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關鍵詞 獸醫(yī)微生物學;形成性評估;發(fā)展;應用
中圖分類號 G424.7 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)10-0286-02
教學評價作為衡量教學過程、結果優(yōu)劣的重要環(huán)節(jié),其科學性、客觀性及全面性尤為關鍵。隨著教育事業(yè)中科技水平的不斷提升,多媒體網絡教學應運而生,并取得了一定成果。近年來,研究性教學、翻轉課堂等教學模式的運用,使傳統(tǒng)的課堂教學更加生動、靈活[1-2]。獸醫(yī)微生物學是本科動物醫(yī)學核心專業(yè)基礎課,該課程內容多、信息量大,基礎記憶性知識點眾多。因此,如何更好地調動學生的學習主動性與積極性,設計并建立全面、客觀、科學、準確的教學評估體系具有深遠意義。
1 現(xiàn)有教學評估方式
根據(jù)教學評估的功能、作用以及時間維度,可以將其分為終結性評估和形成性評估[3]。
1.1 終結性評估
終結性評估的表現(xiàn)形式通常包括期末課程考試和水平考試,并在教學結束階段進行。終結性評估形式較為單一,其優(yōu)點在于實行方便,且將考試成績作為評價、鑒定的關鍵標準,在一定程度上能夠對學生課程知識掌握情況進行有效評估。然而,其不足之處在于未將學習過程納入評價體系,將考試成績作為最終的唯一評價標準,過于強化了分數(shù)對教學評估的作用。此外,期末考試的方式在一定程度上打消了學期過程中學生學習的主動性,不能激發(fā)學生的主動性、創(chuàng)造性,不利于學生的全面成長。
1.2 形成性評估
形成性評估是根據(jù)教學目標,將多種評估形式與手段結合起來對過程性與發(fā)展性進行評估的過程。其特點在于能夠對整個教學過程進行跟蹤評價,評估體系更加豐富、健全、科學、合理。形成性評估手段豐富,包括學生自評、互評、教師對學生評價以及教務部門對學生評價等多種形式。
1.3 形成性評估與終結性評估的區(qū)別
1.3.1 評估時間。形成性評估通常貫穿于整個教學過程;終結性評估則集中于學期期末、教學結束或者階段性教學結束時。
1.3.2 評估目的。形成性評估的目的側重于探索教學過程存在的不足,了解教學對學生成長的幫助與促進作用,檢驗學生的能力與教學目標之間的差距;終結性評估則側重于對教學目標的檢驗判斷,評價學生的學習效果。
1.3.3 評估者。在形成性評估過程中,評估者范圍較為廣泛,且角色存在交叉,主要包括學生、教師、家長、教學管理部門等;終結性評估參與者相對單一,通常是指教師以及教學管理部門。
1.3.4 評估工具。形成性評估工具較為豐富,包括問卷、訪談、日記、自我測評以及資料分析等;而終結性評估工具主要指考試或者測驗。
1.3.5 評估的影響。形成性評估的影響通常具有積極性,是對教學問題的診斷、對學生學習積極性的激發(fā);而終結性評估有時會存在負面影響,缺乏全面性。
2 形成性評估的發(fā)展
由于終結性評估自身存在一定局限性與弊端,忽視了教學過程的重要評估價值,且在終結性評估中學生處于被動接受地位,其思維的創(chuàng)造性受到一定程度的約束。為此,形成性評估方法被提出并逐步受到重視。1967年美國的G.F.Scriven在其《評價方法論》中首次提出形成性評估的理念,并由美國教育家B.S.Bloom首次運用到教學實踐當中,此后形成性評估理論不斷推廣至全球[4]。
形成性評估的核心理念在于激發(fā)學生主動構建的意識,讓學生主動探索知識,而非被動地接受知識教育;教材應當是學生主動構建對象,而非單純知識傳授的載體;教師不能僅僅是知識的灌輸者,應當是學生構建知識的幫助者。學習者在學習過程中的狀態(tài)將影響知識的構建效果,只有在能夠做到自我監(jiān)控、測試與反思的前提下,才能夠獲取更好的構建效果,通過不斷審視的過程實現(xiàn)學習者設定的學習目標。知識獲取的過程是構建主義教學的重點,也是其核心價值的體現(xiàn),知識獲取的過程通常比只注重結果的終結評估更有意義。此外,形成性評估將“以人為本、以構建主義為本”作為根基,強調學習過程對于學生知識能力提升的重要性, “立足過程,促進發(fā)展”是這種評估思想的集中體現(xiàn)[5]。
形成性評估體系源于西方國家,國外相關領域的研究與應用也較早,形成性評估在我國的研究與推廣起步相對較晚,2000年之前國內一直以終結性評估為教學中的主要評價方式,國內形成性評估概念首次在《英語教學大綱》提及;此外,在計算機網絡、航海、國際商務等領域中,形成性評估的研究與應用也比較少見[5-7]。
3 形成性評估的實施
3.1 采用科學的評估方法
形成性評估體系輕測量、重描述。完成評估不僅僅是各種考核數(shù)字的累加,更多的是對評估指標的不斷理解、描述與完善??茖W合理的評價體系應當適用于絕大多數(shù)學生的教學評價,其核查評估指標具備全面性、合理性、科學性以及準確性。評估中要重視綜合能力的發(fā)展,運用更具個性發(fā)展的前瞻性評估策略,進行科學全面的動態(tài)評估[8]。
課程體系的制定和完善本校生物專業(yè)本科“分子生物學”的教學體系自2005年以來進行了三次調整,第一次是從2005年起,采用了雙語教學的模式,主要原因是當年本校面臨本科教學評估,雙語教學已經列為本科教學質量評估的觀測指標之一,為使生物技術專業(yè)的課程的雙語教學授課率達到15%,綜合各方面因素,“分子生物學”雙語教學成為一個試點。為開展人才培養(yǎng)模式的改革創(chuàng)新,“分子生物學”課程嘗試采用雙語授課形式,旨在提高大學生專業(yè)英語水平和直接使用英語從事科研的能力。但是當時適合高等師范院校本科生使用的原版分子生物學教材很少,幾經篩選,本校最終將《InstantNotesinMolecularBiology》作為學生的教材。該書以24個專題的形式講述細胞與大分子,蛋白質和核酸的特點,染色體結構,DNA的復制、損傷修復和重組,基因表達調控,分子生物學常規(guī)技術,每個專題相對獨立,簡潔易懂,但是系統(tǒng)性和深度尚有欠缺,難以適應學生考研的需求,所以在教學中,教師需要補充大量內容,因此無論教還是學,這本教材在使用中的缺陷都比較明顯。鑒于此,自2009年起,本院選擇了《現(xiàn)代分子生物學》作為教材,首先考慮該書由著名學者朱玉賢等編寫,是“十一五”國家級規(guī)劃教材,其次該書也是多所學校分子生物學考研復習的推薦參考書。該書在編排上分11章,從染色體與DNA,生物信息的傳遞,分子生物學方法,基因表達調控,疾病與人類健康,基因與發(fā)育,基因組與比較基因組學等方面介紹分子生物學基礎理論和技術,在教學中,結合學生的實際情況,筆者并未完全按照該書的內容講授,有些與生物化學、細胞生物學重疊的內容采用略講方式,而有些內容則在教學中進行了補充或刪減,例如:本教材中DNA修復和轉座部分的內容薄弱,脈絡不清晰,筆者主要依據(jù)《基因的分子生物學》進行了補充,而該書中一些與分子生物學主線關聯(lián)不緊密的部分,則進行了刪減,2012年,本校在多年教學經驗積累的基礎上,結合本科生的特點,出版了《普通分子生物學》一書,以易教易學作為編書的出發(fā)點,參考了多部目前國內外主流的分子生物學教材,構建了一個重在基礎、兼顧前沿、簡潔明了的體系,全書分6章,介紹了DNA的結構和復制,RNA的結構和轉錄,蛋白質的生物合成,基因表達的調控,分子生物學研究方法。該書在結構上分為三個模塊,即基因組的維持、基因組的表達和調控、分子生物學技術,方便學生對學科體系的整體認識。
課程內容的優(yōu)化分子生物學是從生物化學分化延伸出來的一門獨立的學科,一些內容和生物化學有較多的聯(lián)系或重疊。但是分子生物學有自身的學科特點,突出對生命現(xiàn)象分子本質的解析。由于本校生物專業(yè)的“分子生物學”課程是在“生物化學”之后開設的,在課程教學中,任課教師通過討論,對教學內容進行了分析,確定了兩門課的側重內容,在注意系統(tǒng)性的前提下,著重講解教材的重點與難點,例如:在“生物化學”中已經有較大的篇幅講述生物大分子的結構,在“分子生物學”課程中將略講,教師在講解復制、轉錄和翻譯等過程分子機制時,以溫故知新的方式,將基礎知識和基本概念進行要點概括,借此為下一步的教學做鋪墊,并檢測學生的背景知識掌握情況,這種教學方法不僅得到了學生的廣泛好評,而且使學科特點在教學中更加突出,專業(yè)課教學學時分配更加合理,起到了引導學生關注專業(yè)基礎知識關聯(lián)性的作用。
課程設置的調整鑒于本校生物專業(yè)學生普遍有考研的需求,學生對“分子生物學”的教學要求高,希望能更貼近考研的要求,所以在2010年的培養(yǎng)方案中,分子生物學采取了分級、分段開設的方法,在大三面向所有專業(yè)開設的“分子生物學”,教學重點放在系統(tǒng)性和基礎性上;在大四以選修課的形式開設的“高級分子生物學”,旨在通過教學促進學生提高專業(yè)基礎理論的綜合能力,在學科的深度和廣度上做進一步的擴展,不僅補充了最新的國內外分子生物學前沿和熱點內容,而且選擇一些重點科研院所的考研真題進行剖析,引導學生完成拓展和提高。調查顯示,學生普遍贊同這一課程改革方式。
課程實踐環(huán)節(jié)與理論環(huán)節(jié)的有效銜接
實踐教學是“分子生物學”課程的重要部分,但是由于條件所限,目前本校生物專業(yè)的“分子生物學”課程僅開設了理論課,實驗課尚未開設。為解決這一問題,在理論教學中通過對教學內容的分析,盡最大可能的將基礎理論的講授和分子生物學基礎實驗相結合,堅持既要使教學沿著課程的主線進行,又要努力使實驗技術的介紹與理論課教學合理的銜接的原則,一定程度上彌補了實驗教學的不足,旨在通過課堂教學,使理論和實驗教學融為一個有機的整體,一些代表性的分子生物學技術的原理和方法按照表1所示的安排在基礎理論部分的講解中進行了介紹。作為任課教師,要使課堂教學精彩,還應深入科研第一線,這樣才能利用科研和生產實踐中的例子豐富課堂教學內容。[1]尤其是分子生物學這樣更新快的學科,教師必須了解和準確把握學科發(fā)展方向和前沿熱點,將自身科研實踐中的經驗、體會和感悟傳遞給學生,激發(fā)學生的對科學研究的熱情,調動學生學習積極性。值得注意的是,專業(yè)課教學要充分發(fā)揮學生在學習過程中的主體作用,努力提高他們的分析能力、綜合能力和創(chuàng)新能力,引導學生將理論知識和實驗技術內容有效的融合,在教學中采用了一些方法來激發(fā)學生的學習興趣和主動性,例如:每節(jié)課之后有要點回顧和知識鏈接提示,留給學生較為寬松的時間進行復習和延伸學習;設置一些與本節(jié)課內容有關的基礎題、提高題、實驗分析題,安排學生課下自行選擇完成,以便學生檢測學習掌握的情況,及時將知識梳理歸納,增加了學習過程的開放性和自主性。
教學模式的探索和實踐
雙語教學作為一種的新的教學模式,順應了國家培養(yǎng)復合型人才的要求,也是考評學校教學質量和水平的一個重要指標。[2]2005年本校生物專業(yè)的“分子生物學”課程作為第一批教學模式改革的課程,率先采用了雙語教學形式授課,一方面是出于本科教學評估的要求,另一方面也是專業(yè)課教學模式的一種嘗試和探索。從2005至2008年的實踐和學生反饋意見上看,雙語教學作為教學改革的一種探索是值得肯定的,調查顯示,92%的學生認同和贊成雙語教學,認為通過使用原版英文教材和全英文課件,感覺學習“分子生物學”并沒有開課前想象中的那么困難,通過學習,理解和掌握了學科知識體系,專業(yè)英文的閱讀能力得到較大的提高,對專業(yè)詞匯有一定的積累,很有成就感,對這門課更有興趣了。從任課教師的反饋意見上看,由于難以找到合適的教材,所以在備課上需要下更大的力氣,充實教學內容,不少教師在教學中信心不足,擔心由于缺乏專業(yè)英文口語訓練,造成專業(yè)術語的發(fā)音錯誤等問題。所以實際上,本校生物專業(yè)分子生物學開設的動因主要來自學校本科教學評估的要求。
關鍵詞:高校;大型儀器設備;人才培養(yǎng)
作者簡介:閆浩(1983-),男,山西晉城人,安徽師范大學生命科學學院,助理實驗師;李全發(fā)(1980-),男,安徽長豐人,安徽師范大學生命科學學院,實驗師。(安徽蕪湖241000)
中圖分類號:G482 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)14-0111-02
隨著我國經濟的發(fā)展及對高校教學科研的投入逐年增加,高校擁有的大型精密儀器設備也逐年增加,但是目前普遍存在的問題是儀器效益低,大型儀器專業(yè)操作人才缺乏。[1]同時,大型儀器在教學中發(fā)揮的作用比較小。鑒于此,本文對利用學院大型儀器設備對本科學生進行儀器操作的人才培養(yǎng)進行探討。
一、大型儀器設備在本科人才培養(yǎng)中的意義
高校大型儀器設備應該為人才培養(yǎng)服務。[2]2003年起,教育部對全國的普通高校進行了本科教學評估,其中一項就是單位學生擁有的儀器價值,所以學校購置了許多大型精密儀器設備,可以說許多普通高校的大型儀器設備本是為本科教學評估而購買的,其目的也應該是為本科教學服務。本校的大型精密儀器設備管理制度也規(guī)定:大型儀器的使用應以本科教學優(yōu)先。
高校大型儀器設備用于本科教學也是提高儀器使用效益的手段之一。目前高校大型儀器設備普遍存在的問題是儀器設備的使用效益低,而且主要是用于科研,用于本科教學則比較少。這主要是因為這些設備價格昂貴,數(shù)量少,學生只能走馬觀花地參觀或簡單使用,而且用于教學不像用于科研能馬上出成果。用于本科教學不僅能提高儀器使用率,提高其價值,而且也符合儀器購買的初衷。
儀器設備是開展實驗教學的關鍵支撐條件,大型精密儀器設備更是本科實驗教學中開發(fā)學生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、提高學生的綜合素質的基礎條件之一。[3]圍繞大型儀器設備的功能開發(fā)與應用,調整驗證性實驗為主的實驗教學體系,增加綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗項目,把學生作為實驗教學的主體,強調學生的積極參與,利于形成師生互動的實驗教學氛圍,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。[4]
大型儀器設備是培養(yǎng)學生科研能力的重要基礎。培養(yǎng)未來的科技工作者是高校的重要任務,所以在本科生中開設介紹大型精密儀器設備的課程,盡早讓學生了解生命科學研究中常用的大型精密分析儀器設備,為將來用于科學研究做好基礎,有著重要的意義。[5]精密儀器的購置首先應是為了培養(yǎng)人才??茖W技術的飛速發(fā)展要求盡快地將先進的技術手段傳授給學生。
在本科時期開設大型儀器的課程對培養(yǎng)大型儀器專業(yè)人才大有裨益。高校大型儀器效益低的一個重要原因是專業(yè)人才的缺乏,所以在本科生中開設大型儀器的課程,并采用分層次培養(yǎng),也是培養(yǎng)大型儀器專業(yè)人才的很好途徑。大型儀器專業(yè)人才培養(yǎng)難度大,主要是因為生物儀器分析技術汲取并融合了當代化學、物理學、數(shù)學、光學、電子學、計算機科學及信息技術等多學科的新成果與新技術,需要較寬的知識面,盡早開設此課對培養(yǎng)大型儀器的專業(yè)人才大有裨益。
二、“生命科學儀器分析”的課程設計
本院擁有顯微鏡,流式細胞儀,液相、氣相色譜儀,熒光分光光度計,原子吸收分光光度計,實時熒光定量PCR等。尤其是顯微鏡,包括熒光顯微鏡、倒置顯微鏡、相差顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡,幾乎包括所有常用生物顯微鏡。以此為基礎,針對本院本科學生開設了“生命科學儀器分析”課程。
1.“生命科學儀器分析”課程的特點
生物儀器分析技術主要講授生命科學領域常用大型儀器設備的運行原理、基本結構及其用途。[6]本門課程是各種理論和實踐的充分結合,能夠服務于生產和研究等實用性很強的工作之中。對它的學習過程將是一個知識綜合運用能力和分析解決問題能力的提高過程。本課程采用分階段培養(yǎng)人才。前期課堂教學以激發(fā)學生興趣為主,介紹各儀器的基本原理和結構及其運用,后期采用更加靈活多樣的方式培養(yǎng)實踐操作技能和高級技巧。
2.課程內容建設
“生命科學儀器分析”課程內容建設緊密結合科研和實際生活,以安徽師范大學生命科學學院綜合實驗中心大型儀器開放式科研教學平臺為依托,選取在生產和科研中具有廣泛用途的生物分析儀器作為該課程的主要內容,以影視劇情節(jié)和諾貝爾獎及實際生活中活生生的例子為引子,介紹生命科學儀器在生命科學研究和實際生活中的功用,以儀器的原理結構和基本操作為核心。
3.實驗教材建設
高校介紹生物領域大型儀器的教材多為分析化學方向的指導教材,專門用于生命科學領域的生物儀器分析實驗教材很少,且因儀器設備的種類和型號不同,導致生物儀器分析教材實用性受到限制。基于這種現(xiàn)狀和本院生物分析儀器的配備情況編寫了適合本校本科生使用的《生物科學儀器分析》。該教材涵蓋了大型光學顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、電子顯微鏡、高效液相色譜、氣相色譜及氣質聯(lián)用儀、流式細胞儀、熒光定量PCR儀、熒光分光光度計、原子吸收分光光度計等。
4.課程培養(yǎng)方式
“生物科學儀器分析”課程采用兩個階段培養(yǎng):儀器基本知識、實踐技能的基本培養(yǎng)和高級技能的培養(yǎng)。
(1)基礎技能培養(yǎng)。初級階段的培養(yǎng)主要采用采用理論課程講授和現(xiàn)場參觀以及儀器的簡單操作,主要目的一方面是培養(yǎng)學生的興趣,另一方面進行儀器概論講解,講述儀器之間的共同點,以達到融會貫通的效果。
由于課程講授的儀器種類較多,每種儀器的結構和原理又不相同,而且往往會涉及到物理、化學、計算機軟件和自動化等知識,靠課堂的時間難以講授清楚,而且由于缺乏感性認識和相應的知識結構,學生也往往無法深刻理解,容易產生厭煩情緒,如果學生不愿意聽,再有用的課程也沒有意義。所以結合實踐尤其重要,除了現(xiàn)場的講解和功能演示外,課堂講授尤其結合科研和生活實踐,以影視劇情節(jié)和諾貝爾獎及實際生活中活生生的例子為引子。比如現(xiàn)在深受大學生喜愛的一部電視劇《法證先鋒》,經常會檢驗一些成分、指標等,都會用到一些分析儀器。近來食品安全比較熱門,三聚氰胺、瘦肉精事件、重金屬超標、農殘檢驗都要用到一些分析儀器。歷年生物醫(yī)學諾貝爾獎更是離不開這些分析檢測儀器。
為使學生能夠達到融會貫通的目的,該課程還重點闡述清儀器的原理和不同儀器結構的相通之處。大書法家王曦之苦練書法,始終不能悟出真諦,后來練劍,卻悟出書法的真諦。講解一些儀器不僅有利于學生更好的理解,還可能促進儀器的創(chuàng)新和儀器功能的開發(fā)。比如基本許多的自動化儀器,信號采集通常都采用光電倍增管來記錄信號;質譜儀、電鏡等都需要真空泵來制造真空環(huán)境;激光共聚焦和流式細胞儀都采用激光光源;顯微鏡、分光光度計類儀器都需要一些濾光片或光柵等。
儀器技術是一門實踐性很強的技術,理論知識必不可少,實踐運用更是最終目的,理論結合實踐是必不可少的,實驗科學更是如此,但由于本科教學人數(shù)較多,每種儀器又僅有一臺,學生只能簡單了解和進行一些最基本的操作。所以,從學習此課程的學生中挑選一部分興趣濃厚、知識結構基礎比較好且責任心強、細致認真的學生進一步培養(yǎng),意在培養(yǎng)能夠獨立操作大型儀器的人才。因為大型儀器價格昂貴,所以學生不僅要有知識結構,細心和責任心尤為重要,才能盡可能避免儀器的損壞。
(2)高級技能培養(yǎng)的程序和方式。
人員的選定:理論課程結束后,對希望進一步深入學習的人進行專門考核選撥,包括原理、結構和維護保養(yǎng)的相關知識等。因進階培養(yǎng)更重要的是自學能力,故采用沒有標準答案的開放題目,測試學生的自學和檢索文獻、解決問題的能力。
現(xiàn)場詳細降解:此階段由于人數(shù)較少,學生的目的明確,而且已了解儀器的基本情況,可以在儀器現(xiàn)場進行較詳細的培訓,包括儀器的基本結構、功能、基本操作、基本維護,使得學生能夠進行基本的操作。
進一步補充相關知識。進行理論知識的系統(tǒng)深入培訓,針對不同種類的儀器,為學生補充相關的背景知識。比如顯微鏡,是生命科學中使用很廣泛的儀器設備,現(xiàn)在的大型顯微鏡功能強大,要用好維護好需要了解許多知識,包括顯微鏡的基本知識和概念、應用光學的一些知識、顯微攝影的知識、光與色的知識、顯微圖像處理知識。色譜類儀器需要最基本的色譜理論、無機化學和有機物化學的基本知識、常用檢測器技術、樣品前處理技術、方法開發(fā)技術、色譜柱技術等,每一項都有很大的學問,需要學生能夠較深入地了解這些,對深入開發(fā)儀器功能和遇到問題如何解決有非常重要的作用。
培養(yǎng)模式:專業(yè)培養(yǎng)采用類似于研究生的培養(yǎng)模式。
1)每年都選一批人,這樣就可以上一屆帶下一屆,這樣不僅能減輕老師的負擔,還能增加學習的效果,學生在課下還可以交流,類似研究生的培養(yǎng)。
2)課題培養(yǎng)。學校和學院開設開放課題、創(chuàng)新課題、大型儀器使用專項基金等。[7]利用課題來使用儀器,增加實戰(zhàn)經驗,更深入了解儀器的使用,同時可以完成本科畢業(yè)論文。
3)大型儀器平臺是共享的,平時就會對校內和校外共享使用,這也是學生鍛煉的好機會。
4)儀器公司的技術支持人員大部分具有碩士或博士學位,既了解生物學問題又精通儀器原理和應用范圍,在主觀上十分愿意參與高校的教學活動,是一支重要的不可忽視的教師資源。[8]
5)善用儀器公司的技術服務熱線。目前大型精密儀器90%以上都是國外的大型跨國公司的產品,其售后服務,尤其是技術服務都很好。
三、促進教學效果需要的配套措施
興趣是最重要的老師,但有時學生難免有惰性,對于選進來進一步學習的學生也需要有一定的獎懲措施來促進學習。
1.加分政策
進階學習的學生如果學習效果經考核合格,能夠獨立操作一臺大型儀器,可以加學分。
2.技術認證
經過2~3年理論和實踐的培訓,經考核達到一定水平,學院和學??梢灶C發(fā)校級技術認證的證書,對學生的能力進行認證,增強學生就業(yè)的競爭力。
3.物質獎勵
如果儀器共享效益較好,學生在幫老師完成測試任務、鍛煉自己能力的同時,還可以獲得經濟上的獎勵。
四、結束語
采用分階段培養(yǎng),在本科生中開設“生命科學儀器分析”課程不僅能夠讓大部分學生盡早了解大型儀器在科研和生活中的用途,增加知識面,促進就業(yè),而且能培養(yǎng)一批專業(yè)的大型儀器操作人才。
參考文獻:
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[2]李素琴,張有生.高校大型儀器應為培養(yǎng)人才服務[J].煤炭高等教育,
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[4]周云,陰金香,張四純,等.大型儀器設備在大學創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的應用[J].實驗室研究與探索,2011,30(11):274-277.
[5]王葆華,楊啟軍,歐陽菲,等.高校大型儀器設備的開發(fā)與應用[J].實驗室科學,2010,13(1):159-161.
[6]林葉,李慶章,高學軍.生物儀器分析技術實驗教學實踐與探索[J].牡丹江師范學院學報(自然科學版),2010,(4):79-80.
論文關鍵詞:高校;大型儀器設備;人才培養(yǎng)
隨著我國經濟的發(fā)展及對高校教學科研的投入逐年增加,高校擁有的大型精密儀器設備也逐年增加,但是目前普遍存在的問題是儀器效益低,大型儀器專業(yè)操作人才缺乏。同時,大型儀器在教學中發(fā)揮的作用比較小。鑒于此,本文對利用學院大型儀器設備對本科學生進行儀器操作的人才培養(yǎng)進行探討。
一、大型儀器設備在本科人才培養(yǎng)中的意義
高校大型儀器設備應該為人才培養(yǎng)服務。2003年起,教育部對全國的普通高校進行了本科教學評估,其中一項就是單位學生擁有的儀器價值,所以學校購置了許多大型精密儀器設備,可以說許多普通高校的大型儀器設備本是為本科教學評估而購買的,其目的也應該是為本科教學服務。本校的大型精密儀器設備管理制度也規(guī)定:大型儀器的使用應以本科教學優(yōu)先。
高校大型儀器設備用于本科教學也是提高儀器使用效益的手段之一。目前高校大型儀器設備普遍存在的問題是儀器設備的使用效益低,而且主要是用于科研,用于本科教學則比較少。這主要是因為這些設備價格昂貴,數(shù)量少,學生只能走馬觀花地參觀或簡單使用,而且用于教學不像用于科研能馬上出成果。用于本科教學不僅能提高儀器使用率,提高其價值,而且也符合儀器購買的初衷。
儀器設備是開展實驗教學的關鍵支撐條件,大型精密儀器設備更是本科實驗教學中開發(fā)學生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、提高學生的綜合素質的基礎條件之一。圍繞大型儀器設備的功能開發(fā)與應用,調整驗證性實驗為主的實驗教學體系,增加綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗項目,把學生作為實驗教學的主體,強調學生的積極參與,利于形成師生互動的實驗教學氛圍,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
大型儀器設備是培養(yǎng)學生科研能力的重要基礎。培養(yǎng)未來的科技工作者是高校的重要任務,所以在本科生中開設介紹大型精密儀器設備的課程,盡早讓學生了解生命科學研究中常用的大型精密分析儀器設備,為將來用于科學研究做好基礎,有著重要的意義。精密儀器的購置首先應是為了培養(yǎng)人才。科學技術的飛速發(fā)展要求盡快地將先進的技術手段傳授給學生。
在本科時期開設大型儀器的課程對培養(yǎng)大型儀器專業(yè)人才大有裨益。高校大型儀器效益低的一個重要原因是專業(yè)人才的缺乏,所以在本科生中開設大型儀器的課程,并采用分層次培養(yǎng),也是培養(yǎng)大型儀器專業(yè)人才的很好途徑。大型儀器專業(yè)人才培養(yǎng)難度大,主要是因為生物儀器分析技術汲取并融合了當代化學、物理學、數(shù)學、光學、電子學、計算機科學及信息技術等多學科的新成果與新技術,需要較寬的知識面,盡早開設此課對培養(yǎng)大型儀器的專業(yè)人才大有裨益。
二、“生命科學儀器分析”的課程設計
本院擁有顯微鏡,流式細胞儀,液相、氣相色譜儀,熒光分光光度計,原子吸收分光光度計,實時熒光定量PCR等。尤其是顯微鏡,包括熒光顯微鏡、倒置顯微鏡、相差顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡,幾乎包括所有常用生物顯微鏡。以此為基礎,針對本院本科學生開設了“生命科學儀器分析”課程。
1.“生命科學儀器分析”課程的特點
生物儀器分析技術主要講授生命科學領域常用大型儀器設備的運行原理、基本結構及其用途。本門課程是各種理論和實踐的充分結合,能夠服務于生產和研究等實用性很強的工作之中。對它的學習過程將是一個知識綜合運用能力和分析解決問題能力的提高過程。本課程采用分階段培養(yǎng)人才。前期課堂教學以激發(fā)學生興趣為主,介紹各儀器的基本原理和結構及其運用,后期采用更加靈活多樣的方式培養(yǎng)實踐操作技能和高級技巧。
2.課程內容建設
“生命科學儀器分析”課程內容建設緊密結合科研和實際生活,以安徽師范大學生命科學學院綜合實驗中心大型儀器開放式科研教學平臺為依托,選取在生產和科研中具有廣泛用途的生物分析儀器作為該課程的主要內容,以影視劇情節(jié)和諾貝爾獎及實際生活中活生生的例子為引子,介紹生命科學儀器在生命科學研究和實際生活中的功用,以儀器的原理結構和基本操作為核心。
3.實驗教材建設
高校介紹生物領域大型儀器的教材多為分析化學方向的指導教材,專門用于生命科學領域的生物儀器分析實驗教材很少,且因儀器設備的種類和型號不同,導致生物儀器分析教材實用性受到限制?;谶@種現(xiàn)狀和本院生物分析儀器的配備情況編寫了適合本校本科生使用的《生物科學儀器分析》。該教材涵蓋了大型光學顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、電子顯微鏡、高效液相色譜、氣相色譜及氣質聯(lián)用儀、流式細胞儀、熒光定量PCR儀、熒光分光光度計、原子吸收分光光度計等。
4.課程培養(yǎng)方式
“生物科學儀器分析”課程采用兩個階段培養(yǎng):儀器基本知識、實踐技能的基本培養(yǎng)和高級技能的培養(yǎng)。
(1)基礎技能培養(yǎng)。初級階段的培養(yǎng)主要采用采用理論課程講授和現(xiàn)場參觀以及儀器的簡單操作,主要目的一方面是培養(yǎng)學生的興趣,另一方面進行儀器概論講解,講述儀器之間的共同點,以達到融會貫通的效果。
由于課程講授的儀器種類較多,每種儀器的結構和原理又不相同,而且往往會涉及到物理、化學、計算機軟件和自動化等知識,靠課堂的時間難以講授清楚,而且由于缺乏感性認識和相應的知識結構,學生也往往無法深刻理解,容易產生厭煩情緒,如果學生不愿意聽,再有用的課程也沒有意義。所以結合實踐尤其重要,除了現(xiàn)場的講解和功能演示外,課堂講授尤其結合科研和生活實踐,以影視劇情節(jié)和諾貝爾獎及實際生活中活生生的例子為引子。比如現(xiàn)在深受大學生喜愛的一部電視劇《法證先鋒》,經常會檢驗一些成分、指標等,都會用到一些分析儀器。近來食品安全比較熱門,三聚氰胺、瘦肉精事件、重金屬超標、農殘檢驗都要用到一些分析儀器。歷年生物醫(yī)學諾貝爾獎更是離不開這些分析檢測儀器。
為使學生能夠達到融會貫通的目的,該課程還重點闡述清儀器的原理和不同儀器結構的相通之處。大書法家王曦之苦練書法,始終不能悟出真諦,后來練劍,卻悟出書法的真諦。講解一些儀器不僅有利于學生更好的理解,還可能促進儀器的創(chuàng)新和儀器功能的開發(fā)。比如基本許多的自動化儀器,信號采集通常都采用光電倍增管來記錄信號;質譜儀、電鏡等都需要真空泵來制造真空環(huán)境;激光共聚焦和流式細胞儀都采用激光光源;顯微鏡、分光光度計類儀器都需要一些濾光片或光柵等。 轉貼于
儀器技術是一門實踐性很強的技術,理論知識必不可少,實踐運用更是最終目的,理論結合實踐是必不可少的,實驗科學更是如此,但由于本科教學人數(shù)較多,每種儀器又僅有一臺,學生只能簡單了解和進行一些最基本的操作。所以,從學習此課程的學生中挑選一部分興趣濃厚、知識結構基礎比較好且責任心強、細致認真的學生進一步培養(yǎng),意在培養(yǎng)能夠獨立操作大型儀器的人才。因為大型儀器價格昂貴,所以學生不僅要有知識結構,細心和責任心尤為重要,才能盡可能避免儀器的損壞。
(2)高級技能培養(yǎng)的程序和方式。
人員的選定:理論課程結束后,對希望進一步深入學習的人進行專門考核選撥,包括原理、結構和維護保養(yǎng)的相關知識等。因進階培養(yǎng)更重要的是自學能力,故采用沒有標準答案的開放題目,測試學生的自學和檢索文獻、解決問題的能力。
現(xiàn)場詳細降解:此階段由于人數(shù)較少,學生的目的明確,而且已了解儀器的基本情況,可以在儀器現(xiàn)場進行較詳細的培訓,包括儀器的基本結構、功能、基本操作、基本維護,使得學生能夠進行基本的操作。
進一步補充相關知識。進行理論知識的系統(tǒng)深入培訓,針對不同種類的儀器,為學生補充相關的背景知識。比如顯微鏡,是生命科學中使用很廣泛的儀器設備,現(xiàn)在的大型顯微鏡功能強大,要用好維護好需要了解許多知識,包括顯微鏡的基本知識和概念、應用光學的一些知識、顯微攝影的知識、光與色的知識、顯微圖像處理知識。色譜類儀器需要最基本的色譜理論、無機化學和有機物化學的基本知識、常用檢測器技術、樣品前處理技術、方法開發(fā)技術、色譜柱技術等,每一項都有很大的學問,需要學生能夠較深入地了解這些,對深入開發(fā)儀器功能和遇到問題如何解決有非常重要的作用。
培養(yǎng)模式:專業(yè)培養(yǎng)采用類似于研究生的培養(yǎng)模式。
1)每年都選一批人,這樣就可以上一屆帶下一屆,這樣不僅能減輕老師的負擔,還能增加學習的效果,學生在課下還可以交流,類似研究生的培養(yǎng)。
2)課題培養(yǎng)。學校和學院開設開放課題、創(chuàng)新課題、大型儀器使用專項基金等。利用課題來使用儀器,增加實戰(zhàn)經驗,更深入了解儀器的使用,同時可以完成本科畢業(yè)論文。
3)大型儀器平臺是共享的,平時就會對校內和校外共享使用,這也是學生鍛煉的好機會。
4)儀器公司的技術支持人員大部分具有碩士或博士學位,既了解生物學問題又精通儀器原理和應用范圍,在主觀上十分愿意參與高校的教學活動,是一支重要的不可忽視的教師資源。
5)善用儀器公司的技術服務熱線。目前大型精密儀器90%以上都是國外的大型跨國公司的產品,其售后服務,尤其是技術服務都很好。
三、促進教學效果需要的配套措施
興趣是最重要的老師,但有時學生難免有惰性,對于選進來進一步學習的學生也需要有一定的獎懲措施來促進學習。
1.加分政策
進階學習的學生如果學習效果經考核合格,能夠獨立操作一臺大型儀器,可以加學分。
2.技術認證
經過2~3年理論和實踐的培訓,經考核達到一定水平,學院和學??梢灶C發(fā)校級技術認證的證書,對學生的能力進行認證,增強學生就業(yè)的競爭力。
3.物質獎勵
如果儀器共享效益較好,學生在幫老師完成測試任務、鍛煉自己能力的同時,還可以獲得經濟上的獎勵。
[關鍵詞]遺傳學;自主出題;雙語教學;教學改革
[基金項目]2018年度福建農林大學本科教育教學改革項目“‘遺傳學’雙語課程評價方式改革”(111418083)
[作者簡介]鄭燕(1981—),女,福建莆田人,博士,福建農林大學生命科學學院生物技術系副教授,主要從事遺傳學和分子生物學研究。
[中圖分類號]G642.41[文獻標識碼]A[文章編號]1674-9324(2021)08-0161-04[收稿日期]2020-09-12
遺傳學是生物類、農學類和醫(yī)學類專業(yè)學生的重要專業(yè)基礎課之一。隨著科學技術的不斷發(fā)展,關于生命遺傳的謎團不斷被揭開,新的遺傳學理論、研究方法和成果不斷呈現(xiàn),學科內容不斷更新。雙語教學可以使學生在教學中能更好地接觸到新的科學理論和觀點,及時了解本領域新的研究方向、技術和前沿動態(tài),對提高學生的國際化水平、科研素養(yǎng)和科研能力等均具有重要意義。然而,遺傳學是整個生命科學中較難的課程之一,單純講授中文對學生來講已有一定的難度,進行雙語教學無疑會增加遺傳學的學習難度。此外,遺傳學僅依靠描述與記憶無法完全掌握,大部分內容重在理解,因此在學習過程中需要通過典型的習題練習才能真正地理解和掌握所學知識。
如何在雙語教學中基于學生的英語水平和課程教學內容,提高學生對遺傳學雙語學習的興趣、積極性和主動性,建立雙語學習信心,增加師生的互動和交流,成為遺傳學雙語教學中急需考慮的問題。針對教學中遇到的問題,本文以學生為主體,建立多元化的遺傳學雙語課程評價方式,引入學生自主出題模式,以期改善遺傳學雙語課程教學效果,提升學生的學習興趣和動力,促進學生主動而深入地學習遺傳學知識。
一、自主出題模式的意義
目前人們對生物遺傳規(guī)律的認識已經發(fā)展到分子水平。在知識爆炸的時代,遺傳學知識更新快速,學生學習節(jié)奏非???,容易導致對遺傳學經典理論的學習不夠深入,基礎不夠扎實,學習新知識時一知半解,從而影響知識的應用與創(chuàng)新。遺傳學知識的理論性和應用性都很強,在教學中若僅講基礎理論,不僅教師難教,而且學生也難懂,若適時地插入各種例題進行解析,可極大提高學生的理解能力[1]。所以,做習題是學生學習過程中必不可少的環(huán)節(jié),也是遺傳學知識具體化、教師把握學情的主要方式[2]。
布盧姆于1956年提出教學目標分類理論[3],后又有學者于2001年對布盧姆教育目標進行修訂[4],將認知過程維度分成六個層次(圖1):記憶、理解、應用、分析、評價和創(chuàng)造,它是由淺入深的認知層次遞進過程。前三個層次為初級認知,后三個層次是高級認知。學生通過課堂學習、提問、習題訓練、課后作業(yè)等方式,了解相關知識,做到貫通融合,這是輸入與被動吸收知識,可以實現(xiàn)記憶、理解和應用的教學目標,屬于初級認知階段;當學生能夠在對知識的理解基礎上加入自己有創(chuàng)新的見解,運用于自主出題中,真正地再梳理和再創(chuàng)造知識時,便進入了更高層次的認知。之后,學生要對知識進行吸收、運用,經過再加工、再創(chuàng)造,將所學知識變成有效的知識。此時,學生自主出題便是一個有效的途徑[5]。
二、自主出題模式的實施過程
如圖2所示,在緒論課上,即向學生說明本學期要采取自主命題考試的方式,同時說明命題的實施方法和具體要求,讓學生有心理準備。命題共有四種類型,即選擇題、填空題、判斷題及案例分析題,要求全英文出題,并標有中文解釋,以防英文表達不正確造成題目歧義,便于學生后續(xù)修改。章節(jié)授課過程中,要設置一些習題在課堂上練習,讓學生了解出題的方式;授課完成后,要復習本章的重難點知識,列出考試大綱,自主出題一兩次,對于知識點比較多或難的章節(jié),如孟德爾遺傳定律、連鎖遺傳、數(shù)量遺傳等,可安排自主出題兩次。
根據(jù)題目類型,將全班分成4個小組(每個小組成員數(shù)可不限,也適用于大班教學)。每個小組的學生出一種題型,如對于選擇、判斷和填空題,每人5題;對于案例分析題,每人2題。限定時間內完成題目后要做好匯總并發(fā)給學習委員,公布在學習群中,再通過組別輪轉的方式優(yōu)化學生給出的題目,找出錯誤的地方并進行完善。如出選擇題的學生優(yōu)化判斷題,出判斷題的學生優(yōu)化填空題,以此類推。組內學生要有分工,一部分學生負責優(yōu)化找碴,一部分學生負責歸類,一部分學生負責匯總。全部完成后,各組學生將完成的題目發(fā)給教師,教師要核查學生的出題情況,在課堂上將一些出彩或較難的題目進行解析和點評。這些題目將形成題庫,在后續(xù)的測驗和期末考試中將抽取部分作為考題。
學生自主出題時可能存在抄襲現(xiàn)象。比如,有學生可能直接抄襲網上試題完成任務,沒有認真思考和主動創(chuàng)新;也可能因對知識點的把握不夠透徹,出題水平偏低,覆蓋不到重點。針對以上問題,教師在授課時要做好備課工作,提煉課程內容,及時分析學生的出題情況,并對學生如何出好題進行引導,傳授一些出題的技巧,鼓勵學生創(chuàng)新。
三、自主出題模式的效果
學生自主出題,讓學生從被動學習轉變?yōu)橹鲃铀伎?。在自主出題過程中,不同水平和層次的學生會提出不同的問題,學生有很大的自由度,通過出題的反向思維,能夠找到適合自己的復習方法和總結方法,激發(fā)學習興趣。同時,學生在出題過程中會對相關知識反復斟酌與思考,極大地鍛煉了自身的逆向思維、解決和分析問題的能力。
根據(jù)學生的出題內容,教師可以分析學生的學習態(tài)度和學習效果,有針對性地教學。比如,有些學生出題時,特別是選擇題和填空題時,會簡單地將課本上的一句話直接作為題目,說明該學生在學習中一直采用應付態(tài)度,對知識點的理解也不夠透徹。相反,有些學生出題時會認真思考,巧妙設計,如針對孟德爾疾病章節(jié),設計了一個較為復雜、人數(shù)眾多的家族病例系譜圖(圖3),題目緊扣本節(jié)重難點知識,說明該學生已經充分掌握了相關知識。
此外,學生出題時要搜索大量的資料,不僅要學會模仿現(xiàn)有資料中的題目,還要學會改造和創(chuàng)新。同時,應用中英文進行雙語出題,附帶答案解析,也會加強學生對專業(yè)術語和英語的應用,對學生的雙語學習起到事半功倍的效果。對于學生所出的題目,教師可以作為分析學生學習態(tài)度和知識掌握程度的第一手資料,判斷學生的思維路徑和英語表述是否有誤,從而獲得有效的信息反饋。
四、課程評價方式
為克服傳統(tǒng)期末一考定最終成績存在的種種弊端,本課程采取多元化的考核方式。傳統(tǒng)的課程成績評定方式多是期末考占60%~80%,平時分占20%~40%。改革課程評價方式之后,期末總評成績組成呈現(xiàn)多元化:第一、第二、第三階段的考試成績各占20%,自主出題成績占20%,平時成績占10%,考勤占5%,問卷調查成績占5%(圖4)。全部的教學內容分三階段考核。平時成績和考勤成績主要根據(jù)智慧教學平臺“雨課堂”中反映出的學生學習情況來評定。該方法注重學生學習的過程性評價,有效地督促學生重視平時的學習,減輕學生的期末復習壓力。同時,學生自主出題中的部分題目會作為測驗考題,這不僅增強了學生自主出題的積極性,也使學生能夠全面復習所學知識。
五、課程改革效果
2019年自主出題模式在兩個班級中(2018級生物信息學專業(yè)28人、2018級生物科學基地班40人)進行試驗教學。為評估該教學改革效果,期末時對68位學生進行問卷調查。問卷調查包括11道選擇題和3道主觀題,調查成績占總評分數(shù)的5%。選擇題和主觀題沒有標準答案,不會根據(jù)學生的選項打分,打分依據(jù)是學生對主觀題的回答態(tài)度。有些學生沒有回答主觀題,分數(shù)只能得3分,所以問卷調查的分數(shù)在3~5分。
經統(tǒng)計,70.1%的學生能以認真的態(tài)度出題,17.9%的學生應付完成,7.4%的學生迫于壓力才完成出題任務。52.5%的學生的題目是自己思考后設計出來的;47.5%的學生出題時會從參考書或網絡上搜索的資料對舊題進行改造、創(chuàng)新;93.2%的學生認為該模式對雙語學習起到促進作用;94.2%的學生認為該模式能激發(fā)其學習興趣,提高主動性;98.5%的學生認為自主出題模式可以提高自身的分析能力和自主學習能力。同時,學生還對教師的教學方式和教學內容進行評價,提出了很好的建議,加強了師生間的有效溝通和交流,有利于后期教學的改進。