河北科技大学教育教学改革研究项目.doc

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(已结题) 发表论文及著作：细胞生物学教学方法的优化与实践，第十一届中国细胞生物学学术大会暨2009西安细胞生物学国际会议论文集，2009，7细胞生物学实验指导 河北科技大学，2005获奖情况：2009年所讲授的细胞生物学（双语）被评为校级示范课堂细胞生物学精品课blackboard网络平台获2008年校级优秀奖（未分等级）。2005年所讲授课程细胞生物学被评为校级精品课项目主要成员姓 名年 龄职 称工作单位专业领域签 名魏景芳50教授生工学院植物细胞工程李朝炜30讲师生工学院细胞生物学韩春雨36副教授生工学院动物细胞工程苗芳37实验师生工学院细胞生物学孙国杰35讲师生工学院动物胚胎工程项目主要成员与本项目相关的近期主要教学研究、科研成果（注明项目来源、成果名称、成果形式、发表刊物或出版单位、发表或出版时间、获奖情况）魏景芳：点灯式教育在学生自主性学习细胞生物学中的作用,2007年河北科技大学教学改革研究项目. 参研抗蚜转基因小麦新品种培育，转基因生物新品种培育科技重大专项（2009zx08002-005b） 主持人李朝炜：点灯式教育在学生自主性学习细胞生物学中的作用,2007年河北科技大学教学改革研究项目. 参研抗蚜转基因小麦新品种培育，转基因生物新品种培育科技重大专项（2009zx08002-005b） 参研韩春雨：一个新的alpha-n-catinein的相互作用蛋白的鉴定及此相互作用的功能研究国家自然科学基金 30700143 主持人苗芳：点灯式教育在学生自主性学习细胞生物学中的作用,2007年河北科技大学教学改革研究项目. 参研孙国杰：牛转基因克隆胚胎细胞凋亡的检测，河北省科技支撑计划（07225556），第一主持人。营养肽饲料添加剂微乳化生产技术研究，石家庄市科技支撑计划（08150036a），经费12万，第一主持人。本课题组所承担的细胞生物学课程2005年被评为校级精品课，2005年编写细胞生物学实验指导（第一版） 河北科技大学，细胞生物学精品课blackboard网络平台获2008年校级优秀奖（未分等级）。1、本项目国内外工作现状与存在问题分析生命科学的发展突飞猛进，相关专业的许多基础学科都向着细胞水平和分子水平深入发展，细胞生物学是生命科学中最重要的基础学科之一，是生命科学的生长点和各大分支学科的交汇点，反映了生命科学发展的最新成就。尤其近年来，与遗传学、分子生物学的联系日趋密切，新理论、新概念、新技术层出不穷，而传统的教学理念、教学方法和手段已经越来越不能满足新时代的新要求。 1.1 传统的理论教学模式的弊端突出表现在以下几个方面：教学内容囿于教材，学生思维禁锢。应试教育对学生的最大束缚是人们将教学看成是单纯地传授课本知识, 教师备课也仅限于教材, 即教学是 “ 传授式教学” , 这种教学理念和模式, 将课本视为知识的“ 殿堂” , 教师和学生都不能越“ 雷池课本”半步。学生往往通过死记硬背记住教材现成结论、机械的接收实验技能的培训，进行“填鸭式”学习，不利于发散思维、创新能力和自主学习能力的培养。教学方式封闭，学生学习被动。传统的教学方式是以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心的“三中心”教育模式，学生作为知识的被动接受者，处于从属地位。这实际上束缚了学生的批判性思维，抑制学生个性发展。 考核方式单一，学生的学习过程不得体现。传统的教学方式不可避免的产生考核方式的单一性即以卷面成绩为主，这种方法存在一个缺陷，即学生考试后只知道考试成绩，而无法了解自己掌握知识的不足之处。这种方法只能单纯检验学生学习情况，很难促进和帮助学生的学习同时不能体现学生的学习过程。考试内容多为名词概念，缺乏对学生知识综合能力及应用能力的考察，造成学生死记硬背，不能灵活运用知识。1.2 现行的实验教学模式的弊端突出地表现在以下几个方面： 实验内容陈旧,难以培养学生的创新能力。由于教学条件等因素的限制,目前细胞生物学实验内容多局限在普通显微镜的构造及使用、组织切片和染色体制备等内容。对于那些推动细胞生物学快速发展的新技术、新方法却缺少教学资料与手段,在客观上造成了实验教学与理论教学的脱节 实验教学模式单调,难以激发学生的积极性和主动性。现行的实验教学基本上都先由学生预习实验指导书,然后来到已准备好的实验仪器、设备前,按教师的讲解,按部就班地做,最后写出实验报告。不要求学生查阅文献、分析资料,也不要求学生设计实验步骤, 这种方法很机械,缺少主动积极的思考,一旦离开了教师,学生就不知所措,这种实验课的教学模式难以很好地启迪学生的创造性思维,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。 实验多为验证性实验,缺乏综合性、设计性,不利于学生综合素质的培养。验证性实验重点在培养学生扎实的基本功;综合性实验强调实验的系统性,综合性和整体性,重点培养学生分析问题和解决问题的能力;设计性实验有一定的探索性。目前我们的实验80%以上为验证性试验，这些实验的结果基本是已知的,实验的过程及其可能存在或出现的问题也基本是固定的,因此在一定程度上局限了学生的思维,难以实现学生综合素质的培养。实验课成绩的评定存在一定的随意性,影响了学生的学习动力。实验课程由于其性质的特殊性,往往难以确定完善的考核指标和体系,从而使得实验课程的成绩常常较多地依赖于学生实验报告书写的工整和完整程度。这就导致了学生实验课程成绩的评定存在一定的随意性,进而影响了学生学习的动力。2、 本项目研究的目标、内容、主要特色及拟解决的关键问题2.1 本项目研究内容与目标 开放式教学是以完成教师和学生在教学活动中角色的转变，培养学生自主学习的能力，鼓励学生的创新能力，提高学生综合素质为目的。教师广泛利用课内外教学资源，充分地调动学生学习的积极性，使学生多渠道、多方向、多角度地获取知识，培养学生运用“已知”去探索“未知”的开拓创新能力。教师从知识的传输者变为指导者，学生从知识的被动接受者变为知识的主动构建者。研究性教学是通过教师引导学生进行探究性学习, 激发学生自主学习和探究的动机, 培养学生的学习兴趣, 从而调动学生自身参与知识建构的自觉性和积极性, 达到培养学生创新能力。2.1.1 理论教学方面 科学组织教学内容，适当实现“游离教材”教学（textbook-free classroom）。生命科学研究速度已经大大加快,教学往往要大大落后于基础科学研究，照本宣科似的完全依赖教材的教学只能完成教学任务的一部分。我们将教学内容和当前科研前沿知识的结合适当实现“游离教材”教学，这是对教材的外延和补充。由于课时所限，这样就要求我们优化教学内容，详略得当。将教学内容分为基本与一般，基本部分分为重点和难点，一般部分为简讲与学生自学。与生物化学、分子生物学、遗传学部分教学内容出现交叉和重叠现象，要根据细胞生物学在学生的整体课程体系中的地位对教学内容进行遴选。另外我们将邀请校内外的专家进行专题讲座，将最新科研动态，重大研究成果在教学内容中反映出来。这样，一方面可以适应广大本科生的考研需求，另一方面也可使学生了解当今细胞生物学的研究趋势和方向，从而引导学生去探索新知识的热情和动力，发展学生的发散性思维能力，不断增强学生的科研意识。以“研究问题”的观念开展教学，实现教学互动的“开放式”教学方式。首先，根据教学大纲要求、教材特点,精心设计出若干问题, 以学生为中心的小组讨论式教学，达到以疑导思、以疑导议、以疑导学的目的,活跃课堂气氛。第二，开设“学生专题报告”和“诺贝尔讲坛”。由教师提出一些细胞生物学的重要主题和细胞生物学理论发展过程中的所有诺贝尔获奖名称和获奖人，由学生自选主题，在教师的指导下自主查阅参考书和文献，进行自主开放性学习训练。引导学生探讨重大科学发现产生的起因和研究过程，培养学生的科研思维，创新精神。每位同学将自己所查阅的专题制作成ppt，进行大会交流报告，将学生优秀专题在网络教学平台进行展示。第三，创立课本情景剧，上演舞台剧。在细胞生物学教学过程中，引导学生将复杂的信号转导机理，细胞器间功能联系编排成“舞台剧本”。把书本上看似教条的功能联系、机理演变成学生“身临其境”的角色情景，从“实践”中“仔细品尝”科学的乐趣通过互动激发兴趣、通过兴趣促进研究性学习。第四，结合所学基本知识，查阅资料撰写综述论文（每人一篇）。丰富考核方式，重视过程考核，优化考核体系。考核是一种促使学生学习的手段，应力求全面、客观地反映学生的学习效果以及对相关知识的掌握程度，以激发学生学习的潜能。根据以上教改的特点我们拟采用平时成绩和期末考试成绩相结合考核体系，提高平时成绩权重及内涵，成绩评定强调学习过程即过程考核。平时成绩占总成绩的30%，包括小组讨论活跃度积分（5%）、情景剧积分(5%)、学生专题报告或诺贝尔讲坛积分（10%）及撰写综述论文（10%）四部分。期末考试（70%），包括基本理论概念(50%)，综合知识(10%)，理论知识运用(10%)三部分构成。评定公开、综合评定。本项理论教学改革力图摈弃封闭学习、被动学习和静止学习的模式，而采用讨论学习、主动学习和探索学习的模式，要求学生实现主体性的参与，让学生通过主动的探索、发现和体验来提出问题和解决问题，训练学生学习运用科学研究的思维方式和研究方法，培养学生的问题意识、研究意识和创新意识及生成新知识的能力和批评性思维的习惯，为学生的终身学习与发展打下坚实的基础。2.1.2 实验教学方面修改完善教学大纲,整合实验,科学设置实验内容。在实验课程的教学过程中,需要顺应形势的变化,及时调整课程内容。调整的原则一是精简,即删减重复性以及实验效果差、耗时多的实验。将实验内容在结构体系上分为细胞的形态结构、细胞生理、细胞化学成分的分离、动物细胞培养4 个模块，每个模块均有具体实验课程,根据实际可选择使用。合并技术单一的实验，细胞生物学实验中有很多单项小实验,在实验经费和实验学时有限的情况下,为保证实验内容的丰富化,达到更好的教学效果,将实验内容进行整合和优化。如可将“人类x 染色质的观察”与“dna 的feulgen 染色实验”合并。二是充实,适当增补对动手能力和技术性要求较强的综合性实验、设计性实验;鼓励学生对感兴趣的生物学问题进行课时外的开放性实验研究。逐步改变“实验技术人员准备实验- 教师讲解- 学生照做”实验教学模式转变为以“学生为核心”的教学模式, 尽量多给学生留下思考的空间和动手的机会。可将“叶绿体的分离及观察和液泡系的活体染色与观察实验”改成为半自主性细胞器综合大实验；让学生自行设计细胞融合实验的实验条件设制不同梯度，并总结分析结果；开放实验室, 学生可根据自己的兴趣, 主动到开放实验室进行科技创新的实验研究, 也可以参与教师的科研课题的完成。 让学生自己制订实验方案和步骤, 然后与教师和实验技术人员对实验方案进行讨论、预约, 利用课余时间独立完成, 从而锻炼自己的实践能力更有效地培养学生的实践能力。改革教学方法,启发引导,培养学生的创新意识。在细胞生物学实验教学中,要突出:做实验,一要发掘实验背后的理论支撑,二要培养技术意识,重视实验的技术和方法;同时,在实验课上促进实验过程中师生交流,倡导师生间的问与答,活跃融洽的气氛。适时地利用实验处理中的等待时间,激励学生分析实验过程,甚至改进实验过程。帮助学生寻找问题或由老师提出问题,再由学生分析问题、讨论问题,在实验结果分析时间进行小结。在教学过程中,教师在讲清实验目的和原理的前提下,鼓励学生根据所学知识,自主设计实验过程,并完成实验,部分实验报告以论文的形式完成。此外，我们要求感兴趣的学生参与实验课的准备及预备实验过程, 学生深入理解实验的同时, 能够与实验老师共同研究实验方案的改进方法。通过这种方法学生除了实验技能有所提高外, 对相关的理论知识的理解也有所加深, 并能够通过相关的资料查阅来拓宽自己的知识面。运用现代化电教技术辅助教学,丰富实验课堂。一些具有代表性的高、精、尖科学实验技术,因其操作的严格性、技术性,更重要的是因其需要大量资金投入的限制,使之在普通实验室无法开展。将本课题组教师在科研过程中的实验操作进行录像编辑制作成dvd以及通过网络获取一些先进实验技术的电子资料,将其刻录成影像资料,播放给大家看,既直观、方便,又节省了经费开支。由于实验室缺乏多媒体教学设施，我们在理论课上，运用多媒体教学手段辅助教学,能够实现挂图、黑板无法完成的效果。特别是对于微小结构、复杂材料的讲解以及繁杂实验过程的描述具有独到的优势。改革考核体系,促进全面发展。考核是教学效果的检查,也是督促学生学习和复习的手段。根据课程特点,细胞生物学的实验考核应以考查学生运用理论知识、运用实验技术的能力为主要内容。安排或利用一个综合性实验，首先,由教师提出实验目的;然后,要求学生利用所学的理论知识和实验技术,进行综合性运用,并结合相关的基础理论知识,进行综合分析,得出结论;最后,教师依据学生的操作和分析给予评分。在考核过程中,对于实验技术,应以学生的直接操作为考核方式,而对于实验理论知识的考核,可以通过闭卷考试的方式完成,也可以通过要求学生对实验结果的分析来考核。最后形成平时成绩（包括操作技术，实验报告）占40%，考试成绩（包括实验理论：实验技术：实验设计及结果分析= 3：3：4）占60% 的综合科学的考核体系。通过本项目的实施，培养学生具备三基(一定的基本知识、基本理论、基本技能)的同时,拥有宽广的知识面;不仅要有扎实的基础,也要求他们富有创新精神。通过细胞生物学的实践,不仅增强学生感性认识的手段,而且应让实验课成为培养学生创新意识与科学思维的窗口与平台。通过调整实验内容、改革教学方法、完善考评体系等措施,发挥实验课的实践性优势,最大程度地增强学生的自主性与参与性,为创新性高素质人才的培养作出应有的贡献。2.2 本项目的特色理论教学方面：1、培养学生浓厚的研究兴趣、探究精神及学习过程中的批判精神，开掘学生的创新能力，制定合理的知识结构策略，尝试相关知识的综合应用； 2、提升学生的自主学习能力，提高发现问题和解决问题的能力，发展创新精神，实现“学会学习”的重要目的；3、学会利用网络收集资料，筛选、分析、归纳信息资料；培养获取信息、分析处理信息的能力，学会沟通、合作与分享，培养协作精神和团队精神，培养与他人合作意识及合作能力；4 、改进过去抑制学生个性发展的“三中心”的传统教育模式,建立一个互动的、以学生为中心的教学过程，培养学生的自信、自主、自立精神和学生在学习中的主体作用；5 、提升教师的研究性学习指导能力；建立新型的师生关系，营造良好的研究性学习外部环境；6、改革考试制度，重视过程考核，倡导多元化的评价方式。实验教学方面：根据开放式、研究性教学理念设计了一套全新的实验教学模式, 将基本技能训练、综合设计和分析能力训练含文献查阅、计划书撰写、研究方案实施、论文写作、等各环节有机地融合在一起,营造科研“ 小生境”。改革后的实验教学内容体现基础与前沿相结合,加大综合性、设计性及开放实验教学的力度,逐步形成新的、系统化的实验教学体系（图1），充分调动学生学习积极性,培养了学生的科学兴趣,激发学生的学习欲望，切实培养学生的创新精神和提高实验能力。基础实验理论基本实验操作验证性实验学生自主设计参与教师课题结果交流综合评价论文汇编推荐投稿实验教学体系基础性实验综合性实验设计性实验开放性实验观摩性实验cai 影像资料 教师演示实验图1 拟实施的实验教学体系2.3 拟解决的关键问题 我们在把握现有教材和参考资料的基础上, 在教学过程中结合实际将细胞生物学相关领域的新进展、新知识、新方法（最快、最新的研究成果往往都是以英文的形式发表的）介绍给学生,拓宽学生知识的深度、广度,无形中提高了教师的工作量，同时设计“游离教材”教学及组织讨论式的开放教学教师广泛利用课内外教学资源，需要教师具有较高的专业素养，增加了备课的难度，对教师提出了更高的要求甚至挑战，需要校院出台一些有效的激励机制。经历了十几年的“填鸭式”教学的熏陶，可能学生在本项目实施初可能有些畏难情绪甚至配合不积极，但是经过老师的正确引导学生会愉悦接受，并成为学习的主人（目前高中阶段进行的新课改会使以后的大学生更加适应这种方式）。学生资料查阅，需要电子数据库，目前我校（尤其中区）的硬件设施不能很好地满足我们的要求，需校、院下大力提高我们的教学条件。科学合理地整合单一技术的验证性实验项目，提高基础性实验的开出率，使学生较全面掌握基本的操作技术，合理设置综合性、设计性实验。选做开放性实验项目, 以满足不同层次同学的需求。在教改之后面临着学时压缩,实验经费不足的矛盾,既要增强学生动手机会,还要兼顾经费透支。1、 本项目意义及项目预期效益（含预期成果形式）本项目意义：通过开放式研究性教学引导学生进行探究性学习, 激发学生自主学习和探究的动机, 培养学生的学习兴趣, 从而调动学生自身参与知识建构的自觉性和积极性, 达到培养学生创新能力、增强学生社会竞争力的目的。教师广泛利用课内外教学资源，充分地调动学生学习的积极性，使学生多渠道、多方向、多角度地获取知识，培养学生运用“已知”去探索“未知”的开拓创新能力。教师从知识的传输者变为指导者，学生从知识的被动接受者变为知识的主动构建者。通过丰富多样的教学方式为学生创造研究情景,激发兴趣使学生不由自主地进入研究性学习。预期成果：摸索出一套适合我校条件的开放式、研究性细胞生物学教学的特色模式；将制定出新的科学的细胞生物学实验课程的教学大纲,编写实验教材并力争出版；制作所开设实验课的多媒体课件,及cai实验教学视频资料；优化考试方法,完善评分标准。发表核心期刊论文2-3篇，下一步力争将细胞生物学建设成为省级精品课。2、 本项目已有的工作基础及条件本项目中的部分教改内容（如学生专题报告、阶段性学生自主总结课）在我院系有关领导的指导下，已进行了初步的尝试，收到了很好的效果。两年的实践表明，生物科学和生物技术的部分三年级学生进入实验室参与到教师的课题研究中，进行开放式研究性实验教学极大地激发了学生的科研兴趣，活跃学生的思维，开拓视野，促进学生对综合知识的运用，增强学生对实验学习的自觉性和积极性，达到培养学生独立研究的能力，从而提升实验教学的整体质量和水平。本项目组成员中四位为博士，具有一定科研素养和教学经验，科研上的造诣高,能游刃有余地指导学生的开放实验，富有教学经验课堂上才会给学生更多的启迪和思维，队伍工作热情饱满，且成员中三位本科阶段均为师范毕业，有良好的教育教学知识