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摘要:研究性教学是把科学研究的最新成果引入教学过程的做法。而生态学专业是一门创新性很强的学科。提高学生的创新思维能力首先就要从课堂上进行研究性的教学,真正在教学过程中贯彻“学为主体,教为主导”的理念,提升学生的综合素质,培养创新能力。本文简述了我校目前生态专业尝试研究性教学模式的一些做法,总结了改革的一些经验。
关键词:生态学课程;研究性教学模式;体会
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)02-0203-03
全面提高高等教育质量是胡锦涛同志在清华大学百年校庆上重要讲话的主线。创新能力是提高教育质量的灵魂,牢固确立人才培养的中心地位,完善科技创新与人才培养相结合的体制机制,建立寓教于研的创新人才培养模式,以高水平科学研究支撑高质量人才培养。
生态学是研究生物与环境之间的相互关系和作用过程与机理,以及生态系统的结构和功能及其优化调控的一门学科。目前全球变暖,酸雨、生物多样性减少,环境污染等全球性生态问题日益突出,生态学成为发展迅速的学科,注重解决全球面临的生态环境重大问题和社会经济发展中的众多生态问题。因而生态学的人才培养和科学研究越来越受到很多相关部门的重视。近年来我国数十所高校陆续设立了生态学本科专业,以求为社会输送合格的生态学人才及其相关领域后备力量,进一步满足社会需求。然而,我国的生态学本科教育,长期以来注重学生对理论知识体系的掌握,忽略学生自主探究意识的培养和研究能力的训练,一定程度上造成大学生动手能力和创造能力较差,不能适应社会对复合型人才的需求。因而,为更有效地达到培养创新人才的教育目标,需要以现代教育理论为指导,结合具体学科从课堂教学做起,通过建立合适的体系,采用恰当的模式,充分调动学生学习的自主性,真正在教学过程中贯彻“学为主体,教为主导”的理念,培养学生学会学习、学会交流、学会合作,提升大学生的综合素质,培养创新能力。因此,开展基于研究性教学的本科教学模式的研究与实践,具有深刻的理论意义和实践意义。
研究性教学是把科学研究的最新成果引入教学过程的做法。大学生研究计划、大学生自主学习、课题设计、问题求解和“经验的”学习、实验室教学、Seminar研讨班等是国内外大学相继尝试开展的新的教学模式。因而,研究性教学作为一种有效的引导学生主动探究、培养学生实践能力和创新精神的教学模式,已经成为21世纪中国高等教育改革的热点,并得到教育部的大力倡导(教育部教高[2005]1号文件)。
三峡大学生态学专业是一门新兴的专业,发展历史很短,目前仅有三届毕业生。生态学是一门研究性和实践性很强的专业,新的理论和知识层出不穷。而传统的生态学教学还是使用陈旧的教材,教学模式还是以教师讲授为主,学生只是被动的接受者,师生互动少,不能达到共同探究知识的目的,不利于学生综合素质的提高。因而我们通过改变教学理念,转变师生角色,注重教学设计,激发学生学习与探究的兴趣。主要做法如下:
一、设置系列问题展开教学
采用生活中常见又比较有趣的生命现象作为案例引发学生思考并引导他们主动查阅文献资料、设置系列问题,组织深入讨论,活跃课堂气氛,师生共同探究知识,最终达到掌握知识和学以致用的目的。通过减、删、并、借、增等措施重构课程内容和载体,部分课程建立了课程资源库(教学大纲、教材、课件、国内外与课程相关的多媒体教学资料、参考书、题库和案例库),通过申报优质课程等措施来实施创新课程建设。比如通过申报成功植物生理学校优质课程,不断丰富植物生理学教学资源,建立系列题库,指导学生在课外阅读一些与课程相关的文献;以问题的形式展开课堂教学,教师在讲授新课时,先设置系列问题,然后引入新课,讲授新知识,逐步引导学生思考,实现问题与理论知识的融合。比如讲授土壤学中土壤保肥性和供肥性一章,首先设置问题“南方土壤的保肥性和供肥性与北方土壤相比大还是小”?然后讲解土壤胶体特性,引入粘土矿物,再引入粘土矿物的两种主要类型:高岭石和蒙脱石,接着讲解两种粘土矿物的晶体结构特性差异,引入土壤物理机械性类型,比较两者的差异,再接着讲解阳离子交换量,比较两种粘土矿物的差异及其影响阳离子交换量的因子,逐步使学生掌握了本章重点知识的同时,也清楚了南方土壤保肥性低于北方的原因。当学生掌握了新的知识点后,引入新的课外拓展问题:既然南方土壤的保肥性能低于北方,但是很多北方比如西北土壤的生产力却很低,原因呢?再次引发学生讨论,学生又联想到土壤水分一章内的知识点,前后呼应,层层深入,使土壤学这门枯燥乏味的课程变成了一门生动有趣的课程。学生上课注意力集中,讨论热烈,能够利用所学过的知识点回答设置的系列问题,激发了学生对知识的渴求,同时也提高了学生分析问题、解决问题的能力。
二、注重科教融合,不断用生态学前沿研究成果更新教学内容
在教学中及时引入科学研究的新进展和新成果。比如在讲解植物生物学时,当讲解到花的传粉受精时,花粉粒怎么一步一步的通过柱头、花粉管进入胚囊释放出精细胞,最后分别和卵细胞、极核结合,引入最新的分子生物学研究成果。再如,当讲解到土壤呈地带性分布与气候的水热条件相关时,引入植物群落的地带性分布,从低海拔到高海拔,地上植物群落呈现明显的地带性分布,土壤也具有明显的地带性分布,那么土壤微生物群落呢,是否也具有地带性分布?这时引入目前一直争论的假设:everything is everywhere全球性随机分布,提出了目前土壤微生物生态学目前的研究热点。接着引入新的问题:随着海拔梯度的升高,土壤有机质含量增加,土壤pH降低的原因什么?展开课堂讨论,分组进行,然后分组回答,课堂气氛活跃,由此不仅可以丰富教学内容,而且可以让学生接触科研前沿,对培养学生科研思维能力、提高学生研究能力具有重要作用。
三、开展科技创新,理论结合实际,培养学生的创新意识和动手操作能力 通过开展系列科技创新课题和生态园林设计会展,使学生应用所学的理论知识设计实验方案,开展科学研究,经过分析讨论,培养学生的创新思维能力和动手操作能力。自从生态学专业开办以来,每年都提供很多生态学科学创新的课题,学生也能够踊跃参加科技创新课题组,利用课余时间进行科学研究训练,从配置标准溶液到实验过程的操作,都是由学生自己完成。当有了系列数据后,指导老师指导学生进行数据的处理,利用生物统计学知识进行不同处理的显著性差异的分析,然后撰写文章。比如2009级生态学专业的一名本科生学生参加科技创新课题,发表了一篇高质量的中文文章,同年也被中国科学研究院录取为硕士研究生;另3名本科生参加科技创新课题,发表了3篇国际会议的英文文章,2名学生顺利考取了中国科学院武汉植物所和水生所。通过科技创新,学生一方面把课题上的理论知识和实验联系起来了,另一方面,激发了学生做科研的兴趣。一位生态学专业的学生说:做实验充满了乐趣,感觉特别有意思,时间过得也很快,所以他自己不断扩大知识面,自己学习数理统计软件,学习模型,处理自己所得的数据,撰写文章。
四、提高教师的科研水平,不断进行创新课程建设
任课教师通过不断提高自己的科研水平和了解国内外研究进展,才能把科学研究结果、科学研究思维方式、研究思路等组合起来并构建成最新的知识体系。三峡大学的生态学专业共有7名从事生态学专业的教师,5名博士,2名硕士,都能充分利用业余时间大量阅读国内外文献,了解国内外研究进展,把最新的研究进展引入到课堂和科技创新课题中,一方面使学生能够及时了解各门课程最新的研究进展,另一方面任课教师对自己所讲授课程的知识点不断进行更新,完善课程建设。
五、通过指导毕业生论文设计,逐步提高学生的综合素质
我校生态学专业的毕业生大多结合科技创新课题进行,很多学生从大二开始就进入教师的科研室进行科学研究,参与教师的课题研究。从实验设计到实验过程出现问题,到实验结果的合理与否,都全程参与。指导教师要求学生无论做什么实验,都需要设置重复,取样要求随机性,实验设计符合生物统计学的实验设计规则。当进行数据处理时,要求学生运用所学的生物统计学知识对数据进行处理,要求比较各种处理的显著性差异,重复性的好坏。指导老师指导学生做实验的同时,要求学生阅读一定量的科技文献,了解研究的意义和进展。所以这几年我校生态学专业的毕业生论文设计质量较高,每年都有毕业生论文获得湖北省本科生优秀论文。
我校的生态学专业发展历史较短,虽然我们在教学中对研究性教学模式做了一些工作,但是仍然存在很多问题,仍需要不断的完善本科生培养方案,完善课程组体系,更加突出培养方向的应用性和前沿性,并在课程设置、教学内容、教学方法和手段及办学形式上进行系统改革与探索,打造更加多样化的创新创业实验实践模式,真正使研究性教学渗透到每个教学环节中,从而提高生态学专业人才的综合素质。
参考文献:
[1]Mackenzie A,Ball AS,Virdee SR.Instant note in ecology[M].UK:BIOS Scientific Publishers Limited,1998.
[2]章家恩,骆世明,秦钟,叶延琼,赵本良.我国高校生态学专业建设与人才培养方向探讨[J].应用生态学报,2009,20(7).
[3]屈波,程哲,马忠.基于自主性学习和研究性教学的本科教学模式的研究与实践[J].中国高等教学研究,2011,(4).
关键词:生态学课程;研究性教学模式;体会
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)02-0203-03
全面提高高等教育质量是胡锦涛同志在清华大学百年校庆上重要讲话的主线。创新能力是提高教育质量的灵魂,牢固确立人才培养的中心地位,完善科技创新与人才培养相结合的体制机制,建立寓教于研的创新人才培养模式,以高水平科学研究支撑高质量人才培养。
生态学是研究生物与环境之间的相互关系和作用过程与机理,以及生态系统的结构和功能及其优化调控的一门学科。目前全球变暖,酸雨、生物多样性减少,环境污染等全球性生态问题日益突出,生态学成为发展迅速的学科,注重解决全球面临的生态环境重大问题和社会经济发展中的众多生态问题。因而生态学的人才培养和科学研究越来越受到很多相关部门的重视。近年来我国数十所高校陆续设立了生态学本科专业,以求为社会输送合格的生态学人才及其相关领域后备力量,进一步满足社会需求。然而,我国的生态学本科教育,长期以来注重学生对理论知识体系的掌握,忽略学生自主探究意识的培养和研究能力的训练,一定程度上造成大学生动手能力和创造能力较差,不能适应社会对复合型人才的需求。因而,为更有效地达到培养创新人才的教育目标,需要以现代教育理论为指导,结合具体学科从课堂教学做起,通过建立合适的体系,采用恰当的模式,充分调动学生学习的自主性,真正在教学过程中贯彻“学为主体,教为主导”的理念,培养学生学会学习、学会交流、学会合作,提升大学生的综合素质,培养创新能力。因此,开展基于研究性教学的本科教学模式的研究与实践,具有深刻的理论意义和实践意义。
研究性教学是把科学研究的最新成果引入教学过程的做法。大学生研究计划、大学生自主学习、课题设计、问题求解和“经验的”学习、实验室教学、Seminar研讨班等是国内外大学相继尝试开展的新的教学模式。因而,研究性教学作为一种有效的引导学生主动探究、培养学生实践能力和创新精神的教学模式,已经成为21世纪中国高等教育改革的热点,并得到教育部的大力倡导(教育部教高[2005]1号文件)。
三峡大学生态学专业是一门新兴的专业,发展历史很短,目前仅有三届毕业生。生态学是一门研究性和实践性很强的专业,新的理论和知识层出不穷。而传统的生态学教学还是使用陈旧的教材,教学模式还是以教师讲授为主,学生只是被动的接受者,师生互动少,不能达到共同探究知识的目的,不利于学生综合素质的提高。因而我们通过改变教学理念,转变师生角色,注重教学设计,激发学生学习与探究的兴趣。主要做法如下:
一、设置系列问题展开教学
采用生活中常见又比较有趣的生命现象作为案例引发学生思考并引导他们主动查阅文献资料、设置系列问题,组织深入讨论,活跃课堂气氛,师生共同探究知识,最终达到掌握知识和学以致用的目的。通过减、删、并、借、增等措施重构课程内容和载体,部分课程建立了课程资源库(教学大纲、教材、课件、国内外与课程相关的多媒体教学资料、参考书、题库和案例库),通过申报优质课程等措施来实施创新课程建设。比如通过申报成功植物生理学校优质课程,不断丰富植物生理学教学资源,建立系列题库,指导学生在课外阅读一些与课程相关的文献;以问题的形式展开课堂教学,教师在讲授新课时,先设置系列问题,然后引入新课,讲授新知识,逐步引导学生思考,实现问题与理论知识的融合。比如讲授土壤学中土壤保肥性和供肥性一章,首先设置问题“南方土壤的保肥性和供肥性与北方土壤相比大还是小”?然后讲解土壤胶体特性,引入粘土矿物,再引入粘土矿物的两种主要类型:高岭石和蒙脱石,接着讲解两种粘土矿物的晶体结构特性差异,引入土壤物理机械性类型,比较两者的差异,再接着讲解阳离子交换量,比较两种粘土矿物的差异及其影响阳离子交换量的因子,逐步使学生掌握了本章重点知识的同时,也清楚了南方土壤保肥性低于北方的原因。当学生掌握了新的知识点后,引入新的课外拓展问题:既然南方土壤的保肥性能低于北方,但是很多北方比如西北土壤的生产力却很低,原因呢?再次引发学生讨论,学生又联想到土壤水分一章内的知识点,前后呼应,层层深入,使土壤学这门枯燥乏味的课程变成了一门生动有趣的课程。学生上课注意力集中,讨论热烈,能够利用所学过的知识点回答设置的系列问题,激发了学生对知识的渴求,同时也提高了学生分析问题、解决问题的能力。
二、注重科教融合,不断用生态学前沿研究成果更新教学内容
在教学中及时引入科学研究的新进展和新成果。比如在讲解植物生物学时,当讲解到花的传粉受精时,花粉粒怎么一步一步的通过柱头、花粉管进入胚囊释放出精细胞,最后分别和卵细胞、极核结合,引入最新的分子生物学研究成果。再如,当讲解到土壤呈地带性分布与气候的水热条件相关时,引入植物群落的地带性分布,从低海拔到高海拔,地上植物群落呈现明显的地带性分布,土壤也具有明显的地带性分布,那么土壤微生物群落呢,是否也具有地带性分布?这时引入目前一直争论的假设:everything is everywhere全球性随机分布,提出了目前土壤微生物生态学目前的研究热点。接着引入新的问题:随着海拔梯度的升高,土壤有机质含量增加,土壤pH降低的原因什么?展开课堂讨论,分组进行,然后分组回答,课堂气氛活跃,由此不仅可以丰富教学内容,而且可以让学生接触科研前沿,对培养学生科研思维能力、提高学生研究能力具有重要作用。
三、开展科技创新,理论结合实际,培养学生的创新意识和动手操作能力 通过开展系列科技创新课题和生态园林设计会展,使学生应用所学的理论知识设计实验方案,开展科学研究,经过分析讨论,培养学生的创新思维能力和动手操作能力。自从生态学专业开办以来,每年都提供很多生态学科学创新的课题,学生也能够踊跃参加科技创新课题组,利用课余时间进行科学研究训练,从配置标准溶液到实验过程的操作,都是由学生自己完成。当有了系列数据后,指导老师指导学生进行数据的处理,利用生物统计学知识进行不同处理的显著性差异的分析,然后撰写文章。比如2009级生态学专业的一名本科生学生参加科技创新课题,发表了一篇高质量的中文文章,同年也被中国科学研究院录取为硕士研究生;另3名本科生参加科技创新课题,发表了3篇国际会议的英文文章,2名学生顺利考取了中国科学院武汉植物所和水生所。通过科技创新,学生一方面把课题上的理论知识和实验联系起来了,另一方面,激发了学生做科研的兴趣。一位生态学专业的学生说:做实验充满了乐趣,感觉特别有意思,时间过得也很快,所以他自己不断扩大知识面,自己学习数理统计软件,学习模型,处理自己所得的数据,撰写文章。
四、提高教师的科研水平,不断进行创新课程建设
任课教师通过不断提高自己的科研水平和了解国内外研究进展,才能把科学研究结果、科学研究思维方式、研究思路等组合起来并构建成最新的知识体系。三峡大学的生态学专业共有7名从事生态学专业的教师,5名博士,2名硕士,都能充分利用业余时间大量阅读国内外文献,了解国内外研究进展,把最新的研究进展引入到课堂和科技创新课题中,一方面使学生能够及时了解各门课程最新的研究进展,另一方面任课教师对自己所讲授课程的知识点不断进行更新,完善课程建设。
五、通过指导毕业生论文设计,逐步提高学生的综合素质
我校生态学专业的毕业生大多结合科技创新课题进行,很多学生从大二开始就进入教师的科研室进行科学研究,参与教师的课题研究。从实验设计到实验过程出现问题,到实验结果的合理与否,都全程参与。指导教师要求学生无论做什么实验,都需要设置重复,取样要求随机性,实验设计符合生物统计学的实验设计规则。当进行数据处理时,要求学生运用所学的生物统计学知识对数据进行处理,要求比较各种处理的显著性差异,重复性的好坏。指导老师指导学生做实验的同时,要求学生阅读一定量的科技文献,了解研究的意义和进展。所以这几年我校生态学专业的毕业生论文设计质量较高,每年都有毕业生论文获得湖北省本科生优秀论文。
我校的生态学专业发展历史较短,虽然我们在教学中对研究性教学模式做了一些工作,但是仍然存在很多问题,仍需要不断的完善本科生培养方案,完善课程组体系,更加突出培养方向的应用性和前沿性,并在课程设置、教学内容、教学方法和手段及办学形式上进行系统改革与探索,打造更加多样化的创新创业实验实践模式,真正使研究性教学渗透到每个教学环节中,从而提高生态学专业人才的综合素质。
参考文献:
[1]Mackenzie A,Ball AS,Virdee SR.Instant note in ecology[M].UK:BIOS Scientific Publishers Limited,1998.
[2]章家恩,骆世明,秦钟,叶延琼,赵本良.我国高校生态学专业建设与人才培养方向探讨[J].应用生态学报,2009,20(7).
[3]屈波,程哲,马忠.基于自主性学习和研究性教学的本科教学模式的研究与实践[J].中国高等教学研究,2011,(4).