時間:2022-10-27 19:13:31
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二、教學內容及教學方法的調整
(一)教學內容的調整
在該課程已有課程體系的基礎上,對傳統的課程體系進行有效的改造,弱化生物學相關理論的講解,加強應用知識和相關文化知識的講授,建立起適應生態旅游專業本身發展需要的課程體系。
1.課程框架體系的調整
傳統的課程構架是按總論和各論講解,各論是分科屬講述的,對種的特征和應用講述較少,重點強調的是植物的科屬特點。在課堂實踐中發現,該教學法對于生態旅游專業學生來說,效果不好。根據生態旅游專業學生形象思維能力強,而生物學基礎薄弱的特點,弱化了植物所屬的科屬及其特征,僅需學生掌握該種植物的主要特征及其觀賞特性。
2.教學內容的改進
觀賞植物學作為一門實踐性較強的課程,既要重視基本理論的學習,又要提高學生的綜合運用能力。對生態旅游專業學生而言,要培養學生認識和講解能力,并以新穎有效的手段實現教學目標。在具體實踐中,理論知識做到“適度”“夠用”,僅用6學時進行深入淺出的介紹,點到為止。將剩余的大部分學時放到植物種類的教學中,主要給學生介紹旅游中常見的觀賞植物的種類、特征及相關的文化知識,并結合實習,使學生能掌握北方常見的觀賞植物上百種,學會講解該植物。
(二)教學方法的改革
通過選擇多種教學方法,激發學生的學習主觀能動性,拓寬知識面,讓學生能夠更好地參與到教學當中來,提高學生的學習興趣,活躍課堂氣氛,做到教學相長。
1.理論教學方面
(1)采用多媒體教學方式。多媒體教學中,通過形象的演示,加上教師深入淺出的講解,學生會在不知不覺中學到知識。教師通過自己拍照、網絡等方法積累教學材料,將圖片、動畫制作成精美的課件,學生可以很直觀地看到植物的特殊性,對于形態特殊的觀賞植物,一張圖片就可以讓學生深刻記憶,如黃櫨、銀杏等。
(2)利用啟發式教學。觀賞植物學不僅是自然科學,還有很深的文化內涵。在教學過程中,注重相關知識如詩詞、典故、花語等的積累,使學生獲取更多的信息。在課堂教學時,放一些植物圖片,啟發學生用專業的詞匯去描述;采集相關的植物標本帶到課堂,讓學生更直觀地理解。每次課利用5-10分鐘讓學生講解觀賞植物的趣事及見過的有特色的植物,使學生更好地掌握理論知識,并且可以提高自信心及語言表達能力。
2.實踐教學方面
(1)注重實踐教學。在實踐教學中,實習3-4次,主要是常見樹木和花卉的識別。秦皇島市區各大景區有觀賞植物上百種,從春天的迎春、玉蘭,到夏天的荷花、合歡,到秋天的木槿、,到冬天的臘梅等,再到四季常綠的松柏等。四季有景、四季有花,非常適合學生的實踐教學。
(2)培養學生的綜合歸納能力。要想讓學生盡快掌握大量的樹種識別知識,只有培養學生的興趣,才能達到事半功倍的效果。讓學生學會歸納,善于總結,在對比的同時,可以更好地認識植物。在實踐教學中,除了觀賞植物的識別外,還要注重學生對觀賞植物的講解能力,讓學生對各類植物進行評價,調動學生學習的積極性。
2互動式教學模型具體含義及意義
互動式教學模式是以營造多邊互動為基礎的教學模型,在實際的教學過程中,要求師生之間、生生之間進行平等的交流,以各自不同的觀點,通過不斷的思維碰撞和探討,分析出真正的科學內涵。在此其中,可以激發教學雙方的探索性和積極性,從而活躍學生思維,提高教學質量。這種教學方法從本質上克服了傳統教學的不足,它在本質上改變了課堂上教師“一言堂”的局面,但也沒有形成學生自主學習的“放羊”式的教學方式。該教學方式不僅要求教師按照教學大綱,對學生進行系統的知識講解,也要求教師按照學生具體的提問與感興趣的話題進行深入講解,實現有重點的因材施教。互動式教學模式的本質是通過提問的方式激發學生的學習興趣,活躍學生的思維,進而形成師生間和生生間的互動。以設計的問題為主線,通過雙方的交流,思想的碰撞,做到互相啟發和互相激勵,最終形成一個新的認識,培養出學生自己的知識架構。比如:在課堂上講解植物光合作用這章時,為了使學生能夠更為深入了解光合作用中三個階段的聯系,可以用2/3的時間進行知識講解,然后利用1/3的時間進行討論與問答。這樣不僅將大綱知識進行了講解,確保進度不耽誤,又關注了學生關心的問題,對這些問題進行有重點的分析講解,使學生能夠深入了解每章重點,構建自身的知識架構。互動式教學可以充分發揮學生的主觀能動性,激發學生的學習欲望,不僅使他們真正成為課堂的主人,也能高效完成教學任務。
3植物生理學教學正確使用互動式教學模型
正確使用互動式教學不是讓學生徹底的自主學習,形成“放羊”的現象,也不是傳統的“一言堂”,而是通過師生雙方平等的交流,得到最大的收益。隨著我國現代化教育的不斷發展,多媒體已經普及到教學中,多媒體教學手段的使用極大提高了學生學習的積極性,教師在講解知識時,可以將文字、圖像、視頻等進行有機結合,以形象、生動的效果吸引學生的注意力,將抽象的知識點變得形象,將枯燥的公式變得有趣,在播放多媒體時,適當融入些問題,吸引學生的眼球,讓學生的思維緊跟教師的步伐,以獲得最佳的教學效果。比如:在講解光合磷酸中ATP形成的機理時,傳統的板書和圖片進行結合,往往讓學生感覺苦澀難懂,通過多媒體教學,可以讓學生直觀了解其中的原理,使原本難懂的知識變得簡單易懂,之后再結合雙方的討論,對其中存在的疑慮進行分析,從而使學生深入了解,記憶更加深刻。在使用多媒體教學時,教師應精心設計課件,將有用的資源進行分類整理,然后根據自身的教學理念,設計出適合自身和學生的教學方法,從而增加課堂的趣味性,提高學生的積極性,提高教學質量。
4對互動式教學的評價
互動式教學是一種雙向的活動,它更體現學生的主體作用。在教學過程中,教師可以根據課程章節的重難點對學生進行提問,然后根據這些重難點,學生再進行分析,然后提出自己不同的見解,教師可以對這些見解進行分析,對其中存在的問題進行漸進式引導,從而使學生了解正確的觀點和知識。這種教學方式是通過師生間平等的“對話”來完成的,這種教學方式不僅可以傳授學生知識,發揮學生潛在能力,在交流中,思想碰撞中,也會讓教師完善自己的知識建構,使雙方受益,發揮課堂最大的價值。
5結語
互動式教學模式是一種師生間、生生間平等的“對話”模式,它從本質上徹底摒棄了傳統教學模式的弊端,改變了教師“一言堂”的局面,使課堂上由“以教師為中心”變為“以學生為中心”。這種教學模式在植物生理學教學中的使用,不僅活躍了課堂,還提高了學生的積極性,活躍了學生的思維,使學生能夠更好的構建自己的知識體系,發揮自身的潛能。對教師而言,這種教學方法降低了教師的壓力,還能及時了解學生的困惑。在交流與思想的碰撞中,教師也可以發現自己的知識盲點,完善自身知識結構,共同提高。
參考文獻:
[1]沈曉如,來鳴.互動式教學模式在健康體檢導檢人員規范化培訓中的應用研究[C]//浙江省醫學會健康管理學分會成立大會暨首屆學術年會論文集,2008.
[2]班鳳梅.互動式教學模式在專業英語教學中的應用[C]//經濟發展與管理創新———全國經濟管理院校工業技術學研究會第十屆學術年會論文集,2010.
[3]丁慧.互動式教學模式在英語專業教學中的應用[C]//吉林省第二屆中小學教師優秀科研成果評選獲獎論文匯編(特等獎),2011.
[4]李振喜.重視病理生理學實驗教學,提高實驗教學質量[C]//中國病理生理學會中專教育委員會會議論文集,2003.
[5]吳其夏.2020年中國病理生理學發展規劃綱要[C]//2020年中國科學和技術發展研究(下),2004.
[6]姜德才.機能實驗學———涵蓋生理學、藥理學、病理生理學的實驗教材[C]//第八屆全國生理學教學研討會論文摘要匯編,2005.
[7]殷蓮華,錢睿哲,金惠銘.培養適應21世紀需要的醫學衛生人才———復旦大學病理生理學的教學改革[C]//2005年中國病理生理學教學研討會論文集,2005.
[8]吳立玲,王程,徐海,等.PBL教學方法在病理生理學教學中的實踐[C]//2005年中國病理生理學教學研討會論文集,2005.
如針對我校的應用化工技術專業,我們通過教學研究和大討論對基礎理論教學內容進行了整合,去掉一些單純理論推導,保留了最基本的、基礎的、原則的內容.對于無機化學中“原子結構和元素周期律”、“分子結構和晶體結構”這些難度較大,而在工廠、企業等實際應用中用途不大的內容知識,適度減少了其部分教學內容,著重講授了化學反應速率和化學平衡及其應用.在教學中筆者十分重視本學科的研究現狀、發展方向、研究方法和研究成果等,會在學習有關內容時,及時將最新研究成果和最新技術吸收進來,使教學內容具有前瞻性和啟迪性,如在講解配合物相關知識時,會向學生介紹配合物在光、電、磁學以及吸附分離等方面的應用及發展前景,在講解“元素及化合物”的相關內容時,會向學生介紹有關重金屬污染、微量元素與人體健康的相關知識,這樣既可以增加課堂的新穎性、趣味性,又有利于培養學生對化學的學習和探究興趣.
2更新教學方法和教學手段,提高教學效果
教學方法和手段的更新是課程改革的難點.要積極開展教學研究,探索教學規律,重視學生的主體地位,充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性.教學過程中我們采用了多種教學方法,如啟發式、討論式、探究式等教學方法,用以不斷激發學生的學習興趣,同時有效地避免了“滿堂灌”,給學生留有一定思維的空間、自學的空間.如在講解完雜化軌道理論和價層電子對互斥理論時,采用了討論式教學,在將兩種理論的主要內容學習完后,以相關習題作為依據,讓學生分組討論兩種理論的聯系與區別、二者的優點與不足,學生們發言后,教師再作總結,這樣做不但有利于幫助學生更好地理解教學內容,也充分調動了學生學習的主觀能動性和學習效率.將優秀的、傳統的教學方法與現代化的教學方法相結合,積極推進多媒體輔助教學.無機化學的教學內容既涉及晦澀、難懂的理論知識,又涉及瑣碎、繁多的元素化合物知識,開發計算機輔助教學,制作相應CAI課件,可將教學內容形象化、直觀化,增加教學容量,大大提高教學效率.如在無機化學課程課堂教學中,經常涉及分子和原子模型平面和立體圖形等,可通過FLASH動畫的形式進行展示,可使微觀的現象得以生動地描述,圖文并茂,動靜結合,將抽象的行為形象化,便于學生輕松掌握原本非常抽象的理論.為便于學生自主學習,我們還可以充分利用網絡技術,將課程的教學大綱、教案、課件、習題、參考書籍等教學資料上網,實現優質教學資源共享,為學生創造一個好的、開放性的學習環境.
3注重實驗教學,理論聯系實際
無機化學是一門實驗科學,通過直觀的實驗現象能幫助學生很好地理解和掌握無機化學的基本理論和基礎知識,有助于學生理論與實踐相結合.因此,我們在講授理論的同時開設實驗課,加強實踐內容,強化實踐環節,注重實踐操作與綜合能力的培養.在實驗內容的選擇方面,強調實驗的基本操作,如選擇溶解、蒸發、結晶、溶液的配制、試劑的取用等實驗,不斷強化學生的基本操作訓練;同時,減少驗證性實驗,增加制備性、綜合性實驗.如刪減了實驗教材中元素錫、鉛、銻、鉍、銀和汞等的性質實驗,增加了硝酸鉀的制備與提純、三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備等制備性、綜合性實驗,特別是三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備實驗是以廢鐵屑為原料制備硫酸亞鐵銨,然后再制備三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀并進行草酸根離子及鐵離子含量測定實驗的(該綜合性實驗含3個實驗,共時),這樣就逐步形成了一套由淺入深、循序漸進、重在應用的實驗教學模式,進一步強化培養了學生獨立思考、解決問題的能力,以及動手能力,啟迪了他們的創造思維.結果表明,具有較好的教學效果.
4科學設定考核方法
考核是教學過程的一個重要環節,其目的是為了檢驗學生學習的成效,評估教師教學水平與教學效果.科學、有效的考核方法有助于教師更好地做出正確評估.目前我校無機化學理論課和實驗課考試成績均由平時成績和期末考試成績兩部分組成,平時成績占30%,期末考試成績占70%.對于無機化學理論課,平時成績可通過課堂提問、平時作業、撰寫小論文、無機化學知識競賽成績、章節測試成績、出勤等幾方面的考查給出成績;對于實驗課,則可通過對預習報告、出勤情況、實驗紀律、實驗操作、實驗報告等方面的考查,綜合求出平時成績.理論課的期末考試以筆試為主,內容強調無機化學的基礎理論知識;而實驗課的考試以實際操作為主.實驗課考試前,我們將考試所需的儀器和試劑置于實驗臺上,由學生隨機抽取內容不同的考題,要求學生根據不同考題,運用所學知識在已有的儀器和試劑中選擇所需儀器和試劑,在規定時間內設計出相應的實驗方案,并根據方案進行現場操作.監考老師根據實際操作現場打分,這樣的考核可更科學、真實地反映學生的知識應用能力和實驗動手能力.
2中職生物化學教學改革措施
2.1教學聯系生活激發學習興趣
生物化學知識并不是空想產生的,它來源于生活,同時也在生活中得到廣泛應用,對生產生活具有很大的幫助。在生物化學教學過程中,教師不僅是簡單地傳授給學生相關知識,還要培養他們生物化學知識應用能力,用所學的知識解決生活中的問題。這種生活與教學緊密結合的教學方式,能夠有效激發學生的學習興趣。例如,在學習“高血糖和低血糖”相關知識時,就可以采用教學內容與實際生活相聯系的教學方式。在日常生活中,每個學生都會遇到或聽說過某人高血糖或者低血糖,可以讓學生查閱相關資料,了解高血糖和低血糖人群,以及血糖異常帶來的人體損害。根據統計“我國糖尿病患者已達7000萬人,處于糖尿病前期人群占總人口比例達15%,也就是說我國高血糖者的比例達四分之一”。而血糖過低則會出現頭暈、心悸、出冷汗等癥狀,對人的身體健康都是有害的。通過這一問題的學習讓學生意識到知識的重要性和在實際生活中發揮的作用,如果掌握好相關知識在生活中就可以為這些人提供建議和幫助。通過教學知識與實際生活相結合,能夠使學生認識到教學與生活的關系,并激發他們學習該課程的主動性,不斷開拓思維,增強創新能力。由于生物化學課程的性質使教學過程充滿了復雜的化學知識和理論分析,導致很多學生不喜歡該課程。作為教師,要重視與學生之間的交流溝通,特別是對這門課程缺乏學習興趣的學生,要認真了解他們的心理和想法,傾聽他們在學習中的難處,幫助他們走上學習正軌。另外,還要鼓勵學生主動與教師聯系,特別是遇到難以理解和抽象的知識時,要及時詢問老師,及時解決問題,否則越積越多,學習更跟不上步伐。
2.2采用網絡教學和多媒體教學手段
網絡教學是最近幾年較為流行的教學方式,它具有方便快捷的特點。網絡教學是對課堂教學的補充,在生物化學課程教學過程中,也可以適當采用網絡教學模式,對課堂教學中的不足進行補充豐富。例如,當前非常流行的網絡交流工具QQ,教師可以在上面建立群,并開展網上視頻教學,并在上面開展提問、答題等教學活動。網絡教學能夠充分利用網絡中豐富的教學資源,及時為學生解決困難問題。例如,“酶的結構與功能”這一知識,通過網絡動畫和多個角度展示,有助于學生對該知識點的理解和掌握。這種教學方式,使教師和學生不用直接面對面,減輕了學生的緊張感和壓力,有助于活躍思維和拓展想象力。另外,在課堂教學中,要改變傳統的單一說教式教學,不斷豐富教學手段。當前,多媒體教學在中職課堂教學中得到重視,應當說,多媒體對提升教學質量有很大幫助。多媒體具有形象生動化的特點,能夠將單調枯燥的知識變得形象直觀,對學生來說較為容易接受。同時還能夠有效提高課堂的教學效率,減少教師的板書時間,當然,這也需要教師提前做好課件,保證課堂教學質量。此外,通過多媒體的教學形式,也為學生提供了更多思考的空間,使學生對問題舉一反三,對問題進行延伸理解,從多個角度尋找問題的答案,多媒體技術對于教學效率的提高有著重要作用。
2.3注重培養學生的分析和自學能力
生物化學是一門操作性很強的學科,實驗操作較多,需要學生具有良好的問題處理能力和分析能力。特別是實驗結果,一般需要綜合多方面的實驗要素,分析能力對實驗結果有著重要影響。例如在學習“血糖的測定”知識時,影響測定結果的因素有很多,需要學生密切注意來進行結果分析。如抽血測定前病人是否空腹、試劑是否稀釋或濃縮、質控值是否在質控范圍以及檢驗結果與病人是否對應等。良好的問題分析能力是學好生物化學課程的重要因素,對學生將來走上工作崗位也有幫助。良好的自學能力也是學生應當具備的。在新課程學習之前,學生可以自己預習,在不理解的地方作標注,積極思考并在學習過程中向教師請教。具有自學意識和能力的學生能夠更好地理解和掌握相關知識,并敢于提出自己的見解,有效增強了學習自信心。在教學中,教師要鼓勵學生多進行自主學習,不要害怕困難,要善于思考和分析,并與同學、老師及時交流,對學生的學習成績提高是大有裨益的。
2.4加強實驗課程中學生操作教學
在進行實驗課程教學時,可以讓學生全程參與到其中。首先,在實驗準備過程中,可以讓學生和教師一起進行實驗藥品和儀器的準備,并對實驗操作技術和難點以及應當注意的問題做好預習準備,教師可以采用提問的方式,讓學生熟悉實驗過程和儀器操作,避免在實驗過程中發生危險。其次,在實驗過程中,要以學生為主體、教師為引導開展實驗教學活動,給學生更大的自由空間,對實驗進度和實驗資源進行掌握,如延長實驗室使用時間,開放更多的實驗設備給學生使用,讓學生開展自主實驗活動,例如讓學生自行完成“影響酶促反應速率因素的實驗設計”。需要注意的是,教師要明確實驗的目的和實驗的意義,同時監督學生實驗過程并進行指導,避免學生做無用功,浪費時間精力,提高每個學生的實驗能力和思維能力。最后,在完成實驗之后,應當對實驗過程和結果進行總結,查缺補漏并分析實驗結果的正確性,確保實驗課程取得較好的效果。
因此,要真正讓生物學科在中學課程體系中占有一席重要地位,讓社會、學生真正重視中學生物學教學, 我們必須切實重視中學生物學科教育價值的實現,這樣無論考與不考、怎么考,中學生物教學一定會有穩步可 持續的發展。
一、生物學科的教育價值
課程理論告訴我們,課程牽涉到各種價值取向。目前社會上各種不同的價值取向已經開始對學校課程產生 了較大的影響,教育者若要在價值日漸多元的社會形勢下擔負起課程價值整合和實現的使命,必須成為理性的 行動者。生物學科教育價值可從學科教育價值關系中的主體(社會需要、個體需要)和客體(生物學科教育價 值屬性)來分析。
就生物學科來說,社會需要體現在中學生物學科設置和生物學科教學總體要求上。目前的生物學科教學大 綱中,生物學科教育的社會需要尚未充分體現,主要原因是其能力目標、技能目標、德育目標等太過原則、籠 統,而知識目標過分強調系統、嚴密。從中學生物教學具體情況而言,生物學科的教育目標應放在人與自然的 開放系統中,從生物科學自身發展、生物科學對社會發展的巨大貢獻,以及社會與自然和諧發展等角度,提出 體現當代社會需要的生物學科教育的知識、能力、技能、德育等目標。而生物學科教育的個體需要來自于個體 生存與發展的內在需求。這種內在需求對生物學科教材和教學方法,提出了挑戰。只有當中學生物學科的教育 誘發了學生對自然的好奇心,激發了探究的興趣和欲望,習得了分析解決有關問題的能力,這種內在需求才是 持久的,才能激發出無盡的學習力量。
生物學科教育本身亦具備其特有的價值屬性。除了生物學基礎知識和基本技能的學習、培養外,它在唯物 觀點、辯證統一觀點培養,用動態、變化、發展的觀點觀察研究自然的思想方法的培養,創造性思維培養等方 面,有獨到的價值屬性。此外,由于生物科學與人及自然界的緊密聯系,生物學科教育在STS教育,以及科學教 育, 尤其是科學價值觀培養方面,有其獨特的價值屬性。
二、生物學科教育價值的實現
作為中學教育第一線的教師,我們不能左右生物學科在中學課程體系中的設置及教學總體要求,但我們可 以通過生物學科教育價值的整合,在基礎知識、基本能力教育培養的基礎上,通過生物學科教育的改革實踐, 在充分實現生物學科教育價值上有所作為。
(一)小課堂、大自然、大社會
讓生物課的課堂成為“小課堂、大自然、大社會”是生物學科實現其教育價值的基礎。一本生物教材的信 息量是有限的,且很多信息是滯后的,其知識相對也是基礎的。教材不經教師精心處理,教法、教學模式不經 教師精心設計,不把教與學的知識、內容融入自然、融入社會,不把運動的、變化的、活生生的生命及生命現 象,盡可能多地直接或間接地呈現給學生,讓學生“觸摸”,生物課將不是真正意義的生物課,其本身亦將缺 乏生命力。
因此,在生物課堂教學過程中,我們要重視以下幾個問題:
1.精心設計好教學媒體的應用,盡可能多地給學生呈現實物、標本、模型,充分運用現代教育媒體,尤其 是電視、錄像、影碟、多媒體電腦等。現代教育媒體輔助生物教學,除了能提高課堂教學效率,提供一定的交 互性外,更明顯的是它可以讓學生獲得書面教材無法出現的聲像信息。它可恰當地呈現大到生態系統,小到生 物分子結構的圖像,也可以把復雜的或微觀的生理活動、生命現象簡潔地、直觀地表現出來。總之,教育媒體 ,特別是現代教育媒體可以讓課堂更活起來,更有生命力,更富想象力。
2.讓書面教材無法承載的或是變化、發展了的有關生物科學知識,以及與生命科學有關的自然、社會知識 、材料經過精心篩選后再進入課堂。如細胞學說的創立史、哈維和血液循環理論、 克里克和沃森與DNA雙螺旋 結構、達爾文和進化論、卡爾文和光合作用、關注海洋、克隆羊、DNA重組技術、保護臭氧層、無磷洗衣粉推廣 、控制“白色污染”、 赤潮成因及防治等等。
3.以各種生物興趣活動、社會實踐等形式,讓學生到大自然、到大社會中去觀察、調查、實驗,從愛護一 草一木,飼養小動物到參與生物科技活動,使其體驗到生物科學知識、技能之于人、自然、社會的價值。
(二)培養生物學科基本觀點
生物科學中,有許多樸實而又博大的基本觀點。這些基本觀點不僅對學好生物學有非常關鍵的作用,而且 能對學習者的求知、生活、做人等都有指導價值。教師必須充分地利用每項生物教學活動,讓學生在學習過程 中,逐步明確、認同、確立這些基本觀點。
1.唯物的觀點。一切生命和生命現象都有其物質基礎:生命起源的物質性——最初的生命是由非生命物質 在極其漫長的時間內,經過極其復雜的化學進化過程演變而成的。生命的物質性——C、H、O、N、S、P等元素 組成了核酸、蛋白質等化合物,這些化合物構成了生物體結構和功能的基本單位——細胞。生命現象的物質性 ——生物的新陳代謝、生長、應激性、生殖發育、遺傳變異等一切生命現象、生理過程均可給以物質基礎上的 解釋。
2.辯證統一的觀點。自然界、生命、生命現象是相互聯系、相互制約、辯證統一的:生物界和非生物界的 統一性——生物有明顯區別于非生物的基本特征,但一切生命均由非生物界中的普通元素組成,且與非生物界 進行著物質和能量的交換。細胞和生物體自身結構的統一性——這些自身結構各有其結構和功能的特點,但同 時又相互聯系組成一個統一的整體。生物體結構和功能的統一性——這是生命科學最基本的觀點之一。如葉綠 體、線粒體的結構分別與光合作用、呼吸作用相統一,脊椎動物前肢的結構與其各自特有的功能相統一,魚的 形態結構適于水中生活,家鴿的形態結構適翔生活,等等。生命活動的辯證統一——同化作用和異化作用 ,光合作用與呼吸作用,遺傳與變異,生長與衰老等,正是在這一系列的矛盾、對立中,生命及生命活動才有 了其完美的、和諧的統一。生物之間及生物與環境之間的辯證統一——生物與生物之間、生物與環境之間進行 著生存斗爭,而生存著的生物均在一定程度上適應了環境,正是這種既斗爭又統一的各種復雜關系,構成了生 態系統,建立了動態平衡。
3.動態、變化、發展的觀點。組成生物的物質、生物體本身、生物界都是在不斷的運動、變化、發展的。 生物的組成物質是動態變化的——生物體的新陳代謝使生物體每時每刻進行著新舊更換。細胞和生物個體是動 態、變化的——他們都有一個發生、成長、衰老、死亡的動態變化過程。細胞和生物個體的結構與生理、生物 和環境的關系等也是動態、變化、發展的。
(三)培養創造性思維
創造性思維是創造力的核心,它是指改組已有知識、經驗,從而產生新穎的、具有社會價值的成果的思維 。其特征是具有高度的主動性與積極性、獨特性與求異性、流暢性與變通性、抽象性與形象性的統一,邏輯性 與非邏輯性的統一。結合這些特征及生物學科教學的特點,我們可以建立培養學生創造性思維的有效途徑和方 法。
1.充分重視教師主導、學生主體的思想,努力實現課堂教學民主。課堂教學民主是師生共創的,符合“主 導主體”思想,存在于課堂教學中的師生間的平等、互助、參與、進步的“精神民主”。它可以創設出一種民 主、和諧、開放的課堂氣氛,極大地調動學生學習的積極性、主動性,大膽地思考、質疑和創新。根據課堂教 學民主化思想,生物學科教學可以結合教學內容,靈活運用其兩大主要形式,即直接式和間接式教學,開展課 堂教學改革實踐:教師的直接指導可以在前,起開路帶頭作用,可以在教學過程中,起輔助學習作用,也可以 在后,發揮點撥、解惑答疑作用;教師也可以應用不明示的、非命令式、非結論式、不作詳細指導的間接指導 ;教師可以講,可以不講,可以多講,也可以少講。這樣,讓學生有足夠的時間、空間去主動思考、質疑:這 個生物學概念是否準確、完整,有無例外?這個生物學實驗的設計是否科學、有什么干擾因素?該觀察結果、 生命活動或生理現象如何從本質上作出規律性的解釋?等等。
二、其他教學方式的探討
1.討論法。大學物理由于學科特點的原因有一定的難度,依靠學生的個人理解、學習有時難于達到掌握的程度,可以在每章結束后進行小組討論,就本章節的重點、難點及相關應用進行討論,集思廣益,一方面可以讓學生之間相互學習交流,另一方面可以給教師進行下一年級的教學提供很好的方法、思路,促進教學質量的良性循環。2.學生自講法。采用定期、不定期的方式,隨機抽點學生上講臺講大學物理課,這種教學方式不但可以鍛煉學生的膽量,還可以讓學生自覺預習,達到多重效果。3.雙語教學法。這種方法越來越得到重點高校的重視,其不僅是要學好物理,更重要的是通過物理的雙語教學,為今后閱讀物理文獻資料、繼續深造、進行國際交流打下基礎。這一方法對教師和學生的英語要求均較高,筆者作為大學物理課的代表參加過2013年12月為期一個月的英語口語及雙語教學封閉學習,這為今后的雙語教學提供了師資保障。4.分層教學法。高校學生往往來自全國各地,其學習水平參差不齊,這給大學物理教學帶來一定的難度,使得教師難于把握學生的接受程度。為此,有必要采用分層教學法,根據學生的物理基礎情況進行分班,讓不同層次班級的教師所講的課的難易程度有所不同,實現所有學生都有所獲。筆者所在的學校在高等數學和大學英語方面已開始試點分層教學法,若教學效果理想,也將會推廣到大學物理。5.高等數學與大學物理結合教學法。大學生普遍感到不知道高等數學有什么用,學大學物理時也不知道怎么用高等數學,其實有必要把高等數學與大學物理結合起來進行教學。兩門課程的有些章節內容可以同時進行教學,這有利于學生更好地消化高等數學的內容,同時掌握如何在大學物理課程中更好地應用高等數學的方法。
三、考核方式的改革
本文主要從平時成績考核和期末考試考核進行探討。1.平時成績考核。據多年的教學經驗,不少教師給定平時成績時主要依賴上課出勤率及作業上交情況,有時還會出現考試卷面成績不到30分(百分制,以下同),而平時成績卻達90分以上,這說明平時成績的分數并不科學性,沒有真正地反映學生的真實學習情況。其實可以按下列方式來評定平時成績,具體所占比例由教師根據學生的情況自行擬定。(1)紀律方面。包括是否曠課、是否遲到早退及請假次數。無正當理由的請假也應考慮在內。(2)課前預習方面。每節課用5~10分鐘抽查學生的預習情況,隨機進行。(3)上課情況。包括上課是否帶書、筆及作業本,是否認真聽講、做筆記,是否踴躍回答問題,是否玩手機,甚至還可以包括座位是否靠前,是否向教師提問等情況,等等。(4)課后復習及作業完成方面。每節課課前利用幾分鐘的時間,抽查學生對上節課的復習和鞏固情況以及檢查學生的作業是否存在抄襲等。總之,跟學習有關的方方面面都應考慮到平時成績中去,這要求教師在教學上投入更多的時間和精力。2.期末考試考核。大學物理的期末考試考核方式可以進行適當的改革,在傳統考試題型如選擇題、填空題、計算題等的基礎上,增加一些論述題,論述物理學家的貢獻、物理學史、近代物理對科學技術的貢獻、物理與專業的聯系等。此外,適當推行新的考核模式,如限時、限內容的講課,或對生活事例給予物理解釋等。新的考核方式可以讓學生的思維更加開放,學習內容更加豐富,對物理理論的理解更加深入。還可以引入網絡考試方式,避免學生有舞弊的念頭,促進學生的自覺學習。
代謝組學是對生物體內代謝物進行大規模分析的一項技術[1],它是系統生物學的重要組成部分(如圖1所示),藥用植物代謝組學主要研究外界因素變化對植物所造成的影響,如氣候變化、營養脅迫、生物脅迫,以及基因的突變和重組等引起的微小變化,是物種表型分析最強有力的工具之一。在現代中藥研究中,代謝組學在藥物有效性和安全性、中藥資源和質量控制研究等方面具有重要理論意義和應用價值。另外,在對模式植物突變體文庫或轉基因文庫進行分析之前,代謝組學往往是首先考慮采用的研究方法之一。目前,國外已有成功利用代謝組學技術對擬南芥突變株進行大規模基因篩選的例子,這為與重要性狀相關基因功能的闡明和選育可供商業化利用的轉基因作物奠定了基礎。
圖1系統生物學研究的四個層次略
目前,還有許多經濟作物的全基因組測序計劃尚未完成,由于代謝組學研究并不要求對基因組信息的了解,所以在與這些作物有關的研究領域具有更大的利用價值,這也是其與轉錄組學和蛋白組學研究相比的優勢之一。代謝組學研究涉及與生物技術、分析化學、有機化學、化學計量學和信息學相關的大量知識,Fiehn[2]對代謝組學有關的研究方向進行了分類(見表1)。
1代謝組學研究的技術步驟
代謝組學研究涉及的技術步驟主要包括植物栽培、樣本制備、衍生化、分離純化和數據分析5個方面(見圖2)。
1.1植物栽培
對研究對象進行培育的目的是為了對樣本的穩定性進行控制,相對于微生物和動物而言,植物的人工栽培需要考
表1代謝組學的分類及定義略
慮更多的問題,如中藥材在不同年齡、不同發育階段、不同部位以及光照、水肥、耕作等環境因素的微小差異都可引起生理狀態的變化,而這些非可控及可控雙重因素的影響很難進行精確的控制,從而影響藥用植物代謝組研究的重復性。為了解決以上問題,推薦使用大容量的培養箱[3],定時更換培養箱中栽培對象的位置,以及使用無土栽培技術等,FukusakiE[4]利用無土栽培系統將水和養分直接引入植物根部,并且對供給量進行精確地控制,大大提高了實驗的重復性。
1.2樣本制備
為了獲得穩定的實驗結果,樣本制備需要考慮樣本的生長、取樣的時間和地點、取樣量以及樣本的處理方法等問題,并根據分析對象的分子結構、溶解性、極性等理化性質及其相對含量大小對提取和分離的方法進行選擇,逐一優化試驗方案。MaharjanRP等[5]用6種方法分別對大腸桿菌中代謝產物進行提取,發現用-40℃甲醇進行提取的效果最好。現階段代謝組學的分析對象主要集中在親水性小分子,尤其是初級代謝產物,氣相色譜質譜聯用(GCMS)和毛細管電泳質譜(CEMS)聯用都是分析親水小分子的重要技術。FiehnO等[6]使用GCMS對擬南芥葉片中的親水小分子進行了分析,發現酒石酸半縮醛、檸蘋酸、別蘇氨酸、羥基乙酸等15種植物代謝物。
1.3衍生化處理
對目標代謝產物的衍生化處理取決于所使用的分析設備,GCMS系統只適合對揮發性成分進行分析,高效液相色譜法(HPLC)一般則使用紫外或熒光標記的方法對樣本進行衍生處理,BlauK[7]對酯化、酰化、烷基化、硅烷化、硼烷化、環化和離子化等衍生方法進行了詳細的說明。然而離子化抑制常使得質譜分析過程中目標代謝產物的離子化效率降低,這主要是由于分離過程中污染物與目標代謝物難以完全分離開所引起的,優化色譜分離時間可有效緩解離子化抑制,然而在實際操作中不可能對上百種代謝產物的分離時間進行優化,利用非放射性同位素稀釋法進行相對定量可以很好的解決該問題。HanDK等[8]應用同位素編碼的親和標記(ICAT),根據經誘導分化的微粒蛋白及其同位素標記物的峰面積比,對該蛋白的相對含量進行分析。ZhangR等[9]發現同位素標記技術也可用于代謝組學的研究,但是卻存在許多困難。活體的同位素標記方法對于同位素的洗脫是一種非常有潛力的技術,目前關于使用34s的研究已有報道[10]。
圖2代謝組學研究技術步驟略
1.4分離和定量
分離是代謝組學研究中的重要步驟,與質譜聯用的色譜和電泳分析技術都是使用紫外或電化學檢測的方法進行定量,其對代謝組數據的分辨率與定量能力都有一定的影響。TomitaM等[11]總結了各種色譜分離法中經常遇到的技術問題,認為毛細管電泳和氣相色譜法由于具有較高的分辨率,已成為代謝組學研究的常規技術手段之一,液相色譜因其適用范圍廣,應用也相當廣泛。
TanakaN等[12]用高效液相色譜對樣品進行分離,認為使用硅膠基質填充毛細管整體柱的高效液相色譜系統具有用量少、靈敏性高、低壓降高速分離等優勢;同時,TolstikovV等[13]也使用硅膠填充的毛細管液相色譜方法對聚戊烯醇類異構體進行了有效分離,獲得了很好的分辨率。TanakaN等[14]發現二維毛細管液相色譜法的分辨率比傳統的高效液相法高10倍。相對于其他色譜方法而言,超臨界流體色譜(SFC)是分離疏水代謝物最具潛力的技術之一,特別適用于分離那些傳統HPLC難以分析的疏水聚合物,BambaT等[15]通過SFC對聚戊烯醇進行分析,證明其具有較好的分離能力。針對質譜中存在的共洗脫現象,HalketJM等[16]發明了一種適用于GCMS的反褶積系統,對共洗脫的代謝產物進行分離與識別。AharoniA等[17]使用傅立葉變換離子回旋共振質譜(FTICRMS)對非目標代謝物進行分析,快速掃描植物突變樣品,獲得了一定量的代謝成分。
與分離一樣,定量能力也是代謝組學研究中的重要因素,其取決于各分析系統的線性范圍。傅立葉轉換核磁共振(FTNMR)、傅立葉紅外光譜(FTIR)以及近場紅外光譜法(NIR)等技術由于敏感性低,重復性受共洗脫現象影響較小也被用于檢測中。近年來,FTNMR技術常被用于植物代謝組的指紋圖譜研究[18],但由于NMR分析需要樣品量較大,分析結果易受污染,GriffinJL[19]發現將統計模式識別與FTNMR相結合可以對代謝物進行全面分析。除FTNMR之外,FTIR通過對有機成分的結構進行常規光譜測定,也可適用于代謝組學的研究,特別是應用于構建代謝組學的指紋圖譜。盡管它不能對代謝物進行全面分析,但對具有特定功能的組分卻有很好的定量效果,對從工業及食品原材料中分離的代謝混合物也可以進行全面分析,目前,已有學者將其成功地應用于擬南芥[20]和番茄[21]代謝產物指紋圖譜的研究中。
1.5數據轉換
為闡明代謝物復雜的線性或非線性關系,需要進行多變量分析,將原始的色譜圖數據轉換為數字化的矩陣數據,通過對色譜峰鑒定和整合從而進行多變量分析。由于環境等因素的干擾,光譜數據需要通過適當的數據加工方法進行校正,包括:①降低噪聲;②校正基線;③提高分辨率;④數據標準化。JonssonP等[22]報道了一種關于GCMS色譜圖數據處理的方法,可以對大量代謝產物樣品進行有效的識別。
2代謝組學中的數據分析方法
2.1主成分分析法(PCA)
主成分分析法,將實測的多個指標用少數幾個潛在的相互獨立的主成分指標線性組合來表示,反映原始測量指標的主要信息。使得分析與評價指標變量時能夠找出主導因素,切斷其他相關因素的干擾,作出更為準確的估量與評價。PCA數據矩陣通常來自于GCMS,LCMS或CEMS,因此將目標代謝產物作為自變量,而相應的代謝產物含量作為因變量,定義與最大特征值方向一致的特征向量為第一主成分,依此類推,PCA便能通過對幾個主要成分的分析,從代謝組中識別出有效信息。主成分分析有助于簡化分析和多維數據的可視化,但是該方法可能導致一部分有用信息的丟失。
2.2層次聚類分析法(HCA)
層次聚類分析法也常用于代謝組學的研究中,它是將n個樣品分類,計算兩兩之間的距離,構成距離矩陣,合并距離最近的兩類為一新類,計算新類與當前各類的距離。再合并、計算,直至只有一類為止。進行層次聚類前首先要計算相似度(similarity),然后使用最短距離法(NearestNeighbor)、最長距離法(FurthestNeighbor)、類間平均鏈鎖法(BetweengroupsLinkage)或類內平均鏈鎖法(WithingroupsLinkage)四種方法計算類與類之間的距離。該方法雖然精確,但計算機數據密集,對大量數據點進行分析時,更適合選用K均值聚類法(KMC)或批次自組織映射圖法(BLSOM),而HCA適合將數據轉換為主成分后使用。2.3自組織映射圖法(SOM)
神經網絡中鄰近的各個神經元通過側向交互作用相互競爭,發展成檢測不同信號的特殊檢測器,這就是自組織特征映射的含義。其基本原理是將多維數據輸入為幾何學節點,相似的數據模式聚成節點,相隔較近的節點組成相鄰的類,從而使多維的數據模式聚成二維節點的自組織映射圖。除PCA和HCA外,SOM同樣也可應用于包括基因組和轉錄組等組學研究中[23]。最初SOM計算時間長,依靠數據輸入順序決定聚類結果,近年來SOM逐漸發展成為不受數據錄入順序影響的批次自組織映射圖法(BLSOM)。由于BLSOM可以對類進行調整,且有明確的分類標準,優化次序優于其他聚類法,已在基因組學和轉錄組學數據分析中得到廣泛的應用。
2.4其他數據采礦方法
除PCA、HCA和SOM外,很多變量分析方法都可用于植物代謝組學的分析。軟獨立建模分類法(SIMCA)是利用主成分模型對未知樣品進行分類和預測,適合對大量樣本進行分析;近鄰分類法(KNN)和K平均值聚類分析法(KMN)也可用于樣品分類;主成分回歸法(PCR)或偏最小二乘回歸法(PLS)在某些情況下也可使用。然而到目前為止由于還沒有建立一個標準的數據分析方法,代謝組學仍然是一門有待完善的學科。
3代謝組學在藥用植物中的實踐
植物藥材來源于藥用植物體,而藥用植物體的形態建成是其體內一系列生理、生化代謝活動的結果。植物代謝活動分為初生代謝和次生代謝,初生代謝在植物生命過程中始終都在發生,其通過光合作用、檸檬酸循環等途徑,為次生代謝的發生提供能量和一些小分子化合物原料。次生代謝往往發生在植物生命過程中的某一階段,其主要生物合成途徑有莽草酸途徑、多酮途徑和甲瓦龍酸途徑等。植物藥材含有的生物堿、胺類、萜類、黃酮類、醌類、皂苷、強心苷等活性物質的絕大多數屬于次生代謝產物,因此探討次生代謝產物在藥用植物體內的合成積累機制及其影響因素,對于提高活性物質含量、保證藥材質量、穩定臨床療效等具有重要意義。孫視等[24]通過對銀杏葉中黃酮類成分積累規律的研究,提出了選擇具有一定環境壓力的次適宜生態環境解決藥用植物栽培中生長和次生產物積累的矛盾。王昆等[25]以人參葉組織為材料,總結了構建人參葉cDNA文庫過程中存在的一些關鍵問題和應采取的對策,為今后關于人參有效成分如人參皂苷的生物合成途徑及其調控的基礎研究提供技術參考和理論指導。最近,美國加利福尼亞大學伯克利分校的Keasling等[26]采用一系列的轉基因調控方法,通過基因工程酵母合成了青蒿素的前體物質——青蒿酸,其產量超過100mg/L,為有效降低抗瘧藥物的成本提供了機遇。經過長期的研究積累,人們對代謝途徑的主干部分(為次生代謝提供底物的初生代謝途徑)已經基本了解,例如酚類的莽草酸途徑,萜類的異戊二烯二磷酸(IPP)途徑等。被子植物中一些相對保守的次生代謝途徑也得到了很好的研究,如黃酮類、木質素的生物合成與調控。然而,對次生代謝最豐富最神奇的部分——特定產物合成與積累的過程,還所知甚少[27]。
4展望
近年來,代謝組學正日益成為研究的熱點,越來越多的人已加入到代謝組學的研究中。隨著代謝組學積累的數據和信息量的增大,其在藥用植物學各個領域的應用價值也與日俱增。它將不僅能對單個代謝物進行全方面的分析,更能尋找其代謝過程中的關鍵基因、通過代謝指紋分析對藥用植物進行快速分類、進一步研究藥用植物有效成分代謝途徑以及環境因子對植物代謝和品質的影響與調控機制。
然而依據傳統中醫藥學和系統生物學的指導思想,目前急待解決的是中藥種質資源的代謝組學研究和中藥體內作用的代謝組學研究。同時,代謝組學在分析平臺技術、方法學手段和應用策略等方面相對于其他組學技術還需要進一步發展和完善,還需要其他學科的配合和介入。相信隨著更有力的成分分析設備的使用及代謝組數據庫的建立,藥用植物代謝組學將對中醫藥學產生深遠的影響。
【參考文獻】
[1]WECKWERTHW.Metabolomicsinsystemsbiology[J].AnnuRevPlantBiol,2003,54:669-689.
[2]FIEHNO.Metabolomics—thelinkbetweengenotypesandphenotypes[J].PlantMolBiol,2002,48:155-171.
[3]TRETHEWEYRN.Metaboliteprofilingasanaidtometabolicengineeringinplants[J].CurrOpinPlantBiol,2004,7:196-201.
[4]FUKUSAKIE,IKEDAT,SUZUMURAD,etal.Afaciletransformationofarabidopsisthalianausingceramicsupportedpropagationsystem[J].JBiosciBioeng,2003,96:503-505.
[5]MAHARJANRP,FERENCIT.Globalmetaboliteanalysis:theinfluenceofextractionmethodologyonmetabolomeprofilesofEscherichiacoli[J].AnalBiochem,2003,313:145-154.
[6]FIEHNO,KOPKAJ,TRETHEWEYRN,etal.Identificationofuncommonplantmetabolitesbasedoncalculationofelementalcompositionsusinggaschromatographyandquadrupolemassspectrometry[J].AnalChe,2000,72:3573-3580.
[7]BLAUK,HALKETJM.Handbookofderivativesforchromatography[M].2nded.JohnWiley&Sons,Chichester,1993.
[8]HANDK,ENGJ,ZHOUH,etal.Quantitativeprofilingofdifferentiationinducedmicrosomalproteinsusingisotopecodedaffinitytagsandmassspectrometry[J].NatBiotechnol,2001,19:9469-9451.
[9]ZHANGR,SIOMACS,WANGS,etal.Fractionationofisotopicallylabeledpeptidesinquantitativeproteomics[J].AnalChem,2001,73:5142-5149.
[10]MOUGOUSJD,LEAVELLMD,SENARATNERH,etal.Discoveryofsulfatedmetabolitesinmycobacteriawithageneticandmassspectrometricapproach[J].ProcNatlAcadSciUSA,2002,99:17037-17042.
[11]TOMITAM,NISHIOKAT.Forefrontofmetabolomicsresearch[M].Tokyo:SpringerVerlagTokyo,2003.
[12]TANAKAN,KOBAYASHIH,ISHIZUKAN,etal.Monolithicsilicacolumnsforhighefficiencychromatographicseparations[J].JChromatogrA,2002,965:35-49.
[13]BAMBAT,FUKUSAKIE,NAKAZAWAY,etal.Rapidandhighresolutionanalysisofgeometricpolyprenolhomologuesbyconnectedoctadecylsilylatedmonolithicsilicacolumnsinhighperformanceliquidchromatography[J].JSepSci,2004,27:293-296.
[14]WIENKOOPS,GLINSKIM,TANAKAN,etal.Linkingproteinfractionationwithmultidimensionalmonolithicreversedphasepeptidechromatography/massspectrometryenhancesproteinidentificationfromcomplexmixtureseveninthepresenceofabundantproteins[J].RapidCommunMassSpectrom,2004,18:643-650.
[15]BAMBAT,FUKUSAKIE,NAKAZAWAY,etal.
Analysisoflongchainpolyprenolsusingsupercriticalfluidchromatographyandmatrixassistedlaserdesorptionionizationtimeofflightmassspectrometry[J].JChromatogrA,2003,995:203-207.
[16]HALKETJM,PRZYBOROWSKAA,STEINSE,etal.Deconvolutiongaschromatography/massspectrometryofurinaryorganicacidspotentialforpatternrecognitionandautomatedidentificationofmetabolicdisorders[J].RapidCommunMassSpectrom,1999,13:279-284.
[17]AHARONIA,RICDEVOSCH,VERHOEVENHA,etal.NontargetedmetabolomeanalysisbyuseofFouriertransformioncyclotronmassspectrometry[J].Omics,2002,6:217-234.
[18]OTTKH,ARANIBARN,SINGHB,etal.Metabolomicclassifiespathwaysaffectedbybioactivecompouds.ArtificialneuralnetworkclassificationofNMRspectraofplantextracts[J].Phytochemistry,2003,62:971-985.
[19]GRIFFINJL.Metabonomics:NMRspectroscopyand
patternrecognitionanalysisofbodyfluidsandtissuesforcharacterisationofxenobiotictoxicityanddiseasediagnosis[J].CurrOpinChemBiol,2003,7:648-654.
[20]GIDMANAE,GOODACREBR,EMMETTCB,etal.Investigatingplantplantinterferencebymetabolicfingerprinting[J].Phytochemistry,2003,63:705-710.
[21]JOHNSONHE,BROADHURSTD,GOODACRER,etal.Metabolic
fingerprintingofsaltstressedtomatoes[J].Phytochemistry,2003,62:919-928.
[22]JONSSONP,GULLBERGJ,NORDSTROMA,etal.AstrategyforidentifyingdifferencesinlargeseriesofmetabolomicsamplesanalyzedbyGC/MS[J].AnalChem,2004,76:1738-1745.
[23]HIRAIMY,YANOM,GOODENOWEDB,etal.IntegrationoftranscriptomicsandmetabolomicsforunderstandingofglobalresponsestonutritionalstressesinArabidopsisthaliana[J].ProcNatlAcadSciUSA,2004,101:10205-10210.
[24]孫視,劉晚茍,潘福生,等.生態條件對銀杏葉黃酮含量積累的影響[J].植物資源與環境,1998,7(3):1-7.
1.基礎功能。物理作為其他學科的基礎,為其他學科的發展提供了理論和方法的指導,是專業課學習的基礎,但并不意味著物理教學要圍著專業課轉。過分強調“為專業課服務”,專業課需要什么物理課就上什么,會影響物理課功能的發揮,阻礙專業課的教學和學生的發展。
2.提高功能。通過物理教學使學生的知識水平、能力達到高等教育的要求,讓學生不但能理解專業課的內容和技術原理,而且具備新技術的學習能力和技術創新能力的理論功底,具備進一步提高學歷層次的能力。
3.協調功能。隨著科技的迅猛發展,新學科、新技術不斷交叉、融合,涉及的知識面越來越廣,專業課程的結構、內容和專業活動中所涉及的知識有機聯系在一起,單靠專業基礎課是不能很好協調的,需要在更高的層次上才能使它們很好地融合成有機的整體,內化為學生的能力,并補償專業教育中知識面的不足,使學生獲得合理、有序的知識結構,達到一定范圍的“寬基礎”。
4.素質教育功能。物理學是各門自然科學的基礎,應發揮其在素質教育中的重要作用,使學生在獲得知識的同時培養科學的思想方法,提高分析解決問題的能力,發展創造性品質,養成科學的精神和嚴謹的治學態度。
(二)高職物理教學改革
1.正確理解教育要求。在高職教育中,“以‘夠用’為度”的教學要求不應只理解為專業課內容“夠用”,還應考慮學生接受新知識新技術、形成合理的知識結構、提高職業能力和完善科學品質“夠用”;不但要考慮課程內容本身,更要考慮人的發展需要。但這并不意味著要大量增加課時和內容,而是應全面地發揮物理課各方面的功能,從“為專業課服務”轉變到使學生獲得合理的知識結構、能力和素質上來。
2.教學內容改革。隨著科學技術的突飛猛進,物理學的內容不斷補充和完善,向學生全面講述教材中的物理內容已是不可能的了。面對迅速膨脹的物理學內容,物理教學課時不但不能相應增加,反而大大減少,因此對物理課教學內容必須根據專業課的要求徹底改革。我們把教材中和中學重復的內容及一些與專業課關系不大的內容刪除或改為學生自學,在課堂上主要講授與專業課有關的知識,適當補充現代物理和一些與現代熱門技術關系密切的物理知識,使學生對物理學現狀、前沿有所了解,對物理學內容的前后交叉、相互滲透、演變過程有所認識。
3.教學方法改革。我們按照學生是學習的主體這一原則,努力探索在物理教學中怎樣全面實施啟發式教學,把“按部就班,嚴謹認真”的傳統教學方法和現代教學方法結合起來。所謂現代教學方法就是指方法和手段的現代化。①教學方法現代化。教學方法改革要突出“現代化”特征,體現現代教育理論的觀點,大力提倡“啟發式”教學,貫徹教師的主導作用與學生的主體作用相統一的教學原則,加強課堂討論,充分調動學生學習的主動性和積極性,把獲得知識的“鑰匙”交給學生,讓學生在探索活動中不斷提高。②教學手段的現代化。隨著科學技術的迅速發展,現代教學手段也日益豐富,由過去的幻燈、投影、錄像、閉路電視教學,一躍進入計算機輔助教學時代。這樣的教學方式激發了學生學習的興趣,極大地提高了教學效果。
通過多年的教學改革我們深深體會到,只有根據專業的需要制定合適的教學內容,堅持以理論指導實踐,不斷深化教學改革,體現高職的辦學特色,才能使物理學的地位和作用得到更充分的發揮和體現。
(一)物流人才的培養不能滿足物流發展的需要。目前我國物流企業有幾千萬家,物流人才的缺口很大,物流人才被列為12類緊缺人才之一。尤其是對高級物流人才的需求以每年20%的速度在增加。而人才的培養遠遠滿足不了社會發展的需要。
(二)物流人才培養體系和培養模式尚未形成。雖然一些高校開設了物流專業,但是由于剛剛起步,所以所培養的人才無法滿足市場日益增長的需要。
(三)重理論缺乏實踐能力的培養是導致職業院校的學生不能適應工作的有一個原因。
二、高職院校的物流教學改革的思路
為了滿足企業的人才需求,要求職業院校在教學過程中,改變重理論輕實踐的現象;本著以就業為導向,以動手能力為目的的思路,對物流專業教學進行改革,方案有以下幾個:
(一)職業技術院校要以物流專業核心能力及綜合素質的構建為主線,推行以“理論與實訓”并重和以“雙證”為核心的系統化、模塊化建設。依據國內和國際對物流人才的核心能力的要求,職業院校要對物流教學實行模塊化教學體系的改革。對學生實行雙證教學:學校的畢業證,再加上中國物流采購聯合會、中國商業技師協會、中國海關總署證書等技術證書。職業技術院校要依據物流專業的人才培養目標,以培養學生的專業核心能力和綜合素質為主線對課程進行模塊化整合;以培養學生的從業資格考試為主要依據對基礎課和職業技術課的內容有針對性地進行教學改革;加強物流專業的課程建設。職業院校要本著以“就業為導向、素質根本,能力為核心”的專業建設理念,以就業為導向對課程進行系統化開發,采用公共基礎課、專業基礎課、專業技能課合理搭配的做法。以應用為目的,以必需、夠用為標準,加大針對性和實用性,增大實踐課程在教學計劃中的比重,按照綜合化思路進行重組和整合。
(二)實行“任務導入,案例教學”的教學模式。案例教學的主要模式是強調學生主動參與的積極性,激發學生的創造性和主動性;以“任務驅動”為主線;啟發式與案例教學并重。在授課過程中,將現場教學、模擬操作和理論課程相結合對物流內容進行大幅調整以應對現實需要。基于此,要鼓勵教師自編適合物流市場需求的教材。
(三)在學校的師資方面。應當注意教師的年齡梯隊培養和教師雙師能力的培養,從而保證教師教學水平的持續上升和培養目標的實現。因此,要不斷吸收新鮮血液,保持教師隊伍中的初、中、高級人才的比例。同時學校也要加強教師的雙師能力培養,讓教師更多的參與企業實踐,以便更好的指導學生的學習和實踐活動。
(四)在校企合作方面。職業院校要堅持校企互動,構造仿真的教學環境,有效延伸課堂教學以促進教學模式的改革。加強產學研結合、促進教學建設和改革。注重校企合作,開發校內實圳。以就業為導向,以學生為主體,以培養學生的實踐能力為主線,將實踐教學落到實處,積極開拓校外實訓基地,增強學生動手能力。通過校外實訓實習基地的建設,給學生提供實戰性操作的專業平臺,既可以檢驗職業技術院校課堂的教學成果,使學生學到在課本上缺乏的實踐的能力,提高自己的相關專業技能。
三、高職院校物流教學方法改革
高職院校的物流專業的教學方法改革,要與職業技術院校的特點結合起來,以職業綜合能力為基礎,以學生掌握職業技能為重心,運用高科技的教學手段,設計個性化的教學模式。使職業技術院校的物流教學由理論性、封閉性、單一性、隔離性,向實踐性、開放性、系統性、互動性的模式轉變。職業技術院校的教學方法和手段改革要體現三個有利于,即有利于培養學生的自主學習能力;有利于培養學生的創新精神和有利于促進學生個性及潛能的發展。只有這樣才可能培養出社會所需要的物流專業人才。
(一)有利于培養學生自主學習能力。職業技術院校的學生基礎普遍薄弱,學生自主學習能力較差,所以怎樣培育學生健康向上的心理品質,讓學生不斷獲得學習成功機會,以引導他們走自學之路成為物流教學改革的重中之重。這就要以培養學生學習興趣為主要手段,以鼓勵創新精神,培養創造能力為核心。教會學生獲取知識、培養分析處理信息的能力,教師要授之以漁,通過案例教學的方式,讓學生主動尋找解決問題的辦法,開拓學生的思維能力。
備好課,是提高物理課堂教學效率的基礎我這里所說的課前備課,不僅是指傳統意義上教師對所講授內容的準備,還包括對學生學情的了解和準備。我們知道,不同的學生和班級,對所學相同內容的接受和理解情況是有差別的。因此,就某一節課的準備而言,教師除了扎實準備所講授的內容以外,一定要充分考慮到所帶班級學生的學情,根據學情,或是采用講授法,或是采用討論法,還是采用實驗法,要因班而異,因情(學情)而定。如我所帶的三個班級中,其中有一個班是重點班,學生的理解和接受能力要明顯好于其他兩個班。為此,在講授同樣的內容時,我總是準備兩套教學方案,一套較容易一些,另一套就有一定的深度。這樣既照顧到了普通班學生的學習程度,同時也滿足了重點班學生的“胃口”。如講授“電路”一節時,對普通班的學生,我讓他們掌握電路的基本知識和如何畫常用的電路圖等知識后,就進入練習階段,讓他們舉一反三,鞏固好基本知識。而對于重點班的學生,我沒有進行講解,而是讓他們自己上網查閱資料,動手準備,再讓學生分組總結、歸納,通過自己的實踐去搞清楚這部分內容。
(二)課中努力將物理知識與日常生活相聯系
是提高物理課堂教學效率的法寶眾所周知,物理學科是一門與我們的生活實際聯系很緊密的一門學科。因此,若我們在平時的課堂教學中努力將所講授的物理知識與學生的日常生活聯系起來,就會很好地激發學生學習物理知識的好奇心,進而促使學生進一步探究物理現象與內在規律之間的聯系,積極思考其中的奇妙之處,大大提高學習物理的興趣和效率。如在講授“慣性”知識時,我故意遲到了一分鐘,跑步進入教室,有意地將講桌碰了一下,以此來引出“慣性”的概念及有關生活中慣性現象。之后,我讓學生列舉他們生活中觀察到的與慣性有關的現象,并分析哪些慣性現象是應該加以利用的,哪些慣性現象是應該加以避免的。
(三)課后幫助學生構建物理知識網絡
使概念系統化,是提高物理課堂教學效率的保證物理知識和數學知識一樣,具有較強的系統性和邏輯性,所以在學生學習了一定時間后,教師要及時引導和幫助學生對相關的知識進行一番梳理,使之能在學生頭腦中形成一定的知識網絡。將一些相互有關聯的物理概念系統化,就會使學生對以前所學內容進行再反思、再總結、再調高。這樣,無疑會使學生所學物理知識形成體系,不僅使學生扎實掌握了所學內容,也在無形中提高了課堂的教學效率。總之,只要我們在平時的物理教學中重視了課前、課中、課后的全過程的教學和學習方法,那么,提高初中物理課堂教學效率就不會成為一句空話。