[理工院校生命素质教育的实践分析]二本院校

理工院校生命素质教育的实践分析

21世纪是生命科学的世纪,这意味着在21世纪,将会有 更多行业、学科领域的杰出人才参与到生命科学交叉的边缘 领域的研究与开发中来。学能源的了解生物大分子,将有利 于打开生物能源的大门;学材料的了解生物大分子,将有利 于开拓生物材料的领域;学计算机的了解核酸、蛋白质和脑 神经,将更便于设计生物芯片和智能计算机;学造船、建筑、 机械等专业的学生,增加对生命科学,尤其是自身的了解,将 有利于仿生学设计思路的激发,体现以人为本的设计思想;
学人文社会科学的学生,关注生命科学的发展所引起的伦理 道德问题,有助于法律法规的制定。生命科学不仅拓宽了传 统学科的理论和技术,同时生命科学技术的发展也带动了自 然科学的学科交叉及边缘学科的空前发展,生命科学已成为 自然科学向前飞速发展的带头学科。因此,生命科学类公共选修课的开设,对完善学生知识结构,培养具有现代生命科 学意识的综合人才发挥着重要作用。

20世纪80年代以来,哈佛、斯坦福和剑桥等世界著名大 学纷纷把一些生命科学类课程列为全校各专业的必修课;20 世纪末,国内包括清华、北大等重点理工科大学也陆续把该 类课程列为非生物类专业的限选或必修课程。在教育部“高 等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”和“新世 纪初高等教育教学改革工程”的推动下,全国各类高校也先 后为非生物类专业学生开设了生物学类基础课程。我校从 1999年开始便为全校本科生开设了生命科学导论的选修课, 经过多年的研究与探索,形成了以现代生命科学课程为重点, 以食品营养学、普通药物学课程为辅的生命科学素质教育的 教学体系,实现了生命科学系列课程的多媒体教学、实验教 学一体化的特色模式。

一、开设系列课程,完善知识体系 我校现有的公共选修课程中,既适合理、工科又适合文、 管、艺术专业的为数不多,远远不能满足学生的选课需求。

针对这种局面,在现代生命科学课程已初具规模并已成为我 校重点推荐的公选课的基础上,继续面向各专业学生开设食 品营养学、普通药物学的生命科学系列课程,不仅丰富了我 校公选课的种类,而且使学生对生命科学有一个系统的、全 面的认识和了解。生命科学类系列课程立足于对理、工、文 科等非生物学类学生进行生命科学的素质教育,以生命为主线展开讨论,使学生了解学科间的交叉点,激发其创新思维 的火花,为今后的发展奠定基础;使学生了解有关食品营养 学和常用药物的基本理论和概念,掌握合理搭配食物、保持 膳食平衡、合理用药的具体措施,为科学饮食、提高自身保 健意识、抗病防病提供了操作性强的实施方法。

(一)精选教学内 现代生命科学课程,突出介绍生命科学的基本概念、发 展趋势及热点问题,突出生命科学与理、工、文科各领域之 间的交叉,精选教学内容,定位于基础性、系统性、趣味性和 学科交叉性。以教材《基础生命科学》[1]、《生命科学导 论》[2]为主要蓝本编写教案,内容从生命的物质基础到生命 活动的基本单位―――细胞,进而讨论“克隆”、“癌细胞” 等热点问题;从物质代谢深入到生物遗传的本质,在分子水 平上阐述遗传疾病等的奥秘;从生物技术到生物芯片、生物 传感器;从生物材料到人工器官,明确仿生学在工程技术上 的应用,同时还从动物、植物、微生物、环境与人类的密切 联系来认识保护生物多样性、保护生态环境、促进人类社会 可持续发展的重要性。利用现代信息技术,从国内外科学图 册和网站上采集丰富、精美的图片和信息补充到电子教案中, 以视频的方式向学生介绍一些世界著名科学家的实验设计 和研究经历,以及他们获得这些知识的著名实验,如Loewi的 双蛙心灌流设计、著名的肺炎球菌实验、遗传密码的破译、 PCR技术等,使学生体验到探索生命奥秘的乐趣。对于系列课程的开设,本着实用性、针对性、可操作性的原则,对大学生 进行科学素质教育。系列课程之一―――食品营养学,根据 相关教材[3]重点介绍营养素的概念及生理作用、营养与疾 病、营养与健康长寿的关系,强调保持膳食平衡及合理营养 的重要性,补充讲授食品营养学应用的热点问题,如减肥、美 容、糖尿病、补钙等内容,并通过视频向学生宣传食品的安 全和卫生知识、食品新资源的开发以及世界食品的发展趋势 等国内外在本学科新的研究进展。学生既学到了有关食品营 养学的基本理论知识,又掌握了合理搭配食物、保持平衡膳 食的具体方法。系列课程之二―――普通药物学,其开设的 必要性是针对大多数学生有自我药疗行为,且有错误诊断和 不合理用药的倾向,这种情况已通过开放式问卷形式加以证 实。因此,有必要对综合性高校非医药专业学生开设药物学 公选课,以提高广大学生的合理用药水平。参考非医药专业 的《普通药物学》[4],重点介绍常用药物的防治作用及不良 反应,内容包括:药物的基本知识,常见疾病的用药知识,消 化系统、呼吸系统、神经系统、生殖与泌尿系统、循环系统、 内分泌系统的用药方法,抗生素与维生素专题,各类药物的 禁忌症及不良反应防治,家庭常备药物介绍等。为使学生更 好地理解和掌握药物在体内的代谢,将人体八大系统的组成 与结构适当补充到相关章节中。通过本课程的学习,有利于 提高大学生的抗病防病能力和科学用药水平。

(二)多元化考核选修课教学中,学生方面的瓶颈主要在于学习积极性不 高、到课率低、混学分现象严重。为促进学生乐学、爱学、 会学,在轻负担、高效率、高质量的教学境界中得到积极、 主动、全面的发展,对考核方式进行了改革与实践,变期末考 核为随堂测验、课堂提问、专题讨论、联系专业的小论文以 及对本课程提出建设性建议等多元化的素质考核,学生可以 发现并提出自身感兴趣的具体问题,使学生思维活跃,把学 生从只注重记忆知识结论的传统学习法引向注重探究问题 所需要的观察能力、思维能力、探索能力、分析及解决问题 能力的培养上来,并结合盖章形式抽查考勤,期末综合记分 给出考核成绩。例如,在讲授食品交换份法时,要求学生以自 身为对象进行能量和营养素的计算,结合自身的喜好设计一 日三餐的食谱;在介绍体重指数(BMI)时,要求学生通过计算, 判断自身的营养状况,并提出合理的调整措施。通过课堂讨 论形式进行相互交流,学生们的兴趣高涨。多元化的考核方 式调动了学生的积极性,得到了广大学生的认可,每次课的 出勤率都达到95%以上,学生的满意度达90%以上。

二、优化实验内容,培养实践能力 充分利用现有实验室资源,遵循实验项目的科学性、趣 味性和与实际生活的贴近性的指导思想,面向非生物类本科 生开设实验项目。对已初具规模的现代生命科学课程,实行 独立设课实验,开设的实验项目有:食醋中总酸含量的测定、 叶绿体色素的层析法分离、牛奶中蛋白质的分离提取、生物样品中微量元素的测定、现代工业水质分析等,使学生既学 习和掌握了相关的实验技能和分析方法,还学会了离心机、 酸度计、分光光度计、电导仪等常规仪器的使用和操作,深 受学生的欢迎。此外,注意把当代科学的研究热点及校内的 科研成果及时转化为学生的实验内容,既让学生了解学科前 沿,又有很强的实用性。例如,结合本系教师的科研成果,设 计生物农药苏云金杆菌毒蛋白的合成及杀虫实验、污水的生 物处理实验,一方面使学生了解生物合成与生物降解的原理 及方法,同时又加深对现代生物技术重要作用的认识。食品 营养学、普通药物学课程,配置开放性实验,供选题目有:酸 牛奶的制备、常用消毒药品如紫药水、碘酒的配制等,由学 生自主选择,也可由学生自己拟定题目,实验步骤的制定、仪 器设备的选择和使用、数据的处理及实验结果的分析均由学 生通过查阅资料和独立完成。实行开放式实验教学可以让学 生在掌握有关知识和技能的同时,获得较好的创新意识和创 新能力的培养。

三、改革教学手段,提高教学效果 随着学校招生规模的扩大,大班教学已成为我校公共课 教学的主要形式。为了提高课堂的教学效果和信息量,借助 PPT软件,开发了多媒体教学课件。利用多媒体课件声像并茂、 视听结合、感染力强等优点,将书本知识变静为动,化虚为实, 化抽象为直观,极大地激发了学生的学习兴趣和求知欲望, 达到寓教于乐,寓学于乐的目的。例如,在讲述遗传密码时,设计体外翻译系统的动画实验,通过慢放、定格、特写等方 法,真实、艺术地展现遗传密码破译的全过程,使抽象的概念 变得新颖有趣,再加上教师的适时讲解,学生可轻松地掌握 细胞中64套密码子与20种氨基酸的对应关系,从而也加深了 对遗传的中心法则的理解。总之,正确合理地使用多媒体教 学,可以激发学生兴趣,提高学生的主动性,突破教学难点, 起到事半功倍的效果。多媒体课件的使用具有许多传统方式 无法比拟的优势,但在教学实践中也存在一些比较突出的问 题。例如,信息量较大,教学节奏较快,容易导致部分学生跟 不上教师的思路。因此,在使用多媒体教学时一方面要把握 好度,注意控制演示速度,使可视信息与教师的教学思路同 步。另一方面,由于页面的切换还容易造成学生对某一个知 识点缺乏整体的认识和思考过程,利用板书、讲述、多媒体 演示相结合的方法,可以弥补上述不足。此外,将传统教学设 计的一些演示实验、教具模型等穿插在多媒体教学中,可进 一步强化教与学的互动,达到理想的教学效果。

四、深化教学改革,构建“三位一体”的教学体系 在面向非生物类专业实践生命科学素质教育的过程中, 经过多年的不断探究,在我校构建起以现代生命科学课程为 重点,食品营养学、普通药物学课程为辅的生命科学类系列 课程,完善了相关课程的教学大纲、教学课件及配套实验,取 得了阶段性成果。但由于教师和教室的资源有限,生命科学 类公选课的授课规模不能满足学生的需求,虽然每班次已达到160人,每学年总容量达到1000~1200人,但网上选课仍然 呈现供不应求的趋势。因此,需要进一步改进授课方式、开 发教学资源以扩大授课规模。在下一阶段的教学改革中,工 作的重点是借鉴校园网的教学平台,建立教学网站,包括课 程介绍、教学大纲、教学课件、作业上传、教学资源、课程 通知、网络答疑等模块,为学生提供学习的第二课堂。另外, 继续对生命科学系列课程的课程体系、课程建设、教学内容、 教学手段、实验教学以及考核方式进行研究与探索,进一步 优化现代生命科学、食品营养学、普通药物学的教学课件, 为进一步完善生命科学系列课程的集多媒体教学、网络辅助 教学、实验教学“三位一体”的教学体系而努力。