發(fā)布時間：2023-08-16 17:13:38
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的生物科學成就樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘要從教學內(nèi)容、教學過程和考核方式等方面介紹了研究生細胞分子生物學課程的教學開展與體會，為適應多研究方向的研究生培養(yǎng)要求、提高教學效果提供參考。
關(guān)鍵詞研究生;細胞分子生物學;教學;內(nèi)容;考核
揚州大學碩士研究生培養(yǎng)方案課程設(shè)置將細胞分子生物學作為生物學一級學科的學位課程，包含植物學、動物學、生理學、水生生物學、微生物學、遺傳學、發(fā)育生物學、細胞生物學、生物化學與分子生物學、生物物理學、生態(tài)學等11個生物學二級學科。揚州大學是江蘇省屬重點綜合性大學，目前設(shè)有27個學院，11個生物學二級學科分散在生物科學與技術(shù)學院、農(nóng)學院、獸醫(yī)學院、醫(yī)學院，各二級學科的研究方向也較廣泛，如何適應這種多學院、多學科和多研究方向的碩士研究生培養(yǎng)要求，提高教學效果，揚州大學不斷進行嘗試、改革，構(gòu)建了適合各二級學科培養(yǎng)目標要求的細胞分子生物學教學體系，現(xiàn)將這門課程的教學內(nèi)容、教學過程和考核方式介紹如下。
1細胞分子生物學的教學內(nèi)容
細胞分子生物學是隨著細胞生物學和分子生物學發(fā)展而興起的一門較新的學科，是一門在分子水平上研究基因?qū)毎顒诱{(diào)控以及各種細胞結(jié)構(gòu)的形成和功能執(zhí)行的科學[1]。對生物學專業(yè)的研究生來講，本科階段都學過細胞生物學和分子生物學這2門課程，因此研究生所開設(shè)的細胞分子生物學課程體系應該和本科生的課程體系有所區(qū)別。由于傳統(tǒng)的細胞分子生物學教材與細胞生物學和分子生物學在內(nèi)容上有很多雷同，若采用這些教材，很容易使研究生對該門課程失去興趣。揚州大學將該門課程的教學內(nèi)容分為4個部分:細胞結(jié)構(gòu)、細胞遺傳、細胞代謝與調(diào)控、細胞發(fā)育，該校沒有選擇任何固定教材，僅僅指定少數(shù)最新出版的教材作為參考書，如韓貽仁主編的分子細胞生物學[2]、Gerald Karp主編的Cell and Molecular Biology:Concepts and Experi-ments等[3]。
2細胞分子生物學的教學過程
揚州大學細胞分子生物學的授課對象差異比較大，學生的來源和專業(yè)背景也不同，在教學過程中，筆者嘗試使用開放式教師、開放式教學和開放式課堂的教學方法。
2.1開放式教師
以往的研究生課程都是由固定的教師一上到底，由于教師的精力有限，不可能對細胞生物學各個領(lǐng)域的前沿知識都熟悉。為了解決這一問題，揚州大學采用不固定教師上課的制度，跨學科跨學院請資深教師進行授課，確保學生能夠了解該領(lǐng)域的基本知識與前沿動態(tài)。設(shè)置的4個部分教學內(nèi)容中，每一部分由1~2位專業(yè)教師負責主講，教師可結(jié)合自己的專業(yè)背景，根據(jù)不同教學模塊，設(shè)置具體的教學內(nèi)容，不拘泥于任何教科書進行授課。有些教師的研究方向是植物，對植物細胞分子生物學的研究進展和前沿動態(tài)比較熟悉，講授植物細胞分子生物學可以做到深入淺出，而對動物細胞分子生物學的講授效果會比較差，因此主講教師可選擇來自植物、動物、微生物、病毒等研究方向的老師。對于學生，有些是來源于農(nóng)學院，其背景知識和興趣側(cè)重在植物方面，而有些來源于醫(yī)學院或獸醫(yī)學院，其背景知識和興趣側(cè)重在動物方面，這就要求選擇具有不同學科背景的教師。開展開放式的教學方式，滿足不同學生的要求。
2.2開放式教學
由于細胞生物學是生命科學的前沿學科之一，因此在把握現(xiàn)有教材和參考資料的基礎(chǔ)上，教學過程中要結(jié)合實際將細胞生物學相關(guān)領(lǐng)域的新進展、新知識、新方法介紹給學生，拓寬學生知識的深度、廣度，培養(yǎng)其對未來工作的適應能力。
在每一個教學模塊中，教師可通過不同的教學方式講解不同側(cè)重點的專題。如細胞結(jié)構(gòu)部分包括講了2個專題，一個是細胞內(nèi)膜系統(tǒng):結(jié)構(gòu)、功能、蛋白質(zhì)分選和膜泡運輸，另一個是細胞骨架與細胞運動。內(nèi)膜系統(tǒng)一般是指內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞核、溶酶體和液泡(包括內(nèi)體和分泌泡)5類細胞器膜的總稱，而廣義的內(nèi)膜系統(tǒng)概念也包括線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、細胞核等細胞內(nèi)所有細胞器膜的總稱。在本科細胞生物學教學過程中，這些細胞器的形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)生是分別獨立介紹。雖然這些細胞器具有各自獨立的結(jié)構(gòu)和功能[4]，但它們又是密切相關(guān)的，尤其是它們的膜結(jié)構(gòu)是可以相互轉(zhuǎn)換的，轉(zhuǎn)換的機制則是通過蛋白質(zhì)分選和膜泡運輸來實現(xiàn)的。在講授內(nèi)膜系統(tǒng)時，可通過蛋白質(zhì)合成這條線將這些相關(guān)內(nèi)容串聯(lián)起來講述。由于核糖體在蛋白質(zhì)合成上與內(nèi)膜系統(tǒng)互為一體，因此將核糖體也加入進來，同時向上講可以提及細胞核中核糖體大小亞基及mRNA的合成，向下還可講述細胞膜上的蛋白功能，從而用蛋白質(zhì)合成一條線將細胞的三大結(jié)構(gòu)即細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核聯(lián)系了起來。同時，也啟迪研究生自己去找線索，找出一根主干，將盡可能多的內(nèi)容串起來。又如細胞骨架對于維持細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性以及在細胞運動、物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞和細胞分化分裂等一系列方面起重要作用，因此對細胞骨架的研究是近代生命科學中最活躍的研究領(lǐng)域之一，它的快速發(fā)展主要得益于大型分析儀器的應用和實驗方法技術(shù)的改進。在這一部分內(nèi)容的教學中，可重點向?qū)W生講解細胞骨架的研究方法，包括每種方法的原理、基本過程和結(jié)果分析，以最新的國外權(quán)威期刊上發(fā)表的細胞骨架方面的論文為例，向?qū)W生介紹細胞骨架的研究是如何開展的。
2.3開放式課堂
研究生課堂和本科生課堂相比，講授內(nèi)容量非常大。筆者一般會在課后將課件提供給學生，使他們在課堂上不用花太多精力記筆記，而是將主要精力集中到聽課上，跟著教師的引導考慮問題，這樣使其思維保持很高的興奮度，且感到疲勞。在嚴格遵守課堂紀律的前提下，在上課時要盡量調(diào)動學生的積極性，以開拓學生的思維，培養(yǎng)創(chuàng)造性。課后要讓學生自己閱讀指定或推薦的原始文獻，或者讓他們自己到網(wǎng)上查閱自己感興趣的問題，以此可培養(yǎng)學生閱讀文獻、查找資料、進行科研的能力。
3細胞分子生物學的考核方式
作為生物學一級學科碩士研究生的學位課程，細胞分子生物學的考核以考試為主，考慮到研究生學習細胞分子生物學課的目的主要是為了提高學生利用學到的細胞生物學知識解決課題研究中的問題，實用性較強，因此筆者選用開卷考試的形式，所出的試題都是綜合性的分析題，在考場內(nèi)學生可以查閱任何參考資料，但參考資料中沒有現(xiàn)成的答案，促使學生綜合運用所學知識，通過仔細分析才能得出答案。這種考核方式一方面提高了學生獨立思考問題和解決問題的能力，另一方面也使教師了解了學生對這門課程的掌握情況，檢驗教學質(zhì)量，很大程度上促進了以后教學的開展。
4參考文獻
[1] 王石平，金安江.分子細胞生物學研究性教學模式的改革實踐與思考[J].華中農(nóng)業(yè)大學學報:社會科學版，2008(2):134-137.
[2] 韓貽仁.分子細胞生物學[M].2版.北京:科學出版社，2001.
關(guān)鍵詞：綜合素質(zhì)，創(chuàng)新能力，物流人才，課程改革
中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）14-0132-03
一、引言
在北京，中國物流與采購聯(lián)合會舉辦的一個專家論壇上，各位專家都普遍認為，物流管理人才的匱乏是制約我國物流業(yè)發(fā)展的“瓶頸”[1]。隨著第一、第二利潤源被各個企業(yè)挖掘殆盡，作為企業(yè)的“第三利潤源”的物流的重要性就愈發(fā)凸顯。為增強企業(yè)的競爭力，許多企業(yè)紛紛去各大高校找尋物流人才，卻發(fā)現(xiàn)可用的物流管理人才寥寥無幾。針對我國物流人才的巨大缺口，各個高校開設(shè)的物流課程的滯后性、學生所學與實際情況脫節(jié)難辭其咎?？v觀各個高校開設(shè)的物流課程，學生所用教材滯后，無法適應當今知識經(jīng)濟時代知識更新?lián)Q代的速度，此外，教材中的知識抽象難懂，無法激起學生的求知欲望，即便有部分W生通過自己的努力弄懂了書本中的知識，可是由于缺乏動手解決實際問題的能力，仍是無法實現(xiàn)高效專業(yè)教育的人才培養(yǎng)與社會需求的對接。
基于這樣的背景下，通過教學改革讓學生所學與社會實際相接，提高學生解決現(xiàn)實社會實際問題的能力的需求迫在眉睫。為此，本文通過理論聯(lián)系實際的調(diào)查研究，對物流課程改革提出幾個設(shè)想。
二、課程改革方式方法
（一）與物流企業(yè)相結(jié)合
毋庸置疑，培養(yǎng)物流人才的目的就是解決各個物流企業(yè)在現(xiàn)實中面臨的問題，所以提高高校培養(yǎng)的適應性至關(guān)重要。高?？梢酝ㄟ^聘請產(chǎn)業(yè)界專家為學校專業(yè)建設(shè)和課程教學進行咨詢指導、為企業(yè)建立專業(yè)實習基地、與企業(yè)開展培訓及技術(shù)項目合作方式與產(chǎn)業(yè)界建立穩(wěn)定的聯(lián)系，進行訂單式培養(yǎng)，讓學生上崗實訓，在實踐中積累經(jīng)驗[2]。
此外，通過實踐，學生可以理論聯(lián)系實際，更好地參透理論知識，并在實踐中提高用理論知識解決實際問題的能力。
（二）與全國大學生物流設(shè)計大賽相結(jié)合
全國大學生物流設(shè)計大賽目的在于實現(xiàn)物流教學與實踐相結(jié)合，提高大學生實際動手能力、策劃能力、協(xié)調(diào)組織能力，促進大學物流人才培養(yǎng)模式、課程設(shè)置、教學內(nèi)容和方法的改革，推動物流教學改革和科學研究，為全國高校搭建開放的物流教學改革及學術(shù)交流平臺，建立社會群眾宣傳普及物流知識的平臺，更好地培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)物流人才。
通過以上對全國大學生物流設(shè)計大賽的目的的解讀，可以得知將物流的課程改革與其結(jié)合將大有裨益。舉例來說，第五屆“鄭明杯”全國大學生物流設(shè)計大賽的案例13為鄭明物流如何切入冷鏈零擔物流市場，參賽學生可以充分調(diào)動自己所學的倉儲、運輸、配送等方面的知識來解決這個案例，提高學生動手能力、思考能力的同時，也能夠提高學生對物流課程的興趣，從而促進了學生對物流課程的學習。
（三）與數(shù)學建模競賽相結(jié)合
自從1985年舉辦了第一屆美國大學生數(shù)學建模競賽，因其在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，提高學生實踐技能，拓展學生知識面的突出作用，各個組織也紛紛舉辦了自己的數(shù)學建模競賽，如全國組委會和高等教育出版社聯(lián)合舉辦的全國大學生數(shù)學建模競賽、中國電機工程學會舉辦的全國大學生電工數(shù)學建模競賽、校苑數(shù)模舉辦的亞太地區(qū)的數(shù)學建模競賽等，數(shù)學建模的受眾面上呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。
推動教學改革是全國大學生數(shù)學建模競賽宗旨之一，為了貫徹其宗旨，數(shù)學建模的賽題旨在要求學生用所學的知識解決實際的問題，比如2015年亞太地區(qū)的數(shù)學建模競賽的A題題目為發(fā)展21世紀海上絲綢之路的影響，物流專業(yè)的學生可以通過調(diào)用自己所學的國際物流學等知識去解決這道問題，這不僅可以很好地鞏固學生所學的知識，而且學生可以在查閱資料的過程中，擴大自己的知識面，也有助于學生對當今全球的國際物流形式有一個正確的認識，培養(yǎng)學生的國際化物流視角。
本科生通過參加數(shù)學建模競賽，筆者認為有以下幾點重要意義。
1.數(shù)學建模競賽是大學生創(chuàng)新能力、實踐能力和綜合素質(zhì)的重要檢驗指標，通過參加數(shù)學建模競賽，學生在這幾個方面的能力都可以得到提升。
2.學生參加暑期的數(shù)學建模競賽，不僅可以提高自己的能力，而且在炎熱的夏季在教室上課也是對自己意志品質(zhì)的一種鍛煉。以鄭州大學為例，鄭州大學每年都會對擬參加本年九月份全國大學生數(shù)學建模競賽的同學進行暑期為期一個多月三個階段的培訓。以2015年為例，學校對擬參加本年9月份的學生進行了三階段的培訓，第一階段為2015年月23日至2015年6月14日，培訓時間為這期間的每周周末，培訓內(nèi)容為系統(tǒng)工程、運籌學、計算機軟件等方面的知識。第二階段為7月13日至7月18日，培訓內(nèi)容為往屆建模案例分析，第三階段為8月14日至8月29日，這階段只要是進行競賽的模擬訓練，每訓練完一道題，老師再給學生講解思路，同學們也分享自己的做題經(jīng)驗。通過系統(tǒng)的訓練，學生們可以在多個方面提升自己的能力。
3.由于數(shù)學建模競賽是三人組成一個參賽隊伍，隊伍中的三個人一般來自于不同的院系不同的專業(yè)，由于專業(yè)背景的不同，學生的思維方式難免會有很大的差異，通過與不同院系的隊友交流，學生不僅可以提高溝通能力、團隊協(xié)作能力，還極有可能在團隊交流的過程中碰撞出思想的火花。
4.競賽的三天三夜是對大家拼搏精神和毅力的考驗[3]。三天三夜的競賽歷程無疑是十分辛苦的。初見賽題的興奮，選題時的激烈爭論。然而，分析題目，弄清題意才是問題的關(guān)鍵。大家字斟句酌，各抒己見，直至說服別人或被別人說服，堅持是一種毅力，妥協(xié)亦是一種藝術(shù)。選擇怎樣的數(shù)學方法也是在爭論和商討中進行。接下來就是隊長將任務(wù)進行分解，責任到人，分頭查閱資料，上網(wǎng)搜集信息。競賽的日日夜夜里已然分不清白天和黑夜，參賽隊員們在教室里通宵達旦，不知是哪里來的勁頭與精力。
競賽最后的夜晚主要是修正模型、寫摘要以及為模型潤色的時間，這時也是參賽隊員們最為疲憊的時候，有參賽隊員在分享參賽體驗時曾說：最后的一夜是最難忍受的，但是為了不給自己留下遺憾，還是在拼命堅持。隊友們拿出各種方式來為整個隊伍提神，咖啡、笑話，你能夠想得到的提神方法都派上了用場。次日早晨，交卷了，隊友們都深吸了一口氣，慶幸自己不曾放棄，慶幸自己又一次戰(zhàn)勝了自我，亦慶幸自己的這段比獲獎更重要的經(jīng)歷為自己的人生畫上了濃墨重彩的一筆。
（四）與科研項目相結(jié)合
隨著大學人才培養(yǎng)目標的調(diào)整，科研在培養(yǎng)高層次創(chuàng)新人才的過程中具有重要的意義和作用[4]。
1.通過本科生科研，可以使本科生接觸科學家，受到科研文化的熏陶的同時，也可以更加深刻的感悟科研精神。
2.通過本科生科研，可以使本科生掌握科研的方法，提高科研能力和探索精神。美國波杜大學教授萬科特和奧雷維克孜指出：“本科生從事科研可以培養(yǎng)學生的實驗技能、計算機技能、時間管理技能、特別是項目設(shè)計和按時完成任務(wù)的技能。每周一次的與導見面，可以培養(yǎng)學生非正式的口頭表達能力，撰寫科研報告是練習寫作能力的好機會，參加會議正式宣讀論文則有助于提高交流技巧?！?/p>
3.通過本科生科研，可以使本科生增強對課題學習的理解。
4.通過本科生科研，可以使本科生順利進入研究生階段的學習。本科生科研使學生受到早期科研訓練，可以增強其接受研究生教育的能力和信心，也可以增強學生的競爭力以為接受美國衛(wèi)生研究院資助從事過三年科研的學生說：“當我申請讀研究生時，我肯定比其他申請人有優(yōu)勢?！绷硗?，通過本科生科研，可以陶冶本科生的情感和人格，培養(yǎng)合作精神和技巧。
（五）與畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合
畢業(yè)設(shè)計及其論文是高等理工科院校教學計劃中的重要組成部分，是本科生在系統(tǒng)掌握專業(yè)知識和技術(shù)的基礎(chǔ)上，按照規(guī)范化的研究程序與方法所進行的科研活動，是為學生參加未來工作所進行的科研準備，也是提高學生科研和工作能力的重要環(huán)節(jié)[5]。
畢業(yè)論文寫作的質(zhì)量與本科生專業(yè)理論的學習與實踐，以及自身的綜合運用能力密切相關(guān)。目前，高校許多學生專業(yè)基礎(chǔ)知識不扎實，對專業(yè)核心知識沒有宏觀系統(tǒng)的框架；綜合運用能力差，既無法做到知識間的融會貫通，又不能將理論與實踐結(jié)合起來，缺乏創(chuàng)新精神。再者許多高校缺乏對學生專業(yè)論文寫作的培養(yǎng)，本科生在進行畢業(yè)論文寫作之前，很少進行相關(guān)學術(shù)論文寫作的練習，加上許多學生缺乏文獻檢索能力和學術(shù)規(guī)范意識，盲目照搬或者斷章取義，甚至抄襲剽竊的現(xiàn)象比較嚴重[6]。
通過本科生課程改革與畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合，在以下幾個方面將對學生有重要作用。第一，讓學生提早認識何為畢業(yè)設(shè)計，消除學生對畢業(yè)設(shè)計的恐懼心理，讓學生用一個正確的、平常的心態(tài)去面對畢業(yè)設(shè)計；第二，將畢業(yè)設(shè)計引入課堂，可以讓學生提早為畢業(yè)設(shè)計做準備，避免最后在大四下學期一個學期中因時間匆忙而導致的畢業(yè)設(shè)計論文的質(zhì)量低下問題；第三，可以讓學生將課堂所學快速應用于實踐，提高學生的理論聯(lián)系實際能力的同時也提高了學生的綜合素質(zhì)。
三、結(jié)論
我國物流業(yè)發(fā)展迅速，社會和企業(yè)對物流人才的需求與日俱增，為彌補物流人才供需的巨大缺口，高校物流課程改革勢在必行。只有通過不斷探尋與完善我國物流人才培養(yǎng)模式，才能不斷為社會和市場輸送與國際接軌的、具有創(chuàng)新意識和實踐能力的高素質(zhì)物流人才，從而解決我國物流人才的供需矛盾，造福高校畢業(yè)生和社會。
參考文獻：
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[3]韓成標，賈進濤.高職院校參加數(shù)學建模競賽大有可為[J].工程數(shù)學報，2003，20（8）：140-142.
[4]劉寶存.美國大學的創(chuàng)新人才培養(yǎng)與本科生科研[J].外國教育研究，2005，（12）：39-43.
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[6]陳艷嬌.高校本科生畢業(yè)論文改革設(shè)計方案新構(gòu)思[J].教學研究，2011：93-94.
《環(huán)境生物學》是環(huán)境工程和環(huán)境科學專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，環(huán)境生物學的基本理論為《水質(zhì)工程學》、《固體廢棄物處理與處置》等專業(yè)課程打下良好的基礎(chǔ)。實驗是學生理解和掌握環(huán)境生物技術(shù)的有效途徑，與理論教學相輔相成[1]。為了提高環(huán)境生物學課程的整體教學質(zhì)量，借鑒了其他院校的教改經(jīng)驗，調(diào)整了現(xiàn)有理論和實驗教學內(nèi)容，并增設(shè)一周的《環(huán)境生物學實驗設(shè)計》，在該校環(huán)境工程專業(yè)部分學生和環(huán)境科學專業(yè)中進行了連續(xù)三年的實踐探索。
1 《環(huán)境生物學》課程現(xiàn)狀分析
（1）課程現(xiàn)狀：我校《環(huán)境生物學》總學時為48學時，其中理論32學時，實驗16學時。由于課時限制，理論教學內(nèi)容集中在微生物結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)、代謝等基礎(chǔ)內(nèi)容，而微生物生態(tài)與環(huán)境生態(tài)工程中微生物的作用等內(nèi)容不能詳細講授，因此要使學生深刻理解本課程并熟練地用于實踐，難度較大。
2 教改思路與目標
針對我校《環(huán)境生物學》課程中存在的問題，在現(xiàn)有理論和實驗教學基礎(chǔ)上，調(diào)整理論教學內(nèi)容，拓寬學生視野，在理論和實驗教學環(huán)節(jié)結(jié)束后增設(shè)一周的實驗設(shè)計環(huán)節(jié)，以加深學生對理論知識的理解，并提高學生綜合素質(zhì)與科研創(chuàng)新精神及能力。
3 調(diào)整教學內(nèi)容
在理論教學內(nèi)容上，針對我校工科背景的特點，改變了以往的一本教材為主的固定教學內(nèi)容，選取面向21世紀教材《環(huán)境工程微生物學》[2]為主講教材，補充了水處理生物學[3]、環(huán)境生物學[4]等相關(guān)微生物學知識。限于學時限制，在講授內(nèi)容的組織上，既考慮到教學大綱必須完成的教學內(nèi)容，講授多數(shù)學生能夠接受的基礎(chǔ)知識，還深入講解較有深度的內(nèi)容，以滿足報考研究生同學的求知欲。以此為契機，購買了一批如《微生物學》（第5版中文版，普雷斯科特著，沈萍等譯）等一大批優(yōu)秀的微生物學圖書及電子資料，為拓寬同學們的微生物學基礎(chǔ)理論知識打下良好的基礎(chǔ)。
針對實驗教學中存在的問題，環(huán)境生物學實驗課程內(nèi)容也做了相應調(diào)整使其內(nèi)容更貼合我校同學的工科背景。實驗課程安排在三年級的第一學期與理論課程同步完成，在完成驗證性實驗教學內(nèi)容后，提供足夠的學時讓學生們自行思考，完成一次綜合性實驗，加深對理論課學習內(nèi)容的理解和掌握。
4 增設(shè)《環(huán)境生物學》實驗設(shè)計
實驗設(shè)計是實驗研究的重要環(huán)節(jié)，可架設(shè)起理論教學和實驗教學之間的橋梁，使學生能更系統(tǒng)、深刻的理解課程內(nèi)容。為此，理論和實驗課程都完成以后，我們又專門抽出一周時間，讓學生自主查閱資料、自行設(shè)計、動手完成一個設(shè)計性實驗，并撰寫提交實驗設(shè)計說明書。學生們通過親歷實驗，調(diào)動了參與實驗的積極性，拓寬了知識面，提高了動手操作能力，觀察分析問題和解決問題的能力，提高了實驗課的教學質(zhì)量。在撰寫實驗設(shè)計說明書的過程中，學生能運用課程的基本概念和原理，規(guī)范使用專業(yè)術(shù)語，為以后畢業(yè)論文的寫作打下良好基礎(chǔ)。
4.1 實驗設(shè)計及預答辯
為了有充足的準備時間，上理論課的后期，即給學生發(fā)放《環(huán)境生物學實驗設(shè)計指導書》，并提前分組，每組3～4人，遵照各組的興趣，每組查閱選擇合適的實驗設(shè)計題目，并圍繞自己的實驗設(shè)計題目，獨立動手完成預答辯課件。實驗設(shè)計周的第一天為預答辯時間，每組圍繞自己的實驗設(shè)計題目講述5～10 min，主要內(nèi)容為實驗設(shè)計的原理、內(nèi)容、步驟及實驗進行的可行性等，指導教師和學生同為評委，指出實驗設(shè)計中存在的問題及解決方法，并為講座同學打分，最后指導教師再總結(jié)。靈活的講授形式，加深了學生對所學內(nèi)容的印象，調(diào)動學生的積極主動性，讓學生參與教學，發(fā)揮學生主體作用和教師的主導作用[5]。
4.2 實驗實施
實驗實施過程中，打破以往實驗教師為學生準備好各種實驗用品的格局。各組根據(jù)自己的實驗設(shè)計內(nèi)容需要，領(lǐng)取藥品，儀器設(shè)備，并獨立完成標準液配置，玻璃器皿清洗、滅菌、無菌操作、計數(shù)、結(jié)果記錄等一系列實驗過程。指導教師在此期間只是指正學生實驗操作存在的問題，不參與任何實驗準備及操作活動。實驗結(jié)束后，各組進行實驗設(shè)計的答辯，針對實驗設(shè)計及操作中出現(xiàn)的問題進行總結(jié)與提高。
4.3 實驗設(shè)計總結(jié)
實驗設(shè)計結(jié)束時，每組提交實驗設(shè)計說明書一份，實驗設(shè)計說明書封面及格式由指導老師統(tǒng)一指定，并要求用黑或藍黑墨水工整書寫。
4.4 考核方式與評價方法
《環(huán)境生物學》和《環(huán)境生物學實驗設(shè)計》分別獨立進行考核。環(huán)境生物學總成績?yōu)?00分，考試成績包括期末成績（占總成績的80%），實驗課成績（占總成績的10%）和平時成績（占總成績的10%，包括出勤情況，學習態(tài)度，課堂紀律等），期末考試采取閉卷考試形式。
《環(huán)境生物學實驗設(shè)計》成績評定一般按五級分制評定。總成績分三部分，設(shè)計成果占60%，實驗動手操作占20%，平時檢查及答辯占20%。
5 課程改革效果
本次實驗設(shè)計在我校2009級環(huán)境工程專業(yè)，2010級、2011級環(huán)境科學專業(yè)連續(xù)實施了三年，經(jīng)過上述實驗教改措施的實施，有了顯著成效。主要總結(jié)為以下三個方面：
（1）深入理解理論知識：學生們普遍反映，實驗設(shè)計環(huán)節(jié)的設(shè)立，使他們對理論知識的理解深度有了很大的提升，很多平時沒有注意的知識點，通過查閱資料，自己答辯，傾聽其他組的答辯以及獨立的實驗過程，有了很深入的認識。
關(guān)鍵詞：生物學；職業(yè)教育；課程教學改革
生物學是職業(yè)教育的基礎(chǔ)課程之一，對醫(yī)學、藥學、生物學、農(nóng)學等專業(yè)都具有重要的地位和作用。該教學內(nèi)容特點是所涉及的內(nèi)容繁雜、理論點多而面廣，可以說是基礎(chǔ)課中相對難學難教的課程之一。尤其是面對中職初中生、高職高中生及部分對口單招的學生，相關(guān)知識基礎(chǔ)薄弱、對課程重視度不夠，很難能夠理解相關(guān)生物學知識，挫傷了學習積極性，更難運用到實踐和實際工作中了。
1存在的問題
當今科技界，生物學的發(fā)展尤為迅猛，相關(guān)的理論和技術(shù)也不斷推陳出新、層出不窮，持續(xù)拓展研究的范圍和深度。科研院所和企業(yè)不斷使用新技術(shù)、新方法，生物相關(guān)研究儀器和生產(chǎn)設(shè)備更新?lián)Q代很快，對從業(yè)人員具備的知識和技術(shù)提出更高的要求并不斷更新，這就要求職校的生物學課程的教學內(nèi)容與教學目標也要隨之改革，以滿足培養(yǎng)創(chuàng)新型素質(zhì)人才的需要。而目前職教中生物學教學內(nèi)容沿襲多年，偏重于大量的理論知識，實際應用占比較小，與現(xiàn)實需求和工作需要有脫節(jié)，而亟待解決的實習實踐和技能提升的必需內(nèi)容卻屈指可數(shù)，與學生職業(yè)需求有一點差距，整個內(nèi)容體系較為全面而重點不突出，教材相關(guān)資料缺乏與時俱進，限制了師生教與學的范圍；教學模式老舊，教學方法單一，無法實現(xiàn)以學生為主，不能充分調(diào)動學習積極性；實習環(huán)節(jié)占比小且與理論學習相對獨立，融合度不夠，不能形成體系，有“為了實習而實習”的感覺；考核考評的目地模糊，往往是教師劃重點，學生死記硬背，考完就忘，發(fā)揮不了考核作用，更不能提高學習的效果。如何在現(xiàn)實教學過程和實踐中扭轉(zhuǎn)上述局面，提高教與學的效果，是當前課程教學亟待解決的重大課題。
2課程教學改革
2.1統(tǒng)籌教學內(nèi)容，優(yōu)化安排，突出職業(yè)教育的技能提升需求
以實用、適用、能用、夠用為標準，在統(tǒng)籌課程全部教學內(nèi)容，滿足學生職業(yè)技能需求，化繁為簡，循序漸進，微調(diào)現(xiàn)有教學內(nèi)容，重塑知識結(jié)構(gòu)，優(yōu)化生物學課程體系，注重夯實學生的“雙基”，如將生物的遺傳與進化，物質(zhì)代謝等與專業(yè)緊密相關(guān)的重點內(nèi)容詳講，多講，略講宏觀動植物認知等知識。再如大部分學生在高中階段學過一些遺傳學內(nèi)容，比如孟德爾遺傳、連鎖遺傳等，如果老師仍然照本宣科、娓娓道來的話，學生很可能學得厭煩，失去學習積極性，這部分內(nèi)容可以安排略講，輔以目前遺傳學進展及學科研究中經(jīng)典故事，激發(fā)學生的學習興趣，提高學習的效率。
2.2重視實驗實踐，提高職業(yè)技能
實驗教學是生物教學不可分割的重要部分，實驗課一方面能激發(fā)學生的求知欲，鞏固和加深學生對課堂上所學理論知識點的理解，提高動手能力，鍛煉學生的實際操作技能，夯實今后工作的技能基礎(chǔ)；另一方面可以幫助學生樹立正確的思維方法和嚴謹?shù)膶W習作風，提升學生分析和解決問題的能力。因此，可以在生物學課程安排中，將實驗課程占比設(shè)計超過三分之一，充分保障學生實驗課程時長，同時將實驗技能提升和嚴謹工作作風培養(yǎng)列入首要課程目標，改變以往重視理論教學，忽視實驗教學的局面。
2.3多元化教學，完善多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學，改進教學方法，突出學生主體，提高教學水平
扎實推動教學手段現(xiàn)代化的改革。雖然推進多媒體教學已經(jīng)許多年，但在部分職校中普及不大，仍然傾向于傳統(tǒng)的粉筆黑板傳統(tǒng)教學手段，而信息內(nèi)容大、視覺效果好、簡明生動、條理清晰、重點突出等多媒體教學優(yōu)點不能充分體現(xiàn)，已難以適應信息大量增加的現(xiàn)代生物教學的需要，也難以滿足快速提升職校學生就業(yè)技能的需要。因此要切實推動多媒體教學的實用，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源和既有教學資料，通過大量的圖片和精細的動畫展現(xiàn)，帶給學生直觀的認知，縮短認知過程，節(jié)省教學時間，幫助學生充分的理解和記憶，例如有些職校嘗試建立BBS論壇、QQ交流群，構(gòu)建課程學習的交流平臺，鼓勵學生在平臺上發(fā)言，就課程學習中的一些重點、難點發(fā)貼討論，同時教師也積極參與回復，實現(xiàn)教學與線下學習相融合，拉近了教師與學生的距離，使得教學的互動更加便捷，極大激發(fā)學生的學習興趣，提高學生學習的主動性，進而提高教學質(zhì)量和教學效果。推進教學模式的改變，將傳統(tǒng)的教師“滿堂灌”，學生一直聽的教學模式，向以學生為主體，教師為主導的教學模式過渡。生物學教學的內(nèi)容豐富，案例多樣，問題和實驗的情境機動多變，對教和學的能力層次的要求和標準都不相同，所采用的教學方法不能套用一個模式，應該采取多種形式，滿足不同需求。因此，多鼓勵教師在課堂中增加互動環(huán)節(jié)，多與學生交流，注重課堂交流的質(zhì)量，讓學生多講，教師在課堂中多引導多啟發(fā)，恰當使用探究性學習法、協(xié)作式學習法等多種方式激發(fā)學生的自主學習、自覺學習的興趣，實現(xiàn)自我學習自我提升。
2.4突出技能考核，建立合理化考核評價體系
目前職教學生的學習特點是對理論學習普遍感覺枯燥無味，興致不高，但對動手操作興趣大，同時企業(yè)招聘更為看重學生的技能水平，而學校對學生的考評僅僅側(cè)重于考勤、勞動表現(xiàn)、紀律性等表面的內(nèi)容，卻對學生的動手能力、實驗設(shè)計能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力評判不足，沒有起到良好的導向作用。為滿足企業(yè)需求和適應學生的特點，應改變傳統(tǒng)的以理論考試為主的模式，將理論考試與實驗實訓考核相結(jié)合，突出技能考核，同時加入學生的平時表現(xiàn)，包括上課情況、作業(yè)情況，回答問題情況等，將三者有機結(jié)合，根據(jù)實際需要制定三項考核內(nèi)容的占比和考核方式，使考核體系更趨合理，更加貼近實際，有利于學生自主學習，在掌握基本理論知識的基礎(chǔ)上，突出了實際操作技能，強調(diào)了實際運用能力的培養(yǎng)，同時考核也發(fā)揮了應有的導向作用。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：醫(yī)科研究生;神經(jīng)生物學;神經(jīng)生物學課程;必要性
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）44-0191-02
神經(jīng)生物學是研究神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特點及功能的一門學科，是生物學中研究神經(jīng)系統(tǒng)組織解剖、生理病理等內(nèi)容的一個分支，被公認為21世紀的明星學科。自上世紀90年代以來，世界科研強國加快了對神經(jīng)生物學研究的投入。美國于1990年推出“腦的十年計劃”，歐洲于1991年開始實施“EC腦十年計劃”，隨后日本于1996年也正式推出了名為“腦科學時代計劃”的跨世紀大型研究計劃，計劃在未來20年內(nèi)投入大量的研究經(jīng)費[1]，旨在揭示大腦的工作機制、繪制腦功能圖譜，并最終開發(fā)出針對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床療法。在我國，腦科學研究已被列為“事關(guān)我國未來發(fā)展的重大科技項目”之一，將從認識腦、保護腦和模擬腦三個方向全面啟動。由復旦大學牽頭，并聯(lián)合浙江大學、華中科技大學、同濟大學、上海交通大學等十幾所高校及中科院研究所，成立了“腦科學協(xié)同創(chuàng)新中心”，積極推進腦科學研究和轉(zhuǎn)化應用，極力促進“上海腦計劃”的實施。因此，作為醫(yī)科專業(yè)的研究生，有必要學習神經(jīng)生物學這門課程，了解“腦科學”這一當前熱點研究項目。
一、神經(jīng)生物學是一門重要而又特殊的學科
腦的結(jié)構(gòu)異常復雜，因而腦科學是自然科學研究中最具挑戰(zhàn)性的課題。21世紀自然科學發(fā)展的重點為生命科學，而生命科學研究中最重要的領(lǐng)域之一又是神經(jīng)生物學，所以神經(jīng)生物學的發(fā)展前景非?？捎^。在醫(yī)學界，神經(jīng)生物學是一門從多層次、多水平研究人體神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、分化、發(fā)育、衰老等規(guī)律及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生和機制的科學。它是一門交叉學科，涉及神經(jīng)解剖學、發(fā)育神經(jīng)生物學、神經(jīng)生理學、分子細胞神經(jīng)生物學、神經(jīng)藥理學、精神病學、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。神經(jīng)生物學涉及內(nèi)容相當豐富，同時科學研究成果又是日益更新，這就要求作為醫(yī)科的研究生，不僅要全面系統(tǒng)地掌握并鞏固所學基礎(chǔ)知識，更要與時俱進，及時了解相關(guān)最新研究成果，更新自己的觀念。
神經(jīng)生物學是一支普通又特殊的生命科學學科。其普通性主要體現(xiàn)在，它和其他學科的基本研究材料一樣都是動物，從低等的果蠅、斑馬魚，到高等的小鼠、大鼠、猴子、人。而其特殊性體現(xiàn)在，神經(jīng)生物學的研究器官――腦，是高等生物最復雜的，而且神經(jīng)元幾乎是最難培養(yǎng)的細胞，所以神經(jīng)生物學研究需要一些特殊而復雜的研究方法，如神經(jīng)電生理方法、光遺傳學方法、轉(zhuǎn)基因方法、系統(tǒng)生物學方法等。神經(jīng)生物學的最終目的是認識腦、保護腦、開發(fā)腦，即認識人類大腦的結(jié)構(gòu)與功能，闡明產(chǎn)生感覺、認知、意識和情感的腦區(qū)結(jié)構(gòu)和功能，闡明神經(jīng)元之間的網(wǎng)絡(luò)連接和通訊功能;調(diào)控腦的發(fā)育和衰老過程，促進大腦健康發(fā)育，控制衰老及神經(jīng)疾病的預防和康復，提高神經(jīng)系統(tǒng)疾病的預防與診療水平;還要開發(fā)腦，即揭示學習和記憶的機制，進一步開發(fā)智力。盡管人類關(guān)注腦、試圖了解腦的結(jié)構(gòu)與功能已經(jīng)有了相當長的歷史，并在腦的結(jié)構(gòu)和認知功能方面取得了顯著進展，但人類對腦的認知及腦的高級功能的認識仍然處于初級階段，尚有一些重大科學命題亟待進行研究，比如意識的物質(zhì)定義、智能的產(chǎn)生等，因此培養(yǎng)一批優(yōu)秀的神經(jīng)科學工作者，成為高校的一項重要而艱巨的任務(wù)。
二、寧夏醫(yī)科大學開設(shè)研究生神經(jīng)生物學課程的必要性
（一）本校開設(shè)神經(jīng)生物學課程的必要性
國際上神經(jīng)科學作為一門新的專業(yè)和課程正式走進高等院校，是在1966年美國哈佛大學成立神經(jīng)科學系之后。而后歐美很多高等醫(yī)學院校在上世紀70年代也相繼成立神經(jīng)生物學專業(yè)或開設(shè)神經(jīng)生物學課程。而在我國，一些大學陸續(xù)開設(shè)神經(jīng)生物學課程則是在20世紀80年代。1983年首都醫(yī)科大學呂國蔚教授率先面向研究生開設(shè)了《醫(yī)學神經(jīng)生物學》課程，之后上海醫(yī)科大學為五年制本科生開設(shè)了神經(jīng)生物學的必修課。廣州醫(yī)學院也從1996年始開設(shè)此門課程，新鄉(xiāng)醫(yī)學院于1996年開始為精神衛(wèi)生專業(yè)方向本科生開設(shè)神經(jīng)生物學必修課，同時為臨床醫(yī)學專業(yè)開設(shè)神經(jīng)生物學選修課，1998年以后又為碩士研究生開設(shè)神經(jīng)生物學課程[2]。這幾年眾多高等院校陸續(xù)開始給醫(yī)科研究生開設(shè)神經(jīng)生物學課程，于此同時給本科生開設(shè)神經(jīng)生物學必修課的學校也日漸增多。
神經(jīng)生物系是寧夏醫(yī)科大學2010年剛剛成立的一個新系，神經(jīng)生物學課程也剛開始在生物技術(shù)和臨床心理學本科專業(yè)試行，目前尚未在研究生中開設(shè)。鑒于神經(jīng)生物學學科以上所述的特點及醫(yī)科研究生培養(yǎng)的需要，強烈建議立即為本?；A(chǔ)醫(yī)學和臨床醫(yī)學研究生開設(shè)此門課程。
（二）神經(jīng)生物學的授課內(nèi)容及方式
關(guān)鍵詞生物信息學；教學；教學改革
生物信息學是生物學、計算機科學、信息科學、數(shù)學等多學科交叉融合的新興學科，可培養(yǎng)學生綜合運用知識解決科學問題的思維水平和能力，學科內(nèi)容具有極強的前沿性、開放性、實踐性和探索性，有助于培養(yǎng)寬口徑、厚基礎(chǔ)、創(chuàng)造性、應用型的專業(yè)人才[1-2]。但因生物信息學的知識龐博、原理抽象，使得該課程不能采用傳統(tǒng)的教學模式進行教學，現(xiàn)行的課程教學方法尚未完善，需根據(jù)不同學校、不同專業(yè)的發(fā)展定位和學生培養(yǎng)目標有針對性地設(shè)計和開展課程教學。浙江大學寧波理工學院生物工程和生物技術(shù)為工科專業(yè)，以培養(yǎng)高水平的應用型人才為目標。近幾年開設(shè)了生物信息學課程，通過不斷的課程教學改革和實踐，筆者發(fā)現(xiàn)影響教學效果的多方面因素，包括地方院校生物信息課程授課過程中的共性問題[3]。逐步對課程目標、教學內(nèi)容、教學方法和考核方法等方面進行了有益探索，探索適合工科專業(yè)學生的生物信息學課堂教學模式。通過努力，初步解決了浙江大學工科大學生的生物信息學課堂教學的主要問題，有效提高課程教學效果，同時也獲得了一些經(jīng)驗和認識。
1工科專業(yè)的生物信息學課程教學問題
1.1課程教學內(nèi)容新穎繁多，與專業(yè)課程體系設(shè)計不匹配
生物信息學作為一門新興的交叉學科，要求學生了解、掌握的基礎(chǔ)知識非常多，但學校側(cè)重于工程人才培養(yǎng)，工科應用課程多，生物基礎(chǔ)知識薄弱，且將生物信息學作為專業(yè)選修課，僅安排24學時的授課時間，這就形成教學內(nèi)容新穎繁多與專業(yè)課程體系安排設(shè)計不匹配，難以有效利用已學知識對這個綜合性新興學科課程進行全面學習，部分大學生還因?qū)W無所成或跟不上授課進程而產(chǎn)生厭學情緒。
1.2授課學時短，教學和考核模式落后
生物信息學知識龐博、原理抽象、實踐性強，但因課程授課學時嚴重不足，課堂教學通常以理論教學為主，采用以教師講授為主體的傳授式教學方法，幻燈片課件展示容量很大，學生缺少足夠的時間思考和消化，常感到學習千頭萬緒，不得要領(lǐng)。傳統(tǒng)教學方式無法滿足該課程教學需求，在生物信息學教學中存在較大局限性。在傳統(tǒng)教學方法下，課程考核仍以卷面形式進行，忽視實踐技能，不能有效考查大學生的學習效果。因此，傳統(tǒng)教學和考核方法忽視了該課程前沿性、實踐性強的特點，使學生失去了主動思考和積極創(chuàng)新的動力和機會。
1.3教學資源不充足，教材選擇困難
生物信息學作為一門新興學科，教學資源不充足成為普遍現(xiàn)象。生物信息學教材在教學內(nèi)容的新穎性、時效性和對各專業(yè)的適用性等方面有所欠缺，例如一些數(shù)據(jù)庫及軟件總在不停更新，教材內(nèi)容有比較大的滯后性。由于高校開設(shè)該課程的時間通常較晚，適用于工科專業(yè)的生物信息學教學資源，如教學教案、多媒體課件、教學視頻等尤為欠缺。同時，由于生物信息學課程的前沿性，與生物信息學有關(guān)的網(wǎng)頁大部分都是英文，工科大學生的生物信息學專業(yè)詞匯極其匱乏，開展實踐教學時學生學習非常吃力，甚至造成學生學習困難，教學效果比較差。
2工科專業(yè)的生物信息學課程教學改革
2.1根據(jù)專業(yè)特點改革教學內(nèi)容
結(jié)合工科專業(yè)特點及培養(yǎng)特色，選用相對簡潔，基礎(chǔ)知識與實踐應用相結(jié)合的教材，如陳銘編寫《生物信息學（第二版）》等。同時不拘泥于教材，針對具體講授情況進行有機取舍和補充，合理制訂教學方案。比如，對浙江大學生物工程專業(yè)的本科生來說，生物信息學更多的是一種輔助分析工具，不需要深入學習數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建方法、軟件算法等基礎(chǔ)知識，更多的是培養(yǎng)他們應用生物信息學技術(shù)和思維方法來服務(wù)本專業(yè)知識的能力。因此，大力引入實踐教學，大幅度壓縮理論教學，理論教學和實踐上機操作時間基本按等比例分配。改革后的理論教學內(nèi)容包括生物數(shù)據(jù)庫及其信息檢索、序列比對與分子進化、核酸序列分析、蛋白質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)分析、基因組信息學、蛋白質(zhì)組信息學等；實踐教學引入了常用生物信息學數(shù)據(jù)庫的應用、核酸和蛋白質(zhì)序列的進化分析、DNA序列的信息學和功能分析、蛋白質(zhì)序列分析和結(jié)構(gòu)預測、常用生物軟件的應用、綜合實驗等。該教學計劃不僅使學生有效學習生物信息學的理論和技術(shù)，還可使學生深刻體會和貫通一些生物化學、分子生物學、基因工程等生物課程的知識，夯實了工科大學生的生物學基礎(chǔ)理論知識，為學生開展專業(yè)相關(guān)的實踐創(chuàng)新項目和后續(xù)畢業(yè)論文設(shè)計提供技術(shù)支持。
2.2革新基于多媒體的互聯(lián)網(wǎng)教學方法
多媒體網(wǎng)絡(luò)教室借助于計算機網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)，輕松實現(xiàn)生物信息學理論講授、數(shù)據(jù)庫搜索及軟件應用演示，便于師生課堂交流，增強學生的教學參與意識[4]。再加上大多生物信息學數(shù)據(jù)庫及軟件工具在因特網(wǎng)上免費提供，引導學生充分利用這些網(wǎng)絡(luò)資源尤為重要。因此，必須建立有效的基于多媒體的生物信息學互聯(lián)網(wǎng)教學方法，給大學生提供更多動手操作機會，改善學習效果，充分體現(xiàn)生物信息學的實踐性?；诖耍瑢⒚總€生物信息學教學主題的課堂講授內(nèi)容分為2部分：一是用幻燈片進行理論知識講授和操作演示，二是指導學生利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源和軟件工具完成相關(guān)上機實習，引導學生進行探索式練習，培養(yǎng)主動學習的習慣。例如在GenBank數(shù)據(jù)庫教學活動中，首先用幻燈片講授該數(shù)據(jù)庫的簡要情況；接著演示GenBank數(shù)據(jù)庫的搜索方法和搜索結(jié)果的要點，結(jié)合搜索內(nèi)容講解核酸及蛋白序列的格式、主要字段的含義、序列下載的方式；最后，布置相關(guān)上機操作內(nèi)容，由學生上機操作該數(shù)據(jù)的搜索，并對搜索到的序列進行解讀，教師全程指導解疑。另外，為擺脫該課程學時短的限制，結(jié)合教學內(nèi)容適量安排課后作業(yè)，鼓勵學生利用課余時間上機操作，鞏固和拓展生物信息學知識。這樣的教學方式簡明扼要，既節(jié)約了課堂時間，還教會了學生主動獲取信息的手段。
2.3開設(shè)創(chuàng)新型開放性實驗
生物信息學課程的開放性和前沿性可以開拓學生的視野，幫助開發(fā)新的思維方式。因此，在生物信息學實踐環(huán)節(jié)增設(shè)創(chuàng)新型開放性實驗[5]，綜合采取啟發(fā)式、研討式、運用式等教學方法[6]，強調(diào)大學生的創(chuàng)新思維、實踐動手能力的培養(yǎng)，有效調(diào)動學生的學習興趣。新型開放性實驗包括演示實驗實例模塊和綜合研究實驗模塊，讓學生自己提出問題、設(shè)計和探索解決方案，引導學生獨立思考、大膽動手，充分發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、綜合分析處理問題、信息的收集和整理、創(chuàng)造性思維等獨立動手能力以及團結(jié)協(xié)作能力。就綜合實驗模塊而言，例如，學生想研究自己感興趣的一個基因，要求學生獨立查找相關(guān)文獻和資料，收集和分析核酸、蛋白質(zhì)序列及其同源性關(guān)系，預測該基因的結(jié)構(gòu)、功能，最后總結(jié)這個實驗過程并分析實驗結(jié)果，撰寫一份實驗報告。通過創(chuàng)新型開放性實驗訓練，可以全方位、多角度、重能力地訓練學生的綜合素質(zhì)。
2.4制訂理論與實踐并重的教學效果考核方法
根據(jù)新的教學內(nèi)容和模式，積極改革生物信息學考核方式，制定理論和實踐并重的考核制度，增強考察大學生對生物信息分析的基本技能的掌握程度以及對結(jié)果的分析能力。例如，課程的學生總評成績由平時成績和期末成績組成，分別占25%和75%。期末成績評定由理論考核和上機考核組成，比例分別占40%和35%。上機考核包括2部分：一是針對課堂教學內(nèi)容隨堂布置上機作業(yè)，讓學生深化理論教學和演示實驗教學的學習，評定學生作業(yè)成績；二是讓學生選定感興趣的研究課題或教師設(shè)定研究主題，學生結(jié)合所學生物信息學知識，獨立制訂完整的研究方案，通過上機操作完成方案中的生物信息學操作，并對結(jié)果進行解讀，形成一份實驗報告，教師評定學生的報告成績。通過這種考核可以全面評定學生的學習效果，促進學生主動學習，同時還可以準確發(fā)現(xiàn)教學過程中存在的問題，為課程教學的進一步優(yōu)化提供指導。
3結(jié)語
根據(jù)生物信息學課程特點，針對工科專業(yè)培養(yǎng)特點，結(jié)合近年來筆者的課程教學實踐，精心選擇教學內(nèi)容，突出并合理組織實踐教學，注重培養(yǎng)大學生的核心技能；充分采用基于多媒體的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)教學，增設(shè)創(chuàng)新型開放性實驗，構(gòu)建多樣性教學方法，強調(diào)學生的創(chuàng)新思維、實踐動手能力的培養(yǎng)；注重教學效果評價，制訂突出實踐能力的考核方法，促進學生主動學習能力。通過這些教學改革和實踐，逐步探索適合工科大學生的生物信息學課堂教學模式，有效提高課堂教學效果，切實增強學生的專業(yè)知識和技能。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)；理論課程教學；自制實驗平臺；實驗項目
Discussion on education of the postgraduate course: wireless sensor networks
Zhang Jianhui, Zeng Hong
Hangzhou dianzi university, Hangzhou, 310018, China
Abstract: This paper analyzed some appearing problems in teaching this course among postgraduate students, and designed a new way in theory teaching by designing and constructing test-bed, by designing and developing experiment items. Our new teaching way could change the unsmooth and bald status quo in unidirectionally teaching theoretical courses, and was a reference to promote the teaching development of postgraduate courses.
Key words: wireless wensor networks; teaching of theoretical course; self-developed test-bed; experiment item
無線傳感器網(wǎng)近年來成為IT領(lǐng)域的研究熱點[1]。2009年8月，總理提出盡快建立“感知中國”中心，促進我國無線傳感器網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)核心，2010年7月20日，教育部向社會公布了2011年全國各高校140個本科新專業(yè)詳細名單，其中“物聯(lián)網(wǎng)工程”專業(yè)占據(jù)30個，高居榜首。無線傳感器網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)骨干課程之一，也是一門新課程。我們對該課程的教學方法作了些探索性的改革。
1 目前存在的問題
物聯(lián)網(wǎng)作為新專業(yè)有新的建設(shè)和教學思想[2]。而無線傳感器網(wǎng)作為新興行業(yè)的新課程，其理論基礎(chǔ)要求高，應用性也要強，因而給教學帶來新的挑戰(zhàn)。存在的主要問題有：
(1)教學內(nèi)容涉及廣與系統(tǒng)性教學的矛盾。無線傳感器網(wǎng)是一門應用性和理論基礎(chǔ)要求都很強的課程。該課程所講述的網(wǎng)絡(luò)是一種集成創(chuàng)新型技術(shù)，同時理解和運用好該技術(shù)需要一定理論基礎(chǔ)。它所涉及的內(nèi)容廣泛，需要多方面計算機基礎(chǔ)理論知識，且涵蓋面廣，包括概率論、圖論、高等數(shù)學、隨機過程等。同時，它涉及單片機編程、電子線路、無線電發(fā)射等多方面硬件知識。而這門課程的傳授對象是研究生，研究生班的學生往往來自不同專業(yè)，讀研期間的主修專業(yè)也各不相同，而其導師所指導的研究方向更是千差萬別。因而，如何系統(tǒng)地講授這門課，同時又能滿足學生不同需求，將成為面臨的難題。
(2)理論教學與實驗教學的脫節(jié)。無線傳感器網(wǎng)是門全新課程，問題(1)中所述特點使得在理論與實驗教學兩個方面的任務(wù)既各有特色又繁重，造成這兩方面的教學任務(wù)難以平衡。由于它是一門新課程，可以借鑒的教學經(jīng)驗并不多。而從橫向比較來看，類似應用性很強的課程，其教學方法一般單一地偏向理論教學或?qū)嶒灲虒W。
(3)傳統(tǒng)單向性教學模式的不良影響。多年來，研究生教學模式一般都是單向性的，即教師教、學生學，缺乏真正的互動，難以培養(yǎng)學生的獨立思維，更難以激發(fā)其主動性和創(chuàng)造性。從學生角度來看，這種教學模式從中學一直延續(xù)到研究生階段，沒有讓學生充分參與到教學中來，使得學生的學習效果無法保證，學習的興趣也不高。這種長期的被動式參與教學，使得學生失去了主動性、獨立性和主導性，形成了不良的學習和科研習慣，最終導致研究生創(chuàng)造性的缺失[5]。
2 改革方法
我們在Seminar[4]教學方法的基礎(chǔ)上，讓學生充分參與教學，體會完成科研任務(wù)的獨立性和自主性。總體改革方法是教師導引，學生參與學、教、實驗設(shè)計與實現(xiàn)全過程，形成單向教學向理論教學與實驗互動、學生參與轉(zhuǎn)變。在設(shè)計該方法時，要充分考慮到所在高校的歷史與優(yōu)勢，發(fā)揮其在電子電路設(shè)計、嵌入式編程等方面的堅實基礎(chǔ)與專業(yè)特色，觀察學院近幾年在無線傳感器網(wǎng)方面的發(fā)展速度，針對前一小節(jié)所提出的問題，給出相應的教學改革方法。
夯實基礎(chǔ)知識，劃分學習小組。本課程選擇的教材清華大學出版社出版、孫利民等編著的《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》為主教材，以劍橋大學出版社出版的Xiangyang Li的專著"Wireless Ad Hoc and Sensor Networks: Theory and Applications"為輔助教材。在掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這門課程的基礎(chǔ)知識的同時，根據(jù)學生所學專業(yè)和研究方向，將他們分為兩大組：理論組和應用組(如圖1所示)。對于理論組和應用組分別布置不同的課外作業(yè)。為此，筆者從計算機網(wǎng)絡(luò)、體系結(jié)構(gòu)和應用技術(shù)領(lǐng)域的一些最新國際頂級會議上，如SigComm，MobiCom，SenSys，InfoCom等，選擇理論和應用兩類論文。其中，根據(jù)每名學生的指導教師對研究方向的要求，對所選論文進行較細致的篩選。在所選出的論文中，學生可以根據(jù)自己的興趣進行再選擇。當然，學生也可以從指定的學術(shù)會議論文集中選擇論文。這是一個有限定的雙向選擇過程，所選論文包含諸多無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應用案例和科研實例。這些論文作為課外作業(yè)讓學生自己去研讀，而教師會從兩個組中分別隨機抽取部分學生，分兩個階段，即理論階段和應用階段，讓其上講臺宣講其所讀的論文。在宣講過程中，大家可以自由提問和討論，學生由此可以充分參與到教和學的兩個環(huán)節(jié)。課堂的自由討論，使得學生從傳統(tǒng)課程授課模式中的被動聽課變?yōu)橹鲃訁⑴c，提高了學生對該課程的學習和參與興趣。為保證效率，教師對宣講和討論的時間做了限定，在討論的過程中也會做一些導引。
在兩個階段(理論階段和應用階段)開始之前，教師分別講授兩個階段的基礎(chǔ)知識，即理論基礎(chǔ)知識和應用基礎(chǔ)知識。由于所涉及的內(nèi)容非常廣泛，講授一些入門知識，而對學生所要宣講論文的相關(guān)基礎(chǔ)知識要深入地講解。另外一個重要的組成部分是給學生講授獲取相關(guān)知識的技巧與途徑，例如如何使用圖書館資源及學術(shù)網(wǎng)站，如Google scholar，Citeseer等。
圖1 教學步驟圖
在上述過程中，理論組的學生偏重理解算法的原理，應用組的學生偏重算法實現(xiàn)所需的硬件運行原理和編程實現(xiàn)。筆者所在實驗室的主要研究方向之一是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，依托這個實驗室特點，在指導學生時采用TelosB傳感器節(jié)點，在TinyOS平臺上開發(fā)算法實現(xiàn)程序。
統(tǒng)分兼顧，學生自主。如圖1所示，在“理論(應用)基礎(chǔ)知識”階段中，通過讓學生自己閱讀學術(shù)論文，讓兩個組的學生分別對某一方面的理論知識有了具體了解，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的硬件原理也有了初步認識。在緊接著的“理論(應用)案例”階段中，從學生宣讀過的學術(shù)論文中挑選出幾篇經(jīng)典的論文，它們有算法設(shè)計及其性能的理論分析，又有實驗設(shè)計與驗證。為此，根據(jù)先前的理論組和應用組劃分，以及所選經(jīng)典論文，進一步將學生交叉分隊。一個分隊一般由5名學生組成：一名學生負責算法原理的解釋，兩名負責TinyOS編程和調(diào)試，一名負責數(shù)據(jù)采集與硬件平臺搭建，最后一名負責協(xié)調(diào)分隊整體工作并撰寫最終實驗報告。實際教學過程中，每隊學生人數(shù)和任務(wù)分配可以視情況做適當調(diào)整，例如，當理論組學生人數(shù)較多時，在每隊中負責算法原理解釋的學生可以適當增多。當分隊組建好以后，分給每名學生的任務(wù)以課外作業(yè)的形式完成。每個分隊的進度情況由該隊負責人以實驗報告的形式按階段提交給教師。同時，在協(xié)調(diào)學生完成作業(yè)的過程中，教師應逐個分析案例，這些案例中有涉及路由設(shè)計的，有涉及面向?qū)嶋H應用數(shù)據(jù)采集的，也有涉及網(wǎng)絡(luò)時延分析的，案例涵蓋面廣，以解決課程內(nèi)容涉及廣的問題。
案例分析結(jié)束以后，進入實驗驗證或者仿真分析。在這個過程中，主要分以下幾個階段：實驗平臺的構(gòu)建、實驗設(shè)計、實驗驗證及其實驗報告的撰寫。在這些過程中，學生不僅充分參與，而且在有些過程中，學生還起到主導的作用。實驗平臺的構(gòu)建需要一定的科研經(jīng)費支持，制作過程復雜，將在下文中闡述。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的教學中，由于實驗條件限制，不一定都能搭建硬件平臺。另外，在教學中還發(fā)現(xiàn)，一個實驗平臺不能同時滿足多個分隊使用，而有些分隊的任務(wù)也不一定要在實驗平臺上進行。為此，讓部分有一定C/C++語言編程基礎(chǔ)的學生使用一個專門的網(wǎng)絡(luò)仿真平臺―OMNeT++[3]。
OMNeT++是一個面向?qū)ο蟮碾x散時間模擬器，由土耳其布達佩斯技術(shù)大學的Andras Varga等人設(shè)計。其內(nèi)核源代碼完全開放，采用標準C++語言編寫，可以運行于Linux，Windows等幾乎所有支持標準C++的系統(tǒng)平臺上。它采用了一種搭積木式的建模方式，可以應用于任何離散事件系統(tǒng)的計算機模擬和仿真，包括模擬通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流，模擬通信協(xié)議的模型，排隊網(wǎng)絡(luò)，模擬多處理器和其他分布式系統(tǒng)。對于教學比較有利的是OMNeT++完全免費，有很多現(xiàn)成的模塊、框架和范例，相關(guān)資源可從其官方網(wǎng)站[3]免費下載。在教學過程中，部分學生使用該仿真軟件，完成了一些無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的案例，如消息洪泛案例仿真(如圖2所示)，目標追蹤案例仿真(如圖3所示)。在圖2，3中，灰色點和白色點表示傳感器節(jié)點，灰點表示已經(jīng)接受到消息的節(jié)點；圖中間較大的點表示Sink節(jié)點；圖3左上角的黑色點表示目標。
圖2 消息洪泛仿真截圖 圖3 目標追蹤仿真截圖
自制實驗平臺，自己設(shè)計完成實驗，學生充分參與。需要實驗平臺驗證的分隊參與設(shè)計與構(gòu)建了一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(如圖6所示)。該平臺高2米，寬4米，由200個自制TelosB節(jié)點(如圖4所示)、50個多接口Hub(如圖5所示)和一臺臺式機組成。2009和2010級部分研究生參與了該實驗平臺的設(shè)計與搭建。在該實驗平臺上驗證理論或應用案例的每個分隊，都自行設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試實驗和相應的TinyOS程序。根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這門課程教學的需要，以及學生科研和興趣的選擇，先后設(shè)計了6個實驗：時間同步、路由樹構(gòu)建、基于非時間同步的通信時間調(diào)度、消息洪泛、主被動式追蹤、人物辨別。
圖4 自制TelosB傳感器節(jié)點 圖5 多接口Hub
圖6 200個節(jié)點組成的測試平臺
3 結(jié)束語
在整個教學過程中，總體教學思路是：從課程基礎(chǔ)知識開始，將學生分成兩類(理論類和應用類)；根據(jù)學生的興趣和科研需要，有重點地講解具體的理論和應用基礎(chǔ)知識；而后以國際頂級會議論文為素材，從具體案例著手，通過讓學生充分參與的方式誘導學生理解理論知識(如圖論、概率論、隨機過程等)是如何在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這個應用性技術(shù)中應用的，也讓他們體驗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的算法是如何在實際實驗平臺上實現(xiàn)的。整個過程從基礎(chǔ)理論知識細化到具體理論知識，再到具體案例分析，循序漸進，有重點、系統(tǒng)性地講授了這門知識涉及面廣、結(jié)構(gòu)較為龐雜的應用性課程。同時，在整個教學中，學生也從逐漸參與、充分參與到教和學中，到最后甚至在某些方面起到主導作用。新教學方法使得學生在研究生階段能夠體會從被動地學到主動地、獨立地完成一個完整的科研任務(wù)的轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變中蘊含著主動創(chuàng)新的種子，在長期的科研鍛煉中將會發(fā)芽結(jié)果。
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[3] OMNeT++ [N/OL].省略/.
關(guān)鍵詞：高中生物 質(zhì)量 教學 新課程標準
前言：新課程標準中心宗旨事“一切為了學生，為了學生的一切”。學生就是未來，所以對學生的教育工作就顯得尤為重要，對教育系統(tǒng)的改革和完善也很重要，新課程標準的完善與研究就是針對高中教學的優(yōu)點突出，弊端摒棄的一項系統(tǒng)改革，對學生的教育和此研究對社會的影響都是尤為重要的。
1.高中的生物學教學在新課標標準下現(xiàn)所存在的問題
1.1教師在教學方面過分的追求形式，在課堂倉促不適宜的活躍氣氛
由于一些高中教師對新課程標準的理解存在偏差，籠統(tǒng)的認為新課程實施的理念是在講課的期間體現(xiàn)出一種與學生之間積極探究問題，合作的關(guān)系。在上課時老師時刻想要達到合作探究的目的，這樣當教師對新課程標準的理解存在一定的誤差時，很有可能出現(xiàn)有需要和學生進行合作探討時，老師和學生進行互動合作活動，但在一些不需要探討的課題時，教師也與學生進行互動合作探討，這樣的教學形式，雖然在表面上來看，確實是把學生的自主體現(xiàn)到淋漓盡致，也似乎達到了預期的課堂效果非?；钴S的氣氛，但忽略了學生的生活經(jīng)驗和教學的內(nèi)容，過分的追求課堂氣氛的活躍、教學的模式，這樣就與新課程標準實際想要達到的教學目的背道而馳，正因為如此，在生物教學中并不是所有的教學課程都需要與學生進行深入的互動合作探討，這種互動的模式比較適用于有啟發(fā)性的問題，比較容易使學生發(fā)現(xiàn)問題，可以使他們把對教學內(nèi)容的認識提升到理解的層次上。
1.2高中課程資源匱乏在生物課程中的體現(xiàn)
在當前的高中生物教育中，大量的試題以及習題著重于對學生知識點的考察，而并沒有達到新課程標準的目標，缺少對學生自我學習能力、興趣的養(yǎng)成和培養(yǎng)。有部分的老師在使用多媒體進行教學時，只是單純的用多媒體將知識點一一羅列，也沒有與知識點相關(guān)的圖表，而并沒有根據(jù)新課程標準來進行教學的任務(wù)，這樣，學生對生物這門課程的興趣就得不到激發(fā)，使得教學的效果、教學目標也不理想，由于現(xiàn)高中生物教師因為各種條件和原因，對課程資源的開發(fā)和利用的不關(guān)注是值得我們探討的問題。
1.3在高中生物教學中過分的注重知識的傳授
在高中生物教學中過分的注重知識的傳授，而恰巧忽略了學生對知識的吸收。忽視學生對生物課程的興趣，自主學習能力的提高，而新課程標準的目標就是對學生現(xiàn)代意識的培養(yǎng)，這也是因為素質(zhì)化教育的不斷提高，對人才的要求也不斷提高的結(jié)果。高中生物教師要十分清楚地認識到想要培養(yǎng)合格的人才，素質(zhì)教育是前提。
2.高中新課改策略在生物教學中的實施
2.1教師要做到一學生為根本，摒棄傳統(tǒng)的教學觀念
對學生全面發(fā)展的注重是新課程標準下生物教學中的最重要的目標。想要做到培養(yǎng)適合現(xiàn)在社會的合格人才，提高學生本事的素質(zhì)，教師就必須要及時的更新教學的傳統(tǒng)觀念。建立一種與學生對話、溝通、合作的積極觀念。平等、尊重的多與學生進行溝通，拉近與學生之間的距離，注重對學生學習熱情及能力的培養(yǎng)。培養(yǎng)學生探究，合作學習的能力，做到學生不僅可以通過生物學的眼光去觀察社會及社會中所發(fā)生的事情，更可以明白在社會發(fā)展中生物學所存在的重要意義。
2.2教師積極的提高自身業(yè)務(wù)水平及素質(zhì)
教師提高業(yè)務(wù)水平和教學素質(zhì)嗎，能更好的幫助、輔導學生解決在課程教學中通過探究方式所解決不了的問題。在新課程標準的教育體系下，對高中的生物學教師也有著新的較高標準的要求，主要囊括了對多媒體使用的教學，對實驗器具的正確使用，實驗過程的正確操作，使用現(xiàn)代化工具對神生物學教學的相關(guān)價值信息進行檢索，這就要求教師本身的教學素質(zhì)及對教學課題的研究水平有著較大程度上的提高。
2.3提倡多樣化的評價體質(zhì)
考試成績作為衡量學生一切能力的評價體質(zhì)，是舊的教學體質(zhì)的一項迂腐的評價方式。在新課程標準的體制下，要重視學生個人能力的評價。根據(jù)學生的創(chuàng)新能力、知識 實踐能力等多方面進行公正、客觀評價，因此，教師應更關(guān)注學生創(chuàng)新意識，自我能力、探究合作能力、社會實踐能力的提升，而不是僅僅通過學生的應試成績來籠統(tǒng)的評價學生的好壞。
結(jié)束語：總體來說，高中的生物學教師要能夠在新課程標準的指導下，提升對教學本質(zhì)的認識及自我認識，真正意義上的理解新課程標準的客觀意義。對教學模式進行改革，以達到培養(yǎng)現(xiàn)代化人才，跟上時代的步伐，改變舊的思想觀念，使教學活動多樣靈活的開展，以提高學生的學習熱情，提高教學質(zhì)量為目標，全身心積極的投入到生物學開課的浪潮中。
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