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【关键词】医学微生物学;直观教学;教学研究
直观教学是从具体形象入手,通过直观的感知刺激不断强化,使学生从视觉、听觉、触觉等多角度感知表象,开发学生形象思维能力,强化学生记忆认知效果[1]。笔者在医学微生物学教学中采用直观教学法,讨论如下。
1实物直观
1.1标本观察提供实物让学生去感知,在此基础上,再辅助以相应讲解、强化,可以使学生牢固掌握微生物的生物学形状,达到过目难忘,这种效果是单纯抽象语言叙述所无法达到的。
1.2实验示教医学微生物学实验技术复杂,标本具有一定的致病性,且要求严格遵守无菌操作,是实验学习的难点。到位的实验示教可以保证良好的实验效果,培养学生严谨的学习态度,一丝不苟的工作作风,对学生今后从事临床研究极为重要。
1.3访问调查医学微生物学涉及面广,涵盖性强,与医学免疫学、内科学、实验诊断学等多学科相联系,因此,在条件允许的情况下带领学生到医院访问实际病例,观察临床表现,以了解微生物的致病性。
实物直观优点在于学生直接接触物体,所获感性材料真实具体,有利于准确理解知识,在此过程中,学生易产生学习兴趣,提高学习积极性。但实物直观的缺点是易受客观条件限制,需用模像直观加以弥补。
2模像直观
2.1图片观察提供实物照片或简化了的示意图,通过挂图、投影方式展示出来,满足学生的感官认识需要。
2.2绘图教学人的感知规律其中包含活动律,即在固定不便的背景上活动的物体容易被感知,因此教师在教学中画图优先于挂图。
2.3动画展示课程中许多知识点研究微生物动态活动规律,如病毒的复制周期,衣原体感染细胞的过程,噬菌体的生活周期等,将这些书本上单纯语言叙述的枯燥过程制成模拟动画呈现出来,具体而直观,有利于调动学生的学习兴趣。
2.4电子课件应用计算机技术,教师根据课程需要制作个性化的电子课件进行微生物教学也是十分必要的。电子课件可以整合书籍、图片、动画、声音等直观素材[2],是最有效的模像直观手段。
3言语直观
3.1口诀式微生物学中零散的知识点很多,很难记忆,将这些知识点综合起来,编成通俗易懂而又朗朗上口的口诀,则方便记忆。如描述破伤风芽胞梭菌生物学性状有这样的口诀:细长杆菌周鞭毛,幼龄运动很活跃,革兰阳性鼓棰样,端立芽胞要记牢。学生根据口诀,扎实记忆知识点,避免了造成相关特征的含糊和混淆。
3.2类比式为了使学生深刻理解典型知识点,类比方式在微生物教学中使用较为普遍。如介绍结核分枝杆菌培养特性,将其拟人化总结为3个字:馋(专性需氧,营养要求极高,pH6.5-6.8)、懒(生长速度极慢,18-24h繁殖一代,2-4w见菌落)、赖(菌落极粗糙,聚集生长,呈菜花状)。肺结核典型临床表现3个字:热(发热)、汗(盗汗)、美(面部潮红)。类比法化难为易,变抽象为具体,引起学生兴趣,加深学生对知识的理解。
3.3情境式这种方法是启发式教学的一部分,设立问题情境,组织学生讨论,使学生开动脑筋,运用课程相关知识解决问题,设立具体情境,启发学生发散式思维,知识在头脑中有意识地整合与重组,锻炼了学生分析问题解决问题的能力。言语直观的优点是不受时空条件限制,使用范围广,但言语直观往往不如实物直观和模像直观鲜明、具体、完整和稳定。
【参考文献】
摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。
关键词:生物统计学;精品课程;教学改革
一、引言
随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。
同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。
二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。
(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。
二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。
21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。
将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。
未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。
(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。
生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。
生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。
生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。
三、教学方法和教学手段的改革。
(一)加强电子课件及网络平台建设。
生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。
(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。
多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。
但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。
而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。
(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。
生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。
(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。
统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。
四、加强实践教学,注重学生能力培养。
生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。
(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。
20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。
为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。
(二)全方位、多层次的实践教学。
为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。
在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。
组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。
掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。
这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。
此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。
通过这样的教学实践,训练了学生的统计思维能力,使学生充分认识到掌握生物统计学这一工具的重要性和必要性,增强了学生学好用好这门工具的信心,提高了学生从复杂的生命现象中挖掘事物客观发展规律的能力。
精品课程是集科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性于一身的优秀课程。作为精品课程的载体,应具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理等特点。与之相比,我们在生物统计学精品课程的建设上,才刚刚起步,今后还要在教材建设、师资队伍建设、科学研究等方面加大力度,将生物统计学建设成体现现代教育教学思想、符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要、能够促进学生的全面发展而深受学生欢迎的一门课程。
参考文献:
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药学微生物是一种药物制剂,药物分析,对重要的专业基础课程的专业之一。侧重于细菌,放线菌,真菌,病毒和其他微生物,基本微生物培养技术中,药物制剂的消毒,杀菌处理,药品和其他内容微生物检验的各个方面的生态。药学微生物重点高职院校是培养学生掌握一定的技巧。微生物理论,传统的教学方法大多是教为主,大多是“一书中,一支粉笔,一张嘴”的单一教学模式,微生物繁殖不生动,形态逼真的内容,体育展示给学生。此外,教学条件,不能好学生的技能。出于这个原因,许多教师以提高教学效率做了很多工作。如制图,时间等因素的影响程度,由后用长挂图也变得模糊,并不能体现空间感。这样一来,学生们会觉得微生物“看不见,摸不着”很抽象,难以理解,微生物类变得乏味。随着科学技术的发展,微课教学的兴起。在继承传统教学方式中合理教学手段的同时,逐步引入幻灯片,教学视频等教学设备,教学内容枯燥生动,可视化,提高了学生在学习中一定程度的兴趣。微课教学正越来越多地应用到课堂教学中的微生物制药,呈现了丰富的课堂教学方法和教学多维空间。用图,文,声,像,传播的模式的各种文字,图形,图像,动画,视频,音频等信息的集成,生动,直观,表达教学内容切合实际的方式,大大提高了信息内容课堂教学中,克服了传统枯燥和教条式的教学,提高主动学习的学生的兴趣,激发学生的想象力,从而极大地提高教学效率。
2微课教学的优势
2.1微课教学提高了实验操作的成功率
在做一些实验教学,你可以实验原理,实验演示中显示的视频动画的形式,连同解释,使一些问题无法厘清的传统教学已经成为简化,学生容易理解。可以由学生自己和实验操作等关键信息的原则进行控制,如果学生不理解的部分,可反复观看这一部分,教师需要作出必要的解释和指导,减少对演示的复杂性操作时,在实验的成功率通常将改善。
2.2微课教学提高了学生对实验的兴趣
兴趣是最好的老师。实践证明,学生感兴趣的学习内容可以激发学生的学习热情,使学生变被动学习为主动学习,但不觉得学习是一种负担。主要由微缩文字,图像,动画,声音和教学等手段来实验教学,可以使实验具体,生动,动态显示方式,便于学生观察,探究实验产生的直觉,感知和思维,激发学生的学习兴趣在学习上。
2.3微课教学有助于反馈实验信息
作为一个完整的实验教学的教堂,应该贯穿于整个教学过程的评价反馈,所以老师在课件设计过程中,根据学生的实验中,利用微课教学方法相结合的实验教学过程。通过成像技术,将展示在大屏幕上的学生实验操作,让学生进行讨论,实验操作的分析是标准化的,实验结果是合理的,这与传统的测试,直观,生动的对比。通过这些互动,学生的思维能力的提高,培养学生的创新能力,同时也有效地检测实验教学效果和学生掌握知识的程度。
3运用微课教学的注意事项
3.1课件设计突出重难点,切忌繁琐、冗长、过于华丽
传统医药微生物学教学的教师由参考书,口语教学的重点,难点的手段来解释,这是困难的学生在课堂上留下深刻的印象,不利于知识的掌握程度。合理利用微型教学,解决一些传统教学的问题。利用微课,教师要备课时要注意,教学内容设计合理的幻灯片,紧扣考试大纲,抓住重点,突出难点。如使用的不同的字体颜色,大小不同的文字,但也乐音斑点,视频等。在此基础上,再加上容易理解老师的讲解,学生很容易弄清楚的重难点内容,容易掌握。微课的课件设计应清晰,美观,有层次感,短,但并不复杂。没有太多的文字,字体要清晰,厚重,要与背景色对比强烈,以及为避免视觉疲劳要注意色彩搭配协调。你可以使用一些小插曲,但不是太夸张了。总体来讲,涉及微课课件画面,然后选择你要简单,明了,没有过多繁琐的新奇的电影,太华丽,以避免分散学生,学生的注意力,以教学内容的干扰的注意。
3.2微课教学是辅助工具,教师是主导,学生是主体
微课教学的应用和发展,在文字,图像,声音等信息的集成,同步输出,同时超越了时间和空间的界限,带领学生到微观的现实世界,感受真正的实验环境。如果忽略微类是一个辅助工具,以教师为主导,学生主体这一点上,整个教学过程中全部使用CAI播放模式,这将导致在一个单一的教学模式,导致学生在盯着文字,图像屏幕上,听着语音音频,形成了典型的计算机为主导的模式,老师只是计算机操作员,像一个剧场观众的学生,这种机械枯燥的教学,不仅模式降低了学习的学生的利益,也影响智力发育学生。因此,使用微课教学是不是教学的唯一模式,教学方法和微课教学的教学方法仍是传统的组合,以确保教师为主导,而学生主体地位,配套使用微课教学。形成生动活泼,丰富多彩的教学环境。
4结语
摘 要:微生物学双语课程是北京林业大学生物理科基地专业本科生必修的一门专业基础课,同时也是学校相关专业重要的专业基础课。在总结北京林业大学生物理科基地微生物学双语课程教学经验的基础上,从教学内容、教学方式、教学效果和考核方式等方面介绍了精品开放课程背景下微生物学双语教学改革的探索与实践。
关键词:精品开放课程;微生物学;双语教学;教学改革
精品开放课程是由名校提供的免费开放的、数字化的、高质量的教学资源,学习者通过网络以视频、文本等形式获取学习资源,进行自我提升[1]。自2003年教育部正式启动精品课程建设工作以来,迄今已经建立国家级精品课程3 800多门,并带动16 000多门省级和校级精品课程建设,覆盖全国31个省、自治区和直辖市的近千所高校。微生物学课程是当代生命科学中的一门重要的基础课和主干课,是生物学科多个专业的必修课,在微生物学科发展、专业建设、人才培养等方面发挥着重要作用[2]。笔者通过国家精品课程网站查询到微生物学相关的精品课程有44门,其中国家级6门,省级22门,校级16门,包括武汉大学沈萍教授主讲的微生物学以及南开大学李明春教授主讲的微生物学。本文在总结北京林业大学生物理科基地微生物学双语教学经验的基础上,从教学内容、教学方式、教学效果和考核方式等方面介绍开放课程背景下微生物学双语教学改革的探索与实践。
1 充分利用资源,更新和完善教学内容
我校生物理科基地微生物学课程的参考教材以国际上经典的、最受欢迎和再版次数最多的Brock Biology of Microorganisms[3]为主。该教材更新速度快,基本上每两年更新一次,目前已更新到第十三版。教材能及时补充国际微生物学领域的新进展,反映微生物学科前沿研究情况。另外,该教材还提供了许多精美、新颖的图片,可以更形象地帮助学生理解复杂的过程、机理。除了教材之外,我们还通过国家精品课程网站,拓展教学资源,包括微生物学视频、微生物图库、微生物名人堂、微生物学热点、著名杂志文章、著名大学和研究所的微生物网站等。在教学实践中,描述性的教学内容让学生通过观看录像自学。教师在课堂上仅介绍知识点和关键内容,为开展案例教学节省了课堂时间。
2 开展案例教学,培养学生综合能力
案例教学以近年学术刊物上发表的微生物学相关SCI论文为案例。教师在学期初给出若干个微生物学研究的热点名词,学生根据兴趣自由组合成3~4人的学习小组。每名学生利用课余时间,使用信息学课程上学习到的文献检索方法查询自己感兴趣的领域的学术论文。通过论文的翻译和学习,先进行学习小组内部讨论交流,达到对论文所涉及知识点的掌握和贯通,然后将论文的主要内容制作成poster(墙报),最后每个小组推举1人参加全班的报告交流。学生学习了课堂之外的内容,他们制作的poster还成为教学案例,大大丰富了教学内容。案例教学可以培养学生查找文献,制作poster,答辩等各种能力,还可以培养学生的团队意识和集体荣誉感,加强师生互动,激发学生的学习热情,培养学生的研究兴趣和研究思维,对培养高素质的生命科技人才有非常好的促进作用。
3 鼓励科研训练,提升教学效果
为了增强大学生的创新能力和在创新基础上的创业能力,培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才,我校在全校范围内开展了大学生创新创业训练项目,根据学生申请和答辩的情况可以分别给予国家级、北京市级及校级资助。在校本科生可以以个人或团队的形式进行申报,项目人数1~5人,选择指导教师,进入指导教师实验室开展研究。另外,学院还根据国家理科基地文件精神,为确保国家基础科学人才培养基金资助项目的严格执行,使理科基地大学生科研和创新能力培养得到有效提升,鼓励本科生积极申报理科生物学基地2012~2015年国家自然科学基金(编号:J1103516)子项目。为了给本科生提供更好的科研条件,学院专门成立了大学生创新实验室,利用国家理科基地的建设经费,购置了常规的实验室设备和仪器,包括超低温冰箱、高速冷冻离心机、紫外光谱仪、PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统、显微成像系统、万分之一电子天平、pH计、灭菌锅、超净工作台、培养箱、摇床等。通过微生物学课程的学习和教师的引导,培养了本科生进行微生物学研究的兴趣。目前每年微生物教研室(教授1人,副教授4人,讲师2人)指导立项的本科生创新项目有3~4项,进行微生物学研究科研训练的本科生有10~15名,以本科生为第一作者累计发表SCI论文2篇,核心期刊论文10余篇,其中多数本科生在外校或本校继续攻读研究生,从事微生物学研究。除了鼓励学生参加大学生创新创业训练项目,我们还同步开设了微生物学实验课程,在实验课程中设定开放实验,学生自己调研实验原理和方法,与教师交流讨论确定最终的实验方案,通过对学生的文献调研能力、科研思路、实验技能、实验成果总结等环节的训练,全面提升所有学生的实验和科研能力。
4 重视学习能力,综合评定学生成绩
本课程教学改革更加重视学生的学习能力,学习成绩采用“6211制”,即总成绩为100分,期末考试成绩为60分,案例教学占20分,平时作业占10分,学习态度(考勤、讨论和答疑等)为10分。期末试卷用全英文考题,鼓励学生用英文回答,也可以用中文回答。案例教学的成绩由学生自己评定,具体做法是学生在做poster演示和答辩时,其他学生都作为评委对答辩同学进行评分,全班同学打分去掉5个最高分和5个最低分后取平均值。
5 结束语
学生通过微生物双语课程开阔了视野,掌握了国内外微生物学研究的最新动态,培养了英文阅读的习惯,提高了用英语学习的能力。案例教学环节获得了学生的肯定,这个环节的培养让本科生能获取第一手的文献资料,为提前进入科研训练打下了良好的基础。虽然通过教学改革取得了不错的教学效果,但在微生物双语课程教学中也碰到了一些问题,如少数英语基础差的学生对双语课程学习有畏惧心理,对这些学生学习积极性的调动是一个难点;英文授课速度慢,而课时有限,在精讲和泛讲的内容选择上比较难以把握等,这些问题还需要在不断探索中调整,积累经验。
参考文献
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学生学习兴趣由于联系生活而普遍提高,他们的求知欲望增强了,喜接触实际,爱动脑动手,遇到问题喜欢问一个究竟,不仅仅满足于书本的知识,当然,要想培养他们的学习兴趣,还有其他多方面的很多工作,作为生物教师,就要想得周到,为学生积极创造学习知识的条件。特别是根据生物学科的特点,还应该通过其他的途径加大学习量,比如实验课、野外采集、直观教具演示等,也会提高学生的学习兴趣。
二、提高生物分组实验教学效率
生物科学注重实验,旨在培养学生的观察能力与思维能力,从而能更佳地理解生物现象和获得感性认识,减少机械记忆与训练,增进学习生物的兴趣。分组实验与演示实验的区别是操作性强,并且要求提前预习实验,对实验原理、目的和操作方法先要胸有成竹。分组实验操作过程及实验结果具备直观性,亲身体会感受深刻,例如探究蔬菜维生素的含量,滴蔬菜汁进高锰酸钾溶液观察颜色的变化速度,记录蔬菜汁的滴数,以滴数多少来得出维生素的多寡,一目了然。分组实验务端正学生的学习态度,注意安全,确保小组人数的合理性,注重合作精神,确保实验顺利,设计实验要精心,指导须细致入微,比如做“显微镜的作用”“制作临时装片”这些实验时,对于显微镜的结构与作用,详细讲解和示范,学生模仿操作会很快成功。
三、注重教学和培植素能相联系
新的教学理念突出的是以人为本,以人的发展为本,以学生为主体的教育思想,因此在教学中应把对学生的思维方式、语言能力、健康的心理作为贯彻新的教学理念的教学目标,把培养学生的学习兴趣和创新精神放在生物教学的首要地位,从而为锻炼学生的能力打下基础。在教学过程中注重学生的“主体地位”,要从“学生如何学”的角度考虑教师的教,不能只重视教师的“教”而忽略学生的“学”,抛弃陈旧的脱离学生实际的“教法”主动调动学生的积极性,努力使每一位学生心情舒畅、高效、创造性地投入到学习中去。新的教学理论突出了学生的实践能力,在生物教学中这一点尤为重要,生物课是与生产生活联系最为广泛的学科,在教学过程中引导学生自己动手制作一些模型或激励他们用自己学到的生物知识来解决农业生产和日常生活中的一些简单的问题,不但有利于学生对知识的了解和深化,更能激发学生的探索欲和创新精神。教师和学生在教学过程中创造的各种生动有趣的各种情景,让课题变得富有魅力,在这样多姿多彩的教学情境中启发和发展学生的智慧和精神生命,将使教师的职业生命充满快乐、激情和光彩,也使学生对学习充满了新奇与收获,并使教育的本质变得庄严和神圣。
四、培养学生的创新思维
这节课,教师也是通过让学生观察生活中的现象,自己发现问题,然后自己寻求解决问题的办法,整个过程让学生自己去操作,教师适时点拨。整个探究过程包括实验材料、器材的准备、实验方法的设计等都由学生自己来完成,学生的思路有时会超越教师。比如,课前我只预计光和潮湿两种因素对鼠妇的影响,可是在探究过程中,有的组却想出了气味、温度的影响,由此得出了空气污染对生物生存的影响。
五、结语
1、重视准确思维能力的训练
初学物理的学生,对易混淆的物理概念,往往张冠李戴;认知直觉的错误,不易纠正。针对这一情况,在对物理的基本概念、原理、规律的教学中,应强调运用比较、分辨等方法加以区别。如《力的测量》一节,应结合阅读课文,对物重、质量两个重要概念画表进行比较、区分、总结,并选编一些判断题、选择题给学生,进行强化训练。又如力与物体运动状态变化关系、牛顿第一运动定律和惯性的区别。开始学生可能认识模糊、理解片面。在教学时,应详细分析二者之间的相互关系,指出学生种种片面甚至错误的观点认识,选编相应的系列习题供学生练习。
学生解习题做实验时,往往照套,模仿性很强,不善于独立思维。对此,应强调要求学生独立完成书面作业,自已动手做实验。对一题多解、实验操作正确利索分析独到的学生,应及时鼓励和表彰。如伏安法测电阻的实验,应要求学生根据实验结果,填写实验报告,分析讨论内接法与外接法在测量阻值时所产生系列误差的原因,确定被测阻值大小与接当选择规则,这是训练、发展和提高学生独立思维能力的极好机会。
2、加强深层思维能力的培养
不少学生,学物理拼命背概念,整天做题目,对学过的物理概念规律等较深的层次,却很少提出问题和疑惑。因此,在设计课堂教学、辅导训练中,教师应经常有意识地提出问题,引发思考,使学生的深层思维能力得到不断开发和培养。
如讲完《运动和力》一章,应要求每个学生提出几个疑问,汇总后,利用辅导课同学生一起解难答疑,详尽分析物体运动状态变化与力的关系,然后列出有代表性的思考题,让学生各选一二学写论文,以便提出较深刻的结论。
教材是知识的承载者,不同版本的教材都是为实现《物理课程标准》的要求服务的。但一部分教师仍然以教材为中心,按照教材的顺序、内容设计教学目标、采取教学方法和确定教学进度,而忽略了《物理课程标准》对教学内容的要求,导致教学目标不明确,教学设计死板,教学效果不理想。《物理课程标准》中明确规定内容标准包括科学探究和科学内容两部分,并且二者同样重要。但受传统教学的影响,教师仍十分重视知识的教学,这也无可厚非,但对新课程中的科学探究却无从下手,淡然处之,学生的探究能力得不到锻炼,学生的综合能力就得不到提高。新课程发展的核心是新课程理念的落实──教师行为的转化。尤其是对广大农村中小学物理教师来讲更要经过一个艰难的转化历程。农村的初中学生具有的基础较差、知识面较狭窄、反应能力较低、厌学情绪较严重等特征。主要原因就是他们从小生活在农村,见识少,所学的知识均为书本知识,对于生活中常见的现象缺少分析和知晓。
二、以生为本的教学课堂探究
2.1激发学生学习主动性
提高学生对物理的应用能力,关键处在于实现其创新化,例如,声音在空气中的传播速度:340m/sb光在真空或空气中的传播速度3×108m/s,教师要让学生熟记这些数值,就可以将物理问题与实际生活相结合,在测试回声的时候就可以与声音的传播速度相结合,培养学生的物理应用能力,教师也可以让学生关注生活中的物理知识,让学生通过自己的探索明白日常生活中的物理应用知识,比如了解到一节干电池的电压:1.5Vf,家庭电路的电压:220V。而生活中的安全电压:不高于36V,引导学生参与到学习中,提高他们的学习主动性,才能最大限度地激发学生的学习主动性。
2.2生态化多媒体教学,提高学生学习兴趣
兴趣是学生最好的老师,教师注重以生为本的教学理念,提高学生的学习兴趣,学生才会有参与到课堂的主动感。教师可以利用网络上的公开课和短视频进行多媒体教学,以开拓学生视野,例如在学习物理基础概念,重力G(N)G=mg,密度ρ(kg/m3)ρ=m/v,可以通过多媒体播放关于浮力和重力的视频,由于视频画面冲击感强,角度新颖,而且由于学生对图形的吸收能力高于文字的吸收能力,学生就可以有效地通过视频联想到公式,这种利用趣味性较强的多媒体教学从一定程度上可以提高学生对物理知识的理解能力,促进学生的学习兴趣。
三、结语
关键词 医学微生物学 教学 实验课 设计性实验
中图分类号:G424 文献标识码:A
实验课可以进一步加深学生对理论课的知识的理解和记忆,也是提升学生观察能力、操作能力、思维能力、运用能力等智力因素的一个重要途径,也是培养学生创新能力和创新精神的一个重要手段。①因此,实验教学在知识、能力、素质的培养方面具有其它教学方式不可取代的重要地位和作用。然而,目前包括我校在内的大部分高校的医学微生物学实验教学大多为验证性实验,其基本模式是教师为学生准备好所有的实验材料,并按照预先制定好的实验程序安排学生机械地完成规定的实验内容。②这严重制约了学生的主动性和积极性,不利于学生创新能力和独立工作能力的培养,不利于学生个性的发展。因此,迫切需要在实验教学中引入能启发学生创造力的设计性综合实验。
设计性实验是指由学生自行设计实验方案,并在教师指导下加以实施的一种实验课教学模式。它将学生在已有的理论知识基础上,进一步有目的地获取新的知识,可调动学生的学习积极性、主动性,最终提高学生发现分析和解决问题的能力。③为提高实验课的教学质量,《普通高等学校本科教学工作水平评估方案(试行)》中明确了设计性实验的重要性和在整个课程中所占的比例。④本文分析本教研室今年来采用的设计性实验教学的实践活动,探讨了微生物设计性实验的教学模式、教学方法和教学组织形式。
1 本文的设计性实验教学的思想
近年来,在世界范围内发生了一些新型传染性疾病,如禽流感和猪流感病毒导致的人的感染、NDM-1超级耐药细菌的感染等,引发高度关注。为了激发学生的学习兴趣,我们将相关病原微生物的关键分子,如流感病毒血凝素和NDM-1金属- -内酰胺酶等的原核表达引入实验课中,并开展设计性实验教学研究探索。在学生完成基础实验的前提下,我们指导学生设计实验,表达上述关键分子;最后指导学生撰写论文,并模仿研究生答辩的方式进行总结汇报。我们希望在实验中引入受到广泛关注的新型病原微生物,并且采用临床医学生向往的分子生物学技术,以激发学生对医学微生物学的学习兴趣,提高学生的科研能力。在这一过程中,我们也尝试建立一套适合于培养我校临床医学专业的医学微生物学和实验课的教学体系。
2 设计性实验教学的实施方案
2.1 实验前的准备
我校的医学本科生课程中,生物化学、分子生物学和医学微生物学分别依次在第三个连续的学期开课。因此,在生物化学开课的学期,我们从32个实验班中选取所有课程总平均成绩相差在5分以内的6个班,随机将这6个班分成两组,每组三个班。其中一组为实验组,采用上述实验教学方法,另一组采用常规教学方法。通过年级的学习部向实验组学生发放相关资料,让学生初步了解实验课教学改革的思想,并建议学生在完成正常的课程学习后,重点学习分子生物学相关技术原理,如PCR及DNA琼脂糖凝胶电泳、质粒提取、DNA酶切及连接、感受态细胞制备、蛋白诱导表达、SDS-PAGE等,为下学期实验课中所需的分子生物学知识扎实的基础。
在开课前四周,利用课余时间,进一步向学生讲授上述技术原理,操作步骤及注意事项。并采用闭卷考的形式,检查学生对相关知识的掌握情况。最后,教师亲自操作,向学生演示上述实验技术的操作要领。
2.2 设计实验方案
在设计性实验开始的前8周里,我们规定学生在两周内,以《分子克隆实验指南》(第三版)为主要参考书目,并在CNKI或highwire等数据库中查阅一定量的文献,然后采用小组讨论的方式,完成具体实验方案的制定。然后由指导教师对实验方案提出修改意见,进行修改,在第8周末确定最终实验方案。
2.3 实验操作
从第9周开始,学生根据自己设计的实验方案,利用课余时间进入实验室开展实验。在此后的四周时间里,实验室全天对学生开放,为学生配备所需的实验材料、试剂、培养基和仪器等。在学生实验期间,安排教师全时段值班并陪同学生实验,解决学生在实验过程中遇到的问题,并确保实验室安全,以防出现事故。学生在实验过程中做实验记录,写实验报告。
2.4 实验论文的撰写及实验汇报
在实验前和实验中,分多次系统地向学生讲解论文写作的相关知识,首先讲解论文写作的意义、一般要求,然后用举例的方式,重点讲解摘要、前言、材料和方法、结果和讨论的格式和具体要求。在实验完成后,指导每个小组的学生完成论文写作,并帮助学生修改论文,在反复修改后,以小班为单位,要求各组将自己的论文以PPT报告的形式,按照研究生毕业答辩的要求进行交流,并择优在全班范围内进行交流。
3 教学方法的成果分析及问题总结
在多年的教学实践中,我们发现,虽然每个实验班在实验的过程中会遇到一些问题,但是经过四~五周的实验,每个实验小组最终都能完成实验方案的全部内容,并能独立完成论文写作和实验总结报告。通过认真分析学生的学术论文和总结汇报,并且最后比较实验班和非实验班的医学微生物学这门课程的期末考试成绩,我们认为,本教研室采用的设计性、创新实验取得了满意的效果,完全达到预期的目的。这种教学模式的成果主要表现在以下几个方面:
3.1 设计实验课对医学微生物学学习的促进作用
我们采用的是综合性实验,实验过程中需要用到多种分子生物学和基本的微生物学技术和操作,通过系统的训练,学生的实验操作能力明显得到提升。从实验考核(表1)来看(以2010级本科生为例),实验班高分段(>90分和80分~90分)人数和平均成绩明显高于非实验班。这表明与传统的实验教学模式相比,新实验教学模式在培养和提高学生的动手能力方面有较大的优势。在学生准备及实验过程中,针对实验方案所涉及的领域查阅一些相关资料,对相关病原微生物学的基本特性、致病机制等方面的内容有了进一步的熟悉和理解,从而丰富了微生物学知识体系。因此,值得一提的是,在实验班的期末考试的成绩(表2)也显著高于非实验班(以2010级本科生为例),这表明设计实验可以提高学生对医学微生物学课程学习的兴趣,增强了学生对微生物学知识的学习、理解和记忆的能力。
3.2 学生的科研能力得到提高
3.2.1 文献调研、论文写作能力得到了提高
由于在实验方案的准备及论文写作的过程中需要参考资料,每个实验小组都在网络数据库查阅了相关的文献,并查阅了相关的图书资料,因此,学生查阅文献的能力在这一过程中得到了有效的锻炼和提高。由于要求学生按照公开发表的学术论文的格式进行论文写作,而在这一过程中,学生必须认真总结自己的实验过程和实验数据,并对实验数据进行适当的分析和讨论,而且在论文写作过程中,需要反复按照老师的意见和建议进行修改,因此,在这一过程中不仅有效锻炼了学生的文字功夫,还使他们系统分析问题的能力得到了较大的提高。最后由于我们要求每个实验小组安排一名同学进行实验总结报告,在这一过程中,学生需要自己组织PPT多媒体文件,并进行汇报。
3.2.2 科研思维和实验技能得到了有效的训练
本实验需要用到较多的分子生物学技术,此外,还需要用到培养基配制、细菌分离培养及鉴定(蛋白表达宿主菌)、无菌操作技术、感受态细胞制备及发酵技术等微生物学技术。在开展实验前,学生必须首先理解相关的技术原理,然后将实验所需的多项实验技术组成一个有序、连贯的有机整体。这一过程的深度和广度是传统实验课的内容无法达到的。在规定内容实验课上,学生每次学到的是一项或几项实验技术,而在自主设计实验过程中,学生自主地组合并综合应用这些技术。在实验过程中,学生组成团队分工合作,密切配合,共同完成了实验,这培养了他们的团结合作精神。学生往往需要要进行1~2次的复复实践才能掌握这些技术,尤其是当出现问题时,实验重复的次数会增加。学生在老师的指点下,分析并解决问题,不仅掌握了技术本身,而且学会了分析并解决问题的科研思维能力。
3.3 教师的素质获得提高
首先,我们所采用的自主设计实验难度接近科研课题,教师必须具备较强的科研能力才能顺利完成该实验,因此对施教老师的素质和能力也提出了更高的要求。其次,教师需要自己开展预实验,并向学生讲述实验技术的原理、示范相关操作要领;再次,在制定实验方案的过程中,教师要在查阅相关文献资料的基础上,才能发现学生拟定的实验方案中存在的问题,这对促进教师的教学起到了积极作用。教师在于学生交流的过程中,自身的科研水平也得到了提高,更有利于实验教学工作,从而达到以教促学,以学促教,教学相长,共同发展的良性循环。
4 存在的问题及对策
为了完成自主设计实验,本教研室的教师付出了比传统教学实验更多的时间和精力,做出了更多的牺牲。首先,需要我们在上学期就要开始为该学期的实验设计进行提前宣传,做好准备。在自主设计实验的过程中,教师要利用业余时间为学生讲解相关病原微生物的各种知识、各个实验技术的原理和操作注意事项。在指导学生修改实验方案的过程中,需要对学生的实验方案进行修改。在实验过程中,即使是在晚上和周末,只要学生做实验,教师就要全时段值班,指导实验。因此,教师需要花大量的时间。这就要求我们的教师必须有无私奉献的精神,要对工作负责,从工作的角度出发,不计较个人得失。
5 总结
与传统的验证性实验相比,我们所采用的设计性实验首先通过具有轰动效应的病原微生物激发学生的实验兴趣和热情。其次,我们的设计性实验使学生由被动学习转变为主动学习,由“授之以鱼”转变成“授之以渔”。这种实验课的教学模式首先直接提高了医学微生物学的实验技能,并间接增强了医学微生物学的学习效果。它在培养学生解决问题能力和创新能力方面的作用远远超过传统的验证性实验。在完成自主设计实验的过程中,学生对科研工作有了初步的认识,对查阅资料、设计方案、开展实验、进行报告和总结等方面进行了初步尝试,积累了一定的经验,这为今后继续学习,积累了一定经验,奠定了基础。虽然我们在医学微生物学实验教学中进行了上述的尝试,也取得了一定的成绩,但是当然还存在一定的问题,这需要我们坚持在教学改革的道路上继续探索。
注释
① 陈琼华,钱黎明.微生物学实验教学改革中培养学生创新能力的探索.中山大学学报论丛[J].2006.26(6):22-26.
② 易力,,陈万光等.推进微生物学实验教学改革培养学生的综合能力[J].实验室科学,2010.13(1):10-11.
关键词:微生物学;实践教学;改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)15-304-01
微生物学是研究微生物及其生命活动规律和应用的学科,是生物学科中理论性和实验性都很强的学科,实践教学是不可或缺的重要教学环节。随着分子生物学、遗传学等学科的迅速发展,微生物的研究方法已成为许多生物技术领域的基本技术和手段,其基本理论和应用研究在国际上一直是非常活跃的领域。如何通过该课程帮助学生理解和巩固知识,培养严肃认真的科学态度、求实创新的科学方法及综合分析能力,锻炼学生的动手能力,为专业奠定牢固的理论专业技术基础,是微生物教学面临的一项重要任务。对此,笔者对微生物学实践教学改革进行了积极的探索,下面简单介绍在微生物学实践教学中的一些改革工作。
一、优化整合教学内容,及时引入新知识新热点
微生物与生物化学、遗传学、分子生物学、微生物育种学等课程在内容上相互交叉渗透,授课时间上有前有后,为避免与先修课程某些内容重复、又为后续课程留有余地,突出本课程的特有内容,必须对交叉内容进行优化整合。作为生命科学中最活跃的分支科学之一,一批新的微生物学科正孕育和形成,如微生物基因组学、微生物蛋白质组学、微生物代谢组学等。很多新技术、新方法如荧光PCR、生物芯片技术、生物信息学等在微生物学中广泛应用,完全按照微生物学教材已不能掌握更多的新知识、新理论。因此,在保证教学内容的基础性、系统性、完整性的前提下,向学生讲授更多的有关科学前沿动态的知识,探索将课程中的经典理论和前沿科技发展有机地融合在一起,力求让学生在有限的学时内系统掌握本门课程的基础理论与实验操作技能。实践中的具体做法是:教师通过上网检索的方法,广泛收集有关外文教材和教辅资料,从中吸取精华,同时注重吸收国内重点大学在相关课程上的先进教学经验,在讲授过程中针对书上的兴趣知识点进一步查阅该领域的最新进展,做到源于书本又高于书本。
比如在讲到抗生素对细菌的作用时,引出2010年在全球多个地区出现的新德里金属β内酰胺酶I型(NDM-1)超级细菌的案例,帮助学生更好地了解了抗生素在目前抗感染治疗中的应用及目前国内外细菌对抗生素的耐药现状,部分兴趣浓厚的学生在课外时间对目前国内大型医院的抗生素临床使用展开探究。
二、尝试多种教学方法,选择合适的教学方法
教学过程中,许多学生反映微生物学课程“听得懂、理不清、记不住”。老用“填鸭式”的教学方法只会与教学目标背道而驰,这就要求教师在教学过程中注重教学方法的改进,根据不同的教学内容和知识点选择适合的教学方法,形象生动地将微生物学基本知识传授给学生。
1、归纳、对比式教学法。对于知识点零乱、分散且容易混淆的内容,可以通过归纳与比较其间的异同,使知识点层次清晰、分明,也可减轻学生记忆的难度。如原核微生物与真核微生物的比较;真病毒与朊病毒的比较;G+细菌与G-细菌细胞壁的比较;细菌、酵母菌、霉菌、放线菌菌落特征的比较;消毒与灭菌的比较;体液免疫与细胞免疫的比较等。比如,G+细菌与G-细菌细胞壁的比较可从四个方面对两者进行比较和说明:细胞壁结构;肽聚糖含量与单体结构;革兰氏染色反应;磷壁酸、LPS的有无等。
2、实例教学法。教学时要理论联系实际,多引入与生产生活实际密切相关的热点问题或有趣事例。如讲到“蕈菌”的时候,可以查阅最新文献向学生们介绍一些常见的食用蘑菇的培养过程,引出真菌繁殖的生活史;开始“病毒”一章的学习时,通过简单介绍SARS流行情况,引出其病原体―冠状病毒,讲到“亚病毒”时引入疯牛病的例子,激发学生学习病毒的兴趣。这样,不仅活跃了课堂气氛,还对学生起到开阔视野、拓宽思路、激发学习兴趣的作用。
3、讨论式教学法。教学过程中有些内容与当前热点问题有关,可以提前几周布置作业给学生,让学生通过查阅大量的相关资料写成综述或总结。如讲到细菌耐药性时,可以让学生查阅相关文献,总结和分析当前细菌耐药性研究的进展,包括耐药菌种、耐药机理及可采取的措施等,上课时分组派代表发言讨论,最后教师总结。这样有利于提高学生查阅资料、综合分析的能力,既加深了对知识的理解和记忆,又提高了学生的组织和表达能力。
4、多媒体课件的合理利用。微生物的微观形态特点使得微生物学的教学变得抽象、难以理解,采用多媒体课件辅助教学,可以把在显微镜下的影像信息搬到教室中,使课堂教学形象化,有助于学生理解和接受。如细菌、真菌、病毒的显微世界及鞭毛运动、噬菌体复制、担孢子形成的过程可以通过色彩丰富、生动形象的动画展示,再配有优美的音乐和解说,能够有效激发学生学习的积极性,提高讲课效率。