生物學教學中研究型教學方法研究

文/孫延飛

生物學教學中研究型教學方法研究

文/孫延飛

在我國的高校教育中，要求在完善學生基礎知識構成的同時，進一步培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，這就要求對傳統(tǒng)教學方法加以改進與創(chuàng)新。而研究型教學正是一種新興的教學方法，符合高校生物教學的要求，能夠在很大程度上調動學生探索研究的積極性，從而培養(yǎng)學生自主學習能力與創(chuàng)造性思維。本文在對研究型教學加以概述的基礎上，分析了這一教學方法的意義，并提出了實施的具體措施。

高校生物；研究型教學；教學方法；生物學；創(chuàng)新能力

相較于高中生物的基礎性來說，高校生物所涉及到的內容更加深入、系統(tǒng)，是面向生物學相關專業(yè)的學生開設，是以培養(yǎng)專門的生物學人才為教學目標的，因此更加注重學生創(chuàng)新能力、邏輯思維能力等方面的培養(yǎng)。在傳統(tǒng)的高校生物教學中，教師始終主導著課堂，學生只能被動接受知識，主動性與創(chuàng)造性都受到了壓制，不利于專業(yè)生物研究人才的培養(yǎng)。在這種背景下，我國教育領域開始引進西方研究型教學方法，并將之應用到實踐中，進一步推動了我國高校生物課程改革的進程。

一、關于研究型教學的概述

研究型教學是一種以現代多媒體技術為教學工具、以培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)與創(chuàng)造性思維為教學目標的現代化教學方法，符合高校學生的認知特點，與當前高校專業(yè)教育相適應。通過在教學過程中調動學生的思維、想象力以及操作能力，促進學生綜合素養(yǎng)的提升[1]。高校生物教學與初高中生物教學是存在著很大區(qū)別的，初高中生物主要是要讓學生明白生物學相關的基礎原理與基本的實驗操作，而高校生物教學則是要在此基礎上進一步讓學生體會生物研究的過程，并從中獲得一定的啟發(fā)。這就要求學生能在教學的過程中從科學的角度對生物研究的各個步驟有所了解與認知，從而加深對生物學知識的體會，并進一步促進自身綜合素能力的提高。

二、研究型教學的優(yōu)勢分析

1.能夠讓學生更好地掌握專業(yè)生物知識

高校生物具有專業(yè)性，其中涉及到的知識都較為微觀，如果不借助一定的實驗或者案例來作為教學輔助的話，學生很難對這些知識加以掌握[2]。而在研究型教學中，需要從生物實驗的各個步驟出發(fā)，對實驗過程進行了解或者親自操作，能夠讓學生對抽象的生物學知識有更加直觀的認識，從而提升其教學體驗，加深對知識的理解。

2.能夠培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)

在生物學發(fā)展的過程中，大部分的理論與知識都是通過科學實驗來加以證明的，例如孟德爾的遺傳定律、Sturtvent的染色體作圖等[3]。這就要求研究者們具備一定的科學素養(yǎng)，并利用科學的思維方法來對生物學問題進行分析探討，這樣才能更好地研究生物學現象。在研究型教學中，通過對大量實驗過程與實驗現象的分析操作，能夠讓學生逐漸養(yǎng)成科學的思維方法，并培養(yǎng)其不怕失敗、堅持不懈的科學精神。

3.能夠培養(yǎng)學生實踐操作能力

掌握知識的根本目的是為了實踐，通過對研究型教學中實驗過程與實驗結論的分析，能夠在很大程度上激發(fā)學生探索的欲望與興趣，使其能夠自發(fā)地對感興趣的生物現象加以探索。并設計一系列的科學實驗來證明，這樣就能夠提升學生實踐意識與實踐能力，為進一步培養(yǎng)科研型人才奠定基礎。

4.能夠培養(yǎng)學生的綜合素質

在提倡素質教育的當下，要求在教學活動中培養(yǎng)學生的思維能力、創(chuàng)新能力以及合作能力。在研究型教學中，讓學生在了解相關生物實驗過程與結果的同時，參與到實驗操作中去，促進自身思維能力與創(chuàng)新能力的發(fā)展，并通過小組合作的方式提高合作意識與合作能力，從而實現綜合素質的提高，以達到素質教育的要求[4]。

三、舉例分析研究型教學在生物教學中的實際應用

1.從科學的角度出發(fā)，培養(yǎng)科學素養(yǎng)

問題的提出是生物研究的第一步，只有邁出了這一步才能更好地對問題進行探索與研究。而要對生物現象產生疑問，就需要對科研歷史與科研環(huán)境有一定的了解，并從古今中外的生物學家身上學到優(yōu)秀的品質。因此在教學過程中，教師就應當課本知識教學的基礎上進行適當的延伸，對涉及到的科學家的生平故事進行一定的講解。

例如DNA雙螺旋結構的發(fā)現正是在科學家好奇心驅使下才被發(fā)現的。Avery與Hershey等人，為了探究出生命的奧秘，開始好奇到底是什么物質決定了生物的遺傳與性狀，從而設計了相關的實驗來對擁有這一功能的物質進行了篩選與研究，最終確定了DNA屬于遺傳物質。而后來的科學家例如Watson、Wilkins等為了進一步探索出DNA分子的基本機構，因此設計實驗發(fā)現了DNA是一種雙螺旋空間結構的物質，成為了生物學生命科學領域最重大的發(fā)現之一[5]。再如在對細菌雜交內容進行教學時，可以介紹Lederberg和Tatum發(fā)現轉導現象的曲折實驗經過，讓學生在對生物知識加以掌握的基礎上，通過了解這些科學家的有趣故事來提升學習生物的興趣，并學習科學家身上的寶貴品質，促進科學素養(yǎng)的提高。

2.從實驗的過程出發(fā)，培養(yǎng)學生用科學方法解決問題的能力

生物學具有多種分支，例如形態(tài)學、解剖學、生命科學之類的分支學科。其中解剖學等只需要通過觀察或者看圖就能夠得出相應的結論，而生命科學所涉及到的知識就必須要設計一系列的實驗來加以證明，單單從結果上來看是很難對知識進行全面了解的，因此實驗過程是非常重要的。隨著現代信息技術與多媒體技術在教育領域的推廣，當前許多實驗可以直接以圖片、視頻、幻燈片等方式放映出來，從而讓學生了解實驗的操作步驟并得出相應的結論。

例如，在對分微生物學課程的教學中，關于Meselson和Stahl的大腸桿菌DNA復制是一種半保留復制的結論，如果不對實驗過程加以了解，是很難對這一較為抽象的結論有進一步的認知[6]。因此在教學過程中就需要對相關的“密度梯度離心實驗”加以了解，通過對實驗過程與操作流程的觀看，能夠讓學生對DNA條帶在離心試驗中出現分層現象以及分層之后意義有更加深刻的認識，并學會利用科學的思維方法來對生物現象加以剖析與探索。

3.從實驗的結果出發(fā)，培養(yǎng)學生的科學推理能力

科學推理能力，也相當于學生的創(chuàng)新能力，即根據從實驗結果中所分析出來的相關知識對未知的生物現象進行推理與研究。在初高中生物教學中，由于學生生物學基礎知識不夠牢固，因此在教學中一般是由教師直接告知結論，達到應付考試的目的的就行。在這種機械的教學方法中，學生的思維能力與分析能力得不到提升。因此在高校教學中，鑒于學生的知識結構已經基本完善，就需要進一步培養(yǎng)其創(chuàng)造型思維。教師要有意識地引導學生自行利用所學過的知識對實驗結果進行分析，并得出新的理解，從而培養(yǎng)其推理能力與創(chuàng)新能力。

例如，在分子生物學中的大腸桿菌蛋白質起始過程中核糖體大小亞基和三種翻譯起始因子的作用加以證明，由于現有科技水平的限制，很難直接利用相關的實驗設備對亞細胞與分子水平上生物大分子結構與運動進行觀察。因此只能夠從現有的結果上來進行推斷，以列表的方式判斷起始因子IF3能夠使mRBA與核糖體30S亞基相結合，起始因子IF2能夠使fMetyRNAfmet與核糖體30S亞基相結合[7]。

4.從實驗設計出發(fā)，培養(yǎng)學生獨立進行科研的能力

實驗能力的提升是研究型教學的一個重要目的。對于高校生物專業(yè)的學生來說，實驗設計能力是其必須具備的能力，也是創(chuàng)新能力的體現。實驗設計要求學生具備加成的基礎知識以及相應的實驗技能，這樣才能使實驗設計更為合理。因此在教學過程中，教師應當引導學生利用已學的知識應用到實踐中。

例如在基因工程課程的教學中，教師可以要求學生自行制定研究目標與研究方案，來實現對DNA的操作和蛋白的鑒定。在這一任務中，可以讓學生分組合作，通過同學之間的交流與合作獲得更多的新知識與新觀點，并促進合作能力的提升。在實驗設計的過程中，學生需要結合所學知識來考慮該實驗的合理性與可行性，這樣能夠加強對固有知識的理解與應用，從而提升教學的效率，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力與獨立進行科研的能力。當實驗方案設計完成之后，再由教師進行驗收，指出方案中的不合理之處，并引導學生進行修改。對于優(yōu)秀的設計方案，教師可以幫助學生申請相關的科研項目，讓學生的科研能力能夠得到進一步的提升。

四、結語

在教育現代化的新形勢下，培養(yǎng)專業(yè)型的應用人才已經成為了各大高校的教學重點。對于生物這種具有專業(yè)性的自然科學，更應該以培養(yǎng)學生的科研能力與創(chuàng)新能力為教學目標，而研究型教學正是符合了這一要求。通過研究型教學，讓學生在教學過程中學會從問題的提出、實驗過程、實驗結果以及實驗設計等方面出發(fā)，培養(yǎng)其對實驗的設計與操作能力，進一步提升科學素養(yǎng)，為培養(yǎng)專業(yè)的生物研究人才奠定基礎。

[1]江來登.大學研究型教學的理論思考[J].湖南第一師范學報,2009,04:27-30.

[2]趙玉宏.研究型教學在生物學科教學中的探索與實踐[J].中國現代教育裝備,2009,01:67-69.

[3]邢萬金,莫日根,蘇慧敏.生物學教學中研究型教學方法與內容的探索[J].遺傳,2014,07:732-738.

[4]陳侃,丁妍,王穎.研究型教學的行為分析——基于復旦大學的課堂教學觀察[J].復旦教育論壇,2012,04:26-30.

[5]高旭,姜成哲,崔明勛,王妍,趙鵬.研究型教學模式在分子生物學教學過程中的應用研究[J].安徽農業(yè)科學,2014,34:12380-12381.

[6]邢萬金,莫日根,蘇慧敏.生物學教學中研究型教學方法與內容的探索[A].中國遺傳學會.2014全國遺傳學理論與實驗教學研討會會議手冊及論文集[C].中國遺傳學會:,2014:1.

[7]袁成福,李志紅,彭帆,肖方祥.研究型教學模式在《生物化學與分子生物學》課程中的探索與實踐[J].教育教學論壇,2016,18:146-147.

（作者單位：阿壩師范學院）