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摘 要:本文从优化课程体系,引入学科最新研究成果拓宽学生知识面;更新教学手段,采用互动模式和策略;强化第二课堂功能,两大课堂良性对接,增强学生创新能力的培养等几方面介绍了作者在“植物生物学”教学中培养创新型生物科学人才的体会。
关键词:植物生物学 两大课堂 创新型人才
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(c)-0141-02
21世纪是知识经济的世纪,也是生物科学的世纪,生物科学技术因其带头学科的地位一定会在新世纪里对社会的发展和人类命运产生深远影响,这就要求我们生物学教育者必须责无旁贷地肩负起教育改革先锋的重任:培养大学生的创新思维和动手操作能力[1]。作为培养创新型人才的主要阵营——高等院校,应当以培养学生的创新能力为首要任务,加强对大学生综合创新素质的培养,使学生在探索式的学习进程中,体验和发现知识,创新学习方法,成为独立自主的“学习者”和“创造者”[2]。
生物科学是一门建立在观察、实验基础上的自然学科,比其它学科更容易触及学生的思维和能力发展,所以对于开发学生综合素质有着天时地利的优势。因为未来社会需要大量的创新型人才,生物科学教育应该在人文综合素质均衡发展的基础上突显以创造能力为中心的个性化培养。植物生物学是生物科学的主要专业基础课,是一门综合性的植物基础学科,也是学习生态学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、分子生物学等后续课程的必要条件和基础。植物生物学作为一门具有很强的实践性学科,更是培养学生科研、实践能力和综合素质的重要途径。因此,它对培养学生的分析问题和解决问题能力,特别是对学生综合素质和创新能力的培养具有重要作用。但是,由于受传统的教学观念和实验条件所限,植物生物学的教学一直是重理论轻实践,忽视了对学生自主探求知识的兴趣和能力培养。为了适应未来社会对创新型人才的需要,我们不断探索研究和改进第一课堂与第二课堂互动,实现良性对接,建立一套新的植物生物学教学模式,加强学生创新能力的培养。
1 第一课堂重在培养学生植物生物学理论知识和基本操作能力
第一课堂主要是根据教材及教学大纲,在学校规定的教学时间里进行课堂教学活动。从教学内容看,第一课堂教学内容是主体;从教学形式看,第一课堂以理论知识灌输为主;从教学场所看,第一课堂以教室为主[3]。为了避免传统教学方法的枯燥乏味,充分调动学生主动学习的积极性,我们从优化课程体系、更新教学手段、改革考核方式等方面出发,对植物生物学教学进行了探索性研究。
1.1 更新教学内容,优化课程体系
随着学校新一轮教学计划的实施,植物生物学教学学时再次压缩。我们贯彻高校教改基本思路,在植物生物学教学改革中,构建了植物生物学新的课程体系,编写了《植物生物学》新教材(贺学礼主编,科学出版社,2009年),并制订了课程优化方案,使该课程从单纯的传授知识向强化能力培养方面转化。在优化课程结构方面,为了能在有限的学时内达到教学效率的更大化,将课程设置为五大模块:植物细胞结构与组织→植物营养器官形态结构与发育→植物繁殖器官形态结构与发育→植物营养生长与发育调控→植物多样性和植物资源保护与利用。在每个模块内容的安排上,一方面注重删除和后续课程中交叉重复的部分,例如在讲授植物细胞一章时,因为关于细胞代谢、增殖和凋亡过程等内容将在后续课程生物化学和细胞生物学中详细讲解,所以我们把重点放在植物细胞的特有结构上;另一方面注重更新学科发展动态,每个模块内容后开设一个窗口向学生介绍学科前沿性知识,让学生及时了解植物学科发展的最新动态,增加与生活密切相关的植物生物学知识,以适应社会所需创新型人才培养的目标,拓宽学生的个性化发展空间,使他们具有较强的社会适应能力。
1.2 改进教学手段,突显互动模式和策略
传统的课堂教学是“教师中心论”和“学习中心论”,这种模式对于传授知识的准确性,增强学生记忆具有一定意义,但是不利于发挥学生的学习主动性和创造性。基于这一弊端,我们更新了植物生物学教学手段,新教学手段的目标是提倡学生主动参与、乐于探究、勤于动手,重在培养学生搜集和处理信息资料的能力、获取新知识能力、分析和解决问题的能力及合作能力。在课堂教学互动过程中,根据教学内容或主题来变换互动的模式或方式,如采用问答式,讨论式,质疑探讨式等。在讲授植物生理部分时,制作的课件为教学科研型,而不是单纯的教学型课件。在讲解每一个现象或理论时,前一次课先以质疑方式向学生提出问题,让学生课后自己查资料,设计试验方案来证明这一现象或验证这一理论。在条件允许的情况下,把实验材料带到课堂上,让学生亲自观察一些植物生理现象。例如,在讲植物吐水现象时,将一盆前一天晚上浇足水的植物和一盆没有浇水的同一种植物带到教室,让学生观察哪盆植物的叶尖有水珠溢出,然后提出问题,让他们开动脑筋思考问题,这样学生的兴趣与积极性都被调动起来,相互讨论和争议,通过这种方式学生对所学知识记忆非常深刻。同时,我们把自己的最新科研成果加入到课堂教学中,用现实的科研成果激发学生学习科技、创作发明的热情,用科研活动促进教学质量的提高。
2 第二课堂重在培养学生科研意识和创新能力
第二课堂以实践活动为主,是理论和实践相结合的关键环节,是理论向实践的飞跃,内容丰富、形式多种多样。在第一课堂所学的理论知识,只有通过第二课堂的实践活动,才能转化为学生的基本素质,使他们更好地适应社会的需要。学生满载着第一课堂所学的基本理论知识和基本技能步入第二课堂,参加丰富多彩的第二课堂的学术、科研、实践等活动,消化第一课堂所学的知识,分析和解决现实中遇到的问题,从而达到实现第一课堂所学理论知识和基本技能的运用,培养学生的科学思维方法、严谨态度、创新精神和实践能力,使学生由知识的“奴隶”变成知识的“主人”[3]。
2.1 培养学生的创新思维
大学生兴趣广泛、思维敏捷、精力充沛、想象力丰富,又具备一定的基础知识、专业技能和创新能力,这就为其在大学期间进行科研素质的培训提供了绝好的时机与可能[4]。植物实验室全年对学生开放,学生根据个人兴趣爱好组成若干课题小组,每个小组4～6人,每个课题小组至少有一名指导老师。各课题小组成员既可根据对植物感兴趣的方面自拟研究项目,也可结合指导老师的科研方向进行选题,然后利用课余时间查阅有关的文献资料,进行分析与讨论,确立观点与论据,制定技术路线,每组的组长作所选课题的专题发言,其他同学提问,教师点评,最终确定实验方案。学生利用实验室条件,在专业教师指导下,独立完成整个研究过程,最后以答辩形式验收研究结果,并向指导教师提交研究论文。在整个实验过程中,学生一边学习专业知识,一边接受科研思想的培训,了解科研理论与方法,亲自感受和参加科学研究中的探索、调查和发现的全部过程,促使他们初步掌握和全面提高分析、评估和综合技能。通过这个过程,既培养了学生的自学、观察和思考能力,也开发了学生的智力,培养了学生的创新精神。 2.2 加强课外实践教学,培养学生综合能力
充分重视学生的课外科技活动,利用各类科技竞赛大力支持和鼓励学生积极参与科技创新活动,利用各种渠道为学生的科技创新活动提供方便,这不仅仅是实践教学环节的延伸,更是培养学生创新能力的有效途径。近年来,生物科学专业的学生在植物学科老师指导下,荣获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖 2 项、“挑战杯”河北省大学生课外学术科技作品竞赛奖3项。
河北大学为培养本科生的创新意识和科研实践能力,每年组织开展本科生科技创新项目(STCP)的申报立项工作,学生可以结合自己的兴趣或特长进行自主立项,也可由教师指导选题,学生自由组队并联系一至二位老师作为指导教师,先撰写计划书,然后向学校提交大学生科技创新项目申请书,学校STCP管理办公室聘请有关专家组成评审组对申报项目进行评审和立项,学生可利用实验室条件从事科学研究。先后有“八大祁药AM真菌属间同源性和进化性研究”和“沙棘AM真菌结构和功能相关性及其生态适应性研究”大学生科技创新项目获资助,其中“八大祁药AM真菌属间同源性和进化性研究”项目结项评审结果为优秀。通过项目申报、研究方案实施至结题报告撰写的完成,在培养学生的创新思维,增强学生研究能力和操作能力等方面取得了显著效果。
3 两大课堂良性对接,改革考核方式
考核方法和考核内容对学生学习和教师教学都有重要导向作用。将创新思维能力和实践能力纳入植物生物学课程教学系统,考核方式也必然要作出相应改革与调整。该课程考核成绩包括:学生平时成绩(占20％,包括作业和出勤率),主要检验与巩固基础理论知识;撰写综述(占30％),综合性考察学生的基本科研方法、科学思维能力、把握课题研究成果、尝试科研论文写作的掌握情况[5];以PPT格式提交课题小组的研究结果(占20％),主要考核学生创新思维和实践能力;期末考试成绩(占30％)。
这种考核方式既能体现学生对第一课堂知识掌握的程度,又能反映学生通过第二课堂培养的科研创新能力。两大课堂良性对接,使学生不仅学习基本理论知识和基本原理,还能参加科研过程,熟悉科研方法,并内化为一种探索精神和研究能力,为今后独立开展工作奠定基础。
参考文献
[1] 吕伟.21世纪我国生物学教育改革及两个价值取向[J].生物学教学,2001,26(1):10～11.
[2] 李景琦.植物学实验教学与创新型人才培养的研究[J].陕西教育学院学报,2010,26(1):110～112.
[3] 李维意,杜平.论大学生两大课堂的良性对接[J].重庆教育学院学报,2008,21(1):103～105.
[4] 吴漂生,殷红.以信息素质教育为平台的本科生科研训练型教学模式[J].图书馆界,2009(2):40～42.
[5] 沙振江.本科生早期科研训练课程化研究[J].高等教育管理,2007(1):81～84.
关键词:植物生物学 两大课堂 创新型人才
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(c)-0141-02
21世纪是知识经济的世纪,也是生物科学的世纪,生物科学技术因其带头学科的地位一定会在新世纪里对社会的发展和人类命运产生深远影响,这就要求我们生物学教育者必须责无旁贷地肩负起教育改革先锋的重任:培养大学生的创新思维和动手操作能力[1]。作为培养创新型人才的主要阵营——高等院校,应当以培养学生的创新能力为首要任务,加强对大学生综合创新素质的培养,使学生在探索式的学习进程中,体验和发现知识,创新学习方法,成为独立自主的“学习者”和“创造者”[2]。
生物科学是一门建立在观察、实验基础上的自然学科,比其它学科更容易触及学生的思维和能力发展,所以对于开发学生综合素质有着天时地利的优势。因为未来社会需要大量的创新型人才,生物科学教育应该在人文综合素质均衡发展的基础上突显以创造能力为中心的个性化培养。植物生物学是生物科学的主要专业基础课,是一门综合性的植物基础学科,也是学习生态学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、分子生物学等后续课程的必要条件和基础。植物生物学作为一门具有很强的实践性学科,更是培养学生科研、实践能力和综合素质的重要途径。因此,它对培养学生的分析问题和解决问题能力,特别是对学生综合素质和创新能力的培养具有重要作用。但是,由于受传统的教学观念和实验条件所限,植物生物学的教学一直是重理论轻实践,忽视了对学生自主探求知识的兴趣和能力培养。为了适应未来社会对创新型人才的需要,我们不断探索研究和改进第一课堂与第二课堂互动,实现良性对接,建立一套新的植物生物学教学模式,加强学生创新能力的培养。
1 第一课堂重在培养学生植物生物学理论知识和基本操作能力
第一课堂主要是根据教材及教学大纲,在学校规定的教学时间里进行课堂教学活动。从教学内容看,第一课堂教学内容是主体;从教学形式看,第一课堂以理论知识灌输为主;从教学场所看,第一课堂以教室为主[3]。为了避免传统教学方法的枯燥乏味,充分调动学生主动学习的积极性,我们从优化课程体系、更新教学手段、改革考核方式等方面出发,对植物生物学教学进行了探索性研究。
1.1 更新教学内容,优化课程体系
随着学校新一轮教学计划的实施,植物生物学教学学时再次压缩。我们贯彻高校教改基本思路,在植物生物学教学改革中,构建了植物生物学新的课程体系,编写了《植物生物学》新教材(贺学礼主编,科学出版社,2009年),并制订了课程优化方案,使该课程从单纯的传授知识向强化能力培养方面转化。在优化课程结构方面,为了能在有限的学时内达到教学效率的更大化,将课程设置为五大模块:植物细胞结构与组织→植物营养器官形态结构与发育→植物繁殖器官形态结构与发育→植物营养生长与发育调控→植物多样性和植物资源保护与利用。在每个模块内容的安排上,一方面注重删除和后续课程中交叉重复的部分,例如在讲授植物细胞一章时,因为关于细胞代谢、增殖和凋亡过程等内容将在后续课程生物化学和细胞生物学中详细讲解,所以我们把重点放在植物细胞的特有结构上;另一方面注重更新学科发展动态,每个模块内容后开设一个窗口向学生介绍学科前沿性知识,让学生及时了解植物学科发展的最新动态,增加与生活密切相关的植物生物学知识,以适应社会所需创新型人才培养的目标,拓宽学生的个性化发展空间,使他们具有较强的社会适应能力。
1.2 改进教学手段,突显互动模式和策略
传统的课堂教学是“教师中心论”和“学习中心论”,这种模式对于传授知识的准确性,增强学生记忆具有一定意义,但是不利于发挥学生的学习主动性和创造性。基于这一弊端,我们更新了植物生物学教学手段,新教学手段的目标是提倡学生主动参与、乐于探究、勤于动手,重在培养学生搜集和处理信息资料的能力、获取新知识能力、分析和解决问题的能力及合作能力。在课堂教学互动过程中,根据教学内容或主题来变换互动的模式或方式,如采用问答式,讨论式,质疑探讨式等。在讲授植物生理部分时,制作的课件为教学科研型,而不是单纯的教学型课件。在讲解每一个现象或理论时,前一次课先以质疑方式向学生提出问题,让学生课后自己查资料,设计试验方案来证明这一现象或验证这一理论。在条件允许的情况下,把实验材料带到课堂上,让学生亲自观察一些植物生理现象。例如,在讲植物吐水现象时,将一盆前一天晚上浇足水的植物和一盆没有浇水的同一种植物带到教室,让学生观察哪盆植物的叶尖有水珠溢出,然后提出问题,让他们开动脑筋思考问题,这样学生的兴趣与积极性都被调动起来,相互讨论和争议,通过这种方式学生对所学知识记忆非常深刻。同时,我们把自己的最新科研成果加入到课堂教学中,用现实的科研成果激发学生学习科技、创作发明的热情,用科研活动促进教学质量的提高。
2 第二课堂重在培养学生科研意识和创新能力
第二课堂以实践活动为主,是理论和实践相结合的关键环节,是理论向实践的飞跃,内容丰富、形式多种多样。在第一课堂所学的理论知识,只有通过第二课堂的实践活动,才能转化为学生的基本素质,使他们更好地适应社会的需要。学生满载着第一课堂所学的基本理论知识和基本技能步入第二课堂,参加丰富多彩的第二课堂的学术、科研、实践等活动,消化第一课堂所学的知识,分析和解决现实中遇到的问题,从而达到实现第一课堂所学理论知识和基本技能的运用,培养学生的科学思维方法、严谨态度、创新精神和实践能力,使学生由知识的“奴隶”变成知识的“主人”[3]。
2.1 培养学生的创新思维
大学生兴趣广泛、思维敏捷、精力充沛、想象力丰富,又具备一定的基础知识、专业技能和创新能力,这就为其在大学期间进行科研素质的培训提供了绝好的时机与可能[4]。植物实验室全年对学生开放,学生根据个人兴趣爱好组成若干课题小组,每个小组4～6人,每个课题小组至少有一名指导老师。各课题小组成员既可根据对植物感兴趣的方面自拟研究项目,也可结合指导老师的科研方向进行选题,然后利用课余时间查阅有关的文献资料,进行分析与讨论,确立观点与论据,制定技术路线,每组的组长作所选课题的专题发言,其他同学提问,教师点评,最终确定实验方案。学生利用实验室条件,在专业教师指导下,独立完成整个研究过程,最后以答辩形式验收研究结果,并向指导教师提交研究论文。在整个实验过程中,学生一边学习专业知识,一边接受科研思想的培训,了解科研理论与方法,亲自感受和参加科学研究中的探索、调查和发现的全部过程,促使他们初步掌握和全面提高分析、评估和综合技能。通过这个过程,既培养了学生的自学、观察和思考能力,也开发了学生的智力,培养了学生的创新精神。 2.2 加强课外实践教学,培养学生综合能力
充分重视学生的课外科技活动,利用各类科技竞赛大力支持和鼓励学生积极参与科技创新活动,利用各种渠道为学生的科技创新活动提供方便,这不仅仅是实践教学环节的延伸,更是培养学生创新能力的有效途径。近年来,生物科学专业的学生在植物学科老师指导下,荣获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖 2 项、“挑战杯”河北省大学生课外学术科技作品竞赛奖3项。
河北大学为培养本科生的创新意识和科研实践能力,每年组织开展本科生科技创新项目(STCP)的申报立项工作,学生可以结合自己的兴趣或特长进行自主立项,也可由教师指导选题,学生自由组队并联系一至二位老师作为指导教师,先撰写计划书,然后向学校提交大学生科技创新项目申请书,学校STCP管理办公室聘请有关专家组成评审组对申报项目进行评审和立项,学生可利用实验室条件从事科学研究。先后有“八大祁药AM真菌属间同源性和进化性研究”和“沙棘AM真菌结构和功能相关性及其生态适应性研究”大学生科技创新项目获资助,其中“八大祁药AM真菌属间同源性和进化性研究”项目结项评审结果为优秀。通过项目申报、研究方案实施至结题报告撰写的完成,在培养学生的创新思维,增强学生研究能力和操作能力等方面取得了显著效果。
3 两大课堂良性对接,改革考核方式
考核方法和考核内容对学生学习和教师教学都有重要导向作用。将创新思维能力和实践能力纳入植物生物学课程教学系统,考核方式也必然要作出相应改革与调整。该课程考核成绩包括:学生平时成绩(占20％,包括作业和出勤率),主要检验与巩固基础理论知识;撰写综述(占30％),综合性考察学生的基本科研方法、科学思维能力、把握课题研究成果、尝试科研论文写作的掌握情况[5];以PPT格式提交课题小组的研究结果(占20％),主要考核学生创新思维和实践能力;期末考试成绩(占30％)。
这种考核方式既能体现学生对第一课堂知识掌握的程度,又能反映学生通过第二课堂培养的科研创新能力。两大课堂良性对接,使学生不仅学习基本理论知识和基本原理,还能参加科研过程,熟悉科研方法,并内化为一种探索精神和研究能力,为今后独立开展工作奠定基础。
参考文献
[1] 吕伟.21世纪我国生物学教育改革及两个价值取向[J].生物学教学,2001,26(1):10～11.
[2] 李景琦.植物学实验教学与创新型人才培养的研究[J].陕西教育学院学报,2010,26(1):110～112.
[3] 李维意,杜平.论大学生两大课堂的良性对接[J].重庆教育学院学报,2008,21(1):103～105.
[4] 吴漂生,殷红.以信息素质教育为平台的本科生科研训练型教学模式[J].图书馆界,2009(2):40～42.
[5] 沙振江.本科生早期科研训练课程化研究[J].高等教育管理,2007(1):81～84.