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生物化学教学中培养和提高学生科学素养的研究

来源:核心论文发表 所属分类:教育论文 点击:次 时间:2020-07-21 08:20

  摘 要:生物化学是自然科学中的一门重要基础学科,是对生命现象、生命活动规律的研究,生物化学结论的得出均建立在实验基础之上。生物化学有助于培养和提高学生的科学素养,并在构建专业的生物化学知识体系、提高学生科学思维能力方面发挥着重要作用。首先分析当前教学中学生科学素养的现状,介绍生物化学教学中培养和提高学生科学素养的重要意义,并就如何培养和提高学生的科学素养提出相应的对策,以培养出适应当代生命科学发展需要的高素养应用型人才。

生物化学教学中培养和提高学生科学素养的研究

  关键词:生物化学;科学素养;培养和提高;对策

  生物化学(Biochemistry)是研究生物体的化学组成、分子结构以及生命活动过程中化学变化的基础生命科学。生物化学是从分子水平上研究生命现象本质的科学,故被称为生命的化学。随着21世纪高校素质教育的开展与推进,培养和提升学生的科学素养已经成为教学中的一项重要内容,特别是对生物化学教学来说,更应重视提高和培养学生的科学素养。

  1 当前大学生生物化学科学素养现状

  1.1 生物化学科学素养的概念

  生物化学科学素养是指学生参加社会、经济、生产实践及个人决策等活动所必须具备的科学概念与科学探索能力,具体包括科学知识、技能、方法及科学品质。在生物化学教学中如何培养和提高学生的科学素养,对于培养满足社会发展需求的生物化学人才起着至关重要的作用[1]。

  1.2 当前大学生生物化学科学素养的现状

  首先,生物化学专业的学生对专业科学技术有着浓厚的兴趣,基础知识扎实,对生物化学技术的发展持积极肯定的态度。但由于对前沿科学技术知识、研究方法了解甚少,实践技能薄弱,学生对于生物化学科研精神的理解不够深刻。从相关调查数据中发现,绝大多数学生虽然知道生物化学的特点,但对高新技术的应用与研究认识不足。有将近50%的学生盲目地跟随专家或者他人的观点,在探索求知上缺少自己的看法,视野狭窄、目光短浅,受科学功利主义影响大,缺少实验、实践求证精神。高校教学只重视生物化学的常规教学,科研活动少,培养学生科学技能的课程设置比较少,学生参与度低,很难提高科学技能,不利于培养学生的科学实践能力。

  其次,生物化学的科学结论建立在实验基础之上,在实验过程中,学生科学素养问题包括3个方面:

  (1)普遍存在抄袭他人实验报告结果的现象。例如,在生物化学教学的关于血清丙氨酸氨基转移酶(Alanine Amino Transferase,ALT)活性测定的实验中,在一个班级中,几近50%的学生出现实验报告数据类似或相同的现象,实验结果盲目接近理论值;对于实验中出现的问题,学生不知道如何分析,没有真正理解实验原理,只是一味地重复实验操作。当前,在中国学术界中,剽窃风气和抄袭现象严重。有的学生抄袭部分内容,甚至全部抄袭,将别人的文章拿来,署上自己的名字和单位后直接发表。学术界的抄袭行为与实验教学中的抄袭现象有很多相似性,这种抄袭行为严重打击了学生的创新动力,不仅影响学生人生观、价值观的形成,也影响国家科技水平的提高[2]。

  (2)伪造数据的现象比较多。在血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性测定实验中,需要以实验结果展示实验,很多学生通过各种方式获取测量值的标准范围,并以此为依据推出实验检测数据。在当前生物化学实验之前,学术界部分人员就已经预设了实验目标,如果实验数据与预设目标不相符,实验人员可能会以预设目标为基准,修改实验中的数据,确保实验体系的完整性和所发表文章的良好影响。这种伪造实验数据的现象一般不会被发现,但会对其他科研人员产生误导,对生物化学科学的研究与探索产生不利影响。

  (3)部分学生为了获得高分,在实验课中与老师拉近关系。在学术界,有的人为了评职称或者立项评奖,不惜通过请客、送礼的方式达到目的。如果不能及时制止这种风气,培养的所谓“科技人才”也是不合格的。

  2 生物化学教学培养和提高学生科学素养的重要意义

  2.1 有助于培养学生的实践技能和解决问题的能力

  生物化学教学的主要方向是为社会发展培养综合性技术人才,重视培养学生的实战技能,锻炼学生的科学思维能力,让学生能够运用理论知识和科学方法发现和解决实际应用中存在的问题。

  提高学生科学素养主要是培养学生运用科学方法不断创新、判断和决策的能力,最终为社会发展培养合格的人才。

  2.2 有助于创新和改进教学方法

  随着素质教育的推进发展,生物化学教学越来越重视培养学生的动手能力,对此,要求教师摒弃传统的“满堂灌”教学方式,积极创新教学观念,设置新的教学模式,制定科学合理的教学规划。在生物化学教学中,创设浓厚有趣的教学氛围,引导学生合作交流,提高学生自主学习和探索创新的能力。

  2.3 有助于加深学生对现代社会需求变化的认识

  信息化社会科技突飞猛进,知识创新与应用日益凸显,生物化学专业的学生想要更快地融入社会、更好地胜任岗位需求,就必须正确认识现代化社会需求的变化,全面提高科学素养。社会经济快速发展,现代社会不断提出新的科学研究课题,迫切要求高校生物化学专业为科学界培养所需的人才,学生只有认识科学技术和社会发展的关系,具备一定的科学素养,才能顺应时代发展需求,在激烈的市场竞争中脱颖而出[3]。

  2.4 有助于培养学生的综合素养,增强就业竞争力

  提高学生的科学素养,就是让学生秉承科学探索精神,以科学探究的精神学习,除了学好生物化学知识外,还能够帮助学生更好地认识自我、自然和社会环境,在未来的就业中具备科学探索精神,才能够在市场竞争中脱颖而出。

  3 生物化学教学中如何提高学生的科学素养

  关于生物化学教学中如何培养和提高学生的科学素养,主要从以下几个方面开展。

  3.1 课堂教学中加强理论知识与实际生活的融合

  生物化学是从分子水平作研究,研究对象非“实物”,理论知识内容晦涩难懂,代谢反应复杂错综,知识体系专业性强且更新迅速,在教学中教师可以将深奥抽象的内容与日常生活中学生熟悉有趣的生活场景或者具体事例相联系,使抽象的内容具体化、形象化、动态化,激发学生不断探索研究的欲望,培养学生的学习兴趣。例如在生物化学中讲解“蛋白质”这一内容时,教师可以引导学生由细胞组织联想到人类社会,细胞中的各类蛋白质遍布细胞的各种膜区和组分,参与到人体生命活动中,发挥着重要的作用,细胞蛋白质的分选就像人与社会的关系,社会生活与工作中,每个人基于自身特点在不同的工作岗位发挥自己所长,共同推进社会主义经济建设[4]。

  总之,在生物化学教学中,教师应积极运用发散性思维,将抽象复杂的理论知识与生活实际相联系,并采用多媒体手段,使抽象的内容变得具象生动,更易于理解。

  3.2 以创新发展的眼光,在教学中引入具有前沿性的学科内容

  随着科学技术的发展,科学家的研究成果不断创新发展,推动生物化学的快速发展,教学内容也不断更新变化。

  在教学过程中,教师应注重引入具有前沿性的学科内容和热点,引进国际上先进的科学成果和科学技术。同时,以科研引导促进教学发展,培养科学研究型人才,使学生在掌握生物化学基础内容后,锻炼其解决科研过程中遇到问题的能力。

  教学中,将科研成果与理论教学相结合,以生动有趣的教学内容激发学生的学习动力,启迪创新思维能力,培养和提高学生的科研精神。

  3.3 增加生物化学综合性与设计性实验的比例

  不同于其他的实验课,生物化学实验是独立于生物化学理论之外的一系列技术方法,涉及的许多实验技术可以延伸到生命科学的众多领域。利用这些技术方法甚至可以完成一个完整的科研项目,这是其他实验课不具备的优势。然而旧的实验教学模式往往忽视了这一优势,设计实验过于单一,学生在整个实验过程中,只是机械被动地按照实验讲义完成实验,很少对实验中出现的问题进行深入的思考,学生参与度低。综合性实验注重知识的综合应用,具有较为复杂的实验原理与实验步骤,有助于学生更好地理解工作原理、正确使用实验仪器,锻炼学生综合分析和解决问题的能力。设计性实验是学生基于实验项目自主设计实验方案,在这个过程中,实验材料的准备、实验所需的试剂及实验的进程,都是基于自己的时间安排。设计性实验能够充分调动学生的积极主动性,培养学生自主创新的能力。

  当前,高校生物化学因为课时少、实验条件有限,实验主要是基本操作和验证性实验,综合性实验与设计性实验的安排少,甚至没有安排,这就不利于培养学生的综合素质和创新思维能力[5]。

  3.4 遵循“科学性、可行性、实用性”的原则

  在生物化学教学中,教师应按照相应原则有计划地提高综合性实验和设计性实验的比例,确保选择实验材料的自主性,在综合设计实验中巩固已经学习的理论知识和掌握的技术,并对实验结果进行归纳整理和分析,进而培养学生的科学素养和创新思维能力。采取“科学分组”的形式探讨生物化学前沿知识,培养学生的科学素养。

  在生物化学教学中,采取“科学分组”的形式将学生分成若干小组,针对生物化学的研究领域和应用自由探讨,组与组之间进行交流互动,提高学生的兴趣,引导学生了解生物化学的意义。针对一些综合性实验和设计性实验,也采用分小组的形式,每个学生担任不同的职务,共同完成课题工作目标。例如,实验课可以让学生参与到实验课的设计、准备以及收尾工作中,即完成实验设计后,小组成员按顺序提前一天到实验室进行实验准备,在教师的指导下完成器材的配齐和清洗、实验试剂的配制和分装等准备工作。实验准备是完成整个实验过程中一个必不可少的重要环节,学生可以在这期间学到更多的统筹配置以及相关细节,充分调动学生的主观能动性。科学分组不仅实现教师与学生、学生与学生之间的交流与合作,还有助于拓展理论与实验教学。

  此外,在教学中,教师应有计划地将一些科研计划介绍给学生,鼓励学生参与到研究活动中,引导学生阅读相关文献资料,了解研究思路和研究方法,鼓励学生撰写相关的文章。

  3.5 培养学生积极主动的学习态度

  生物化学研究范围广,与人类生活有着紧密的关系。对此,在教学中应联系生活实际情况,培养学生的学习兴趣,将教学内容与社会发展相联系,培养学生的社会责任感,激发学生热爱科学、不断探索创新的精神。

  组织丰富的生物化学课外活动,通过组织学生参观调查或者实习等途径,让学生深入自然和社会生活,积极探索与创新,并运用所学理论知识解决生产生活中存在的问题。

  通过校企合作的方式,为学生创造参与实践活动的机会,在实践中积累经验,提升科学素养。

  3.6 加强培养学生的学术道德

  首先,在生物化学教学中,针对相关学术不端行为加强思想道德教育,强调生物化学这门学科对于生命科学的重要影响,既重视理论课程,也同等重视实验课作为理论课的深化与延伸作用,加深学生对生物化学知识的理解,培养学生的动手操作能力。

  其次,向学生宣传和普及抄袭和伪造数据的危害,这种抄袭他人研究数据的行为严重危害到他人的权益,应大力倡导学生养成良好的学习习惯,让学生意识到只有通过自己努力研发获得成果,才能够体会到成功的喜悦。

  再次,严格管理实验过程。第一,加强实验过程的监管,防止学生抄袭伪造实验数据;第二,加强对实验数据记录的管理,坚持处理数据的严谨性,将原始数据一次性记录在实验记录本中,避免抄写过程中对原始数据的涂改;第三,书写实验报告时,重点强调实验结果讨论部分的内容,对于实验结果不理想的学生,认真分析其实验数据,帮助他们寻找和解决实验中出现的问题。当发现抄袭伪造实验数据的现象时,要及时批评和教育[6]。

  最后,针对实验课种类多、内容单一、时间少的问题,积极改进实验课内容,将相近的内容整合简化,以节省更多的实验时间。同时,将实验课的时间集中,给学生充足的时间完成实验,为防止抄袭实验数据,可以通过多样化、差异化的实验来测试样品[7]。

  4 结语

  在生物化学教学中,需充分利用一切途径向学生传授科学的理论知识与研究方法,以学生为中心,提高学生的参与度,让学生真正参与到教学中,把前沿的知识传授给学生,培养和提高学生的科学素养,使学生能够拥有独立的创新思维和独立思考的能力及发现、分析和解决问题的能力。本课题分析当前教学中学生科学素养的现状,指出学生科学素养的重要作用,并就如何培养和提高学生的科学素养提出具体的对策,以激发学生的内在潜力,提高教学质量,为社会经济建设和发展培养生物化学综合性应用人才。——论文作者:桓聪聪

  相关期刊推荐:《生物化学与生物物理进展》(月刊)创刊于1974年,是由中国科学院主管、中国科学院生物物理研究所和中国生物物理学会共同主办的全国性学术期刊。主要报道:生物化学、分子生物学、生物物理学及神经科学等领域的国内外最新进展。

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