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生物学研究的主要方法十篇

发布时间:2024-04-25 21:51:13

生物学研究的主要方法篇1

建国40多年来,我国学术界对生物哲学问题进行了广泛而又深入的探索,取得了一系列重大的研究成果。本文试图通过对40多年来我国生物哲学的研究历史、研究内容和研究特点的考察,旨在总结过去,展望未来,促进我国生物哲学研究的进一步发展。

1、我国生物哲学研究的历史过程

建国以前,我国的生物哲学研究基本上是“空白区”,1949年新的号召,形成了一支由生物学家、生物学史工作者和哲学家及自然辩证法工作者相结合的研究队伍,突出体现了我国生物哲学研究的基本特点,主要表现为以下几个方面:

⑴著名科学家率先垂范,积极参与生物哲学的研究在我国,关于生物哲学的研究被看作是生物学界本身一件值得重视的事,一些著名生物学家舍得花时间从事生物哲学的研究,撰写有一大批具有较高理论价值的学术专著。在老一辈科学家中,童第周是最早进行生物哲学研究的杰出代表。他运用唯物辩证法的基本观点探讨了实验胚胎学中细胞分化与胚胎发育的核质关系,提出了细胞质在动物胚胎发育中控制细胞核的崭新见解,引起国内外学术界的高度重视。〔40〕这一成果不仅具有重要的学术价值,而且也为唯物辩证法提供了科学依据。遗传学家方宗熙对进化论哲学颇有研究,生前发表过不少研究论著。其中《生命发展的辩证法》一书全面系统地论述了生命的本质、生命的起源与演化的辩证法,是70年代我国生物哲学研究的代表作。〔41〕原生动物学家张作人也长期悉心研究生物哲学问题。他积几十年教学与科研的心得体会,广采博引古今中外的生物学史料和当代生物学的新成就,写成了《生物哲学》一书,对一些生物学基本概念和基本理论进行了哲学考察。〔42〕植物分类学家陈世骧以进化论和分类学哲学问题研究见长。他根据现代生物学的研究成果,从哲学的大视野对物种概念进行了新概括,提出了“又变又不变”的物种新概念,把林奈的“物种不变论”和达尔文的“物种可变论”统一了起来。〔43〕这个观点提出后,受到学术界的高度评价。当然,我国热心于生物哲学研究的生物学家远不止上述这么多。像遗传学家谈家桢、生物物理学家邹承鲁、沈淑敏、生态学家马世骏等对有关生物哲学问题进行了认真探索,发表了一系列很有学术价值的研究论文,使得我国生物哲学研究表现出较高的理论水平。在这里还需要特别指出的是,除了生物学家以外,还有一些物理学家、化学家也对生物哲学表示了极大的兴趣,并直接参与到这一研究中来。著名物理学家彭桓武、丁达夫专门探讨了生物学的自主论与还原论问题。他们认为,与已知的物理学规律相比较,生物规律处于更高级的层次。所以绝对的还原论是不可能的。〔44〕这是物理学家对生物学还原论问题的精彩论述,使得我国生物哲学研究大为增色。

⑵哲学家和自然辩证法工作者是我国生物哲学研究的主力军 我国生物哲学研究人员主要来自社科研究机构和高等院校,他们大都具有较高的哲学素质和较扎实的生物学功底,所以许多重大理论问题主要是由哲学家和自然辩证法工作者研究并完成的。我国生物哲学研究的第一部理论专著《达尔文学说与哲学》就是由哲学家舒炜光撰写的。这部著作运用马克思主义的基本观点,对达尔文学说的基本概念和理论作了全面分析与探索,是50年代我国生物哲学研究的代表作之一。〔45〕哲学家胡文耕是我国生物哲学研究的主要学术带头人。他在不同时期发表过多部(篇)生物哲学论著,可视作我国生物哲学研究发展史的一个缩影。他的新作《信息、脑与意识》一书对心身问题、脑与意识的复杂关系,进行科学的分析与讨论,阐发了自己独到的见解,是我国生物哲学研究不可多得的学术著作。〔46〕哲学家邱仁宗主要致力于生命伦理与道德的研究,他的《生命伦理学》一书论述了有关生殖技术的伦理及安乐死问题,填补了我国生物哲学研究的一项空白。〔47〕哲学家余谋昌在生态哲学研究方面颇有建树,他是我国生态哲学研究的开拓者之一。他撰写的《生态学哲学》一书对当代全球生态危机及其解决途径进行了哲学反思,发人深省。〔48〕值得一提的是,青年哲学家王志康在进化论哲学研究方独树一帜。他在《突变与进化》一书中专门探讨了突变概念的演变及其在生物进化中的地位与作用问题,是90年代我国生物哲学研究的又一部力作。〔49〕由于上述这些研究者同时兼有生物学与哲学理论知识,因此,他们所探讨的问题都有较高的理论深度,而并非一些零散的、直感的哲理性体会。

⑶生物学史是生物哲学研究的一个重要支撑点 这主要通过两个方面体现出来。一方面,生物学史工作者十分关注和投身于生物哲学的研究,他们在生物学史研究的基础上,常常深入探索某个案例而阐发其中的哲学问题,这样他们既为相关方面的生物学史行家,又较好地解决了所探讨的生物哲学问题。例如,李佩珊对遗传学史及其哲学问题,潘承湘对细胞学说史及其哲学问题,张秉伦对人类进化史及其哲学问题的研究,都属此例。另一方面,我们许多生物哲学研究者也都是生物学史研究的活跃分子,他们把生物学史与生物哲学研究结合起来,通过生物学史个案研究来拓展、深化生物哲学的研究。例如卢继传、傅杰青都是这样的“两栖”学者,他们的研究相互补充,相得益彰。

4 我国生物哲学研究存在问题与建议

勿容置疑,建国40多年来我国生物哲学研究取得了很大的成绩,它对我国生物学与哲学的发展都起着积极的作用。但是,我们也应看到,这方面的研究也存在着不少不尽如人意之处,与化学哲学、地学哲学等学科研究相比,存在着明显的不足。笔者以为,需要深刻反思和亟待解决的问题主要有:

第一、我国目前生物哲学研究基本上是分散的、单打一的方式,研究者各自为阵,缺乏组织与协调。所以,我国生物哲学研究缺乏计划性、系统性,至今没有撰写出一部全面、系统地阐述生物哲学基础理论的学术专著。有鉴于此,有关方面应该做好组织与引导工作,尽快撰写出一批有份量的生物哲学论著,使我国生物哲学研究跃入一个新台阶。

第二、我国生物哲学研究涉猎领域虽然比较广泛,但与社会现实密切相关的一些问题,如生物学(生物技术)对社会的作用与影响等问题的研究尚显不足。目前,国际学术界已经将生物社会学问题作为生物哲学研究的重点,它体现了当代国际生物哲学研究的最新动向与发展趋势。开展生物社会学的研究,不仅是学科本身发展的需要,也是社会发展的需要。因此,我国学术界应及时地调整研究方向,加强这方面的研究。

第三、我国生物哲学研究队伍实现了科学家与哲学家的联盟,但这支队伍目前主要依托老一辈学者,中青年学者尚未形成中坚力量,从长远来看显得后备力量不足。因此,当务之急是需要加快中青年生物哲学研究人才的培养,建立起老、中、青三结合的学术梯队,使之担当起走向21世纪的历史重任。

第四、我国生物哲学研究应加快同国际学术界的交流,在研究成果上互通信息,在学术思想上交融互补。要尽快加入国际生物哲学研究组织(ishpssb),积极参与国际生物哲学界的学术活动,使我国生物哲学研究走向世界。

目前,我们正处在世纪之交的年代,生物哲学研究者感到任重而道远。让我们在马克思主义哲学指导下,进一步加强科学家与哲学家的联盟,有组织、有计划地开展一些综合性课题的研究,争取在未来的几年里,使我国的生物哲学研究在理论上有所创新与突破,为胜利跨入21世纪奠定坚实的基础。

主要参考文献

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〔31〕赵寿元:劳动选择了人,复旦学报(社科版),1981年第1期。

〔32〕朱长超:是劳动创造了人,还是劳动选择了人,自然辩证法通讯,1981年第5期。

〔33〕郭华庆:恩格斯对人类起源理论的奠基性贡献,自然辩证法研究,1992年第9期。

〔34〕许志远:劳动创造了“智人”,自然辩证法通讯,1981年第5期。

〔35〕张培炎:人类起源的哲学论争及其实质,自然辩证法研究,1993年第4期。

〔36〕黄友谋:社会生物学有待重新评价,自然辩证法通讯,1980年第2期。

〔37〕朱长超:应当冷静地对待社会生物学,自然辩证法报,1983.7.25。

〔38〕张青棋:社会生物学理论模式述评,学术界,1992年第1期。

〔39〕卢启文:现代综合进化论与社会生物学,北京大学学报(哲社版),1988年第3期。

〔41〕方宗熙:生命发展的辩证法,人民出版社,1976年版。

〔42〕张作人:生物哲学,华东师大出版社,1986年版。

〔43〕陈世骧:进化论的若干基本概念,百科知识,1982年第4期。

〔44〕丁达夫:论生物学与物理学的统一,自然辩证法通讯,1984年第5期。

〔45〕舒炜光:达尔文学说与哲学,上海人民出版社1958年版。

〔46〕胡文耕:信息、脑与意识,中国社会科学出版社1992年版。

〔47〕邱仁宗:生命伦理学,上海人民出版社1987年版。

生物学研究的主要方法篇2

关键词:植物病理;研究方法;教学改革

中图分类号G642.0文献标识码a文章编号1007-7731(2017)08-0173-03

abstract:thedevelopmenttendencyofplantpathologyresearchinwhichmodernmolecularbiologytechniqueswerewidelyappliedwasfrommacrotomicroinrecentyears.therefore,teachingcontentoftheresearchmethodsonplantdiseasescourseneedsreorderandappropriatereadjustment.theteachersshouldimprovetheinstructionallinkontheory,experimentandexperienceinordertopromotetheinterestingofstudyandestablishtheundergraduatestudentscomprehensivecapacityofanalyzingandsolvingproblems.

Keywords:plantpathology;Researchmethods;teachingreform

《植病研究方法》是植物保护专业学生重要的必修课程之一,是植物病理学科开展科学研究工作必备的工具书〔1、2〕。在植物保护专业人才培养方案制定时,《植病研究方法》是继普通植物病理学和农业植物病理学之后开设的课程。通过本课程的学习主要是培养和提高学生对植物病理学实验技能的掌握和夯实植物病理学基础知识,培养学生对植物病理学研究的兴趣。本课程重点讲解植物病理学研究的原理和具体方法,是偏重于培养学生动手能力的实验教学的课程类型。由于分子生物学技术的发展和信息技术的进步,该课程在传统课程讲授的基础上,应不断充实新的教学内容。学生在掌握基本的研究方法基础上,能学到新的知识和新的技术方法,以适应植物病理学科快速发展的需要,也为培养有创新能力的高级专门人才打下良好基础〔3〕。因此,在本课程教学过程中,笔者根据多年植物病理学教学经验和植物病害30多年科研工作积累,对《植病研究方法》的教学内容和方法进行了相应的改革,并在教学中进行了几个轮回实践,取得了良好的教学效果。现将自已的认识和体会进行总结,仅供同仁参考。

1调整、完善教学内容

1.1调整教学内容,突出知识点方中达先生编著的《植病研究方法》及董汉松教授主编的《植病研究法》一书,是植物保护专业的教科书和植物病理研究人员的研究著作。其内容包括:植物病理学通用技术、植物病原物的研究方法、植物病害调查和资料的收集、植物病害试验的研究方法及研究结果的整理与技术报告等,涉及了大量的植物病理学研究的基本内容和具体方法〔4-5〕。按照《植病研究方法》教学大纲要求:理论教学18课时,实验教学20课时。为了保质保量完成38课时的教学任务,必须合理选择教学内容,精细组织并有序按排。按着黑龙江大学农业资源与环境学院2015版植物保护专业教学大纲和教学目标要求,理论课要充分利用多媒体课件,重点讲授植物病理学通用技术、文献查阅和科技论文写作、植物病理学研究方法的背景和原理、分子植物病理学研究技术等内容;实验课部分则以方中达《植病研究方法》及董汉松主编的《植病研究法》为指南,经过教研组反复讨论编制了11个有代表性的实验,即植物病原真菌分离培养和保存方法、植物病原真菌病害的接种技术、植物病原真菌单孢分离和孢子显微测定方法,植物病原菌分离培养和数量测定、植物病原细菌的接种技术,植物病原物致病性测定方法,植物病害发生调查和记载方法、植物病害的产量损失估计,植物寄生线虫的采集和分离与形态观察、植物病毒的接种与传染等。

在实验教学过程中,对同类内容相关实验进行有序整合,为能充分利用有限的实验学时,实验环节要紧紧相扣。将多个独立的实验进行合理的衔接和贯穿起来,达到了既完成了每个独立的实验又体现了整体优化的效果。在进行植物病原真菌病害调查、病原菌分离培养和接种鉴定实验时,可结合同一时期发生的细菌病害来进行。比如,将大豆灰斑病菌分离与培养、病原菌接种、病害调查和大豆细菌性叶斑病菌分离培养和病原细菌接种等多个实验有机地结合起来进行。实验时播种一个批次的大豆苗子即可以用于几个实验上。大豆灰斑病菌接种后10d就可以调查,而细菌性叶斑病在其之后调查,在菌源分离上将植物病原细菌分离培养与接种安排在第一周,植物病原真菌分离培养与接种安排在第二周。这样就能将各自看似独立的实验连接在一起,并能掌握各实验间的联系性,同时缩短了实验的时间,增加实验课的工作效率,并且还模仿了生产实际中多种病害的调查研究方法。

1.2宏观研究和微观研究相结合课程中增加了分子植物病理学研究内容。伴随分子生物学理论和技术的快速发展,植物病理学也必须紧跟学科前沿发展,进行微观方面的研究,使植物病理学许多的宏观研究方法带有分子生物学的色彩。比如,用的最多的植物病原物的鉴定,就可以借助于遗传(基因)多态性、核酸Dna一级结构测定。将现代分子生物学技术与传统的植物病理学相结合,宏观研究和微观研究相结合,就可以更快速准确地鉴定植物病原物了。在多年的课程教学中并没有体现,但在现代植物病害研究中广范的应用。为了提升植物病理学研究的水平。比如,在理论课教学中我们增加了pCR技术和功能基因组学方法。在实验教学中安排植物基因组Dna提取和检测及植物转基因技术等实验。分子生物学技术的引入,使学生对本课程的学习更有信心,学习兴趣更浓厚了。多数学生匀能掌握基因组Dna提取、核酸电泳、蛋白质电泳等分子植物病理学技术的基本操作。特别对考研的学生来说,尤为重要。

1.3理论联系实际,教学中引进科研成果在《植病研究方法》课程的理论学习中,笔者根据自已30多年从事农作物病害研究的经历和实践进行实例教学,把多年来获得的有价值成果进行整理以图片的形式展现给学生。先把主要农作物重要病害的特点用图表的形式介绍,直观易懂。再按病原物大类进行分类,如在农业生产上由菌物引致的病害种类最多,所以要按亚门、属和种的特点进行划分;由原核生物(以细菌为代表的)引致的病害按属和种的特点进行划分。农作物病害各论学习时,先用实物标本、照片介绍病害病状和病症,给学生直接的感性认识。主要的农作物病害以讲座的形式进行,如在讲授黑龙江省大豆主要病害种类时,重点讲大豆灰斑病和大豆疫霉病,因为这是近年来发生比较重的两类病害,重点讲此类病害对黑龙江大豆生产危害和给农民增产增收带来的影响,在此基础上要有理论讲授的升华,如病原菌致病性消长的变化和抗病机制方面的研究,优秀抗病基因的挖掘和优良抗病资源鉴定、评价及利用。综合防治方面重点绍介抗病品种的作用和合理用药防治的经验和措施。学生听完课后,对植物病理学科又有了新的认识。该学科不仅仅是含有理论方面的知识,还有重要的实验和实践方面的知识。同时还更深入的认识到了该学科在农业生产中的地位和所发挥的重要作用。这样的讲授学生不但课堂听的认真,课后还能主动思考并和老师探讨相关的问题。提高了学生的学习热情和分析问题解决问题的能力。

1.4重视实验和实践教学《植病研究方法》课程教学中,其中一部分重点内容为:由生物病原引致的植物侵染性病害的病原物所致病害的症状特点及病害的发生发展、田间病情消长变化调查方法和诊断技术,这方面内容通过实践性教学效果会更好。结合认知实习和专业实习我们组织学生在作物病害发生季节去田间实际观察各种病害发生所表现的症状,现场面对面教学,让学生掌握植物病害识别要点和诊断技术。讲授植物病原物的分离、纯化培养、菌体计数方法时结合操作在实验室进行,分小组每个学生都亲自动手完成实验,使学生掌握了实验方法和基本技能。与此同时,引导学生了解分子生物学技术在植物病理研究方法中的广泛应用和取得的科研成果,特别要加强对植物病原物的分子诊断技术的学习,使对病原物的诊断更科学、更准确。体现了植物病理研究法(专业必修课)理论和实验、实践并重,有助于培养学生综合分析问题和解决问题的能力〔6〕。在实验教学过程中,改变了以往验证性实验偏多的局面,提高了设计性实验的比例,使学生不但掌握基本的原理和操作技能,还要掌握综合的、跨学科的实验方法和技能。如综合性实验设计中,把植物病原真菌的分离培养方法、真菌病害人工接种方法、真菌病害潜育期观察方法及在人工接种条件下品种抗病性鉴定方法等实验结合在一起。这组综合性大实验,首先要求学生掌握所学理论知识和各自的实验要求和方法,在此基础上统一按排并全程规划实验方案,形成一个整体的大实验,确定实验步骤、选择实验仪器。不但节省了时间,还节省了实验耗材和用品,而更主要的是提高了学生的实验技能和分析、解决问题的能力。这组大实验另外一个重点是实验数据的分析,要求每个实验的每个环节都要认真做好记录,实验结束后要统一整理并仔细分析,最终撰写实验报告。其次教师在实验全过程中要和学生在一起,及时解决学生实验中遇到的问题,实验结束后进行总结并对实验报告给予点评。

2教学方法改革

2.1教学方法灵活多样教学方法的改革既要考虑培养学生自主能力的提高,又要兼顾学生个性化才能的发展,做到因材施教。课堂教学过程中要以学生为主体,与学生互动教学,营造和谐的严谨而又活跃的教学氛围。具体做法是利用现代教学手段和方法,如多媒体课件、视频资料、录像资料实物照片及实物标本,从多方面帮助学生理解和掌握课程内容。病害实物标本和病状、病征照片提高了学生的感性认识,为更好的学习和掌握本门课程的基础理论知识打下良好基础。积极引入探究式、讨论式、案例式等新型教学方式,不断的提升学生综合素质能力〔7〕。

教学方法改革的另一个重点是提倡学生自学。在实验教学中,教师可把一些验证性的实验交给学生独立完成,可划分几个小组,每个小组要有一名学生负责,在实验完成后,每组负责同学代表本m给全体同学和教师汇报实验操做过程和对实验结果的分析,组内其他同学可以补充讲解。最后,教师再对整个实验过程的关键环节进行讲解,并对实验过程存在的问题和注意事项进行总结。这就要求每位学生不仅要自己学好操作技能,还要把实验过程和关键环节讲清楚,真正实行了“开放式实验教学”,不仅“教”有难度了,同时“学”也有深度了,但是起点提高了,学生学习的主动性增强了,教学效果和质量有了明显的改观。近3a,我们有些学生考入中国农业大学、南京农业大学、西北农林科技等相应专业深造学习,在他们的复试中,植病研究法有些实验内容仍记忆尤新,达到了学有所用的效果。

2.2开放实验室,锻炼动手能力《植病研究方法》课有一些实验是设计型和综合型的,学生们根据自已的时间安排可以随时进入实验室,完成设计型和综合型的实验,有专门的老师进行实验室管理。学院在保证完成基本教学实验的前提下,教学实验室对本科学生全天开放,鼓励更多的学生走进实验室进行实践活动,提高独立的动手能力,发挥创造精神。开放实验室为学生开放了空间,不仅提高了学生对实验技能的灵活应用,而且提高了学生的科研综合素质和创新能力。

2.3课后留思考题课后留思考题的作用是巩固学过的知识和锻炼学生独立思考问题的能力。在《植病研究方法》的教学中,每一次理论课后都要留给学生2~3个问题,主要是结合本节课的教学内容,学生应该掌握的知识点和拓展知识面带有发挥性的问题。通过几个轮回的过程,多数学生能够独立的查找相关文献资料,学到了课本外的知识,收获很大。

3改革考试考查方法

3.1理论知识考核和实践技能考核相结合建立科学、合理的评定学生成绩的评价体系,将植物病理研究法理论课程知识点和实验、实践技能掌握程度归纳总结成不同类型的题型。期末考试题有50%的内容是源于实验、实践的内容,只不过以多样化的题型体现出来,体现了基础理论和技能操作相结合,在平时的成绩中主要以实验部分计分,另外加上出勤和课堂表现及创新能力方面。改革使课程考试考查更加客观、合理,对学生业务素质培养,教师教学质量的提高起着很好的促进作用。

3.2考试是一种教育的测量手段考是对该门课程学生所学的知识进行全面的检查,是“教”与“学”的结果体现,是一种教育的测量手段,更是对教师教学成绩的反馈。科学、合理的考试对教学可以起到积极的提升作用,同时也会很好的激发学生的学习热情和兴趣。对提高学生分析问题、解决问题的能力及培养其创新精神有着重要的作用。

3.3注重试卷环节试卷的分析和点评非常重要,首先要看是否按教学大纲要求进行出题,试题的覆盖面及重、难点问题是否体现,覆盖课程各章节的比例是否合理;其次,要看试题的灵活性和主、客观题的比例;第三,要对考试成绩进行全面分析,并结合平时成绩来分析各分数段的人数落位情况,对不及格的和70分以下的学生成绩进行重点剖析,认真找出原因,如果是学生本身问题,分析是本次考试失误还是平时掌握的就不牢固,如果是老师出题问题,分析是试题难度大还是试卷组合出现偏差,以便下次出题时要注意避免。

4结语

《植病研究方法》是以普通植物病理学知识为基础,以农业植物病理学各论为研究对象,系统的研究植物病害的发生、发展规律、致病机理以及综合治理的一门应用学科,也是一门具有较强理论性、实践操作性的学科。几年的教学实践表明,目前正在实施的植物保护人才培养方案中的《植病研究方法》课程体系、教学内容、教学方法、教学手段和考核方式是比较合理的,体现出能很好的调动学生的主观能动性,使学生的理论知识和实验技能都有显著的提高;体现出教师主动性的教学意识和学生积极参与教学过程良好的课堂氛围。同时激发了学生学习主动性和兴趣,使得基本概念和原理更易掌握,学生变被动接受为主动获取知识,对培养理论联系实践,既动脑又动手综合素质高的创新性专门人才具有重要意义。

参考文献

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生物学研究的主要方法篇3

建筑物理课程是建筑学、城乡规划学、风景园林学等专业基本理论的组成部分,在建筑总体布局、单体建筑设计、建筑围护结构和室内装修设计中都要运用建筑物理的知识和分析方法解决建筑的各类环境设计问题。课程内容涉及热工学、光学、声学三门物理学科。建筑物理实验是建筑物理教学必不可少的重要环节,也是专业实践教学体系的重要组成部分[1,2]。建筑物理实验教学的目的是通过观察、实地测量和后续分析加深学生对理论知识的理解,通过实验切身体会环境与社会与人的关系,把所学理论知识与建筑实际设计紧密结合。与课堂理论教学相比,实验教学本应更能调动学生的积极性、主动性和创新能力。但传统的建筑物理实验教学多以规定性的基础实验和理论验证性实验为主,注重训练学生的仪器设备使用等实验操作能力。实验内容、实验原理、实验用到的仪器、实验步骤甚至整个实验报告的形式和数据记录表格都是由教师提前设计和拟定,学生往往只把物理实验当作学习任务来完成,主动参与性不高,更难以发挥创新意识。实验教学与建筑设计教学严重脱节,不能很好地为建筑服务。

2可行性分析

传统基础验证性实验难以调动学生的积极性和创新意识。近年来不少院校已经意识到研究性实验对学生创新意识培养的重要性,提出基础验证实验应向综合研究型的实验转变,积极探索如何提高学生在建筑物理实验课程中的主动性和参与意识[1-5]。研究性实验教学可以让学生运用所学知识,研究分析一些实际的技术问题,启发学生创新思维,充分发挥学生在实验中的主观能动性,培养学生独立思考问题、分析问题和解决问题的能力,为以后的工作和科研打下坚实基础。建筑物理课程作为建筑学建筑环境类专业基础课,无论是理论教学还是实验教学都应当把培养学生的创新意识放到重要位置[4]。开展研究性实验的目的不仅仅是为了提升学生的技能,更注重的是对学生灵活运用知识技能的创新意识的培养。因此,整个实验过程要以学生为主体。本文以建筑学三年级建筑物理实验教学为例,尝试开展研究性建筑物理实验,以实验过程、对象以及实验目的改革为途径,在研究性实验教学中加强对学生创新意识的引导。实验前期尽可能激发学生的实验兴趣和参与的积极性,实验研究对象可结合地方建筑特色的建筑设计环境问题,或学生有切身体会的建筑中的实际环境问题,鼓励学生参与整个实验过程的设计,把整个实验当作一次科研工作来尝试;实验过程中提倡学生用新思路、新方法解决实验中碰到的问题;实验后期总结展示学生实验成果,鼓励学生互相交流,探讨把实验成果应用于设计实践的方法或进一步开展研究的可能性。实验采用分阶段控制的方法能较好地实现对学生创新意识的培养,提升教学效果。初步探索实践表明在建筑物理实验中开展研究性实验具有一定可行性。

3教学特点

通过研究性建筑物理实验教学的初步尝试,本文总结了研究性实验的教学特点。

3.1开放性

与传统实验相比,研究性实验的最大特点是实验内容的开放性。传统基础性实验一般有明确的规定,教师会给出完整的实验方案,讲解实验目的、测量方法、仪器设备的基本原理、使用方法和实验注意事项等,实验选题多以验证性实验为主,实验内容、地点和仪器设备均有限定,学生自主思考和探索的内容较少。而研究性的实验强调实验内容的开放性[1],引导学生根据自己感兴趣的现象、有切身体会的环境问题或设计实践需求确定实验选题和实验内容。学生自行拟定的研究内容更开放和灵活,实验的方法也更具多样性、设计性及创新性。研究性实验注重实验整体过程的科学性,研究结论完全基于实验过程的客观测试即可,不要求学生必须给出研究定论,通过实验能够引发学生新的思考则更好。研究性实验具有主动权的是学生,将固定的教学模式转变为学生自主的探索和学习,延伸了物理实验的内容、时间和空间,为学生提供了更为灵活的学习条件。以“室内热环境参数测量”实验为例,传统的物理实验是测试指定建筑室内的热环境参数。在尝试开展研究性实验后,引导学生从身边的实际环境问题出发进行选题。学生反映其宿舍呈东西向,夏季室内过热,希望通过物理技术方法或手段来进行室内热环境改善。针对这一实际生活问题,在后续的研究性实验选题中,引导学生自主设计和细化实验内容。在分析了遮阳对室内环境的多种影响因素之后,确定研究百叶外遮阳的不同开启角度对室内光环境和热环境的影响。地点选择两个紧临的东西向宿舍(一为目标组,一为对照组),学生自己动手制作遮阳百叶构件,顺利完成整个实验的测试与分析。学生自制的遮阳百叶效果良好,加强固定后投入了实际使用。整个实验不局限于热环境参数本身,内容更开放,更具有科学研究性。实验过程学生的主动性和积极性很高,同时也锻炼了学生的创新能力和动手能力。学生评价:研究性实验比较有趣,既能学到知识还能解决实际问题。

3.2学生为主体

在研究性的实验中学生自主选题,自行拟定研究计划、确定研究内容、选择需要的实验仪器、制订和设计实验方案,再通过多种实验手段获得必要的实验数据,并对获得的数据进行研究性分析以完成实验报告。基于研究性物理实验内容开放的特点,引导学生以研究性实验为手段探索不同物理环境因素对建筑环境的作用,或研究不同设计对建筑物理环境的影响,抑或寻求解决身边实际环境问题的途径和方法。在整个实验过程中,学生是主体,是整个实验的设计者和实施者,教师是指导者和帮助者。以学生为主体,学生有更大的学习自主性,整个实验过程由学生亲身体验和参与才能更好地锻炼和培养学生的创新意识及自主思考能力。以“居住区物理环境参数测量”实验为例,其包括热、光、声等物理参数的测量。围绕这个主题,学生自主提出研究“老年人对住区物理环境的需求”。指导学生讨论了研究的意义和可行性后,由学生制定具体的实验内容和测试方法。为了更好地了解老年人对住区物理环境的需求特点,除了完成对居住区户外不同活动空间物理环境参数的实地测试,学生还做了相应的问卷调查。客观测试结合主观调查分析,较好地完成了实验。整个实验从研究对象的确定到实验计划的制订再到具体实施,都是以学生为主体。参与实验的学生认为通过这样的探索研究实验,对居住区规划和建筑室外环境设计具有参考价值和指导意义。

3.3教学效果突出

通过研究性实验的方式引导学生开展研究性工作,培养学生探索和研究问题的能力,解决生活和工作中的实际问题,并在这一过程中切身体会到建筑物理环境营造的重要性,从而潜移默化地影响其设计模式的更改,在设计中重视人文艺术的同时也能重视自然技术科学,有利于绿色理念的传播,培养有绿色理念的建筑设计工作者,受益的既是学生也是社会。以上两个实验都是基于基础性实验主题的探索研究性实验,学生拓展和延伸了实验内容。整个实验都由学生自主安排,教师只在选题、实验方案制定和仪器使用方面给予帮助和指导。学生的参与度高,积极性也高,在具体的实施过程中碰到的意外情况,学生也能较好地处理,实验基本达到了预期目的。实验内容的开放性,也有利于和建筑设计教学的结合与促进。通过开展研究性实验使学生掌握了研究建筑物理环境的基本方法,初步培养了学生进行研究性学习的能力。

4教学设计

研究性实验教学虽以学生为主体,但教学设计和教师对实验过程的把控对教学效果影响甚大。研究性实验教学组织大致可分为五个阶段。第一阶段是前期培训指导,使学生掌握实验仪器工作原理、使用方法、实验方法、操作注意事项等基本内容。这个阶段与常规实验教学内容相同,难度不大。第二阶段是实验选题及实验计划制定阶段。学生自由分组,以小组为单位提出实验选题,组内讨论研究意义,制定研究计划。该阶段的教学组织难度最大,主要体现在以下三个方面:一是由于时间与实验设备资源的限制,很难使每位同学参与全部声、光、热相关实验。所以在该阶段教学组织时,教师要做好实验仪器流转使用的计划,学生要尽可能地共享实验资源。尽可能开展综合性研究实验,或者研究性实验与基础性实验相结合,才能保证学生对热工、光学、声学三门物理学科实验都能有所了解和参与。二是由于学生自主选题,有些选题内容意义不大,有些不具备实验条件,教师对于学生的选题虽要少干预,但要把好关,引导学生凝练出可行的实验研究内容。三是在实验计划的制定上,本科生对科学的研究方法尚缺乏训练,需要教师的专门指导,帮助其确定实验方法、测试条件、测试参数等,以保证下一阶段数据采集的科学性。这部分教学工作量大,需要时间长。第三阶段是实验实施阶段,这部分的教学组织也有一定难度。由于学生的实验内容不同,实验时间不同,教师不能全程跟踪指导,但是在实验中又可能遇到各种突发问题。所以教师必须与学生建立电话、微信或邮件等沟通渠道,方便学生与教师随时进行沟通,及时解决问题。第四个阶段是实验数据整理分析阶段。教师指导学生对实验数据进行整理分析,并根据数据得出实验结论,并判断实验结论是否与所学理论存在偏差等。如果存在偏差要进一步从实验方法、数据采集方法或者仪器操作等各个方面分析偏差出现的原因。该阶段教学内容与常规实验类似,但是由于实验内容的开放性,指导难度有所增加。第五个阶段是实验考核评分阶段。传统物理实验一般以实验报告完成情况作为评判标准。这并不能反映学生实际的实验能力,也不符合开展研究性实验的目的,不能调动学生的主观能动性[5]。因此,在研究性实验的教学探索中,作者认为应该加强过程考核,应从实验选题、实验计划(明确小组成员任务分工)、实验实施(要求学生做好实验全过程记录)、实验数据分析等方面分阶段进行评定。与传统实验相比,研究性实验教学难度增加,但正是由于更精细的教学设计和组织管理才能保证对学生创新意识的维护和培养,充分发挥学生的主观能动性,才能有更好的教学效果。

结语

实验是学生通过实践行为进行学习的重要手段,但是传统的建筑物理实验难以调动学生的积极性和培养学生的创新意识。在建筑物理课程实验教学中尝试开展研究性实验,以学生为主体,整个实验过程注重对学生创新意识的培养,提高学生们的学习积极性;做好教学设计与组织,引导学生在实验中进行科学研究的初步训练,有利于研究性学习的推广。以上在对建筑物理实验教学改革的探索过程中还是存在一些问题,需要在实践中进一步探索和寻求更好的解决办法。

参考文献:

[1]黄凌江,李中奇.开放式研究性建筑物理实验的教学探索与实践[J].高等建筑教育,2015,24(6):121-127.

[2]何文芳,杨柳,刘加平.绿色建筑技术基础教学体系思考[J].中国建筑教育,2016(2):38-41.

[3]王春苑,欧阳金龙,任嘉友,等.建筑物理实验教学反思和声学实验教改实践[J].实验技术与管理,2015,32(7):186-190.

[4]毛万红.基于创新意识培养的建筑物理课程实验教学模式初探[J].高等建筑教育,2014,23(1):130-132.

生物学研究的主要方法篇4

培养适应时代要求、具有高素质的优秀人才,一直是大学教育中挑战性的问题。其中学习能力、思考能力和创新能力是大学生素质的核心。应试教育模式下的灌输式教学方式严重抑制了学生好问的天性、学习的主动性和学习的兴趣,忽视学生创新能力和实践能力的培养。研究性教学法一般被解释为“把科学研究引入教学中”或者“教学与研究结合”[1],起源于20世纪初的中小学课程,它以促进学生的个性发展为宗旨,帮助学生在接受性学习的同时,形成一种对知识的主动探索行为。经过多年的发展,应用于各个层次的教学过程[2],在高等学校教学过程中的应用越来越受青睐,也发挥着重要的作用[3,4],是近年来高等教育实践和理论研究中的热点问题。目前研究性教学已成为课程教学研究的一种新动向,许多学者进行了相关的分析与探讨[2,5-9]。教育部《关于全面提高高等教育教育质量的若干意见》(教高[2012]4号)也明确提出要求:“创新教育教学方法,倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学。”作物栽培学课程是农学专业研究生、农学类本科专业(农学、农业信息技术、农村区域发展、植物保护、农业化学、农业资源、农业生态等)开设的实践型、应用型课程,对理论基础知识和实践能力的要求都比较高,需要学生主动参与其中才能收到好的教学效果。近年来在作物栽培学教学过程中也引入了研究性教学,在实践中加以应用[10,11],并收到了一定的效果,本文以就几年作物栽培学课程开展研究型教学为例,对应用型课程开展研究型教学的实施状况进行了调研,以期为今后作物栽培学课程更好地开展研究性教学提供借鉴。

一、学生对研究性教学的关注度

研究性教学要求教师教学时要让学生摆脱知识权威,独立地学习和研究,既要发挥教师的主导作用,又要发挥学生的主体作用;既要培养学生的学习兴趣,激发学生思维,又要培养学生分析解决问题的能力;既要使学生掌握系统扎实的基础知识,又要培养学生的实际操作能力,克服了接受性教学的缺陷[12]。调研表明,96%的同学认为有开设研究性教学的必要,只有4%的同学认为无所谓;92%的同学有参与研究性教学的积极性,4%的同学无积极性,4%的同学无所谓。可见,当今大学课程教学过程中学生对研究性教学的关注度很高,有参与研究性教学的积极性和主动性。通过研究性教学的合理采用,可以提高大学教学水平。

二、研究性教学的实施形式

研究性教学最本质的转变在于使学习者成为意义的积极构建者、研究者,而不是被动的接受者,它倡导学习者积极参与到教学中,并由此带来了更多非预期的学习结果。大学课程的研究性教学是对应于一般的以传承知识为中心的传授式教学而提出的,其思想渊源、主要任务和理论基础不同于传授性教学,而以“研究性”为其主要特征[1],是融学习与研究为一体的教学体系。目前研究性教学的方法有问题教学法、活动体验法、实验探究法、案例分析法等多种形式,并在不同课程中加以应用。作物栽培学作为一门应用型、实践型的课程,其在教学过程中有其特殊的要求,更强调提升学生的动手能力、实践能力、创新能力,因而研究性教学可采用的形式也有其自身要求。

1.开设的研究性教学数量。一门课程中可以开设多少次的研究性教学?还是一直采用研究性教学?调研表明,68%的同学认为作物栽培学课程可开设研究性教学1~3次,28%的同学认为可开设3~5次,4%的同学认为可开设5次以上。反映出当今大学生很理智,明白需要掌握一门课程最重要的东西是理论知识,研究性教学只是一种辅助教学手段,可以提升对理论知识的理解和提高学习的兴趣,培养自己的实践技能和创新能力。调研结果也表明,92%的同学认为开展研究性教学对课程理论知识的理解有帮助,只有8%的同学认为无帮助。

2.研究性教学参与群体大小。研究性教学需要全班同学和授课老师参与,但学生如何参与?调研表明,72%的同学认为以小组(3~5人)形式参与比较好,12%的同学认为大组(5~10人)形式参与比较好,有8%的同学认为可以个人参与,8%的同学认为以班级整体参与。说明学生对未知事物或知识的需求考虑到要发挥集体智慧,3~5人的小组形式既能让自己动手实践,也能集体讨论,集思广益,有利于培养同学们的集体主义精神和互助友好的理念。一组人数参与过多,各位同学参与的积极性和动手机会就会减少很多,可能起不到应有的研究性教学的效果。

3.研究性教学可采用的方法。目前在作物栽培学教学过程中应用的研究性教学方式,按实施或实现的形式不同分为几种形式:自主设计实验观察型、实物观察实践型、理论分析与实践结合型等,类似于其他研究者提出的实验探究法、案例分析法,每一种形式都得到了较好的效果,但这些多是从教师角度提出的方法,从学生角度更倾向于何种方法?调研表明,48.3%的同学认为采用理论与实物对比分析的方法比较好,27.6%的同学认为可以采用实物观察分析的方法进行,17.2%的同学认为可采用实验观察分析的方法进行,只有6.9%的同学认为采用理论分析的方法进行。说明从作物栽培学课程角度而言,因大多数学生都是从学校到学校,对农业、作物没有多少基本的认识,更倾向于采用实物观察、理论与实物对比分析的方式进行,以实验和实物来促进理论知识的学习和掌握。同时还可看出,学生构成不同,对研究性教学可采用的方法要求也不同,调研表明,男生倾向于理论与实物对比分析和实物观察分析(类似于案例教学法,占88.9%),不想动手实验(实验观察方法选择率0%);而女生首选的是实验观察分析方法(类似于实验探究法,占45.4%),其次是理论与实物对比分析(占36.4%),更倾向于动手实验来获取知识(表1)。

4.研究性教学成果交流。研究性教学成果如何汇报?调研表明,68%的同学认为课堂交流比较好,16%的同学认为课外交流比较好,还有16%的同学认为提交一份分析报告就可以了,没有同学选择不需要汇报的方式。说明同学们还是比较看重交流,希望展示自己的研究与学习成果,同时这也有利于树立同学们的自信心,提升学生的语言表达能力。

三、研究性教学实施效果的评价

问卷调查结果表明,在近几年作物栽培学课程教学过程中实施研究性教学,76%的同学认为实施效果比较好,16%的同学认为好,8%的同学认为效果中等,没有同学选择实施效果一般或差,即92%的同学认为开展研究性教学效果较好,通过教学观念、教学策略和教学方法的改变,使教师由传授者、灌输者转变为学生主动学习的组织者、指导者、帮助者和促进者,92%的学生认为通过实验或实践学到了很多知识,增强了课本知识的理解,拓宽了知识面,提高了学习的积极性,关键在于让学生自己去分析、整理相关资料进行交流汇报,最有利于提升学生的实践能力、组织能力、写作能力、语言能力和创新能力。

四、提升研究性教学实效的建议

虽然研究性教学在作物栽培学课程中已实践几个周期了,但从实施效果而言,还远没有达到预期效果,可见在今后研究性教学开展过程中,还有需要探索的地方。

1.提高学生自主参与的积极性。一门新课程的教学对学生而言是从“0”开始,同学们有一定的学习热情,但更需要培养学生学习的动力。调研表明,92%的同学有参与研究性教学的积极性,4%的同学无积极性,4%的同学无所谓。但这8%的同学可能会对研究性教学的效果产生较大的影响,主要是学习动力不足。因此,在今后研究性教学中将强特出强调学生自主参与的主动性,提升其学习的动力。

生物学研究的主要方法篇5

20世纪90年代,国外对自然资源的管理发生了重大变化.对于单一自然资源的管理方法和管理模式失效且遭到公众的质疑,生态管理理论出现了,并在美国等国家得到了实际应用.生态管理是综合运用生态学、经济学、社会学原理去管理生物和自然资源系统,以实现长期的生态可持续性、生物多样性和自然资源的地域生产能力.生态系统管理的最初目标是保护、恢复和保持生态的整合性、生产力和生物多样性;另一方面,可持续的生态系统提供鱼类和野生物的栖居地,为社区提供清洁的饮用水、木材、饲料和自然资源可再生的机会.国内专家学者对生态管理做了大量研究,取得的成果主要集中于:(1)对生态系统管理的内涵、目标、基本框架、管理理念及一般方法进行了探讨[1-2];(2)生态系统的生态学完整性与边界和时空尺度,生态系统的结构、功能与生态系统整体性,生态系统演替与系统动力学特性,生态系统的干扰与系统稳定性,生态系统的复杂性与不确定性,生态系统多样性与可持续生态系统,生态系统模型与数据收集与监测,人类活动对环境影响的双重性等生态学基础问题探讨[3-4];(3)流域生态系统、农田生态系统、草地生态系统、海洋生态系统管理的主要内容及其措施、管理模式研究[5-9];(4)产业转型与复合生态管理机制研究[10-11];中国科学院生态环境研究中心王如松研究员主持完成了国家自然科学基金重点项目“区域城市发展的复合生态管理”(70433001),对城市复合生态系统管理模式及评估体系进行了系统研究;中国科学院生态环境研究中心施晓清博士先后主持完成了国家自然科学基金项目“生态系统可持续性管理研究”(79900021)、“工业生态系统资源生态管理的理论与方法研究”(70773109),对生态系统管理理论和方法进行了系统研究[11];(5)不同生态系统的应用研究[12-13].国外对生态管理的概念、理论和管理模式进行了大量的研究[14-15],并在实践中得到了广泛的应用[16-17].很多专家、学者还探讨了国家公园、淡水资源、近海渔业资源、野生资源等生态系统的管理方法,以及生态管理经验、政策和其它相关问题[18-20].Scottparsons[21]总结了最近几年生态系统管理方法在渔业管理中的应用和发展.tissott[22]对夏威夷半岛海洋生态系统进行案例研究,提出了生态管理所遇到的挑战及其策略.文献[23]探讨了生态系统管理的内涵,并从科学、法律和政策方面研究了大海洋生态系统的应用问题.DavidLindenmayer[24]分析了澳大利亚温带林地管理所涉及的生态学,管理学和政策方面的问题,提出了适应气候变化和人口增长而保护、管理温带林地的生态系统方法.文献[25]分析了实施有效的陆地生态系统管理所面对的问题,给出了跨界实施陆地生态管理的建议.文献[26]分析了基于生态服务功能的有贸易等人为扰动的生态系统评价方法.文献[27]认为自然资源管理的核心在于管理支撑系统的资源、经济、人类、文化所集成的生态系统,提出了多学科的管理知识框架,建立了基于自适应管理的使系统有效运行的概念模型.

2基于能值分析的生态系统管理研究

能值理论和能值分析(emergyanalysis,ea)方法是由著名生态学家、克莱福奖得主、“系统生态学”之父odumHt为首创立的[28].物质和能流核算论(materialandenergyFlowaccounting,meFa)通过跟踪社会-经济物质和能流,评估与之有关的生态系统中的相关布局和作用过程的变化,来分析社会-自然互馈关系的重要方面[29].meFa的理论基础―社会-经济代谢,该观点对可持续科学的一个重要贡献是:从系统生态的角度,解释社会的生物物理结构,能够在社会-经济变量与生物物理格局和作用过程之间建立起一种联系[30].meFa模型可以分析物质和能流、土地利用、Hanpp以及其他许多与社会-生态系统内涉及可持续性的作用过程有关的变量之间的关系[30-32].国内学者运用能值分析方法对生态经济系统也进行了大量研究,取得了相关成果[33-36].中国科学院林业土壤研究所闻大中[33]在20世纪80年代中期系统提出了能值分析方法在农业生态系统中的应用.华南农业大学蓝盛芳曾师从能值理论创始人odumH.t.,将系统的能值理论带回国内[34],而后运用该理论在农业生态经济系统、地区生态经济系统、森林生态经济系统开展了一系列研究工作.中国科学院地理科学与资源研究所严茂超和odumHt共同研究了生态经济系统及其可持续性,并于2001年对中国农林牧渔业主要产品的能值进行分析与评估,给出了分析采用的能值折算和能值转换率指标,为后来的研究者研究中国的生态经济系统提供了科学的依据[35].文献[36]也运用能值理论研究了不同领域的问题.到目前为止,未见有用该理论与方法对矿区生态经济系统分析的成果发表.

3矿区生态系统管理相关问题研究

20世纪90年代后期,国内学者开始对矿区可持续发展相关问题研究.北京科技大学李祥仪教授主持完成了国家自然科学基金项目“矿区资源开发中环境经济协调发展的理论及实证研究”(79770010),建立了矿区可持续发展评价模型,分析了系统动力机制,提出了矿区资源开发的有效途径.中国标准化研究院汤万金研究员主持完成了国家自然科学基金项目“典型矿区可持续性发展的生态规划理论及其实证研究”(79970109),对矿区生态规划理论与方法进行了系统研究.王广成教授主持完成了国家自然科学基金项目“矿区生态健康评价理论及实证研究”(70173034),对矿区复合生态系统理论、矿区生态承载力理论、矿区生态系统健康及综合评价理论及矿区生态系统健康预测理论进行了研究和探讨.中国矿业大学陆兆华教授主持完成了国家自然科学基金项目“典型矿区生态风险评价与风险管理及实证研究”(70273050),对矿产资源开发所产生的生态风险的识别方法及评价方法、控制策略进行深入探讨,综述了中国煤矿区的主要生态环境问题及治理方法、技术措施.国内学者对煤炭资源的优化配置问题也进行了持续研究.中国矿业大学魏晓平[6]博士主持完成了国家自然科学基金项目“可持续发展战略中矿产资源最佳耗竭理论的二元性研究”(79870051),探讨了煤炭资源的优化配置理论.中国矿业大学王立杰教授主持完成了国家自然科学基金项目“我国西部能源资源开发与优化配置研究”(70173046),提出了我国西部煤炭资源开发优化配置战略.矿区生态产业发展及产业转型问题也受到了高度关注.中国矿业大学王震声教授主持完成了国家自然科学基金项目“资源型矿区产业链延伸的机理与风险控制研究”(70273049),研究了煤炭资源开发产业链延伸机理及风险控制策略.大连理工大学武春友教授主持完成了国家自然科学基金项目“资源型城市的资源型产业转型与管理研究”(79970023),对矿业城市的产业转型战略进行了探讨.周德群教授主持完成了国家自然科学基金项目“矿业城镇演变规律与风险规避研究”(79970091),探究了矿业城市的发展规律及风险控制机制.中国矿业大学张青教授主持完成了国家自然科学基金项目“资源耗竭型企业发展演变机理及其蜕变战略研究”(70172038),对煤炭企业的演变规律进行了研究.辽宁工程技术大学王志宏教授主持完成了国家自然科学基金项目“矿业城市转型成本及转型风险规避研究”(70572071),对矿区环境可持续实现模式、产业转型效果进行了研究[38].仇方道博士先后参与了国家自然科学基金重点项目―东北地区矿业城市人地系统与可持续性研究(40635030)、国家自然科学基金项目―东北地区产业生态时空格局及优化调控研究(40571041)等有关产业生态系统课题研究,较系统地阐述了矿业城市产业生态系统适应性的内涵与理论分析框架、适应机制与模式[39].国内学者对矿区生态恢复与重建技术进行大量研究[40-41].通过分析煤矸石山对生态环境的危害机理,研究了煤矸石山植被恢复的演替规律,提出了生态恢复和生态重建的途径[42].采用多学科专业知识与技术方法,通过大量的实践研究,构建矿区土地复垦与生态重建的相关技术体系.针对神东矿区生态环境的特点,构建了生态环境脆弱性评价指标体系,运用灰色模糊评估模型对其生态环境脆弱性进行了评估,提出了改善生态环境的有效途径[43].

4矿区生态系统管理研究发展趋势

生物学研究的主要方法篇6

1.建立理想化模型和模拟的方法。在物理的研究中,建立合理的物体理想化模型具有十分重要的意义。例如,在研究电阻时,我们认为导体的电阻值是不变的,不会受温度的影响,这都是把物体理想化了。实际上导体的电阻和物质的密度都会随温度的改变而有所变化,只是由于在通常情况下变化不显著,对我们所研究的问题影响不大,所以我们可以认为它们是不变的,将它们确定为理想化的模型。

2.用数学知识解决物理问题的方法。物理学之所以成为科学技术的基础,重要原因之一就是物理学在研究物质世界的运动规律时,不仅仅满足定性的描述,更重要的是找出了各物理量之间的定量关系。只有这样,规律才使人信服。因此,在物理学的研究和学习中,无论是观测实验,还是理论探讨;无论是从感性认识上升到理性认识,还是运用物理理论指导实践,数学方法作为一种研究物理学的重要工具,是一个较普遍的方法。

3.确立条件和范围的方法。物理学中的公式都有一定的适用条件和范围。要正确应用物理公式,就必须掌握公式的适用条件和范围,否则就会出现乱套用公式的现象。如,液体压强公式p=pgh,适用于单―均匀的液体,对于不均匀的液体就不能用,也不能套用来测大气的压强。

4.假设、验证及科学探究的方法。在科学发展的过程中,许多理论最初都是以假设形式出现的,而后才能在实践中加以检验和发展,逐渐形成比较完善的理论。新课程标准别强调科学探究,将以前的假设、验证具体化为提出问题;进行猜想和假设;制定计划,设计实验;观察和实验,获取事实与证据;检验与评价;表达与交流。某些探究过程只包含其中的几个要素,而且也不一定按顺序进行。学生通过完成部分探究活动或完整的探究活动,能够领悟科学探究的思想,培养了他们进行科学探究所需要的能力,对物理知识的发展过程有了更深刻的理解。

5.用宏观现象说明微观实质和用微观实质说明宏观现象的方法。物理学研究的范围比较广泛,因而研究的方法需要多种多样。在学习热学部分和原子物理学部分时,就用到微观实质说明宏观现象的方法。如,摩擦起电一节中,用原子中电子的转移来说明摩擦起电的实质;热现象中用分子的运动剧烈程度反映温度的变化;在分子运动论的初步知识中,n02气体和空气的扩散、CuSo4溶液和清水的扩散,以及铅片和金片的扩散等宏观现象,都说明了它们微观的实质是:物体的分子都在不停地做无规则的运动。

6.用辩证唯物主义的观点来学习物理内容的方法。物理是一门基础自然科学,它包含着培养学生辩证唯物主义观点的丰富内容。为使学生学好物理学的基础知识,必须根据辩证唯物主义的观点来学习物理学的内容。在初中阶段让学生认识到世界是物质的,运动是物质不可分割的固有属性,物质运动的形式是多种多样的。物质运动的发展、变化有它本身的规律性,这些规律是可以逐渐被认识的,人们正是通过认识和掌握这些规律而能动地改造自然。这方面的内容在教材中有很多,教师应引导学生充分去挖掘。

以上列举了一些研究物理的方法,那么,怎样把这些方法都教给学生呢?笔者采用的做法是:

1.哪部分教材涉及了哪种方法,就明确地强调出来,告诉学生这是研究物理采用的一种方法,以引起学生的注意和重视。

2.对已经介绍过的方法要进行强化,如公式的使用条件和范围:在讲解公式时就要明白指出,如果以前讲公式时用到过这种方法,再比较一下条件是什么、范围是什么、是否有什么不同和相似之处等。这样学生对这种方法的印象就更加深刻了。

3.在介绍一种方法之后,当再用到这种方法时,让学生回忆以前是在学习哪部分内容时用到这种方法的,这样通过回忆就能巩固这种方法,防止遗忘。

生物学研究的主要方法篇7

关键词:科学研究方法教学资源中学物理教学指导思想

1.引言

在中学的物理教学实践中适当地引入科学研究的方法,对于全面提高学生的科学素养与探究能力具有重要作用。通过科学研究的学习方法,可以让学生从被动地接受知识转变为主动地获取知识,培养学生实事求是的科学态度及勇于创新的探索精神。因此,中学物理教师应当在教学实践中多引入科学研究的课程资源及方法,为学生的终身学习发展奠定基础。

2.科学研究方法的指导思想

2.1创设问题情境,激发探究兴趣。

作为物理教学实践的新模式,科学研究的方法坚持培养学生实事求是的科学态度与勇于创新的探索精神,力争不断提高学生的科学探究能力。采取新的教学模式将更有利于引导学生真正地理解物理学中抽象难懂的知识,激发学生的学习兴趣,让他们积极地探索物理世界的奥秘。在物理教学实践中,可以通过创设问题情境吸引学生,通过他们自身的认知冲突发现其中的问题,激发他们探究的欲望,这样一来他们便会主动地学习物理知识,进行深入探索,达到锻炼创新精神及动手操作能力的目的。具有代表性的做法就是开发课本资源、创设问题情境和巧设演示实验、创设问题情境这两种。

2.2引导猜想,培养探究方法。

在物理学习过程中猜想是一种重要的学习手段,只有对问题有了一定的猜想,学生才愿意探索研究。在物理学史上,很多伟大的发明都是先通过猜想进行的。因此,教师应当鼓励和引导学生大胆猜想,不论学生的猜想是否准确合理,教师都要给予肯定的评价,然后引导他们通过实验探究的方法验证自己的猜想。具体可以采取借助简单实验引导猜想和练习生活经验进行合理猜想这两种手段进行猜想训练。

2.3设计实验,培养探究能力。

科学研究是否能够顺利实施是一个重要问题,科学合理的实验方案是这一问题的主要制约因素。科学研究能力的培养是一个长期过程,再加上学生缺乏实验经验,这个过程就需要教师进行细心的鼓励与指导,充分利用多种手段与研究方法进行试验活动的研究。在经过几次的指导实验以后,就逐步将主动权交给学生,让学生自主完成研究。在遇到一些研究内容高于生活经验常识的问题时,教师就要适时进行引导,用一些相同性质、结论的实验代替那些无法实现的探究内容,让学生更容易理解,接受。

3.中学物理中常用的科学研究方法

3.1控制变量法。

初中物理学中常常采用控制相关变量的方法研究多因素的问题,这样就可以通过保持其他因素不变,只改变一个因素的方法研究相关问题,最后进行综合整理,这就是科学研究中应用最广泛、最重要的思想方法——控制变量法。初中物理中常见的实例有,探究影响力的作用效果的因素,探究二力平衡的条件,探究物体的吸热效果与物质的种类、质量、温度变化关系,探究电磁铁的磁性与哪些因素有关,等等。

3.2转换法。

转化法就是将物理学中不常见、不易直接测量或者观察的物理量通过生活中常见的现象、物理量进行替换。但是这种方法有一个前提就是必须保证所替换的物理量、现象之间具有相同的效果与性质。在初中物理中常见的实例有,影子的形成可以证明光沿直线传播、运动的物体能对外做功证明它具有能量、扩散的现象可以证明分子做无规则运动。最具典型的代表实验就是,研究牛顿第一定律而做斜面小车的实验时,对于运动物体在不受力作用下会不会一直运动下去进行研究,我们可以通过探究真空不能传声的实验进行解释。我们无法制造真空的条件,但是我们可以通过观察密闭容器中空气越来越少时传出来的声音也越来越小来进行推理,当密闭容器中没有空气时也就没有声音在传出来。这样我们就可以推理到小车的实验,当阻力越来越小来观察小车运动的距离和速度变化快慢,这样就能设计出牛顿第一定律的相关实验。

3.3等效替代法。

等效替代法就是将一些复杂的物理问题与物理变化通过一些简单的物理问题进行转化,在转化过程中必须保证效果、特性与关系的相同。初中物理中常见的实例有,将总电阻的概念引入到研究串、并联电路电阻实验,用引入合力的方法研究同一直线上二力的关系,等等。

在初中物理学中应用的科学研究方法还有很多很多,例如建立模型法、类比法、理想实验法、比值定义法、积累法、比较法、归纳法、图像法,等等。

4.结语

在初中物理教学中应用科学研究的方法是一个值得思考和探索的课题,同时需要学校及教师进行不断完善。在进行科学研究的教学模式中,要以学生为主体,让学生真正参与其中,成为探究学习的实践者,增强探索精神与创新能力,这样才能让初中物理教学达到更好的效果,为学生终身的学习发展奠定基础。

参考文献:

[1]范增,吴桂平.试论低成本实验在民族地区中学物理教学中的应用.民族教育研究,2013(1).

[2]吴伟杰.中学物理教学中如何授之以“渔”.考试周刊,2012(58).

生物学研究的主要方法篇8

【关键词】研究性学习主要问题实施策略

【中图分类号】G633.7【文献标识码】a【文章编号】2095-3089(2012)11-0175-01

一、现阶段高中物理研究性学习过程中存在的主要问题

1.思维障碍现象严重

这种现象主要表现为以下几个方面:

第一,思维方式单一。教学过程中,多数学生解决问题的方法过于单一,没有形成多重思维方式,这一点严重阻碍了学生思维能力的培养。

第二,结论过早。学生普遍存在轻率下结论的问题。

第三,缺乏创新。学生经常采用单一学科的学习方式和思维方式,忽略想象、灵感的重要性,活动过程缺乏活力。

第四,思考偏执。许多学生在解决问题的时候,往往朝着一个方向思考,不懂变相思考,固执己见。

2.形式化现象严重

有些学校在进行教学安排时并没有为学生设计适合其研究性学习的条件,大都延续传统的教学安排。一些授课教师不能够对学生进行十分系统的学习指导,不能够领会研究性学习的旨要。因此,一些学生仍旧不能够掌握研究性学习的基本思路和基本方法,因而也就不能将研究性学习与物理知识结合起来,学生的探究思维也并没有得到实质上的提高。形式之风盛行,表面功夫大起,这种情况严重阻碍了研究性学习的实施,达不到研究性学习的目的。

3.教师的教学水平有待提高

教师教学能力和教学方式直接影响着其教学效果和学生的学习质量,然而现在一些教师的教学水平并不高,这严重阻碍了探究性教学模式的实施,尤其在物理教学过程当中,要将研究性学习与物理学习结合到一起,必须依靠教师的职业素质,必须依赖于教师丰富的教学经验,具体来说,有以下几个方面的问题:

第一,传统教学中教师的角色需要重建。

第二,物理教师的知识结构需要时时更新。

二、高中物理研究性学习的实施策略

高中物理研究性学习中,教师的主要角色是研究性学习的组织者、引导者与合作者。其实质是让学生学习科学研究的思维方式和研究方法,从而培养学生主动探究、获取知识,解决问题的能力。

(一)创设问题情境,就是在教材内容和学生求知心理之间制造一种“不协调”,把学生引入一种与问题有关的情境的过程。通过问题情境的创设,使学生明确探究目标,给思维以方向;同时产生强烈的探究欲望,给思维以动力。

(二)自主探究,就是让每个学生根据自己的体验,用自己的思维方式自由地、开放地去探究,去发现物理知识的形成过程。在新知识学习过程中,教师无法代替学生自己的思考,更代替不了几十个有差异的学生的思维。通过学生动手“学物理”、动脑“想物理”,不仅获得了物理知识本身,更在于获得了科学探究的方法,从而增强学生的自主学习意识,培养其主动探索精神和创造能力。

例如,研究“铝管中磁性小球的下落规律”实验中,把两只外形完全相同的小球分别从竖直放置的铝管上端放下,一只小球很快地从下端掉出,而另一只要等数秒后才从下端管口落出。根据这一实验背景,对学生提出以下问题供学生探究:

1.你猜一猜出现这种奇怪现象的原因是什么?

2.请分析小球进入铝管后运动状态的变化过程。

3.能否用实验来验证假设?

4.你提出的实验方案是什么?需要测量哪些物理量?如何测量?

5.给你电火花计时器的一套装置,能否用它来研究小球的运动情况?如何进行实验,记录数据,并分析实验结果。如果用图像分析的话,需要测出哪些物理量?

这样的设计比单纯的从理论分析的角度更能让学生接受,关键是让学生亲身参与探索实践活动,并获得对新知识的积极的情感体验,以及自主探究、合作交流的能力。

(三)合作交流,就是在学生自主独立探究的基础上,让学生在小组内或班级集体范围内,充分展示自己的思维方法及过程,实现学习互补,增强合作意识,提高合作能力,分享探究性学习的成果。

例如,在学完“动量”一章以后,学生对火箭的内容很感兴趣,由几个学生自发组成了一个“研制水火箭”的研究小组。首先研究小组集体论证,研究小组一致认为,制作中应考虑四个方面的原理:动量守恒、增压、、作用力与反作用力、方向控制。通过近一个月的细心研究和精心制作,研究小组最终成功地制作了水火箭模型,并在交流会上获得教师和学生们的一致好评。同学们感慨地说:“活动中我们学会了如何提高动手能力,如何积极主动地配合其他成员形成默契,锻炼了我的表达能力。学会了欣赏和发现他人的优点,学会了理解和宽容,学会了客观地分析和辩证地思考。”

(四)引导探究,就是将所学的知识在教师的引导下,运用于解决问题的探究实践之中,全面培养学生综合运用所学知识的能力、搜集和处理信息的能力。重点强调学生解决问题是一个探索的过程,不是一个简单地用现成的模式解决问题的过程。让学生在自主探究的实践中了解实际问题中的各种关系,这对培养和提高学习实践能力和创新精神具有重要意义。

例如,“楞次定律”的教学中,用探究性学习的方法,课堂教学设计是这样的:创设问题情景学生讨论、猜想设计实验探索实验(将演示实验改变为学生自己做探索性实验)分析实验现象得出楞次定律课堂讲练课堂练习。教学中主要让学生动脑、动手、动口,引导他们自己得出楞次定律。

(五)评价体验,其主要目的在于通过学生的自主探究活动,促进学生主体性的发展。主要任务在于增强学生主动发展的动力,提高主动发展的能力。为此,教师在课堂教学中要重视:一是对学生学习活动中表现出的自主性、主动性、独创性等主体精神和品质进行评价,使学生获得主动探究获取知识的情感体验,增强学生学习的信心和动力;二是要引导学生对探究学习的活动过程进行反思,重点是提炼解决问题、获取新知的思维方法和有效策略,使学生对思维方法和学习策略有所体悟,以提高主动获取新知、解决问题的能力。

参考文献:

[1]张彩珍.研究性学习思想与物理探究式教学的有机结合[J].基础教育研究.2009(10)

[2]国家基础教育课程项目:《研究性学习》指导手册上海科技教育出版社

生物学研究的主要方法篇9

论文摘要:本文作者结合教学实践,谈谈物理探究教学法的界定、设计依据、设计要求等诸方面内容。

从物理课程改革的理念可知,探究式教学已成为课程改革的一大特色。物理学是一门以物理实验为基础的科学。物理教材以物理现象为学习与探究的领域。

中学生的年龄和生理特点决定了他们的求知欲望、好奇心强烈,容易对新知识、新事物、新情境发生兴趣,学习态度积极,参与意识强烈,较易为教师所引导。教师在课堂教学中应创设探究情境,使学生持久地保持盎然的学习兴趣。

因此,在物理教学中如何实施探究式教学,这是作为一名中学物理教师应该探索的重要内容。笔者结合教学实践,谈谈物理探究教学法的界定、设计依据、设计要求等诸方面的理解。

一、理解物理探究教学法的界定

所谓探究法,是在教师的必要的指导下,学生开展独立自主的研究活动,从而学到知识、发展能力的一种教学方法。它强调把科学探究作为获取知识和认识世界的一种方法,应用到物理教学中。

探究教学法是实现培养学生具有终身学习的能力这一目标的一种有效的途径。同时,探究教学法可以培养学生较全面的自学能力和人际沟通能力,它对于培养学生的良好的意志品质也有重要的促进作用。

物理教学探究法就是在教师的指导和启发下,学生以个人或小组的组织形式,通过自主独立的探究完成一系列由易到难的题目,并在这个过程中受到意志的培养和磨练的一种教学方法。

二、明确物理探究教学法设计依据

1.明确教学目标是设计教学方法的前提。

教学目标是教学的根本,教学目标是物理教师授课的方向,它制约着教学活动的全过程。教学方法的设计必须服务于教学目标。物理课堂教学目标主要包括知识与能力、过程与方法、情感与价值观三个方面。为了培养学生的终身学习的能力,可以采用探究教学法。

2.围绕教学内容是设计教学方法基础。

教学内容的不同将会影响我们选择不同的教学方法。教学方法的选用是为了更好地完成内容的教学。不同类别的教学内容适宜于不同的教学方法。选择和运用适当的教学方法有助于教学内容的展开和深入,有利于提高学生的学习效果,从而更好地完成教学任务。

3.依据学生的认知规律是设计教学方法的关键。

教学方法的设计必须考虑到学生的因素,因为知识的掌握必须通过学生自己的思维认知活动才能实现,教学方法只有符合学生的年龄阶段特征,特别是学生的认知规律,才能获得良好的教学效果。

针对中学生的实际情况,教师在物理课堂教学中宜加强教学的直观性和形式的新颖性,创造和谐、活跃的课堂教学气氛,以调动学生参与的积极性、主动性和创造性,使学生有一种学习的成就感。

4.针对课堂教学的类型是设计教学方法的要素。

课堂教学的类型一般有新授课、复习课、综合课等。课型的不同影响着教学方法的选择设计。因为具体任务的不同决定了课型类别的不同,而教学方法又是能否顺利完成教学任务的关键,所以针对不同课型应选择相应的教学方法。

三、灵活运用探究教学法

由于受物理学科特点和学生认知能力的影响,在中学物理教学中运用探究教学法要关注以下几点:

1.创设物理情境,激发学生学习兴趣。

教学中充分利用演示实验、学生随堂实验、分组实验和小实验、小制作,以及课本的封面、插图和漫画、想想议议、阅读材料、科学家的故事、教学挂图和模型等趣味性的物理问题去吸引学生,培养学生的学习兴趣,让学生在充满乐趣的学习过程中掌握知识。

2.加强教师的指导,注重探究过程的循序渐进。

学生对问题的关注和认识有一个循序渐进的过程,这一过程实现的基础首先在于学生的兴趣和积极性。兴趣和积极性是学生愿意投入研究的内在动力,教师对这种动力的加强应予以足够的重视。物理新课程标准和新教材中设计了许多研究性和探究性课题,教师可以先引导学生对这些与教学内容主体联系紧密、难度较低的问题进行解答和探讨,然后展开课题研究的范围,逐步加深课题的难度。

3.利用身边的物理,设计一些简易的研究性课题。

由于学生的认知能力和理论素养的不足,对研究性课题可采用“降低难度、注重过程与方法”的策略,这样既能促进学生能力的发展,又能保护学生的探究精神。

在教学中,教师可根据中学生的认知能力,结合教材及身边的物理,适度提出一些简单易行、难度较低的研究课题,以利于学生科学精神和科研能力的培养。

4.加强科学方法的训练,培养学生的探究能力。

常言道:“授人以鱼,不如授人以渔。”科学方法是科学研究或知识创新的重要保证,对学生进行必要的方法指导是十分必要的。科学方法包括归纳与演绎、分析与综合、具体与抽象、类比与假设等。对学生进行方法的指导,主要应加强物理现象的观察、物理实验的设计与操作、对物理现象和结论的分析等方面的能力训练。只有通过平时教学中的长期训练,学生才能在教师的指导下和自身的实践中掌握科学的研究方法。

5.体会探究全过程,培养学生探究过程系统性。

引导学生体会完整的探究过程,能够加强学生对探究过程系统性的认识。这有助于学生自发地对问题进行探究。一个完整的科学探究过程包括发现问题、提出问题、收集整理资料、分析研究资料、得出确定结论、运用结论解释问题等基本环节。教师在教学中,一方面可以通过对教材的深入透彻的讲解使学生感悟到教材是如何运用科学探究的方法来研究物理现象、解释物理现象、得出物理规律的,另一方面可以介绍有关科学家的学术研究成果,指导学生讨论、学习、借鉴科学家的研究过程,使学生在总体上对科学研究的目的、方法、评价和价值等有一个全面的认识,从而培养学生严谨、客观、科学、现实的研究精神。

总之,探究教学法需要一个不断深化提高的过程,不是一朝一夕就能取得教学成果的,教师只有循着科学的方向,紧密结合并充分发挥教师的指导性和学生的独立性、自主性、积极性,在课堂教学中适时适宜地采用探究教学法,探究教学法才能获得良好的教学效果。

参考文献

生物学研究的主要方法篇10

【关键词】分子生态学教学方法

【中图分类号】G643【文献标识码】a【文章编号】1009-9646(2008)09(a)-0220-02

随着分子生物学的迅速发展,相关的新知识和新技术不断涌现,其理论与技术正在向生态学和环境科学等学科迅速扩展。分子生态学就是在这种形式下应运而生的。其概念是指应用分子生物学的原理和方法来研究生命系统与环境系统相互作用的生态机理及其分子机制的科学[1]。

分子生态学涉及的研究领域十分广泛,研究的生命对象为微生物、植物与动物,在研究生教育中适合的专业比较多,如生态学、作物生产类、动物生产类和环境科学等专业可以必修或选修,在教学方法上有其独特性,同时分子生态学是一门崭新的学科,尚没有成熟的方法借鉴,迫切需要我们在该门课程的教学实践中逐渐去摸索。本文就研究生分子生态学课程的教学方法进行一些探讨。

1分子生态学教学方法

1.1精选教学内容,体现学科特点与发展趋势

分子生态学是一门新起的交叉学科,涉及的领域非常广泛,研究内容主要包括分子种群学、分子环境遗传学和生物体内有机大分子对环境因子变化的响应的分子适应性[2]。教授分子生态学这门课程,就要精选授课内容,让学生既能系统地掌握分子生物学的基本原理与实验技术,又要让学生了解这些原理与技术在生态学、微生物学、植物学和动物学等相关领域的应用和所取得的最新进展。因此,我们将教学内容大体分成三部分:(1)分子生物学基本原理;(2)分子生态学中常用的分子生物学技术与方法;(3)分子生态学研究所取得的主要进展。

1.2采用现代化教学手段

分子生态学是在蛋白质、核酸等分子水平上探究有关生态学问题,主要涉及生态现象与生态规律的发生、演化和发展的分子过程的分子机理,内容较为抽象,通过多媒体教学,可以将抽象的内容图示化、形象化而便于学生理解[3],如核糖体Rna的碱基排列顺序可以检测出种系发生上的深远关系,是分子生态学中要介绍的主要内容之一,用多媒体将真核生物糖体Rna基因的结构以图像展现出来后,学生很容易理解18S、5.8S和28S的分布情况。再如构建分子进化树是分子生态学研究种群进化关系的主要手段之一,而构建进化树方法的介绍牵涉到软件使用和在线操作,利用多媒体和网络教学手段教授,学生不仅容易理解和掌握而且激发了他们的学习兴趣。

1.3讨论式教学方法的应用

1.3.1讨论式教学方法的必要性

讨论式教学是一种开放式的教学形式,它组织和鼓励学生主动学习和掌握知识,论述和阐明对某一教学基本内容的理解,并通过与其他同学的交流与讨论,获得科学的思维方法以及正确的结论[4-5]。讨论式教学有利于激发学生的创造性思维,开发学生的思维资源,是培养学生主动获取知识能力和独立思考能力、调动其学习积极性、提高创新能力的有益方式。以下是分子生态学教学中采用讨论式教学方法的必要性:

首先,研究生教育是我国高等教育中的重要环节,对研究生创新能力的培养是研究生教育的核心内容,而研究生从事研究工作的能力大小对于能否提高我国整体学术水平以及研究生自身的发展的好坏具有十分重要的作用。因此,在分子生态学教学中我们也始终坚持以培养研究能力和创新能力作为核心教学思想,更多地采用讨论式教学方法,鼓励研究生积极参与学术讨论活动,而不应把研究生的课程学习变成本科阶段的简单继续和延伸。

其次,研究生与本科生不同,他们已经初步掌握了相关学科的基本理论和研究方法,可以开展课程教学以研究生为主体,重视和促进研究生个性的健康发展,充分发挥其学习的主动性和自觉性。

再者,分子生态学是一门新兴的交叉学科,学科自身的经典理论很少,更多的是利用分子生物学技术从微观探讨生态学机制,研究范围非常广泛,未知领域多,发展速度快,同时选修该课程学生的专业差异大,更适合利用讨论式教学。

1.3.2挑选适宜进行课堂讨论的内容

以学生为主体,针对不同类型的教学内容加以科学的问题设计,制定与学生认知程度相适应的讨论方案,采用“自学、精讲、讨论”的教学模式。这些问题一方面来自老师的观点,更重要的是收集学生感兴趣却又不是很明白的问题,以便在讨论时,学生有据可查,有话可说。

在分子生态学教学中,由于选课的研究生专业背景差异大,兴趣点分散,为了突出共同的兴趣,我们在分子生态学研究的分子生物技术中提出一些主要问题让学生讨论。例如学生可以讨论“功能基因与核糖体Rna基因作为生物遗传多样分析指针的优缺点比较”,“怎样构建合理的遗传进化树”等。对这些基本问题的讨论,参与人数多,讨论的气氛热烈,可以提高讨论效果,增加学生的学习兴趣。

对试验结果进行课堂讨论。试验结果一方面要来自授课老师自己的课题研究,另一方面可以来自学生结合导师项目的相关试验。这些试验过程与结果具有现实性和真实性,学生兴趣较大,是很好的讨论题材。例如在变性梯度凝胶电泳(DGGe)实验中,由于操作程序复杂、引物设计、样品pCR条件、实验仪器本身和电泳条件等因素均可以影响实验结果。我们可以根据试验的不同结果,进行分析总结,推测出现各种结果的可能原因,加深对分子生态实验技术优缺点的理解。

1.3.3分组进行讨论

从我们这几年的教学情况来看,选修分子生态学的学生数较多,专业差别很大,可将专业类似的学生分为一组,对与其专业相关的特定的专题知识或文献进行讨论。针对不同小组,授课老师事先结合各小组的专业特点,发给他们一些文献,鼓励学生课前一到两周查阅相关资料和文献,并将准备的内容进行整理制作成幻灯片,然后再推举一至两人在课堂上进行讲解。每组讨论时间为40分钟。

对于专题知识讨论,可以采用阐述法和探究法。阐述法适宜于教学内容中的重点问题,通常作为预习内容提出而在下一次课中进行讨论。通常由教师提出问题学生予以分析阐述。例如:在研究环境对生物基因表达影响中几种基因差异表达技术的优缺点是什么?即针对分子生态学中的主要研究方法,布置学生分组准备试验设计方案,并进行可行性分析。例如针对一个污染湖泊,我们怎样用分子生态学的方法分析其微生物遗传多样性的变化。这样的问题在教科书上找不到现成答案,必须在掌握分子生态学的相关分子技术原理上,查阅大量参考资料并深入思考才能设计出来,不仅锻炼了学生利用工具书与互联网迅速获取信息的能力,而且对他们辨证思维能力、分析问题与解决问题能力的提高也有极大帮助。

对于文献讨论,分报告、讨论和点评与总结三个环节进行。报告的重点内容为:本论文要解决什么问题及其提出的背景或假设,论文解决问题的过程中所采用的方法,论文的结果分析如何,结论是否明确,本文的贡献在哪里,研究方法、材料或内容上是否存在不足等。讨论的内容包括:解答老师和同学的疑问、补充课堂讲解的不足、讨论学科交叉的知识和方法等。为了充分调动同学讨论的积极性,达到更好的教学效果,我们把每位同学的提问次数、讨论的积极性、问题的质量以及自己的见解和发现纳入平时考核的范围。任课教师对课堂报告的内容和讨论的内容进行点评和总结。每次小组讨论结束前,授课老师都要给出点评和总结,其内容比较广泛,可以讲授相关的前沿知识点,指出课堂报告的优缺点,发表自己对文献相关论点的看法,补充科研写作方法等。

1.3.4成绩的考核

为了督促学生更好地通过本课程学习专业基础知识、前沿知识和科研方法,我们采用平时考核和期末考核相结合的方法对学生的学习情况进行综合考核。平时考核的对象主要是在讨论式教学中,每位同学的提问次数、讨论的积极性、问题的质量以及自己的见解和发现纳入平时考核的范围。期末考核对象是对本课程的基础知识的了解与掌握情况,最后的总评成绩为平时成绩和期末成绩加权平均的结果,其中平时考核成绩占总成绩的40%,期末考核成绩占60%。

2体会与对策

2.1不断加强自身学习,提高业务水平

学生对一门课程的兴趣和学习热情,除了课程的重要性之外,很大程度上也与授课教师的教学水平有关。面对分子生态学是一门刚新起的交叉学科[6],国内起步较晚,大部分文献来自国外,因此加强英文文献的阅读量,以便掌握国内外最新研究进展。该学科涉及的领域十分广泛,必然要求授课老师具有较广的专业知识面,教师首先必须加强自身学习,不断提高自身的业务水平,而且要善于与学生沟通,及时了解学生的反应,在教学实践中不断总结经验,及时对教学方法加以改进和充实。

2.2创新教学方法改进教学手段

本课程涉及的原理与方法较为抽象,必须加强教学手段的改进和现代教学课件的应用,尽可能采用一些动画的多媒体辅助教学课件,使教学内容形象、生动而且直观,使学生对教学内容,尤其是难点的掌握起到事半功倍。由于本课程涉及的专业面很广,在教学方法上,除了应用讨论式以外,还要根据具体授课内容利用启发式、互动式和参与式等多种方法结合,引导学生如何探索科学的未知领域,激发他们在科研中不迷信前人的结论,提出多样化答案,使学生勇于探索、敢于创新。

2.3编制教材,补充教材内容并加以规范

到目前为止,还没有一本适合研究生教学的分子生态学教材。目前教学的基本内容主要参照的教材是Beebeeb编著的由牛津大学出版社出版的《anintroductiontomolecularecology》和Carvalho编著的《advancesinmolecularecology》。同时,本学科的发展很快,随着分子生物学新理论、新技术层出不穷,分子生态学研究的广度与深度的加深,每年有关本课程内容的知识也在不断积累,起点不断提高,因此必须及时整理,尽量使多元的知识系统化,形成一本较完善的教材,并及时对教学内容进行增添,,将当代最新的科学技术成果及时纳入相应课程,逐步加大教学内容的前瞻性。

参考文献

[1]黄勇平,朱湘雄.分子生态学――生命科学领域的新学科.中国科学院院刊,2003,(2):84-88.

[2]唐影,林春.充分发挥课堂讨论在研究生教学中的作用,山西医科大学学报:基础医学教育版,2007,9(3):263-265.

[3]徐会利,贺佳丽,周庆逸.多种教学方法在临床精神病学研究生教学中的应用,学位与研究生教育,2007,11:50-52.

[4]顾红,孙光民.研究生课程教学方法改革与实践,北京工业大学学报(社会科学版),2003,3(4):92-93.