激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的《普通生物學(xué)》教學(xué)模式改革實(shí)踐

王曉靜　陳鐵山　韓鋒　易華

摘要：普通生物學(xué)作為我校創(chuàng)新學(xué)院生命類專業(yè)的必修課，為了培養(yǎng)學(xué)生為崇尚科學(xué)、追求創(chuàng)新、富有社會(huì)責(zé)任感的社會(huì)急需研究型創(chuàng)新人才，我們通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)和科研素質(zhì)等方面進(jìn)行改革探索，明顯改善了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：普通生物學(xué)；教學(xué)改革；實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）14-0079-02

《普通生物學(xué)》是根據(jù)面向21世紀(jì)高等農(nóng)林院校本科生物學(xué)系列課程改革的需要而開設(shè)的一門基礎(chǔ)課。它覆蓋了生命科學(xué)眾多學(xué)科領(lǐng)域的綜合性基礎(chǔ)課程，是一門具有通論性質(zhì)的課程。這門課程的開設(shè)是為了讓學(xué)生在接觸比較專一的各類專業(yè)課程之前，對整個(gè)生物界、生命現(xiàn)象和生命科學(xué)知識(shí)有一個(gè)整體性的基本認(rèn)識(shí)和把握，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，同時(shí)更重要的是力求使生命科學(xué)類各專業(yè)本科生達(dá)到拓寬專業(yè)基礎(chǔ)、提高綜合素質(zhì)、培養(yǎng)科學(xué)思維和創(chuàng)新精神與能力的目的。在面向素質(zhì)教育改革的進(jìn)程中，作為基礎(chǔ)教育重要組成部分的普通生物學(xué)加快了改革步伐。在我校實(shí)施課程改革的過程中，《普通生物學(xué)》走入了很多專業(yè)學(xué)生的課堂，普通生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容的改革和探索也勢在必行。

一、存在的問題和改革的目的

在傳統(tǒng)的教育思想和教育觀念的影響下，在授課的過程中，老師的講授通常處于主導(dǎo)地位，而學(xué)生在課堂上主要是聽和被動(dòng)地接收知識(shí)，往往因?yàn)橹R(shí)點(diǎn)太多而處于茫然無措的被動(dòng)局面，也極大地挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的興趣和積極性，使得教學(xué)效果大打折扣。對于我校創(chuàng)新學(xué)院而言，其“國家生命科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)基地班”是國家為培養(yǎng)具有現(xiàn)代生命科學(xué)知識(shí)，掌握生物技術(shù)的基本理論及技能，具備良好的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神高級(jí)科技優(yōu)秀人才而建立的人才培養(yǎng)基地。其“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”體現(xiàn)精英教育理念，以培養(yǎng)崇尚科學(xué)、追求創(chuàng)新、富有社會(huì)責(zé)任感的社會(huì)急需研究型創(chuàng)新人才為目標(biāo)。其培養(yǎng)模式注重實(shí)踐環(huán)節(jié)的強(qiáng)化，注重學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科研能力的培養(yǎng)，及動(dòng)手能力和獨(dú)立解決問題的能力培養(yǎng)；在這種“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)素質(zhì)”的人才培養(yǎng)模式下，對這門課程體系和教學(xué)內(nèi)容體系提出了新標(biāo)準(zhǔn)和新要求。為此，我們運(yùn)用現(xiàn)代的教育思想和理念，對普通生物學(xué)課程教學(xué)的多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革探索，顛覆原有的教學(xué)模式“教-學(xué)”變?yōu)椤皩W(xué)-教”，讓學(xué)生自己更多地參與課堂教學(xué)中，尋找適合創(chuàng)新學(xué)院生命科學(xué)類專業(yè)的普通生物學(xué)課程教學(xué)新模式，達(dá)到全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的課程目的。

二、改革的方法和實(shí)踐

1.精選內(nèi)容，調(diào)整教授方式。結(jié)合創(chuàng)新學(xué)院不同專業(yè)的特點(diǎn)和培養(yǎng)規(guī)劃，并結(jié)合《普通生物學(xué)》課程內(nèi)容的特點(diǎn)，將細(xì)而多的教材內(nèi)容進(jìn)行凝練，根據(jù)調(diào)查學(xué)生已有知識(shí)結(jié)構(gòu)，適當(dāng)調(diào)整課程的內(nèi)容和教授方式。采取的研究方法具體設(shè)計(jì)如下：以第一章細(xì)胞為例，在教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)，根據(jù)學(xué)生已有的生物學(xué)知識(shí)體系，他們對細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能部分較熟悉，避免與其后續(xù)課程的重復(fù)，不做深入的學(xué)習(xí)，可以采用復(fù)習(xí)、提問和練習(xí)的方式，適當(dāng)減少課時(shí)為學(xué)生討論課和講課調(diào)出更多時(shí)間。

2.加強(qiáng)實(shí)踐課程的安排，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。雖然學(xué)生在大一還沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)關(guān)于植物分類的形態(tài)學(xué)術(shù)語和檢索表的使用和編制，但長期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，看似簡單的這些知識(shí)的掌握，并不是一蹴而就的，而是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，只有不斷地進(jìn)行植物鑒定和學(xué)習(xí)的過程中，才能慢慢地融會(huì)貫通，內(nèi)化成自己的知識(shí)并準(zhǔn)確地運(yùn)用。根據(jù)學(xué)生已經(jīng)具備的生物學(xué)知識(shí)，教師可以對這部分知識(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容提供學(xué)習(xí)資料，學(xué)生可以利用普通生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課件和馬煒梁教授《植物學(xué)》的自我學(xué)習(xí)，并通過教師的定期指導(dǎo)，逐漸掌握利用形態(tài)學(xué)進(jìn)行植物分類的方法。在這個(gè)過程中，學(xué)生會(huì)對將要學(xué)習(xí)的植物學(xué)分類知識(shí)逐漸有一個(gè)充分的認(rèn)識(shí)并掌握使用的方法，不僅為后續(xù)的生物學(xué)實(shí)習(xí)打下基礎(chǔ)并對第二學(xué)期的生物多樣性學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)植物科學(xué)的興趣。

課題內(nèi)容：在新學(xué)年開始布置實(shí)踐任務(wù)，課題圍繞校園和后河植物多樣性的研究及植物種類檢索表的制作，課題結(jié)束時(shí)提交相關(guān)常見植物圖鑒報(bào)告，同時(shí)在第二學(xué)期的植物學(xué)形態(tài)術(shù)語和分類部分由學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)研究經(jīng)驗(yàn)分組進(jìn)行講解，參與課堂教學(xué)和討論，教師幫助解決容易混淆的概念和錯(cuò)誤，通過這項(xiàng)實(shí)踐活動(dòng)為下學(xué)期的生物學(xué)實(shí)習(xí)打下基礎(chǔ)，并通過老師和全體學(xué)生的打分獲得最后的成績。

任務(wù)分配：在創(chuàng)新學(xué)院同專業(yè)兩個(gè)班學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，按照班級(jí)分組，每組10人。在執(zhí)行的過程中，每組中每個(gè)學(xué)生都必須參與，對于每種植物的研究需要植物花或果實(shí)的解剖圖，每張照片和文字都需要標(biāo)注作者，作為監(jiān)督和評(píng)分的依據(jù)，實(shí)行組長負(fù)責(zé)制，每隔半個(gè)月組長綜合大家的PPT或遞交電子版的工作總結(jié)進(jìn)行課下匯報(bào)。每個(gè)學(xué)生要求在兩學(xué)期的課程學(xué)習(xí)中解剖至少20種植物（學(xué)生之間有重復(fù)也可以），對重復(fù)的照片和內(nèi)容，以照片質(zhì)量的清晰程度和解剖的科學(xué)性來進(jìn)行評(píng)分，要求每組的最終匯報(bào)數(shù)目在100～200種植物，作為我們平時(shí)考核的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

3.“翻轉(zhuǎn)課堂”的實(shí)踐探索。根據(jù)教學(xué)大綱將“生物與環(huán)境”的教學(xué)內(nèi)容作為翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐設(shè)計(jì)，讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中，并檢測其教學(xué)效果。根據(jù)該教學(xué)法的結(jié)構(gòu)：（1）提出要求解決的問題。（2）利用提供的資料進(jìn)行解答。（3）通過理論或?qū)嵺`證實(shí)假設(shè)。（4）得出結(jié)論回答問題。設(shè)計(jì)的課題與學(xué)生生活和與自然的認(rèn)識(shí)水平密切相關(guān)的課題。

課題內(nèi)容一：生物體結(jié)構(gòu)和功能的適應(yīng)是生物在長期的進(jìn)化過程中逐漸適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。對于生長在不同環(huán)境下的植物來說，有適應(yīng)水生環(huán)境、干旱環(huán)境和陸生環(huán)境的不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。讓學(xué)生們帶著這些問題，對我們周圍不同生長環(huán)境下的植物進(jìn)行觀察，從宏觀到微觀的研究和發(fā)現(xiàn)，總結(jié)出不同環(huán)境生長下的植物具有適應(yīng)環(huán)境的特點(diǎn)。具體實(shí)施可以借助本科教學(xué)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)條件，最后通過匯報(bào)和討論完成這項(xiàng)實(shí)踐活動(dòng)。

課題內(nèi)容二：圍繞保護(hù)生物多樣性的課題，也可以自己選擇自己非常感興趣的問題入手。通過調(diào)查、搜集資料、取證等多種手段去回答相關(guān)問題。讓學(xué)生自覺地、主動(dòng)探索科學(xué)知識(shí)和解決問題的方法。最后，以課堂匯報(bào)和討論的形式總結(jié)。

4.科研素質(zhì)的培養(yǎng)。對學(xué)生科研素質(zhì)的培養(yǎng)，通過將科研訓(xùn)練引入課堂的形式，逐漸樹立科學(xué)的研究方法：觀察（observision）-提出問題（question）-提出假說（hypothesis）-預(yù)測結(jié)果（prediction）-通過實(shí)驗(yàn)和觀察進(jìn)行證實(shí)（expreiment or observation）-最終得出結(jié)論（conclusion）。通過接觸熱門科研問題或技術(shù)方法并開展專題研討，在提高學(xué)生閱讀科研論文的基本能力的過程中讓學(xué)生深入理解科學(xué)家是如何進(jìn)行科學(xué)研究的，逐漸樹立進(jìn)行科學(xué)研究的思想。

具體的內(nèi)容：圍繞基因沉默這一熱門話題，從最初利用轉(zhuǎn)錄后水平的靶基因RNA干擾技術(shù)發(fā)展到今天直接可以對靶基因的DNA進(jìn)行修飾達(dá)到沉默目的CRISPR /Cas技術(shù)。它的發(fā)展歷史、技術(shù)的原理和技術(shù)的應(yīng)用作為我們討論的專題，讓學(xué)生通過英文文獻(xiàn)的閱讀，做15～20分鐘課堂PPT匯報(bào)，并討論。

5.課前“微課”活動(dòng)。鼓勵(lì)學(xué)生使用PPT或者制作微課，5分鐘到10分鐘的時(shí)間，講課的內(nèi)容可以是我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容也可以是課外的相關(guān)知識(shí)，激勵(lì)學(xué)生利用大學(xué)的寶貴時(shí)間多閱讀相關(guān)生命科學(xué)書籍，要求每個(gè)學(xué)生都參與其中，這對鍛煉學(xué)生的口頭表達(dá)能力和基本的科學(xué)素質(zhì)是很好的方式，同時(shí)我們可以錄像，將較好的作品和視頻上傳本科生網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)，并作為平時(shí)成績考核的一部分。這一活動(dòng)的實(shí)行，學(xué)生做的“微課”內(nèi)容不僅能反應(yīng)他們的興趣，能讓教師更好地了解學(xué)生，同時(shí)學(xué)生通過課前“微課”的講解經(jīng)常會(huì)給我們帶來驚喜，也是活躍課堂氣氛和提高學(xué)生對這門課程的有效方法。

6.生物興趣的培養(yǎng)。成立課外生物學(xué)興趣小組，圍繞校園鳥類生物多樣性的內(nèi)容展開研究和調(diào)查，學(xué)生了解了校園鳥類的分布和多樣性撰寫調(diào)查報(bào)告，并且整理出校園鳥類圖鑒，通過這項(xiàng)活動(dòng)訓(xùn)練了學(xué)生獨(dú)立開展研究和撰寫報(bào)告的基本能力。

三、結(jié)語

普通生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)踐相結(jié)合的原則，增加與生產(chǎn)實(shí)踐和生活相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，同時(shí)介紹國內(nèi)外普通生物學(xué)發(fā)展的新成就，加強(qiáng)科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)，使學(xué)生利用自己掌握的知識(shí)技能、方法，去解決學(xué)生身邊存在著的有關(guān)生物方面的問題，培養(yǎng)具有良好素質(zhì)和創(chuàng)新能力的高水平人才，具有應(yīng)用基本的生物學(xué)知識(shí)解決或解釋問題的能力，同時(shí)具有應(yīng)用生物學(xué)原理從事研究、生產(chǎn)、與管理的基本素質(zhì)。通過這些實(shí)踐活動(dòng)能讓豐富多彩的生命世界激發(fā)學(xué)生對生物學(xué)的學(xué)習(xí)熱情，拓展學(xué)生的思維。獨(dú)立解決問題和科研訓(xùn)練提高學(xué)生獨(dú)立思考問題、分析問題的能力，提高學(xué)生的整體素質(zhì)，并為后續(xù)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。在教學(xué)中改變以老師為中心的課堂教學(xué)為學(xué)生通過實(shí)踐并參與課堂教學(xué)的模式，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和興趣，以其強(qiáng)烈的參與感而使其留下無法磨滅的印跡，以達(dá)到使其掌握知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的能力，客觀上達(dá)到提高教學(xué)效果的目標(biāo)。由于學(xué)生變成了學(xué)習(xí)的主體，同時(shí)在普通生物學(xué)教學(xué)中引入小組教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。這些都為創(chuàng)新學(xué)院學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新研究的開展起到了很好地推進(jìn)作用，進(jìn)而也達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。