生命科學(xué)中“以學(xué)生為中心”的教學(xué)改革實踐*

馬燕天 張 赫 孔召玉 吳 蘭

（1.南昌大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330031；2.江西科技師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013）

生命科學(xué)是一門綜合利用其他學(xué)科技術(shù)手段,探究生命起源與發(fā)展、生命現(xiàn)象及其內(nèi)在機制、生物與環(huán)境關(guān)系演化等方面奧妙的綜合性學(xué)科。得益于現(xiàn)代數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的快速發(fā)展,近年來生物學(xué)發(fā)展迅猛,生物技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)被認為是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ某柈a(chǎn)業(yè)[1]。目前,在全世界范圍內(nèi)的大多數(shù)高校和研究機構(gòu)中,生物類學(xué)科的規(guī)模和發(fā)展速度都十分突出。我國對生物學(xué)科的發(fā)展十分重視,生物學(xué)教育和研究中取得了很好的成績,培養(yǎng)了一大批高素質(zhì)的專業(yè)人才,也獲得科學(xué)領(lǐng)域的最高獎勵——諾貝爾獎。但相較于生物學(xué)研究的突出成就,生物學(xué)教學(xué)的發(fā)展卻比較滯后,國內(nèi)自主培養(yǎng)的生物學(xué)人才難以滿足我國生物學(xué)發(fā)展的需求。

在生物學(xué)教學(xué)中,學(xué)生一方面需要學(xué)習(xí)其他學(xué)科的理論知識,如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、計算機甚至一些工程類學(xué)科,知識體系龐雜,學(xué)習(xí)壓力較大；另一方面,生物學(xué)也是一門以實驗為主的實踐性學(xué)科,需要通過實驗課程的教學(xué)訓(xùn)練學(xué)生的實驗設(shè)計、動手操作、儀器分析等方面的能力。因此,在實際的生物學(xué)教學(xué)實踐中,部分學(xué)生會覺得學(xué)習(xí)壓力大,學(xué)習(xí)過程枯燥乏味；而有另外一部分學(xué)生認為應(yīng)該掌握更多的生物學(xué)前沿研究知識,引入研究型教學(xué)模式。而從教師的角度來講,按照傳統(tǒng)的教學(xué)方式,生物學(xué)教學(xué)工作量較大,長時間的課堂講解往往讓人筋疲力盡,而實際的教學(xué)效果也是差強人意[2]。因此,進行生物學(xué)教學(xué)的改革與實踐,既體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)訴求,也能將教師從繁重而低效的課堂灌輸任務(wù)中解放出來,轉(zhuǎn)而尋求一種學(xué)生喜聞樂見的教學(xué)方式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高教學(xué)效率。

一、生物學(xué)教學(xué)中的“學(xué)生中心”教學(xué)改革

教育的實質(zhì)在于把人類優(yōu)秀的文明成果轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的心智結(jié)構(gòu),促進人的全面發(fā)展和進步。在教育教學(xué)活動中,學(xué)生是教育的主體,學(xué)生的發(fā)展是教育教學(xué)的出發(fā)點和根本目標?！耙詫W(xué)生為中心”的教育理念,便是現(xiàn)代教育理論對于學(xué)生主體作用的強化和拓展。實際上,無論是杜威的“兒童中心論”還是羅杰斯的“學(xué)生中心論”,無論是人本主義還是建構(gòu)主義,無論是多元智力理論還是發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)理論,都在強調(diào)這一點[3-4]?，F(xiàn)代教育教學(xué)技術(shù)的發(fā)展為“以學(xué)生為中心”的教育理念的實施提供了技術(shù)保障,使之從理論變成現(xiàn)實,在高等教育教學(xué)改革中發(fā)揮了重要作用。

以學(xué)生為中心的教育教學(xué),是以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體、以學(xué)生的發(fā)展為核心的教學(xué)。在高等教育的過程中,教師的主要職責(zé)不再是灌輸已有的知識和技能,而是引導(dǎo)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)創(chuàng)新思維[5]。因此,實施以學(xué)生為中心的教學(xué)改革,首先要讓教師完成教學(xué)理念和角色的轉(zhuǎn)變,要將原本以教師為主導(dǎo)的課堂轉(zhuǎn)換為以學(xué)生為主導(dǎo)的課堂。其次要對教學(xué)效果評價的方式和方法進行合理的改革[6]。以往的教學(xué)評估往往只征求教師層面和領(lǐng)導(dǎo)層面的意見,對學(xué)生的感受有所忽略。而傳統(tǒng)的學(xué)生成績評判方式過于依賴卷面成績,對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程缺乏評估[7]。因此,在學(xué)校的生物學(xué)教學(xué)中,我們?nèi)骈_展了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)改革,分別從理論課程教學(xué)和實驗課程教學(xué)兩個方面同時進行了一系列改革實踐,取得了較好的效果。

（一）生物學(xué)理論課程改革

翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新興的教學(xué)模式,在本質(zhì)上強調(diào)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)過程,體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教育理念[8]。因此在生物學(xué)理論課程的改革中,我們首先引入翻轉(zhuǎn)課堂的改革理念。在具體改革方案中,首先強調(diào)學(xué)生對于課堂的參與,教師要做到和學(xué)生分享課堂權(quán)力。在課程開始前,教師給學(xué)生提供課程詳細的教學(xué)大綱,包括每節(jié)課需要掌握的重要知識點,讓學(xué)生事先知道自己需要學(xué)習(xí)和掌握哪些知識,并主動做好相應(yīng)的準備。通過課前預(yù)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí),能夠明確自己期望從老師處獲得哪些幫助。在課程開展過程中,通過邀請學(xué)生講解、小組討論、同學(xué)幫扶等方式,發(fā)展學(xué)生自我學(xué)習(xí)的意識,提高課堂參與積極性,適當減少教師的主導(dǎo)性,轉(zhuǎn)而加強引導(dǎo)和組織作用。其次,翻轉(zhuǎn)課堂需要高質(zhì)量的教學(xué)視頻和其他網(wǎng)絡(luò)資源。鼓勵教師設(shè)計和制作適合學(xué)生的課程視頻,同時提供網(wǎng)絡(luò)上已有的優(yōu)質(zhì)慕課資源,供學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)使用。盡管目前的線上教育平臺中都有一些生物學(xué)課程的教學(xué)視頻,但大多數(shù)視頻因為受眾的不同,并不能作為理想的翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)視頻。任課教師需要根據(jù)學(xué)生的不同需求,結(jié)合課程的教學(xué)目標制作個性化的教學(xué)視頻,才能提高學(xué)生線上學(xué)習(xí)的熱情。同時提供一些國內(nèi)外其他高校的相關(guān)資源作為擴展,并鼓勵學(xué)生自主尋求需要的學(xué)習(xí)資源,培養(yǎng)主動學(xué)習(xí)的意識。再次,翻轉(zhuǎn)課堂強調(diào)了學(xué)生的主體作用,但教師對于課堂的引導(dǎo)和組織依然十分重要。翻轉(zhuǎn)課堂本身具有線上線下教育相結(jié)合、個人與集體學(xué)習(xí)相互促進、學(xué)習(xí)時間和知識來源碎片化的特點,這種特點一方面有利于學(xué)生的自主個性化學(xué)習(xí),另一方面容易出現(xiàn)基礎(chǔ)知識缺乏,專業(yè)知識體系不完善的情況。因此在課堂學(xué)習(xí)中,教師要全面掌握學(xué)生線上學(xué)習(xí)的效果,有針對性地引導(dǎo)學(xué)生去加強尚未理解掌握的知識,并且要經(jīng)常進行知識的總結(jié)和整合,加強學(xué)習(xí)的深度。最后,對于教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價,要關(guān)注整個教學(xué)過程,而不僅僅是課程及格率和卷面成績[9-10]。對于教師教學(xué)效果的評價,一方面要從教師層面客觀評判教學(xué)水平并提出改進的方案,另一方面要從學(xué)生層面了解學(xué)生對于教學(xué)方法的接受程度,根據(jù)學(xué)生需求靈活調(diào)整教學(xué)方式。但需要注意的是,以學(xué)生為中心的教學(xué)改革,是以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求為中心,而不是滿足學(xué)生的個人喜好。任何專業(yè)知識的學(xué)習(xí)都需要付出努力,這一點是任何先進的教育技術(shù)都不能避免的,因此在教學(xué)改革過程中也要避免學(xué)生的放任自流。對于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價,應(yīng)當以學(xué)習(xí)過程評價為主,以考試評價為輔,這也是現(xiàn)代西方高校常見的人才評價方式。常見的過程考查成績主要包含課堂參與、班級測試、課后作業(yè)、口頭報告、論文寫作、考試成績等多個方面。這樣的過程考查方式有利于指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情,可以更好地達到學(xué)習(xí)的目標[11]。以生物化學(xué)課程為例,改革之前的課堂都是教師在講臺上講得津津有味,而學(xué)生被動接受知識,其中部分學(xué)生就會覺得百無聊賴,甚至昏昏欲睡。而改革之后的課堂上講話最多的是學(xué)生,由他們提出問題進行討論,教師幫助解決問題,引導(dǎo)他們尋求正確的答案。在改革之前的生物化學(xué)課程考試中,學(xué)生總是抱怨試卷題目太難,或者不是書本上的內(nèi)容。究其原因是學(xué)生在課后不去主動學(xué)習(xí),只會死記硬背一些概念來應(yīng)付考試,一旦考試題目比較靈活就無所適從。而改革之后的考試中,學(xué)生對于題目的理解往往超出了教師的預(yù)期和預(yù)定的標準答案范圍,學(xué)生往往具有自己獨特的思考。因此改革之后的考試過程中,如何準備一套考試試卷以及相應(yīng)的標準答案,成了任課教師既高興又頭疼的事情。

（二）實驗課程改革

在大學(xué)生物課程的實驗教學(xué)過程中,我們發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生并不能很好地理解實驗現(xiàn)象背后的本質(zhì),在課堂上表現(xiàn)出積極性不高,實驗動手能力不足等問題。因此在近年的實驗教學(xué)中,我們對實驗教學(xué)的具體內(nèi)容進行了改革,減少了驗證性實驗的數(shù)量,適當?shù)卦黾恿艘恍I(yè)層面的研究性教學(xué)[12]。一些經(jīng)典的驗證性實驗有助于學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識,但由于實驗結(jié)果的可預(yù)見性,會讓學(xué)生覺得缺乏挑戰(zhàn)。因此,針對這些實驗內(nèi)容,我們需要巧妙設(shè)計一些科學(xué)問題,讓學(xué)生帶著這些問題去開展實驗,往往能夠提高他們實驗的積極性[13-14]。而研究性教學(xué)的開展,讓學(xué)生真正接觸到了專業(yè)研究的領(lǐng)域,不僅能夠掌握基礎(chǔ)實驗技巧,還能真正做到活學(xué)活用,利用各種實驗技術(shù)來解決提出的科學(xué)問題。綜合兩種不同的教學(xué)內(nèi)容及對應(yīng)的教學(xué)方式,能夠兼顧基礎(chǔ)知識的掌握和專業(yè)知識的擴展,提高生物實驗課堂教學(xué)的質(zhì)量,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[15-17]。

以生物工程專業(yè)綜合實驗課程教學(xué)為例,我們首先設(shè)立具體的科學(xué)問題,如“不同植被下土壤微生物群落多樣性研究”“果汁發(fā)酵過程中微生物群落演變動態(tài)”等,然后圍繞科學(xué)問題設(shè)計實驗技術(shù)路線,即將以前彼此獨立的實驗內(nèi)容串聯(lián)起來形成技術(shù)方案。教師需要合理安排實驗時間,幫助和引導(dǎo)學(xué)生完成實驗內(nèi)容,最后進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析,并在課堂上完成實驗結(jié)果的匯報和展示。在此過程中,學(xué)生需要掌握的實驗技術(shù)和課程改革前大體相同,只是通過科學(xué)問題將所有內(nèi)容串聯(lián)起來,轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯啃缘慕虒W(xué)方式。通過此類實驗課程的改革,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,也讓他們初步體會到了學(xué)科研究的基本思路,有利于他們之后的學(xué)業(yè)發(fā)展。

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,極大地促進了教育技術(shù)的進步。網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)是其中一種最為普遍的技術(shù)手段,依靠網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,學(xué)生通過自學(xué)能夠進行資料瀏覽、作業(yè)完成、話題討論、試題測驗等功能操作,而且學(xué)生能夠較容易地實現(xiàn)線上交流和互動[18-19]。我們在生物實驗課程教學(xué)過程中使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)結(jié)合課堂教學(xué)的混合式教學(xué)方法。學(xué)生在課堂教學(xué)之前可以在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上學(xué)習(xí)教師提供的實驗課程資料,還可以根據(jù)自主需求搜索網(wǎng)絡(luò)平臺上的其他資料,然后把疑難問題反饋給教師。教師可以在網(wǎng)絡(luò)平臺上進行答疑,也可以對一些普遍性的問題在課堂上進行講解。這種混合式教學(xué)方法極大地促進了學(xué)生與教師之間的交流和溝通,同時有利于學(xué)生在課堂之外擴展學(xué)習(xí),也為學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高提供指導(dǎo)。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課堂教學(xué)的相互促進,極大地提高了實驗教學(xué)的效果,在實驗課堂上學(xué)生的積極性和參與度有了很大的提升,對于實驗原理的理解和對于課外知識的擴展有很大的進步。隨著課堂教學(xué)方式的改革,學(xué)生課程成績的評價方式也要做出對應(yīng)的改動[10,20]。實驗課程的成績由網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺成績、課堂實驗成績、實驗報告成績和考試成績構(gòu)成。其中學(xué)生在平時課堂上的實驗操作和實驗結(jié)果占了較大的比重(40%),其次是實驗考試(20%),實驗報告(20%)和教學(xué)平臺成績(20%)。另外在成績的評判上采用了十級制的分級制度,代替百分制,在一定程度能夠減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)負擔(dān)和心理壓力,同時也具有比較準確的區(qū)分度。

二、學(xué)生和教師對于課程改革的感受

隨著教學(xué)改革的實施和不斷深化,以學(xué)生為中心的教學(xué)改革理念不僅獲得了教師和學(xué)生層面上的認可,也在一定程度上簡化了學(xué)校層面的教學(xué)管理,使學(xué)校對于教學(xué)過程的監(jiān)管也更加公開透明。從教師層面來說,新的教學(xué)理念和方式的引入,不僅避免了以往大量重復(fù)性的照本宣科工作,而且使得教師在教學(xué)的過程中與時俱進,緊跟學(xué)科前沿,實現(xiàn)了教師和學(xué)生的共同進步。而從教學(xué)效果上來說,新的教學(xué)方式更容易吸引學(xué)生的注意力,課堂也更加生動活潑,學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性有所增強。我們也注意到有些教師對于教學(xué)改革的熱情并不高,其中一個很重要的原因,就是在實際教學(xué)改革過程中如果使用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式,學(xué)生的專業(yè)成績往往會比傳統(tǒng)教學(xué)差一些。我們認為這一方面是由于現(xiàn)行的考試方式過于注重考查專業(yè)知識的掌握,而對于深層次的知識利用和理解的考查較少。另一方面,翻轉(zhuǎn)課堂培養(yǎng)的是一種綜合的能力,考試成績只是學(xué)生能力培養(yǎng)的一個方面,并不能夠如實、全面地反映學(xué)生真實的學(xué)習(xí)能力。

從學(xué)生層面來講,教學(xué)改革之后的課堂教學(xué)的確更加具有吸引力,但同時課后的自學(xué)壓力也增大了。以翻轉(zhuǎn)課堂為例,傳統(tǒng)教學(xué)在課后主要包括了預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和課后作業(yè)等內(nèi)容,但翻轉(zhuǎn)課堂還要求線上的慕課學(xué)習(xí),網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺也會有一些在線作業(yè)和討論。因此在學(xué)生的課程教學(xué)安排上,首先要保證充足的課外時間。為了評估學(xué)生層面對于翻轉(zhuǎn)課堂的接受程度,我們以生物化學(xué)課程為例,通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布教學(xué)問卷調(diào)查,整個調(diào)查過程以自愿、匿名的形式進行。根據(jù)學(xué)生返回的調(diào)查結(jié)果,我們?nèi)コ恍┗卮饐柧頃r間非常短的結(jié)果,統(tǒng)計了生化課程中學(xué)生對于課程教學(xué)方式的感受與期望。結(jié)果表明學(xué)生對于翻轉(zhuǎn)課堂的反應(yīng)并不一致,大部分同學(xué)是持歡迎的態(tài)度,但也有部分同學(xué)認為翻轉(zhuǎn)課堂加重了課后的學(xué)業(yè)負擔(dān)(約占23%),同時課堂學(xué)習(xí)效率也不如傳統(tǒng)教學(xué)(約占16%)。另外,翻轉(zhuǎn)課堂上頻繁的課堂討論和積極發(fā)言,會讓少數(shù)同學(xué)感到壓力和挫敗感(約占7%),而這些學(xué)生往往在人際交往能力上較弱。事實上,這些情況在國外其他大學(xué)的課堂上也是廣泛存在的,最主要的原因可能是這部分學(xué)生不能深刻理解主動學(xué)習(xí)的意義[21]。

最后,從學(xué)校管理的層面來講,由于線上課程與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的引入,學(xué)校教務(wù)管理部門可以通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)管學(xué)生平時的學(xué)習(xí)過程,在一定程度上有利于保障學(xué)校教學(xué)工作的順利進行,并促進教學(xué)質(zhì)量的提升。

三、總結(jié)

“以學(xué)生為中心”的教育理念,雖然是由卡爾·羅杰斯在1952年首次提出,但這種思想并非突然出現(xiàn),而是貫穿于整個教育的發(fā)展歷程[22]。即便在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)活動中,學(xué)生依然是最重要的主體,教學(xué)的根本目的在于學(xué)生對于人類文明成果的傳承以及自身能力的提高。而現(xiàn)代教育技術(shù)和教育心理學(xué)的發(fā)展,為教育教學(xué)提供了更為多樣化的實施途徑,也提出了更高的要求。以學(xué)生為中心的教育理念,真正注重學(xué)生能力的培養(yǎng),而不是知識的灌輸。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力,這一點在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的當今社會十分重要。對于主動學(xué)習(xí)的培養(yǎng),我們認為翻轉(zhuǎn)課堂是一種有效的教學(xué)途徑。同時我們也清楚地認識到,每一種教學(xué)方式都有優(yōu)缺點,只有真正符合學(xué)生自身發(fā)展需求的教學(xué)方式才是最合適的方式[23]。目前在全國大多數(shù)高校中都在進行教學(xué)改革研究,甚至不少學(xué)校以“趕時髦”的心態(tài)全面開展各種教學(xué)改革,有的甚至是線上自主學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)同時開展,不僅擾亂了正常的教學(xué)計劃,還增加了學(xué)生的學(xué)業(yè)負擔(dān),讓學(xué)生疲于應(yīng)付,無法專心學(xué)習(xí)。在高校教學(xué)改革過程中,需要采用什么樣的教學(xué)模式,應(yīng)當根據(jù)學(xué)科特點、教師和學(xué)生的教學(xué)方式、學(xué)?，F(xiàn)有的教學(xué)資源等諸多現(xiàn)實情況而定,而不能沒有目的地為改革而改革。另外,對于教育教學(xué)的改革,應(yīng)當在做好全面的準備之后開展,而不應(yīng)當讓學(xué)生成為教學(xué)改革的實驗品。因此,以學(xué)生為中心,主動學(xué)習(xí)的教學(xué)模式的開展,不能是浮于表面,而是要從學(xué)生的實際需求出發(fā),教師制定合理的教學(xué)計劃,學(xué)校進行適當?shù)恼咧С?在一個協(xié)調(diào)的氛圍中推進教學(xué)改革,真正提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和學(xué)校的教育水平。