发布时间:2023-09-20 09:48:30
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇生物科学的研究生方向,期待它们能激发您的灵感。
关键词:生物科学 健康教育 专业建设方向
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)03(b)-0044-02
生物科学代表着21世纪自然科学的前沿,是孕育关键性突破的学科之一。生物科学是研究生物的形态,结构,生理,分类,遗传,变异和进化的科学,它以培养基础性,研究性人才为主。海南医学院是一个地方性本科医学院校,为了适应地方经济的发展需求和学校本身的发展,我校于2009年开设了生物科学专业,学制四年,同时,为了适应就业市场的需要,将生物科学专业设定为健康教育方向。
在专业开设之初,我们通过对一些院校的调研后发现,多数学校的生物科学专业普遍存在着没有明确的学科定位,专业设置雷同,没有具体的研究方向和针对性等现象。在教学过程中仅仅以理论课教学为主,缺少实验教学和专业实践。这种不顾自身特色和条件,追求时髦,一哄而起,搞形式主义的办学,既保证不了教学质量,扩大不了办学规模,又不能办出其自身特色,也极大的浪费了教育资源。
本文在总结以上专业建设方面遇到的问题和分析国内医学院校生物科学专业建设与就业市场趋势的基础上,阐述了我校在生物科学专业建设的一些做法和体会,以期为医学类院校生物科学专业建设提供发展思路。
1 明确学科定位
在教育部2001年颁布的“高等学校本科专业目录”中与生命科学有关的专业主要有三个:生物科学,生物技术和生物工程。许多学校都设置有其中的二个或者二个以上的该类专业。因此,人才培养方案中应使这三类专业有所区别。生物科学是一门基础学科,它是研究生物的形态,结构,生理,分类,遗传,变异和进化的科学,它以培养基础性,研究性人才为主;生物技术是应用自然科学及工程学原理,依靠生物作为反应器,将物料进行加工,以提品为社会服务的技术,它是侧重理科,理工管结合的复合型专业,以培养应用性人才为主;而生物工程则是生物技术研究中侧重于后期产品处理的部分,是侧重工科,理工管结合的复合型专业,仍以培养应用性复合型人才为主。这一分类特点决定了生物科学是基础性学科,其他两门应用性学科是在其基础上,结合其他学科的研究成果发展出来的。
生物科学包括了微生物学,生物化学,细胞生物学,免疫学,育种技术等几乎所有与生命科学有关的学科,同时又与化学,化学工程学,数学,微电子技术,计算机科学等生物学领域之外的尖端基础学科相结合,从而形成一门多科学互相渗透的综合性学科。因而作为生物科学专业的本科生经常面临哪些基本知识,基本理论应该优先掌握的困惑;而作为教师也经常需要考虑哪些基本知识,基本理论应该优先重点向学生讲授,如何培养出适应时展,紧随世界潮流的生物科学专业人才。在一般综合性大学中,这个专业的人才是以研究性的培养模式进行培养的,在一般本科医学院校生物科学专业办学总体思路是:“夯实基础,拓宽知识面,立足于现代生物科学技术改造提升传统产业,因地制宜,办出特色,面向现代生物技术产业主战场培养应用型,复合型生物科学人才”。
海南医学院是地方性医学院校,其办学宗旨是为地方培养实用技术应用型人才,因此,生物科学专业建设不能像综合性大学一样,而应该从生物科学基础理论入手,在专业方向上选择由生物科学衍生的相关实用技术性方向,以就业为导向,培养适应市场需求技术型人才。从应用的角度来认识,生物科学是人类对生物资源的利用,改造并为人类提供服务的一门学科。在此认识的基础上才能建立科学可行的教育体系,科研体系和管理体系。目前这三个体系涉及的主要研究领域和方向有如下几个方面:(1)生物化工与材料;(2)环境与环境生态;(3)农业生物技术;(4)生物医学医药工程;(5)食品生物技术;(6)能源生物技术;(7)生物制药;(8)基础生物技术;(9)生物工程技术仿生;(10)生物战剂及其防御;(11)生物检测检验技术。从以上专业方向发展分析,适合医学院校生物科学应用技术型的专业方向有生物医学医药工程、生物制药和生物检测检验技术。其中适合我校生物科学发展方向的是生物检验检测。
综合以上分析,我校的生物科学专业的学科定位是:以培养应用型人才为主的专业,是理工管结合,以理为主的新兴复合型专业。通过培养使学生具有扎实的生物科学理论知识,掌握生物技术基本实验技能,了解学科发展前沿,能在工业,医药,食品,环保等行业的企业,事业和行政管理部门从事与生物检验检测有关的应用研究,技术开发,生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。
2 完善课程体系设计
2.1 扩大基础课教学,增加选修课比例,优化课程体系结构
调整课程结构是课程体系优化的前提。基础课程一般都具有较高的稳定性和较宽的适应性,是培养和发展学生智能,增强毕业后发展潜力的重要基础。为此要特别注意加强公共基础,专业基础课的教学。同时根据生物科学毕业生去向和我校的学分管理制度,我们在构建生物科学专业课程体系中,大量增设选修课,主要涉及人体解剖生理学,药理学,细胞生物学,药物化学,生物技术制药,微生物检验等。通过增设选修课,可以增加专业基础知识,加强素质教育与能力培养,拓宽专业口径,使学生更能适应市场需求。
2.2 重视教学内容的改革
在改革课程结构的同时,重视课程内容的调整。教学大纲是进行课堂教学的基本依据,编好教学大纲是进行课堂教学的关键环节,对规范课程教学和保证教学质量具有重要意义。课程内容的改革要从教学大纲着手,通过调查,研究和讨论,对每门课编制出切实可行的教学大纲,大纲强调突出重点,难点,加强了实践环节,强调实验,实习基本技能的掌握。细化各章内容,明确课程交叉内容所属,例如基本原理部分前面课程已讲授,后面应用的课程时就不再细讲,确保课程内容不重复,实验内容不雷同。
2.3 增强师资队伍建设
根据教学体系和课程体系的教学需要培养和引进理工结合的高层次人才。在学科建设经费和学院的支持下,加强专业基础课和专业课老师在教学及科研方面能力的提升。对年轻教师特别是非生物背景的教师进行了全方位的培养。建议全体在岗教师加速知识结构调整和知识更新。高素质师资队伍的建设,有利于推进课程体系和教学内容的改革。为该学科专业的发展奠定了坚实基础。
2.4 加强实习及毕业环节教学体系的建设
进行素质教育是时代对高等教育人才培养的基本要求。素质教育的核心是培养学生的创新精神和实践能力。教学实践环节在培养学生的工程实践观念,提高学生的素质,启迪学生的创新思维,开发学生创新潜能,锻炼学生创新能力,巩固理论知识,提高学生实践动手能力与独立工作能力,以及培养学生理论联系实际,分析问题,和解决问题的综合能力方面具有其它教学环节无法替代的重要作用。在实习及毕业教学环节中,我们主要做了以下两方面的工作:
(1)制定生产实习的动态监控措施及成绩评定体系。评价指标体系是搞好评价工作的基础,它不仅是对生产实习进行评价的依据,而且会对实习教学环节中的各项工作起到引导和推动作用。因此,一个科学的评价指标体系不仅应能客观,全面地反映实习教学的水平及其效果,而且还应遵循科学性和可操作性。根据上述原则,我们设计了生产实习评价指标体系。修改,制订了详细而具体的生产实纲。摒弃了传统的提纲式指导大纲,改为具体的以车间或工段为单位的实习要求内容和指导,让学生充分明确实习的内容和要求,同时,可起到督促实习指导教师的作用。
(2)规范毕业设计(论文)开题报告,提高毕业设计(论文)质量。以表格形式,要求本科毕业论文之前,充分明确该课题的背景、意义、主要研究内容方法、技术路线、工作进度和技术指标等内容,并在全院范围内进行公开的,正规的开题报告,给该专业的师生提供了一次较好的学术交流机会,有助于拓宽学生的专业视野,活跃学术气氛,全面提升生物科学专业的毕业设计(论文)质量。与此同时,我们还制定了毕业设计(论文)批改方案,以规范毕业设计(论文)的撰写,提高毕业设计(论文)质量。
参考文献
[1] 高等教育司编.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京:高等教育出版社.
[2] 蔡婀娜,李夏兰,陈宏文.生物工程专业实验课教改探讨[J].高等理科教育,2000(4):48-50.
[3] 刘斌,吴茜茜,吴克,等.开放实验室培养生物工程学生能力[J].合肥联合大学学报,2000(4):12-13.
[4] 吴克,蔡敬民,张洁,等.生物工程学科发展中的人才培养模式探索[J].生物学杂志,1999,16(5):35-36.
[5] 赵晴.加强课程建设切实提高教学质量[J].高等理科教育,2001(6):75-78.
[6] 周满生.当前国际教育改革的若干动向和趋势[J].比较教育,1999(6):17-21.
[7] 林连兵,陈朝银,余旭亚,等.把课程教育融于网络教学之中[C]//发展与探索.2001云南省现代教育技术优秀论文集,昆明:云南科技出版社,2002.
[8] 余旭亚,林连兵,李涛,等.多媒体与实验教学相结合的理论与实践[M]//发展与探索―― 2001云南省现代教育技术优秀论文集.昆明:云南科技出版社,2002.
健美操传统式教学和任务式教学均可以改善女大学生的应付方式;任务式教学在改善女大学生的应付方式上更加有效。
关键词:健美操教学;任务式教学;女大学生;改善应付方式
“任务式”教学模式是当今许多学者提倡的教学模式。此模式倡导学生在感知、体验、实践、参与、合作的活动中,积极主动地进行学习,避免了“传授―接受”教学模式的弊端,是现代人才培养目标的迫切需要。本文针对大学生出现问题比较多的行为协调进行研究,以应付方式为指标,探讨在健美操选修课中实施“任务式”教学模式对女大学生的应付方式有何影响,意在为高校心理健康教育改革提供实践参考。
一、研究方法
(一)实验法
本文以新疆轻工职业技术学院2013级选修健美操专项的女生班为研究对象,对几个女生班进行指标的前测,在前测指标没有显著差异的两个班级中随机抽取一个班作为实验组,实验组实施“任务式”教学,整个教学过程,教师只起指导、咨询作用,所有活动都由学生自己去完成。另一个班作为对照组,对照组实施传统式教学。十八周后进行指标的后测,比较两组学生实验前后应付方式指标水平。
二、实验结果
(一)实验前后,实验组与对照组应付方式的比较
三、分析与讨论
(一)健美操选修课中实施任务式教学对女大学生应付方式的影响
从实验结果可以看出:任务式教学班实验后的应付方式和实验前相比有了积极的改善,在解决问题和退避两个因子上达到显著性差异;而传统式教学班实验后的应付方式在求助、幻想、退避因子上虽然有所改善,但均未达到显著性差异。以上结果说明:任务式教学模式能更有效地改善女大学生的应付方式,降低学生的应激反应,进而提高心理健康水平。
应付[1]是个体面临应激情境时为减少压力或伤害而做出的认知或行为努力,它是对情境变量、时间因素、影响适应结果等一系列事件得来反馈的反应。它处于应激情境与人的身心健康之间,适宜的应付对缓解和调节环境对个体的压力、保持身心健康具有不可忽视的作用。
任务式教学可以促进学生综合能力、心理品质的提高。任务式教学的核心思想就是要以学生为主体来完成设定的各项教学任务。根据任务的内容和目标,学生首先要独立思考,个人要先有一个对所完成任务的想法,通过个人的努力实现任务的完成。在单人实践的活动中,学生必须动脑动手、亲身体验、自主学习、自主设想,促进了学生思维的发散,擦出创新的火花。
任务式教学通常还采取小组活动形式组织学生活动。小组成员具有不同的智力水平、思维方式、知识结构与认知风格,学生们在相互讨论、相互启发、相互补充中,学习方法、个人观点得以交流,思维过程得以展现,实现思维、智慧上的碰撞,达到集思广益、拓宽思路、深化认识、解决问题的目的。另外,学生之间的互评也可以使学生更客观地分析自己的任务成果,可以开阔学生视野,促进他们智力的发展。
在任务式教学中,教师是学生学习的引导者、辅助者。教师提供给学生大胆思考、创新的机会和空间,激发学生的创造意识,充分调动学生的积极性和创造性,引导学生开动脑筋,破除思想僵化、墨守成规、安于现状的观念,从而形成勤于思考、善于探索、敢于创新的心理品质。而在传统的教学模式下,学生的思想是不可能被这样好的开发。
正是在学生的个人努力、小组的协助、教师的引导下,学生的收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力都得到了提高,综合能力和心理品质的提高必然使学生的自我效能感随之提高。有研究指出[2][3]:自我效能感影响应付方式,自我效能感越强,应付方式会越成熟、理智,自我效能感与应付方式的解决问题因子呈显著性正相关,与自责、退避因子呈显著性负相关。学生在之前解决不了的问题,也许此时就会感到可以解决,从而采取积极的应对方式,而不是退避、幻想、自责,这应该是任务式教学班学生应付方式转变的主要原因。
任务式教学本身就是引导学生积极地应对和解决问题。但由于受传统教学的影响,学生在开始会很不习惯自主学习、独立解决问题,随着时间的推移和学生能力的不断提高,积极的习惯逐级养成,学生在面对应激事件或环境时,会在习惯的驱使下自觉地解决问题和挫折。这是任务式教学班女大学生应付方式转变的一部分原因。
四、结论
健美操传统式教学和任务式教学均可以改善女大学生的应付方式;任务式教学在改善女大学生的应付方式上更加有效。
参考文献:
[1]张娴.女大学生应付方式及其影响因素的研究[D].硕士论文.南京:河海大学,2006.
一、什么是生物科学史
生物科学是一门研究生命现象、揭示生命运动规律的自然科学.生物科学史涵盖多方面内容,包括生物科学知识的发展历程,科学家研究生物科学时所采用的理论与实践方法的演进过程,涵盖着科学家对生命现象的看法与观点.生物科学史是一个动态的过程,它研究生物科学在过去如何发生与发展,也表示人们当前对生物科学的认识与观点,揭示今后对生物科学的研究方向.另外,科学家在对生物科学的探索中所展现的高贵品质与精神,也同样蕴含于生物科学史,时刻教育和警醒着后人.
二、生物科学史对高中生物教学的重要意义
1.有利于激发学生学习生物科学的兴趣
生物科学史包含与人类生存和发展息息相关的历史片段及真实的材料,这些生动鲜活的内容,能够在一定程度上增强高中生物课程的趣味性,使教师和学生均能提高对生物科学重要性的认识,继而能更积极参与到高中生物的教学过程中.在教学中,教师将教授的内容与生物科学史中的相关史料相结合,为学生讲解真实的历史事件,以此提高课堂的趣味性,从而激发学生的学习兴趣.
2.有利于引导学生理解生物科学知识
生物科学史记载着生物科学知识基本的概念、原理和规律是如何发展的.这些生物科学知识的发展历程,为学生在课堂中学习生物知识提供了所需产生、发展的背景,并说明了科学家探索和研究这些知识的过程.众所周知,生物科学知识始终处于不断变化发展中,对知识的研究切勿仅限于一点,而要着眼于发展全局.生物科学史能够提供科学知识发展的整个过程,帮助学生构建更加完整的知识框架,对学生更加深刻理解和掌握知识提供了一定的帮助.
3.有利于学生学会生物科学的研究方法
科学的研究方法是确保人类研究得到正确结果、把握真实规律的重要工具.生物科学研究方法的不断创新,引领着人类取得更大的研究成果.生物科学史反映了科学家探究生物问题的思维过程以及解决生物问题的研究方法.而教师在高中生物教学中渗透给学生生物科学史的教育,使学生在学习过程中掌握生物科学的研究方法,并从中总结出生物科学的学习方法,帮助学生大幅度提高学习效率.
4.有利于培养学生的科学精神
生物科学史在记载科学家研究生物科学历程的同时,体现了科学家宝贵的科学精神.学生所需要的怀疑精神、创新精神和求实精神都包含在这些科学精神中.对学生进行生物科学史教育,能够使学生认识到进行科学研究应具有坚持不懈的精神和科学严谨的态度,提高学生科学素养,满足当前高中教育的需求.
三、生物科学史在高中生物教学中存在的问题
1.缺乏教育价值的认识和先进的教学理念
根据实际调查,多数高中都认可生物科学史具有教育价值,但却没有给予相应的重视.教师受传统教学模式的影响严重,对学生的教育更加注重知识的讲解,很难在课堂上增加新颖的内容,忽视了生物科学史的教育价值.另外,教师的教育理念还没有随着新课标教育理念的发展而改变,多数教师更多关注学生的学习成绩,忽视生物科学史教对学生各方面素质的提高.
2.对生物科学史的了解程度不够
多数高中生物教师在接受教育阶段,对生物科学史没有充分的了解,相关专业知识的学习并不扎实,另外,高中生物教师工作任务繁重,缺乏足够的时间深入了解教材以外相关的生物科学史,导致无法顺利展开生物科学史的教学.
3.学生偏重于掌握知识,课堂参与意识薄弱
调查发现,学生对生物科学史中所涉及的科学知识以及科学家的励志故事有着极大的兴趣.但是,学生对生物科学史中科学知识的学习,也是为了应付考试.同时,学生更不愿学习生物科学史中科学的研究方法,他们认为这些对于成绩的提高并没有很大的帮助.在实际课程中,学生缺乏应有的参与意识,不积极配合与教师的互动.另外,学生在课堂中体现的被动心理,也对学生学习生物科学史十分不利.
4.教学评价机制不合理
学校对于学生的评价,仍然局限于学生的考试成绩,这就导致教师的授课过程与学生的学习过程,都以提高考试成绩为主要目的,很少考虑到学生全面素质的发展.而且在考试与作业中都有规定答案,这就束缚了学生的思维方式.此类不合理的教学评价方式,致使高中生物课程开展生物科学史教学举步维艰.
四、如何在高中生物教学中渗透生物科学史
1.教师要转变教学观念,提高自身素养
新课标教育理念与传统的理念有着诸多不同,新课标更加注重学生在学习生物的过程中科学素养的提高,教师也要适应时代的要求转变自身固有的教学观念,要结合教学目标,采取学生感兴趣的教学方式,充分发挥学生的主观能动性,使学生更加积极主动的参与到教学过程中.此外,教师还应当不断提高自身的科学文化素养,继而促进教育质量的提高.
2.学生要重视学习方法,培养科学精神
学生要逐步意识到自身的素质和能力,是今后适应社会生活最重要的因素.学生进入学校参与课堂,并不是单纯为了获得知识,而要在学习的过程中,形成考虑问题的正确思维方法,提高解决问题的能力.学生要在生物科学史中,学习到科学家身上所具有的高贵品质,为今后自身更好地发展打下坚实的基础.
3.学校要改革教育评价制度
生物课程是高中阶段重要的科学课程。在当代科学技术领域中,生物科学和技术的发展尤为迅速,成果显着,影响广泛而深远。例如DNA分子结构和功能的揭示、体细胞克隆哺乳动物技术的突破、人类基因组计划的实施、干细胞研究的进展、脑科学的深入发展、生物工程产业的兴起等,正在改变人类的生活。尤其是生物科学技术和信息科学技术正在逐渐融合并显示出强大的经济力量,已成为科学发展和技术革命的世纪标志。生物科学和技术不仅影响人类的生活、社会文明和经济活动,还深刻影响着人们的思想观念和思维方式。高中生物课程应当与时俱进,以适应时代的需要。
自1978年起,我国高中生物课程历经多次改革,取得了显着的成绩。为适应时展的需要,《普通高中生物课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)在吸纳现行高中生物学教育优点的基础上,更尊重学生多样化发展的需求;更贴近社会实际和学生的生活经验;更多地反映生物科学和技术的新进展;更重视发展学生的创新精神和实践能力;更强调学习是一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程。
一、课程性质
生物科学是自然科学中的一门基础学科,是研究生命现象和生命活动规律的科学。它是农业科学、医药科学、环境科学及其它有关科学和技术的基础。生物科学的研究经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程。当今,它在微观和宏观两个方面的发展都非常迅速,并且与信息技术和工程技术的结合日益紧密,正在对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响。
高中生物课程是普通高中科学学习领域中的一个科目。高中生物课程将在义务教育基础上,进一步提高学生的生物科学素养。尤其是发展学生的科学探究能力,帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系,增强学生对自然和社会的责任感,促进学生形成正确的世界观和价值观。
二、课程的基本理念
提高生物科学素养 生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分。生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观,它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务。
面向全体学生 《标准》的设计面向全体学生,着眼于学生全面发展和终身发展的需要。课程的内容标准有较大的灵活性,以适应不同学校的条件和不同学生的学习需求,促进学生有个性地发展。
倡导探究性学习 生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系,是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。《标准》倡导探究性学习,力图促进学生学习方式的变革,引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑,逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,重在培养创新精神和实践能力。
注重与现实生活的联系 生物科学与人们的日常生活、医疗保健、环境保护、经济活动等方面密切相关。《标准》注重使学生在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念,并能运用生物学的原理和方法参与公众事务的讨论或作出相关的个人决策;同时注意帮助学生了解相关的职业和学习方向,为他们进一步学习和步入社会做准备。
三、课程设计思路
高中生物课程是根据《基础教育课程改革纲要(试行)》和《普通高中课程改革方案》的精神和要求设计的。
高中生物课程分为必修和选修两个部分。必修部分包括“生物1:分子与细胞”、“生物2:遗传与进化”、“生物3:稳态与环境”3个模块;选修部分有“选修1:生物技术实践”、“选修2:生物科学与社会”和“选修3:现代生物科技专题”3个模块。每个模块36学时、2学分。
必修模块选择的是生物科学的核心内容,同时也是现代生物科学发展最迅速、成果应用最广泛、与社会和个人生活关系最密切的领域。所选内容能够帮助学生从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础、发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用。因此,必修模块对于提高全体高中学生的生物科学素养具有不可或缺的作用。
选修模块是为了满足学生多样化发展的需要而设计的,有助于拓展学生的生物科技视野、增进学生对生物科技与社会关系的理解、提高学生的实践和探究能力。
学生在学习了生物1的内容之后,既可以先学习生物2的内容,也可先学习生物3的内容。在修完必修模块的基础上,进行选修模块的学习。
每个模块在高中生物课程中的价值如下。
“生物1:分子与细胞”模块有助于学生较深入地认识生命的物质基础和结构基础,理解生命活动中物质的变化、能量的转换和信息的传递;领悟观察、实验、比较、分析和综合等科学方法及其在科学研究过程中的应用;科学地理解生命的本质,形成辩证唯物主义自然观。
“生物2:遗传与进化”模块有助于学生认识生命的延续和发展,了解遗传变异规律在生产生活中的应用;领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用;理解遗传和变异在物种繁衍过程中的对立统一,生物的遗传变异与环境变化在进化过程中的对立统一,形成生物进化观点。
“生物3:稳态与环境”模块有助于学生认识发生在生物体内部和生物与环境之间的相互作用,理解生命系统的稳态,认识生命系统结构和功能的整体性;领悟系统分析、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用;形成生态学观点和可持续发展的观念。
“选修1:生物技术实践”模块重在培养学生设计实验、动手操作、收集证据等科学探究的能力,增进学生对生物技术应用的了解。本模块适于继续学习理工类专业或对实验操作感兴趣的学生学习。
主干课程;生物学
生物,无处不在
“当白衣天使给你服用抗生素类药物,使你很快恢复了健康时,你得感谢微生物给你带来的福音,因为抗生素是微生物的‘奉献’。”最初是在微生物课本中看到这段文字的,它告诉我生物就在身边,生物与我们的学习和生活密不可分。其实细细想来,何止是微生物。在我们丰富多姿的大千世界中,生物的种类成千上万,甚至自诩聪明智慧如你我的人类不也是一种生物。
生物科学专业属于理学大类下的生物科学类,毕业授予理学学位。其专业课程包括:动物学、植物学、生物化学、分子生物学、遗传学、微生物学、细胞生物学、植物生理学、动物生理学等。生物科学之下也有不同的专业发展方向,如动物生理学(Animal Physiology)研究生物机体的正常功能活动及其产生机制,以人体和哺乳动物生理学原理为主要内容;生化及分子生物学(Biochemistry and Molecular Biology)主要研究生命现象的化学本质,它在分子水平探讨生命的本质,即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节及其在生命活动中的作用;遗传学(Genetics)主要研究生物的遗传和变异,研究内容包括遗传物质的结构、功能与变异,遗传物质的传递、遗传信息的表达与调控等诸多方面;微生物学(Microbiology)掌握微生物学的基本知识和基本理论,了解微生物在工业、农业、医药、环境保护等方面的实际应用以及微生物学在发展中的作用。
自然科学的前沿领域
生物科学既是一门具有悠久历史的学科,又是当今蓬勃发展的热门学科。在科技迅猛发展的21世纪,生物科学正从分子、细胞、个体和群体等不同层次上综合运用现代技术,系统地研究生命的奥秘。作为自然科学研究的前沿领域,生物科学正成为发展最快、应用前景最厂的学科之一,其研究成果为人类的健康与发展乃至整个世界的发展与变革带来了深远影响。本专业培养综合素质高、基础知识宽、创新能力强,具有相关农业知识的生命科学研究型人才。学生需要在大学期间加强生命科学的基础理论学习,及时了解学科的最新进展,注重科研训练和实践教育,大力培养科研素养和创新精神,熟练掌握现代生物科学研究的基本技能和技术。
生物科学专业有师范类与非师范类之分,而笔者所在学校的生物科学专业即为师范类。师范类生物科学专业旨在培养掌握生物科学的基本理论、基本知识、实验技能,能够在高等和中等学校从事教学和教学研究的教师、教学研究人员以及教育工作者。鉴于其与非师范专业不同的培养目标,在大学本科的实际教学中,师范类生物科学专业还会开设基础心理学、学校教育学和生物教学论等与教学有关的课程,以加强学生对教师这一职业的认知,从而为学生入职做好铺垫。除此之外,老师从重点讲解与举例方向性、差异性的拓展等方面,对于讲课内容也会有针对性的调整,以适应不同方向学生的发展需求。
“生科人”,就业需努力
与偏重实践的生物技术专业相比,生物科学的学习内容更重理论,因此,本专业很多学生在本科毕业后选择了读研继续深造。除此以外,生物科学专业的学生也有很多选择了从事教育行业。不过,生物科学专业的本科毕业生在求职过程中经常会有“高不成、低不就”之感。一方面,好的科研、企业单位是理想的择业对象,可是其要求自然也比较高,本科生的竞争优势不是很大;另一方面,基层单位就业容易,可是条件差,发展也不太理想。对于求职者来说,文凭其实只是一小方面,招聘单位对文凭作出规定,无非也是希望应聘者有更高的专业能力。所以说,专业知识强、能力过硬才是最重要的条件,在学习的过程中有意识地锻炼、提高自身的专业技能,也是增强竞争优势的方法。
拥有生物科学专业国家特色专业院校名单:北京大学、北京师范大学、河北师范大学、山西师范大学、内蒙古大学、东北师范大学、复旦大学、厦门大学、西南大学、海南师范大学、宁夏大学、福建农林大学、中国海洋大学、山东师范大学,鲁东大学、河南师范大学、湖南师范失学、中山大学、西华师范大学、山西大学、上海海洋大学、南京师范大学、浙江大学、湖北大学、四川大学、延安大学、南京大学、兰州大学等。
水产养殖学:“水产”不水 邹林虎
主干课程:生物学、环境科学、水产学
水产养殖,不只是养殖水产
2008年,伴随着5·12地震带来的恐慌,我秉烛夜读,取得最终的胜利。像中国健儿在奥运赛场上勇夺金牌一样,那年,我收到了西北农林科技大学(编者注:作者本科就读于西北农林科技大学,后考入中国科学院大学攻读硕士学位)水产养殖学专业的录取通知书。残奥会开幕了,我的大学生涯也拉开了序幕。
也许很多同学会问,水产养殖学专业是教养鱼呢还是养虾呢?那你就对水产养殖学专业的理解太狭隘了。水产养殖学专业旨在培养学生具有生物学、水产动植物养殖及水产动植物疾病诊断、防治的基本理论知识和实验、实践的基本技能,能从事水生动植物资源综合开发利用与保护、经济动植物的增养殖、疾病防治及相关领域的科研、教学、技术服务及经营管理等工作。主要学习生物科学、水域生态学、水环境科学、水生生物技术以及水产动物生产、水产品加工与贸易和水生资源开发和利用等方面的基本知识。通过四年大学的专业学习,水产养殖学专业的学生需要具备水产经济动植物生产、水产饲料生产、水生生物病害检测与控制、水域环境监测、水产资源开发、水产品加工等方面的基本能力。
与“水产品”打交道的专业
在此之后,鱼类增养殖学、海水贝类增养殖学、水产动物病害学、水产动物营养与饲料等专业课程也粉墨登场。大三、开始,本专业的课程涉及到更多方面,如动物遗传学、水产动物育种学、水环境化学、养殖水域生态学、分子生物学、水产品加工工艺学等。不过,随着学习的逐渐深入,我们也越来越觉得这些课似乎和水产养殖学专业没多大关系。
将近一年的实验室生活,我们才开始真正明白国家设立水产养殖学专业并不仅仅是为了培养渔民,更是为了解决水产养殖上的难题。比如养殖品种的培育、营养优化、病害防治、产业链整合等。同时,水产养殖学是生命学科的一个分支,它所学习的内容如生物化学、细胞生物学等在生命科学中也是通用的。
水产养殖学专业课程的学习其实有很多趣味,比如水生观赏动物养殖学的理论学习让我们了解了水生观赏动物养殖在国民经济中的地位和水生观赏动物的主要种类。实践中,我们在水族市场调研各种水生观赏动物的市价,在海洋世界里参观名贵品种和水族器材,并且在学院的资金支持下,进行水族箱的设计比赛。
守卫水域世界
四年的时间转瞬即逝,我们这个小家庭的成员也将奔向祖国各地开始新的生活了。他们的归宿如何呢?有的同学进入各大高校继续读研深造,有的同学在科研机构、高等院校、企事业单位的水生生物生产、水产动物营养与饲料加工、水生生物资源保护与开发、水域生态环境监测与保护及相关领域从事教学与科研、产品开发、市场营销和技术推广等工作,大家分布在祖国的各个角落。当然。水产养殖学专业的学生也可以选择自主创业,比如培育像七彩神仙鱼、金龙鱼、银龙鱼等名贵品种。大家都明白,物以稀为贵,之所以名贵不仅因为这些品种的外观光彩照人,更因为目前还没有完善的人工繁殖技术,这就需要更多的水产养殖学专业的学子发挥专业所长。
拥有水产养殖学专业国家特色专业院校名单:中国海洋大学、宁波大学、天津农学院,大连水产学院、华中农业大学、海南大学、广东海洋大学、上海海洋大学、淮海工学院、集美大学。
生物工程:生命通往应用的桥梁 李佳丽
主干课程:生物学、化学工程与技术
生物与工程的契合
生物工程是以生命科学为基础,利用生物体系(组织、细胞及其组分)和工程原理,提供商品性和社会的综合性科学技术体系。广泛应用于功能食品开发、生物制药、农产品综合利用等领域,促进传统产业的改造和新兴产业的形成。生物工程是加强技术创新、发展高科技、实现产业化的基础,是从实验室研究通向大规模生产的桥梁。在这一科技下,生物工程专业应运而生。
生物工程专业通过掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,培养出具备生命科学基本理论和系统的生物技术基本理论、基本技能,掌握生物与化学实验基本技能,从而能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在医药、食品、农、林、牧、渔、环保等领域的生产企业及事业、行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的应用型高素质人才。
实验室与社会接轨
学习生物工程要求理论与实践的交替,包括不同领域的实验操作。比如:无机及分析化学实验、有机实验、生物化学实验、酶工程实验等。让学生尽可能掌握实验的基本操作和认识化学反应。在四年的大学生涯中,学生将会接触到如下课程:无机及分析化学、有机化学、物理化学、生物化学、微生物学、生化分离、基因工程、分子生物学、细胞生物学、细胞工程、微生物工程、发育生物学、酶工程、遗传学、化学基础实验、生物工程基础及专业实验等。
生物工程属于综合交叉发展学科,且与应用有紧密的结合,国外很多著名大学都很注重其发展,相比国内该专业的现状,出国深造对于以后发展更有利。生物工程专业的毕业生可以在医药、食品、环保、商检等部门中从事生物产品的技术开发、工程设计、生产管理及产品性能检测分析等工作及教学部门的研究与教学工作。
理性对待专业前景
如今,生物工程的应用领域越来越广泛,涵盖了农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料、动植物、净化等各个领域。它对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生了巨大的影响,并为世界面临的资源、环境和人类健康等问题的解决提供美好的前景,生物工程专业也将日益壮大。
不过,本专业本科生直接从事科研方面工作的可能性不大,根据笔者经历,本专业大部分同学选择继续读研,直接就业的同学较少。原因是生物工程专业本科四年的学习不足以满足社会对于专业人才的需求,因此,大家希望能继续提升自己的知识储备与专业能力,掌握更多先进的专业技术。并且,生物工程专业各高校的教学水平与师资水平参差不齐,如果有意愿就读该专业的,大家一定要谨慎选择院校。
拥有生物工程专业国家特色专业院校名单:中国农业大学、南京工业大学、江南大学、上海交通大学、北京化工大学、华东理工大学、西北农林科技大学、华中农业大学、重庆大学、北方民族大学、天津科技大学、大连大学、浙江工业大学、大连工业大学、大连理工大学、沈阳药科大学、江西农业大学、湖北工业大学、华南理工大学、贵阳学院、湖南科技学院、大连民族学院、淮阴工学院、宜春学院、山东轻工业学院、四川理工学院、合肥学院、石家庄学院。
动物科学:畜牧人的摇篮 杜拜伦
主干课程:生物学、动物遗传育种学、动物营养与饲料学
向未来新兴产业转变
动物科学专业是生命科学的重要分支。它的基本任务是在认识和掌握动物遗传变异、生长发育、消化繁殖等生命规律的基础上,为人类提供质优量多的动物产品。动物科学旨在满足人们日益增长的高档肉类饮食需求,主要进行动物营养与饲料、饲料资源开发、饲料配方与饲料工艺设计,以及饲料鱼饲养企业管理的研究。通过对大量的动物实验和畜禽生产实践,将了解兔子、禽类、牛、猪、羊的动物生理特点和生活习性,并学习对其进行饲养管理、帮助他们繁殖后代等的科学方法。
随着动物基因组计划的全面启动和阶段成果的取得,动物科学已深入到基因层面认识动物的遗传、发育、繁殖和代谢的调控规律。分子与细胞工程技术已逐步成为畜禽新品种培育、良种快速扩繁、动物营养饲料的重要手段。动物科学专业除面向传统的优质畜禽产品生产外,从事动物生物技术新兴产业将是其未来最具发展潜力的重要方向。
掌握核心技术
顾名思义,动物科学专业学习的课程也与动物密不可分,大学四年需要学习动物解剖学、动物组织胚胎学、动物生理学、动物生物化学、畜牧微生物学、动物遗传学、动物营养学、饲料学、生物统计学、饲料分析技术、动物繁殖学、动物环境卫生与畜舍建筑学、畜牧生产系统、动物育种学、群体遗传学、数量遗传学、细胞遗传学、生化遗传学、分子遗传学、配合饲料工艺原理与技术、企业管理学、反刍动物营养、猪营养、家禽营养、鱼虾动物营养等。动物科学专业学生在毕业时需要具备丰厚的生命科学、动物生理生化、饲料工程、环境工程科学等基础,掌握动物产品高效安全生产与质量控制、动物生长发育规律、营养调控等理论与技术,成为能够从事动物科学教学与科研工作,胜任动物遗传资源开发与利用、特色动物产品开发、生态农业建设的科研与管理,从事高新技术研究与推广的高级专业人才。作为新一代“畜牧人”,在目前食品安全问题严峻的背景下,我们的目标不仅仅是数量的提升,更是质量的提升。我们的研究对象也从最初的陆生动物扩展到目前的水生动物。
发展中的“潜力股”
随着科技的进步,动物科学的研究领域在范围上已从传统的畜牧业扩展到了水产动物、珍禽异兽、伴侣动物、观赏动物的饲养、育种繁殖、产品加工等各个领域;在研究深度上已从动物整体水平、细胞水平和亚细胞水平深入到分子水平,使得人们可以在基因水平上认识动物遗传、发育、繁殖、代谢的规律。克隆动物、转基因动物的成功育成表明,动物科学是21世纪生命科学中最富有挑战性和最具发展潜力的领域之一。
本专业学生毕业后可以到农业部、国家检疫局等各级部委及相关机构、国内外著名上市公司、高等院校、科研院所、生产企业从事管理、技术总监、教学、科研和产品开发等工作。近3年有代表性的就业单位有:农业部、国家检疫局、中国农业科学院、中粮集团、首都农业集团等。
【关键词】生物科学史 教学有效性 兴趣 探究
生物科学是自然科学中的一门基础学科,是研究生命现象和生命活动规律的科学。生物科学史即生物科学产生发展的历史,既包括科学家对生命现象的研究过程,又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度;既包括生物学理论和方法的形成演变,又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。
普通高中生物课程标准指出,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,学习科学家献身科学的精神,有利于提高学生的科学素养,帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系,增强学生对自然和社会的责任感,促进学生形成正确的世界观和价值观。
有效教学主要指在一定的教学投入内(时间、精力、努力),通过教师的教学,学生获得具体的进步和发展,达到最好教学效果的教学,是卓有成效的教学。在45分钟课堂的有限时间里,如何巧妙合理地讲解生物发展史的内容,激发学生学习的兴趣,培养学生的科学素养,达到教学的三维目标,笔者谈谈个人的见解。
一、精通生物发展史,保证有效教学
生物科学发展经历了三个阶段:描述性生物学阶段、 实验生物学阶段、分子生物学阶段。由于科技生产力水平的限制,19世纪以前生物科学发展基本处于描述性生物学阶段,尤其以1859年英国生物学家达尔文的《物种起源》为代表,他们都只是从纯生物学的角度来阐述生命现象,而不能说明它的根本机理和原因。1900年孟德尔遗传定律的发现,使生物学从原来的描述性学科发展成一门实验性的学科。1953年沃森和克里克两人提出了遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构模型,从此,把整个生物学研究推进到分子生物学的新阶段。
伴随着新课程理念的提出,新教材做出了相应的变化,其中有一个变化较为显著,就是课本增添了许多科学史的内容。据统计,高中生物必修教材出现的科学史内容共计50个片段左右。
“要给学生一杯水,教师要有一桶水。”教师应具备精深的学科专业知识、丰富的科学文化知识,对于整个生物发展史的历程要熟悉,对于高中生物教科书中的科学史要精通,才能保证课堂的有效教学。
二、开展科学史教学,激发学习兴趣
托尔斯泰说过:“成功的教学所需要的不是强制,而是激发学生的兴趣。”促使学生在愉悦的气氛中学习,唤起学生强烈的求知欲望是教学成功的关键。生物科学史中有很多关于科学家本身或者是科学家进行科学研究过程的趣事,将其引入到生物教学中,必然会大大激发学生的学习兴趣。例如,讲授《伴性遗传》,引入了18世纪英国著名的化学家兼物理学家道尔顿的故事。道尔顿在圣诞节前夕买了一双“棕灰色”的袜子送给母亲,母亲觉得樱桃红色的袜子颜色过于鲜艳,道尔顿感到非常疑惑,又去问弟弟和周围的人,除了弟弟与自己的看法相同以外,其他人都说袜子是樱桃红色的。道尔顿经过认真的分析比较,发现他和弟弟的色觉与别人不同。道尔顿虽然不是生物学家和医学家,却成了第一个发现色盲症的人,也是第一个被发现的色盲症患者。为此他还写了篇论文《论色盲》。后来,人们为了纪念他,又把色盲症称为道尔顿症。在教学中,适时引入这样的故事,能为新知识的探究做背景材料的铺垫,既能引起学生的兴趣,又很好地引出探究问题,还丰富了课堂内容。
三、开展科学史教学,掌握生物知识
开展生物科学史教学,有助于学生获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识,了解生物科学和技术的主要发展方向和成就,了解生物科学发展史上的重要事件。例如:讲授《现代生物进化论理论的由来》,课文引入长颈鹿是如何进化来的生物科学实例,指出历史上有两种关于生物进化的理论曾经争得很厉害,分别是拉马克提出来的“用进废退”和达尔文提出来的“自然选择学说”对长颈鹿进化的解释。拉马克认为,生物进化其核心是有一种内在的动力驱使生物向前发展,而由于“用进废退”,习性会让生物的器官出现独特的形态。达尔文认为,原始长颈鹿中有的较高有的较矮,当食物缺乏时,较高的个体能吃到较高处的树叶,是其他动物吃不到的,因此有生存优势,能留下更多的后代。一代又一代选择的结果,长颈鹿的脖子就变得越来越长。了解生物科学知识在生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的应用,有助于积极参与生物科学知识的传播,促进生物科学知识进入个人和社会生活。
四、开展科学史教学,培养探究能力
生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系,是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。普通高中生物课程标准倡导探究性学习,力图促进学生学习方式的变革,引导学生主动参与探究过程,勤于动手和动脑,逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,重在培养创新精神和实践能力。例如:讲授《植物生长素的发现》,书上通过一系列的实验从一定程度上反映了科学探究的一般方法,对培养学生科学的思维方法和研究方法,培养学生的科学精神、创新意识和实践能力是一个非常好的素材。19世纪末,达尔文研究了光照对金丝雀草胚芽鞘生长的影响。通过大量的实验、科学的设计方法,得出结论:金丝雀草向光弯曲生长是胚芽鞘尖端可能会产生某种物质,这种物质在单侧光的照射下,对胚芽鞘下面的部分会产生某种影响。1913―1914年,詹森、拜耳在达尔文实验的基础上,分别对实验做进一步的深化,为温特的实验提供了重要的思路。1928年,温特的实验进一步证明了胚芽鞘尖端确实产生了某种物质,这种物质从尖端运输到下部,并且能够促使胚芽鞘下面某些部分的生长。1934年,郭葛等人提取出该物质,并确认它的化学本质是吲哚乙酸,把这种物质命名为生长素。通过科学史的学习,学生掌握了科学的探究方法,并感受到科学知识的获得积累了众多科学家的心血和智慧。
五、开展科学史教学,树立正确的价值观
科学史可以帮助学生树立全面而准确的科学形象和科学家形象,领悟科学精神和人文精神,加深对科学的理解。培根说过:“读史使人明智。”教师通过传授科学史可以帮助学生树立正确的辩证观、人生观和世界观,培养学生热爱家乡、热爱祖国的精神,增强振兴中华民族的使命感与责任感。例如,讲授《DNA分子结构》时,教师向学生介绍了DNA双螺旋结构发现的历程。1951年,23岁的沃森来到英国剑桥著名的卡文迪什实验室,在那里遇到了大他12岁的克里克,开始了现代生物学史上最动人心弦的合作。也许沃森和克里克不一定是最聪明的科学家,也不一定最有经验,但是他们靠的是不懈的努力,靠的是知识和能力的互补,终于打开了“潘多拉”盒子,开启了分子生物学时代。为此,1962年,沃森、克里克、威尔金斯因发现DNA分子结构一起获得了诺贝尔医学和生理学奖。当他们站在科学最高的荣誉台上,享受鲜花和掌声时,是否还记得那位“科学玫瑰”――英国女科学家富兰克林。没有富兰克林在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的DNA晶体X射线衍射照片,他们能激发灵感吗?但在那个时代,女科学家受到歧视和不平等的待遇,她的成就也没有得到应有的重视。1958年,37岁的富兰克林患癌症去世。最近,英国为了纪念她对发现DNA结构的贡献,英国皇家学会设立“富兰克林奖章”。生物学史中还有着丰富的爱国主义教育的内容。教学中可以适时引入我国古代、近代在医药、农业、生物学上的伟大成就,例如李时珍的《本草纲目》、袁隆平的杂交水稻、1965年蛋白质-结晶牛胰岛素等。通过科学史的学习,学生不仅激发了爱国热情,更重要的是养成了求实的科学态度、宽容的人生态度,树立了真善美的价值追求。
生物科学发展史是生物学发展的一面镜子,本身就是一部完美的教材。在新课程改革的引领下,把生物科学发展史素材全面引入到课堂中,有目的、有计划、有重点地进行教学,构建有效的课堂教学,落实三维目标,力争使每个学生都能达到、获得现代化公民必须具备的科学素养。
【参考文献】
[1]卢邵岩.浅谈生物学史对学生素质的培养[J].沈阳师范学院学报,1999(12):53-55.
[2]谢群.生命科学史与生物科学探究[J].中学生物学,2007(5):26-28.
[3]陈勇.对《高中生物课程标准》中“注重生物科学史学习”的思考[J].中学生物学,2007(7):63-64.
1我校生物科学专业教学计划改革的基本情况
铜仁师范高等专科学校于1999年招收第一届三年制生物学教育专科专业,实施的教学计划是《贵州省师范高等专科学校三年制生物学教育专业教学计划》(试行),并于2000年、2003年两次修订。2005年学校升格为铜仁学院,于2007年申报了师范教育方向生物科学本科专业。在原三年制生物学教育专业教学计划的基础上,制定了生物科学专业的教学计划。
2教学计划改革应反映培养目标的基本要求
2.1三年制生物学教育专业的培养目标及教学计划
1999年招收三年制生物学教育专业时,中学的生物学教师十分紧缺,同时,普及九年制义务教育也需要大量生物学教师。在此形势下,把培养目标确定为:面向21世纪,主动适应社会主义现代化建设和九年义务教育的需要,培养德、智、体全面发展的初中生物教师。
与此培养目标相对应,所实施教学计划的课程结构主要以初中生物教师应具备的基本素质为着眼点,该教学计划的课程由公共课、学科课程、教育课程、特设课程和实践构成。各部分学时占总学时的26.03%、45.24%、14.24%、14.49%。主要专业课程有普通生物学、细胞生物学、生物化学、植物生理学、动物生理学、遗传学、分子生物学。
为了使培养的学生能更好地适应初中生物教师的角色,2000年对该教学计划进行了首次修订,把学科课程中的普通生物学、细胞生物学、分子生物学、动物生理学删除,而增加与中学生物联系更为紧密的动物学、植物学、人体解剖生理学、微生物学。2003年又再次修订,主要基于在普及九年制义务教育中,初中生物教师已日趋饱和,同时随着高校扩招,学生就业日益困难。这次修订本着加强基础、拓宽专业、强化实践的思路,着重提高学生的适应能力和发展潜力,在课程结构上新开设了选修课。
2.2生物科学专业本科的培养目标及教学计划
在确定生物科学专业培养目标时,考虑培养的学生既要充实中学生物教师,又能对本地区生物资源的保护、开发和可持续利用,对高效生态农业和蓄牧养殖的进一步发展有重大的推动和促进作用。为此,把培养富有开拓创新精神,具有生物科学的基本理论、基本知识和较强实验技能,具备在中学进行生物学教学、研究的教师以及农、林、牧、渔、卫生、环保等方面的科技工作者和管理者作为目标。
该教学计划的课程结构包括普通教育类课程、师范教育类课程、专业课程、和实践课程。与专科教学计划相比,该计划的特点是:每类课程都有必修课程和选修课程,选修课程占总学时的17.04%;专业课程的门数增多,范围更广;实验学时增多;开设与生产结合的选修课程。体现培养目标的要求,在教学计划中,不仅加强基础、突出师范教育,也重视理论与实践结合。
3生物科学专业教学计划中体现的重要关系
教学计划的修订要遵循教育教学的基本规律,坚持知识、能力、素质协调发展和综合提高的根本原则,就生物科学专业而言,修订的教学计划要突出体现传统生物学与现代生物学、生物专业知识与教学技能、理论与实践、职前学习与终身学习及就业的重要关系。
3.1体现传统生物学与现代生物学的关系
生物学是一门历史悠久的学科,在人类社会的发展中积累了丰富的生物学知识,形成了众多的生物学分支学科,同时生物学的发展又十分迅速。面向21世纪的生物科学专业本科生的生物科学知识应具有综合性、整体性、系统性和先进性等特点。在众多的生物学分支学科如何选择课程体现这一要求,是在修订教学计划中必须解决的。
3.2体现生物专业知识与教学技能的关系
教育是一门科学,一门艺术,更是一种实践。生物科学专业以培养中学生物教师为重要目标,因而加强教学技能的培养是实现这一目标的重要环节。作为一名中学生物教师不仅要有宽广扎实的生物学专业知识,更要掌握教育理论,懂得运用教育的基本规律,教学的方法、手段,了解学生的心理,会做学生的思想工作、管理工作。因此教学计划中突出了师范性,除开设师范教育必修课程外,还开设选修课程如中学生心理咨询、学校管理学等。师范教育课程306学时,占总学时的10.97%。
3.3体现理论与实践的关系
科学理论与实践相结合,科学才具有强大的生命力。生物科学从来就是一门实践性学科,生物科学专业加强理论教学的同时,更要加强学生实践。实践教学不仅可以加深对理论知识的巩固掌握,也是对理论的运用,是培养学生观察、分析、综合能力的重要手段,是培养学生严谨、求实学风的生动课堂。新的教学计划中,实践课程包括:实验教学420学时,占专业必修课学时的35.35%,专业实习4周,教育实习6周,毕业论文6周,军事训练与国防教育2周。
3.4体现职前学习与终身学习及就业的关系
21世纪,知识老化周期日益缩短,传统的“一次性教育”的概念已经过时,“一张文凭,终身受用”的时代已经过去。一个人在大学毕业时实际上只学到他今后几十年所需知识的10%,其余的90%的知识还需要边工作边学习。21世纪,终身学习将不仅代表一个人的优良品德,同时也成为生存发展所必须的手段。因此,教学计划中设置的课程不仅是职前学习所必须的,更要为研究生阶段的学习乃至终身学习奠定基础。
一、渗透生物科学史教育,培养科学态度和科学世界观
生物科学史是研究生物学概念、科学理论和科学思想的产生、演化过程及其发展规律,考察科学家的生平、成就、思维方式及研究方法上的特点。探讨科学家科研中的成败原因,研究科学家发展中不同观点和理论之间的纷争与融合,考察科学发展的内部逻辑、外部动力和相互关系,研究科学与发展的关系等等[2]。在生物课堂教学中加强生物科学史教育,在一定程度上是顺应学生身心发展特点。在教学基础上增加生物科学史教育,利用学生的好奇心作为激起兴趣为切入点,将学生的兴趣上升为学习的乐趣。另一方面,生物科学史同时向学生介绍科学家的奋斗历程、曲折经历等生平事迹。在科学探索过程中,科学家身上折射出的执着,求实,刻苦等高尚品质是一种宝贵的教学财富。所以在生物教学中增加生物科学史教育,不仅能培养高中生学习兴趣和实验能力以及创造性思维能力,也能培养他们发现问题、分析问题和解决问题的能力,更能使他们形成积极的科学态度和科学习惯。以高中生物人教版必修一以光合作用为例,在正式学习光合作用过程之前,进行光合作用科学史讲述,包括什么是光合作用,光合作用的意义以及光合作用是如何发现的等,教师可以用趣味性的,故事性的口吻来讲述,学生的兴趣能够得到激发,而且在轻松愉悦的氛围中学生也更乐于去汲取更多的生物学知识,更进一步提高学生的生物科学素养。
二、倡导探究性学习,培养学生自学能力和创新精神
探究性学习的三个基本目标是理智能力的发展、深层次的情感体验、建构知识掌握解决问题的一般方法。探究性学习是问题性、过程性、开放性的统一[3]。在探究性学习的教学中,教师是学生学习的引导者和促进者,而学生则是探索者、发现者,这种新的学习方式在我们今天的生物教学中培养学生科学素养有重要的指导意义。探究性学习的目的和新课标对学生的目的要求是一致的,都是提高学生的综合素养,是培养学生综合能力的一种学习方式。那么,在探究性学习中,要注意哪些问题呢?
首先,教师角色定位。虽然探究性学习倡导的是学生自己去发现、探索新知识,但是他们的学习仍然是具有一定的被动型的,所以要求教师能够有计划有目的并且有组织的进行,学生的独立学习能够进行下去,必须要有教师的引导,他们的学习效果才有可能事半功倍。因此在探究性学习中,要求教师的角色是引导者,教师要扮演好引导者这个角色,就必须做好充分的准备。在上课之前,教师可以根据教材准备导学案,内容包括本堂课的学习目标,重难点和基础知识以及基本技能、相关知识回顾和学生自测等。课堂上教师提出事先准备的问题来吸引学生注意,激发学生自觉解决问题的欲望。需要注意的是,在学生分析问题时,教师的职责是为学生提供时间和空间方便他们进行思维的交流和碰撞,切不可在一旁急于纠正学生的错误。在课堂的最后,教师着重对学生理解、讨论不透彻的问题进行精讲,帮助学生对深奥的生物学知识的理解。讲解完成后,将导学案上的本节课学生学习成果自测让学生独立完成,并由教师回收批阅。
其次,学生的角色定位。针对问题的探究活动是探究式学习的中心,学生在遇到各种使他们困惑的问题时就要想方设法寻找问题的答案,他们可以经过推理分析来找出解决问题的方向,然后通过观察和实验来收集事实;也可以通过其他的资料来进行归纳比较和分析,以形成对问题的解释;在经过讨论和交流后进一步澄清事实,发现新的问题,对问题进行更深入的研究。学生在主动参与的过程中进行学习,在探究问题的活动中获取知识,所以学生能更容易了解科学家的观点和科学精神,在做科学的过程中学习科学。
三、重视实验教学作用,训练学生生物学方法的养成
生物学实验无论是在生物科学发展的历史中,还是现代生物学的研究中,对生物学理论的建立,对科学方法和思想方法的获得,以及对学生各方面能力的培养都有十分重要的意义[4]。通过对近年来的高考试卷分析,我们不难发现,生物{考试卷每年都会有涉及关于实验设计的题目,是对学生实验设计综合能力的考核。但目前我们的生物实验教学中大都停留在教师讲学生做的阶段,实验步骤都是按照教师事先准备好的来做,学生操作也大都是在教师演示后进行的。学生欠缺对实验设计的思考,这有悖于实验本身的意义,它要求学生能够探究获取未知的东西。因此,在实验教学中,我们应当给予重视,改革实验的教学方法。
为了学生的生物科学方法的建立和形成,在实验教学中教师可以多加强学生探索性或者设计性实验的学习。教师可以引导、启发学生对现有实验进行思考,并且根据自己思考的思路设计实验进行探究,然后教师根据学生设计的实验方案和结果进行评价。这样学生在探究性实验中不断完善的过程,有利于他们思维的培养和科学方法的养成,使他们真正成为学习的主人。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003:9-11.
[2]孙定建.科学史教育全方位科普的有效手段[J].理论观察,2003(3):25-27
【关键词】 动物实验动手能力结构功能学习兴趣生物科学素养
【 abstract 】 high school biology study should strengthen the animal experiment content, raises student's beginning ability, deepen our understanding of the animal organs of perceptual knowledge structure and function, strengthen the students' interest in study and biological science.
【 key words 】 animal experiment ability structure function study interest biological science
生物和医学技术发展日新月异,高中生不但要从书本上了解生物医学的知识,也要实际动手操作,获得感性认识,培养兴趣。生物学是一门以实验为基础的自然科学,动物实验是学生认识和研究生物科学的重要手段,通过动物实验,可以加深对动物器官结构功能的感性认识,培养学生学习的基本技能和观察、分析综合运用生物学知识的能力。而且可以提高学生学习生物学的兴趣,培养实事求是的科学态度。因此,加强动物实验内容对培养学生巩固、综合、运用所学生物学知识十分有益。
让高中生了解实验动物的概念
高中生应该了解实验动物不同于家养或野生的动物。实验动物是指经人工饲育,对其携带微生物实行控制,遗传背景明确或者来源清楚的用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。动物试验是以实验动物为材料,采用各种方法在实验动物身上做试验,研究动物在实验过程中的反应、表现及发生、发展规律和有关技术问题。实验动物作为人类的替身,可以用来验证一个又一个的生命科学真理,例如探索生命现象,开发新药等。
让高中生了解实验动物的福利和保护
高中生应该了解没有实验动物的巨大贡献,人类对于生命的理解是绝对不可能达到现在这一程度。目前发达国家都相继颁发了实验动物管理条例、法规或规范,已实现了实验动物生产的标准化、商品化和社会化,并且形成了完整的实验动物教育、科研、生产管理与应用体系。我国也出台了实验动物的管理法规。我们应该为实验动物提供良好的饲养环境,干净通风的饲养房间,柔软舒适的垫料,供给充足的专门配制的食物和清洁的水,控制动物的密度,提供动物玩耍的物品,正常的昼夜变化频率。按时打扫饲养动物的房间,更换笼中的垫料。目前发达国家普遍开展了以替代、减少、优化的运动。实验动物的福利还体现在在实验中减少动物的痛苦,进行有损伤的操作前要进行麻醉,处死实验动物时要快,减少其痛苦。
三、利用动物实验让学生增强对动物器官结构功能的感性认识
对于高中生来说,没有条件进行尸体解剖来了解人体的结构,用动物进行替代是一个很好的选择。例如,要了解人体或其它哺乳动物内部结构,我们可以用解剖大鼠来学习这些知识。用生理盐水和戊巴比妥钠粉剂配制成1%戊巴比妥钠,按4ml/kg对大鼠腹腔注射麻醉,麻药起效后将大鼠用橡皮筋和大头针固定在解剖台上,用解剖剪剪开大鼠的皮肤、肌肉和腹膜,进入腹腔,用棉签拨开观察胃肠肝胰脾等器官结构和位置。通过这样的解剖学习,学生们可以对人体器官结构和位置有更深刻的感性认识,有利于提高学生的生物科学素养和对生物学和医学的兴趣。在研究动物器官功能方面,我们可以利用蟾蜍来初步认识生物大脑和脊髓的作用。用大头针从蟾蜍头与身体的结合部向大脑方向插入,左右移动破坏大脑,发现蟾蜍肢体变得僵硬,对刺激无反应。然后用大头针向脊柱中插入,破坏脊髓,发现蟾蜍肢体变得瘫软。同样,我们也可以利用蟾蜍观察心脏跳动,用剪刀剪开蟾蜍胸部和腹部的皮肤肌肉,进而剪开胸骨,观察蟾蜍心脏跳动情况,然后把心脏周围血管剪断,游离心脏,放入纯净水中,发现心脏跳动逐渐减弱。同样把一颗蟾蜍心脏放入自来水中,心脏跳动的时间明显延长。这些动物实验能培养学生的动手能力和学习兴趣,促使学生思考生物学现象背后的道理。另外,现在网络发达,学生可以通过上网学习在实验中感兴趣的问题。
在动物实验中培养学生的团队协作精神
现在的学生多是独生子女,与他人合作的能力欠缺。动物实验通常需要多人协作完成,学生在分组共同完成动物实验的过程中,培养了团队协作精神,建立了良好的人际关系,促进了同学之间的交流。
综上所述,对高中生开展动物实验教学有很多好处,能培养学生的动手能力,加深对动物器官结构功能的感性认识,增强学生的学习兴趣和生物科学素养。
参考文献
[1] 赵英.重视高中生物实验教学培养学生科学素养[ J ] .科学教育,2011: ( 17 ).
[2] 秦声东.生物课外实验的意义[ J ] .科技博览,2009: ( 36 ).
[3] 李俊仙.浅议高中生物实验能力的培养[ J ] .商品与质量,2011: ( 6 ).
关键词 高中生物学 生物科学史 科学素养
中图分类号:G633.91 文献标识码:A
1 有助于体验科学家认识问题的思维过程和探索精神
生物学科的发展是一个在困难和挫折中曲折发展的过程,一代又一代的科学家百折不挠地追求关于生物学知识的故事可歌可泣令人动容,感受科学家们的艰辛和困苦,有助于学生在感同身受中树立良好的榜样,培养他们为科学献身的崇高精神。例如:高中生物课本中关于光合作用的生化反应方程式看似简单,却是科学家们300多年时间坚忍不拔地探索点结果:1629年比利时科学家范・海尔蒙特做了一个有趣的实验,他把一株小柳树种在装有烘干土壤的大桶里,再用一个穿孔的铁板盖在大桶上,既允许雨水和空气进入,又可避免土壤的流失。最后得出结论:柳树重量的增加主要来自水而非土壤;1772年英国科学家约瑟夫,普里斯特利用小鼠作为实验对象,他把小鼠放入一个缺乏氧气的容器中,不久小鼠死掉;然后他又将绿色植物放入这个缺乏氧气的容器里,重复上述实验,结果小鼠能够生存。普里斯特利的结论是:蜡烛燃烧会污染空气,使小鼠窒息而死;绿色植物则能够净化因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气;20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组植物提供和,释放的是:第二组提供和,释放的是。实验证明,光合作用释放的氧全部来自来水。这就直接证明了光合作用释放的氧气来自水。
发现光合作用生化反应方程式的这段迂回曲折的历程,有助于学生体会到科学家们严谨的科学态度和巧妙的实验方法。回顾科学家们的成长史、奋斗史,循着科学家足迹,领略他们的精神世界,接受他们的熏陶,从而培养了学生不畏艰辛、不怕失败、探索真理的科学情感。同时也使学生明白科学不是绝对的真理,而是一个不断发展变化的。
2 有利于学生形成敢于怀疑的科学态度,形成正确的的创造思路
正确的思路是人们进行科学研究取得成果的必要条件。如何推陈出新,多角度开发研究思维呢?我们可以从科学家们的工作方法中寻找到一些答案。孟德尔在研究豌豆遗传时独辟暖径来用数学统计方法来设计实验,这个实验里面蕴含着很多工作思路,如发现问题和提出问题、作出假设、逻辑推断、检验假设、演绎推理、分析结论、交流评价等。笔者在上课时引入孟德尔发现遗传规律的史实,既避免了传统说教的弊端,又激发了学生的学习兴趣,让学生明白到:我们只有敢于质疑,跳出前人设置的条条框框,才能开拓思路,实现突破。
事实上,科学并非只是一成不变的事实和理论,而是由新旧事实和理论在一致与矛盾共同推动发展的。学生从前人设计实验的过程中学到科学的研究方法,体会到科学研究的艰辛和科学家追求真理的自强不息的精神而对科学产生兴趣,从而激发学生的创新和创造能力。
3 有助于教师转变教学观念、提高教育教学水平
《标准》明确提出,“获得生物学基础事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识,知道生物科学和技术的主要发展方向和成就,知道生物科学发展史上的重要事件”。可见,《标准》已经向生物学教师提出了必须具备生物科学史方面的素养的要求。生物科学史的发展历程和经典实验中除了涉及生物知识外,还有化学、地理、物理等相关知识。这就需要教师要不断提高自己对相关交叉学科的认识,实现知识结构的多元化。在讲授生物科学史时,要想达到提升学生科学素养等目的,教师首先自己要以科学的方法去融合各学科内部的基本概念、理论和定律,广泛利用网络技术、计算机和社会资源,了解学科的发展动向和最新研究成果,对所教内容不仅要知其然,而且要知其所以然。这样才能全面理解所教内容的价值和意义,也才能帮助学生认识到自然界普遍联系、相互作用的现象与规律,使学生学习的兴致更加高涨,从而收到良好的教学效果。
4 有助千提高学生的实验能力
陶行知先生曾指出,真正的教育必须培养出能思考会创造的人,教学实验是激发学生探索兴趣,培养学生创新意识、创新精神的切入点,是科学研究启蒙教育的重要途径。在高中生物教学过程中渗透生物史的教育,还有很多教育功能,例如可以有效提高学生的实验能力和动手能力,生物学是一门以观察和实验为基本研究方法的学科,生物学实验是生物学发现和创造的源泉,是检验生物学理论的唯一标准。科学家们执着不舍的精神、操作实验的正确方法以及发现问题、提出问题和解决问题的创新思路,可以对学生的实验能力产生潜移默化、润物无声的效果,让学生在不知不觉中提高自身的实验水平,从而间接地达到显著提高学业成绩和学习兴趣的目的。在生物教学中渗透生物史教育,将生物学史教育与中学生物教育有机地结合起来,是培养学生科学素养的一条捷径,有利于教师转变教育观念,有利于教师对学生的学法进行指导,有利于学校教育改革的实践。
5 小结
可见,生物科学史的合理运用和渗透,对学生的科学素养的提升、人文精神的熏陶以及教师的教学水平的提高都有着不可替代的作用,但从总体上看,在理论层面上,人们对生物史教育的价值及其作用仍然一知半解;在实践层面上更没有找到将生物史融入科学教学的行之有效的教学方法。经验和现实告诉我们,重新认识和挖掘科学史的教育价值,探索生物科学史教育行之有效的模式,是当前我国科学教育改革急待解决的重大课题。作为生物教学教育者,我们仍然任重而道远!
参考文献
[1]世界生物学史吉林教育出版杜.
[2]温青,光合作用的发现(课件),武夷山:生物省骨干教师培训,2004,5.
[3]罗世炜,利用生命科学史培养学生的科学素养,襄樊职业技术学院2004,8.
[4]郭晓强,在生物化学教学中引入科学史的初步探索,生物学杂志-2004,12.
[5]中华人民共和国教育部制订,普通高中生物课程标准,北京:人民教育出版社,2003,4.
北海道大学有两个校园,位于札幌市的主校区占地289公顷,位于函馆市的函馆校区占地10.5公顷,此外,还在日本各地拥有总面积达65713.6公顷的实验林等实验基地。
北海道大学创立于1876年,其前身札幌农学校是日本首座高等教育机构。札幌农学校曾聘请美国马萨诸塞农业大学的校长克拉克博士担任第一任副校长。1877年4月,克拉克博士离开札幌时,给学生留下了“Boys,Be ambitious(青年们,要胸怀大志)”的学训,这句话现已成为北海道大学的校训,同时也是日本年轻人非常熟悉的名言。
办学理念
北海道大学历经130多年的历史,以“开拓精神”、“培养国际性”、“全才教育”和“重视实学”作为教育研究的理念。
开拓精神是指学生和教职员应随着时代的需要,毅然地开拓新步伐的理想主义。在今天,不断改变学术方向和响应最新提出的关于人类课题的研究,就是现代的开拓精神。
札幌农学校曾引进欧美文化及科学技术,并由外国教师进行英语教育,从创办开始就向各方面推展“培养国际性”的精神。北海道大学为培养学生和教职员的国际性,促进国际社会的发展,在扩大海外留学和进修机会的同时,积极接收外国研究者和留学生,以促进与以亚洲和北方圈为首的世界各国的文化和社会交流。
札幌农学校不仅培养农业专家,还谋求培养出具有丰富品格、高才智和知识面广的人才,在人文社会领域优秀人才层出不穷,培养出了许多思想、文学方面的名人。为培养具有灵活应用专业知识的综合性判断能力及高见解能力的人才,北海道大学的全才教育理念贯穿于重视教养的教育实践中,其传统流传至今。
重视实学的理念自从北海道大学建校以来经过许多曲折,在发展到综合大学的过程中,逐渐演变固定为两个涵义:一、重视与现实世界融为一体的普遍性学术的创新性研究;二、不但重视基础研究,而且重视应用和实用化,使其研究成果还原子社会。北海道大学在追求重视实学理念的普遍性和现代意义的同时,希望不断推进与现实世界融为一体的普遍性真理,并创造具有北海道特色的学术。通过与产业界、学校和政府间的进一步合作,将研究成果还原干北海道、日本乃至世界。
学科专业
北海道大学重视研究生教育,学校现有12个系(招收本科生):文学、法学、经济学、医学、牙科学,工学、兽医学,水产学,理学、药学、农学、教育学,17个研究生院(招收硕士生和博士生):文学、法学、经济学、医学、牙科学、工学、兽医学、信息科学、水产科学、环境科学、理学,药学、农学、生命科学、教育学、国际大众传媒与观光学、保健科学、公共政策学。其中,农学、兽医学和水产学是北海道大学非常有特色的专业院系。
农学系由生物资源科学、应用生命科学,生物机能化学、森林科学、畜产科学,农业工学和农业经济学等7个专业组成;农学研究生院由共生基础学、生物资源科学、应用生物科学和环境资源学等4个专业的15个学科组成;农学系和农学研究生院共有教员132名。此外,还有由生物资源生产学、环境资源学和应用生命科学等3个研究室组成的农学研究院。
兽医学系由生物医科学、病因病理学、应用兽医学和临床兽医学等4个兽医学专业学科组成;兽医学研究生院有比较形态机能学、动物疾病控制学、诊断治疗学、环境兽医科学、朊病毒病学、共患病学等6个兽医学专业学科。兽医学系和兽医学研究生院共有教员45名。
单独设在函馆校区的水产学系和水产学研究生院,有教员86名,并拥有“忍路丸”和“潮丸”两艘实习船。水产学系有海洋生物科学、海洋资源科学、增殖生命科学和资源机能化学4个专业;水产学研究生院由海洋生物资源科学和海洋应用生命科学2个专业的12个学科组成。此外还有水产科学研究院,下设海洋生物资源科学部门和海洋应用生命科学部门。
工学系是北海道大学规模最大的系,由应用理工系、信息电子学、机械智能工学及环境社会工学等4个专业的16个学科组成,学生3000多名;工学研究生院由15个专业组成,共有硕士课程学生800多名,博士课程学生250多名。工学系和工学研究生院共有教员275名。
除传统优势学科,学校还着力于发展生命科学、IT产业科学等新兴学科,提高整体科研教育实力。生命科学研究生院现有生命分子科学、细胞机能科学和生态控制科学等3个生命科学专业学科;先端生命科学研究院有先端生命分子科学、先端细胞机能科学、先端生态控制科学、计算分子生命科学和生命分子机能学5个先端生命科学研究室。信息科学研究生院由复合信息学、电脑科学、信息电子学、生命人类信息科学、媒体网络和系统信息科学等6个专业的20个学科组成,拥有教员99名。
国际交流
北海道大学作为具有国际特色的大学,一直坚持战略性地开展教育、研究和社会贡献活动。
学校与包括中国的北京大学、浙江大学在内的18个国家和地区的55所大学,以及24个国家和地区的大学及科研院所的院系部门签订了共162个协定,开展教育、学生的交流活动。为了加强合作关系,还和协定中的一些大学共同举办大学之间的联合专题讨论会。此外,学校还与国际协力机构(JICA)签订联合合作协定,建立合作体制,并与国际协力银行(JBIC)合作,积极致力于中国内陆地区废弃物处理领域的人才培养。2006年接收中国重庆市的10名大学教师,进行为期4周的废弃物处理研修,2007年以中国河南省的10位大学教师为对象,开展了近1个月的废弃物资源化和处理技术研修。
目前,北海道大学共有海外留学生900多人,其中有40%来自中国。为了增加留学生数量,推动和东北亚特别是和中国、韩国之间的交流,学校还制定了“国际活动战略”,计划接收更多的留学生来校学习,同时也致力于把自己的学生送出去留学。
关键词:应用生物科学;教学改革;创新发展
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)02-0253-02
目前,我国食药用菌产业发展迅猛,成为继粮、棉、油、果、菜之后第六大出口创汇的农产品,总产量居世界第一[1],但食药用菌产业从业人员却良莠不齐,或是植病、微生物、蔬菜、生物学等相近专业的大中专毕业生,或是根本没受过专业教育的农民以及南方长年从事食用菌栽培的熟练工等,人才因素严重地制约了食用菌产业的发展。据社会调查和社会实践领域专家及人才市场供求信息反馈证明,我国经济建设中急需食药用菌专业一线技术应用型人才。基于此契机,吉林农业大学于2009年及时成立了全国第一个全日制培养食药用菌高技能人才的本科专业——应用生物科学(食药用菌方向),本专业以培养深入掌握真菌分类、菌种生产与保藏,食用菌栽培,食药用菌产品加工以及真菌学生物学基础,具有较强的综合运用各种基础理论知识专业技能解决实际问题的能力的人才为目的[2],加快本专业的发展,是促进我国食用菌产业发展的关键,本文就如何加快应用生物科学(食药用菌方向)专业发展进行积极探索。
一、确立业务培养目标和业务基本要求
首先,要确立该专业的培养目标和业务基本要求。应用生物科学专业的学生要掌握菌物科学的基本知识和理论;掌握食用菌高产栽培措施、菌种生产、病虫害防治等基本理论和技能,包括食用菌栽培、病虫害防治、设施栽培、生产加工、发酵制药、营销策划等实际操作应用能力;具有较强的综合运用各种基础理论知识专业技能解决实际问题的能力;具备熟练实践操作技能,能够在食用菌相关企事业单位、科研单位、生产第一线从事食用菌生产、加工、研究、建设、管理、服务以及营销等工作;具有创新创业精神,德、智、体、美等方面全面发展。
二、创新教学体系和人才培养方案
教师在教学中要实行“模块教学”,即前两学期按大类专业宽口径培养,构筑一个食用菌基本知识的平台,最后两个学期设几个窄口径的专业化培养方向,并开设与之相适应的四种专业课程模块。实践教学上,食药用菌专业学生一入学就进入实践教学基地,边实践,边学习。同时根据教育部的有关开展创业园活动的文件精神,结合食用菌产品特点,设计与“模块教学”相关的四个生产实习模块,增设创业实践,旨在通过模拟创办公司,提高学生创新创业精神,培养学习兴趣,树立创业模式,提供就业新思路,开辟就业新途径。邀请企业、学生等多方参与,制定体现时代特色、符合社会需要的人才培养方案。从学生就业、发展、兴趣爱好出发,邀请学生代表参加。同时充分体现以企业为先的理念,根据当前行业要求及社会现实需要,广泛征求企业、专家意见,制定符合行业持续性、阶段性发展特点的菌类药物专业人才培养方案。以技术应用能力和基本素质培养为主线,建立专业人才的知识、能力和素质结构。培养实践操作熟练,基本理论扎实,知识面宽泛,心理素质好,综合素质高的高技能人才。因此,在教学中通过“加强第一课堂的实用性,强化第二课堂的技能性”,对课内、课外教育教学内容进行整合,形成“大课堂”观,将课内、课外理论、实践紧密结合,构建知识、能力和素质培养体系。建立校内食用菌基地,主要解决学生对专业基础知识的认知能力和基本技能训练;成立本专业独立经营的食用菌研究所,产品研究开发中心等,以科研带动教学,为师生提供科学研究和实习场所,使科研与“三农”结合;成立食用菌高科技示范园,现代化工程示范园等,为师生锻炼提供综合性运用专业知识的场所的同时,学校成为园区的技术依托,展示了农业现代化样板;成立校(县)企合作的联合体,合作办学体,项目合作等,可紧密与生产实际结合,培养学生专业领域某一方面的技能,毕业生可“顶岗带职”实习预就业,教师可科研开发及成果转化,对全面提高师生综合能力提供条件;成立科教兴农(企),为培养人才和地方经济建设发展服务,为发挥高等农业院校教育、科学研究和社会服务功能提供了广阔天地。
三、完善满足专业需要的教材体系
根据新专业培养目标的定位,结合人才培养方案,有计划地开展教材建设,针对现在本科生、硕士生、博士生教学当中缺乏统编教材以及统编教材不很适用的情况,编写出新的更适用于本学科实际的教材,包括微生物学、普通真菌学、植物生理学、基础生物化学、菌物学导论、遗传学、菌类类资源学、食用菌育种学、食用菌栽培学、药用菌产品开发与利用、食用菌产品加工学等各方面的全套教材,使教材内容能充分反映本学科的最新进展,并力求更多地联系国民经济发展的实际需要。
四、教学内容更新和教学方法改革
根据课程特点将课程划分为各大主体内容,修订课程教学大纲,按理论、实验和实践3个模块组织教学,依托植物病理学省级重点学科的资源优势,及时引入本学科领域最新研究成果和相关领域的前沿知识,丰富理论和实验教学内容,构建以理论知识为基础,强化实验操作技能和实践能力培养的课程内容体系。根据该门课程与生产实际联系紧密的特点,以校内实践教学基地为依托,结合教学实习及季节实习进行现场教学;积极组织学生采集和制作标本,促进课内与课外相结合,理论与实际相结合;率先实行双语教学,学生反响良好;课堂教学中引入小组讨论、报告、演示等方式,有效促进师生交流和互动,激发学生学习的主动性,突出学生的主体地位,提高教学质量。把多年野外采集的植物病害图片和菌物图片,制成多媒体课件,以图片、动画和声像材料等直观方法激发学生的学习兴趣。运用真菌永久显微玻片、病害症状图片、菌物实物等教具加强学生感性认识。吉林农业大学菌物标本馆随时向本科学生开放,为学生自主学习提供便利条件。
应用生物科学(食药用菌方向)专业是新兴的学科,需要不断在摸索中前进。在教学中,教师要不断提高创新能力,实现良性互动,为国家培养急需的高素质食用菌专业型人才,进而加快应用生物科学专业发展。
参考文献:
[1]卢敏,李玉.中国食用菌产业发展新趋势[J].安徽农业科学,2012,40(5):3121-3124.
[2]张波,冀瑞卿,田恩静,刘朴,李晓.应用生物科学(食药用菌方向)专业实验课教改初探[J].教育教学论坛,2013,(14):13-14.
【关键词】新课程 核心概念教学 中学生物
【中图分类号】G 633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)1-0084-02
作为一门研究生命现象以及其运动规律的学科,生物学用来分析、推理、判断以及解释本学科基本规律的依据就是一系列的核心概念。积极有效的核心概念教学方法,能够很好地指导学生使用科学方法解决问题、用科学的观点考虑问题、用创新的精神探索问题。因此,在教学活动中教师要采取探究的教学方式,结合概念图,通过比喻或模型,并借助现代网络多媒体等信息技术辅助手段,帮助学生更好的学习生物学,培养学生的智力以及逻辑思维能力。
笔者结合自己多年的教学实践,对新课程背景下高中生物教师有效地进行核心概念教学的体会做一些体验和探讨。
1、我国生物课程标准中的核心概念
提高学生生物科学素养是我国高中生物课程标准规定的高中生物课程基本理念之一。而生物科学素养指的是公民们参与经济活动、实践活动以及社会活动和个人决策所需要的生物知识、研究能力以及与之相关的情感态度和价值观。与此同时,课程标准还重视学生在现实背景的环境中对生物科学核心概念进行学习以及深入理解的过程。
2、需要核心概念的原因
2.1 提高学生的学习积极性,促进学生更主动的学习
现行教育制度对生物学科的不重视,使得学生对该学科更加忽视。学生们要么觉得生物不重要,要么就采取被动的死记硬背学习方法,对生物毫无兴趣可言。而课堂教学时,教室们也仍然倾向于向学生教授生物学科的事实、原理等知识。在这种情况下,学生根本没有时间对知识进行组织化、系统化的分析,也就无法对其进行有意义的学习。而科学研究式教育模式旨在解决该问题,这就要求我们选择有限的大概念来对探究活动进行组织和安排。
2.2 利于学生的终身发展,提高学生生物科学素养
国家颁布的课程标准是面向全体学生的,因此在该学科的教学中,就不应该一味向学生教授大量生物学事实或者理论。因为不是每个学生将来都要成为生物学家或者以生物研究为职业。而如果学生在课堂上学到的是生物学科的核心概念,则会对其在学校、在社会上遇到的与生物学现象有关的时间和现象的理解产生很大的帮助,并可能成为他们在相关事件中做出正确决策的依据。
3、围绕核心概念开展生物教育的措施
3.1课程标准及教材的编写
课程标准是进行教材编写、老师教学课程开发以及考试评价的主要依据。因此,在制定课程标准的时候应该着重突出核心概念的地位和作用,从而可以更好地指导教师围绕核心概念展开教学活动。
作为教师教学的重要参考资料,教材的编写同样也应该围绕核心概念进行。传统教材一般根据学科主题进行编写,并以主题下的概念、原理以及案例为主要内容。但是,这种组织方式给学生提供的知识和信息是散碎的,学生很难在学习时对核心概念进行把握。而围绕核心概念进行编写的教材则选择以日程生活、前沿科技等内容为主题,每一主题都可以围绕一个核心概念展开。这样就为学生提供了一个很好的学习情境,使其能够通过该情境对核心概念进行理解,进而理解相关的次级概念。
3.2教师教学的视角
作为教学活动的主要组织者,教师同时也是教学活动的主导者。在教学中,生物教师应围绕核心概念对教学活动进行组织。而且,教学活动也要注意与学生的实际生活、生物学科的发展和前沿进展相结合。而对于核心概念的呈现,既可以结合文字、图片以及实物等内容,又可以引入科学发展史,还可结合科学探究活动进行展开。核心概念教学要求学生把已有的经验和新知识、新概念建立联系,这就可能会使学生在学习中产生相异概念(前概念)现象,因此教师要在教学活动中及时发现并转变这一现象。
3.3 考试评价的视角
无论是终结性评价还是形成性评价,如果只是以封闭的尸体作为评价形式、以事实和理论作为评价内容,那就很难引起学生对核心概念学习的重视。这样的评价也会导致学生很容易在考试后大量遗忘死记硬背住的事实和理论,而教师以为学生已经都学会了。因此,在评价中应该采取更灵活一些的方式,除了书面测验,还可以包括探究活动、实习作业等;除了简单封闭的试题,更应该有开放性试题;而评价的内容也应该更多地考查学生对概念的理解和运用,考查学生运用所学知识对实际问题的解决能力。
在生命科学中,所有的规律、原理以及方法都需要借助于相关生物学概念才能够清楚地表述出来。而概念则是人脑对现实生活中的现象以及对象一般特征及其本质的抽象反映。因此,在生物教学中,学生准确、深入地掌握和了解概念,既是学生学好生物知识的前提,同时也是学生发展智利以及逻辑思维能力的必要条件。这就要求生物教师加大对概念教学的重视,在教学中采取有效的措施引导学生正确理解和使用概念,从而提高他们的生物学素养,是他们能够在以后的生活中运用生物学相关原理和规律解决在生产、生活实践中遇到的有关生物学问题。
参考文献:
[1]王秀红,历晶.运用科学史培养初中生的科学本质观[J].化学教育,2005年12期
[2]吴剑平.新课程中教学与共同发展[J].中国科教创新导刊,2007年01期
[3.]王军.新课程背景下高中课堂教学评价的向度[J].江苏教育研究,2009年06期
追梦――各具魅力的研究院校
几十年来,为了人类医疗水平的提高,生物医学工程的追梦人坚定地做项目、搞科研,研发出一个个新的医疗技术,更培养了一代代的生物医学人才。国内生物医学工程院校就是这样一个群体,从最初建立院系学科到分专业发展科研,再到如今培育人才做实际项目,每一步都走得精彩。
重点名校
清华大学
作为国内首屈一指的理工科高校,清华大学的教学科研资源得天独厚,生物医学工程系也不例外。该系强大的师资力量不可小觑,教授就包括院士、“长江学者”特聘教授、美国电气和电子工程师协会院士、美国医学和生物工程研究院院士。另一方面,清华大学生物医学工程系硬件设施优越。院系所在的医学科学楼拥有7个科研实验室和4个教学实验室,各实验室设施齐全,更引进了世界最先进的设备供师生研究所用。
清华大学生物医学工程学科自创立以来,在医学信号处理、生理系统建模仿真、超声成像等领域进行了长期系统地研究,在生物芯片、生物信息学、神经工程、分子影像等新兴方向有明显特色。毕业生中既有国际知名大学的教授,也有国内医疗仪器产业的领军人物,更多的是国内教学、科研、国防及产业方面的优秀人才。
清华大学生物医学工程专业每年的硕士研究生总数在30人以内,具体到校内校外是1∶1的比例,考研招生的人数大概在15人左右。
上海交通大学
上海交通大学生物医学工程专业创建于1979 年,同样是我国最早建立生物医学工程学科的院校之一。正如“早起的鸟儿有虫吃”,上海交通大学生物医学工程起步早,发展也较为成熟。2011年,上海交通大学生物医学工程学院成立,旨在对接国家重大需求及临床医学发展需要,重点建设生物医学仪器、神经科学工程、医学影像信息、生物纳米材料4个学科领域,致力于培养具有国际竞争力的生物医学工程领域高端研发人才。生物医学工程学院实施精英式教育,从一年级开始就实行导师制,进行全方位的导航。学生入校后,一、二年级夯实数理生基础及专业基础;三、四年级根据领域方向兴趣,在导师的指导下,拓展知识,提升创新能力和实践能力。这一教育方式让该学科的毕业生更出类拔萃。
2010年上海交通大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名
人数 录取人数 报录比
生物学 319 53 6.18∶1
化学工程与技术 43 9 4.78∶1
生物医学工程(83100) 95 30 3.17∶1
生物医学工程(430131) 8 21(含推免) 未知
生物工程 7 4 1.75∶1
西安交通大学
西安交通大学的生物医学工程在业内声名远扬。2000年,在原西安交通大学、西安医科大学、陕西财经学院三校合并及学科交叉融合的基础上,生命科学与技术学院成立。该院下设生物医学工程系、生物科学与工程系两个系,设有生物医学工程研究所、生物医学分析技术与仪器研究所、分子遗传学研究所、癌症研究所、生物医学工程与仪器研究所、线粒体生物医学研究所六个研究所。依托学校的整体实力,学院还设有现代医学电子技术及仪器国家专业实验室、生物医学信息工程教育部重点实验室、生物医学工程陕西省重点实验室三个重点实验室。2011年西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程招收学术型硕士研究生50人,全日制专业学位研究生20人。
复旦大学
复旦大学生命科学学院创立于1986年,是我国最早在大学中成立的生命科学学院,也是国家生命科学和生物技术人才培养基地。生命科学学院由生态与进化生物学系、微生物学和微生物工程系、遗传学和遗传工程系、生理学和生物物理学系、生物化学系五个系级单位组成,拥有遗传工程国家重点实验室、生物多样性与生态工程教育部重点实验室、现代人类学教育部重点实验室三个国家和教育部重点实验室,以及遗传学研究所、发育生物学研究所、植物科学研究所、生物多样性科学研究所、进化生物学研究中心等七个研究机构。学院以科学研究为主导,以争取国家级重大项目为抓手,力争在科研成果、科技产业化等方面实现快速发展。
2010年复旦大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名人数 录取人数 报录比
生态与进化生物学 18 6 3∶1
微生物学和微生物工程 49 11 4.45∶1
遗传学 90 42 2.14∶1
生理学和生物物理 8 5 1.6∶1
生物化学 128 48 2.67∶1
实力院校
浙江大学
1977年浙江大学科仪系设立国内第一个生物医学工程专业,并相继建成我国生物医学工程第一个硕士学位授予点、第一个博士学位授予点和第一个博士后科研流动站,现隶属浙江大学信息学部生物医学工程与仪器科学学院。其生物工程系在我国生物医学工程业内享有“黄埔军校”的美誉。学院建有生物传感技术国家专业实验室、生物医学工程教育部重点实验室等学术研究机构。学院与国际一流大学及科研机构的交流和合作广泛,多次举办高质量的国际学术会议。作为实力派院校之一,学院办学条件优越,科研实力强劲,现有科研实验用房6千多平方米,历年来先后获得国家级和省部级科技进步奖30余项,多项科研成果居国内外领先地位。
学院硕士招生按生物医学信息处理、医学成像与图像处理、医学仪器、生物传感技术、定量与系统生理等方向进行,按下表中的小专业录取。其中免试研究生比例约50%。
2010年浙江大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名
人数 录取
人数 推免人数
电子信息技术及仪器 110 24 未知
生物医学工程(083100) 86 46 未知
仪器仪表工程 1 6 5
生物医学工程(430131) 6 14 8
东南大学
作为国内生物医学行业的佼佼者,东南大学生物科学与医学工程学院以强大的实验平台和严谨的治学态度见长。该学科设有生物电子学国家重点实验室、江苏省生物材料与器件重点实验室。另外,在苏州、无锡等地开设科研基地,给学生提供了优良的实践平台,更方便学院与校外公司合作。在教学治学方面,全院师生在韦钰院士的带领下,在追求知识和理想中求实进取,勇于创新,创造了很多卓越的科研成果。
依托强大的学科优势,生物科学与医学工程学院学生学术思想活跃,专业基础扎实,具有较强的创新意识,大受用人单位欢迎。毕业生可到生物医学工程和电子信息工程领域的企业、高校、科研院所、医院等单位从事研究、设计、管理等方面的工作。
在考研招生时,学科分两个方向来录取。对于初试,考卷一般都不会设置太难,主要是对基础知识部分的考查。
2010年东南大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名人数 录取人数 推免人数
生物物理学 15 4 0
生物医学工程 106 61 13
华中科技大学
华中科技大学生命科学与技术学院拥有生物医学工程和生物物理学两个国家重点学科。学院科研实力雄厚,依托学院建立的科研基地包括:国家纳米药物工程技术中心、科技部基因工程“国际科技合作基地”、武汉国家生物产业基地、生物医学光子学教育部重点实验室、中英基因工程和基因组学联合实验室、中德马普生物物理与生物化学合作实验室等。近三年承担国家和省(市)研究课题234 项,其中国家自然科学基金108项,获得省部级以上奖励5项,获得授权发明专利23 项,发表SCI收录论文418篇。
学院研究方向包括医学图像处理与分析、医学成像技术与应用、生物医学信号检测与处理、纳米生物光子学与生物传感技术、人工器官等。近两年的考研报录情况未公开,但历年报考人数一直在全国高校内居多。
逐梦――与时俱进的研究分支
近年来,随着生物医学工程学科的发展,生物医学工程技术也日趋成熟,各分支方向的发展也日益明晰。那么,经过几十年的科学探索与研究,生物医学工程的发展现状如何?生物医学工程研究包括生物力学、人工器官、生物医学信号检测处理、生物医学仪器、生物医学成像、生物医学超声、生物材料与微纳米生物技术、分子电子学以及远程医疗与社区保健工程等分支。现今,各分支的发展与研究进行得如火如荼,研制出一系列辅助医疗仪器与关键技术,并在人类医疗诊断中发挥了很大作用。一般来说,我们可以将这些分支简分为四个方向:医学影像学、医学信息工程、医学仪器和分子生物学。
那么,对生物医学工程怀有憧憬的你,应该如何选择自己的努力方向呢?古人云:“知己知彼,百战不殆。”我们需要了解生物医学工程,明白自己对哪方面感兴趣。
医学影像学
影像学诊断是20世纪医学诊断最重要、发展最快的领域之一。20世纪50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而由于X线、CT技术的出现和应用,影像学诊断水平发生了飞跃,极大提高了临床诊断水平。核磁共振计算机断层成像系统,不仅可分辨病理解剖结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,有利于临床早期诊断。医学影像学由此而生。
不同于医学专业的影像学注重使用影像来诊断病情,生物医学工程医学影像学注重研究如何给医生提供更好的图像信息,如何将人体成像的信息更加可视化。近年来,各相关研究机构研发了许多新型的医学影像技术,包括人体各大脏器、血液乃至皮肤的成像技术,提取出更加有效的医学特征辅助医生治疗。
医学影像的研究对于研究人员的计算机水平有很高的要求,如在本科阶段学习的matlab/c++等软件是较为常用的编程软件。该方向研究生阶段的学习科目有《医学影像学》《多维信号处理与分析》《信号处理的小波变换》等,主要介绍医学成像的基本原理与关键技术,是本科阶段《大学物理》《高等数学》《数字信号处理》等课程的深度延续。
这一方向的研究在生物医学工程专业中较为普遍,很多大学都开设相应的课程或实验室。由于各院校发展情况不同,研究方向的名称也略有不同,感兴趣的考生可以利用网络资源加深了解。典型的院校有:清华大学、上海交通大学、华中科技大学、东南大学等。
医学信息工程
医学信息工程研究方向包括神经功能工程、生物医学信号的检测与处理、生物信息获取以及传感生物信息系统和应用等分支。其主要工作目标一方面是为神经科学研究建立交叉的技术平台,另一方面是为临床神经疾病的诊断和治疗提供新的解决方案。生物医学信号是人体生命信息的集中体现,是窥视生命现象的一个窗口。通过检测心电、脑电、肌电和细胞电活动、体温、血压、呼吸、心音、肌肉收缩等生物信号,提供给医生最好的诊疗信息。
该方向研究生阶段的课程设置主要包括《电路》《信号与系统》《数字信号处理》《数据结构》《生物系统及建模》《生物医学模式识别》等。各院校的课程设置基本相同,或者是相关课程的拓展。同样,该方向对学生的计算机编程能力有一定要求,在学习或实验中需要熟练应用计算机处理实验数据。毕业生的就业去向主要是电子信息和医学信息类的科研院所、医药卫生单位、生物医学电子信息企业等,从事科研、开发、应用设计制造及设备管理等方面的工作。国内开设该方向的院校有:四川大学、电子科技大学、西安交通大学、浙江大学、东南大学等。
医学仪器
医学电子仪器是生物医学工程学科的一个重要分支。19世纪末20世纪初,人类研制成功的各种治疗仪器大量进入临床,最具代表意义的有可植入式心脏起搏器、高频电刀、激光刀等。伴随微电子技术和计算机技术的发展,各种物理治疗类仪器发挥了越来越显著的作用。目前的研究课题包括:面向肿瘤诊断治疗的新型设备的研究开发、基于物理方法的热治疗技术、大功率驱动技术及医学仪器的设计与制造、面向家庭和社区医疗的数字化仪器的研发等方面。
该方向研究生阶段的课程主要有《智能仪器设计》《高级医疗仪器》《医学仪器原理》等,是本科阶段《微机原理与接口技术》《传感器技术》《信号处理技术》等课程的延续。国内开设该方向的院校有:上海交通大学、清华大学、浙江大学、四川大学等。
分子生物学
分子生物学是以分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快,并正在与其他学科广泛交叉和渗透的重要前沿领域。由于分子生物学的不断发展,现代生物医学工程中人工关节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床上得到应用,使千千万万的患者恢复了健康。随着社会多样性发展,市场需求的不断变化,该方向也会研发出新的生物能源、保健、护理产品,甚至是化妆品相关的技术。