识,从而树立生态美学观。
三、课后拓展的实践,让学生尝试生态美学改善的效果
师生间缺乏有效的交流与沟通。应试教育下的课堂教学往往墨守成规,课堂的大部分时间都被教师所控制,师生间缺乏有效的沟通和交流,即使有交流也仅限于短暂的上课时间,这样不利于教师全面掌握学生的学习情况,也就无法针对学生的实际情况设计相应的教学方案。同时,学生即使有疑难问题,也没有足够的时间在课堂上请教教师,长期积累会导致学习效率下降。
二、改进初中学生生物教学的措施
1.加强对生物实验的重视,使学生真正认识到实验的本质
初中学生之所以对生物实验课感兴趣,是因为学生有好奇心理,出于好玩才热衷于生物实验课。在实践中,学生关心的只是实验中看到的实验表象,却不注重探究实验中所包含的本质原理。因此作为生物教师,在实验课上要引导学生对实验过程进行仔细观察,对实验结果进行认真分析,让学生更多地关注实验过程中所产生的问题及实验的本质,培养学生严谨的学习态度,而不仅仅只是看到实验的表面现象。同时在实验过程中,教师要结合教学实际创设问题,培养学生对生物知识的探索意识,引导学生主动思考,以便让学生更好地理解和把握教学内容和教材知识。
2.激发学生的学习兴趣
兴趣是最好的教师,如果学生对生物课有浓厚的兴趣,那么他就会主动地探求知识。相反,如果学生对生物课没有足够的兴趣,就不会主动学习,甚至会对教师的讲解产生抵触情绪,那么学生就不会掌握更多的知识。在这种情况下,教师无论如何努力提高教学质量也无济于事。因此,初中生物教师要积极培养学生的学习兴趣。一是充分运用生物实验激发学生的兴趣。教师单纯的理论讲解会使学生感到生物枯燥乏味,甚至会产生厌学情绪,因此在进行理论讲解的同时,可以适当地穿插一些学生感兴趣的实验,通过实验来激发学生的学习兴趣。二是增加师生的互动环节。传统的教学中教师在课堂上讲授知识、学生在下面被动地接受,不利于激发学生的学习兴趣,不利于提高教学效果。而如果在教学过程中增加师生间的互动,如小组合作学习、探究式学习等,就可以营造轻松和谐的课堂氛围,使学生积极地投入到课堂教学中,有效地调动起学生的学习热情。三是适时地对学生进行评价和鼓励。在教学过程中,当学生通过自己的努力取得了一些成绩时,如正确回答了教师的提问、成功地操作了实验或考试成绩有所进步时,教师都要给学生以鼓励和赞赏,使学生产生学习的自信心,从而激发他们学习生物的兴趣。
3.让学生走出课堂,通过亲身实践掌握理论知识
新课程标准要求,初中生物教学不仅要使学生掌握课本上的基本内容,还要使学生学会把学到的理论知识应用到实践中,通过切身实践更好地运用所学知识。因此,在保证课堂教学的前提下,要让学生走出课堂、走向实践,让学生观察和了解生物知识在实际生活中的应用,让学生通过切身实践来感受学习生物的乐趣。比如,在学习种子发芽的过程时,教师可以带领学生进行课外实验,每日观察并记录种子萌发过程中的不同状态,等实验结束后通过分析实验数据得出结论,然后和课本上的内容做对比,从而掌握课本上的知识。通过实践,不仅培养了学生的动手操作能力,而且使学生了解到了生物知识在实际中的应用,有利于学生更好地理解和把握生物知识。
三、结语
在以往高考制度的影响下,生物学科一直被边缘化,导致我们的教育管理部门、教师、学生对生物课形成了一种错误的认识,认为生物课是一门可有可无的副课,没有必要进行系统的学习。如果这一错误的思想不能得到及时纠正,要想教好生物课、学好生物课都是不现实的。因此,在新的学习阶段开始前,我都会和学生进行思想交流,这种交流不是简单的说教,而要进行多种有预设、有准备的交流。如生物学为什么变得越来越重要?我不会直接用说教的方式进行讲解,而是让学生自己去找资料,用写论文的方式解决。我要求学生搜集整理详实的论据和事例,并让他们在课堂上进行展示和交流。这种交流活动不仅能够提高学生自主学习的能力,而且提升了他们的分析能力。又如,我会根据学生所处的生活环境找出与教学内容相关的问题,让他们利用生物学的知识进行解决。如在生态系统教学的过程中,我会让学生用自己所学的知识解决猫和老鼠数量变化所产生的后果。这种问题与生活环境紧密相连,会激起学生主动学习的欲望,还会让学生感受到生物知识的用途,他们自然而然地产生了学习的兴趣,并且认识到学习生物的重要性。
二、教师要学会把课堂交给学生,让学生成为课堂的主人新课程标准要求
生物教学要以实践为主,如果教师不把课堂交给学生,学生自主实践就很难实现。在具体的教学中,我经常采取的办法就是先让学生进行预习,对要学的内容提出假设,然后根据假设设计实验方法和步骤,最后对实验结果进行猜想。在课堂中,我会把具有相似理论的学生分成一组,让他们在组内对自己的假设进行再次论证和补充。当学生完成再次补充和论证后,我就会组织学生按照自己的想法进行实验操作,最后让不同的小组进行对比。这种方法就是把学习的过程都交给学生,学生因为有了较大的自主性,所以学习的积极性很高,而且学生通过自己的研究和实践体验到了学习的乐趣。此外,教师也会有更多的时间对学困生进行指导,从而达到教学效益的最大化。
三、创设问题情境,激发学生学习生物的兴趣
判断是对思维对象有所断定的一种思维形式,生命科学往往要对研究对象的特征、性质、规律等作出断定,对这一类知识的学习称之为判断学习。应用逻辑上的充足理由律来学习判断,既有利于培养求真、追根究底的科学精神和钻研精神,又有利于知识的融会贯通,还有利于促进知识与生活、生产实践的相互联系。充足理由律的基本内容是:在论证过程中,一个判断被确定为真,总是有理由的。因此,在学习判断时,学习者应该追问如下问题:证明该判断的证据(包括已被证实的科学事实、已为科学所证明的定理、定律、原理)有哪些?运用证据论证观点的推理过程怎样?论证过程中使用了哪些逻辑方法?这些逻辑方法得出的结论是或然的还是必然的?如果教材没有给出证据和论证过程,学习者应该积极主动地去寻找。在逻辑学上,将推理分为演绎推理、归纳推理和类比推理。归纳推理和类比推理得出的结论是或然的;演绎推理得出的结论是必然的(许多逻辑学书籍将前提与结论有必然联系的推理均称为演绎推理)。故最有说服力的论证方法是运用科学知识进行演绎推理。因此,学习判断时最好是弄清其中所涉及的科学原理,多追问几个“为什么”。例如,用斯图尔德的组织培养实验证明“高度分化的植物细胞具有全能性”,该论证使用的是不完全归纳推理,结论是或然的。学习者如果用充足理由律学习时认识这一点,就会追问“为什么高度分化的植物细胞仍然具有全能性?”如果进一步探究该问题,就能对细胞分化和细胞全能性的知识融会贯通。在寻找事实证据时,有时需要将判断作为假说来看待,用假说演绎法推出关于事实的结论。例如,学习“体温调节”时,可作如下推理用以寻找环境温度高或剧烈运动时皮肤血管舒张的证据:如果皮肤血管舒张,则皮肤血流量增加、面色红润。面色红润这一事实是大家所熟知的,它是支持判断的有力证据。
2过程学习策略
学习生物学过程时,要在图文结合阅读的基础上看图说话,然后在脑海中想象过程、建构表象。更高层次的学习还应包括分析过程中各环节之间的因果联系,针对各环节分析影响过程的诸多因素,完成从感性到理性的飞跃。例如,学习“减数分裂”时,按上述策略分析就会发现,同源染色体的联会是同源染色体分排在赤道板两侧的保障,而同源染色体在减Ⅰ中期的排列以及纺锤体的存在又保证了同源染色体的分离,同源染色体的分离导致配子中染色体数量减半但又拥有一个完整的染色体组、携带有本物种生长发育所需的整套的遗传信息。因此,凡影响纺锤体形成的因素(如低温、秋水仙素)均可导致同源染色体不能分离,凡影响同源染色体正常联会的因素(如染色体的数量及结构变异)均影响配子携带的遗传信息,进而可能影响配子的可育性。
3实验和技术学习策略
实验和技术学习时,一方面要追问每一个操作步骤的目的和原理;另一方面要将有关实验和技术操作步骤的文字描述转换成简洁的流程图并想象自己操作的画面。如果教材是以图解形式说明操作步骤的,则应认真读图,既注意大的步骤,又注意图中的细节。
4科学史学习策略
科学史学习时,首先要还原到当时的研究背景,弄清要解决的问题是什么、研究的思路是什么、研究的过程和方法(包括实验方法)是什么、研究结果和结论是什么,或者弄清科学家提出的观点是什么、论据是什么、论证过程是什么、意义是什么;然后站在今天的知识层面和技术高度进行评价,从实验材料、研究对象、研究思路、研究方法(包括实验方法)、推理过程等角度分析研究的得与失、成功之处与局限之处,或者分析论据是否充足真实、是否可以由已有的论据充分地论证观点、推理过程是必然的还是或然的。最后,在分析局限性和不足的基础上提出改进措施,提出新的观点和设想。例如,学习拉马克的进化观点时,用现代遗传学知识进行分析和评价就会发现,虽然存在着理论证据和许多事实证据证明生物个体“用进废退”的现象是客观存在的,但用进废退获得的性状是定向变异,定向变异是不可遗传的,因而在进化上是没有意义的。因此,不能用个体身上“用进废退”的事实证明“用进废退和获得性遗传是生物进化的原因”。
5主题学习策略
(1)实验室无法满足分子生物学实验教学需要
分子生物学实验技术已经成为生命科学领域中的通用技术,是学生将来进行医学科学研究的必备手段。而现行化学分析实验室硬件水平无法满足分子生物学实验教学要求。
(2)实验室与教研室的分离严重制约
生物化学与分子生物学学科的建设和发展。生物化学与分子生物学学科为海南省重点学科,又为我校硕士点建设支撑学科,我校从2014年开始承担硕士研究生生物化学与分子生物学的理论教学和实验教学工作。同时,由于目前我校缺少科研实验室,教学实验室同时也作为教师科研场所。教研室与实验室的长期分离,极大地制约了教师的科研工作,不少教师的课题研究需要到校外实验室进行,这与未来生物化学与分子生物学学科在学校中的教学角色不匹配。
(3)生物化学实验教学改革难以开展
目前生物化学实验与其他3门实验课程整合为一门化学分析实验课程,课程负责人为化学分析实验室负责人,课程规划、实验室规划都由课程负责人负责实施。然而化学分析实验课程中的生物化学实验教学仍由生物化学与分子生物学教研室教师负责教学。每次课程大纲修订、实验教学项目更改都需要由课程负责人跨院系召开不同教研室教师会议,难以实现多部门协调。部分生物化学实验内容严重落后,学生毕业后真正能用到的知识不多。而如果由授课教师进行教学改革设计、实验项目更新,又很难得到实验室的支持。例如近年来被认为在实验教学中有效的综合性实验和设计性实验,目前在生物化学实验教学中尚未开展。
(4)实验室规划及设备更新受到严重影响
由于实验室规划和设备更新都由课程负责人提出并执行,因而难免受到负责人本身专业背景的影响。近10年来,生物化学实验教学所需仪器仅对分光光度计进行了更换,而分子生物学实验教学所需设备没有添置和更新。
(5)实验室教学辅助人员的培养受到严重影响
由于实验室目前隶属于药学院,因而生物化学实验员无法参加生物化学与分子生物学教研室的集体备课以及教学任务、科研课题的承担,严重影响实验员的职称评定和专业能力提高。
(6)成为急诊医学等新办专业评估的“硬伤”
新办专业首届学生毕业前,教育厅组织相关专业人员进行评估。而近年来新办专业评估时对医学院校没有独立生物化学实验室提出较多质疑,这会影响学生科研能力的培养。
(7)教学实验室在课余向本科生开放受到影响
尽管学校提倡开放实验室,促进大学生创新实验开展。但实验室的开放需要实验教学人员和工作人员配合,因而目前进行的大学生生物化学创新实验并没有在化学分析实验室进行。
(8)教研室和实验室工作协调困难
由于教研室与实验室隶属不同部门,涉及的跨院(系)实验室较多,而学校规定教职工奖金津贴由各院(系)独立核算,这些都使得教研室和实验室之间工作协调困难。
2结语
1.1微生物学教学方法优化
《微生物学》在实际教学中存在“知识点多且散、内容覆盖面广、知识点易混淆”等缺点,加之微生物本身肉眼看不见,在实际教学中抽象性概念及描述较多。教师在课堂讲授过程中容易犯照本宣科、“填鸭式”教学的错误方法,造成学生学过就忘、考完就忘的问题,难以在脑海中形成完整的知识网络结构,容易使学生失去学习兴趣。由于《微生物学》实践性较强,而且与人类健康休戚相关。因此,需要在绪论内容讲述方面就充分调动学生的学习积极性,要让学生意识到微生物虽然个体小,但是其作用却是一点也不小;从日常生活中衣物与食品的发霉现象,到生产中酿酒、制作腐乳等工艺,到微生物致病性和引起人类恐慌的传染性疾病的蔓延等具体事例,引起学生对微生物的重视,激发学生对微生物学的学习兴趣。在知识讲述方法上,注意前后结合,融会贯通,比如原核微生物的细胞结构与真核微生物的细胞结构差异、病毒一步式生长曲线与细菌群体生长曲线的对比、微生物分解代谢与微生物的营养之间的关系等。前后知识点系统联系,对比记忆,归纳总结。以提纲式教学的方法向学生讲授知识点、重点及难点,一方面既巩固了知识,又加强学生综合运用知识的能力,使学生在脑海中形成一套完整的理论知识体系和一张系统的知识脉络结构网,帮助学生快速高效的学习知识。
1.2紧跟科学前沿,放眼学科动态微生物学作为一门专业基础课程,与科技发展紧密相连,教师在课堂讲述过程中,除了系统介绍课本知识外,还应穿插当今科学研究前沿,以充满激情的科学态度向学生展示微生物学的发展动态及当前的热门话题。比如:介绍与微生物相关的诺贝尔获奖者的研究成果;近期发表在Nature、Science、Cell等国际顶尖杂志上的科学文章;在讲授病毒这一章内容时,结合目前流行的埃博拉病毒、甲型H1N1流感病毒等疾病的感染与治疗讲述病毒的特点等。以当今的科技成果和热点话题,激发学生对微生物学的学习兴趣和对微生物科研工作的崇拜感。
1.3充分调动学生参与课堂的积极性引导学生积极参与课堂,变“被动”教学为“主动”教学。以往的理论内容教学就是以老师为主体,老师讲学生听,教师与学生互动较少,学生参与课堂的积极性也不高。在教学过程中应该采用“启发式”教学和“参与式”教学,例如:安排学生提问,让学生提问老师,创造学生参与课堂及师生互动的机会,增加学生的个人成就感;布置课后问题,组成3-5人的科研小组,让学生在课下积极思考,查阅资料,获得自己的科研成果;开展“翻转课堂”“微课”“慕课”等活动,以丰富多彩的教学形式充分调动学生参与课堂的积极性,其知识面和创新意识也得到了极大的提升,有效培养了学生自主学习的能力。
1.4突出微生物学的课程特点,避免与其他课程知识重复微生物学作为一门专业基础课,与普通生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学等多门课程存在交叉重复的内容。而且这些课程在授课时间安排上不统一,有前有后,那么如何在有限的课时里详尽的向学生讲述微生物学的知识但是又避免知识的重复累赘?如何突出本课程的教学特点,优化课程讲授内容?这就需要教师在课前做好充分的准备,首先与其他课程的老师互相交流,相互协调授课内容,对于重复的知识点不做过多的赘述,仅作重点提示或简单的复习;其次,注意倾听学生的意见反馈,由于知识学习存在遗忘过程,针对这种情况,如果重复知识内容在不同学期或者学年开课,要注意适当加强复习,以课堂提问及重点提示的形式完成知识内容的学习。对于同学期开设的平行课程,有些重复知识内容仅作简单的带过。如,在微生物遗传育种一章内容中,同学期生物专业开设了《微生物遗传育种学》课程,那么在微生物学讲授过程中,这部分的内容完全可以略过,提示学生此部分内容在其他课程中有详细的学习。总之,需要授课教师在其他任课教师和学生之间建立联动的关系,既与相关课程的教师经常交流,保证各课程在内容上互为补充、相互协调、相互促进;又要及时关注学生对知识的理解情况,将教学内容有顺序有逻辑有重点的呈现给学生,建立优质课堂教学,既让学生系统学习理论知识又突出了本门课程的学习特色。
2微生物学实验课程教学改革
由于微生物学是一门实践性极强的学科,微生物实验教学是微生物教学中的重要组成部分,是现代生物学技术的重要基础,其独特的实验技术在学科的发展中占据着突出的位置。
2.1微生物学实验教学存在的问题
微生物实验教学对于学生加深对理论知识的学习理解、提高学生动手实验技能、培养学生团队意识与创新精神、树立严谨求实的科学态度至关重要。现阶段关于微生物实验课程建设仍然存在着一些问题:在微生物实验课程建设方面重点培养学生动手能力的同时忽略了对学生独立思考及创新能力的锻炼;课程讲授与实验课程课时安排存在着不一致性;实验课时相对较少,实验课教学最容易受到课时及实验室具体条件的限制,对于实验周期长或缺乏仪器无法直接完成的实验,以往只能选择不做。
2.2微生物学实验教学改革措施
作为实验课程建设及改革,应针对不同专业的专业特色及专业优势,根据课程内容适当调整实验方向及实验内容,凸显专业优势;同时注重基础理论知识的巩固加强以及不同专业优势互补和专业交叉合作。通过微生物实验课程改革及完善能够使学生熟练掌握微生物学实验技术和操作规程,培养他们观察、思考、分析和解决问题的能力,增强他们的创新意识,树立实事求是、严肃认真的科学态度以及勤俭节约、爱护公物的良好作风。其主要内容包括:
(1)让学生参与实验准备工作:实验课程的建设不单单是实验过程,前期实验准备工作也是非常重要的,让学生亲自参与到前期实验准备工作能够培养学生的认真负责的态度,同时也让学生对整个实验过程有全面的认识与学习。
(2)实验内容及课时的调整:应结合学生在微生物课程上学习到的理论知识,将理论课与实验课合理安排。做到先学习理论知识,打牢基础,再培养实验技能,在实验过程中真正理解书本知识,将理论与实践合理结合。
(3)凸显专业优势与专业交叉:针对各个专业的优势,设计有针对性的专业微生物实验,并设计能够将生物专业、食品专业和烟草专业等各个专业优势合并的大实验课程,增加探索性实验,鼓励学生自己成立科研小组,独立开展创新实验。
(4)开展录像实验教学:由于实验条件或实验经费的限制,对于暂时不能开展的实验内容不能弃之不做,虽然实际实验条件不能满足,但是借助于多媒体教学手段,让学生对实验原理、过程及操作要点有清晰的认识。通过对微生物实验课程的优化改革,能极大丰富实验课程,培养学生创新意识,提高学生实验技能与实践能力。力争做到:凸显专业优势及专业互补,避免内容的重复及雷同;鼓励学生独立参与科研课题,拓展视野;通过实验课程的讲授培养学生对实验的兴趣及实事求是、严肃认真的科学态度和团队合作意识。
3结论
[摘要]本文介绍了在校内实施的“加强学生实验,培养学生物理实验素养和能力”的教改情况,探索改进、完善后的教改实验对全面提高学生素质的作用。
[文献标识码]A[文章编号]1002-5308(2000)03—0012-04[中图分类号G633.7
为切实推行素质教育、全面提高学生素质。自1997年8月开始我们诸城市西郊学校物理教研组全体物理教师和实验员在学校领导的大力支持和各级教研室的指导下,在九七届初二学生中开展了周期为两年,以“加强学生实验教学,培养学生物理实验素养和能力”为课题,以有效落实“在初中物理教学中实施素质教育”为目标的教学改革实验,并取得了十分显著的效果。现将经过第一个实验周期不断探索、不断改进和完善后的教改实验过程和实验对全面提高学生素质的作用作——总结,与大家共同探讨。
一、实验课题的提出和实验目的
素质教育具有自主性、全体性、全面性、创造性和发展性等特征。要切实推行素质教育,就必须根据学科特点,找准素质教育的要求与各学科特性的接榫点。物理学是一门以实验为基础的学科,物理实验在培养学生能力、提高学生素质方面具有其它任何手段不可替代的作用。故提高初中学生的实验能力,是培养学生自己学习,自己思考、判断,更好地解决问题的能力和素质的关键。通过对我国现行教材(93年人教版)和发达国家物理教材对比不难看出,我国在重视“实验教学”,特别是“学生实验教学”方面远落后于发达国家。如西德初中物理教材(塞尔肖夫·乌劳贝尔著)中实验次数(演示实验+学生实验)为344个,是我国(138个)的2.5倍;尤其是学生实验,西德(296个)是我国(19个)的16倍;我国的演示实验(119个)是西德(49个)的2.5倍。从我国的总体教学现状看,为了使学生在考试中取得一个高分数,教师更是重理论轻实验。这样势必对培养学生学习物理的科学态度和良好习惯,提高学生理解能力和素质方面都会带来很大的负面效应。对他们以后的学习和工作中的自我发展更是危害无穷。因此,“加大物理实验的力度,尤其是增加学生实验的时间和次数,把学生实验作为创造物理情境,探索物理问题的主要手段”是在初中物理教学中实施素质教育的必由和科学之路。鉴于此,我校确立了“加强学生实验教学、培养学生物理实验素养和能力”的教改课题。实验的主旨是探索一条“在现行教材编制体系基础上,创造条件尽可能将演示实验和课后小实验变为学生实验或学生随堂实验,变以演示实验为中心为以学生实验为中心,尽可能多的为学生提供动手、动脑的机会,从而真正突出物理学科特点。以学生实验为主线,创造物理情境,激趣设疑,引导学生准确观察、动手操作、深入思考,使学生的知识和能力得以同步增长,综合素质得以全面提高的新途径。
二、推行实验需要的物质条件和配套措施
1.实验仪器的配备
根据我校实际情况,一方面由学校筹集资金将教材中演示实验或小实验中涉及的实验器材或学具尽最大能力象配备教材中规定的学生实验器材那样配齐、配足;另一方面,对一些能自己制作的器材,由教师或发动学生及学生家长动手制作齐备。为实验的开展奠定坚实的物质基础。
2.实现两个转变
(1)改变实验室的管理方式
把原来必须由任课教师定时、统一组织到实验室做指定学生实验的封闭式管理变为由任课教师集中组织或学生自己向实验员申请随时到实验室进行实验的开放式管理。
(2)改变和增加实验员的职能
学校聘请和安排有丰富教学经验的物理教师担任实验员。把实验员原来只负责管理实验仪器和准备实验的职能变为除管理仪器和准备实验外,还要负责管理和指导利用课外时间到实验室进行实验的学生的实验操作情况。
(3)根据初中学生好奇心强,自制力差,还没有养成良好的观察、操作等实验习惯,经常出现实验纪律混乱、容易损坏实验仪器的情况。在推行教改实验前制定出严格、完备的实验室制度和实验仪器损坏赔偿制度,以保证实验改革的顺利实施。
三、教改实施过程
1.宣传、发动阶段
改变原来一切以“应试”为中心,不重视初中物理绪论课教学的传统教学方法。首先通过绪论课教学,使学生正确认识物理学科特点、学习和研究物理学的方法及意义,并能初步了解初中阶段物理学研究的主要内容。然后组织学生参观物理实验室,有目的、有计划的向学生介绍或演示部分有代表性且能激发学生兴趣的实验仪器、学具的作用和使用方法。从而激发起学生对物理学习的兴趣、求知欲和求成欲;并使学生进一步认识到物理实验在学习和研究物理学中的作用。在此基础上,任课教师向学生宣布这次教改实验的计划、措施和意义以及学校制定的实验室制度和仪器损坏赔偿制度;并由学校专门组织实验班学生家长召开“物理实验知识专题讲座”报告会。让学生和家长都能充分了解学生实验在物理教学和培养学生能力、提高学生素质中的作用以及在这批学生中推行该教改实验的意义和配套措施。以取得学生及家长的积极配合和支持,从而保证实验的顺利实施。
2.具体操作过程
第一步:根据著名教育学家沙塔洛夫提出的“理论知识起指导作用”的原则。首先由教师在讲授每章(或单元)前精心设计和编制出该部分内容的“信息纲要图表”——主要是把准备讲授内容中涉及的实验及所用器材(包括学生能自己准备的随堂实验或小实验器材)、需要观察的现象(或记录的数据)以及引导学生通过实验归纳、总结物理概念或规律的问题;本章(或单元)要求掌握的知识点及各知识点之间的联系等内容提纲攀领、简明扼要地表示出来,给学生提供依靠点。然后指导学生以“信息纲要图表”为引导用1-2节课时间自己阅读本章(或单元)教材,使学生初步了解这一章(或单元)涉及的实验及所用器材,要求掌握和知识点和知识结构总体框架。
第二步:在学生对将要学习章节(或单元)内容从总体上初步了解的基础上,任课教师和实验员要做好实验前的一切准备工作。如把这部分内容中用到的实验器材在检查无故障后到实验室内的专用仪器橱中;任课教师组织学生到实验室以实物为例为学生讲授各种仪器的用途使用方法和使用注意事项等效任课教师组织学生到实验室分组轮流操作各个实验(主要指由演示实验转变成的学生实验)。在实验过程中放手让学生根据预习和“住处纲要图表”提供的信息自己确定所要操作实验的顺序,自己选择实验仪器自己设计实验方案并按实验要求独立操作实验和记录观察到的实验现象(或数据)。最后由教师引导学生对实验数据和实验误差进行分析处理,并由学生自己通过讨论初步设计完成每个实验的实验报告。
第三步:在学生初步完成实验报告的基础上,教师再根据指导学生实验和检查实验报告获得的反馈信息,以学生通过实验获得的事实性实验依据(实验报告)为线索,引导学生学习新知识。并要求教师在授课过程中对刻度尺、天平、量热器等测量仪器的使用方法、操作规范要求高的实验和电学部分中电路图的连接、仪表的使用、电路故障的排队等复杂实验在讲授新课过程中高标准、严格规范地为学生演示一遍,把实验中应注意的事项给学生强调清楚,为学生课的演示实验,可以变为随堂实验,选择适当时机穿插在讲授新课过程中指导学生操作完成。并鼓励学生开展小制作、小创造、小发明和撰写小论文等活动。这样才能真正使学生在学习过程中通过实验创设问题情境;通过对实验的操作、观察和思维来发现问题。在教师的指导下讨论、修正自己的认识、取得共识、进而得出正确的结论并加以应用。
第四步:在讲授完一章(或单元)的内容后,再引导和发动学生利用课外活动、科技活动或自习课等外时间在规定期限内随时向实验员申请到实验室,在实验员的指导和监督下,严格按实验要求,重新规范操作一遍由演示实验变成的学生实验,并把授课前完成的每一个实验报告作以修正和补充。这样不仅能使学生在实验过程中通过积极动手、动脑、获得直接经验,更有助于学生对已掌握的物理知识的巩固、深化和应用。
四、教改实验的特点和作用
1.通过改变实验室管理方式和传统授课模式,改变了原来做演示实验和分组实验时完全由教师操作或只有极少数学生能操作实验,大多数甚至是全体学生只能看实验的教学状况,给每个学生都提供了自己动手操作实验的机会。这样必然使学生自然而然地产生一种“自主、平等、进而主动”的心理作用;再加上物理实验本身都有较强的趣味性和探索性。故对激发每个学生对物理学习的兴趣,培养学生主动参与,积极探索的精神和训练培养学生动手做、动脑想的习惯和能力都会产生极其重要的作用。
2.在这次实验改革中注重了学生预习五一节的教学。通过教师精心设计的“信息纲要图表”指导学生预习,为学生的实验过程和新知识的学习过程做好知识储备。这样对培养学生独立思考、自我探究的习惯和自学能力、自我发展能力都大有裨益。
3.通过这次实验教学改革,给学生提供了充足的实验操作练习时间,并且使教师在实验过程中能放手让学生独立操作完成每一个实验和指导学生独立设计完成每一个实验报告。从而使学生对实验原理的理解能力、对实验仪器的选择能力、对实验现象的观察能力、对实验数据和实验误差的分析处理能力以及学生在实验中灵活运用所学物理知识解决实际问题和创新实验的能力都得以长足发展。
通过这次实验教学改革,使教师改变了传统的教学方法。在教学过程中注重充分利用学生通过实验创设的物理情境和获得的事实性实验依据为引导,启发学生在对实验过程中获得的大量直觉表象进行分析、综合、比较和概括等思维活动中掌握物理概念或规律的实用,并加以应用。这样对培养学生以实验为基础来学习和研究物理学的科学态度,在问题解决及探究中的自主性和有创造性的吸收知识的良好学习素养,掌握物理学习的科学方法都会产生传统教学方法不可比拟的作用。
Strengtheningthestudyonphysicalexperimentteachinginsecondaryschool
DONGGuo-rongLIJian-zhong
(Zhuchengwestsuburbschoolforemployee’schildren,Shandong262200,China)
一、学生实验是物理教学中体现理论联系实际、具体与抽象相结合的教学原则的重要实施方法。
我在讲光的镜面反射和漫反射时,就近带学生到湖边看倒影,取得了较好的教育效果。他们看到在平静的湖水边,只有一个方向能看到岸边景物的倒彤,即光线平行射入湖面,反射光线也会平行射出,形成镜面反射,这时让一个学生自己将一小石子投入湖中,激起一阵微波,湖面的平静被破坏了,倒影就乱了。但这时却发现在其它方向也看到了紊乱的倒影。因为条件发生了变化,平静的湖面变成了凹凸不平的湖面,镜面反射变成了漫反射。通过这个生动而且直观的学生现场实验,学生对光的反射现象产生了浓厚的兴趣,对镜面反射和漫反射有一个从感性到理性的认识飞跃。
又如,我在讲分子的热运动时,分别给相临座位的两个学生每人一杯热水和一杯冷水,让他俩同时往杯子里的水中注入一滴红色墨水,过一会儿,就观察到热水中的红色墨水很快地而且均匀地扩散开来,而冷水杯中的红色墨水却仍聚集一团,扩散缓慢,几乎没有动静。实验表明,温度越高,分子做无规则运动的速度就越大,所以大量分子做无规则运动的速度跟温度有关。实验中,通过自己动手做做,自己再进行分析、总结,学生能透过具体的物理现象,理解并总结出抽象的物质运动的规律,从而提高了逻辑思维能力。
舞蹈是一项充满审美体验的综合运动,舞蹈能够让学生在音乐的熏陶下,在运动中获得美的体验,从观赏练习实践中培养审美情趣和健康能力,在运动中不断强化对美的感悟,逐渐塑造优美的形体,不断培养他们高雅的品位,增强他们的艺术修养,培养气质。随着社会就业竞争力的不断增强,社会对人才的要求,既注重外形,又注重内修,既强调技能,又考虑品位修养,只有那些形体美行为美心灵美的人才能更好地满足社会的需要。舞蹈教室都有大镜子和音响设备,高职学生能够通过镜子纠正自己的动作,矫正自己的形体姿势,不断发现并努力塑造自己的形体美,建立自己的审美标准,强化他们的审美体验。在舞蹈训练中,为了达到一定的动作标准和形体效果,每个学生都要反复训练,克服自身的不足,历经多次失败,不断增强他们的意志和毅力,树立迎难而上百折不挠的勇气,塑造形体美的同时也在塑造他们的心灵美。
二、树立学生自信,增强气质与风度
高职学生需要具备强大的自信,社会是充满竞争的,人生也是有许多不可预知的,生活道路上不可能一帆风顺,职场上也不尽是顺风顺水,在创业的道路上更是充满荆棘,每一个学生要在社会的大海大浪中激流杨帆,必须充满自信。舞蹈训练能够让学生塑造健康的体质、优美的形体,长期的舞蹈训练能够让学生具备外在美与内在美,不断增强他们工作和生活的自信。高职学生要在以后的职场上争取更多的优势和发展空间,还应具备一定的气质和风度,气质与风度是一个人的个性,也是一个人最好的名片。气质不会与生俱来,风度也不会随年龄的增长而增,都需要通过后天的努力培养,才能具备优雅的举止,良好的言语谈吐,才会给人以和蔼友善,亲和融洽,温文尔雅,如沐春风的感觉,才能在生活中更好地与人相处,工作中受人尊重,交际中受人欢迎,更好地适应社会,发展事业,享受人生。舞蹈教学是培养学生风度与气质的最好途径,舞蹈隐含着一种气度、精神和风度,在舞蹈训练中,要全神贯注,每一个动作和技巧都严格要求,审美追求和艺术品位不断提升,逐渐培养一种高雅的气度。
三、增强人际交往能力,培养集体与责任意识
人是社会中的人,需要与人交往,需要与人合作,需要把个人与社会融为一体,不断提升自己的交际能力,学会与人合作,培养自己的团队意识与集体荣誉感。也应把个人的价值与社会价值统一起来,不断增强自己的社会责任感,才能更好的适应社会发展,成就自我,成为社会有用的人才,高职舞蹈教学一般采取集体教学的形式,学生集体练习,不同个性不同性别的学生参与舞蹈训练,一方面能够让他们有更多的交际和交流机会,提高他们的交往能力;另一方面,一个集体需要相互配合,相互帮助,也要集体荣誉感,也要一定的责任与担当意识。在舞蹈训练中,需要与舞伴密切配合,在动作节奏上保持一致,和他人一起把舞蹈的美展现出来,增强团队精神与合作意识。在与舞伴协调配合过程中,既锻炼身体,提升了舞蹈技能,又能让那些性格内向胆小腼腆的高职学生逐步消除与人交往的心理障碍,努力塑造健康的心灵。同时,舞蹈需要更好地协调配合,需要表达交流,让他们学会表达与倾听,学会理解与宽容,学会体谅与包容,逐步掌握交际的礼仪与为人处事的技巧,为走向社会更好地与人交往奠定良好的基础。另外,他们在舞蹈训练中学会忍让与体贴、互助与谦逊,这些优秀的品质都是他们适应社会的基本素养与能力。
四、培养团队精神,增强合作能力
现在的高职学生面对的是一个竞争异常激烈的社会,每一个人不能仅靠个人的力量获得更大的成就。只有较强的团队精神与合作能力,才能在现代职场更好地发挥作用,才能在激烈的市场价竞争中形成更为强大的竞争力。一个人要想在社会上更好地发展,必须学会与他人合作,必须具有团队精神,才能胜任各种工作,才能在未来的发展中不断拓展自己的事业,因此,团队精神和合作能力是学生适应社会发展的必备能力。
五、结语
1)开卷考试:考试中允许学生带教科书和笔记本进考场,在规定时间内完成试卷。考虑到采用开卷考试,出题的原则作了适当的调整,绝大部分题目有一定的灵活性。对所学过的一些基本知识、基本观点、基本概念如已理解和掌握,不用翻书,稍事思考就能找出正确答案,否则即使翻书、看笔记也无法直接找到答案。例如,在“氨基酸代谢”一章,有一道这样的题目:与S-腺苷甲硫氨酸无关的反应有:A.肌酸的生成;B.胆碱的生成;C.多胺的生成;D.尿素的生成;E.肾上腺素的生成,选项中所列反应,除去尿素的生成,其他都与S-腺苷甲硫氨酸有关。而上述相关反应,分别在脂代谢、氨基酸代谢等章节中学到过,但需要同学们自己进行归纳。其目的在于调动学生思维,更多地通过理解去掌握知识,而不是一味地死记硬背。2)计算机模拟考试:学习若干章节后,在规定时间内学生到计算机上抽题测试。测试是在师生之间充分信任的基础上实行的免监法,在充分的诚信品质教育培养的基础上由学生自觉作答,使学生的发挥达到最佳,也对学生的综合道德品质培养和主动学习的态度起到不可估量的促进作用。免监考的目的在于建设良好的学风[5]。心理学的研究表明:人都要求平等和受到尊重与信任,渴望拥有自[6]。最有力量的学校管理者不是那些只会行使行政权力人,而是那些善于尊重人、相信人的人[7]。免监考,让学生对自己的行为负更大的责任、具有更大的自,从而也更有力地调动了学生遵守纪律的自觉性。
2采用大班案例讨论课考核分析、解决问题的能力
对于一个患病的机体来讲,同时存在着机能、形态和代谢方面的改变。案例分析是生物化学教学过程中经常使用的方法,也是学生应当具备的学习能力[8]。如女性较为注意自己的形体,关注自己身体各部位的比例正常,有些女性刻意减少饮食量以保持身材苗条,有的女性由于过度减少进食量而出现低血糖的现象。教师授课时首先提出日常生活中可以见到的这个现象,引起学生的强烈好奇心,再分析糖代谢的内容,最后回到案例本身,使学生既学到了糖代谢的相关基础知识,又能将这些知识运用到生活及临床实践中,为将来的临床课程学习打下基础[9]。在案例的选择中我们特别注重案例与生化知识点的相关性及相互联系。例如:我们选择糖尿病的病例,讲解了糖代谢中血糖的来源及去路,与学生一起分析糖尿病患者为什么会出现“三多一少”的症状,糖尿病患者为什么容易出现酮症酸中毒?通过这个案例的学习,不仅讲解了糖代谢,同时还与脂代谢途径联系在一起,有利于学生对生化各章节内容从纵向到横向结合起来。在讨论的过程中,请学生先分析,教师参与讨论,及时引导,调动了学生的学习积极性、活跃课堂气氛,是一种有效的、主动的学习方式。同时建立起案例讨论成绩评定方法以考核学生分析、解决问题的能力。即大班病例讨论成绩由病例讨论课现场讨论各班成绩(70%)和个人成绩(30%)组成。其中讨论课现场讨论成绩由教师及学委组织的答辩委员会评出;而个人成绩则根据每人准备工作多少、答辩参加状况、任务完成情况等内容,由学委组织学生评分。案例式教学考核提高了学生的综合能力和团队精神[10]。
3采用论文综述撰写与答辩方法考核创新能力
课程体系和教学内容是“卓越计划”指导思想和教育理念付诸实践的桥梁。根据《卓越工程师教育培养计划通用标准》对本科工程型人才知识、能力与素质的要求,我们提出构建生物化学实验教学体系的基本思路是夯实专业基础,提升实践能力,拓展创新能力。在此思路上,优化整合原有实验内容,将实验分成验证型和综合设计型,根据学生能力发展进程将实验内容分成基础模块、提升模块、创新模块。生物化学实验多层次教学体系。生物化学实验教学的第一阶段为基础模块实验,教学目标是使学生掌握扎实的实验基础知识,具备基本技能,规范实验操作;第二阶段为提升模块实验,教学目标是提升学生实验能力,注重培养观察、思维与动手能力,培养组织管理团队协作能力,培养分析、提出方案并解决实际问题的能力;第三阶段为创新模块实验,教学目标是培养学生的科研能力、创新能力、产品开发和设计能力。针对原先生物化学实验教学中存在实验教学内容与工程实际结合不够紧密的问题,注重按工程问题优化教学内容,开设一些与企业生产密切相关的实验项目,培养学生的工程实践能力,如“皂化价的测定”“蛋白质浓度测定方法比较”“食品中粗脂肪的提取和含量测定”等实验项目与食品生产过程中的产品开发和质检标准等紧密相关。
2改革实验教学方法与手段
充分利用现代化教学手段,将教学大纲、任务书、教案、多媒体课件、参考资料及实验操作视频等资料上传到课程网站,并要求学生提前预习,写好预习报告。在实验教学中灵活运用多种教学方法,以“提问式”和“讨论交流式”教学法为主,由以往教师讲实验、学生听实验的教学方法,改为教师提问学生回答、师生开展讨论与交流的方法,加深学生对实验原理和实验操作过程的理解。在综合设计型实验中着力推动“基于项目的学习”,以学生为中心,强调小组合作学习,要求学生对现实生活中的真实性问题进行探究。下面以实验项目“土豆中过氧化物酶的提取、纯化与性质测定”为例,叙述“基于项目的学习”的开展过程。该实验项目内容包括:粗酶液提取、粗酶的沉淀、粗酶的纯化、分子量的测定、性质分析。粗酶液提取中,要求学生确定细胞破碎的方法、选择合适的缓冲溶液、确定恰当的固液分离的方法;粗酶的沉淀中,要求学生确定合适的沉淀方法及沉淀条件;粗酶的纯化中,要求学生根据过氧化物酶的理化性质,制定合理的纯化方案;分子量的测定中,要求学生选择恰当的测定方法;性质分析中,要求学生考察过氧化物酶的最适pH、最适温度及金属离子对酶活的影响。1)组织任务小组。实验开始前两周告知学生实验项目信息,并将学生分成若干小组,每组5人,要求每位成员具体负责该实验项目中的1项任务。另外指定一名责任心强、有一定领导能力的学生作为总负责人。2)制定项目任务。项目任务步骤为:小组集体讨论,小组成员根据各自特长及兴趣爱好确定具体实验内容制定总体实验方法和技术路线小组成员分头完成各自实验方案小组成员汇总集体协作完成实验方案实施实验方案,获得实验结果。上述任务步骤中,除实施实验方案之外,其余步骤均需在实验开始前完成。实验方案实施过程中,要求各小组自行配制所需试剂,并在教师的指导下独立使用匀浆机、离心机、层析柱、分光光度计等仪器设备。3)小组实验方案及实验结果汇报。完成实验后,组织各小组以实验报告的形式呈现他们的实验方案及结果,并制作成幻灯片,在小组间交流讨论。4)实验方案及结果评价。评价内容包括:学生查阅文献能力、提出问题能力、实验方案设计及实施能力以及团队合作技能。“基于项目的学习”改变了过去教师预先给学生配好实验试剂,实验前讲授实验步骤的做法,而让学生自己设计实验方案、配制试剂、实施实验的全过程,促进了学生文献查阅、实验操作技能、团队协作、工程实践及创新能力的培养。
3改革实验考核方法
过去对生物化学实验成绩的考核主要是依据学生的实验报告,导致很多学生不重视实验操作,有些学生实验中不愿意动手操作,甚至出现抄袭报告等不正常现象,这严重影响了实验教学效果,更不利于卓越计划的实施。近年来,我们改变了以往只重实验报告的考核方式,探索了适合考查学生学习能力及实验过程的考核方法。考核过程中采取平时考核与期末考核相结合的方式,两者各占总成绩的50%。平时成绩中,实验纪律占10%、操作技能占60%、实验报告占30%。每次实验均作考勤,缺席者不得参加期末考试。实验纪律的考核内容包括学生在实验期间是否遵守实验室规章制度、安全与卫生情况。操作技能考核内容包括操作是否规范、团队协作及解决实际问题能力等。实验报告考查内容包括实验报告是否详细、完整,有无实验结果及分析,凡实验报告抄袭者一律重写。期末考核为开卷考试,试卷内容涵盖本课程开设的所有实验项目,考查内容包括实验原理及方法、操作注意事项,以及针对某个具体问题进行综合分析并设计实验方案。新的考核方式使教师能够对每个学生做出客观、公正的评价,激发了学生的实验操作积极性,提升了学生自主学习能力,促进了学生创新精神和实践能力的培养。
4优化师资队伍
要实现基于“卓越计划”的生物化学实验教学改革,必须建立一支高素质的能够满足卓越工程师培养所需的生物化学实验教师队伍。徐州工程学院近年来,尤其在成为卓越工程师培养高校之后十分重视教师队伍建设,大力提升教师专业素质,积极引进高水平教授和优秀博士,鼓励校内教师到海内外作访问学者、攻读博士学位进修;组织“教授公开课”和“青年教师讲课比赛”,促进教师提高教学水平;有计划地选送教师到企业工程岗位工作,积累工程实践经验;从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员担任兼职教师。目前徐州工程学院生物化学实验教学团队的年龄、学历、职称与专业结构如图1所示。从图中可以看出生物化学实验教师队伍的现状是:1)年龄组成以年轻教师为主,并注重老中青相结合;2)学历学位普遍较高,博士学位占大多数;3)职称组成较高,以副教授职称为主;4)专业组成多样,大部分教师具有生物学方面的理学知识,除此之外,还具有食品科学与工程、化学工程与技术、环境安全与工程等工程知识与经验。综上所述,徐州工程学院生物化学实验教学队伍是一支高学历、年龄及职称结构合理、专业组成多样的团队,能够满足卓越工程师培养的需要。
5结语