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美國在2061計劃的一份《面向全體美國人的科學》報告中指出,一個具有科學素養的公民,應該是“了解科學、技術和數學是具有推動力量和局限性的獨立的事業,理解科學重要的概念和原理,熟悉自然界并承認其多樣性和統一性,并能夠運用科學知識和科學思維方式處理個人和社會的問題。”[1]
一個國家能否持續發展其根本在于民眾的科學素養水平的高低,在于是否具有高素質的人才。回顧科學的歷史,每一次重大的科學發現對人的世界觀和社會的發展都起著非常深刻的影響,從而引起了人與自然、人與社會、人與人之間的關系的思考和認識。在21世紀,無論社會還是個人想要成功地發展,全民及個人的科學素養至關重要。文科大學生是一群特殊的社會群體,提高文科大學生科學素養對全面落實科教興國戰略和人才強國戰略,提高綜合國力的競爭有著直接的關系。我校開設的自然科學概論課程是面向文科學生的科學通識教育課程,通過對本門課程的教學內容、教學活動等的探究,加強文科學生的科學素養。
一、教學內容的模塊化
自然科學概論是我院為文科類各專業學生開設的必修課公共基礎課程,為了系統性加強學生對科學技術的認知,從歷史發展的角度出發,我們采用了模塊教學,包括“古代科技文明”;“宇宙的探索”;“近現代科技的發展”;“生命科學及生物工程”;“新材料及新能源”五個模塊的教學內容。下面對五個模塊內容作簡要介紹。
模塊一:古代科技文明
以時間為軸線介紹古代東西方的科學技術及其思想,著重對中國、希臘、阿拉伯等國的科學技術史、科學家及其科學思想進行介紹。
模塊二:宇宙的探索
仍以時間為主線介紹人類從古至今在探索宇宙結構中形成的各種宇宙觀以及在人類宇宙觀的認知上宗教在其中的影響。介紹現代宇宙觀的理論依據(廣義相對論等),介紹黑洞、暗物質及時空旅行。
模塊三:近現代科技的發展
介紹近現代科學理論(以經典物理、近代物理為主)的發展及完善,隨著科學的發展和社會的需求所產生的第一、第二次及第三次產業革命以及社會制度對科技發展的影響。
模塊四:生命科學及生物工程
簡單介紹在生命探究的歷程中,人類在生命認知過程中的重大發現及現代科技手段對生命科學及生物工程中的影響,在環境污染、人口健康等方面進行專題討論,由此引發學生對科技發展與倫理道德的思考。
模塊五:新材料及新能源
作為文科學生,關注我國國情和需求,關注國家科技重點研究領域,關注重大關鍵技術和全面提升科技支撐能力是作為社會人的責任。依據中華人民共和國國務院于2006年2月9日頒布的2006-2020《國家中長期科學與技術發展規劃綱要》,在綱要中提出了能源、水和礦產資源、環境、農業、制造業、交通運輸業、信息產業及現代服務業、人口與健康、城鎮化與城市發展、公共安全、國防11個重點研究領域[2],由于課程學時的限制,我們以新材料(尤其納米科技)、新能源(以聚變能、太陽能)作為新材料及新能源的討論專題。
二、提高學生科學素養的幾點教學策略
1.充分利用網絡資源
為了更好的開拓學生的視野、知識,加深其對科技的認知,除了上課討論的專題外,還向學生介紹一些與科技相關的網站,如
⑴中國古代科技文明網站:http:///
網站內容豐富,共有20余萬字,1500余幅圖片和100多段視頻動畫。通過豐富的內容和多樣的展現形式,讓更多的人了解中國古代科技,走近中國古代科技,銘記人類科技進步的每一步足跡,共同傳承人類文明的遺產。
⑵網易公開課
學生可以在線免費觀看來自哈佛大學、牛津大學、耶魯大學等世界知名學府的教授講授的課程,內容涵蓋科技、人文、社會、藝術、金融等領域,其中有多集配有中文字幕。如在講授探索宇宙的專題時,介紹學生觀看麻省理工學院的公開課《搜索黑洞》 全6集;仙后座計劃:《從宇宙大爆炸到人類》3集;耶魯大學公開課《天體物理學之探索和爭議》24集。這些視頻大大開拓了熱愛天文知識的學生的視野。
⑶利用學校網絡資源建立本課程的網絡課程
借助學校網絡資源建立了網絡課程,學生可以利用課下時間更好地了解課程內容、教學形式、具體要求,共享相關資源,加強師生間、生生間的相互學習和互動。
2.小組協作進行專題討論
“學會學習,學會創造,學會合作,學會生存”已成為二十一世紀教育的主題,合作是未來工作、社會適應乃至國力競爭的基礎。在課程學習的過程中,教師先由學生自愿結合成5-6人的小組若干,每個小組就環境污染、食品安全、地球資源等專題進行小組討論。每個小組制作好PPT,派一位代表發言。通過這種方式實現了資源共享,收到了很好的教學效果。有的小組在討論食品安全問題時,還專門以買者的身份到北京市新發地批發市場進行實地調查,在食品安全方面發現了一些問題,通過對其他買者的采訪了解人民的心聲,后期通過協作制作出視頻,以此引起人們的警覺和對社會的良知,在整個任務完成的過程中增強學生的社會責任感,同學之間多了相互關心,在獲取知識和多種技能上加強了交流學習。
3.開展科技知識競賽
為培養和提高同學們的科普知識,通過競賽提高學習興趣,增長知識,培養科技創新的精神,并在比賽中培養學生的團隊協作能力。
4.參觀中國印刷博物館
中國是印刷術的發明國,中國發明的印刷術對世界的文明起到了巨大的促進作用。中國印刷博物館設有“源頭古代館”、“近現代館”、“印刷設備館”和“綜合館”,是目前世界規模最大的印刷專業博物館。此館建在北京印刷學院院內,作為印刷學院的學子,在了解印刷術的過去、現在等方面有著得天獨厚的便利條件。教師將安排學生參觀中國印刷博物館,了解中華民族悠久而輝煌的印刷文化和古代人民的聰明才智。
三、結論
開設綜合性的科學教育課程可以彌補文科學生科學素養的缺失,自然科學概論課程是我校為文科各類專業開設的一門必修課程,通過在教學過程的不斷探索,將過去以時間為主線調整為模塊化的教學內容,借助網絡資源及參觀中國印刷博物館,開拓了學生的視野,在了解科學知識的同時,對科學思想、科學精神有所感悟,通過小組協作專題討論、開展科技知識競賽活動加強了學生團結協作勇于探索的良好品質。
[參考文獻]
[1]面向全體美國人的科學(2061計劃叢書),美國科學促進協會著,中國科學技術協會譯,2001,科普出版社
項目名稱:紡織工程專業“卓越工程師”培養模式的創新與實踐
完成單位:天津工業大學
完成人員:李 津、宋廣禮、楊 昆、劉麗妍、王 威、陳 莉、李娜娜、匡麗S、李英琳、徐 磊、徐秀萍
根據國家“卓越工程師培養計劃”的要求,天津工業大學堅持以學生為主體、實踐為重點、校企協同育人為關鍵的思路,在行業指導、企業參與的基礎上,以紡織工程專業針織與針織服裝專業方向為試點,對紡織工程專業“卓越工程師”人才培養方案和培養模式進行了研究與實踐,顯著提升了學生的實踐創新能力,滿足了當前行業、企業對創新型紡織人才的需求。
(1)構建人才培養方案。根據國家“卓越計劃”的要求,構建了以現代紡織工程技術為基礎,以針織產品設計與工藝實現為主線,以強化學生工程實踐和創新能力為著力點的人才培養方案;明確了人才培養目標及知識、能力、素質要求,形成了與產業鏈對接的涵蓋紡、織、染、服裝全過程的專業課程體系;通過增加企業實踐教學內容,將“創新方法”等課程和創新實踐納入教學計劃,構建了突出工程實踐與創新能力的專業培養方案。
(2)創新校企合作育人模式。校內依托國家級紡織實驗教學示范中心及虛擬仿真教學示范中心,通過現場教學、上機實習等實踐環節,實施集紡、織、染、針織服裝設計與制造、紡織品質量檢測于一體的工程實踐,并以行業設計競賽和學科競賽為引領豐富實踐內容。校外依托國家級工程實踐教育中心,校企共同制定教學計劃和方案,采用集中與分散相結合的方式,系統的進行企業課程的學習和工程實踐。
(3)加強師資隊伍建設。選派教師進行企業實習和專業培訓,有 5 名教師為國家級“紡織面料設計師”等職業資格的考評員;選聘20余名實踐經驗豐富的高級工程師擔任企業導師,結合機制創新,形成了專兼職結合的教師隊伍。
(4)重視教學資源建設。更新教學內容、完善課程網站,建成國家級精品資源共享課 1 門、開發企業課程 5門、編寫出版教材和教學參考書 5 部,制作與課程教學配套的多媒體課件,課件曾獲教育部多媒體課件大賽二等獎、三等獎,解決了教學中的輔助教學和模擬實驗問題。
(5)注重教學研究。項目圍繞卓越人才培養開展教學研究和教學改革,新增市級及校級教育教學改革項目12項,發表教改論文18篇,2 篇論文在第二屆“真維斯杯”紡織服裝教育論文征集評選中獲獎。
(6)完善機制建設。定期召開“卓越工程師培養計劃”工作研討會、建立和實施教師工程實踐制度、制定卓越工程師班學生的選拔和激勵機制,構建了基于人才培養模式創新的管理制度等,為教學的運行和管理、教學質量的提高提供制度保障。
該成果的推廣應用取得了顯著成效,卓越工程師培養方案得以落實和完善,實踐平臺建設取得突出成效,學生工程實踐能力、創新能力顯著提高,同時卓越計劃實施經驗也得到了專家同行的贊許。
紡織工程專業紡紗類實踐教學的改革與創新
項目名稱:紡織工程專業紡紗類實踐教學的改革與創新
完成單位:天津工業大學
完成人員:王建坤、趙立環、李鳳艷、周寶明、李翠玉
紡紗類實踐教學是紡織工程專業培養方案中實踐教學的重要組成部分,對培養學生工程實踐與創新能力具有重要作用。天津工業大學紡織工程專業教學團隊在紡紗系列課程群教學改革取得成果的基礎上,以強化實踐與創新能力的培養為目標,堅持“教以務新、務需、務用”的教育教學理念,重點對課程群的實踐教學環節進行了持續創新與改革,取得了顯著成果。
(1)增加實踐教學模塊
以培養創新實戰能力為著力點,構建了“紡紗設備認識實習紡紗基本原理驗證性實驗紗線成形試紡實驗花式紗線設計實驗紗線綜合設計啟智夏令營”的多模塊、分層次、相互銜接、逐級遞進、突出創新的紡紗類實踐教學體系。新增的突出紗線花形(色)變化設計的“花式紗線設計實驗”和強調紗線功能、結構、應用及其組合設計的“紗線綜合設計啟智夏令營”模塊,使學生不斷了解紗線在結構、花形(色)、功能及其應用上的變化和相應的設計與成形方法,激發了學生的創新思維、鍛煉了實戰能力。
(2)完善實踐教學平臺
在已有小型數字化環錠紡紗平臺的基礎上,依托信息化技術,自主研發了轉杯紡、噴氣渦流紡、花式捻線等多種小型新型紡紗設備,建成了滿足實施多模塊紡紗實踐教學的完整硬件平臺;以先進實際紡紗設備為模型,開發了紡紗主要工序的虛擬仿真平臺,可實現虛擬紡紗,彌補了小型實驗設備不能客觀反映實際生產的不足。
(3)調整教學計劃,更新實踐教學內容
在多模塊紡紗實踐教學體系的貫徹中,調整教學計劃,新增“花式紗線設計實驗”1 學分和“紗線綜合設計啟智夏令營”課外實踐 2 學分,形成了分散加集中、課內加課外、學期內 3 周加夏令營(暑期)1 周的實踐教學模式;主編《紡紗實驗教程》、《紡紗質量分析與控制》教材,引進英文原版教材,編寫《花式紗線紡紗實驗》講義,更新了實踐教學內容。
(4)創新實踐教學模式
在第 5 學期認識實習和驗證性實驗的基礎上,將“紗線成形試紡實驗、花式紗線設計實驗和紗線綜合設計啟智夏令營”集中安排在第 6 學期,其中“花式紗線設計實驗”隨“花式紗線”雙語課程分散實施,而將期末 3 周的“紗線成形試紡實驗”與暑期 1 周的“紗線綜合設計啟智夏令營”統籌安排。3 個模塊在內容上既各有側重又銜接貫通,時間上課內加課外、分散加集中,同時結合全國紗線和面料設計大賽,促使學生在紗線結構、功能及應用上創新設計取得突破。
該項目成果構建的多模塊實踐教學體系,理順了紡紗類實踐教學各模塊間的銜接與遞進關系,增設了突出創新訓練的綜合設計模塊,實現了從認識、驗證、試紡到創新的逐級遞進的分層次訓練,符合學生的認知規律;研發建設的紡紗實踐教學平臺,以實為主、虛實結合、環錠與新型并重,且小型成套、省時省料、操作靈活,方便教學,有效地保障了紡紗類實踐教學的貫徹和執行,為學生創新實戰訓練提供了有力支撐;實施的實踐教學模式,課外實踐計劃與行業大賽相結合,激發了學生的創新思維,強化了學生的創新實踐和綜合設計能力,檢驗了培養效果。
通過紡紗實踐教學平臺的實踐鍛煉,天津工業大學紡織工程專業學生的實踐動手能力得以強化、創新能力得以提升。自實施紡紗實踐教學改革后,該專業學生在全國紗線和面料設計大賽中的獲獎人數和級別均取得突破,2013、2014年幾乎包攬了該項賽事60%的獎項。同時該專業學生在紗線功能與結構上的創新,還有力地支撐了織物結構設計和創新。
此外,天津工業大學紡紗實踐教學平臺還引起了相關院校及行業的廣泛關注,吸引了大批同類院校、行業協會及企業有關人員的參觀訪問和學習交流。紡紗實踐教學平臺已被東華大學等20余所院校用于實踐教學,相應的實踐教學模式也被多所院校借鑒,小型數字化紡紗系統已被山東如意集團等30余家企業用于新產品研發與快速出樣,在產學研結合與服務社會方面效果顯著。
輕化工程專業教學團隊建設及其在教學改革中的創新研究與實踐
項目名稱:輕化工程專業教學團隊建設及其在教學改革中的創新研究與實踐
完成單位:天津工業大學
完成人員:吳贊敏、姚金波、劉建勇、張健飛、楊文芳、牛家嶸
為滿足現代紡織染整產業的發展與變化對人才提出的新要求,重點培養學生的應用創新能力,天津工業大學重點完成了輕化工程專業“市級教學團隊”建設,以及“輕化工程專業本科生創新應用型人才培養模式的改革與實踐”、“輕化工程專業‘講座’式人才培養模式的建設與創新研究”等項目,以構建本科生導師“講座”式人才培養新模式為主線,在教學改革中創新研究和建立了能夠體現學生實踐、創新能力和創業意識培養的“講座”平臺特色模塊化課程體系和實踐教學體系。
該項目實踐解決了目前高校工科專業教與學相脫節、實踐教學環節缺失、實驗訓練條件不足等問題,增強了“教與學”的積極性和主動性,促進了學生動手能力、創新能力的培養,最終實現了培養模式與社會對人才需求的匹配。
(1)加強教學團隊建設,科研成果轉化“講座”平臺特色教材,強化教學科研互動。建設優秀的專業“導師”教學團隊,由教授負責,副教授、講師為骨干,研究生協助教學的“傳幫帶”講座導師團隊。通過“講座”平臺的建立,解決學生由于學時限制,對本學科前沿領域學習不深入的問題。教學團隊在“講座”平臺形成自主式、互動式、研究式、探索式教學方式,提高學生的染整理論應用能力和產品開發創新能力。強化教學科研互動,將教師科研和專業發展前沿新技術充實教學中,促進創新應用型人才培養。積極完成好國家自然基金與企業科研項目,把科研活動融入教學,融入編寫前沿新技術“講座”特色教材。
(2)構建符合專業發展趨勢、行業需求的“講座”式人才培養新模式,建立平臺特色模塊化課程教學體系,創新應用型人才培養。通過培養方案、課程體系的改革與創新,解決現有培養模式與社會對人才需求不匹配的問題。借鑒日本“講座”式人才培養模式新理念,研究提出了輕化工專業人才培養的“講座”式人才培養模式,實施“分層次、個性化、厚基礎、寬口徑、開放式”人才培養,建立專業前沿新技術講座平臺特色模塊化課程教學體系,培養理論和實踐能力并重、富有創新應用能力的復合型人才,經實踐形成新的人才培養方案。
(3)強化本科生創新應用能力培養,加強實驗實踐工程實訓教學基地建設。改革實驗實踐教學體系,建成專業實訓工程中心,形成工程教育特色模式;在企業建立穩定的本科生創新實踐活動基地,實行高校、企業“雙導師”團隊聯合培養人才機制。通過建設10個“講座”平臺實驗室,引入準生產型具有中央控制的教學版全自動稱料、化料、輸料及染機系統,并結合已有的測配色及自動滴液系統,形成了現代先進的工程實驗環境與設備,構成了從客戶來樣到“生產”出合格產品的現代化纖維、織物、成衣染整線等;此外建設完善了企業實踐基地、實習與實訓工程中心。通過實踐實訓平臺的建立,解決了學生在以產品加工流程為主線的系統性實驗薄弱、校內工程訓練條件不足的難題。
該項目實施推廣過程中,本科生導師團隊獲得天津市級教學團隊稱號,完成國家級精品視頻公開課、發表教改論文獲優秀論文獎、出版特色教材等,在學科前沿領域的研究、先進儀器與裝備的實訓工程中心建設等方面取得了豐碩的成果,在國內產生了良好的示范效應。
該項目研究結果經過不斷修改完善,進一步固化明確了“講座”平臺教學環節,并經歷了歷屆學生的教學檢驗,收到了明顯的效果。“講座”式人才培養模式為學生提供了創新活動的空間和時間,此外“講座”平臺與本專業其他課程相互融合,構成合理的教學體系和課程體系,體現出“既注重基礎理論和實踐應用能力,又強化創新能力培養”的宗旨,顯著地激發了學生“主動”學習、勤于動手、勇于創新的積極性。在研究和實施過程中,學生參加國家/天津市級等各種競賽及創新實驗計劃,累計達20多項;學生發表學術論文30多篇,參加申請發明或實用新型專利20多項,在全國專業性競賽中獲獎近20項。
大學生藝術素質與科學素養教育體系的構建與實踐
項目名稱:藝工融合類院校大學生藝術素質與科學素養教育體系的構建與實踐
完成單位:北京服裝學院
完成人員:周永凱、李淑珍、江 建、范秀娟、李飛躍
北京服裝學院是一所以藝術、工程學科為主,藝、工、經、管協調發展,圍繞紡織服裝和文化創意產業辦學的藝工融合類全日制普通高等學校。其中藝術類和非藝術類 2 個類別的學科專業設置數量、教師占比和學生數量幾近各占一半,在“藝工融合”教育方面具有獨特的優勢。
該項目成果以藝術素質和科學素養教育為核心,依托北京服裝學院素質教育基地,打造四大作品展覽展示平臺,開設藝工交叉融合專業實驗班和雙學位班,招收培養藝工融合的復合型大學生,進行復合型人才培養;科學構建藝工融合教育體系,完善人才培養方案,打造一批素質教育課程和項目;構建藝工融合教學團隊,對大學生進行全面的素質教育;構建素質教育評價體系,重點測評學生藝術素質與科學素養,不斷提高了大學生的藝術表現能力、審美能力和創新能力。
(1)打造藝工融合教育教學平臺,招收和培養交叉學科專業的學生,進行復合型人才培養。建立民族服飾博物館、創新園等上百個校內外人才培養基地,打造“北服時裝周”、“大學生畢業作品展”、“科學藝術時尚節”、“研究生畢業作品展”等四大作品展覽展示平臺,以國家級“藝工融合應用型現代服裝高級人才培養模式創新實驗區”為依托,開設現代服裝高級人才培養模式創新、纖維與時尚設計、藝工融合聯合教學等多個交叉專業實驗班,招收培養了一批藝工融合的復合型大學生。
(2)制定藝術素質與科學素養相結合的人才培養方案,構建完善的大學生素質教育體系。在人才培養方案制定中貫徹“藝工融合”辦學思想,著重制訂“大學生美育計劃”,將藝術素質教育通過課程講授、講座與課余小組(社團)、文藝社團活動等 3 個途徑固化在人才培養方案中;優化課程設置,打造一批藝術素質與科學素養相結合的課程和項目,如開設《大學美育》、《美術賞析》、《纖維藝術》、《創意手工染》等選修課程;優化課程內容,為學生營造一個開放的空間,讓課堂教學充滿活力,真正讓每一位學生成為學習與發展的主體,讓課堂變成學生表現和發展智力的場所;強化實踐教學,形成大學生科學研究計劃、開放實驗室、學科競賽三大科研訓練及學科競賽項目類別,以“北服豐彩數碼印花工作室”為依托,開設染織設計和印染工藝結合的特色綜合實驗課程,不斷拓展大學生綜合素質。
(3)構建一支以藝工融合為特征,對大學生進行藝術素質與科學素養教育教學的教學團隊。目前,在學校450名一線教師中,藝術類教師占47%,工科類老師占53%,已建成國家級優秀教學團隊 ―― 紡織材料與紡織品設計藝工結合教學團隊。對大學生進行全面的素質教育,強化從紡織材料研發到終端產品藝術設計的紡織服裝產業鏈的人才培養,不斷提升大學生創新、就業和創業能力。
論文摘要:小學教師教育專業以培養合格小學教師為教學目標,近年來此專業學生的科學教育及研究被嚴重忽視,畢業生很難滿足未來小學對合格師資的需求,就談談加強小學教師教育專業學生科學教育及研究的重要性。
小學教師教育是培養未來小學師資的專業教育。近年來本專業招生規模基本在縮減,理化生等自然科學基礎學科更是受到嚴重沖擊,學生的科學教育教學及研究被較嚴重忽視。而義務教育小學階段明確要求開設科學這一綜合性學科課程,這樣我們培養出的學生怎能滿足未來小學教育工作的需求。
一、科學素養概念的提出
美國“2061計劃”核心著作之一《面向全體美國人的科學》,把科學素養定義為:“應理解科學核心概念和原理;熟悉自然界,認識自然界的多樣性和統一性:能夠按個人和社會目的運用科學知識的思維方法。”
《美國國家科學教育標準》認為:“所謂有科學素養是指了解和深諳進行個人決策、參與公民事務和文化事務、從事經濟、生產所需的科學概念和科學過程.有科學素養還包括一些特定的能力。”該書還對這些特定的能力進行了解釋。
中國教育部制定的《科學課程標準》中,科學素養包括:科學探究(過程、方法與能力);科學知識與技能;科學態度、情感與價值觀;科學、技術與社會的關系(Science, Technology and Society, STS)。
二、小段共有較,科學.并的專業化的舍格娜資
(一)小學三年級及以上學年級需要合格的科學課師資。教育部于2001年頒布的《基礎教育課程改革綱要(試行)》中明確提出,小學中高年級要開設科學課程。小學迫切需要能夠承擔科學這門綜合課程的合格師資。而現承擔此課程教師多半是課程改革實施前的自然課教師,由于我們小學教師教育沒有對應的科學專業,教師隊伍非專業并且老齡化。據哈爾濱市大多數小學反映大部分科學課教師都是臨時抽調,不能教主科的就來教科學,即使有剛畢業的理化專業大學生愿意教科學課,也都是教兩年科學,就轉教語文、數學等主要學科或改當班主任,應該說這支隊伍現狀還不能滿足小學科學課程的實施需要.
(二)小學語文和數學等主科教師亦應具備較強的科學素養。另外,由于小學的課程改革理念強調學科的綜合性,就是未來的小學語文或數學等學科教師也應具備較強的科學素養。科學教育的目的不僅是要讓學生獲得科學知識,更重要的是使他們形成關于自然的基本觀點,獲得探索自然規律的方法,培養學生的創新精神和實踐能力,發展學生的科學素養。20世紀末期,科學素養已成為科學教育的最高宗旨。不論是小學語文還是數學課里,都可能有涉及到“自然的基本觀點和探索自然規律的方法”的教育教學內容,就看任課教師具各不具備這方面的素養和知識儲備,如果具備,就能有效地利用語文、數學課的教學資源開拓性地對小學生進行科學素養的培養。既然課程改革目標強調學科的綜合性,就應該在每一學科教育教學中培養學生全方位的素質。
小學生的想像力豐富,奇思妙想和無數個“為什么”隨時都可能出現,是干脆忽視而令其綠滅,還是及時捕獲孩子思維的火花,點燃其科學素養啟蒙的火炬,就在于教師是否具備關注的心理和一定的科學素養。比如小學語文《稱象》一課就會涉及到物理學中關于浮力的大小計算方法,《刻舟求劍》課文會涉及相對運動的參照物的選擇問題,遇到類似學習、生活中例子還有很多。學生的問題和疑惑是隨時都會出現的,不應該都找科學老師或者參加科學實驗等特長班等才能夠得以解決。
(三)斑質教育要求全體小學教師都應其備較深厚的科學素養.國家一直在倡導素質教育,素質教育廣義的講,以提高國民素質為根本宗旨,養國民的創新精神和實踐能力為重點的國民教育體系。既然是全面素質,就不是顧此失彼,不是強調哪些方面而忽視另一些方面,不是要把原來忽視的品德素養、藝術審美素養擴張到涵蓋一切,而把科學素養完全忽視或省略。那樣,素質教育的實施和正在推進的基礎教育課程改革都會重新置于較為尷尬的境遇。創新精神和實踐能力的培養,都離不開滲透科學素養的科學教育實施。小學教師,基本的科學素養都應具備。
三、我省小,.師位育專業的科,級,.學及研究的理狀
(一)我省未開設科學教育課程,只能在理化學科中滲透科學教育。我省小學和幼兒園教師培養院校包括本科7所,師范高等專科3所,高職高專7所,原有中等師范學校5所。包含了五年制專科班、三年制專科和四年制本科三種學制,但都沒有開設科學教育的學科課程。普師專業或者中文、數學、計算機、外語等專業都是通過開設物理、化學、生物等課程來滲透科學素養教育,我省教育廳2004年下發《黑龍江省五年制小學教育(含學前教育)專業課程方案》已把原普師專業等專業開設必修物理、化學、生物學科的學時數壓縮近半。原因主要是近年來師范學校生源質量下滑,各師范院校普遍要求壓縮理化學科的學時數。
(二)未開發國家或者地方的《科學》、《科學教學法》統編教材。我們沒有全國統編的小學教師培養專業的物理、化學教材,而我們省亦沒有省里統編教材:和全國大多數省一樣,使用的是高中物理、化學教材 (部分學校使用的是課改前的高中教材),可以說是特別不規范。
四、加強科及研憲的實掛趁談
(一)在小學教師教育專業的物理、化學課教學中滲透科學教育。對全省培養小學教師院校或相應的專業系、部,號召其盡量使用高中課改后人教版的高中物理、化學必修模塊和物理選修模塊1和化學“化學與生活”模塊的實驗教科書。
物理、化學的這幾個模塊旨在提高學生的科學素養,介紹與日常生活息息相關的物理和化學基礎知識,而這些正是未來的小學教師所應必備的科學素養的一部分。
素質教育歷來是高等教育階段的主要任務,提升學生的科學素養是素質教育中一項最基本的內容,尤其是對生物學而言,更應該注重提高和培養學生的生物科學素養,這樣才能夠培養出能適應當代生命科學發展需要的應用型專門人才。所謂生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力,包括人們所掌握的生物科學知識、技能和方法,以及在此基礎上形成的生物科學能力、科學觀以及科學品質等方面。①細胞生物學是研究細胞基本生命活動規律的科學,是21世紀自然科學的三大前沿學科之一,是當前生命科學領域中最活躍、最富有發展前景的學科,是生物類專業的主干課程之一。因此,在細胞生物學教學中如何提高學生的科學素養對于培養新時期的生物人才至關重要。本文主要對當代大學生生物科學素養現狀、實施生物科學素養教育的重要意義以及如何在細胞生物學教學之中提高學生的科學素養進行了綜述,旨在為生物教學提供一定的參考價值,以供方家借鑒。
1 當代大學生的生物科學素養現狀及其存在問題
生物相關專業的學生對生物科學技術具有濃厚的興趣,生物科學技術基礎知識扎實,對生物技術發展持積極的肯定態度,具備良好的科技強國的信念。但是,他們對高新生物科學技術知識和先進實驗技術了解較少,生物科學實驗實踐技能較差,對生物科學科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調查表明,當代大學生對于當前的一些生物熱點問題有一定的了解,但是對于高新技術的應用和新的科學研究領域的認識不足。在理性上,有43%的學生是盲目的懷疑,或者是盲從專家和他人的觀點,對事物較少有自己的看法;在探索求知精神上,“科學功利主義”對學生的影響最大,使得學生視本文由收集整理野狹窄、目光短淺;在實證精神上,有62%的學生缺乏實驗實證精神,偏重抽象思維,缺乏科學實驗的精神和價值眼光。②此外,許多高校只注重生物專業課的常規教學,很少舉辦專門的科研活動,且科學技能培養與鍛煉的途徑缺乏,這使得大學缺乏濃郁的科學素養氛圍,學生較難形成一定的科學技能,由此科學實踐能力也較差。
2 細胞生物學教學中培養科學素養的意義
細胞生物學是生物學類及農林醫藥類本科生一門必修的專業基礎課,是現代生命科學的前沿分支學科之一,它是以細胞為研究對象,從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規律的學科。細胞生物學是一門承上啟下的學科,和分子生物學一起同是現代生命科學的基礎,并廣泛滲透到遺傳學、發育生物學、生殖生物學、神經生物學和免疫生物學等的研究中,和農業、醫學、生物高新技術的發展有密切的關系,是生命科學的重要支柱之一,在解決人類面臨的重大問題、促進經濟和社會發展中發揮重要的基礎作用。同時,細胞生物學又是一門實踐性很強的學科,重要理論與實踐密切地聯系著。隨著生命科學自身和生物產業的快速發展,對生命科學相關領域創新型人才的需求也在不斷增加。由此可見,細胞生物學課程中科學素養的培養對于建立與其專業層次、研究方向相符合的細胞生物學知識構架體系,培養和鍛煉學生的科學思維能力具有非常重要的作用。
3 細胞生物學教學中如何培養學生的科學素養
細胞生物學作為生物學類及農林醫藥類的一門專業基礎課程,在培養學生的科學素養方面,具有舉足輕的重要作用。然而,科學素養的提高不是一朝一夕之功,教師應始終將其貫穿于自己的教學之中。如何在細胞生物學教學中培養和提高學生的科學素養,以下是筆者的一些想法和體會。
3.1 加強課堂教學中的“生活化”融合
細胞生物學的知識理論性強,內容抽象深奧、難于理解,教師可以試將抽象的內容與日常生活相聯系,使學生有此聯想起有趣的、熟悉的生活場景或事物,這不僅使抽象的內容具體化和動態化,使其容易理解,而且激發了學生的探究欲望和學習興趣。例如講解“蛋白質的分選”時,引導學生由細胞社會聯想到人類社會。細胞中的各種蛋白質發揮結構或功能作用的部位幾乎遍布細胞的各種膜區和組分,只有當蛋白質各就各位并組裝成結構和功能復合體,才能參與細胞的各種生命活動。這就好比在人類社會中,各專業的畢業生只有找到適合其自身特點的工作崗位才能發揮所長。總之,運用發散性思維,盡可能地將細胞生物學抽象的理論知識與生活實際聯系起來,并配合以
多媒體輔助手段,使抽象的內容變得形象生動,易于理解掌握。
3.2 側重教學內容的前沿性和新穎性
細胞生物學發展極為迅速,隨著科學家們研究成果的不斷涌現,其內容處在不斷更新的動態過程中。因此,教師在教學過程中,要注重聯系學科的前沿和熱點,講述較先進的科學結論,跟蹤國際上最新進展。此外,教師在注重教學的同時,宜以科研并舉,以科研引導和促進教學;教學與培養科學研究型人才緊密結合;教學內容與最新科研進展同步,使學生在正確掌握細胞生物學基礎上學會解決與之相關的科學研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎理論教學有機結合,結合教學內容介紹自己的科研成果,這樣既生動又貼切,學生又很熟悉,使學生獲得學習的興趣和動力,亦可以啟發學生的創新思維能力,培養學生的科研鉆研精神。
3.3 增加細胞生物學實驗綜合性和設計性實驗的比例
綜合性實驗注重知識的綜合運用,實驗原理和方法步驟較為復雜,可以使學生更好地理解實驗原理,正確使用儀器設備,鍛煉學生綜合分析問題的能力;設計性實驗是指學生根據實驗項目,自主設計實驗方案,自主準備實驗材料,自主配制實驗所需試劑,根據自己的時間自主安排實驗進程,設計性實驗可以充分調動學生的實驗積極性,培養學生的創新思維和勇于探索的精神。由此可見,綜合性和設計性實驗可以鍛煉學生綜合分析問題和解決問題的能力。③然而目前許多高校由于實驗條件和課時安排的限制,細胞生物學實驗主要以基本操作和驗證性實驗為主,綜合性和設計性實驗較少甚至沒有,這在一定程度上限制了學生綜合素質和創新思維的培養。④因此,教師應根據科學性、可行性和實用性原則增大綜合性和設計性實驗的比例。如我們精選了真核生物基因組的提取、純化、鑒定、擴增、酶切、重組、轉化、篩選的大實驗,膜蛋白的分離與鑒定等綜合設計型大實驗,這些實驗中的每個實驗都構成了一個綜合性整體,同時,在實驗材料的選擇上盡量做到由學生自主選擇。通過每一次的綜合設計實驗,使學生進一步鞏固了已學習的知識和已掌握的技術,并能夠對實驗結果進行合理的正確的資料采集、整理、分析和歸納,有效地培養了學生的科學素質、科學精神、創新思維及分析問題和解決問題的能力。
3.4 組織各種“科學小組”,布置學科發展前沿的討論,與全程科研訓練對接,以培養學生的科學態度和科學精神
【關鍵詞】:設計性實驗 創新能力 科學道德
物理實驗是高等理工科院校對大學生進行科學實驗基本訓練的第一門必修基礎課,是對學生進行科學訓練的開端。為了適應培養面向21世紀高素質人才的需要,培養學生學習的主動性、創造性、信息獲取的能力、實驗動手能力、以及綜合運用所學知識的科學素養,近幾年我們對物理實驗課程的教學進行了一系列的改革,其中之一就是在物理實驗教學中開設了設計性實驗。教學實踐證明,設計性實驗是培養學生創新意識和創新能力的有效模式。不過在培養創新能力的同時,也應重視對學生進行科學道德教育。
一、設計性實驗的實施
對設計性實驗,我們采用的教學方式有兩種:
(1)由教師提供實驗題目,提出實驗內容和要求,提供可選擇的儀器,給出實驗提示和參考書,給出問題討論。學生則根據實驗題目的任務和要求,利用課余時間,查找和閱讀有關參考資料,研究和推論有關物理過程和實驗原理,設計實驗方案,擬定實驗步驟,然后在規定的時間內,獨立進行實驗,測量并獲取實驗數據,得出實驗結果,寫出實驗報力匕
(2)由教師提供較多的實驗選題,學生可任選一個或學生自選題目,利用課余時間以小論文形式完成設計性報告交給任課教師,由教師進行評判,不要求實驗過程。
教學實踐證明,設計性實驗是培養學生創新意識和創新能力的有效模式。設計性實驗給學生提供了發揮自己創造能力的機會,大部分同學熱情很高,興趣濃厚。通過查找資料,設計實驗參數,選定實驗儀器,調試實驗裝置,測量實驗數據,進行數據處理,分析實驗結果等一系列的工作,使他們學到了良好的工作方法及嚴謹的工作態度,為今后進行畢業設計和將來從事實際工作打下良好的基礎。設計性實驗也培養了學生信息獲取的能力,學生為了完成設計論文,紛紛利用電腦上網,查閱與課題有關的科技發展動態和信息,論文的完成也使他們感受到成功的喜悅和自我價值的實現,樹立了科技創新的信心。
二、設計性實驗教學過程中要重視科學道德的教育