非生物類本科生《生命科學(xué)導(dǎo)論》公選課的探索與實踐

關(guān)統(tǒng)偉 車振明

摘 要：在教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，針對非生物專業(yè)本科生的《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程進(jìn)行了教學(xué)改革的初步探討。課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段以及開設(shè)公選課的必要性方面進(jìn)行了積極的實踐和探索，目的是為了適應(yīng)21世紀(jì)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的需要。

關(guān)鍵詞：生命科學(xué)導(dǎo)論 非生物類本科生 教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）03（a）-0053-02

黨的十八大指出：“教育是中華民族振興和社會進(jìn)步的基石。要堅持教育優(yōu)先發(fā)展，全面貫徹黨的教育方針，堅持教育為社會主義現(xiàn)代化服務(wù)的根本任務(wù)，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。全面實施素質(zhì)教育，深化教育領(lǐng)域綜合改革，著力提高教育質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神?！苯刂?012年，中國的教育取得了長足的發(fā)展，諾貝爾文學(xué)獎創(chuàng)設(shè)117年來，中國籍作家首次獲得諾貝爾文學(xué)獎，但諾貝爾物理獎、化學(xué)獎和醫(yī)學(xué)獎領(lǐng)域至今中國無人問津。美國科學(xué)家在近20年的諾貝爾化學(xué)獎中獲得了17次。事實說明中國的教育改革還有很長的路要走。在這里僅想和各位同行一起探討《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程在非生物專業(yè)開設(shè)的意義以及教學(xué)改革的必要性。教育部生物科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會針對非生物學(xué)類專業(yè)本科生的生物學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)明確指出[1]：了解生命科學(xué)發(fā)展的全貌和新動態(tài)，以及現(xiàn)代生命科學(xué)與其他學(xué)科間交叉融合的必然趨勢；理解并初步能用生物學(xué)原理、觀點、思維方式去認(rèn)識一些生命現(xiàn)象和過程。爭取對學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新思維起到一定的科學(xué)啟迪作用。針對非生物類不同學(xué)科專業(yè)本科生的知識基礎(chǔ)和需求，西華大學(xué)《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程精心設(shè)置以滿足學(xué)生需求和社會需要。該課程在西華大學(xué)開設(shè)相對較晚，于2004年在全校開設(shè)為公選課，目的是提高交叉學(xué)科學(xué)生的現(xiàn)代生命科學(xué)意識，培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、寬口徑、富創(chuàng)造的復(fù)合型人才，使學(xué)生拓寬知識面，提高綜合素質(zhì)，以適應(yīng)未來的社會發(fā)展。

1 《現(xiàn)代生命科學(xué)導(dǎo)論》課程開設(shè)的必要性

中國科學(xué)院院長路甬祥多次提出[2]：“學(xué)科交叉點往往就是科學(xué)新的生長點、新的科學(xué)前沿。這里最有可能產(chǎn)生重大的科學(xué)突破，使科學(xué)發(fā)生革命性的變化”?！渡茖W(xué)導(dǎo)論》公修課立足于非生命科學(xué)類專業(yè)學(xué)生使用的通識教材，目的在于提升學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，幫助他們樹立科學(xué)的現(xiàn)代生命觀。20世紀(jì)是自然科學(xué)發(fā)展史上最為輝煌的時代，生物科學(xué)是自然科學(xué)中發(fā)展最迅速的學(xué)科，其成果顯著，影響廣泛而深遠(yuǎn)。生物科學(xué)與人類生存、人民健康、社會發(fā)展密切相關(guān)。例如，體細(xì)胞克隆哺乳動物技術(shù)的突破、袁隆平課題組創(chuàng)造的雜交水稻、人類基因組計劃的實施、器官移植技術(shù)的成功以及干細(xì)胞研究的進(jìn)展等。生物科學(xué)和技術(shù)不僅正在改變?nèi)祟惖纳?，還深刻影響著人們的思想觀念和思維方式。隨著數(shù)理化科學(xué)廣泛而深刻地深入生物科學(xué)和一些先進(jìn)儀器設(shè)備及研究技術(shù)的出現(xiàn)，21世紀(jì)生命科學(xué)必將成為主導(dǎo)科學(xué)。非生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生也應(yīng)該拓寬知識面，具備一定的生物學(xué)基礎(chǔ)知識，掌握一定的生物學(xué)技術(shù)，具有解決與本專業(yè)相關(guān)的生物學(xué)應(yīng)用問題的能力。20世紀(jì)80年代以來，國外一些著名高校如哈佛、斯坦福和劍橋等就已經(jīng)注意到生命科學(xué)對學(xué)生發(fā)展的重要性，并迅速紛紛地把生物類課程列為全校各專業(yè)的必修課；而國內(nèi)知名高校如清華、北大、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、武漢大學(xué)、南開大學(xué)、中山大學(xué)等在90年代也陸續(xù)把生物類課程列為非生物類專業(yè)的限選或必修課程[3]；隨后，北京航空大學(xué)、華東理工大學(xué)、西華大學(xué)等也相繼開設(shè)《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程，并作為全校的公選課。另外，《生命科學(xué)導(dǎo)論》作為一門融合基礎(chǔ)知識與前沿進(jìn)展相結(jié)合的綜合性課程，是當(dāng)今高校進(jìn)行素質(zhì)教育的重要方面，對該課程的學(xué)習(xí)有利于豐富學(xué)生生命科學(xué)知識、發(fā)展學(xué)生興趣，完善知識結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)科交叉，促進(jìn)知識遷移，培養(yǎng)學(xué)生能力，提高綜合素質(zhì)。如人口膨脹、糧食短缺等知識加深了學(xué)生對社會現(xiàn)實情況的認(rèn)識，了解科學(xué)技術(shù)發(fā)展在農(nóng)業(yè)方面的重要作用；環(huán)境、生態(tài)污染、生物多樣性的保護(hù)內(nèi)容極具有人文精神，可以培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)生態(tài)環(huán)境的科學(xué)素質(zhì)；免疫、病毒和健康的問題可以讓學(xué)生科學(xué)的認(rèn)識和了解一些疾?。ɑ魜y、AIDS、SAS、H1N1等）的發(fā)生、傳播和預(yù)防措施，讓學(xué)生感受到自己所學(xué)的知識在實際生活中是非常有用的，以及在面對疾病的發(fā)生時應(yīng)該如何面對。通過學(xué)習(xí)，使非生物類學(xué)生理解并初步能用生物學(xué)原理、觀點、思維方式去認(rèn)識一些生命現(xiàn)象和過程，爭取對學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新思維起到一定的科學(xué)啟迪作用。當(dāng)今世界是人類與動植物、微生物甚至一些可能存在的其他星球生命形式共存共榮的一種狀態(tài)，而人口膨脹、糧食短缺、環(huán)境污染、疾病危害、能源危機(jī)、資源匱乏和生物物種大量消亡等重大社會問題時刻威脅著人類的生存和發(fā)展，這些問題的解決僅靠一門學(xué)科是無法勝任的，人們希望從生命科學(xué)中去尋求出路，而學(xué)科交叉就顯得尤為重要。因此，在非生物類學(xué)生中開設(shè)《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程對于新的人才培養(yǎng)模式、開拓創(chuàng)新思維能力和促進(jìn)社會科技發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

2 教學(xué)改革的主要內(nèi)容

西華大學(xué)《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程已經(jīng)開設(shè)7年，在對非生物類專業(yè)學(xué)生的授課中逐漸總結(jié)和探索了一些改革經(jīng)驗，在這里和各位同行、學(xué)者一起探討和分享。

2.1 教學(xué)內(nèi)容不斷更新

教科書總是在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上緩慢推新，課本知識在很多領(lǐng)域的內(nèi)容都已經(jīng)落后于生命科學(xué)的發(fā)展，也始終無法適應(yīng)日益突飛猛進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。當(dāng)今世界細(xì)胞生物學(xué)、基因組學(xué)、生物信息學(xué)、計算機(jī)科學(xué)以及分子生物技術(shù)發(fā)展迅猛，一日千里，大量新知識、新方法、新技術(shù)、新成果、新理論不斷涌現(xiàn)，以前的科學(xué)成果和理論也在不斷地被質(zhì)疑和完善。2009年人類采用基因治療法治愈色盲將特殊的蛋白質(zhì)基因注入兩只患有色盲癥的猴子眼中，讓猴子第一次看到紅色和綠色。眼科專家小組通過基因療法治愈色盲讓色盲患者看到了希望。2010年美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員利用激活早衰老鼠的端粒酶基因扭轉(zhuǎn)衰老過程；那么從理論上講，操縱端粒酶基因可以減緩衰老過程，或至少延緩人類與衰老有關(guān)疾病的發(fā)展速度。2011年3月份，美國威克森林大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究所的安東尼·阿塔拉（Anthony Atala）博士成功制造出了人的尿道。在實驗室中人工培育可用于移植的人體器官的成功，無疑是對于再生醫(yī)學(xué)而言無疑將是一個福音。這些成果和發(fā)現(xiàn)在不斷推進(jìn)社會進(jìn)步的同時，也在改變著人類對生命科學(xué)世界的認(rèn)知以及理論體系的完善。因此，生命科學(xué)導(dǎo)論課程的授課內(nèi)容也需要不斷的補(bǔ)充新的內(nèi)容。另外，授課教師本身的知識容量要滿足學(xué)生群體的協(xié)同發(fā)展。部分教師為了便于長期授課，并且習(xí)慣于按部就班原有的授課內(nèi)容，在課程教學(xué)上沒有改革的意識，更缺乏改革的勇氣，多年來都不曾變更授課內(nèi)容，使得有的時候?qū)W生的思維超出了老師的講解范圍，甚至有些學(xué)生提出的問題比較新穎，偶爾出現(xiàn)教師無法準(zhǔn)確回答學(xué)生問題的尷尬場景。因此，提高教師素養(yǎng)和知識結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)教師的培養(yǎng)力度和再學(xué)習(xí)的積極性，不斷提高教學(xué)水平才能上好每一堂課。那么對于《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程則要求每年都要把一些嶄新的知識及時補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中，給學(xué)生介紹這些生命科學(xué)成就的前沿進(jìn)展，豐富學(xué)生在課本上無法學(xué)到的知識，使學(xué)生時刻把握生命科學(xué)的最新動態(tài)，這樣才能使學(xué)生快速適應(yīng)社會需求，提高學(xué)生對生命科學(xué)的認(rèn)識和興趣。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的多樣性與啟發(fā)

針對非生物類專業(yè)學(xué)生講授《生命科學(xué)導(dǎo)論》所面臨的一個首要問題就是講授對象——學(xué)生的專業(yè)復(fù)雜性。就西華大學(xué)而言，一共有30多個專業(yè)的學(xué)生來選修這門課，比如漢語言文學(xué)、英語、環(huán)境工程、人力資源、營銷、工程管理、經(jīng)濟(jì)學(xué)、國際貿(mào)易、工藝設(shè)計、保險、法學(xué)、思想政治、產(chǎn)品質(zhì)量、機(jī)械、會計學(xué)、計算機(jī)、材料科學(xué)、公共藝術(shù)、化學(xué)、食品工程、網(wǎng)絡(luò)安全等等。他們對生命科學(xué)的知識基礎(chǔ)比較薄弱，甚至興趣不大，那么如何讓這些不同專業(yè)的學(xué)生都能夠聽好、聽懂、又要有一定的積極性和對生命科學(xué)課程產(chǎn)生一定的興趣就成為我們教師必須克服和解決的一個重要難題。針對這一現(xiàn)實情況，在學(xué)生為中心的前提下，講好生命科學(xué)基礎(chǔ)知識的同時，為了滿足學(xué)生的需求，我們的教學(xué)內(nèi)容經(jīng)過多次修改，不斷完善，豐富了大量教學(xué)內(nèi)容，使其更好的適應(yīng)不同學(xué)科專業(yè)的學(xué)生需要。希望能夠與他們所學(xué)專業(yè)能夠有機(jī)結(jié)合，產(chǎn)生交叉創(chuàng)新點，并激發(fā)學(xué)生的思維能力。比如：核酸、蛋白質(zhì)、代謝網(wǎng)絡(luò)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)系統(tǒng)等能夠激發(fā)計算機(jī)等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生設(shè)計嶄新的生物芯片、智能計算機(jī)等。生物細(xì)胞形態(tài)與結(jié)構(gòu)的內(nèi)容（如細(xì)菌鞭毛的精密結(jié)構(gòu)等）將有利于激發(fā)機(jī)械及工程設(shè)計專業(yè)學(xué)生產(chǎn)生新的仿生學(xué)設(shè)計思路。生物資源及其細(xì)胞結(jié)構(gòu)的講解將有利于材料科學(xué)專業(yè)的學(xué)生打開生物材料的大門，如聚-β-羥丁酸（poly-β-hydroxybutyrate，PHB）是一種存在于許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)屬于類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物，是相容性較好的生物材料，可制成易降解的且無毒的醫(yī)用塑料器皿和外殼用的手術(shù)針和縫線，被認(rèn)為是石化塑料的綠色替代品，可廣泛應(yīng)用于包裝、農(nóng)業(yè)和生物醫(yī)藥等行業(yè)。從環(huán)境工程上講，PHB的使用可以降低白色污染，保護(hù)環(huán)境。人類的起源與進(jìn)化的內(nèi)容講授有助于漢語言文學(xué)專業(yè)學(xué)生的知識提高，使他們更好的理解語言的形成過程，增加文學(xué)生物學(xué)的內(nèi)涵。環(huán)境、生態(tài)與生物多樣性的講解內(nèi)容在一定程度上對于環(huán)境工程、食品工程、化學(xué)、產(chǎn)品質(zhì)量、思想政治等專業(yè)的學(xué)生具有很好的啟示作用。比如，化學(xué)農(nóng)藥的濫施濫用造成的環(huán)境生態(tài)破壞，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量降低，進(jìn)而產(chǎn)生的食品安全的問題等都將給相關(guān)專業(yè)學(xué)生產(chǎn)生一個換位思考與思想碰撞和消化的新過程?？寺〖夹g(shù)的講解會對法學(xué)專業(yè)的學(xué)生在法律倫理方面有所促進(jìn)，如克隆羊、克隆人的出現(xiàn)等。教學(xué)內(nèi)容的多樣性和針對性在一定程度上解決了不同專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)知識方面的顧慮，并與生命科學(xué)產(chǎn)生了很好的共鳴，這也是非生物專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)《生命科學(xué)導(dǎo)論》需要達(dá)到的教學(xué)目的。這將有助于推動生命科學(xué)和生物技術(shù)向其它專業(yè)滲透，從而培養(yǎng)具有交叉學(xué)科內(nèi)涵的新型人才。

2.3 教學(xué)方式及手段的改革與探索

教學(xué)“滿堂灌”的授課形式一直受到各界批評，教學(xué)方法單一、死板更是讓非生物專業(yè)的學(xué)生在課堂上聽得昏昏欲睡。為此，每一章開始部分，筆者總是以緊扣本章主要內(nèi)容的著名科學(xué)家的卓越成就為實例或重大事件為例開始講起，從而引起同學(xué)們的無限遐想與興趣。同時引出每章節(jié)的主要問題和大綱，讓同學(xué)們帶著問題和以本章輪廓式的內(nèi)容聽課，從而激發(fā)其解決問題的強(qiáng)烈欲望，使學(xué)生積極主動參與教學(xué)過程，并樂于其中。針對公選課學(xué)生多、基礎(chǔ)知識弱、課程學(xué)時少、授課知識面廣、內(nèi)容多的實際情況，僅僅采用普通的幻燈片授課很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。為此，采用直觀式教學(xué)理念，如細(xì)胞的分裂、生命的進(jìn)化、基因克隆和細(xì)胞免疫等內(nèi)容采用多媒體動畫技術(shù)授課以突破時間和空間的限制，幫助學(xué)生從靜態(tài)抽象的書本文字轉(zhuǎn)化為動態(tài)的直觀的理解，加深其認(rèn)識和對生命科學(xué)的興趣，促進(jìn)其快速掌握相關(guān)知識。對于生態(tài)環(huán)境與生物多樣性等內(nèi)容則要求學(xué)生走出課堂，融合現(xiàn)實，課程安排去大自然中觀察行星地球生命的豐富多姿。對于實驗教學(xué)則實驗示范、錄像演示結(jié)合板書介紹，有效提高了學(xué)生對生命科學(xué)原理和方法的理解，促進(jìn)了實驗教學(xué)的質(zhì)量。對于結(jié)課考核也不再采用試卷考核的方式，而是讓不同專業(yè)的學(xué)生結(jié)合自己的專業(yè)與生命科學(xué)的相關(guān)性，利用所學(xué)的知識和多媒體講授5分鐘的內(nèi)容，然后由全班同學(xué)根據(jù)其匯報的情況，對專業(yè)的有機(jī)結(jié)合程度以及對生命科學(xué)的理解等打分。這樣不僅讓所學(xué)知識運用于本專業(yè)中，讓不同的專業(yè)學(xué)習(xí)到其他專業(yè)學(xué)生的知識，體會到學(xué)科交叉的無限魅力，也將有助于激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新潛質(zhì)，并達(dá)到學(xué)有所用的目的。

目前，我國高等教育正迎來一個前所未有的發(fā)展機(jī)遇期，越來越迫切的社會需求是高等教育發(fā)展的最大動力?！渡茖W(xué)導(dǎo)論》教材建設(shè)滯后于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的步伐，為順應(yīng)時代發(fā)展趨勢，配合院校的教學(xué)改革，堅持“因材施教”的教學(xué)原則，注重理論聯(lián)系實際，通過對課程教學(xué)的探索，使教學(xué)內(nèi)容跟上時代的要求。教學(xué)方法與手段的改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使寓教于樂落到實處，為非生物類專業(yè)學(xué)生生命科學(xué)素養(yǎng)的提高起了一定作用。值得注意的是教學(xué)內(nèi)容的改革必須通過長期不斷的努力和探索，才可能取得預(yù)期的成效。因此，今后在教學(xué)改革中必須不斷轉(zhuǎn)變教育教學(xué)觀念，有針對性地開展教學(xué)改革工作。該課程的學(xué)習(xí)有利于豐富非生物學(xué)類本科生的生物科學(xué)知識，加深對學(xué)科交叉、滲透、融合的理解，激發(fā)探索和創(chuàng)新的激情，幫助非生物學(xué)類本科生提高科技素養(yǎng)、促進(jìn)知識遷移，主動適應(yīng)職業(yè)需求變化，增強(qiáng)社會實踐能力和社會責(zé)任感。

參考文獻(xiàn)

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