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生物科學(xué)研究的基本思路精選(九篇)

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生物科學(xué)研究的基本思路

第1篇:生物科學(xué)研究的基本思路范文

關(guān)鍵詞 科學(xué)方法 歸類復(fù)習(xí) 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B

“科學(xué)方法”(科學(xué)研究的一般方法)作為一個專題進(jìn)行劃分是基于新課標(biāo)高考生物考試大綱中的能力考核要求――“具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力,包括運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法”??茖W(xué)方法是能力的組成部分,方法是能力的核心。

在科學(xué)方法復(fù)習(xí)中,教師要確定好復(fù)習(xí)目標(biāo),處理好教材,把握好以下的原則:重點(diǎn)知識結(jié)構(gòu)化――抓各模塊科學(xué)方法知識的中心點(diǎn),將知識以此中心組織起來,形成知識網(wǎng)絡(luò);基礎(chǔ)知識系統(tǒng)化――打破原教材的排序結(jié)構(gòu),系統(tǒng)地歸類基礎(chǔ)知識;難點(diǎn)知識問題化――以問題解決為難點(diǎn),精編一些含有難點(diǎn)知識的習(xí)題,讓學(xué)生在解題過程中消化和理解生物科學(xué)的研究方法,從而突破難點(diǎn)知識。

由于此專題在高考中占有很大比例,且“科學(xué)方法”貫穿于高考生物大部分知識點(diǎn),筆者結(jié)合近幾年高三復(fù)習(xí)課的教學(xué)實(shí)踐,對此專題基礎(chǔ)知識進(jìn)行如下歸類,目的是便于學(xué)生形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。

1 科學(xué)研究方法的基本思路

觀察、提出問題一提出假說并作出預(yù)期判斷,得出假定性的結(jié)論一設(shè)計完成實(shí)驗(yàn)一分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論。

2 高考生物中考查的科學(xué)方法

依據(jù)考綱及考試說明歸納比較見表1。

2.1 獲取經(jīng)驗(yàn)性材料的方法

2.1.1 實(shí)驗(yàn)法

分析近幾年高考生物試卷中的實(shí)驗(yàn)題,主要考查教材中的觀察類和鑒別類實(shí)驗(yàn)(表2、3)。試題突出的特點(diǎn)是重視實(shí)驗(yàn)回歸教材。從內(nèi)容上看,既有對教材實(shí)際內(nèi)容的直接考查,也有對教材相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理和方法的拓展考查。通過創(chuàng)設(shè)新的實(shí)驗(yàn)情境,考查考生對教材實(shí)驗(yàn)的分析、理解和提取新信息的能力。因而教材中的實(shí)驗(yàn)在復(fù)習(xí)時盡量讓學(xué)生做一做、想一想,找回感覺,摒棄“背實(shí)驗(yàn)”的錯誤復(fù)習(xí)方法,以引導(dǎo)考生通過探究獲得新知和接受科學(xué)方法訓(xùn)練。

還可以歸納“常規(guī)實(shí)驗(yàn)技術(shù)比較”(光學(xué)顯微鏡觀察,制作臨時裝片、切片和涂片,研磨、過濾技術(shù),解離技術(shù),恒溫技術(shù),紙層析技術(shù),同位素示蹤技術(shù)等);“常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法比較”(觀色法,等組實(shí)驗(yàn)法,對比實(shí)驗(yàn)法,加法創(chuàng)意,減法創(chuàng)意,雜交實(shí)驗(yàn)法,化學(xué)分析法,分級離心法,梯度離心法,離體培養(yǎng)法,理論分析法,模擬實(shí)驗(yàn)法等);“探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比較”、“經(jīng)典性實(shí)驗(yàn)比較”、“以教材知識為背景的實(shí)驗(yàn)題材歸納比較”、“教材中實(shí)驗(yàn)變量(自變量、因變量)比較”等等。

另外,設(shè)計類實(shí)驗(yàn)中常常提供實(shí)驗(yàn)器材、藥品,如能明確它們的用途和使用方法,往往能從中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計的思路和方法,甚至具體的實(shí)驗(yàn)步驟。簡單總結(jié)如下:

常用的化學(xué)試劑:NaHCO3――提供CO2;NaOH――用于吸收CO2或改變?nèi)芤旱膒H;NaCl--配制生理鹽水及其他不同濃度的鹽溶液,可用于測定動物細(xì)胞內(nèi)液的濃度或用于提取DNA;龍膽紫或醋酸洋紅――堿性染料,用于染色體染色等。

實(shí)驗(yàn)條件的控制方法:增加水中氧氣――泵人空氣或吹氣或放入綠色植物;減少水中氧氣――容器密封或油膜覆蓋或用涼開水;除去容器中CO2――NaOH溶液;除去葉片中原有淀粉――置于黑暗環(huán)境;除去葉片中葉綠素――酒精隔水加熱;除去光合作用對呼吸作用的干擾――給植株遮光;如何得到單色光――棱鏡色散或彩色薄膜濾光;血液抗凝――加入檸檬酸鈉;滅菌方法――微生物培養(yǎng)的關(guān)鍵在于滅菌,對不同材料,滅菌方法不同:培養(yǎng)基用高壓蒸氣滅菌;接種環(huán)用火焰灼燒滅菌;雙手用肥皂洗凈,擦干后用75%酒精消毒;整個接種過程都在實(shí)驗(yàn)室無菌區(qū)進(jìn)行等。

2.1.2 調(diào)查法

調(diào)查是科學(xué)探究常用方法之一。調(diào)查類實(shí)驗(yàn)(實(shí)習(xí))涉及調(diào)查方案的制定,隨機(jī)取樣、確定樣本的大小、設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格、對調(diào)查結(jié)果的整理和分析、計算等(具體比較見表4)。

2.1.3 模擬法

有些科學(xué)實(shí)驗(yàn)由于受到一些特殊因素的制約,不能或不許直接對研究對象進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)。為了獲得對研究對象的認(rèn)識,以揭示其本質(zhì)和規(guī)律,通過對替代物的實(shí)驗(yàn)來獲取經(jīng)驗(yàn)性材料,這種方法叫做模擬法。復(fù)習(xí)時重點(diǎn)掌握教材中的案例(表5),幫助學(xué)生分析模擬的過程與結(jié)論。

2.2 理性思維方法

2.2.1 類比推理法

類比推理又稱類比法,它是根據(jù)兩個或兩類對象有部分屬性相同,從而推出它們的其它屬性也相同的推理。在科學(xué)研究中,類比推理是提出假說的重要途徑,往往可以導(dǎo)致新發(fā)現(xiàn)、新理論。但是,應(yīng)當(dāng)注意的是,類比推理的結(jié)論具有或然性,可能是正確的,也可能是錯誤的,其證實(shí)或證偽還需要通過觀察或?qū)嶒?yàn)。在高考復(fù)習(xí)時要帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)教材中的例子(表6),以此訓(xùn)練學(xué)生思維,利于學(xué)生解答高考試題中的有關(guān)類比推理的試題。

2.2.2 演繹推理法

演繹推理是從一般到個別,從普遍到特殊的推理方式。從一般(普遍)到特殊(個別),根據(jù)一類事物都有的一般屬性、關(guān)系、本質(zhì)來推斷該類中的個別事物所具有的屬性、關(guān)系和本質(zhì)的推理形式和思維方法。通常用三段論式的演繹推理過程來理解,如必修1中“1969年,人們在墜落于澳大利亞啟遜鎮(zhèn)的隕石中發(fā)現(xiàn)了氨基酸,這些氨基酸不是來自地球。由此你可以作出什么推測?”這可以看成是三段論式的演繹推理。大前提:氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位,蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者;小前提:隕石(非地球來源)中有氨基酸;結(jié)論:隕石中存在生命形式。

高考試題中尤以遺傳題、實(shí)驗(yàn)題考查演繹推理較多,演繹推理法對于學(xué)生的逆向思維的培養(yǎng),對于學(xué)生能力的提高都有很好的作用。如2006年全國I卷的第31題第4問(試題略)。復(fù)習(xí)時注意演繹過程,讓學(xué)生重點(diǎn)體會教材中的例子。

再如必修3第49頁生長素的發(fā)現(xiàn)過程強(qiáng)調(diào)了“科學(xué)重視實(shí)證”,也強(qiáng)調(diào)了“邏輯推理過程”,并用技能訓(xùn)練欄目對學(xué)生的推理能力作了訓(xùn)練。這里所涉及到的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评?,多?shù)指的是演繹推理。第69頁進(jìn)一步探究“根據(jù)你對影響酵母菌種群數(shù)量增長的因素作出的推測,設(shè)計實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證?!?/p>

2.2.3 模型法

必修1中的模型概念:人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認(rèn)識對象所作的一種簡化的概括性的描述,這種描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段,有的則通過抽象的形式來表達(dá)。模型的形式包括物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型等。高中生物中涉及模型法的案例較多。

3 復(fù)習(xí)建議

科學(xué)方法的復(fù)習(xí)尤其要重視科學(xué)思維的訓(xùn)練,即努力使學(xué)生將科學(xué)方法內(nèi)化為自己的思維方式和行為方式。因此,為了達(dá)到較好的復(fù)習(xí)效果,在復(fù)習(xí)每一類科學(xué)方法時,除了掌握系統(tǒng)知識外,要進(jìn)行配套試題的強(qiáng)化訓(xùn)練。

3.1 訓(xùn)練高考試題

因?yàn)楦呖荚囶}的設(shè)計比較嚴(yán)密,尤其是生物實(shí)驗(yàn)的設(shè)計有較強(qiáng)的邏輯性,有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法(尤其是邏輯思維習(xí)慣)。教師和學(xué)生都要認(rèn)真研究如何提出問題、做出假設(shè)、安排實(shí)驗(yàn)步驟、收集檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論等問題。

第2篇:生物科學(xué)研究的基本思路范文

一、轉(zhuǎn)變觀念,在復(fù)習(xí)過程中體現(xiàn)學(xué)生的主人翁地位

1. 利用多媒體和實(shí)驗(yàn)充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和積極性。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式,復(fù)習(xí)課針對性差,不了解學(xué)生的思維的誤區(qū)和薄弱點(diǎn),盲目重復(fù)知識,沒有新鮮感,造成學(xué)生對知識的厭倦,影響聽課效果,課堂沉悶沒有動力。為了改變這種狀況,教師不要把持課堂,要還原于學(xué)生,突出學(xué)生的主體地位。再有,單純的講解,好比是紙上談兵、空中樓閣,俗話說得好“耳聽為虛,眼見為實(shí)”很有一定的科學(xué)道理,所以我們在復(fù)習(xí)課的教學(xué)過程中結(jié)合多媒體和實(shí)驗(yàn)教學(xué)做到“圖文并茂,知識再現(xiàn)”的效果。但利用多媒體時注意兩點(diǎn):首先,由于學(xué)生的差異性,思維方式的跳躍不同,所以內(nèi)容不要太多,并且幻燈片的切換不要太快,讓學(xué)生有一個思考的過程和記錄的時間;其次,在利用實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)中要讓學(xué)生盡可能地發(fā)揮自己創(chuàng)造性思維,提出不同的觀點(diǎn),有利于學(xué)生個性化、多元化及興趣的提高,使之更喜歡生物學(xué)科。

2. 教師要注重學(xué)生的學(xué)習(xí)方法,做到事半功倍。

學(xué)生需要掌握初中生物知識點(diǎn)很多,可是這些知識點(diǎn)又比較零散,在復(fù)習(xí)的過程中往往造成記憶力差,不容易掌握。因此影響了學(xué)生應(yīng)用知識、分析問題、解決問題的能力。所以教師在復(fù)習(xí)的過程中除了溫故而知新外,還要教給學(xué)生復(fù)習(xí)的方法,尤其是對知識進(jìn)行梳理和記憶的方面。在復(fù)習(xí)時我們可以采用比較法、歸類法來增加記憶,還可以編一些順口溜,例如在講解人教版七年級下冊第二章《人體的營養(yǎng)》第一節(jié)時,關(guān)于維生素缺乏時出現(xiàn)的癥狀,可以這樣編順口溜“夜盲A,腳氣B,壞血C,佝僂D”。這樣的方法避免了機(jī)械的死記硬背,讀起來朗朗上口,記起來也比較容易。通過指導(dǎo)學(xué)生類似的學(xué)習(xí)方法,使學(xué)生自己能夠?qū)W會整理知識點(diǎn),形成自己獨(dú)特的知識網(wǎng)絡(luò),這時教師要給學(xué)生做出的成績給予肯定,增強(qiáng)學(xué)生的自信心,感覺自己能行,而不至于懷疑自己“行嗎?”的現(xiàn)象。

3. 教師要培養(yǎng)學(xué)生的探究觀察的能力

貝弗里奇在《科學(xué)研究的藝術(shù)》一書中曾講到一則趣事:一位醫(yī)生在教學(xué)生的時候,用手指蘸著糖尿病人的尿樣來品嘗。然后要求每位學(xué)生重復(fù)這個動作,學(xué)生勉勉強(qiáng)強(qiáng),愁眉苦臉地照著做了,而后一致同意尿是甜的。這個醫(yī)生笑著說:“我是為了教育你們觀察細(xì)節(jié)的重要性,如果你們看得仔細(xì)了,就會注意我伸進(jìn)尿里的是拇指,舔的是食指?!边@個故事為學(xué)生講述了觀察的重要性,然而如果沒有全體的參與,僅有少數(shù)學(xué)生配合演示,其教育效果會大打折扣,許多學(xué)生就不會從中吸取教訓(xùn),反而會譏諷大膽嘗尿的學(xué)生。

二、明確命題的指導(dǎo)思想、考試性質(zhì)、命題的基本思路及考試內(nèi)容與范圍

首先,我們要知道生物中考的命題都是以《生物考試命題思路及考試說明》為命題依據(jù)的。因此,通過學(xué)習(xí)研究《生物考試命題思路及考試說明》,可以明確考試指導(dǎo)思想和命題方向。生物中考命題的基本思路一般明確了以下四點(diǎn):

(一)貫徹“基礎(chǔ)教育課程改革綱要”精神,以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展和終身發(fā)展為宗旨。

(二)側(cè)重點(diǎn)是生物課標(biāo)準(zhǔn)要求的,且與高中生物知識內(nèi)容接軌。有利于高一年級選拔人才,分流錄??;有利于引導(dǎo)初中生物教學(xué)向著生動活潑和提高素質(zhì)的方向發(fā)展。

(三)突出學(xué)科特點(diǎn)聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際。突出生物學(xué)科知識特點(diǎn),密切聯(lián)系學(xué)生生活和社會實(shí)際,考查學(xué)生在日常生活中經(jīng)常遇到的問題,要求學(xué)生能夠利用平時學(xué)到的生物學(xué)知識來解決實(shí)際問題。

(四)從學(xué)生發(fā)展的需要、社會需求和生物科學(xué)的發(fā)展綜合考慮。在構(gòu)建生物學(xué)知識體系過程中,選擇的內(nèi)容,既體現(xiàn)基礎(chǔ)性,又具有先進(jìn)性和實(shí)用性,符合學(xué)生的發(fā)展和社會的需求,能夠全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

其次,進(jìn)一步領(lǐng)會考試的指導(dǎo)思想、考試方式、考試范圍、試卷結(jié)構(gòu)、題型、權(quán)重以及難度和比例,才能明確考試的方向,復(fù)習(xí)中才能把握重點(diǎn),做到胸有成竹,有的放矢,有效地提高初中生物總復(fù)習(xí)的教學(xué)質(zhì)量。

三、制定科學(xué)周密的復(fù)習(xí)計劃,是勝利完成任務(wù)的先決條件

無論做什么事情都要有一個統(tǒng)籌的安排,不然做起來不會那么得心應(yīng)手。為此要制定一個全年詳細(xì)可行的復(fù)習(xí)計劃:第一階段,立足課本,對基礎(chǔ)知識和基本技能進(jìn)行復(fù)習(xí),小步進(jìn)行,打牢基礎(chǔ)。這一階段,花費(fèi)的時間最長。第二階段,分大塊進(jìn)行復(fù)習(xí),重點(diǎn)專題復(fù)習(xí),抓住復(fù)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、考試命題的側(cè)重點(diǎn),高頻點(diǎn),加以突破。第三階段,綜合能力復(fù)習(xí),全面演練知識、技巧、方法,形成全方位、多角度解題的能力。第四階段,強(qiáng)化記憶與應(yīng)試策略,獲得中考有效信息,自我心理調(diào)整,確定應(yīng)試對策。同時教師的計劃在復(fù)習(xí)前,要向?qū)W生說明,讓學(xué)生心中有數(shù),自覺地與老師配合,做好教與學(xué)同步,發(fā)揮更大的功效。

四、針對考試劃定的重點(diǎn)以及學(xué)生薄弱點(diǎn),強(qiáng)化訓(xùn)練,回歸課本

要提高成績,各種典型習(xí)題的練習(xí)是非常重要的,在練習(xí)時要講究少而精,具有代表性。在復(fù)習(xí)時要做到講練結(jié)合,防止出現(xiàn)只講不練或只練不講的做法,特別是在后期復(fù)習(xí)時,要做到精講精練。通過考察知識點(diǎn)找出學(xué)生的薄弱點(diǎn),然后進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,做到及時的補(bǔ)缺補(bǔ)漏。實(shí)驗(yàn)探究能力、表達(dá)能力、閱讀理解能力是生物學(xué)考察的重點(diǎn),又是學(xué)生的薄弱點(diǎn),教師應(yīng)該收集一些這樣的題目對學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,指導(dǎo)學(xué)生解題技巧,避免學(xué)生出現(xiàn)不知從何入手的現(xiàn)象。除此之外,在幫助學(xué)生查缺補(bǔ)漏時,還要引導(dǎo)學(xué)生查閱課本,讓學(xué)生回歸課本,從課本中找到正確的答案,明白“題在書外,理在書內(nèi)”的道理,對培養(yǎng)良好的應(yīng)試心態(tài)也有積極的意義。

第3篇:生物科學(xué)研究的基本思路范文

【關(guān)鍵詞】假說――演譯法思維方法實(shí)例教學(xué)科學(xué)探究試題

“假說―演譯法”是科學(xué)研究的基本方法之一,是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基本模式,它是根據(jù)已知的科學(xué)原理和科學(xué)事實(shí)對未知的自然現(xiàn)象及其規(guī)律作出的一種假說性說明。是生物教學(xué)在新課標(biāo)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,教學(xué)大綱對此要求層次高,近幾年的高考題在思想方法上多次利用了假說-演繹這種思維法去解決題目。因此無論從高考角度還是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)上,在教學(xué)中策略性滲透“假說演譯法”是非常必要的,以下是我在教學(xué)中的體會和認(rèn)識,供大家參考。

1.準(zhǔn)確體會“假說―演繹法” 對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的意義及在新課標(biāo)中位置

假說―演繹法不僅僅是科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的方法,也是學(xué)生認(rèn)識客觀事物、理解客觀規(guī)律的重要的科學(xué)探究方法。假說―演繹法應(yīng)用于高中生物教學(xué)不僅可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)理解相關(guān)知識,體驗(yàn)科學(xué)研究的過程,還可以鍛煉學(xué)生的邏輯推理能力。假說―演繹法是形成和構(gòu)造科學(xué)理論的一種重要思維方法。對學(xué)生來講是“授之以漁”的過程重要手段之一。

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》的“課程設(shè)計思路”部分,關(guān)于“遺傳與進(jìn)化”模塊的教學(xué)價值時指出:該模塊有助于學(xué)生領(lǐng)悟“假說演繹、建立模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用”。 “假說--演繹法”對于落實(shí)“標(biāo)準(zhǔn)”倡導(dǎo)的“提高每個高中學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)”的新課程理念是至關(guān)重要的。在新課標(biāo)中分為“了解、理解、應(yīng)用”三個水平要求,“分析孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法”屬于應(yīng)用水平,在課程標(biāo)準(zhǔn)必修二模塊的前言部分,還特別指出要讓學(xué)生“體驗(yàn)科學(xué)家探索生物生殖、遺傳和進(jìn)化奧秘的過程”,可見引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)的過程和方法,是必修二模塊的重要任務(wù)之一。

2.透徹講解“假說-演繹法”在高中生物教材中的實(shí)例及思維方式

許多學(xué)生感到假說―演繹法很抽象。如何引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟假說―演繹法?

2.1首先應(yīng)使學(xué)生弄清楚其定義,理清假說―演繹法的思路和過程。

“假說―演繹法”的基本特點(diǎn)是:在科學(xué)研究過程中,研究者在觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對所獲得的事實(shí)材料進(jìn)行加工制作,首先提出某種作為理論基本前提的假說;然后以假說作為出發(fā)點(diǎn),邏輯地演繹出可由經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn)的結(jié)論,構(gòu)成一個理論系統(tǒng)。用這個理論系統(tǒng)解釋和預(yù)見所研究的對象系統(tǒng)的各種現(xiàn)象,并用實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行檢驗(yàn)和修正。通俗的講,“假說―演繹法”是在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題以后,通過推理和想象提出解釋問題的假說,根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理,再通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符,就證明假說是正確的,反之,則證明假說是錯誤的。所以,“假說―演繹法” 的基本思路可以概括為下圖。

2.2還要引導(dǎo)學(xué)生區(qū)別“觀察―歸納法”和“假說―演繹法”。前者是從特殊事實(shí)中概括出一般原理的推理形式和思維方法,后者是從一般到特殊,根據(jù)一類事物都有的一般屬性、關(guān)系、本質(zhì)來推斷該類中的個別事物所具有的屬性、關(guān)系和本質(zhì)的推理形式和思維方法。歸納法從特殊到一般,優(yōu)點(diǎn)是能體現(xiàn)眾多事物的根本規(guī)律,且能體現(xiàn)事物的共性;缺點(diǎn)是容易犯不完全歸納的毛病。 演繹法從一般到特殊,優(yōu)點(diǎn)是由定義根本規(guī)律等出發(fā)一步步遞推,邏輯嚴(yán)密結(jié)論可靠,且能體現(xiàn)事物的特性;缺點(diǎn)是縮小了范圍,使根本規(guī)律的作用得不到充分的展現(xiàn),二者是互為補(bǔ)充、相輔相成的。從近代科學(xué)到現(xiàn)代科學(xué)過程中,以觀察―歸納為主的方法逐漸讓位給以假說―演繹為主的方法。這是因?yàn)楝F(xiàn)代科學(xué)從總體上來說,已經(jīng)不是處在經(jīng)驗(yàn)材料的收集階段,而是處于高度的理論概括和演繹的階段。

2.3教學(xué)中運(yùn)用實(shí)例教學(xué)法引領(lǐng)學(xué)生自我生成“假說―演繹法”的科學(xué)思維方式。孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)是高中生物學(xué)教學(xué)的經(jīng)典內(nèi)容。遺傳因子分離導(dǎo)致性狀分離這一命題,是孟德爾通過豌豆的一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn),運(yùn)用假說―演繹法,歷經(jīng)“提出問題―構(gòu)建假說―驗(yàn)證假說―獲得結(jié)論”建立起來的。因此,這一內(nèi)容非常適合作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的素材。

“假說―演繹法”的過程是不能用灌輸、堆砌等教育方式的,而需要教師引導(dǎo),學(xué)生自覺認(rèn)同。在教學(xué)中,要使學(xué)生體會到孟德爾生活的時代是根本無法看到“遺傳因子”的,借助“觀察―歸納法”是無法研究出遺傳規(guī)律的。因此,引導(dǎo)學(xué)生從當(dāng)時的實(shí)際情況出發(fā),嘗試把自己變成孟德爾,以他的思維方式提出問題,進(jìn)行分析,形成假說,進(jìn)行演繹推理,進(jìn)而引導(dǎo)他們自行設(shè)計出測交實(shí)驗(yàn),這種對重要科學(xué)史的重現(xiàn),既能深入理解科學(xué)知識,也是培養(yǎng)思維能力和科學(xué)方法的重要途徑。通過實(shí)例教學(xué)法,讓學(xué)生真正領(lǐng)悟和自我生成“假說―演繹法”的科學(xué)思維方式。

實(shí)例教學(xué)法:孟德爾“一對相對性狀的實(shí)驗(yàn)”中“假設(shè)―演繹法”的實(shí)施及探究:

教學(xué)過程的難點(diǎn)是讓學(xué)生理解孟德爾研究過程中的哪個步驟是演繹。學(xué)生看到的是孟德爾提出假說后,就設(shè)計測交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)了,那么哪一步是演繹呢?事實(shí)上,實(shí)驗(yàn)所檢驗(yàn)的常常不是假說本身,而是假說的推論,即從假說中邏輯地推導(dǎo)出來的描述個別現(xiàn)象或事件的推論。如果孟德爾要直接驗(yàn)證他的假說,只能用顯微鏡觀察的方法,確定遺傳因子的真實(shí)存在和遺傳因子的傳遞方式,這在當(dāng)時是不可能的。那么,孟德爾設(shè)計的測交實(shí)驗(yàn),實(shí)際上檢驗(yàn)的是“推論”。這個“推論”,就是根據(jù)假說對測交實(shí)驗(yàn)所進(jìn)行的演繹推理得到的論題―雜合子生成配子時具有對性關(guān)系的遺傳因子分離,也就是課本中提到的測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果所要證實(shí)的推論:(1)F1究竟是不是雜合子(Dd)?(2)如果是雜合子,測交后代的性狀分離比是否為1∶1。

2.4利用教材中“假說――演繹法”實(shí)例對學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,拓展提升。在“生物必修2――遺傳與進(jìn)化”模塊中的教材設(shè)計的核心理念之一:主要就采用了“假說―演繹法”, 涉及假說―演繹方法的內(nèi)容很多,其中典型有:

案例2:孟德爾在做豌豆兩對相對性狀的雜交試驗(yàn);

案例3:摩爾根的果蠅眼色遺傳雜交實(shí)驗(yàn);

案例4:DNA分子的復(fù)制方式的提出與證實(shí)。

在生物課程教學(xué)中,教師要結(jié)合實(shí)例,通過創(chuàng)造條件,把教學(xué)過程變成模擬科研過程,讓學(xué)生建立一般科研程序:提出問題 建立假說 驗(yàn)證假說 得出結(jié)論,使學(xué)生真正體會和領(lǐng)悟它的思維和方法。同時要充分發(fā)揮學(xué)生的主動性,讓學(xué)生在閱讀教材的基礎(chǔ)上,結(jié)合假說―演繹法的思路和過程并積極思考,對每一個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、討論,參照案例1寫出每一個實(shí)驗(yàn)的過程和具體內(nèi)容,進(jìn)一步掌握其核心思維的過程和方法,并能靈活運(yùn)用。

3.靈活運(yùn)用“假設(shè)―演繹法”的思維和方法破解生物探究型試題

生物探究型試題包括實(shí)驗(yàn)探究題和遺傳探究題兩類主要題型,在高考中占很大比重,而其類型差異較大,呈現(xiàn)的形式靈活多變,提供的信息較為隱晦,常常令學(xué)生手足無措,思維混亂,得分甚微。其實(shí),遺傳探究題的解題思路不外乎“假設(shè)推斷結(jié)果結(jié)論”,其實(shí)就是“假設(shè)―演繹”的過程。因此,只要掌握了“假設(shè)―演繹法”的思維方法,此類問題往往容易迎刃而解。

例:(2011年福建卷)1.火雞的性別決定方式是ZW型(ZW,ZZ)。曾有人發(fā)現(xiàn)少數(shù)雌火雞(ZW)的卵細(xì)胞未與結(jié)合,也可以發(fā)育成二倍體后代。遺傳學(xué)家推測,該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能是:卵細(xì)胞與其同時產(chǎn)生的三個極體之一結(jié)合,形成二倍體后代(WW的胚胎不能存活)。若該推測成立,理論上這種方式產(chǎn)生后代的雌雄比例是()

A.雌∶雄=1∶1B. 雌∶雄=1∶2

C. 雌∶雄=3∶1 D.雌∶雄=4∶1

答案:D

例2:某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),甲圖為實(shí)驗(yàn)開始狀態(tài),乙圖為實(shí)驗(yàn)結(jié)束狀態(tài)。請在乙圖所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)實(shí)驗(yàn),探究蔗糖的水解產(chǎn)物能否通過半透膜。

增添的實(shí)驗(yàn)材料:蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水浴鍋等。

(1)設(shè)計出繼續(xù)實(shí)驗(yàn)的簡要步驟:

①;

②。

(2)預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并作出結(jié)論。

答案:(1)①向a、b兩管分別加入等量蔗糖酶溶液,水浴加熱(或隔水加熱)U型管至適宜溫度,觀察a、b兩管內(nèi)液面的變化 ②吸取a、b兩管內(nèi)適量液體,分別加入A、B兩試管中,并加入斐林試劑,(60~65℃)水浴加熱,觀察A、B試管內(nèi)有無磚紅色沉淀 (2)如果a、b兩管液面高度差縮小且A、B試管內(nèi)均有磚紅色沉淀,則蔗糖的水解產(chǎn)物能通過半透膜;如果a、b兩管液面高度差增大且A試管內(nèi)無磚紅色沉淀、B試管內(nèi)有磚紅色沉淀。

例3:(2006年高考理綜全國卷1)從一個自然果繩種群中選出一部分未過的灰色和黃色兩種體色的果蠅,這兩種體色的果蠅數(shù)量相等,每種體色的果蠅雌雄各半。已知灰色和黃色這對相對性狀受一對等位基因控制,所有果蠅均能正常生活,性狀的分離符合遺傳的基本定律?,F(xiàn)用兩個雜交組合:灰色雌蠅×黃色雄蠅、黃色雌蠅×灰色雄蠅,只做一代雜交試驗(yàn),每個雜交組合選用多對果蠅。推測兩個雜交組合的子一代可能出現(xiàn)的性狀,并以此為依據(jù),對哪一種體色為顯性性狀,以及控制體色的基因位于X染色體上還是常染色體上這兩個問題,做出相應(yīng)的推斷。

解題思路:

(1)理清條件:自然種群、灰色雌蠅×黃色雄蠅、黃色雌蠅×灰色雄蠅、一代雜交;

(2)明確問題:顯性性狀?基因位于X染色體上還是常染色體上?

(3)作出假設(shè):①假設(shè)黃色為顯性性狀且控制體色的基因在常染色體上。

(4)演繹推理:若黃色為顯性性狀且控制體色的基因在常染色體上,則自然種群中兩個雜交組合的基因型分別為:

(aa)灰雌×黃雄(A_) (A_)黃雌×灰雄(aa)

結(jié)果:F1:黃多于灰,且不論黃體色還是灰體色,雌雄比例相等

(5)得出結(jié)論:若兩個雜交組合的子一代中都是黃色個體多于灰色個體,并且體色的遺傳與性別無關(guān),則黃色為顯性,基因位于常染色體上。

同理可作出假說:②灰色為顯性性狀且控制體色的基因在常染色體上;

③黃色為顯性性狀且控制體色的基因在X染色體上;

④灰色為顯性性狀且控制體色的基因在X染色體的其余三種假設(shè)并推理之。

針對性訓(xùn)練題:果蠅體毛硬而長的毛稱為剛毛,一個自然繁殖的直剛毛果蠅種群中,偶然出現(xiàn)了一只卷剛毛雄果蠅。請回答下列問題:

(1)卷剛毛性狀是如何產(chǎn)生和遺傳的呢?

請嘗試寫出兩仲假說:。

(2)已知這只卷剛毛雄果蠅與直剛毛雌果蠅雜交,f1全部為直剛毛,f1雌雄果蠅隨機(jī),f2的表現(xiàn)型及比例是直剛毛雌果蠅:直剛毛雄果蠅:卷剛毛雄果蠅=2∶1∶1,

此時最合理的假說是:。

第4篇:生物科學(xué)研究的基本思路范文

關(guān)鍵詞 科學(xué) 核心素養(yǎng) 理性思維 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

“光合作用探究歷程”是人教版高中生物《必修1?分子與細(xì)胞》第五章第四節(jié)“能量之源―光和光合作用”第二課時的內(nèi)容。學(xué)生通過初中階段的學(xué)習(xí),對海爾蒙特實(shí)驗(yàn)、普利斯特利實(shí)驗(yàn)、英格豪斯實(shí)驗(yàn)、薩克斯實(shí)驗(yàn)等有了初步的認(rèn)識,對光合作用場所、條件、原理等也有一定的認(rèn)知基礎(chǔ)。學(xué)生有進(jìn)行科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐基礎(chǔ),對科學(xué)探究方法有初步認(rèn)識,已掌握科學(xué)探究的一些基本的方法。這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)是建立于初中學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的知識的進(jìn)一步深化。

科學(xué)發(fā)現(xiàn)史歷程實(shí)際上揭示了人們對于未知領(lǐng)域探究的思維方法,是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的良好資源。生物學(xué)科核心素養(yǎng)中,包含能夠“針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象,進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計、方案實(shí)施以及結(jié)果的交流與討論”;“崇尚并形成科學(xué)思維的習(xí)慣;能夠運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法探討生命現(xiàn)象及規(guī)律”等內(nèi)容。

高中學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)相對穩(wěn)定,對事物的認(rèn)知開始從現(xiàn)象到本質(zhì)逐步深入,具有一定的分析、歸納的深層思維能力。引導(dǎo)學(xué)生解析“光合作用探究歷程”經(jīng)典實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)含的生物學(xué)科思想方法,既能為學(xué)生學(xué)習(xí)光合作用原理奠定基礎(chǔ),同時又能培養(yǎng)生物核心素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生邏輯思維的發(fā)展。

1 引導(dǎo)分析,感悟科學(xué)實(shí)證

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧光合作用發(fā)現(xiàn)史過程的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),激勵學(xué)生要實(shí)事求是、勇于探索,認(rèn)同科學(xué)探究往往需要一個曲折的發(fā)展歷程。教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀“梅耶的科學(xué)研究”小資料,并提出問題:“植物通過光合作用將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存,那么貯存到什么物質(zhì)中呢?”

科學(xué)結(jié)論建立在證據(jù)和邏輯推理的基礎(chǔ)上,因此,教學(xué)的重點(diǎn)并非單純的只關(guān)注科學(xué)結(jié)論,而是通過學(xué)習(xí)過程鍛煉學(xué)生的思維能力。教師可利用問題串,引導(dǎo)學(xué)生積極思考。如分析薩克斯實(shí)驗(yàn)時,針對實(shí)驗(yàn)設(shè)計設(shè)置問題:

① 實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量、無關(guān)變量分別是什么?

② 為什么要對綠葉進(jìn)行暗處理?這樣做的理由是什么?

③ 對同一片葉子進(jìn)行一半曝光、一半遮光處理,體現(xiàn)了科學(xué)研究中的哪些原則?④ 實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是什么?

對實(shí)驗(yàn)的分析深化了對科學(xué)研究一般方法的理解與應(yīng)用。在此過程中,教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)同對真理的追求應(yīng)該表現(xiàn)為基于事實(shí)、合乎邏輯的推理形式。

2 任務(wù)驅(qū)動,探究科學(xué)過程

真正意義上的科學(xué)發(fā)展必須是一種尊重理性和崇尚理性的發(fā)展,科學(xué)結(jié)論必須具有說服力的論據(jù),且通過符合邏輯的推理得到而非依靠表象獲得。

通過初中的學(xué)習(xí),學(xué)生知道光合作用釋放O2。那么,光合作用釋放的O2來源于哪呢?這是高中學(xué)習(xí)要探索的新知。歷史上,魯賓和卡門對這個問題的探究用了同位素標(biāo)記法。要能真正理解同位素標(biāo)記法的原理,需要聯(lián)系化學(xué)知識。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)科間知識滲透和遷移運(yùn)用,引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)學(xué)習(xí)中區(qū)別同一元素的方法。如區(qū)分氕、氘、氚通常采用的方法是什么?同位素有哪些特點(diǎn),同位素為什么可以追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律?在此基礎(chǔ)上,教師介紹同位素標(biāo)記法在生物學(xué)研究中的應(yīng)用,提出問題:要如何利用同位素法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計以探究光合作用釋放的O2到底是來自H2O,還是CO2呢?用什么元素的同位素?分別標(biāo)記什么物質(zhì)?可能出現(xiàn)什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?鼓勵學(xué)生進(jìn)行小組交流討論,嘗試進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計。

師生共同歸納分析魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)原理,教師利用課件展示1939魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法的實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論:光合作用釋放的氧氣來自于水。教師進(jìn)一步提出問題:如何嘗試設(shè)計用H的同位素來追蹤光合作用中的氫原子的轉(zhuǎn)移途徑?以此問題引l學(xué)生思考,進(jìn)行思維訓(xùn)練,讓學(xué)生感悟科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)與巧妙,同時也可檢測學(xué)生是否理解了同位素標(biāo)記法。

教師用課件進(jìn)一步展示:卡爾文利用同位素標(biāo)記14C探明CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑。以此引入卡爾文循環(huán)概念,并提出問題:光合作用的有機(jī)物是怎樣合成的?學(xué)生自主閱讀教材,與小組同學(xué)交流學(xué)習(xí)收獲,培養(yǎng)信息獲取能力與表達(dá)交流能力。

至此,學(xué)生對光合作用生理過程有了實(shí)質(zhì)的理解。這些理解均建立于科學(xué)實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論,在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生依靠思維能力對感性材料進(jìn)行一系列抽象、概括、分析和綜合,形成概念、判斷,通過推理的認(rèn)識過程培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣,尊重理性和崇尚理性,以歸納與概括、演繹與推理、批判性思維等方法探討生命現(xiàn)象及規(guī)律,尋找事物的本質(zhì)、規(guī)律及內(nèi)部聯(lián)系,體現(xiàn)了生物學(xué)習(xí)中對于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3 鞏固深化,形成科學(xué)認(rèn)知

教師要求學(xué)生注意:

① 普里斯特利實(shí)驗(yàn)設(shè)計的不足之處,即實(shí)驗(yàn)還需要增設(shè)無光環(huán)境下的對照實(shí)驗(yàn),與學(xué)生討論改進(jìn)建議;

② 薩克斯實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是光合作用產(chǎn)生淀粉;

③ 恩格爾曼實(shí)驗(yàn)證明氧氣由葉綠體釋放出來,葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所;

④ 魯賓和卡門用同位素分別標(biāo)記CO2和H2O,供綠色植物利用,分析各自放出的氧,證明合作用釋放的氧氣全部來自H2O。

4 教學(xué)反思

4.1 重視初高中銜接,體現(xiàn)學(xué)習(xí)延續(xù)性

本節(jié)課的引入重視學(xué)生初中光合作用發(fā)現(xiàn)史的學(xué)習(xí),幫助學(xué)生回憶初中光合作用發(fā)現(xiàn)過程中的幾個重要經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在初中知識的基礎(chǔ)上展開學(xué)習(xí),提高了學(xué)習(xí)效益,避免了重復(fù)學(xué)習(xí)對教學(xué)時間的浪費(fèi)。

4.2 分析科學(xué)發(fā)現(xiàn)史,進(jìn)行邏輯思維訓(xùn)練

科學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)含了豐富的生物科學(xué)方法教育資源??茖W(xué)發(fā)現(xiàn)過程就是人們探究未知事物,獲得新認(rèn)知的思維過程。實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)的科學(xué)思維方法,可以有效地提高學(xué)生提出假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)的能力,能幫助學(xué)生深刻理解知識、理解科學(xué)的本質(zhì)。教師設(shè)計問題串,引導(dǎo)學(xué)生帶著問題逐步思考,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力,促使學(xué)生學(xué)習(xí)能力得到一定程度的提升。因此,在教學(xué)過程中花了較大的比重對薩克斯實(shí)驗(yàn),魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析,目的是為了幫助學(xué)生歸納科學(xué)探究的一般方法與原則。學(xué)生借助學(xué)習(xí)活動和思維策略解決認(rèn)知沖突,利用歸納、分析、對比等思維方式來建構(gòu)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu),提高了科學(xué)思維能力,深化了知識理解。

4.3 引感體驗(yàn),促使科學(xué)價值觀形成

學(xué)生通過對本節(jié)課的學(xué)習(xí),感悟到科學(xué)的道路的曲折和艱辛,知道科學(xué)知識來之不易,任何一項(xiàng)科學(xué)成果的取得和發(fā)現(xiàn)都是后人在繼承前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過不斷的探究才獲得的。這些體會有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和堅忍不拔的科學(xué)精神,從而使學(xué)生形成尊重科學(xué)、崇尚科學(xué)和獻(xiàn)身科學(xué)的價值取向,奠定其將來從事科學(xué)研究的基礎(chǔ)。

4.4 關(guān)注遷移聯(lián)系,幫助知識理解

本節(jié)課涉及到一些物理與化學(xué)知識,需要教師補(bǔ)充物理、化學(xué)基礎(chǔ)知識,才能幫助學(xué)生理解同位素標(biāo)記法。因此,教師充分研究學(xué)生的知識基礎(chǔ),關(guān)注學(xué)科間的銜接,才能保證課堂教學(xué)活動順利有效開展;同時,也幫助學(xué)生理解科學(xué)發(fā)展進(jìn)程中各學(xué)科的共同發(fā)展、彼此促進(jìn)。

4.5 落實(shí)教學(xué)評價,促進(jìn)概念深化

概念的獲得是一個知識內(nèi)化的過程,需要有鞏固強(qiáng)化的環(huán)節(jié),通過師生互動或是設(shè)置思考題,可以幫助學(xué)生梳理已掌握的知識,建立良好的知識網(wǎng)絡(luò)體系。

本節(jié)課中體現(xiàn)了建構(gòu)主義教學(xué)“基于問題解決來建構(gòu)知識,通過問題解決來學(xué)習(xí)”的基本思路。同時,利用了教材中科學(xué)史的潛在教育功能,引導(dǎo)學(xué)生嘗試像科學(xué)家那樣去設(shè)計實(shí)驗(yàn)、去理性思考,旨在進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

參考文獻(xiàn):

第5篇:生物科學(xué)研究的基本思路范文

關(guān)鍵詞:生物工程;三輪驅(qū)動;導(dǎo)向式;培養(yǎng)模式

中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)38-0007-05

“十三五”是我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重要調(diào)整和升級時期,改革過去以大量耗用生態(tài)資源的粗放型增長方式,轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥萍紴橄葘?dǎo)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[1]。目前生物產(chǎn)業(yè)成為世界各國競相搶占的戰(zhàn)略性位點(diǎn),但現(xiàn)階段我國該產(chǎn)業(yè)層次低、技術(shù)創(chuàng)新不夠、高層人才缺乏,成為限制產(chǎn)業(yè)調(diào)整和升級發(fā)展的瓶頸,培養(yǎng)高層次復(fù)合技術(shù)型創(chuàng)新人才迫在眉睫[2]。生物工程應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,該學(xué)科專業(yè)主要培養(yǎng)在生物技術(shù)和工程領(lǐng)域能進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化工程設(shè)計、生產(chǎn)、管理及新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才[3]。作為人才培養(yǎng)搖籃的高校,理應(yīng)緊跟市場需求,調(diào)整人才培養(yǎng)方案,培養(yǎng)行業(yè)所需人才。湖北民族學(xué)院地處武陵山區(qū)腹地――恩施,是湖北少數(shù)民族地區(qū)唯一一所高校。恩施氣候適宜,良好的生態(tài)環(huán)境使其具有豐富的硒和中草藥等資源,被譽(yù)為世界硒都和華中藥庫,但工業(yè)經(jīng)濟(jì)薄弱,工科人才嚴(yán)重缺乏,嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)刭Y源的合理開發(fā)利用及經(jīng)濟(jì)發(fā)展。地方高校辦學(xué)的宗旨應(yīng)服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展,為行業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。本研究以湖北民族學(xué)院生物工程專業(yè)為實(shí)例,以國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為契機(jī),結(jié)合學(xué)校和地方實(shí)際,以校企“雙軌”聯(lián)合培養(yǎng)為基礎(chǔ),重點(diǎn)探索民族院校生物工程專業(yè)“三輪驅(qū)動”導(dǎo)向式人才培養(yǎng)模式的建設(shè)目標(biāo)和方案,改革調(diào)整專業(yè)發(fā)展思路和定位,整合利用地方和企業(yè)的各種優(yōu)勢資源,為民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展輸送競爭力過硬的應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型優(yōu)秀工程技術(shù)人才。

一、“三輪驅(qū)動”導(dǎo)向式人才培養(yǎng)改革模式的建設(shè)目標(biāo)

按照“終身教育”的大框架,緊密結(jié)合“卓越計劃”和“校企雙軌”培養(yǎng)計劃來設(shè)計和發(fā)展。改革基本思路:以“三輪驅(qū)動”人才培養(yǎng)為主線,讓本專業(yè)學(xué)生真正能夠?qū)崿F(xiàn)“進(jìn)校有門、畢業(yè)有崗”,最終形成“職業(yè)對接、能力本位”的復(fù)合實(shí)用型人才培養(yǎng)模式?!叭嗱?qū)動”即為:根據(jù)學(xué)科特征,在生物工程學(xué)科整體框架內(nèi),因材施教、分流培養(yǎng),依據(jù)學(xué)生個性發(fā)展需求的實(shí)際情況,將學(xué)生分流成三輪驅(qū)動方向培養(yǎng)。第一輪驅(qū)動為“卓越計劃”,旨在培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量生物工程技術(shù)人才。掌握生物科學(xué)和工程技術(shù)基本理論,具有生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、生物工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等方面的知識,能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事生物工程產(chǎn)品生產(chǎn)、工藝設(shè)計、生產(chǎn)管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的應(yīng)用型工程技術(shù)專門人才[4],使其在今后的生物工程領(lǐng)域起骨干和引領(lǐng)作用,為國家走新型產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù),對提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用;第二輪驅(qū)動為“攀登計劃”,以培養(yǎng)大學(xué)畢業(yè)后進(jìn)入更高層次繼續(xù)學(xué)習(xí)深造的學(xué)術(shù)研究人才為核心,注重生物工程專業(yè)知識的深厚、學(xué)生自學(xué)能力、科學(xué)研究能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng),為成為高層次生物工程精英人才奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。第三輪驅(qū)動為“陽光計劃”,以培養(yǎng)生物產(chǎn)業(yè)職業(yè)技能“勝任型”的應(yīng)用性人才為核心,可承擔(dān)生物工程領(lǐng)域的廣譜類技術(shù)和管理人才,培養(yǎng)適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。

二、“三輪驅(qū)動”導(dǎo)向式人才培養(yǎng)改革模式的建設(shè)方案

生物工程專業(yè)“三輪驅(qū)動”導(dǎo)向式人才培養(yǎng)模式總體建設(shè)思路是:以突出“校企雙軌聯(lián)合培養(yǎng)”、“地方性”為特色,與時俱進(jìn),堅持以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重要調(diào)整和升級對新型工程人才的要求為市場需求導(dǎo)向,深入落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,整體設(shè)計、分步實(shí)施、強(qiáng)化能力地穩(wěn)步推進(jìn)改革進(jìn)程。注重學(xué)生的全面發(fā)展,強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐并重,突出創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神與能力培養(yǎng),倡導(dǎo)以學(xué)生為本,充分尊重、重視學(xué)生個性,堅持三輪驅(qū)動導(dǎo)向,培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)、工程意識、工程實(shí)踐能力[5]。

(一)基于“三輪驅(qū)動”培養(yǎng)模式,修訂人才培養(yǎng)方案,定制“菜單式”培養(yǎng)規(guī)格

1.構(gòu)建“校-企、校-地對接、能力本位”的人才培養(yǎng)方案。依據(jù)“三輪驅(qū)動”培養(yǎng)模式,堅持以服務(wù)為宗旨、就業(yè)為導(dǎo)向的質(zhì)量觀,通過與地方相關(guān)行政管理機(jī)構(gòu)和企業(yè)達(dá)成共識,以恩施地區(qū)的硒產(chǎn)業(yè)和生物制藥產(chǎn)業(yè)為實(shí)踐應(yīng)用特色,全面修訂培養(yǎng)方案。突出生物工程的“工科應(yīng)用性”,緊緊圍繞提高學(xué)生的工程意識、專業(yè)技能、專業(yè)基礎(chǔ)知識等工程素質(zhì)和工程能力的實(shí)效性,以“卓越計劃”為核心,將學(xué)生培養(yǎng)成能在生物產(chǎn)業(yè)從事工程設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究及產(chǎn)品開發(fā)的“重實(shí)踐、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的復(fù)合應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。

2.定制、推行“菜單式”人才培養(yǎng)模式。生物工程是21世紀(jì)極具影響力和競爭力的專業(yè),同時也是技術(shù)更新快、具有復(fù)合性和跨學(xué)科性的高科技行業(yè)。結(jié)合地方、學(xué)校特色,順應(yīng)目前中國產(chǎn)業(yè)改革發(fā)展趨勢,以校企聯(lián)合培養(yǎng)為基準(zhǔn),按“三輪驅(qū)動”人才培養(yǎng)目標(biāo),定制各驅(qū)動人才所必須達(dá)到的知識、素質(zhì)和能力等結(jié)構(gòu)的“菜單式”培養(yǎng)規(guī)格,實(shí)施照單管理,分類分流培養(yǎng)和評價?!白吭健庇媱澆藛危褐R結(jié)構(gòu):在掌握寬厚的生物學(xué)基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)上,進(jìn)一步掌握生物工程技術(shù)相關(guān)理論與技能,包括數(shù)理化、工程、電子技術(shù)等的基礎(chǔ)知識,生化、分子、細(xì)胞、遺傳、微生物等生物學(xué)的基礎(chǔ)專業(yè)知識,發(fā)酵、酶、細(xì)胞、基因、生物分離、工程設(shè)備、生物工藝等生物工程的專業(yè)知識,除此外學(xué)習(xí)經(jīng)濟(jì)、企管、法律等的行業(yè)所需的專業(yè)能力發(fā)展知識;素質(zhì)結(jié)構(gòu):業(yè)務(wù)素質(zhì)、身心素質(zhì)、工程素質(zhì)和科研素質(zhì)、正確的價值取向、團(tuán)隊精神、現(xiàn)代信息素養(yǎng)等;能力結(jié)構(gòu):知識能力和專業(yè)能力,工程實(shí)踐能力,強(qiáng)化企業(yè)學(xué)習(xí)和國際交流過程,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程創(chuàng)新思維及工程管理能力。即:生物工程與技術(shù)領(lǐng)域從事生產(chǎn)、管理、設(shè)計和新技術(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)等專業(yè)基礎(chǔ)能力,正確的價值判斷能力、交流溝通管理能力、信息處理能力,了解當(dāng)代生物工程發(fā)展動態(tài)和應(yīng)用前景,具有較強(qiáng)的專業(yè)綜合能力和專業(yè)拓展能力;能獨(dú)立進(jìn)行生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性論證、生物工程上游技術(shù)研究、生物工程工藝和設(shè)備設(shè)計、生物制品分離純化工藝和設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)工藝運(yùn)行管理與監(jiān)察、生物制品質(zhì)量監(jiān)控等專業(yè)發(fā)展能力。

“攀登”計劃菜單:培養(yǎng)規(guī)格上強(qiáng)化生物工程專業(yè)知識結(jié)構(gòu)和科學(xué)研究能力結(jié)構(gòu)兩個模塊,強(qiáng)調(diào)生物工程知識的學(xué)習(xí)掌握、生物工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)研究能力、自學(xué)能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

“陽光”計劃菜單:培養(yǎng)廣譜應(yīng)用性人才,能勝任生物工程領(lǐng)域或其他相關(guān)職業(yè)的工作,以“廣基礎(chǔ),寬口徑”為基本原則,強(qiáng)化“基礎(chǔ)性、實(shí)踐應(yīng)用性”。在專業(yè)知識技能、開發(fā)創(chuàng)新能力等多方位的訓(xùn)練要求上,相對于前兩份菜單主要體現(xiàn)在降低規(guī)格的要求,為職業(yè)奠定廣泛的基礎(chǔ)。

(二)基于“三輪驅(qū)動”培養(yǎng)模式,優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容

1.優(yōu)化課程模塊設(shè)置。生物工程是以基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程和發(fā)酵工程等生物技術(shù)為基礎(chǔ),化工技術(shù)為手段,生物技術(shù)研究成果為對象,產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo),進(jìn)行科研開發(fā)為基本任務(wù)的工科。“三輪驅(qū)動”培養(yǎng)模式的課程體系打破傳統(tǒng)的單一性,實(shí)施多元化,突出“因材施教、分流培養(yǎng)”的三輪驅(qū)動功能,以模塊化課程體系為基本模型,以全面實(shí)施學(xué)分制和彈性學(xué)制作為運(yùn)作載體,推進(jìn)課程改革,構(gòu)建“專業(yè)知識平臺+專業(yè)技能平臺+職業(yè)素養(yǎng)平臺+職業(yè)技能平臺+綜合能力及素質(zhì)平臺”的課程教學(xué)體系。

專業(yè)知識平臺:主要是基礎(chǔ)平臺知識、生物學(xué)基礎(chǔ)知識、生物工程專業(yè)知識、專業(yè)能力發(fā)展知識體系。參照國家教育部的規(guī)劃,設(shè)置生物工程專業(yè)主干課程模塊、適當(dāng)?shù)膶I(yè)基礎(chǔ)課程以及專業(yè)方向的基礎(chǔ)課程模塊。為“卓越”工程師計劃人才,增設(shè)工程素養(yǎng)的主干課程、基礎(chǔ)課程、方向課程模塊,同時為“攀登”人才,加設(shè)生物工程專業(yè)知識的高級課程模塊。

專業(yè)技能平臺:三驅(qū)動人才所需的生物工程實(shí)驗(yàn)技能、信息技術(shù)和計算機(jī)應(yīng)用技能。

職業(yè)素養(yǎng)平臺:生物工程產(chǎn)業(yè)所需的良好道德風(fēng)范。

職業(yè)技能平臺――卓越工程師所需技能;綜合能力及素質(zhì)平臺――職業(yè)生存必要的能力和素質(zhì)。學(xué)科專業(yè)課程系列主干課程模塊體現(xiàn)寬口徑、厚基礎(chǔ),突出培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力的功能;基礎(chǔ)課程模塊體現(xiàn)“高、精、新”,突出培養(yǎng)學(xué)生思考探究能力的功能;選修課程模塊要有足夠的廣度與深度,要融入前沿知識,體現(xiàn)學(xué)科的綜合交叉,突出其提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生初步科研能力的功能。

專業(yè)選修課程模塊化。在加強(qiáng)雙基的同時,為增強(qiáng)專業(yè)的適應(yīng)性,增加適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的植物硒資源開發(fā)利用和生物制藥方向的相關(guān)選修課程專業(yè)課同時開設(shè)任果蔬加工與保鮮、食用菌栽培、特色植物開發(fā)與利用等農(nóng)學(xué)類課程以及市場營銷學(xué)、質(zhì)量管理學(xué)等經(jīng)管類的任意選修課程,拓寬學(xué)生的專業(yè)知識面和就業(yè)渠道。

2.優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容。對于學(xué)科專業(yè)和拓展課程系列中的課程模塊,按課程群對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合,注重科學(xué)性與系統(tǒng)的完整性,同時又要避免單科教學(xué)周期長和課程間的交叉與重復(fù);內(nèi)容分層次,以實(shí)用夠用為度,根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)的要求,對專業(yè)基礎(chǔ)課程進(jìn)行科學(xué)合理的有機(jī)綜合,突出教師精講的“核心內(nèi)容”,“一般內(nèi)容”則在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生自學(xué)鉆研,使知識成為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和探索學(xué)習(xí)的能力的載體;在教學(xué)內(nèi)容整合的基礎(chǔ)上修定教學(xué)大綱,并附課程考綱。充分依托行業(yè)和企業(yè)優(yōu)勢,不斷深化教學(xué)改革,積極拓展產(chǎn)教結(jié)合、校企結(jié)合的培養(yǎng)模式,實(shí)踐一條校企全程合作進(jìn)行人才培養(yǎng)的全新途徑和方式。

(三)基于“三輪驅(qū)動”培養(yǎng)模式,加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)

師資隊伍建設(shè)為專業(yè)建設(shè)之根本。生物工程專業(yè)將按照“穩(wěn)定、培養(yǎng)、引進(jìn)”的建設(shè)思路,穩(wěn)定、培養(yǎng)現(xiàn)有教師、適當(dāng)引進(jìn)高學(xué)歷人才,借智企業(yè)卓越工程師等措施,走內(nèi)涵發(fā)展道路,采用“內(nèi)引外聯(lián)”、“請進(jìn)來,走出去”的方式,一方面,聘請企業(yè)優(yōu)秀人才擔(dān)任本專業(yè)兼職教師或產(chǎn)業(yè)教授[6],另一方面,鼓勵學(xué)校教師通過博士服務(wù)團(tuán)、青年教師進(jìn)企業(yè)等湖北省教師培養(yǎng)項(xiàng)目,選派教師深入企業(yè)、政府管理部門等實(shí)踐鍛煉,與企業(yè)、行業(yè)接軌,打造“雙師型”教師隊伍。以教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)為推動力,以活動為載體,鼓勵、扶持團(tuán)隊教師,特別是青年教師積極參加團(tuán)隊研討課、學(xué)科帶頭人和骨干教師示范課等活動,促使普通教師向優(yōu)秀教師轉(zhuǎn)變,優(yōu)秀教師向名師轉(zhuǎn)變;強(qiáng)化對青年教師培養(yǎng)的各種措施,不斷完善青年教師匯報課、說課、課件制作等一系列教育教學(xué)技能競賽,促使其快速成長;積極開展教學(xué)研究,組織團(tuán)隊成員努力申報各類教研項(xiàng)目,以研究促發(fā)展,鼓勵教師參加國內(nèi)外教學(xué)研討會;以學(xué)科責(zé)任教授、教學(xué)責(zé)任教授及課程責(zé)任教師為骨干,抓好業(yè)務(wù)建設(shè),鼓勵教師采用雙語教學(xué),設(shè)計制作適宜自身課程特色的教學(xué)電子資源,積極投入到微課、慕課教學(xué)模式探索,按學(xué)科群組織科研與教學(xué)結(jié)合的教師學(xué)術(shù)梯隊,開展學(xué)術(shù)研究與教學(xué)研究,使集體智慧與個人特長得到充分發(fā)揮,形成本專業(yè)特色的學(xué)術(shù)風(fēng)格,搭建教師快速成長的平臺,提高整體教學(xué)水平。

(四)基于“三輪驅(qū)動”培養(yǎng)模式,改革教學(xué)方式方法,強(qiáng)化教學(xué)資源建設(shè)

1.建立差異化教學(xué)方式和手段,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。根據(jù)現(xiàn)代人才觀、質(zhì)量教學(xué)觀,生物工程專業(yè)必須打破傳統(tǒng)單純知識傳授式的教學(xué)方法,教師應(yīng)當(dāng)用各種方法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)生的潛能和鉆研興趣,留出足夠的知識空間與學(xué)習(xí)時空讓學(xué)生自主思考、探索,發(fā)展個性、智能和綜合能力。而教師則應(yīng)組織學(xué)生充分討論、交流,起指導(dǎo)者和引領(lǐng)者作用。因此,教師應(yīng)靈活選用多種教學(xué)方法和手段,重視分層次教學(xué),開放教學(xué)時空,打破完全的45分鐘課堂制,堂內(nèi)外、校內(nèi)外結(jié)合,傳統(tǒng)媒體和新媒體手段的結(jié)合,將教師主講、學(xué)生研討、學(xué)生、啟發(fā)、程序教法等有機(jī)結(jié)合,積極嘗試啟發(fā)討論式、案例式、虛擬式、研究式、總結(jié)式等教學(xué)方法,完成教學(xué)目標(biāo)。對于雙基類課程主要采用差異化教學(xué)方式和手段。差異化主要體現(xiàn)為:根據(jù)課程性質(zhì)的不同教法的差異化和三驅(qū)動人才培養(yǎng)規(guī)格的不同對學(xué)生學(xué)習(xí)要求的差異化。生物工程專業(yè)課,內(nèi)容基本是集理論、方法與技術(shù)于一體的綜合性課程,根據(jù)“三輪驅(qū)動”培養(yǎng)目標(biāo)及不同課程的特點(diǎn),選用不同的最優(yōu)教法,如與制藥相關(guān)的課程采用案例教學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)采用啟發(fā)式教學(xué)或混合法。在專業(yè)選修課教學(xué)時,結(jié)合學(xué)生個體能力水平、興趣風(fēng)格等的差異,綜合運(yùn)用差異化教法,區(qū)別調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,靈活采用班級、小組、課外、個別和興趣教學(xué)等多種組織形式,教學(xué)形式多樣化,時空開放化,重視不同個體的個性特征和認(rèn)識特性,分層次教學(xué),實(shí)現(xiàn)學(xué)生整體發(fā)展基礎(chǔ)上的個體優(yōu)化。

對于專業(yè)技能和實(shí)踐技能類課程,以“任務(wù)驅(qū)動法”作為教改重點(diǎn)。任務(wù)驅(qū)動法教學(xué),能為學(xué)生提供體驗(yàn)實(shí)踐和感悟問題的情境,圍繞任務(wù)展開學(xué)習(xí),以任務(wù)的完成結(jié)果檢驗(yàn)、總結(jié)學(xué)習(xí)過程,改變學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。在教學(xué)過程中以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、任務(wù)為主線、如何確定任務(wù)為核心,解決任務(wù)為關(guān)鍵。以三輪驅(qū)動人才培養(yǎng)規(guī)格的菜單為依據(jù),以“任務(wù)驅(qū)動法”進(jìn)行技能類課程的教學(xué)。該教學(xué)分四個階段實(shí)施。第一個階段為“照單配藥”。即創(chuàng)設(shè)情境、研究論證確定任務(wù)階段,由專業(yè)技術(shù)骨干和課程責(zé)任教師組成團(tuán)組,參照三菜單的人才培養(yǎng)規(guī)格,確定三個層面各自具體的教學(xué)任務(wù),形成可行性任務(wù)報告。第二階段為“服藥”,即教學(xué)實(shí)施階段,學(xué)生首先按自身實(shí)際情況,選擇確定自己的學(xué)習(xí)任務(wù),然后以明確的任務(wù)為驅(qū)動,進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)。第三階段為“藥效”。即教學(xué)效果評價階段,以學(xué)生自評、互評、師評三方共評的方式驗(yàn)證任務(wù)的完成情況,3方評價為基準(zhǔn),確定學(xué)生的成績。第四階段為“調(diào)藥”。即修正、完善階段,對前三階段的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行全面評估,修正、完善該教學(xué)模式。

2.進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)資源建設(shè)。充分利用校企資源互補(bǔ),用兩種教育教學(xué)資源優(yōu)化教學(xué),特別是實(shí)踐教學(xué),共建技能培養(yǎng)基地,改革教學(xué)內(nèi)容,減少驗(yàn)證性、單元性實(shí)驗(yàn),增加綜合性、設(shè)計性和反映現(xiàn)代科技成果內(nèi)容的研究型、自主式實(shí)驗(yàn),突出學(xué)生中心地位,形成以自主式、合作式、研究式為主的學(xué)生學(xué)習(xí)方式,加大開放實(shí)驗(yàn)力度,激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣,在建設(shè)好已有的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新基地的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步與聯(lián)合培養(yǎng)單位、大中型生產(chǎn)企業(yè)等單位的合作,建設(shè)多層次的頂崗實(shí)習(xí)和創(chuàng)新基地。加強(qiáng)畢業(yè)論文的規(guī)范化管理,進(jìn)一步加大實(shí)驗(yàn)類和基礎(chǔ)教育研究類論文選題比例。強(qiáng)化畢業(yè)論文與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,讓學(xué)生盡早進(jìn)入畢業(yè)論文工作,提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。針對大學(xué)生的就業(yè)意向,結(jié)合教師的科研課題、企業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目以及大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目等,有計劃地組織學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。通過在實(shí)地頂崗實(shí)習(xí)和實(shí)踐的過程中,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。

(五)基于“三輪驅(qū)動”培養(yǎng)模式,打造“階梯式”實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)模式

階梯式實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)模式具體從教學(xué)內(nèi)容和質(zhì)量要求二方面展開,教學(xué)內(nèi)容的階梯式指將學(xué)生的技能以數(shù)字臺階來量化訓(xùn)練,規(guī)劃好每一臺階學(xué)生應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn),由低到高,逐級達(dá)標(biāo),逐級上升,直至到達(dá)目標(biāo)層,完成培養(yǎng)目標(biāo)。質(zhì)量的階梯式指“三輪驅(qū)動”人才在每臺階教學(xué)成績的要求規(guī)格各異,實(shí)現(xiàn)真正意義上的分類教學(xué)管理。

生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)遵循由淺入深、循序漸進(jìn)的教育規(guī)律,構(gòu)建一體化多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,形成循序漸進(jìn)、前后銜接、交叉滲透,由單一到綜合,自主設(shè)計至研究開發(fā)四個層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系。對低年級學(xué)生首先通過理論教學(xué)建立學(xué)科的系統(tǒng)概念,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中以過程認(rèn)知教學(xué)為主,通過大量的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(以演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主),使學(xué)生對學(xué)科有初步的感知、掌握基本儀器的使用及基本實(shí)驗(yàn)方法,訓(xùn)練其基本技能,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、規(guī)范的研究習(xí)慣與方法。第二層次:在第一層次的基礎(chǔ)上增加專業(yè)課程的學(xué)習(xí),逐步減少實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例,同時加大綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的比例。此時,學(xué)生在掌握了一定基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,加上實(shí)驗(yàn)課程對學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力的訓(xùn)練力度加大,作為進(jìn)一步的措施和發(fā)揮,一方面學(xué)校向?qū)W生開放實(shí)驗(yàn)室,鼓勵學(xué)生自主創(chuàng)新,逐步接觸科學(xué)研究;另一方面,學(xué)??梢越M織學(xué)生到校外的教學(xué)基地去見習(xí),讓學(xué)生熟悉專業(yè)學(xué)科在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用及整個生產(chǎn)流程。第三層次。主要針對高年級學(xué)生,這類學(xué)生對專業(yè)知識有相當(dāng)程度的掌握,主要教學(xué)目標(biāo)為在基本實(shí)驗(yàn)技能、方法的基礎(chǔ)上,促進(jìn)科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的提高,強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中可以適當(dāng)穿插跨課程甚至是跨學(xué)科的綜合性大實(shí)驗(yàn),促使不同課程間的知識融合;同時,進(jìn)一步增加設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的比例,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。學(xué)生在有一定科研基礎(chǔ)訓(xùn)練的情況下,專業(yè)導(dǎo)師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科研論文的寫作方法,鼓勵學(xué)生在課余時間廣泛涉獵相關(guān)專業(yè)的科研論文,關(guān)注學(xué)科的發(fā)展,完成綜述,嘗試將設(shè)計性實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室開放所完成的實(shí)驗(yàn)課題形成論文,并鼓勵學(xué)生積極發(fā)表,完成從基礎(chǔ)、專業(yè)知識積累到專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練的過渡。第四層次:此時,學(xué)生進(jìn)入實(shí)習(xí)階段,通過校內(nèi)校外、專業(yè)實(shí)習(xí)畢業(yè)實(shí)習(xí)等多層次的實(shí)習(xí),畢業(yè)論文(設(shè)計)等綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),充分培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。此階段,學(xué)校各級實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開放、充分利用教學(xué)基地的資源來完成畢業(yè)論文(設(shè)計)將是工作的重點(diǎn)。通過該層次的訓(xùn)練,學(xué)生不但能體會自身知識、能力如何在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用與發(fā)揮,而且完成了學(xué)以致用的過渡,也了解了學(xué)科。生物工程專業(yè)實(shí)踐內(nèi)容包括工程基本技能(細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、發(fā)酵工程、生物分離工程、生物反應(yīng)工程)、化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)(工程制圖)、然或人工構(gòu)建的分子、細(xì)胞或組織實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化的中、下游過程技術(shù)和工程技能等[7]。

精心設(shè)計實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐動手能力:保留經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,淡化課程界限,整合相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,夯實(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能。經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有利于學(xué)生學(xué)習(xí)基本實(shí)驗(yàn)技能,有些經(jīng)典項(xiàng)目大多會設(shè)置在不同的實(shí)驗(yàn)課程中,如“分光光度計的使用”這一經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在“生物化學(xué)”、“發(fā)酵產(chǎn)品分析”等實(shí)驗(yàn)課程中都會設(shè)置,為避免資源浪費(fèi),按照課程的先后,將其整合到生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,通過強(qiáng)化練習(xí),學(xué)生的這一基本實(shí)驗(yàn)技能得到了鞏固,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇拓展了空間;結(jié)合恩施藥物和硒資源的生物工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展動態(tài),將科研成果融入到教學(xué)中,如將天然產(chǎn)物的提取、分離、純化、改性、應(yīng)用等課題研究成果應(yīng)用于生物化學(xué)等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,不僅使學(xué)生掌握了基本實(shí)驗(yàn)技術(shù),而且對學(xué)生專業(yè)操作技能進(jìn)行全面訓(xùn)練,加深了專業(yè)理論與實(shí)踐的聯(lián)系,有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合性、系統(tǒng)性地應(yīng)用所學(xué)知識和技能解決實(shí)際問題的能力。特別是對于“攀登”人才的培養(yǎng),強(qiáng)化科研和創(chuàng)新能力,不僅在教學(xué)質(zhì)量的要求規(guī)格上高于另兩類人才,而且應(yīng)積極引導(dǎo)他們盡早跟著相關(guān)導(dǎo)師作參與課題的研究。

質(zhì)量的階梯式即:按照三驅(qū)動人才培養(yǎng)目標(biāo),制定每一臺階各類人才不同的達(dá)標(biāo)規(guī)格,實(shí)現(xiàn)真正意義上的分流管理培育。

(六)基于“三輪驅(qū)動”培養(yǎng)模式,改善相應(yīng)的評價體系和教學(xué)管理制度

以現(xiàn)有的教學(xué)管理隊伍為基礎(chǔ),推行教學(xué)工作的目標(biāo)管理,發(fā)揮專業(yè)團(tuán)隊的作用,加強(qiáng)對日常教學(xué)過程管理:一步完善和修訂現(xiàn)行的教學(xué)管理制度、教學(xué)環(huán)節(jié)基本規(guī)范和要求、教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和管理體系、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督和評價體系。改革課程考試方式,依課程性質(zhì),豐富和完善課程考試形式,筆試可采取試卷、小論文、論述、調(diào)研報告等形式,口試可以演講、口述、辯論等形式,技能類可以是動手操作、設(shè)計制作作品等等;進(jìn)一步完善課程評價體系和評價辦法,打破完全的課堂45分鐘制度;建立開放實(shí)驗(yàn)室管理制度和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式,為學(xué)生探索性、綜合性、開放性實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)論文搭建平臺。充分調(diào)動專業(yè)團(tuán)隊在教學(xué)管理、教學(xué)研究中的積極性。教師按專業(yè)課程群組成教學(xué)改革與實(shí)踐責(zé)任小組,負(fù)責(zé)教學(xué)內(nèi)容的整合,課程教學(xué)大綱的修定,教材的評審選用,教學(xué)方法與教學(xué)手段的現(xiàn)代化改革等;成立專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會,加強(qiáng)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。由教學(xué)責(zé)任教師組成專門責(zé)任小組,負(fù)責(zé)國內(nèi)外高校教學(xué)改革信息的調(diào)研,負(fù)責(zé)師資隊伍培養(yǎng)建設(shè)規(guī)劃的制定與實(shí)施,領(lǐng)導(dǎo)小組定期檢查各責(zé)任小組的工作進(jìn)展,組織責(zé)任小組之間的工作交流與研討;對于子目標(biāo)任務(wù)所獲得的成果,及時組織學(xué)校內(nèi)專家組進(jìn)行評估鑒定。特別注意提煉專業(yè)建設(shè)過程中的創(chuàng)新點(diǎn)和突破點(diǎn),注重成果在教學(xué)實(shí)踐中的推廣應(yīng)用;運(yùn)行并完善學(xué)科專業(yè)學(xué)生管理的導(dǎo)師制,建立每個學(xué)生系統(tǒng)全面的大學(xué)4年成長檔案,促使每位學(xué)生準(zhǔn)確定位自己的驅(qū)動人才類型,按菜單規(guī)格完成自己的學(xué)業(yè)。

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