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生命科学和动物科学范文1
进展突出表现在:(1)一大批生物基因组测序,2003年完成的人类基因组计划之后,其他4000多种生物的基因组作图和测序也陆续完成。形成了结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学、转录组学、蛋白质组学、表型组学和代谢组学、RNA组学等新兴领域。(2)生物信息学迅速发展。(3)发育生物学研究不断深入。发育生物学一直是生命科学中的前沿学科之一。(4)干细胞研究的快速发展。干细胞具有在体外大量增殖和分化为多种细胞的潜能,目前干细胞的定向分化、自我更新的可塑性等是重要的基础研究。(5)小分子RNA的发现和对其功能研究是近10年来分子生物学领域最突出的热点之一。(6)从研究神经网络的结构和神经信息处理机制入手。(7)全球变化、生物多样性和生态系统可持续发展成为宏观生物学研究的热点和前沿问题之一。(8)生命科学基础研究已成为农业科技创新的源头动力,动植物育种进入一个崭新的时期。(9)生物科学与其他学科的交叉和渗透更加广泛与深入。
高校生命科学课程改革发展趋势
(一)课程、教材内容的更新和现代化
1.课程、教材内容的更新和现代化
课程改革的实质是课程的现代化。我们要根据现代生命科学发展趋势、前沿、热点,实现生命科学课程、教材内容与结构的更新和现代化,不断容纳生命科学的前沿与新兴领域,更加侧重前沿,更加侧重基础,尤其是学科发展的前沿以及对学科的发展具有重要作用的领域。新的前沿领域或新的学科生长点,要坚持反映现代、融入前沿的原则,课程内容更新、更现代化主要是通过教材更新来实现的,所以我们要把编制新教材(或外文原版)放在核心位置,创新现代化的课程、教材新内容和新体系。北京大学生命科学院完成编写了高水平的《生物化学》《分子生物学》《细胞生物学》《遗传学》《植物生理学》《动物生物学》《植物生物学》等教材,其中《生物化学》《细胞生物学》《植物生理学》当时被列入国家教委生物学科重点教材,另编写有国家级生物学教材3种,规划编写45本教材。清华大学将培养学生影响最大、最重要的课程纳入精品课建设计划,2005年就已立项建设精品课共105项。
2.课程内容国际化
积极开展国际合作与交流。在生命科学的前沿、新兴领域、生物多样性以及生态学与国际组织开展农业科学合作研究[1]。清华大学为使教学内容与国际先进水平接轨,教学内容处于国际先进水平,早在2000年以前,生物化学课程选定A.L.Leeehnig的Principle-ofBiochemistry作为基本教材,这门课程的教材与课堂板书全部采用英文。其他的几门必修骨干课和部分选修课也采用了国际上最新的教材作为参考书并随时更新。清华大学大四开设高水平的选修课10门:生物工程导论、基因分子生物学、膜生物学、分子酶学、神经生物学、分子免疫学、发育生物学等。以下是北京大学生命科学学院大三、大四现在开设的课程,体现了课程的专业性和现代化。
大三:生物化学(下),生物化学实验,基础分子生物学,基础分子生物学实验,微生物学,微生物学实验,普通生态学,细胞生物学,细胞生物学实验,遗传学,遗传学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告。大四:生物技术制药基础,现代生物技术导论,生物学综合实验。还开设选修课为:生理学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告,生物技术制药基础,现代生物技术导论。
(二)基础科学知识居重要地位
基础科学的知识在科学和技术的发展中起着很重要的作用。我国“863”计划的八个领域,大都是从基础科学实验室里发展起来的,上世纪50年代初的遗传密码研究出来了,分子生物学研究出来了,遗传工程研究出来了,这些都是在原子、分子的结构研究得比较清楚的基础上,掌握了规律。我们必须加强基础、素质教育。使学生掌握具有普遍意义的科学思维方法,提高他们的综合素质。北京大学始终把加强基础课程建设作为教学改革的重点,把学科体系中处于基础地位的重要专业必修课定为主干基础课。课程改革要加强增大基础课的比例和教育。各高校主要采取大一、大二加强基础科学知识的教育:开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。
(1)早在九五期间,北京大学生命科学学院开设了8门专业基础课:生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、植物生物学、动物生物学、植物生理学、基础分子生物学。并确立了15门核心课程,要求学生用两年时间完成这些课程的学习。(2)清华大学生命科学学院则是在低段开设专业基础必修骨干课程7门:普通生物学、生物化学、细胞生物学、微生物学、分子生物学、生理学、生物物理学。开设基地班重点建设课程:生物化学、生物化学实验。(3)经十多年的发展、改革与创新,北京大学生命科学学院的课程在大一、大二更加强化了课程的基础性。大一开设:高等数学(一、二),普通化学,普通化学实验,植物生物学,植物生物学实验,物理学(一),分析化学,分析化学实验,动物生物学,动物生物学实验,生物学野外实习。大二开设:物理学(二),有机化学,有机化学实验,物理化学,物理化学实验,计算概论及上机,算法与数据结构及上机,普通物理实验,生物化学(上),生理学,生理学实验,生物统计学。
(三)课程、教材综合交叉
科学发展一方面不断分化和更加专门化,分支学科层出不穷,又高度交叉综合,以高度综合为主的整体化趋势。许多高科技的研究开发,需要多方面的综合知识才能突破而出成果。
1.学科之间交叉融合和渗透
前沿科技领域呈现群体突破的态势,导致新学科诞生。生命科学多学科交叉的研究、多学科的交叉与融合,新的交叉、边缘学科的兴起和发展。这些科学往往代表了生命科学研究的前沿和热点。
2.多种方法、思维研究
自然科学学科间的交叉渗透促进了生命科学的发展,生命的现象与规律是多维的、复杂的,仅靠现有的生命科学的知识与方法来开展研究,很难系统地、全面地、准确地揭示真正的生命本质。因此,未来生命科学要将手段、技术和方法的创新纳入重要的领域,予以优先发展,大力提倡学科交叉,用其他学科的理论思考生命活动的规律,鼓励发展原创性方法和技术。主要涉及的学科如认知科学、心理学、生物力学、组织工程学等。要注意不同学科的思想、方法的碰撞与融合。
3.课程和教材交叉融合和渗透
我们必须根据生命科学综合交叉化趋势,创新交叉综合的科学知识、课程和教材,不仅在学科内、还要在学科间构建相互交叉融合、相互联系渗透、综合的课程。如北京大学生命科学学院,原来设置的植物学,由植物分类、形态、生理、生态的知识联系起来,综合重新编制改为植物生物学;同样动物学也改动物生物学;北京大学生命科学学院“生物基地班”将生物化学中信息及调控部分放入分子生物学,将内容扩展后开设了基础分子生物学。
(四)课程、教材、教学计划多元化
各高校生命科学院可根据自己的具体情况科学的、灵活的设置课程。1.必修计划大一、大二开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。例如:北京大学生命科学院现在本科四年开设的课程:(1)基础课大一、大二开设公共必修基础课,理科必修基础课和专业必修基础课。
大一:高等数学(一、二),普通化学,普通化学实验,植物生物学,植物生物学实验,物理学(一),分析化学,分析化学实验,动物生物学,动物生物学实验,生物学野外实习。
大二:物理学(二),有机化学,有机化学实验,物理化学,物理化学实验,计算概论及上机,算法与数据结构及上机,普通物理实验,生物化学(上),生理学,生理学实验,生物统计学。(2)专业课大三、大四开设必修专业课。
大三:生物化学(下),生物化学实验,基础分子生物学,基础分子生物学实验,微生物学,微生物学实验,普通生态学,细胞生物学,细胞生物学实验,遗传学,遗传学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告。大四:生物技术制药基础,现代生物技术导论,生物学综合实验。2.选修计划低段开设通识选修课。
北京大学对必修课作了一定的压缩。增大选修课的比例。许多高校突破专业选修课的范围,开设跨学科、跨年级、跨系别的选修课程。大三普遍增大专业任选修课的比例。大四还开设选修课:生理学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告,生物技术制药基础,现代生物技术导论。3.特色优势计划教材多样化、教学方法多样化、教学模式多样化等。
(五)课程、教材知识应用性
进入知识经济时代,必修课和选修课的教学中,尤其是选修课中我们要渗入高科技的教育和研究。
(六)课程、教材个性化
北京大学实行灵活的自由选课制度和转系、转专业制度。谋求学力水准、速度的个别化,尤其电脑、网络的运用,学分制及教学计划的多样化,加大选修课比重,增大了课程的灵活化、弹性化,发展、培养学生的自学能力,发展个性。还有科学与人文整合的趋势,课程设置在价值体系上的整体融合趋势。
确立课程、教学内容和结构编制原则、教学培养模式
理科本科学制四年,要着力加强素质教育。许多大学本科教育修订了新的教学计划,要坚持培养知识面宽,基础扎实,能力强,素质高的专门人才的专业口径要进一步拓宽,专业目录中的专业种数要进一步精简。
(1)北京大学提出了“加强基础,淡化专业,因材施教,分流培养”的16字教学改革方针。专业基础和通识教育并重。要按科学性原则、高校生命科学课程发展趋势及生命科学、科学技术发展趋势改革,科学创新高校现代生命科学课程。即要按专业基础和通识教育并重;课程、教材要融入、体现先进的内容和结构,现代教学方法、教材的可读性,即反应现代,融入前沿的课程现代化原则;“综合交叉”的知识结构即综合化原则;课程多样化原则;应用化原则;增加选修课比例,增大课程的灵活性、弹性化原则;“因材施教,分流培养”
即个性化原则;还要求课程设置在价值体系上的整体融合;科学与人文的结合;重视思想性;实践性,加强动手能力、科研能力的能力培养原则。我们本科阶段的课程、教材、教师要注意在系统和重点的基础上划分授课范围,减少重叠内容,特别就课程间教学内容的重复问题和衔接问题。
(2)教学模式多样化。本科教育,要确立“课堂教学、学术活动、科学实验”为主体的教学模式,融课堂教学、实践教学、科学研究为一体,把义务教育与素质教育相结合,知识传授与能力培养相融合。
教学模式多样化:有条件的学校,学生进校就定向,确定直读硕士、直读博士人选;实行联合培养,跨学校、中国科学院、外国大学交流培养等办学制度
。北京大学全面推行双学位和辅修制度,还设立“暑期学校”(小学期)
生命科学和动物科学范文2
关键词:专业;分类培养;模块化教学;实践教学
中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2017)12-0100-02
教育部阳光高考网站2013年列出了因就业难被亮红牌的全国十大专业名单,生命科学学院现有的4个本科专业中名列有3,即生物工程、生物技术和生物科学。因此,生物工程、生物技术和生物科学专业的教学改革和从根本上解决发展瓶颈已势在必行。
一、专业现状
生物工程和生物技术是近年来新兴起来的学科专业,二者都包含着若干二级学科领域。其中,生物工程包括酶工程、蛋白质工程、糖工程、基因工程、发酵工程、胚胎工程、组织工程、细胞工程等;生物技术包括植物生物技术、动物生物技术、微生物生物技术、环境生物技术、农业生物技术、组织培养、繁殖发育技术等。对应每个二级学科领域,都有一系列的专业课程设置。内蒙古农业大学生命科学学院现有两个工科专业和两个理科专业,分别是生物工程和制药工程,生物科学和生物技术。其中,生物工程和生物科学专业是生命科学学院最早设立的专业,属于一类本科专业。生物技术和生物制药是二类本科专业。目前我校的生物学一级学科挂靠生物科学专业。从2013年开始,我们实现了按类招生,从第三学期开始再进行专业选择。
二、生命科学类专业存在的主要问题
目前生命科学类专业,尤其是生物科学和生物技术专业从在以下几个突出的问题:(1)培养出的毕业生就业竞争能力差。这是一个全国性的普遍问题,不是个案。究其原因首先是这两个专业在高校的专业设置中发展过快,远远超过了生命科学行业发展的需求。现在全国高校中没有生物科学和生物技术本科专业的寥寥无几。其次生物科学专业涉及的领域太过广泛,涉及到了动物、植物和微生物,由于涉及领域宽导致专业不专,使毕业生的就业竞争力弱。(2)生命科学类专业在大学专业中实力不强。随着生物技术的普及,生命科学面临着与高校计算机专业外语专业等一样的困境,它不再是一门只有专业人士才能掌握的技术,生物技术已经渗透到许许多多的领域当中了,例如农学、园艺、林学、兽医、人医、微生物等生命科学的范畴之中,而像内蒙古农业大学的专业设置中又有这些专业,这些专业又是非常接地气的专业。从研究领域来看,在植物领域,生命科学学院是不到20人的团队,而农学院光作物领域就是上百人的队伍。所以生命科学学院在高校中,尤其是在我们这样一个农业高校中的地位可见一斑。
三、解决方案
基于上述情况,要解决这些问题,需要我们对生命科学类专业中尤其是生物科学和生物技术二个本科专业进行专业定位,通过继续加强师资队伍建设和制定导向性专业课程教学模块,推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜,从而使本科教育向目标化、专业化教育发展,在保证学生宽口径教学的基础上,推动学生的专业技能培养,从而提升专业竞争力和学术影响力。具体通过以下措施来实现。
1.专业定位。专业培养方案要跟上时代的发展和社会的进步,所以要解决生物科学和生物技术这两个专业所面临的困境,我们首先要进行这两个专业的重新定位。定位之前首先要做的工作是:(1)收集全国相关高校生物工程和生物技术专业培养方案,结合各高校学术地位、专业优势、地理位置、经济环境等,比较分析其专业特点和专业定位情况;(2)比较分析生物工程和生物技术本科专业的特点、优势、不足和国内所处的位置,结合自治区发展目标和经济发展趋势,围绕自治区农牧林与生物产业需求,并结合自治区生产生活中的教育和科技需求,探讨我校生物科学和生物技术专业定位目标,制定出符合时展和社会需求的生物科学和生物技术的专业培养方案。
2.强化师资队伍建设。专业建设的基础是师资队伍建设,教师既是思想的启蒙者,又是知识的传播者,是教学第一线的主力军,在教学、科研的工作中占有主导地位,拥有高水平的教师队伍,才能培养出合格的人才。所以生物科学和生物技术专业加强建设的首要步骤是加强师资队伍建设。在建设过程中要加强名师建设,加强学术带头人和学术骨干建设,加强青年教师的培养。在教师师资队伍建设中不能是一个口号的问题,需要各级部门下大力气,需要资金和配套设施的投入,需要师资培养部门务实事。强大的师资队伍配合以科学的教学管理模式构成生物科学和生物技术的专业建设核心要素。
3.优化课程体系,推进模块化教学。首先我们应该大力支持学校的关于优质教学资源的整合的倡议,把一些专业基础课程例如动物学、植物学、生态学、动物生理学和植物生理学等课程整合到学校的优质教学资源中,由学校层面的平台来开出。另外针对生物科学和生物技术专业涉及范围过大,重点不突出,我们在强化专业课教学质量的前提之下,通过制定导向性专业课程教学模块,推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜,从而使本科教育向目标化和专业化方向发展。配合生命科学类专业分类培养模式,建立模块化教学。这个模块化不能撼动教育部关于生物科学和生物技术专业定义的根基,所以可以在学生的选修课程中加入模块化教学。例如加入马铃薯快速繁殖技术、食用菌栽培技术、转基因技术、分子标记开发与应用、动物体细胞克隆技术等模块,每一模块由2—3门课程组成。要求学生按照模块化课程进行课程选修。模块化教学最大的特点就是将某一阶段所要学习的知识点,以一定的载体为依托,将相关的知识点组合起来,形成一个知识模块。它重视学生在学习过程中的实践活动,注重学生学习能力的培养。虽然模块化教学盛行已久,但是其在高职教育中应用比较多,也产生了积极的作用。但是在生物科学和生物技术专业中引入模块化教学的高校还比较少。西北农林科技大学生命科学学院的生物科学和生物技术专业已经根据陕西地区与生命科学相关的经济发展特点建立了模块化教学特点,已经取得了显著的成效,每年为太白酒业、天士力公司等相关的企业输送了大量的人才。实践证明生物科学和生物技术模块化教学的引入将推动这两个专业的建设,直接提高了生物科学和生物技术专业学生的就业竞争力。
4.继续优化实践教学。高等院校的实践教学改革已取得很大成效。实践证明,强化实践教学是提高大学生实践能力、创新能力的措施与保障,是培养大学生创新意识与拓展知识的有效途径,是理论与实践相结合的桥梁,是提高大学生综合素质的重要平台。实践教学在人才培养中占据非常重要的地位。在我校生命科学学院专业分类培养体系改革中我们要继续加强实践教学的力度。首先结合2016年新一轮人才培养方案的修订,继续加强实践教学在生物科学和生物技术两个专业中所占的比例。另外我们在新培养方案的制定中在选修模块中大量增加了与应用技术密切相关的一些课程,例如在生物技术专业培养方案的选修模块中增加了环境生物技术、食品生物技术和生物制品学等课程,这些课程的增设把实践教学有目的有方向地引导到生物技术的实际应用环节中。这样在我们的生物科学和生物技术的人才培养中进一步完善了从理论教学和实践教学到实际应用的科学的人才培养体系。其次我们需要继续加强学校和学院两级实验教学平台的建设。就学院而言我们需要做好以下几方面的工作:一是加强对原有实验教学平臺的建设,包括优化实验室资源的配置、对必要的老旧仪器设备升级、对实验教学人员进行培养。二是继续完善实验室的运行机制,保证实验课顺利地高质量地开出。三是加强对实验教学环节的考核,完善实验教学环节的监督机制。由于近些年高校扩招的原因,导致实验教学的压力远远大于其承载能力,所以在实验教学中我们需要想出更多的办法来保障教学质量。这里需要做的工作有很多,例如实验经费投入,实验室配套仪器设备的完善,提高实验教学人员的能力和素质,进一步合理化实验教学工作量的计算,完善实验教学的监督机制。四是完善大学生创新实验室的开放机制。五是建设我维护好校外实习基地,充分为我们的实践教学服务。
生命科学和动物科学范文3
生命科学实验教学创新当前素质教育背景下加强初中生实践能力的培养已经成为基础教育的一种趋势,而构建科学的实验教学体系对于创新人才的培养显得更加重要。特别是新课程标准改革以来,生物实验教学确定了知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观三个方面的课程目标,要求在课堂教学当中突出学生的学习主体地位,教学模式正逐渐从授之以“鱼”转向授之以“渔”,让学生真正能够学以致用、学有所成,丰富学习经验。
一、初中生命科学教学现状分析
1.小班化教学已初具规模
随着初中阶段就读学生总量的不断下降,不少地区中学班级人数普遍在40人以下,其中还有相当一部分学校班级人数始终保持在25~30人之间,客观上已经自然形成小班制。但是这种形势下的小班制并非真正意义上的小班,仅仅是在人数上的减少而非教学组织形式上的改变。因此,教师应当强调课堂这个主阵地,转变教学方式,树立以学生为本的教学理念,促进教学有效性的提高。小班化教学最鲜明的特征就是要求教师能够在课堂语言组织上言简意赅,尽量将课堂的主体还给学生,让学生能够畅所欲言,尽情发挥想象力和创造力,从而以高涨的热情贯穿初中学习生涯。
2.合作学习已逐渐成熟
小组合作学习模式已在当前初中教育阶段普遍应用,教育四大支柱学会认知、学会做事、学会共同生活、学会生存,这些都在小组合作学习当中有所体现。通过小组合作学习这种教学模式,让生命科学课堂更加充满活力,组内成员分工明确、各尽其责,齐心协力完成学习任务,共享汲取知识过程中的乐趣。然而在实际课堂中也难免发生学生看似小组讨论,其实发言和操作都被尖子生或者活跃的学生包办,合作学习成了“一言堂”,失去了群体性从而也失去了小组合作学习本身的意义。
3.生命科学探究实验学习
“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。探究式学习就是要通过在科学探究的过程当中开发学生的创造力,塑造他们的科学能力。通过分工明确的合作性探究,加强学生间的集体讨论,巧妙设计各种不同形式的生命科学学习活动,这也对教师提出了更高的要求。教师对于实验探究对象的选择、实验难度的把握等都决定了生命科学创新探究实验的成败。创新探究实验要立足于本校学生现有知识水平,以教材实验为基础,开展实验教学,教师应关注实验教学的有效性,真正提高学生的创新能力和探究精神。
二、生命科学实验教学创新策略
为了能让学生掌握更多的生物性技能,掌握更多生命世界的知识,有必要对当前的生命科学课程进行改革和创新,以激发学生最大的潜能。
1.突出学生主体地位,发挥他们的潜能
学习知识的过程其实是一个认知和发展的过程,这当中强调了学生独立思维能力的提高,让学生通过自己动手实践,参照理论知识基础对新知识做出自己的判断,这就需要改变传统教学那种“我说你听、我做你看”的“演示实验”教学模式,要尽可能根据学生的真实水平选择一些贴近他们生活实际的方法来激发他们的潜能。如在分析常见动物形态和生活习性的内容时,可以先让学生自己采集标本,并在过程中提示学生注意观察:标本从何处来?为什么能在那找到标本?这些标本吃的是什么?等等,让学生在动手中观察,在观察中学习,使学生能够更加直观地得到这些动物的相关知识,发挥他们在认知过程当中的主体潜能。
2.巧妙设计教学环节,善于应用探究实验
学生科学素养的形成离不开科学的学习,科学的核心是探究,教育的重要目标是促进学生的发展,因此在生命科学实验创新中要结合科学探究,让学生能够在探究过程当中手脚并用,体验在探究实验当中的挫折和乐趣。现行的教材虽然比以往教材在探究实验方面内容有所增加,但是还是要强调学生探究能力的提高,教师应尽量将“演示实验”和“验证性实验”用“探究性实验”方式来进行教学。在探究实验教学当中,让学生体会实验设计的基本方法和原理,提高他们探究设计能力和实验操作能力,引导学生应用多种探究手段来完成探究任务。
3.课堂内外相结合
生命科学实验不同于其他学科,其内容本身就是大家生活当中的动植物,实验探究需要学生有接触生物体的经验,很多实验现象并不是在一节课当中就能够体现出来的。因此,这就需要学生将生物课堂和生物实验当中所学生命科学知识和实验技能应用到日常的生活当中去,了解生物体的形态结构和变化规律,掌握生命世界的基本事实规律和基本原理,并形成健康的生活模式概念。教师要巧妙设计安排课后学习任务,让学生利用好课外时间进行学习。比如探究植物水分运输、光合作用、向光性、向水性、相地性等等,探究植物种子如何萌发等实验。教师还要合理安排实验室开发时间,条件允许的话注意实验小助手的培养,让实验都能够顺利有序进行。
4.因地制宜做好校本课程研发
为了更好地贯彻“既要学生获得共同基础,又要使学生有个性化发展”的新课程教学理念,同时还要贴合生命科学教学实验的需求,这就促使学校大胆进行教学改革,注重学生实践能力培养。同时开发学校有限资源,尽可能贴近实际组织校本课程研发工作,让学生能够更好地理解自然、尊重生命,树立可持续发展观。
教育要为发展学生的创新能力服务,生命科学实验教学创新离不开学校、教师、学生各方的共同努力。学校要尽可能在学习时间、内容和方法上为学生提供更广阔的空间,尊重学生的个性发展和教育教学规律。整合学校有限的教学资源,理论和实践相结合,探索符合本校特色的生命科学实验教学新模式。
参考文献:
\[1\]蔺万煌,苏益,胡超,张学文,方俊.健全开放式生物学实验教学的运行机制\[J\].实验室研究与探索,2010,(03).
生命科学和动物科学范文4
关键词:素质教育 生物教学 能力
郑州大学生物工程教研室面向全校非生物专业学生连续数年开设了《生命的起源与进化》校素质教育课,受到学生的普遍欢迎。该课程旨在通过观察地史的生命,审视过去35亿年以来主要生物类群的延续发展及与环境的关系,从而来探索它们的起源、分化与绝灭问题。学生选学这门课不仅热情高,而且课后还能饶有兴趣地向同学、家人、亲朋好友讲解生命的起源与进化方面的知识,达到了增强学生对现代生命科学的理解和认识,拓展广阔的知识视野,从而认识不同学科的理念和价值的预期目的。
作为一门校素质教育课,我们在《生命的起源与进化》教学中,自始至终努力渗透科学素质教育。素质教育是一种全新的教育思想和教育观念,它以激发学生学习的主体意识,充分发挥学生的学习积极性和主动精神为切入点,挖掘学生的内在潜能,发展学生的个性特长。其最大特点是面向全体学生,使其思想道德素质、科学文化素质、身体心理素质和能力素质得以全面提高。
如何把宏观的素质教育思想转化为微观的具体教学过程,使素质教育真正落到实处,是全面实施素质教育的关键,本文结合《生命的起源与进化》课程的教学实践,就此谈谈自己的看法和体会。
一、教学方法与建议
(一)教学中加强思想道德素质教育
1.辩证唯物主义的世界观教育。通过教材中物种的起源、进化的证据和学说的学习,使学生树立唯物主义的进化论观点,事物是普遍联系的观点,批判唯心主义的神创论,事物是孤立、静止的观点;通过生物与环境关系的学习,使学生树立生物具有多样性、适应性,以及生物与环境是相互联系的,又是相互对立、统一的观点。
2.爱国主义思想教育。通过学习我国拥有大量动植物的特有物种,以及我国在防治人类疾病上取得的重大成就和一些生物科学方面的重大突破,培养学生的爱国主义思想;通过动物行为的学习,使学生认识到互爱、爱护自己的群体、爱护自己的生存环境是低等动物都具有的天性,而作为最高等的生物――人类,热爱自己的家乡、民族、国家更是义不容辞的责任。
3.法制教育。通过动物行为的学习,教育学生应自尊、自重、自爱,履行公民的责任和义务;教育学生遵纪守法,树立法制观念。
(二)培养学生科学的学习方法和思想方法
生物科学是一门实践性极强的学科,观察、分析、试验是生物学科的基本研究方法,众多的知识都是前人在观察思考及反复试验的基础上获得的,其中有不少经典实例。在这些知识的教学中可以用精练的语言、简明的图表及一个精彩的小故事“探本溯源”,简述知识的获得过程,引导学生沿着科学家的研究历程,循着科学家的思维方式和研究方法去接受、理解和掌握知识。以此激发学生的求知欲望,培养学生的思考力、判断力、表现力等。例如,在学习达尔文自然选择学说和人类进化发展内容时,可先在教师的指导下组织学生观看有关录像资料、参观动植物园,了解自然界生物之间的有趣联系,之后简要介绍达尔文的环球旅行及其通过旅途的所见所闻产生生物进化思想的过程。这样通过“活动-体验-评价”的教学模式,既可激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛,又培养了学生的观察、思考、判断能力,使学生掌握了学习和研究生物学的科学方法。
(三)教学过程中合理运用多媒体教学手段
多媒体能丰富课本知识体系,将书本知识变静为动,化虚为实,化抽象为直观,在课堂教学中合理运用,能提高教学质量。利用多媒体课件声像并茂、视听结合、感染力强等优点,创设与教材相关的情景,能够极大地激发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“减数分裂”这部分内容时,根据减数分裂知识微观抽象的特点,采用计算机辅助教学的方法,将其直观、形象化。通过慢放、定格、特写等方法处理,真实、艺术地再现减数分裂的全过程,再加上教师的适时讲解,既可增加学生的感性认识,又使枯燥乏味的生命活动现象变得新颖有趣,从而激发学生产生强烈的乐学情绪。总之,正确合理的使用多媒体教学,把握好度,利用板书、讲述、多媒体演示相结合的方法,对于需要强调的内容可以给以板书,适当时候加上肢体语言,对于学生不易理解的内容,可以运用多媒体演示,化静为动,化难为易。切忌过分依赖多媒体。
(四)提高教师自身素质
只有生物教师自身素质提高了,才能为学生的提高做好前提条件。生命科学是一个发展迅猛的学科,随时都会有新的研究出现,如果生物教师数年重复讲述教案,只会使学生如井底之蛙,停滞不前,并且输在起跑线上。因此,教好这门课,需要生物类教师不断地学习本专业前沿知识,运用现在的网络技术不断地查阅资料,更新教案,要跟上学科的前沿,跟上时代的脚步。
二、课程建设的发展方向探讨
学生对探索生命的奥秘,了解人类本身和生命科学前沿领域充满着求知欲和好奇心,客观反映了当代大学生对提高自身素质的要求,说明了对大学生进行生命科学方面的教育不仅是社会和教育发展的需求,也是学生本身的需要。
在教学实践中,我们发现本课程还存在着一些问题,如将生命科学研究前沿与现实生活如何更紧密的联系起来,在教学内容设计上怎样更好的将学术性与趣味性有机结合,在措施上保障课程教学的顺利开展,都是需要进一步探讨的问题。
生命科学是一门迅猛发展的学科,面向非生物类学生开设有关生命科学的通识课程,对于增加学生对本学科的了解,提高本科教育质量,提高学生素质有着重要作用。在《生命的起源与进化》课程开设的基础上总结经验,发现问题,加强课程建设,不断改进教学方法,更好地为提高学生素质服务是今后一段时间内的重要课题。
参考文献:
[1]王志英.论素质教育在生物教学中的应用.职业时空,2009,(2).
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[4]王莉.运用多媒体辅助生物教学课件开发的基本思路及设计. 辽宁教育研究,2002,(3):92-94.
生命科学和动物科学范文5
关键词:仿生机器人;仿生学;生命科学;研究现状;发展趋势
人类由鸟而发明了飞机,已成为人类生活不可或缺的交通工具,极大的便利了人类的出行;这个仿生例子,由此我们将感叹生命科学和机械工程之间的的关系是妙不可言。
工业机器人的诞生,使机器人技术和工业得到了前所未有的发展,各种用途的机器人相继问世,使人类的许多梦想变成了现实,用于军事作战、反恐防爆等领域。
生物体发展灵巧的运动机构和机敏的运动模式,这成为机器人发展取之不尽的知识源泉。1960年,美国科学家观察研究,创立了仿生学。它是生物科学和工程技术相结合的一门边缘学科,通过学习、模仿、复制和再造生物系统的结构、功能、工作原理及控制机制,来改进现有的或创造新的机械、仪器、建筑和工艺过程。仿生学在机器人科学中的应用,推动了机器人的适应能力向非结构化、未知的环境方向发展。科学家们向生物学习,创造出了众多高性能的仿生机器人。
仿生机器人的研究是以机器人技术和仿生学的发展为基础,人类通过研究、学习、模仿来复制和再造某些生物特性和功能,制造出能够代替人类从事恶劣环境下工作的仿生机器人,对于仿生机器人的研究是多方面的,因此出现了功能、形状各异以及工作原理不同的仿生机器人,种类繁多。
仿生学是科学促进机械工程发展的一个典型例子,人类由鸟而发明了飞机;由青蛙制成了电子蛙眼,如今已在生活中广泛使用;所以说生命科学和机械工程之间有着妙不可言的关系。生命科学促进机械工程的发展。仿生学也是科学促进机械工程发展的一个典型例子,
说到苍蝇,大家都嗤之以鼻,觉得心中立刻涌出一股憎恶感,更不用说将它与处在科技前沿的宇宙飞船、火箭、潜艇等联系在一起,可事实就是如此,这些高科技机械装置的发展,苍蝇起了很大的作用。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”――嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。另外苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是个“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。另外,机械工程的发展推进了生命科学的发展。一方面,俗话说得好,“工欲善其事,必先利其器”。一些医疗、研究等方面的器械的出现,大大地推动了生命科学的发展。细胞学说的提出,是生命科学发展史上具有里程碑意义的事件,这离不开显微镜的作用。17 世纪发明了光学显微镜,推动了解剖学向微观层次发展,出现了细胞学研究。这时人们不但可以了解人体解剖的变化,而且可以进一步观察细胞形态结构的变化,随之诞生了组织学。光学显微镜的出现使医学的研究提高到细胞形态学水平, 由于普通光学显微镜的分辨率只有数个微米,只能观察细胞的形态变化,而像病毒以及细胞的各种显微结构,如核结构、DNA 等大分子结构,光学显微镜就不能分辨了。20 世纪60 年代又出现了电子显微镜,使人们的视力达到能看到千分之一微米的微小个体,可以观察研究细胞的超微结构。由此可见,光学显微镜、电子显微镜都是光学、精密械、电子学等研究的成果,它们对推动医学的发展起了重要作用。还有在影像学诊断方面,20 世纪50 年代X 光透视和摄片是临床常用的诊断方法。今天, 由于CT、核磁共振等现代化医学工程技术的出现和应用,使影像学诊断水平出现了飞跃,极大地提高了临床诊断水平,这些说明影像学诊断水平的不断提高与生物机械的发展密切相关……
再一方面,机械工程的发展也拓宽了生命科学研究的领域。显微镜的发明,使人们生命科学研究进入微观分子世界。潜水艇的出现,使人们能够进入深海中研究古老的生物,由此,发现了许多海洋生物的药用价值。例如在加勒比海产的一种属被囊动物中,发现含有强细胞毒作用的成分。这种成分对L1210白血病、P388淋巴白血病和B16黑色素瘤有良好的抑制作用。除萜类化合物之外,还有从另一种褐藻中分离出邻醌化合物。它能与微管蛋白反应,从而抑制微管组合。从海绵中分离出的两种有细胞毒作用的新颖聚醚类化合物,对P388和L1210细胞有明显的抑制作用。从海参纲动物中分离出的皂甙,从软体动物中分离出的多肽或蛋白质化合物(“蛤素”,“鲍灵Ⅲ”等)具有很强的抗肿瘤、抗白血病作用等等,这些都是人们只在陆地发现不了的,正是机械的发展,拓宽了生命科学的研究领域,使人类能够进入深海,探索新领域,为疾病患者带来了福音,也推动了生命科学的发展。随着机械工业的发展,越来越多的高科技的仪器和装置越来越多地运用于生命科学的研究等领域,大大提高了生命科学的研究效率、丰富了生命科学的研究方法,从而促进了生命科学的飞跃发展。
仿生机器人的外形与所模仿的生物的相似性,也是仿生机器人研究的热点之一。在军事侦察和间谍任务中,如果仿生机器人的外形与所模仿的生物外形完全一致,将能更隐蔽地、更安全地完成任务。2l世纪人类将进入老龄化社会,在仿生机器人领域中,研发多功能仿生机器人将弥补年轻劳动力的严重不足,解决老龄化社会的家庭服务和医疗等社会问题,并能开辟新的产业,创造新的就业机会。
目前,仿生机器人已经成为机器人家族中的重要成员,其所具有的高度灵活性和柔性已受到机器人学者的广泛关注。随着机器人作业环境的复杂化和未知化,人类必须向自然界学习,从自然界获取丰富多彩的实例以寻找求解决问题的途径,通过对自然界生物的学习、模仿、复制和再造,发现和发展相关的理论和技术方法,使机器人在功能和技术层次上不断提高。仿生机器人在军事领域,未知环境探测、抢险救援、娱乐和服务等方面的重要性,已经成为2l世纪机器人研究的热点。
参考文献
[1] 张铭,葛文杰,柏龙等. 星面探测仿生弹跳机器人设计、仿真及实验[J]. 机器人,2009年 第6期.
[2] 美国麻省理工大学机器人中心主页.
生命科学和动物科学范文6
关键词 动物生物技术;课程建设;教学改革
中图分类号 G642;G420 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)01-0326-02
21世纪是生命科学的世纪。生物技术是人类科学技术发展历史中最悠久、对人类社会具有重大贡献的学科之一。随着分子生物学前沿学科的不断进步,生物技术也得到了突飞猛进的发展。动物生物技术是一门现代生物科学理论和技术相结合的综合性学科,主要涉及动物基因工程、动物细胞工程、动物胚胎工程等几大领域,在诸多行业都得到了广泛的应用,如农业、食品业、医学行业等[1]。生物技术这门学科在各大高校中都占有很重要的地位,可见该门学科的重要性,因此学好生物技术这门学科对今后的就业至关重要。笔者在介绍生物技术的概念的基础上,总结了动物生物技术课程的建设与改革措施,以期为学生的就业打下坚实的基础[1]。
1 生物技术的概念
生物技术是指在现代生命科学的基础上,利用各种先进的技术手段和其他类科学的原理和技术来对生物体或生物原料等进行加工或改造等,目的是生产出人类所需的产品。先进的工程技术包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等新技术。对生物体的改造是指按照人类的需要,改造或加工生物包括植物、动物、微生物等,使其能够生产出对人类有利的产品[1-2]。
2 教学现状与分析
内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业自1996年开始招生,2006年成为品牌专业,经过了16年的专业建设,首先于2003级生物技术专业学生中开设36学时的动物胚胎工程课程(专业选修课),随着现代生物技术的迅猛发展,36学时的理论讲授明显不足,于2005级学生中更改教学大纲,内容上增加了动物组织、细胞的培养技术、基因工程技术等,理论教学增加到54学时,并增加18学时实验教学,课程性质首次转为专业必修课,并创新性地更名为动物生物技术,当时整个生物领域还未出现命名为动物生物技术的课程,直到2009年5月1日,科学出版社出版了普通高等教育十一五规划教材《动物生物技术》,至此这一新课程有了正式出版的教材可参考。笔者调查了部分农林院校生物技术专业开设的主干课程,主要有11门(动物学,植物学,微生物学,生物化学,遗传学,细胞生物学,分子生物学,基因工程,细胞工程,发酵工程和酶工程),在调查的农林院校中(安徽农业大学,西北农林科技大学,山东农业大学,湖南农业大学,吉林农业大学,东北林业大学,青岛农业大学,江西农业大学,福建农业大学,华中农业大学,华南农业大学,云南农业大学),都开设《细胞工程》课程,目前只有内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业开设与《细胞工程》相近课程《动物生物技术》和《植物生物技术》课程。
3 动物生物技术课程建设与改革
3.1 教学思想与目标改革
落实科学发展观,逐步树立“以学生为中心”、“一切为了学生”的意识。教师要改变传统的教学观念[3],正确处理传授知识与提高学生学习能力之间的关系,使学生在学习一些课程基础知识的情况下,掌握一种主动学习课程相关知识的能力,成为富有知识和具有学习知识能力的复合型人才。
3.2 师资队伍建设
组建教学团队,将教学内容分为不同的教学模块,打破传统的一人一课的教学模式,每一模块由具有相应专业背景的教师承担,业务上要精益求精,力争紧跟各教学内容的学科前沿。定期开展教学研讨,督导组专家听课、评课,同时不定期开展自评和互评及学生评教,以促进整体教学水平的提高。
3.3 教材建设与改革
根据调研,笔者选用了科学出版社出版的普通高等教育十一五规划教材――蒋思文教授主编的《动物生物技术》作为教材,该书比较全面系统地介绍了动物生物技术的概况、基本原理、技术方法和最新发展。同时,由于课时的限制,在教学过程中,不可能做到面面俱到,且课程知识更新速度较快,一些最新热点在教材中没有体现的,自行编写部分讲义,以文本形式拷贝给学生,并推荐其阅读中外文的优秀参考书。
3.4 课程内容改革
动物生物技术属于多学科交叉课程,也是各国科研工作者研究的热点领域,大量的研究成果层出不穷,也在不断地更新和充实着这一新兴学科的知识。无论是教师的教,还是学生的学都具有一定的难度,这就要求在授课内容的选择上,既要注意授课内容的完整性,又要保证实用性和先进性,同时做好与其他课程交叉内容的增、减和衔接。在课程内容上,首先介绍绪论,动物胚胎工程技术概述,体外受精,胚胎移植,性别控制,胚胎分割,嵌合体;其次,介绍分子生物学及基因工程基础;最后重点介绍细胞核移植技术、干细胞技术、转基因技术、动物生物反应器、动物细胞培养技术,动物细胞融合技术,杂交瘤技术和单克隆抗体技术。通过精心的安排,使学生能在有限的时间内,全面系统地了解动物生物技术课程体系的基本内容。
3.5 教学方法改革
3.5.1 利用重大科研成果,激发学生学习的兴趣,提高其学习的主动性。如美国科学家马里奥・卡佩基、奥利弗・史密斯和英国科学家马丁・埃文斯,利用“基因靶向”技术让小鼠体内的特定基因失去活性,培养出研究价值极高的“基因敲除”小鼠,为人类遗传病研究提供了药物试验的动物模型。有了这些动物模型后,人类就能更有效地找到治疗各种遗传病的新疗法,彻底攻克遗传病就为时不远了,这一成果使得他们一起获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。罗伯特・杰弗里・爱德华兹爵士,英国生理学家,生殖医学的先驱者,因创建了“体外受精技术”,被授予2010年诺贝尔生理学或医学奖。一门课程的讲授,不但要使学生掌握和了解课程相关的一些基础知识,更重要的是要教会学生如何通过有效途径尽可能的获取更多的、更丰富的相关知识,特别是对于像动物生物技术这样一门新兴的学科领域,许多知识都处于动态更新和完善的过程中[1]。
3.5.2 跟踪学科科研动态,开拓学生视野,培养创新思维。本科生的课堂教学过程不仅仅是传授书本知识,更重要的是启发学生的开拓性思维能力和创新意识,培养和提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力[3-5]。因此,在应用范围广、知识更新快的动物生物技术教学过程中,介绍学科研究的新动态和新进展,有意识地拓宽学生视野,打开学生思路,培养学生创新性思维是十分必要的。例如诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cell,IPS cell),由日本的2位科学家于2006年发表于世界顶级杂志《Cell》上。通俗地讲,就是通过某种方法,把高度分化的成体细胞去分化,使之成为多能干细胞,重新获得分化成多种细胞的能力。IPS技术是干细胞研究领域的一项重大突破,它回避了历来已久的伦理争议,解决了干细胞移植医学上的免疫排斥问题,使干细胞向临床应用又迈进了一大步,该成果的研究者获得了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。随着IPS技术的不断发展以及技术水平的不断更新,它在生命科学基础研究和医学领域的优势也已日趋明显[6]。
3.5.3 创新教学形式,提高教学效果。在课堂教学过程中,要认真倾听学生意见,像朋友一样对待学生,拉进教师与学生的距离,让学生感受课堂文化,使其融入其中,积极思考,成为课堂的主体。同时可适当增加专题讨论会,通过学生准备ppt演讲等形式,一改以往整节课教师讲、学生记,缺乏沟通的模式,使学生处于主动学习的状态[7]。
3.5.4 优化多媒体教学,引入现代信息技术。利用有限的课时,着重讲授课程的重点、难点、关键点、知识点间的联系,引导学生自觉地去思考,对于容易掌握的部分课程内容可安排学生自学。利用计算机和Internet等手段,从国外引进和下载原版图书和动感图像,进行多媒体教学,可以有效提高教学组织效率,充实教学内容。不仅可以多层次、多角度地向学生提供丰富多彩的教学信息,还可以提供更加生动形象的人机交互界面,充分调动学生学习的积极性[8]。例如,细胞融合,精卵受精,细胞核移植等内容。在多媒体教学中,坚持适度运用原则和有机结合原则,留出足够的时间给学生理解、思考,且结合使用板书、实物等各种教学媒体,取长补短,将教学内容化繁为简,增强教学的生动性和创造性,使学生喜欢学习[2]。
3.6 考核方法改革
首先,改变以往的考核方法,将重视课本上的知识转变成重视实践、将重视成绩转变成重视课堂教学,今后不以单一的考试成绩为总成绩,而要加上一定比例的实践考核成绩,让教师、学生都能重视实践;其次,增减考核方式的多样性,以平时成绩、实验成绩、期中成绩和期末考试等作为综合考查学生学习成绩的考核体系,即20%平时成绩、20%实验成绩、20%期中成绩和40%期末成绩[9]。
4 结语
随着科学技术的快速发展,动物生物技术方面的研究也会更加深入,因此各个高校要建设好动物生物技术专业已迫在眉睫。课程组立足于内蒙古农业大学生命科学学院自身特色,通过分析生物工程、生物技术、制药工程3个专业之间的内在联系,准确把握动物生物技术课程的教学地位,注重该门课程特点,围绕课程内容,加强教学建设,创新教学形式及考核体系,逐步完善优化动物生物技术多媒体教学,提高教学质量,达到人才培养的目的和要求[10]。
5 参考文献
[1] 王伟霞,李福后.生物技术专业《细胞工程》课程建设与改革[J].科技创新导报,2008(9):245.
[2] 周欢敏.动物细胞工程学[M].北京:中国农业出版社,2010.
[3] 蒋思文.动物生物技术[M].北京:科学出版社,2009.
[4] 朱海英,苏娟,訾晓渊.课程教学体系构建与学生自主学习能力培养[J].中华医学教育杂志,2007,27(4):107-109.
[5] 李淑芳,徐春厚,雍艳红.动物免疫学理论课教学改革的探索与实践[J].高等农业教育,2009(7):65-67.
[6] 刘锴栋.细胞工程教学改革与探索[J].现代农业科技,2010(10):30,32.
[7] 代建丽.植物细胞工程教学改革初探[J].科教文汇,2011(6):23,37.
[8] 张一春.现代教育技术实用教程[M].南京:南京师范大学出版社,2005.