时间:2023-04-01 10:32:36
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇生物实验教育论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
创新教育的实质就是在教育中贯彻创新精神,要求以培养学生创新能力为基本目标。创新教育的核心是依托九年义务教育,通过全面实施素质教育,解决在基础教育领域如何培养学生创新意识、创新精神和创新能力的问题。在创新教育的过程中,要充分调动受教育者学习的主动性,培养受教育者形成独立学习、勇于创新的精神。根据不同研究目的,创新教育教育又可分为创新精神、创新能力、创新人格三个方面。
高中生物是一门探究性很强的学科,如何打破传统生物实验教学,创新高中生物实验教学是本研究要解决的问题之一。结合创新教育精神,本研究设计创新教学小组进行生物实验课教学,通过实验验证“创新教育小组”教学模式的教学效果。在之前的教学中,虽然也尝试过运用创新教育的理念进行生物实验教学,但是由于经验不足,导致这种理念无法在教学中得到落实,教学效果不是十分理想。本研究是在精心设计实验的基础之上,结合比较清晰的教学目的完成的,可以说在过程上较之前有了很大的改善,取得了预期的效果。
2.研究对象与实验设计
2.1研究对象
根据研究需要,选取笔者所带的班级为研究对象,随机进行自然分组,选两个班为实验班,两个班为对照班,根据研究需要,设计高中生物实验知识基本调查表,实验前对实验班和对照班进行高中生物实验知识基本调查,结果显示,实验班和对照班在实验知识方面之间不存在统计学差异,满足实验需要。
2.2实验设计及实验内容
结合高中生物教学大纲规定,选取用高倍镜观察线粒体;观察DNA和RNA在细胞中的分布;细胞大小与物质运输的关系三个实验内容。为了排除非实验因素对实验结果的影响,实验前对学生讲明实验实施步骤,取得学生的理解和支持。为了减少教师教学经验对实验的影响,实验期间两组教学由同一名教师负责,实验期间两班严格执行教学大纲和实验内容,两组唯一的区别是所采用的教学方法不同,实验组采用创新教育精神设计的创新教学小组教学模式,对照组采用传统实验教学模式。实验结束后由生物教研组选取教师出题并进行考试,考核内容限定于实验内容。
3.结果与分析
实验后两组卷面成绩P<0.05,说明两组卷面成绩之间存在统计学差异,实验班成绩好于对照班,实验班的平均成绩比对照班高10.6分。实验后两组实验操作能力P<0.05,说明两组实验操作能力之间存在统计学差异,实验班成绩好于对照班,实验班的平均成绩比对照班高11.5分,说明传统生物实验教学方法和依托创新教育设计的“创新教育小组”教学模式在促进学生掌握生物实验知识的方面存在差异,实验组所采用的创新教育模式优于对照班采用传统实验教学模式。这可能是因为传统实验教学方法只是注重学生对已由知识点的理论化记忆,没有调动部分学生学习积极性,而实验班因为进行“创新教学小组”教学模式,强调培养学生的创新能力、动手能力、团队写作能力,充分调动了学生积极性和创新能力,所以实验知识掌握和操作能力掌握得比较好。
4.实验结果分析
4.1“创新教学小组”教学模式优于传统实验教学模式的原因分析
首先实验班教学理念教学领先于对照班。实验班依托创新教育设计“创新教学小组”教学模式,强调培养学生的创新能力、动手能力、团队合作能力,在教学理念上打破传统生物实验以教师讲授为主,教学偏重于理论知识的传授和对已有实验成果的强化记忆,导致学生对实验的理解和掌握只停留在理论的知识记忆上。实验班采用“创新教学小组”教学模式,注重学生动手能力和创新能力的培养,最大限度地发掘学生的学习能力。具体来说,“创新教学小组”教学模式要求教师转变教育观点,以培养学生创新意识为基本出发点,课前老师认真研究教材,分解教学任务,营造教学氛围,提供创新舞台,充分利用多种因素调动学生互帮互学。在创新教学小组教学模式中,教师要时刻注意到所有组员为实现一定的实验教学目标。在教学中运用“创新教学小组”教学模式,能训练学生团队协作、创新思维和创新能力,对促进学生主动学习、学会交流、增强学生的社会意识及创造能力具有积极的作用。
4.2“创新教学小组”教学模式的实施办法
“创新教学小组”教学模式以创新教育为基本出发点,以培养学生创新能力为基本目标,通过适当的策略,培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。具体来说,就是在实验内容教学设计上,教师要充分利用各种教学因素引导学生的学习主动性,培养学生独立学习、勇于创新的精神。“创新教学小组”教学模式的实施办法如图1所示,“创新教学小组”教学模式主要包括以下几个步骤:首先教师要对教学条件有客观的认识,教学条件包括学生基本情况和实验基本情况(生物教学实验内容、实验条件等),提前做好实验各项准备工作。其次根据教学条件和教学大纲规定确立实验内容,设计生物实验教学方案,力求根据教学实际情况选取和设计教学实验,预设各种实验环节启发引导学生及出现问题时的应对策略。最后制定并完成“创新教学小组”分组和实施策略。在实施过程中,“创新教学小组”模式以教师集中进行课堂教学为开始。在实施“创新教学小组”教学时,实现分组是最关键的一部分,应在尊重学生选择的基础上教师进行适当控制,尽量均衡搭配,避免使孩子的自信心受到伤害。总的来说,如何进行正确分组,取决于教师对教学内容的掌握和对学生的正确认识和评价。
二、让学生参与课前实验准备,培养学生学习生物的兴趣
初中生物实验涉及的实验材料大多是动物或植物材料,为了培养学生学习生物的兴趣,我通常情况下会引导学生去寻找实验材料。例如,学习叶子的结构时,我让学生自己搜集叶子来进行观察,进而掌握叶子的基本结构是叶片、叶柄、托叶。初中生物实验涉及的实验材料还有花、果实、种子以及一些小昆虫等,我便鼓励学生走出教室,走进大自然,去收集这些实验材料。学生通过收集过程既感到了大自然的奥秘和神奇,又掌握了一些生物方面的知识。但值得教师注意的是,学生寻找实验材料时最好有教师或家长在旁监护,这样,教师和家长可以指导学生如何去做,还可以保障学生的安全问题。
三、通过实验教学培养学生的观察和实践能力
在实验教学过程中,教师应做好实验前的注意事项的讲解,尽量将实验步骤简单化,让学生一目了然。在指导学生进行实验的过程中,教师应抓住每一个步骤的重点,提醒学生要规范操作,这样才能收到良好的实验效果。如学生在显微镜下观察洋葱细胞切片时,教师要指导学生将表皮细胞切片放在显微镜的载物台上,使切片的中心处在通光孔的中心位置;教师要指导学生用左眼看目镜,调节显微镜至清晰地看到细胞切片,尤其要提醒学生的是在调节准焦螺旋时切忌用力过猛或调节幅度过大,导致损坏显微镜、细胞切片。学生在实验的过程中一旦操作不正确,教师就要及时指出并纠正。 教师要引导学生认真观察并及时做出分析和记录,这样,学生才能够把实验和理论联系起来,实现用理论指导实践、用实践证明理论的目的。例如,在讲“食物中的营养成分”时,教师可先让学生思考,或进行小组讨论;然后,教师再进行演示,让学生将讨论和观察得出的实验结果一并进行分析,然后总结出正确的结论。通过观察实验,学生们就会发现:加热干燥的小麦种子后,食管内壁上有明显的水珠生成;或把花生的一片子叶放在一张白纸上用力挤压,在白纸上会留下油渍等。通过这些现象,学生认识到了食物中含有的成分,从而由感性认识上升到理性认识。
四、开展探究性实验教学,培养学生的创新思维
新课程标准提出要开展探究性实验教学,引导学生进行探究性学习,促使学生主动参与实验,乐于探究实验,练就学生勤于动手、善于动脑思考的好习惯,逐步培养学生的创新精神和接受新知识的能力。探究性实验教学在培养学生各方面能力上比课堂教学更有优越性,因此教师在进行探究性实验教学的过程中,要尽量让学生掌握生物实验的方法、内容和要求,最好做到由浅入深,要求学生对在实验的过程中发现的问题要及时进行探究、讨论,弄懂来龙去脉,从而使学生对实验的领悟得到很好的升华,使学生的创新思维和发散思维得到很好的培养。如在进行“馒头在口腔中的变化”实验时,有些学生觉得该实验道理浅显,操作起来也比较简单可行,于是便不对此实验做较深的探究。针对此情况,我向学生们提出了问题:淀粉为什么遇碘变蓝?馒头里面含有淀粉,然而为什么馒头在口腔中不会变蓝呢?它变成了什么?学生经过思考和讨论,最后得出结论:口腔中唾液淀粉酶有催化作用,使馒头中的淀粉转化成了麦芽糖。这样,学生在教师的启发下,对实验进行了思考和探究。
五、合理安排和组织实验,培养学生理论联系实际的能力
要想搞好生物实验教学,教师就要想方设法调动学生的积极性,引导学生留心于生活,仔细观察生活,并根据学生的心理特点合理安排并组织好实验,把课本上的知识和生活实际联系起来,让学生通过实验来理解知识,并增强知识点的记忆。例如,在讲膝跳反射时,我让一名学生坐在椅子上,正确地将一条腿自然地搭在另一条腿上,让另一名学生用橡皮锤叩击被实验学生的膝盖的下位韧带,此时,我们就会看到被实验学生突然向上跳起。然后,两名学生进行交换做相同的实验,结果相同,这就是膝跳反射。通过简单易行的实验,教师再讲解膝跳反射的原理——大腿股四头肌的肌肉内的感受器受刺激而产生兴奋,兴奋沿传入神经传到脊髓的神经中枢,神经中枢发出兴奋,通过传出神经传到效应器,引起大腿上的肌肉收缩,使小腿前伸。这样,学生就很容易接受了。
(1)实验材料方面。有些是有毒的,比如“色素的提取和分离实验”中用到的丙酮,其毒性主要是对中枢神经系统的抑制、麻醉作用,高浓度接触对个别人可能出现肝、肾和胰腺的损害。由于其毒性低,代谢解毒快,生产条件下急性中毒较为少见,大量稀释后,对人体危害较小。还有石油醚对眼睛、粘膜和呼吸道有刺激性;对皮肤有强烈的刺激性。另外,很多需要加热的操作中用到的石棉网,石棉本身并无毒害,它的最大危害来自于它的纤维,这些细小的纤维释放以后,会长时间浮游于空气中,容易被人体吸入。石棉粉尘进入人体后,在肺部逐渐沉积,导致肺部组织纤维化,胸膜增厚,形成“石棉肺”。有些是有腐蚀性的,如“观察植物细胞的有丝分裂”中用到的盐酸。有些是易燃物,如酒精、丙酮、石油醚等。有些是容易致伤的,如制作临时装片使用到的刀片、盖玻片、镊子、剪刀等。在微生物的筛选、培养、鉴定等实验中应该特别注意,防止致病杂菌感染人体。(2)实验操作方面。有些实验需要酒精灯加热,如“还原糖的鉴定”“DNA的鉴定”需要沸水浴加热。有些实验需要用到电源,如使用显微镜时用到电光源。凡是实验中用到的加热操作都可能用到玻璃器皿,如果不正确操作会引起玻璃炸裂,或液体沸腾溅出,导致烫伤、炸伤。另外,在使用电器过程中不正确的操作有可能出现触电的危险。
2.学生方面
(1)学生缺乏安全意识。在实验室安全事故的发生和预防中,人为因素占据了主要地位。据资料统计,在实验室安全事故中,人为因素所占比例高达98%,其中安全意识淡薄是导致实验室安全事故发生的重要原因。主要表现在学生心中无安全,对自己的行为意识不到严重的后果,常常有违纪行为或违规操作。(2)学生缺乏安全知识。学生缺乏必要的防火、防触电等常识,不清楚使用有毒有害化学物质的注意事项和相应的防护措施。学生在遇到安全问题时不知道怎么处置,不知道灭火的具体方法。当学生的身体受到安全威胁时部分学生不知道如何应对。
3.教师方面
(1)部分教师安全意识薄弱,认为实验室安全应该是实验员或学校的事,自己负责讲好课,让学生掌握实验原理,掌握相关操作方法就可以了。有这样的思想自然不可能对学生进行必要的安全教育了。(2)教师也缺乏相关的知识,据笔者了解,很多教师并不了解灭火的专业知识,对有毒化学物质的防护知识了解也不多。
4.学校方面
一些学校注重学生生活中的防火、抗震教育以及演练,但很少有专门进行实验室安全防控演练的,有些学校甚至缺乏必要的通风换气设备,这无疑给实验留下了安全隐患。
二、安全隐患的预防措施
1.教师要有强烈的安全意识
每次实验教师应强调必要的安全注意事项。强调学生应做到如下几点:(1)实验前必须认真预习实验内容,明确实验目的、步骤、原理,回答实验教师的提问。(2)要保持实验室和仪器设备的整齐清洁,爱护仪器设备。未经许可不得动用与使用与本实验无关的仪器设备及其他物品,不准将任何物品带出室外。(3)实验完毕后,要关闭设备的电源、关好门窗、整理好仪器设备,打扫卫生,并经实验工作人员检查仪器及使用记录后方可离开。(4)违反规章制度和操作规程、擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸而造成事故和损失的肇事者必须写出书面检查,视情节轻重和认识程度按有关制度处置。
2.教师应给学生介绍一些应对意外事件的临时处置方法
例如,如何预防实验室火灾发生,触电时如何处置,被刀划伤如何处置,使用腐蚀性药品不慎接触皮肤时应如何处置等。
3.学校管理应重视实验室安全
学校相关负责人制定《高中生物实验室安全规则》,并且在实验室醒目位置设置安放。另外,应该定期检查实验室通风设备是否正常。在实验室放置灭火器,并定期检查更换。在一些需要加热处理的试验中,应给学生配备防护眼镜。
4.实验分组时指定安全小组长
平时实验时教师基本上都能安排实验小组长,但对小组长的职责没有明确的安全职责要求,因此,建议指派责任心强的学生担任安全小组长,专门负责实验小组的安全监管。这种安排可以引起每位学生对实验安全的重视。
问题定向是让学生全面分析问题,并在此基础上提出需要解决的实质性问题,使问题能明朗化。探究教学是将科学领域探究引入课堂,使学生能够通过类似科学家的探究过程来深刻理解科学概念和科学探究本质,以此来培养学生的科学探究能力的一种教学方法。本文中生物理论探究教W主要针对实验探究教学,在基于问题定向的高中生物教学中,通过分析实验探究教学中存在的问题来探讨高中生物理论探究教学模式的策略。
一、基于问题定向的高中生物实验探究教学中存在的问题
高中生物教学实践中运用实验教学一直以来都备受众多研究者的关注,实验教学不仅在激发学生学习兴趣方面发挥了重大作用,还极大地提高了学生的自主创新能力,全方面地促进学生发展。然而在高中生物教学中开展实验教学模式的实践中出现了诸多问题,通过经验总结主要有以下几点:(1)许多生物教师受传统教学观念的影响,在教学时未对实验教学结构有正确的认知,且意识不到实验教学所具有的重要意义,他们大部分观念落后,以为实验教学会浪费教学时间,还影响着教学进度,因此多数只让学生死记硬背实验现象和实验结论等,出现实践操作不如背、看和讲实验有效的情况;(2)安排的实验课时少,由于大部分的高中生主要以语、数、外以及物理、化学等课程为主,而生物课程作为副科,安排的课程太少,大部分一周只有两到三节课时,以致无法正常安排实验操作的课程;(3)许多高中学校生物实验室少,有的甚至没有专门的生物实验室,或者与化学物理等共用一个实验室,而且大部分有生物实验室的学校存在药品不足,指导教师非专业实验教师、实验室简陋等情况;(4)由于学校实验经费不足、实验药品缺少、学校未足够重视生物实验教学的发展等因素的存在,导致高中生物教师在实验教学中,无法根据教材来进行实验,只能选择性的根据所具有的药品进行实验,局限性强,很多简单的实验也无法完成,因此学生无法充分的体验和感受;(5)由于班级人数太多,有的甚至达到50人一个班,如果进行生物实验教学,对生物实验药品的需求量大,每个班级进行实验消耗太多,学校难以维持和供应;(6)因为考虑安全方面的因素而不采用实验教学的方式,这种为了减少安全事故的发生而限制学生全方面发展需求的情况也在许多学校中出现。
二、基于问题定向的高中生物理论探究教学模式的策略
(一)理论探究教学情境的创设
高中学习阶段中,每个学生的生物学习情况不同,教师应多了解学生的实际情况,再根据不同的学生情况来创设理论探究教学情境,以供学生进行实践活动。多组织生物教学方面的活动能更好地结合实际教学让学生学习生物知识,当然,教师设置活动时需把握好分寸,将生物学习目标融入教学情境的创设中,以达到更好的教学成果。比如在讲呼吸作用时,可以创设这样的情境:水果储存太久后就没有甜美的滋味了;萝卜放久后会空心;过了冬的蒜瓣会变轻,把手伸进潮湿的种子堆里,会有烫手的感觉。请学生运用所学的知识,给这些现象进行解释。这样的情境问题一抛出,学生会凭着自己的生活经验作出一定的反应,学习的热情高涨,会积极投入到解决问题的思考中。学生从被动学习变为主动学习,并积极深入研究和探讨相关内容,那么问题就会迎刃而解。
(二)提高学生的实践操作能力
在高中阶段的学习中,理论结合实际操作的教学模式尤为重要,教师在传授生物教学理论知识的同时,还需注重培养学生的实际操作能力。在实验教学中,基于问题定向的高中生物理论探究教学模式对提高学生的创新能力、操作能力以及观察能力都有极大的帮助,教师应多以学生为主体,让学生全面分析问题,再引导其使问题明朗化,从而达到教学的目的。比如在讲解实验“植物细胞的吸水和失水”时,教师可将实验原理先和学生进行分析,然后让学生带着问题去进行实验操作,仔细观察蔗糖溶液和水溶液状态下的液泡大小的变化以及原生质层的位置,让学生自己得出相关的结论。教师还可进一步引导学生继续做探究葡萄糖溶液、KNO3溶液状态下的细胞吸水和失水实验,对出现了不同结果的原因进行大讨论。
(三)小组讨论教学模式
许多教学研究表明,小组讨论的教学模式不仅能提高学生相互合作、探讨和竞争的意识,还能提高课堂氛围,加深学生对所学知识的印象,因此基于问题定向的高中生物理论探究教学模式中采用小组讨论模式也是积极有效的。比如在讲解“DNA的结构”这一课时,教师可以给学生进行分组,给学生提供相应的DNA组成模型,然后通过小组合作拼装、观察和讨论,教师设置一些有关DNA结构的问题:比如“DNA的基本单位是什么,它们是怎样发生连接的?DNA的两条链方向怎样?两条链之间怎么发生联系?DNA的基本骨架如何构建?DNA是如何储存遗传信息?”让小组学生进行讨论。不同小组也可以设置不同的问题,不同层次、多方面地进行讨论, 来拓宽学生的视野和提高学生的自主学习以及解决问题的能力。
(四)完善实验配套设施
高中学校应重视教师对学生进行生物实验教学的方式,积极配合且提供完善的设施以及足够的实验药品。无实验室或者实验设备的学校可向各级政府以及教育主管部门申请提供帮助,以此来完善学校的实验配套设施,设立实验室、图书馆、多媒体教室等,确保理论教学能结合实践操作来进行教学。因此学校、教育部以及各级政府的支持和帮助是基于问题定向的高中生物理论探究教学模式开展的前提。
三、结语
在过去的高中生物教学中, 科学史没有得到足够的重视,而科学史的探究学习有利于学生了解科学研究的历史及科学本质,有利于学生从科学发现过程中体验成功,激发学生学习和探究的积极性。通常科学探究是以实验为基础的,实验是探究活动的重要内容,但是课堂教学条件往往限制了实验的开展。实践新的教学理念的关键,是把握科学探究的思想和方法,创造科学探究的情景,调查、模拟和讨论等科学探究过程,都可成为生物学教学中常用的方法。
【参考文献】
进入现代文明,伴随着人类对人与自然关系的重新审视以及对传统思维模式的改革探索,创新思维模式继环境教育和可持续发展教育之后走上了历史舞台,并迅速得到了全世界的广泛关注。同时教育部颁发的《普通高中生物课程标准》中,创新教学不仅被作为重要的理念强调,作为教学建议提出,而且被列入课程目标和内容标准之中,作为必须实施的重要内容要求。在基础教育课程改革深入发展的今天,我们要真正实现创新教学理念向教师教学实践的转换,那么我们需要真正使新课程理念与当下的课堂教学紧密结合,有效促进课堂教学中教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式、师生互动方式的变革,实现基于“互动创新”式高中生物教学思维模式的创新。
1 创造性使用教科书
从新课程教材的编写方法可以看出,新课程提倡重视与创造性地使用教科书来实施教学过程。如果说深刻理解教材、精心设计教学过程是有效使用新教材的前提和基础,那么创造性地使用新教材是在这基础上的一个提升。创造性地使用教科书,是要求教师能够根据社会的发展、学生的实际收集有关的教学资源,对教材的单元内容进行适当调整,如改进实验;适当增加新的生物学习素材;利用信息技术增强教学的直观性等等。比如在在学习“生物的生长和发育”时,教师引导学生联系人与其他生命的生长发育机制,认识到人的生命与自然界中其他生命的生长具有共性,并感受新生命所焕发出来的朝气与希望。经过教师的点化,学生体验到自然界中所有的生命和人的生命一样,是应当受到关怀和爱护的。
2 注重探究性学习
在传统教学中,由于较少关注学生的直接经验,即使学生掌握了书本知识,学习效率和教学质量也难以提高,更重要的是不利于培养学生的创新精神和实践能力。与接受学习相比,探究学习具有更强的主体性、情景性、问题性、实践性、参与性和开放性。探究学习作为一种学习方式,情景性、自主性和实践性是它的基本特征,作为教学内容,体验性比知识性更为显著。比如在“食物链与食物网”的教学过程中,可以设想将人置于食物网中,引导学生分析其他生物的变动对人类产生的影响,以及有毒物质在食物链中的积聚最终对人类和其他生物造成的危害,并结合生活中的环境污染事件分析其后果,学生对此产生内心体验,生发保护环境的意识和关爱环境的道德情感。
3 强调生物实验教学
高中生物实验教学是一种教学模式,也是一种教学理念、一种教学思想,更是一种教与学的互动活动-是师生交往的过程,是教师的教与学生的学的统一活动,教师根据实际情况来选择和运用适当的教学方法、策略,通过对教学过程的整体优化,尊重每个学生的个人机会和权力,欣赏每个个体的自身发展,强调在学习过程中学生能力的增长和情感的体验。
3.1 深挖探究实验
教师可以让学生运用所学基础知识及基本技能,在教师的指导下,亲自设计实验内容。这样一来,学生在完成常规教学安排的基础上还可进一步进行实验研究,一些能力强的学生又可借此机会和教师合作,进行科技攻关,发表小论文,这些对提高学生的科研工作能力无疑具有极大的促进作用。
3.2 模拟易错实验
在高中生物实验教学中,一部分学生总会犯一些常见的错误,他们实验时思想不集中,对生物生理活动、生物现象等把握不准,也不清楚错误操作的严重后果。我们建议用计算机模拟错误操作,并给出错误操作所带来的后果,学生在看过计算机动画模拟实验后才恍然大悟。这种顿悟的感觉,记忆深刻,在开放式实验教学中这种纠错效果尤其显著。
3.3 开发家庭实验
家庭实验给学生提供了一个更为广阔的空间,学生有充裕时间自主进行探究实验,从问题提出、方案设计、资料查阅、替代药品和仪器收集、现象观察与记录、结论与分析等全过程都由学生独立完成。有利于培养学生独立学习能力。由于家庭实验真实、直观、安全、易做、有趣,学生通过做家庭实验能获取知识、获得技能、发展能力。
4 改变评价机制
创新性学习就是要以学生为主体,教师要改变传统的教学方式,充分发挥教学组织者及指导者的作用,以促进学生自由、独立的学习。同时,要改变评价手段,创设宽松、平等的学习环境,从我国目前教育状况来看,衡量一个学生学习能力的标准是考试的分数,学生更多地依赖于教师课堂上所讲授的知识,这只能满足于机械的学习方式。因此,我们必须改变传统、单一的评价方式,探索和构建新的教学模式下的自主探究能力和自主探究效果的评价体系,采取多元的评价手段,把学生在教育教学活动中是否真正发挥主动性、积极性作为重要的评价标准和内容;重视学生学习态度、学习方法、创造性、能力等素质方面的评价。只有这样才能创设有利于培养学生自主学习能力的良好氛围。
总之,高中生物作为高中理科基础学科的重要组成部分,学习的质量直接影响学生后期理科课程的整体学习。因此,对于高中生物的教学必须引起足够的重观,需因地制宜地对教学进行创新发展,既有利于学生拓展知识和创新能力的培养,又避免了以往生物课单纯传授知识和技能的弊端,增强了生物课的魅力。
参考文献
[1] 万长江,王后雄.一堂体现新课程教学理念的实验设计[J].生物教学,2006.
[2] 吴俊明.新课程理念下的创新教学设计[M].长春:东北师范大学出版社,2003.
生活化教学是新课程改革倡导的理念之一,是教的过程中,把握主体(教师)的客体化,提高教学的有效性的重要手段,生物教师作为实施新课程的主体,在生物教学中应注重与现实生活的联系这一课程的基本理念,用准确的教学目标定位,巧妙自然地把抽象的课本知识与学生丰富的生活经验有机地联系起来;用智慧的教学方法施教,使知识变枯燥为生动;用优化的教学媒体呈现,激活学生的思维,调动学生学习的热情和责任感,从而进入学习的最佳状态;用到位的语言文字表达,启发学生认识到生活中蕴藏着丰富的生物学知识。如何创建“生活化生物课堂”,来提高生物课堂有效性,本人谈谈自己的做法
一、用准确的教学目标定位创建生活化生物课堂
《普通高中生物课程标准》提出了“注重与现实生活的联系”的理念,我国教育家陶行知先生指认为,教育起源于生活,生活是教育的中心,因而教学不能脱离生活。社会即学校,生活即教育。就是倡导每一个学生都公平地享受为生活作准备的教育,教育要培养能适应社会生活的人教育论文,这就是教育的根本目的。因此,我们深刻认识到:“教师的活力在于课堂,学生学习的活力在于生活”,为此,作为一名教师,应善于关注生活经验,为学生提供生活情境,利用生物学本身的魅力,创建生活化生物课堂,使教学行为符合新课程标准,教学目标定位到位,有的放矢,不做无用之功,从而提高教学有效性。
目标定位1,能对生活化的素材归纳和演绎获取新知识。如学习DNA的相关知识时,我们可以例举如下材料供学生学习,要求学生用相关知识解释,并进行创新。
材料一:DNA指纹在案件侦破工作中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发样品中提取出来的DNA与犯罪嫌疑人的DNA进行比较,就可能为案件的侦破提供证据。
材料二:最近有许多商家隆重推出一种被称为“核黄素”的保健品,据说其主要成分是从一些生物细胞中提取的核酸,并吹嘘其有健脑作用和能够为人提供丰富的营养。核酸真的具有如此巨大的作用吗?
材料三:美国911事件死难者身份确定。科学家将对每具尸体的细胞核DNA和线粒体DNA进行检查。由于很多尸体已经被分成了数块,据专家估计此次将被检查的碎片数有可能达到百万以上。所有的细胞核样本将被送到美国盐湖城的基因研究中心进行分析,他们的工作是要对死者的身份加以辨认,而线粒体DNA则将被送到马里兰州罗克威尔的细胞研究室去,他们的任务是要查出死者属于哪个家族。据称研究后得出的分析数据将与所有遇难家属提供的资料和样本进行核对,这将是历史上最大规模的一次DNA分析鉴定行动。
材料四:科学研究证明,一些困扰人类健康的主要疾病,例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关。依据已经破译的基因序列和功能,找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选,甚至基于已有的基因知识来设计新药,就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因,从而根治顽症。基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星。基因研究不仅能够为筛选和研制新药提供基础数据,也为利用基因进行检测、预防和治疗疾病提供了可能。比如,有同样生活习惯和生活环境的人,由于具有不同基因序列,对同一种病的易感性就大不一样。明显的例子有,同为吸烟人群,有人就易患肺癌教育论文,有人则不然。医生会根据各人不同的基因序列给予因人而异的指导,使其养成科学合理的生活习惯,最大可能地预防疾病。
目标定位2,学生能把知识回归于社会生活实践中去。如平时布置学生作业应注重学生的生活经验,不应是为了做题而做题,为了知识点和考试而做题。例如学生在学习糖类、脂质、蛋白质之后,就可以布置学生把自己经常食用的食物进行归类,让学生收集有关食物营养成分的资料,为他们自己或家人制定合理的膳食计划;如果家里有肥胖者,在平时的饮食中要注意哪些问题?如果家里糖尿病的病人,他的饮食要注意哪些?等等。再比如,我们可以给学生布置一些课后小实验,使学生通过亲身体验,既能达到验证课堂中所学知识的功能,又能培养学生的各种能力(如观察能力、动手能力等)。如要求学生在家中腌制咸菜和萝卜条,制作腐乳、果酒和果醋,检测家庭中常用食品的成分等。利用学生寒暑假期、周末在家的时间,教师可以布置一些学生感兴趣的家庭作业。比如,、泡菜的制作、制作小生态瓶等;设计实验验证不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果等。还可以走上社会调查居住附近有无遗传病患者(如白化病、先天愚型等),并分析其家族系谱图找出遗传方式;调查附近的商店中有哪些转基因食品;农村学生可以调查蔬菜大棚是否经常通风并思考原因;外出旅游时可以调查当地景区的生态系统结构、物种丰富度、某一种群的种群密度;身边有无生态入侵现象等等。通过生活中观察、验证课本上的生物学知识,会很好激发学生的生物学习兴趣,提高生物科学素养,为素质教育打下良好基础。
通过这些生活问题、学生的生活经验创造生活课堂,即关注学生的主体和活生生的经验与体验,贴近学生的生活,关注学生的学习过程,把知识技?艿慕逃与学生的日常生活联系起来,促进学生经验的改组,促进学生书本知识向实践能Φ淖化,促进每一个学生的发展?
二、用智慧的教学方法创建生活化生物课堂
在教必修2的一对相对性状杂交实验,我讲到,如果孟德尔要直接验证他的假说,只能用显微观察的方法,确定遗传因子的真实存在和遗传因子在形成配子进是分离的,这在当时是不可能的。孟德尔应用假说-演绎法,事实上孟德尔所检验的不是假说本身,而是假说的推论,即从假说中逻辑地推导出来的个别现象或事件的推论。当我讲到“孟德尔设计的测交实验教育论文,实际上检验的是演绎的‘推论’,是一个特例,孟德尔用实验验证这个特例,从而验证了规律”,学生仍然不理解。怎么办呢?这时我采用了生活化的知识进行解释。地球是椭圆的还是方形的呢?假说一,地球是方形的;假说二地球是椭圆的。如果地球是方形的,则在大海航行时,看到远方的船只时,应当是看到整个船身的;如果地球是椭圆的,则在大海航行时,看到远方的船只时,是应当先看到桅杆,而后慢慢地才看到整个船身。“在大海航行时,看到远方的船只情况”是依据假说演绎推理出来的一个特例,即推论,用亲身体验大海航行时,看到远方的船只的实际情况来验证这个特例(推论),若亲身体验在大海航行时,看到远方的船只是整个完整的船身,则大海是方形的;若亲身体验在大海航行时,看到远方的船只时,是应当先看到桅杆,而后慢慢地才看到整个船身,则大海是椭圆形的。这时我给学生说,孟德尔的测交实验就相当于“在大海航行时,看到远方的船只情况”是个假说基础上的一个特例,只验证了这个特例,则假说自然就被证明了。
智慧的教学方法,其作用就如同催化剂一样,有效的教学必然是采用恰当教学方法的教学。恰当的教学方法中智慧程度越高,带来的教学效果就越好,因为智慧的教学方法往往产生于生活实践中。
三、用优化的教学媒体创建生活化生物课堂
在生活知识的内容上,体现选择性原则,更能带来学生浓厚学习兴趣。在讲解共同进化的知识时,我选择了生活化的一些媒体知识。
生活化的媒体知识1有趣的巢寄生杜鹃。巢寄生是一种鸟类将卵产在其它鸟的鸟巢中,由义亲代为孵化和育雏的一种特殊的繁殖行为。照片中所示的草地鹨(Anthus pratensis)喂食大杜鹃,就是一种种间巢寄生类型。大杜鹃是现有巢寄生鸟类80多种中最典型的一种鸟,它可把卵 寄生在125种其它鸟类的巢中。巢寄生行为表现在:宿主的选择,大杜鹃在繁殖期寻找与孵化期和育雏期相似、雏鸟食性基本相同、卵形与颜色易仿的宿主,多为雀形目鸟类。寄生时间上,大杜鹃多在宿主开始孵卵之前,乘宿主离巢外出时快速寄生产卵。巢寄生的协同进化,表现在宿主卵的形态特征上。寄生者的卵在颜色、大小、卵斑等许多方面与宿主相似,但存有不显差异。同时宿主对卵的分辨模糊也是一个方面。对宿主繁殖影晌,大杜鹃常表现在产卵前把宿主一枚卵移走,或全部推出巢外,迫使宿主重新产卵。而一旦巢寄生的雏鸟孵出,它有将义亲的雏鸟推出巢外的习性,从而独享 义亲抚育,这样对宿主繁殖成功率将降低。编者注:杜鹃又称布谷鸟,多数居住在热带和温带地区的树林中。大约三分之二的杜鹃,包括所有北美的种类,会筑巢且哺育自己的幼鸟;只有约三分之一的杜鹃以寄生的方式养育幼鸟
生活化的媒体知识2 蜂鸟。在南美热带雨林中,蜂鸟是许多种植物的传粉者,蜂鸟的喙大致可分为2种类型:长而弯曲型和短而直型。第一种类型的鸟适于在略微弯曲的长筒状花中采蜜,这一类花分布广泛且产蜜量高;第二种类型的鸟适于在短小笔直的花中采蜜教育论文,这一类花分泌的花蜜一般较少,而且它们也经常吸引许多传粉的昆虫。尽管长喙蜂鸟也可以取食短筒花中的蜜,但它们一般更偏爱长筒花,而且在短筒花附近,它们往往受到其它短喙鸟类的驱赶。蜂鸟飞行速度快,可以长距离地飞来飞去取食那些不能被短喙蜂鸟利用的花蜜。蜂鸟是典型的通过一次飞行造访不同种类的花来提高摄入的能量,而不是只依赖一种植物的传粉动物。因此,对于种群数量小的植物来说,选择压力可能促使植物产生较多花蜜吸引蜂鸟。有趣的是,依靠蜂鸟传粉的植物几乎分泌同等数量的花蜜,这也许是因为蜂鸟不屑于光顾那些产蜜量不高的花。有些依赖蜂鸟传粉的花可能与蜂鸟密切地协同进化。笔者在亚马逊热带雨林考察时曾好奇地观察长尾蜂鸟(Phaethornis superciliosus)取食一种风梨科植物的花蜜,这种植物花筒的形状似乎刚好能容纳进细长的蜂鸟喙;除蜂鸟外,似乎没有任何其它动物前来采食花蜜。
通过这些生活化媒体的呈现,学生对共同进化知识产生浓厚的兴趣,对共同进化理解深刻到位①促进生物多样性的增加②促进物种的共同适应③维持生物群落的稳定性。
四、用到位的语言文字创建生活化生物课堂
如观察植物有丝分裂实验后,学生提出为什么看到的细胞分裂间期图像大大多于细胞分裂期图像。我以“因为在细胞周期中间期所占的时间长,分裂期所占的时间短”来解释。这样解释虽有一部分同学明白了,但总有一些学生还是实现不了从抽象到形象之间的过渡。看来要通过变换语言的表达方式,才能奏效了。我打比方道:同学们在操场上自由蹦跳,由于同学们累了,蹦起活动的时间变短了,停留在地面的休息时间变长了。此时我带着照相机来到操场,对准同学的活动场面,拍了一张照片。此时我问同学,在这张照片中是停在空中的人数多,还是停在操场地面上的人数多。大家恍然大悟:大多数停留在地面休息的同学好比间期的细胞,少数在空中跃起的同学好比分裂期的细胞。对于每个人来讲只要你停留在地面的时间长,停留在空中的时间短,在拍照的一刹那,被摄入停在地面场景的机会就多于停在空中的。照相的一刹那,就如同根尖的分生组织细胞被固定的一刹那。生活中的场景与细胞分裂的场景如此相似,真可谓实例不同,其理相通。
又如我在执教高中人教版新教材《生态系统中的信息传递》中,我提问“秋季开放的原因?”一位学生回答“是由于日照短、气温凉造成的。”面对学生的回答既有正确的成分,又有不正确的内容,我不是只作“对与错”的评判者,而是充当学生学习知识的构建者,掌握方法的引导者,学习情绪的鼓励者。
此时我表扬学生考虑问题的客观态度:“在秋季开放教育论文,你依据当时日照短了,气温凉了,来思考、推测是理性的。”这样评价,教师就成了学生学习情绪的维护者、鼓励者,而不是压抑者。
接着我继续与学生对话:“有句科学名言是这样说的——不惟书、不惟上,只惟实。有这样的一个实例,大家知道否?有人想在夏天让开放,于是找来不透光的铁桶,给做短日照处理,终于在夏天开放了。同学们依据此实例再做推测,会得出什么结论”。于是学生依据夏天并不冷凉,顺理成章地得出结论:秋季开放的原因关键在于日照短。此时的我利用生活化的知识材料充当学生学习知识的构建者,引导者。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)30-0214-02
生物技术类是一门涉及面广、领域比较宽、实践性和基础性学科,它不但要掌握生物学科学知识,还与食品生物、医学医学、药学分析等相关的知识和学科有着密切关系。21世纪是生物科技时代,需要大量的生物科技人才,为了培养能适应时代要求的人才,我们在教学中不断改革和创新。不断更新和完善。形成了应用型创新人才培养模式。具体内容如下:
一、整合资源,优化教学内容,构建教学新平台
创新教学管理体制,优化整合教学资源,针对教学实验室设置凌乱、功能单一等状况,提出改革教学实验室管理体制的总体思路,以“统一规划,资源整合,集中建设,科学管理”为基本原则,构建优质实验教学平台,实现资源共享、科学高效的管理模式。提出了“打破传统教学观念,创新管理体制,构建富有特色的实验室和实验教学体系”的改革思路。并不断加强教学和管理的内涵建设,取得显著成效。
二、优化课程体系,改革教学内容
大力加强实验教学内涵建设,根据人才培养目标,优化实验教学内容,提出根据人才培养目标和学科发展状况科学设置实验课程,以提高学生创新能力为出发点,制定实验教学计划和大纲。同时鼓励提高综合性、设计性、创新性实验项目比例,将教师最新的科研成果转化为教学内容,突破以验证性实验为主体的实验教学框架,以能力培养为主线,提高综合性、设计性实验的开设比例,建立教学内容新颖、注重创新能力培养的实验课程教学体系。理论课增加选修课的门数,给学生更多的机会去选择他喜爱的课程,对创新能力的培养非常有利。
三、提高教师素质,规范管理,完善监控体系
将提高教师的素质作为提高教学水平的前提,通过组织开展教育管理理论学习、管理研究、业务培训、经验交流和考察学习等方式,更新教育观念和管理理念,提高教学工作人员的管理素质和水平,同时淡化实验教师与理论教师的界限,要求理论课教师指导本科实验,参与实验教学改革。扶持课题研究立项;引进高水平教师队伍;任命专业素质高、经验丰富、责任心强的人担任系主任等。
四、通过实践培养“双师型”教师
加强学校与学校、学校与企业之间合作培养“双师型”师资队伍,现在大多数高校的教师从学校走出之后就到学校任教,几乎都从事课堂教学工作,没有到企业实践相关工作的经历,与市场需求什么样的人相脱节,对应用型人才的培养很不利,致使培养出来的学生短时间内不能及时适应企业。使老师深入到企业一线,采集一些实际教学案例,知道企业需求什么样的工人,在教学过程中有针对性的讲解工厂生产中遇到的一些问题。为提高任课教师理论与实际相联系的能力,我们要求缺乏工厂实践经验的新教师必需在一定时间内到工作进行相关专业内容的实践。在学生进入企业实习期间担任实习指导教师。通过两年多的实习、实践,任课教师参与企业一些新技术、新商品的开发研制和生产等,掌握企业经营方面的一经验,提高任课教师的理论知识水平和金志民,宗宪春,刘 铸,柴军红,姜 明,刘 丹
(牡丹江师范学院 生命科学与技术学院,黑龙江 牡丹江 157011)专业操作技能等。对培养“双师型”型教师队伍非常有效的。
五、加大实验室开放力度,完善运行机制
打破封闭的管理模式,建立教学实验室开放的新机制,各教学实验室结合学科特点和自身条件给学生提供更多进入实验室的机会,进一步促进因材施教和学生个性发展。将毕业论文作为实验室开放的重要内容予以高度重视,实验室是大学生完成毕业论文的主要工作平台,各实验室为毕业生提前一年或更早开放,并提供必要的条件和指导,有大批高水平的毕业论文和研究成果。据不完全统计,毕业论文中有50%以上在开放实验室开展研究,其中来源于教师科研项目的比例近30%。以实验室开放作为大学生科技创新的平台,采取多种措施鼓励学生利用课余时间在实验室参与教师的科研工作、开展自选项目研究或参加科技竞赛等。学生的实践创新能力有了很大的提高。
六、建立较为稳定的实习和实习基地
学生到企业实习、实践是对理论知识的一个应用环节,通过到工厂实习,使学生接触实际问题,接触企业生产与企业所研究的科研内容,加深对所学到专业的了解,丰富自己的专业知识,提高在生产实践中解决实际问题的能力,激发学生回校学习专业知识的热情。要求学生在企业实习过程中,按照各专业的有关要求,尽可能独自完成自己所选择的实习内容,目前我们已经建立了一批较为稳定的实习基地,对企业和学校来说都非常有利。加学生顶岗实践,解决企业用工短缺的实践情况,学生进入企业实践的效果也较好。不少学生通过实习,得到企业的好评,进入企业工作。通过几年的实践效果较好。
七、学生成绩的评定改革
改革相对单一的理论课笔试的考核方法,以笔试成绩为主,以操作、口试、小论文成绩为辅,综合评价一门课程的成绩。如理论课考试采用“开卷+闭卷”形式、实验考试“理论分析+实际操作”。理论闭卷与开卷各出50分的题,在120分钟内前60分钟答闭卷题,主要是专业基础知识。后60分钟答开卷题,答开卷部分允许带书、笔记和其它工具书。主要考察学生平时读书和分析问题和解决问题能力。实验考试采用抽签形式,每签上包括四部分:镜下观察装片、动物分类、解剖操作、实验理论。每位同学的签是不重复的。抽完签后准备5-10分钟,然后进行考试,考试由多位老师主考。
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一、科学素养的内涵
科学素养(Scientific Literacy)是指个体从小养成的、基本的素养和心理品质。它是不断发展的,而且对个体的终身发展都起着比较重要的作用。它是一个由知识、智力因素和非智力因素组成的整体系统,包括科学思想、科学精神、科学态度、科学的方法技能、科学的知识体系、科学的思维方法和科学的价值观等内容。
二、培养中学生科学素养的意义
众所周知,现代国际社会的竞争是综合国力的竞争,是经济和科技的竞争。而科学又是技术之本,技术又是经济之源。另外,随着世界经济全球化的进行,劳动者综合素质的高低已经是衡量一个国家综合国力的标准之一。因此,增强我国劳动者整体的科学素养已成为关乎国家综合国力的重要举措。
中学时期是个体成长成才的关键时期,对中学生的教育情况关乎将来劳动者的整体水平,在中学时期加强对中学生科学素养的培养具有非常重要的意义。中学生物教学对学生科学素质的培养有着重要的作用,因此,中学生物教育的首要目标就是使广大受教育者具有较高的生物科学素养。
如果中学生对科学具有比较充分而准确的理解,具备相应的科学素养,他们在将来就能够正确理解科学知识和产品,对科学家及科学事业有合理的认识,做出科学决策,形成科学创造精神和能力,就能够在这个日益科技化的社会中立足。
三、中学生物教学中如何培养学生的科学素养
1.通过生物实验,培养学生学习科学方法
科学方法是科学素养的重要构成内容。它指的是人类在认识和改造客观世界的实践活动中,总结出来的思维方法和行为方式,通俗的说就是科学研究活动的方法、途径和手段。科学实验过程是它的集中方式。
生物的实验及观察是重要科学方法,是得出大量一手感性认识从而上升为理性认识的前提和基础,也是人类认识生物的基本途径。整个生物界物种繁多、千姿百态,并且形态各异、结构和各自的生理现象都异常多样,这些都需要人类的仔细观察才能得出。对于中学生来说,观察材料有标本、挂图、模型、多媒体资料以及自然界的生物活体等等。在学生进行实验或者观察的过程中,教师要教给学生正确的实验操作方法,引导学生找到准确的视角。
通过对中学生进行生物实验的教学,不仅能培养学生的观察能力和动手操作能力,而且是向学生传授使用科学方法的良好途径。现代生物实验,教师应让学生进行自主探究,不着急把学生引向教材中所得出的结论。让中学生在实验中进行充分的观察,分析观察到的现象出现的原因,再由此推论出结论。在生物实验中,允许学生提出自己的观点和想法,引导学生区分观察到的现象和推论中的现象的异同,培养他们的批评和创新精神,从而养成他们用科学方法进行验证推论的习惯。
2.课堂教学讲授中,传递科学思想和科学态度
课堂讲授话语是教学中最主要的信息传递载体,教师在课堂上表述的教学话语,不但对学生学习情况有影响,而且对学生的思想意识、认识观等的形成也有重要影响。在生物课的讲授中,教师可以通过教学话语给学生传递科学思想和科学态度。科学没有绝对、一定等永恒不变的条件,因此,在课堂讲授中,可以适当运用一些能传递当代科学思想的话语,这些话语带有推测性和不确定性,比如“由此我们能够得到的推论是…”“出现这种情况的原因可能是…”“从刚才的情况我们可以归纳出…”“我们导出的理论能很好地解释这种现象…”“这种观点支持了……”
另外,教师在课堂讲授中,要注意模型与真实现象的区分。模型只是为了让学生更好的了解生物的真实情况,但并代表它就是完全能呈现真实的情形。教师要通过课堂中的话语来进行解释,培养学生的科学态度。比如:在《DNA分子结构》章节的教学中,为了避免有些学生会把DNA分子结构模式图当做真实的分子结构图,教师需要在讲授中强调:DNA分子结构图是根据DNA分子的X光衍射图谱以及其分子不同碱基之间的数量关系,提出的一种假设模型,这样的结构模型可以很好地对DNA是遗传信息的携带者进行解释,以及对基因突变复制等遗传现象进行演示,可是这并不是DNA分子的真正结构,真正的结构还有待探索和发现。
3.在学生的讨论与反思中,形成科学的知识体系和科学的思维方法
学生对所学知识进行反思,可以从中得出自己在学习上的优劣得失,总结经验教训,从而改进方法提高学习效率。在生物的学习中,教师可以适当地给学生布置一些反思性作业,让学生通过对知识的梳理,对自己学习的反思,形成科学的知识体系,进一步促进学生科学素养的养成。
此外,让学生在课堂讨论中畅所欲言,积极开动脑筋,围绕老师抛出的话题深入探讨,教师对发言加以引导,使学生在讨论的过程中,领悟科学的思维方法。比如:你是怎么由观察现象得出结论的?DNA分子的确是双螺旋结构吗?你怀疑过它的真实性吗?孟德尔的遗传规律是在任何条件下都成立的吗?为什么?等等。学生通过这些问题的讨论,不但对问题本身有更深入的思考,而且会慢慢学会用科学的思维方法去思考问题。有助于学生科学素养的养成。
四、结束语
通过对学生进行科学素养的培养,不仅培养了学生的科学思维,让学生学会用科学的方法去看问题,而且能使学生在今后的学习和工作中,能用科学的眼光去认识世界、分析问题,发展自身良好的科学创造精神。
参考文献:
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【中图分类号】G642.06 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)20-00-02
自从赫尔曼・施奈德于1906年在美国辛辛那提大学推行了第一个合作教育计划之后,产学研合作教育引起了社会的广泛关注[1]。产学研合作教育能够充分利用企业和科研单位的不同教育环境和教育资源,以理论密切联系实践为理念,以培养学生全面素质、综合能力和就业竞争能力为重点。现实生活中,它对培养高素质应用型人才具有显著优势[2]。实践教学是产学研合作教育的核心教育环节,是提高应用型本科专业人才应用能力、实践能力和创新
能力的关键途径与手段。在产学研合作教育模式下进行实践教学体系的改革,可以提高学生的动手能力以及分析问题和解决问题的能力,提高学生的科研创新能力。同时,通过一系列的实践教学改革,也有利于产学研合作教育模式更好、更有效地实施。
我校生物技术专业通过实践教学模式的改革,把应用型创新人才的培养贯穿于教学、科研、生产三条线的始终。在教学中引入科研、生产的内容,科研、生产为培养人才服务,同时,分层次进行创新能力的培养又使各个阶段的成果得到进一步的固化与提升,而实践教学方法的改革,又为产学研合作培养模式的真正实现提供了可靠的保障。
一、实验教学内容的改革
传统的实验教学附属于专业理论课,实验时间少,实验内容相对陈旧,以验证性实验为主,缺乏系统性与渐进性,实验课安排分散、整体性不强,与实际应用特别是科技发展和企业生产相脱节等问题。因此,针对教学现状和分析生物技术专业发展方向,结合教师和企业研发的课题以及产学研合作教育模式发展需要,我院以强化“专业基本能力,专业拓展能力,就业适应能力”为宗旨,以培养学生应用和创新能力为核心,构建“体系化、融合化、社会化”实验教学体系,以全面提高学生科学思维和研究能力,培养学生探索精神、创新意识和创新能力,提升学生学习、科研服务生产的意识和能力。
1.构建由课内实验和独立实验组成的实验教学体系。为实现“应用型人才”的培养目标,生物技术专业多数课程的实验以“大实验”形式独立开课,保证了实验的连续性与系统性,单独考核、记学分,提升了实践课程的地位;增加实验学时,每门课程安排2-4周时间,强化了学生实践操作能力。
2.安排必要的验证性实验,增加设计性、综合性实验。验证性实验可帮助学生更深刻地领会和掌握课堂所学的知识,而设计性实验可培养学生独立分析问题、解决问题,从而在理论与实践结合上,开拓新思路,培养学生的创新精神和创新能力。如《生物技术综合大实验》中开设了“植物总DNA、RNA及质粒DNA的提取方法比较分析”、“基因的克隆与遗传转化”等设计性和综合性实验,实验过程中学生提交实验方案、领取实验药品,配制实验试剂,实施实验方案,提高了学生实验自主性和创新性,训练了学生统筹安排实验、分析问题和解决问题的能力。以“培养学生应用和创新能力”为核心的综合性、设计性实验使得从学校走出去的学生不再只是“操作工”,而且是“设计分析师”。
3.增加合作企业生产的实验技术。在基础性实验、设计性实验的基础上,增加服务于农业生产应用的实验内容,将科学知识和技术结合社会和生活,拉近校内实验教学与社会现实之间的关系,满足学生适应社会的需要以及服务于合作企业。《细胞工程大实验》开设了“猕猴桃的快速繁殖、花药培养、突变体筛选以及遗传转化”等猕猴桃育种技术实验;《生物制品大实验》开设了“鸡胚生产疫苗”等实验。课程实验内容紧密结合企业生产,为学生进入企业实习和产学研合作模式的顺利开展铺垫基础。
4.实验教学内容与科研相结合。教师将科研成果、学科前沿知识融入教学内容,将在产学研项目研究与生产实践过程的经验传授于学生,拓展学生的思维,激发学生探求知识的兴趣,变被动学习为主动的求知与探索。生物技术专业开设的提高性、创新性和综合性实验,与教师的学术研究有着密切的联系。如猕猴桃是广东和平地区致富的主要产业,也是我校的科研特色,“猕猴桃种质资源创新”是我校与和平县水果研究所开发的重点产学研项目,目前,我院已将猕猴桃的组织培养育种技术如猕猴桃花药培养和突变体筛选、分子育种技术如猕猴桃DNA、RNA提取,RT-PCR,全长cDNA的获得等用于实验教学之中。同时,学生以科研助手的身份参与感兴趣的教师科研课题,进一步更好地将理论和实践相结合,并提高学生的动手能力、解决问题和分析问题的能力以及科研意识,学生通过参与“猕猴桃种质资源创新”的产学研项目研究,发表了一系列研究论文。
5.实验教学与大学生创新实践活动相结合。实验室应该成为大学生创新实践活动的重要场所,学生可以利用实验室的仪器设备,开展科技创新活动,积极参加学校、省、国家的科技创新大赛。我校生物技术专业通过平时实践教学活动中的综合性、设计性实验训练,加强了学生对理论知识的理解和巩固,提高了学生跨课程、跨学科知识综合应用能力和动手实践能力;改变了知识单向流动的教学模式,使学生学习的积极性、主动性得到了充分发挥,更激发了学生内在的科研创新意识和培养了创新能力能力,近年来,学生参与了学校、省、国家的创新基金计划,多项创新基金计划研究项目获得创新基金资助。
6.实验教学与科技服务相结合。学校和学生可利用实验室的优质实验设备,为企业生产解决诸多难题。另外,学校可与企业合作申报省部产学研结合示范基地(研发基地)和省部产学研结合项目,开展科技开发和技术应用,学生参与其中。如我校在和平县水平研究所和平远县鸿基生态园有限公司先后建立了产学研合作基地、产学研实验室及科技特派员工作站,合作申报了多项科研项目,并获5项广东省教育部产学研合作项目资助,通过产学研合作培养了已毕业研究生2人,在读研究生3人,本科生若干人数,研究生及本科毕业论文均在国内权威及核心期刊发表。通过产学研合作,我校也先后获得广东省科学技术奖1项,广东省农业推广奖1项。
二、加强实验室建设
实验室建设是人才培养、科研产出和学科发展的基地,是服务于教学、科研和产学研合作的主体[3]。加快实验室建设,提高实验教学质量,培养创新人才,促进科研产出和服务经济建设是产学研合作教育的重要任务。我院依托产学研合作研究、省级实验教学示范中心、省级重点学科和生物技术特色专业等质量工程建设,扩大了实验室面积,补充实验教学设备,对实验室的架构进行了重新设计,实现分层次、分类别管理,构建教学实验平台、科技创新平台和公共服务平台的实验室管理体系和架构。
三、完善校外实习基地建设
实习基地是培养学生创新精神和实践能力的重要场所,是学生了解社会和接触生产实践的桥梁,也是高等学校实现人才培养目标的重要保证。我校生物技术专业为提高学生实践能力和培养学生创新精神,不断完善实习基地建设,推进产学研合作教育模式。根据人才培养目标,结合专业需要及行业背景,形成了一批优质、稳定的校外实习基地,我校生物技术专业的校外实习基地涵盖了作物、水果、花卉以及动物生物制品等多方面,学生在实习基地中,通过顶岗锻炼和工学结合,加速从知识的接受者向知识的应用者转化,不断提高自己的实践能力和动手能力。同时,依托教师科研和产学研基地建设,以“优势互补,互惠互利,协同创新,共同发展”为原则,广泛开展与产学研基地的密切合作,充分发挥高校外部的教育资源,拓宽大学生校外实践渠道,推进教育教学与生产劳动和社会实践的紧密结合。我校生命科学学院与和平县水果研究所,平远县鸿基生态园有限公司等企事业单位展开合作,先后建立了产学研基地、科研示范基地和科技特派员工作站,为实现社会合作办学,合作科研开辟了广阔前景。
四、加强实验教师队伍建设
实验教学团队素质的高低,直接影响着实验室的发展与建设[4],一支思想素质好,技术水平高,动手能力强,有一定钻研精神的高层次的、结构合理的、相对稳定的实验教学队伍,是提高实验教学质量和培养创新型人才的重要保证[5-6]。我院通过引进高素质的实验教师与对在岗的实验教师进行学历提升、技能培训、输送到国内外高校参观、进修学习等相结合,建造了一支具有学历高、职称高、专业能力强、科研素质好、充满活力、敢于创新等特点的实验教学队伍,为培养高素质的创新性人才提供了技术保障。在实验室人员配置中,除实验室管理教师与专业教师共同指导实验室各项工作的开展外,还兼聘各创新团队的指导教师和企业科研人员兼管实验室的指导工作,如邀请“猕猴桃种质资源创新”、“优质水稻育种”、“花卉育种与采后保鲜”等优秀创新学术群体的专业教师担任指导教师,不定期地邀请指导教师为学生提供专业讲座和专业指导;同时,开展学生自主管理,聘任优秀本科生和研究生做实验辅助管理人员,逐步形成老师指导、学生参与管理的创新实验室管理模式。
五、结语
产学研合作将生产企业、高等学校、科研机构结合成一个整体,充分发挥各自的优势、推动科技与经济的结合。本文就生物技术专业产学研合作教育下的实践教学改革,从实验内容、实验室建设、实习基地和教师队伍等方面做了一些探索和实践。实践表明,我们的探索是有成效的,大大提高了学生的动手能力、综合素质和就业竞争能力,同时,促进了企业的科技创新和生产。但科研如何更好服务好企业,调动企业的积极性,建立校企长效合作机制,如何更好地将产学研合作与实践教学改革紧密结合起来,培养应用型创新人才,是我校开展产学研合作教育需重点解决的问题,因此,我们将继续对产学研合作模式下的实践教学改革进行更深入的研究和实践,期望能更好地发挥实践教学的功能,促进应用型创新人才的培养,促进产学研合作教育的发展。
参考文献
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在素材资料库的建设方面,中学物理教师应该成为信息技术与学科教学整合的先行者。目前许多教师在Internet网络上已建立了自己的网站,并把自己制作的课件、教案、论文等放在该网站中,同时还把其它网站已有的课件通过链接功能融合到自己的课件里,以“搭积木”的形式,把教学实践过程中制作的每一个课件链接起来,通过长时间教学的积累,逐步建立一个完整的教学课件体系。这样其它教师和学生也可通过网络共享自己的课件,克服了传统的“软件包”形式的课件不能共享的缺点,提高了课件资源的利用率,充实了网上学科资料库。教师和学生可以在任何时候、任何网络终端通过Internet网络来访问这些网站,进行教学的探讨和巩固性学习。
运用积件思想,走素材资源库和教学平台相结合的新思路,是软件开发和应用走出目前困境的有效方法,也是实现信息技术与课程高层次整合的有效手段。因此学科教师应根据教学实际,运用积件思想,充分利用现有条件下的网络、多媒体信息资源库和教学软件,从中选取适合自己教学需要的内容来制作课件,从而适应不同教与学情境的需要,彻底改变教学软件在设计、开发和使用上的相互分离的局面,使计算机辅助教学在课内或课外的运用朝着信息技术与学科教学整合这一更广阔、更深层的方向发展。
二、构建模拟实验教学模式,发挥演示实验、虚拟实验室功能
1、信息技术与中学物理实验教学整合,发挥演示实验作用
中学物理、化学、生物三门学科均是实验科学,具有很强的实践性,实验教学和演示实验是中学物理教学的重要组成部分。但在理、化、生课堂的学生实验和演示实验中,由于受到常规实验仪器、实验材料、危害程度等条件的限制,实验效果不如人意。而采用模拟型实验教学模式,通过多媒体技术模拟实验的辅助,模拟一些重要的在目前条件下难以完成的实验,弥补常规实验的不足,提高实验的演示效果。
2、运用网络技术支持下的虚拟实验室,发挥学生自主探索性实验作用
在传统的物理实验室,由于怕发生意外和造成实验仪器的损失,许多实验中的规章制度对学生进行了诸多限制;由于实验条件的限制,实验结果往往和理论不一致,甚至出现相反的数据;有些实验材料的选用和实验产物的排出,有悖现代环保意识。这一切无不暴露出传统实验室的弊端。
网络虚拟实验是在web中创建出一个可视化的三维物件环境,其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象,学生可通过鼠标的点击及拖动操作,进行虚拟实验。这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性操作环境,使学生在课堂上实现了虚拟世界的真实体验。信息技术与物理实验教学整合能够培养学生观察实验、自主模拟实验,归纳、总结、抽象成所需知识和技能的能力,并促使学生建立科学的世界观。
三、构建探索研究性理论教学模式,培养学生的创新思维和创造能力
探索研究性理论教学模式依托由信息技术支持的网络环境,网络为学生提供了丰富的学习资源。在教师的指导下,学生分成若干学习小组,在学习任务的驱动下小组成员相互协作地收集信息、交流讨论、总结归纳、完成学习任务,培养了学生解决实际问题的能力。
四、利用网络资源,增进课堂教学效果
进入网络时代后,网络环境为师生提供了丰富的资源库,网络资源的开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素养。网上资源具有信息量大、更新速度快的特点,为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源,且处于动态的更新之中,通过了我这些优秀课件、优秀习题,再作进一步的组织加工就能设计出适合自己风格的课件,为提高课堂教学正效果服务。