時間:2022-06-02 21:21:10
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇遺傳學教學論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:基因組學;教學改革;教學思考;教學質量
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)48-0223-02
一、優化教學內容,重點突出
基因組學是伴隨基因組計劃誕生、研究基因組的結構、序列組成以及功能的一門學科,課程一般設在遺傳學、分子生物學之后,而且部分內容出現了與遺傳學、分子生物學內容相互交叉,甚至重復的現象[1-3]。這樣在授課過程中就會出現學生厭學、課時緊的情況,為避免出現類似問題,在內容設計上筆者在總結多年授課經驗及學習、吸收國內外教學經驗的基礎上,主要做到了以下幾點:避免重復、重點突出、內容精練、提高興趣、緊跟前沿。希望通過本課程的學習,既讓學生掌握基因組學的基本知識體系,又不與前期所學的遺傳學、分子生物學重復,同時又緊跟學科發展前沿,讓學生了解最新的研究動態,培養解決問題、分析問題的綜合能力。例如在所選的楊金水先生主編的《基因組學》教材中第1章基因組,其部分內容與生物化學和分子生物學相似,第2章遺傳圖繪制與遺傳學部分內容重合,而第7、8、9章的內容又會在分子生物學中有所闡述。為了突出重點,減少學時,在授課過程中我們略講、不講或為了課程知識體系的完整和系統性,安排學生課下自學的處理方式。而第3、4、5、10、13是基因組學課程的特色內容,又緊跟時展前言,是本門課的重點內容,我們做到了在授課過程中精講。通過內容選擇大大提高了學生對本門課的學習興趣,取得了較好的教學效果。
二、根據教學內容,合理運用教學方法
目前課堂教學還是學生獲取知識的主要途徑,因此我們在基因組學的授課過程中還是要遵循以多媒體課件講授為主,并輔以板書講解,在講授過程中盡量多增加圖例、動畫等內容,使授課內容形象化,具有趣味性,以降低難度,增強可接受性。但針對不同章節的具體內容和特點,我們還是選用了特定的授課方法。比如第2章遺傳圖繪制,本章的部分內容在遺傳學課有所涉及,相對比較容易,但為了保持和體現基因組學的知識網絡體系的完整性,我們決定以學生自學為主。學生課下自學準備課件,課上抽取個別學生講解,讓學生在組織課件和講解的過程中掌握內容,鍛煉能力。再如第5章基因組序列注釋,本章內容涉及許多生物信息學網站、軟件的使用,如果只是理論講授,既會感到枯燥,又會感到深奧難于理解。鑒于此特點,我們充分利用網絡資源將課本內容通過在線操作和演練進行講解,將課堂“搬到”實驗室,充分利用實驗室的網絡資源和同學們自己手頭的電腦,將教師自己科研中獲得的基因序列當作素材,直接登錄NCBI數據庫進行在線分析,例如對基因的開放閱讀框進行查找、基因的同源比對,利用GeneScan軟件對基因進行搜尋,等等。這立刻增加了學生學習的趣味性,打破了課上只是揣摩教材文字意思的尷尬局面,降低了學習的難度,同時又將理論與科研實際聯系了起來,大大提高了學生的學習興趣,激發了學習熱情,甚至有可能由此影響學生未來的發展方向。比如有的同學在成功進行了基因搜尋、開放閱讀框查找、蛋白質結構域分析和練習了Genescan等幾個軟件之后,興奮的說:“我以后要考生物信息學方向的研究生”。關于充分利用網絡資源,增加學習資源和緊跟發展前沿的必要性,中國學者柏文琴等和美國學者A.Malcolm Campbell在基因組學的教學論文中也都有所闡述。這正說明了不同學者對依據教學內容合理選用教學方法觀點的一致性[2,4]。
三、構建網絡課堂,延伸學生的學習空間
大學課堂與中學課堂明顯的區別是大學課堂有講授內容多、信息量大、內容新穎、教材不唯一等特點。這就導致部分學生課上對個別內容理解不透、記憶不牢,而課下復習又無所依,課本上找不到相應內容,等等問題,使學生學習遇到了障礙[5]。為解決類似問題,我們及時構建網絡課堂,建立基因組學課程網站,將課程簡介、教學大綱、授課計劃、課件及時上傳。在網站中設立課程資源區、師生互動區、生物領域新進展介紹等不同欄目,讓學生可隨時上網查詢課程相關資源,了解研究動態,將學生的學習空間延展到了課堂之外。這大大方便了學生的學習,增加了學生學習的自主性和靈活性,提高了學習效果。
四、改革考核方式,重在平時掌握落實
合理、科學的考核方式是教學質量保障和教學過程順利進行的依據。目前閉卷考試還是我院課程考核的主要方式,該方式以學生最終記住了多少知識點為關鍵,常常造成有些同學考前臨時突擊、死記硬背知識點的情況,這樣不利于學生平時對所學內容的學習和掌握,不利于能力的培養,主要表現在考試時基礎知識題得分較高,理論聯系實際、解決實際問題的題目得分較低。鑒于此,我們考慮到基因組學是專業選修課,在符合學校考試管理規定的前提下,對考核方式進行了大膽改革,取消了以前期末的閉卷考試考核方式,改為注重平時學習,期末以大論文的方式進行考查的考核方式。學生成績由平時考勤、課堂表現、平時小作業、大作業以及期末大論文等幾部分組成。把學生的學習中心轉移到平時對所學知識的掌握和理解、消化的軌道上來。學生沒有了期末的閉卷考試,學習壓力顯著降低,卻大大提高了學生平時對基因組學課程的學習興趣,表現在學生聽課比較輕松、參與問題討論的積極性較高、自己查閱資料解決問題的主動性增強,出現了期末學生對知識和問題的掌握程度反而比往屆學生掌握程度較好的良好現象。
五、教學效果
從課上、課下學生的表現,平時作業的完成情況,期末大論文寫作情況以及期末學生書面反饋結果來看,目前基因組學的教學改革是成功的。98%以上的學生對教學非常滿意,現摘錄學生反饋意見如下:學生1:“老師,我特喜歡你現在的講課風格,主題清晰、思路明確、重點突出。”學生2:“老師的授課方式很不錯,上課先講重點知識,同學們能記住重點,防止在后面疲勞的時候學不進去,我們學得多,也不累。”學生3:“這書太厚了,但老師講得很好,就應該平時多努力,不把寶壓在期末考試。”師:“同學們,你們的滿意是對老師是最大的鼓勵,但我同時清楚的知道,這些都是老師應該做到的。”
六、存在的問題
雖然目前基因組學的教學改革看來是成功的,但還是存在一定的問題,分析起來主要有以下幾點:(1)個別學生有點疲沓。通過三年的學習,學生對教師、同學很熟悉,有點放松自己,表現為個別學生上課有遲到的現象。(2)知難而退。部分學生開始學習有些不認真,隨著內容的增多,部分內容不能很好的理解,出現了放棄聽課學習的情況。
七、采取的措施
針對以上問題,采取措施如下:(1)好的措施要發揚,比如重點突出、精講等。(2)多鼓勵,給予學生希望,讓他們重拾信心。(3)采取談話或課下輔導的形式,幫助掉隊的同學。(4)從思想上讓學生認識到學生學習也是一種責任和義務。學生目前主要還是一位消費者,父母辛苦耕耘供著他們在學校深造,同時學生的學習也在消費同學們的青春,我們有義務對父母負責,有義務對自己負責。同時,青年學生是祖國的未來,我們今天有責任和義務努力學習,掌握專業知識,明天用自己的一技之長報效祖國,為祖國的明天負責。
總之,學生的意見和建議是教學改革的原動力,而教學改革的實施離不開教師的精心設計,二者的結合是教學改革成功的關鍵。
參考文獻:
[1]劉志祥,徐剛標,曾超珍,王愛云,吳若炎.遺傳學與基因組學整合課程探討[J].遺傳,2011,33(7):801-806.
[2]柏文琴,郜剛.基因組學教學改革與實踐[J].微生物學通報,2012,39(6):848-852.
[3]趙陽,江海洋.后基因組時代農林院校基因組學教學改革探析[J].現代農業科技,2015,(3):337-338.
關鍵詞 5E教學模式 科學史教學 探究性教學
中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B
1 “5E教學模式”的概述及選課的初衷
“5E教學模式”是美國生物學課程研究機構于1989年開發的一種建構主義教學模式。其教學過程突出強調學生的主體地位,學生通過思考討論、合作探究的學習方式,尋求答案,解構迷思概念,并靈活地遷移運用,從而建構認知。5E代表了5個E字母開頭的單詞,分別是吸引(Engagement)、探究(Exploration)、解釋(Explanation)、遷移(Elaboration)和評價(Evaluation)。
現行高中生物教材中不乏大量科學史的資料,這些素材不僅包含了知識目標,也蘊藏著過程與方法和情感、態度、價值觀等多方面的教育價值。如若這些科學史能被教師善加利用,充分挖掘其教育價值,不僅能一改沉悶的課堂氣氛,激發學生強烈的探究欲望,而且能讓學生更多地參與進來,在體驗科學探究的樂趣中更好地理解科學本質并內化掌握科學方法,以提高課堂效率。“促胰液素的發現”是人教版高中生物教材必修三第二章第二節“通過激素的調節”一節中的“資料分析”。對于這段科學史,筆者套用“5E教學模式”進行了嘗試,就教學過程及教學意圖進行具體說明。
2 “5E教學模式”于“促胰液素的發現”的具體應用
第一個E——Engagement吸引:教師在充分探測學生的認知結構和了解學生已有背景知識的前提下,創設問題情境,激發學生對學習任務產生興趣,使學生進入學習狀態,通過設問引發認知沖突。
鑒于學生可能對初中教材中消化器官的位置及功能的相關知識存在欠缺或遺忘現象,倘若教師一開始就拋出“胰腺分泌胰液是如何調節”的問題則顯得生硬晦澀,故可先從學生熟悉的進食和消化現象入手,先復習消化系統的相關知識。例如:“我們進食后,食物從口腔進入,食物殘渣由排出,其間依次經過了哪些器官?消化系統除了由上述器官組成的消化道,還包括什么?”這樣一步步引出消化腺之一的胰腺,并讓學生明確胰腺是位于消化道外的腺體。接著,教師繼續設問:“當食物到達胃部時,胃部會發生什么反應?”學生不難答出,胃液能對食物進行初步消化,形成酸性食糜。教師進一步啟發:“胃通過蠕動將食物送往小腸,與此同時位于胃后方的胰腺立即分泌胰液,胰液通過導管注入小腸,有利于食糜在小腸內進一步消化。”講到這里,學生才能對1850年法國實驗生理學家克勞德·伯爾納提出的“酸性食糜進入小腸會引起胰液分泌”這一現象有個大致的概念。然后,教師繼續引導學生思考:“酸性食糜并沒有直接接觸胰腺,那么促使胰腺分泌胰液的信息是通過什么途徑送達到胰腺的?”通過這個問題引起學生的認知沖突。
第二個E——Exploration探究:根據前一個環節產生的認知沖突,教師引導學生進行探究尋找問題的答案,解構迷思概念。
教師呈現19世紀學術界的普遍觀點:“由于當時人們信奉人和動物體的一切生理活動都是由神經系統調節的,故在胰液分泌的調節問題上,自然也認為是‘胃酸刺激小腸的神經,神經將興奮傳給胰腺,使胰腺分泌胰液’。”此時,教師可以啟發學生借鑒遺傳學中學過的“假說-演繹”的科學研究方法,把19世界學術界“神經調節”的觀點視為假說一,引導學生嘗試通過演繹推理的手段,驗證假說一的正確性。
那么如何展開驗證呢?結合剛剛學習的神經調節的知識,教師可以提出一系列的問題:神經調節的基本方式是什么?反射的結構基礎是什么?如果胰液的分泌屬于神經調節,那么這個反射弧的感受器是什么?效應器是什么?引起該反射的刺激物是什么?并引導學生寫出這個反射弧的完整反射路徑。學生很容易分析得出:鹽酸(刺激物)→小腸(感受器)→傳入神經→神經中樞→傳出神經→胰腺(效應器)。
接下來呈現法國“神經論”支持者沃泰默于1901~1902年進行的幾組實驗(表1)。
“若胰液分泌的調節完全是神經反射,那與沃泰默的這一系列實驗是否存在矛盾之處?”教師拋出這個問題后,學生必然會在好奇心的驅使下積極思考。教師還可以進一步啟發學生:“如果切斷小腸的神經,神經調節的反射是否還能正常發生?”學生可從第一組和第三組的對照結果分析得出,胰液的分泌不單是神經調節,應該還存在其他的調節方式。另外,教師要求學生注意到這里的實驗結果只能確定存在神經調節以外的其他調節方式,而無法排除神經調節。
于是學生在教師的引領下,借助沃泰默的實驗實際上完成了演繹推理的過程,推翻了“胰液的分泌完全是神經調節”的假說一。既然假說一不成立,那么就要嘗試建立其他假說。教師順勢提出問題:那么這個消化現象到底還存在什么調節方式呢?胰腺究竟是怎樣得到信息的?接下來的任務是繼續解決認知沖突,建構科學概念。
第三個E——Explanation解釋:在教師的引導幫助下,學生嘗試從自己的理解出發,闡述對概念的認知,用新知識回答最初提出的問題。
教師可給予學生必要的問題引導:“小腸和胰腺之間除了通過神經聯系,還有其他聯系方式嗎?在我們的身體里,除了神經系統這條信息高速公路外,還有一條交通運輸干線,即遍布全身的血液循環系統,它承載運送著體液中的化學物質。所以我們可以嘗試著考慮體液調節。”
這時回到沃泰默的實驗。“這三組的實驗操作和現象,我們還能從中得出什么結論?”為了讓學生有效地思考,教師設置的提問要鋪墊好每一層臺階,并且環環相扣。教師提示:“鹽酸是怎么起作用的呢?我們既然推測除了神經調節,應該還存在其他的調節方式——體液調節,刺激物很可能是通過血液的運送到達胰腺。鹽酸是否通過血液的運送到達胰腺并作用于胰腺呢?”但是第二組中,將鹽酸直接注入血液并沒有引起胰腺分泌,可見鹽酸本身不會刺激胰腺分泌,即鹽酸不是直接的刺激物。“那引發信息的刺激物又是什么呢?”從第一組和第二組的實驗結果對照分析,鹽酸應該結合小腸才能起作用。小腸中與酸性食糜直接接觸的結構是小腸黏膜,所以胰腺的分泌應該是鹽酸刺激小腸黏膜引起的。
教師給學生留一些時間,讓他們整理思路。然后,學生嘗試用自己的理解闡述完整的假說二“可能是鹽酸刺激了小腸黏膜后,產生了某種化學物質。這種化學物質通過血液循環到達胰腺(即胰腺是這種物質的靶器官),促使胰腺分泌胰液。”如果一個學生表述得不完整,還可以由其他學生補充和修正。
第四個E——Elaboration遷移:學生運用新的知識和概念,解釋新情境或解決新問題。
剛才新建立起來的假說二的推測是否正確呢?需要實踐的檢驗。教師可以出示一道題:“設計實驗,探究小腸黏膜在稀鹽酸的作用下是否產生了促進胰液分泌的某種物質,并預測實驗結果。提供的實驗材料和儀器有:生長發育狀況相近的正常小狗若干只、稀鹽酸、生理鹽水、研磨工具、小刀、過濾工具、注射器、培養皿、試管若干等。”通過該實驗設計方案來驗證假說二。
在此,為了避免學生一片茫然無從入手,教師可以適當給學生一點思路的提示和點撥:① 實驗中要特別注意排除神經的干擾,所以應該在離體條件下。② 設法提取鹽酸刺激小腸黏膜后產生的那種物質,用什么方法提取?可參照必修一做過的實驗“葉綠體色素的提取“以及“關于酶本質的探索”的科學史資料中化學家畢希納提取酵母細胞中的酶均提及到的物質提取方法——研磨過濾法。③ 由于血漿是內環境的重要組成成分,它可以和組織液、淋巴相互轉化,血液中的化學成分最終可能會擴散到胰腺從而引起胰腺分泌。
在教師步步引導和提示下,學生可以細化具體的實驗設計方案,并預測可能出現的實驗結果及相應的結論。設計實驗的訓練環節能促進學生內化和掌握科學研究的方法。教師對學生的設計方案進行點評歸納,并還原1902年英國生理學家斯他林和貝利斯發現促胰液素的那一段科學歷史,將他們的實驗操作與學生的設計方案進行比較,肯定學生的設計思路與科學家的大體一致,讓學生充分體驗到探究的滿足感。同時,教師尊重科學發展歷史的事實,引導學生客觀地評價眾位科學家的得失,分析討論這些經驗教訓給自己帶來的啟迪。學生定能侃侃而談,學會辯證而恰當地看待科學發展的歷程,實現情感、態度與價值觀的教學目標。
第五個E——Evaluation評價:通過實踐練習,評價學生對新知識、新概念的理解及應用能力,以判斷教學目標的落實情況,同時也可加深拓展學生對概念的理解。
教師幫助學生在“促胰液素的發現”的基礎上,歸納出激素的概念和激素調節的特點,并通過一道思考題結束本節課的同時,評價學生對新知識的遷移和應用能力——“當人們知道胰島細胞能分泌胰島素后,試圖從磨碎的狗胰腺組織中直接提取胰島素,卻未成功,可能的原因是什么?”
3 對本節課教學策略的反思和總結
對于“促胰液素的發現”這部分科學史的教學,本節課在運用“5E教學模式”的基礎上,教師引導學生先后建立不同的假說,通過演繹推理進行實驗驗證,或推翻或支持假說,最后得出結論。學生通過這節課的學習,能夠闡明促胰液素的發現過程,在教師的帶領下,體驗科學探索過程中的思維和方法,并通過討論環節領悟科學態度和科學精神促進科學發現的重要性。本節課的難點在于:弄清胃、小腸和胰腺三者之間的位置關系和各自的消化功能;推測促胰液素的分泌機制;嘗試設計實驗方案證明胰液的分泌可通過體液來調節。筆者在教學中采取提問的方式化解和突破難點,故課堂上教師設置問題的有效性顯得尤為關鍵,有時還要根據學生的具體學情隨機應變,臨時增設小問題給學生一定的提示和點撥,從而更好地駕馭和掌控課堂。這些挑戰學生思考的問題環環相扣、層層深入,也是5個“E”之間的橋梁和紐帶,從而成為貫穿整節課的內在線索。