生物學(xué)教學(xué)中研究型教學(xué)方法研究

孫延飛

摘要：在我國的高校教育中，要求在完善學(xué)生基礎(chǔ)知識構(gòu)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(xué)方法加以改進與創(chuàng)新。而研究型教學(xué)正是一種新興的教學(xué)方法，符合高校生物教學(xué)的要求，能夠在很大程度上調(diào)動學(xué)生探索研究的積極性，從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)造性思維。本文在對研究型教學(xué)加以概述的基礎(chǔ)上，分析了這一教學(xué)方法的意義，并提出了實施的具體措施。

關(guān)鍵詞：高校生物；研究型教學(xué)；教學(xué)方法；生物學(xué)；創(chuàng)新能力

相較于高中生物的基礎(chǔ)性來說，高校生物所涉及到的內(nèi)容更加深入、系統(tǒng)，是面向生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生開設(shè)，是以培養(yǎng)專門的生物學(xué)人才為教學(xué)目標的，因此更加注重學(xué)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(xué)中，教師始終主導(dǎo)著課堂，學(xué)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(lǐng)域開始引進西方研究型教學(xué)方法，并將之應(yīng)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(guān)于研究型教學(xué)的概述

研究型教學(xué)是一種以現(xiàn)代多媒體技術(shù)為教學(xué)工具、以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)造性思維為教學(xué)目標的現(xiàn)代化教學(xué)方法，符合高校學(xué)生的認知特點，與當(dāng)前高校專業(yè)教育相適應(yīng)。通過在教學(xué)過程中調(diào)動學(xué)生的思維、想象力以及操作能力，促進學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升。高校生物教學(xué)與初高中生物教學(xué)是存在著很大區(qū)別的，初高中生物主要是要讓學(xué)生明白生物學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)原理與基本的實驗操作，而高校生物教學(xué)則是要在此基礎(chǔ)上進一步讓學(xué)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(xué)生能在教學(xué)的過程中從科學(xué)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(xué)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(xué)的優(yōu)勢分析

1.能夠讓學(xué)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(xué)輔助的話，學(xué)生很難對這些知識加以掌握。而在研究型教學(xué)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(xué)生對抽象的生物學(xué)知識有更加直觀的認識，從而提升其教學(xué)體驗，加深對知識的理解。

2.能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

在生物學(xué)發(fā)展的過程中，大部分的理論與知識都是通過科學(xué)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。這就要求研究者們具備一定的科學(xué)素養(yǎng)，并利用科學(xué)的思維方法來對生物學(xué)問題進行分析探討，這樣才能更好地研究生物學(xué)現(xiàn)象。在研究型教學(xué)中，通過對大量實驗過程與實驗現(xiàn)象的分析操作，能夠讓學(xué)生逐漸養(yǎng)成科學(xué)的思維方法，并培養(yǎng)其不怕失敗、堅持不懈的科學(xué)精神。

3.能夠培養(yǎng)學(xué)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(xué)中實驗過程與實驗結(jié)論的分析，能夠在很大程度上激發(fā)學(xué)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(xiàn)象加以探索。并設(shè)計一系列的科學(xué)實驗來證明，這樣就能夠提升學(xué)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(chǔ)。

4.能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)

在提倡素質(zhì)教育的當(dāng)下，要求在教學(xué)活動中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力以及合作能力。在研究型教學(xué)中，讓學(xué)生在了解相關(guān)生物實驗過程與結(jié)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(xiàn)綜合素質(zhì)的提高，以達到素質(zhì)教育的要求。

三、舉例分析研究型教學(xué)在生物教學(xué)中的實際應(yīng)用

1.從科學(xué)的角度出發(fā)，培養(yǎng)科學(xué)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(xiàn)象產(chǎn)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(xué)家身上學(xué)到優(yōu)秀的品質(zhì)。因此在教學(xué)過程中，教師就應(yīng)當(dāng)課本知識教學(xué)的基礎(chǔ)上進行適當(dāng)?shù)难由欤瑢ι婕暗降目茖W(xué)家的生平故事進行一定的講解。

例如DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)正是在科學(xué)家好奇心驅(qū)使下才被發(fā)現(xiàn)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(zhì)決定了生物的遺傳與性狀，從而設(shè)計了相關(guān)的實驗來對擁有這一功能的物質(zhì)進行了篩選與研究，最終確定了DNA屬于遺傳物質(zhì)。而后來的科學(xué)家例如Watson、Wilkins等為了進一步探索出DNA分子的基本機構(gòu)，因此設(shè)計實驗發(fā)現(xiàn)了DNA是一種雙螺旋空間結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，成為了生物學(xué)生命科學(xué)領(lǐng)域最重大的發(fā)現(xiàn)之一。再如在對細菌雜交內(nèi)容進行教學(xué)時，可以介紹Lederberg和Tatum發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象的曲折實驗經(jīng)過，讓學(xué)生在對生物知識加以掌握的基礎(chǔ)上，通過了解這些科學(xué)家的有趣故事來提升學(xué)習(xí)生物的興趣，并學(xué)習(xí)科學(xué)家身上的寶貴品質(zhì)，促進科學(xué)素養(yǎng)的提高。

2.從實驗的過程出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)方法解決問題的能力

生物學(xué)具有多種分支，例如形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)、生命科學(xué)之類的分支學(xué)科。其中解剖學(xué)等只需要通過觀察或者看圖就能夠得出相應(yīng)的結(jié)論，而生命科學(xué)所涉及到的知識就必須要設(shè)計一系列的實驗來加以證明，單單從結(jié)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(xiàn)代信息技術(shù)與多媒體技術(shù)在教育領(lǐng)域的推廣，當(dāng)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(xué)生了解實驗的操作步驟并得出相應(yīng)的結(jié)論。

例如，在對分微生物學(xué)課程的教學(xué)中，關(guān)于Meselson和Stahl的大腸桿菌DNA復(fù)制是一種半保留復(fù)制的結(jié)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(jié)論有進一步的認知。因此在教學(xué)過程中就需要對相關(guān)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(xué)生對DNA條帶在離心試驗中出現(xiàn)分層現(xiàn)象以及分層之后意義有更加深刻的認識，并學(xué)會利用科學(xué)的思維方法來對生物現(xiàn)象加以剖析與探索。

3.從實驗的結(jié)果出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力

科學(xué)推理能力，也相當(dāng)于學(xué)生的創(chuàng)新能力，即根據(jù)從實驗結(jié)果中所分析出來的相關(guān)知識對未知的生物現(xiàn)象進行推理與研究。在初高中生物教學(xué)中，由于學(xué)生生物學(xué)基礎(chǔ)知識不夠牢固，因此在教學(xué)中一般是由教師直接告知結(jié)論，達到應(yīng)付考試的目的的就行。在這種機械的教學(xué)方法中，學(xué)生的思維能力與分析能力得不到提升。因此在高校教學(xué)中，鑒于學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)已經(jīng)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(dǎo)學(xué)生自行利用所學(xué)過的知識對實驗結(jié)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(xué)中的大腸桿菌蛋白質(zhì)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(xiàn)有科技水平的限制，很難直接利用相關(guān)的實驗設(shè)備對亞細胞與分子水平上生物大分子結(jié)構(gòu)與運動進行觀察。因此只能夠從現(xiàn)有的結(jié)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(jié)合，起始因子IF2能夠使fMet-vRNAf與核糖體30S亞基相結(jié)合。

4.從實驗設(shè)計出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生獨立進行科研的能力

實驗?zāi)芰Φ奶嵘茄芯啃徒虒W(xué)的一個重要目的。對于高校生物專業(yè)的學(xué)生來說，實驗設(shè)計能力是其必須具備的能力，也是創(chuàng)新能力的體現(xiàn)。實驗設(shè)計要求學(xué)生具備加成的基礎(chǔ)知識以及相應(yīng)的實驗技能，這樣才能使實驗設(shè)計更為合理。因此在教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)的知識應(yīng)用到實踐中。

例如在基因工程課程的教學(xué)中，教師可以要求學(xué)生自行制定研究目標與研究方案，來實現(xiàn)對DNA的操作和蛋白的鑒定。在這一任務(wù)中，可以讓學(xué)生分組合作，通過同學(xué)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(shè)計的過程中，學(xué)生需要結(jié)合所學(xué)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(yīng)用，從而提升教學(xué)的效率，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與獨立進行科研的能力。當(dāng)實驗方案設(shè)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(dǎo)學(xué)生進行修改。對于優(yōu)秀的設(shè)計方案，教師可以幫助學(xué)生申請相關(guān)的科研項目，讓學(xué)生的科研能力能夠得到進一步的提升。

四、結(jié)語

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

（作者單位：阿壩師范學(xué)院）