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Education Research Frontier March 2013, Volume 3, Issue 1, PP.22-25

Teaching Discussion on Elective Course “Life Science Aspect” for Non-Biology Majors Students in Science and Engineering University Hong Jiang, Jinsheng He and Qiong Yan College of Life Sciences & Bioengineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China

Abstract Life science is both a sophisticated, cut-edge fundamental subject, and is a branch of applied science close to daily life. Its knowledge is not only vital for contemporary college students to become citizens with high scientific quality; it can also guide them to understand life’s uniqueness correctly and lead healthier lives. On the bases of practical teaching, we discussed aspects including the selection of teaching content, teaching arrangement, teaching effect examination to make it be a new comprehensive course integrated life science knowledge, scientific thinking and creative ability, healthy personality. Keywords: Non Biology Majors; Science and Engineering; Life Science Aspect; Elective Course

非生物学专业理工科大学生“生命科学纵横”选 修课教学初探* 江红,何金生,晏琼 北京交通大学 理学院生命科学与生物工程研究院,北京 100044 摘

要:生命科学既是高精尖的前沿基础学科,又是贴近日常生活的应用学科。生命科学知识不仅是当代大学生成为具

有较高科学素养公民所必须具备的条件,而且能够指导他们正确认识生命的唯一性,更健康地生活。我们在教学实践的 基础上,从教学内容选择、课堂教学安排、教学效果检查等方面进行探讨,使“生命科学纵横”这门课程成为融生命科 学知识、科学思维方法、创新能力和健全人格综合培养为一体的新型课程体系。 关键词:工科院校;非生物学专业;理工科专业;生命科学纵横;选修课

引言 生命科学既是一门高精尖的前沿基础学科,也是一门贴近日常生活的应用学科。它不仅可以提高学生的 科学素养、弘扬科学精神,而且可以帮助学生从容面对日新月异的世界,做到科学生活。全球变暖、转基因 食品、试管婴儿、基因治疗、杂交水稻、伪科学等话题早已成为大众传媒的常见主题词,仅就正确理解传媒 上的有关信息而言,当代大学生就需要掌握一定的生命科学基础知识,否则其知识体系就有缺陷,很容易成 为一名合格的“科盲”。更何况生命科学知识无不与人们的生活和身体健康密切相关,这些知识能够帮助理 工科非生命科学专业的学生正确认识生命过程、追求幸福人生、克服生活中的困难,而且非常有助于培育学 生的科学精神,甚至成为新一代有较高科学素养的公民(citizen scientist),学校开设“生命科学纵横”选修课 终将使学生获益匪浅[1,2]。 *

基金资助:本文受北京交通大学理学院教改项目(院教字[2011]5 号)*资助 - 22 www.erfrontier.org


1 根据学生意见筛选教学内容 “生命科学纵横”是北京交通大学公共任修课,每学期 32 学时。开课四学期来,学生选课积极,每个 班次的人数都能达到课程容量的饱和,最多一个班 240 人,其中 90%为理科或工科学生。我们分析选课学生 多有三个原因:一是兴趣所致,这部分学生在中学时就对生命科学兴趣浓厚,因各种原因上大学时未能选择 生命科学专业,如果有机会,他们能够从现在所学专业的角度出发,联系并分析生命科学的问题,这些学生 是能够做到专业交叉和渗透的后备军,也是培养复合型人才的备选对象。毫无疑问,专业交叉对于生命科学 的发展至关重要,这一点从诸多的物理学家、化学家获得诺贝尔奖生理或医学中可以充分体现;二是自身需 求,学生喜爱现在所学的专业,但对人类的许多生命科学基本问题缺乏了解,尤其是与人类起源、遗传、生 殖和健康相关的话题,他们渴望从正规教育渠道了解并传播这方面的知识;三是为获得学分,这类学生人数 不少,以为中学已学习过生物学知识,误以为“生命科学纵横”课程在理工科功课中比较直观和简单,易于 获得学分。 面对上述情况,对教师如何教学提出了严峻的考验[3]。如果教学内容和教学方法安排得当,不仅可以巩 固第一类学生的兴趣,扩大第二类学生人数,而且可以让第三类学生因为学有所得而改变初衷;否则可能使 学生丧失兴趣,出现“老师台上高声讲,学生台下不理你”的现象,甚至严重到学生放弃选课[4]。为此,我 们对授课教师明确上课的要求:首先,教师要把选修课当作必修课上,在思想上要高度重视选修课教学,下 工夫充分备课,力争用最多元化的方式,打造最轻松的氛围,传授最多的知识;其次,充分了解学生的真实 需求,在有限的时间里讲解他们最想知道的知识内容;同时,上课时注意调动学生听课和思考的积极性,让 他们主动参与到教学过程中,而不单纯靠点名提高学生的到课率;最后,通过生命科学知识的讲解和交流, 引导学生用积极向上的乐观精神和态度对待学习和生活,走好自己的人生路,最终达到教书育人的目的。 生命科学领域宽泛,如何为学时有限的选修课确定授课内容极为不易。教育内容是教师和学生共同认识 的客体,是教师作用于学生的影响物,教育内容的选择不仅要根据教育目的和培养目标,也要适合受教育者 的身心发展水平。为此,我们在第一次上课时就请学生思考“在生命科学领域,你最了解的、最不了解的和 最想知道的是什么?请各写出三个。”综合学生们的回答可以看出,他们最了解的就是中学课本所涉及的内 容,如进化、遗传、细胞和基因;最不了解的是生物体各组分功能的行使和生命科学新技术;最想知道的是 贴近他们生活的生命科学知识,如人类的繁殖、常见疾病(遗传病、癌症、传染病等)的发病机理与预防、 如何拥有健康的身体、前沿的生命科学或医疗技术等等。同时,他们也提出了很多有趣的问题,诸如:人为 什么会得腰椎病、脊椎病呢?能否根治?人是否在发生变异?宇宙是否存在能独立思考的生物?距人类最近 的外星人在哪里?如何拥有健康身体?可以看出,学生们最想知道的知识绝非一本教科书能够完全覆盖的, 他们需要实用而贴近生活、具有指导性的生命科学知识。 我们根据学生需求和课时分配确定教学内容。在课堂上主要讲解以下内容:生物进化(6 学时,重点是 人类的起源和进化) ;人体生物学(6 学时,主要介绍人体的结构、功能和发育异常);生物繁殖(4 学时, 涉及人类繁殖、生育控制、不孕与人工辅助生殖、体细胞克隆和性传播疾病) ;遗传和变异(4 学时,主要是 遗传病的类型、诊断和治疗,并介绍基因组计划) ;细胞的命运(4 学时,包括生长、衰老、癌变和死亡,重 点是肿瘤的本质、诱因、诊断和治疗) ;生物学技术(4 学时,主要介绍生物芯片、生物制药和生物冷冻技术) 。

2 多种多样的课堂教学形式 首先,在教学内容的安排上突出由宏观到微观、由浅入深的顺序,让学生对生命科学有一个完整的认识; 同时,在具体教学过程汇中,摆脱应试教育下的教与学,使学生能够以轻松的心态充分吸收教师传授的知识 和理念,所获知识有可能对他们的人生具有深层次的影响和指导意义。学生作为教育过程中“学”的主体和 发展主体[5],参与教学的意识非常强烈,为此,我们每次上课选择 2-3 个学生进行课堂展示,让学生自己做 老师,用幻灯讲解他们感兴趣的生命科学话题,有近三分之一的学生踊跃参加。最后,教师利用 2 学时的讨 - 23 www.erfrontier.org


论课,就每次课后的思考题和课堂展示进行讲评。 其次,参考学生的建议,充分利用网络,搜寻与课程相关的图片和视频资料,做到每次课堂教学都有视 频资料,使课件图文并茂,将深奥的专业知识形象化、简单化,让学生易于接受[6,7]。在讲人类起源时,利用 电视经典传奇栏目的“人类起源新观点----中国人来自非洲”系统阐明人类起源于非洲这一结论获得的过程, 使学生明白科学依据的重要性。而视频“子宫日记—多胞胎的奇迹”,使学生们不仅了解了人类生殖的详细 过程,知道生命来之不易,明白为什么女性渴望孕育孩子,更是体会到母亲的艰辛与伟大。在讲性传播疾病 时利用大量病理图片,展示梅毒、淋病、尖锐湿疣等疾病的危害,借助视觉上的冲击提醒学生应洁身自爱, 要对自己和他人负责。 最后,采取灵活多样的考核形式,学生成绩由课后思考题(选作 30 道,共计 30 分) 、课程论文(70 分) 、 课堂展示(根据讲解的效果,最多给予 10 分的加分)和考勤(缺课一次扣 5 分)组成。对于课堂思考题, 目的在于能够引起学生的思考,让他们通过查找资料回答问题,不留过于注重细节、有标准答案的问题,而 是开放式的,可以有自己的见解。如:抗生素滥用创造了超级细菌是否正确?为什么?人类进化到头了吗? 谈谈你的观点。在从猿到人的进化过程中,脸逐渐扁平,这有何意义?“女性生孩子太痛苦了!还不如卵生” 你如何看待这一说法?对于两性相关的问题,如性生活、生育后代和性传播疾病,你有怎样的考虑?你如何 看待克隆人的研究?为了预防糖尿病或高血压的发生,可以从哪些方面着手?如果你的第一个孩子是遗传病 患者,你怎么办?如果你身边的亲朋疑似癌症,你对他们有何建议?等等。课程论文要求选择与授课内容相 关的题目,2000—3000 字,有摘要、前言、正文、结论和参考文献。

3 以学生的收获检查教学效果 经过一学期老师与学生的共同努力和学习,课程结束时我们用思考题“通过生命科学纵横课程的学习, 你有何收获?对其教学内容、教学方式、教学效果有何建议?”检查评估教学效果。分析学生的回答可以看 出,他们在科学思维方法培养、获得知识、锻炼能力和调整生活态度上有所收获。 一是他们认识到“假说-演绎法”在生命科学研究中的重要性。“假说-演绎法”[8]是指在观察、实验和 分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验 演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。这是 现代科学研究中常用的一种科学方法,不仅仅限于生命科学。孟德尔通过豌豆实验揭示遗传学定律就是这一 方法的典型事例,学生们通过查找文献,在生命科学研究领域查到更多的例子,加深了对这一方法的理解。 二是他们深入地了解到生命的神奇之处,从细胞的起源到生命的终结,领略了遗传的奥妙,对生命的繁殖和 发育有了更深刻的认识,对疾病和造成疾病的原因有了正确的认识。三是提升了学习能力,一些课后思考题 是没有标准答案的,要回答好这样的问题需要学生自己查找资料,阐述并总结自己的观点;课程论文更是按 照综述的标准格式要求,这对于尚未写过任何论文的一、二年级大学生是一个很好的锻炼机会。四是对生活 态度的调整,通过生命的起源和人类进化的学习,学生们知道了生命的来之不易。生命具有唯一性的特点, 不论对于何种形式生命,都应该尊重。这些知识的明确,提高了学生对生命和健康的关注程度,这些对于学 生的成长是最为重要的内容。 在讲解相关知识点后,我们告诉学生,一个人在生命的长河中犹如“沙漏”中最细部分,每个人在诸多 祖先的努力下平安而健康地来到这个世界,同时每个人也是更多后代的祖先,总是处于一个承上启下的位置, 其行为对下一代有着直接的影响。基于此,我们要求学生“从生物学的角度,谈谈你对生命和人生价值的思 考”,从学生们的回答中可以看出,他们体会到生命的唯一性,提出要珍爱生命,并承担责任,显然他们对 生命的价值有了更深层次的思考和感悟。同时,借助日本地震引发的海啸和核电站爆炸产生的核污染,引导 学生要珍爱生命,尊重每一个生命的存在。而且,他们通过对遗传病、肿瘤、性病等疾病发生过程的了解, 明确生活方式对健康的影响,有的学生明确表示已经开始改变晚睡的习惯,并关注自己和周围人的身体健康。 - 24 www.erfrontier.org


通过这门课程的学习,学生收获的是积极向上的心态和健康的生活热情,明白应该让自己有限的唯一的生命 更加充实和有意义,现在要认真学习,并将所学知识用到生活当中,同时从中获得深刻的人生感悟。

4 不足和思考 虽然“生命科学纵横”课程的开设仅仅四个学期,但选修这门课程的学生人数已经达到近三千人,在学 生中具有一定的影响。通过教学实践,我们认为在以下几个方面有待改进。一是,如何更好地提高学生的上 课积极性?学生很希望老师能够与他们加强互动,在课堂点名回答问题、问题竞答、话题辩论等等方式中, 哪种更能调动学生的听课积极性?二是,教学内容的安排,究竟哪些生命科学知识是理工科大学生缺乏而又 必须有所了解和掌握的?我们在讲解生物繁殖内容时,重点介绍人类的繁殖过程和性传播疾病,学生们对以 解剖结构、生理机能、病理改变过程图片和孩子生育过程视频的讲解印象深刻,对性知识和性心理方面有了 一定的了解。有位同学提到“这是我第一次也可能是最后一次接受性知识的正规教育”。他们觉得从正面接 触性教育很重要,不能总是回避,这样不利于更好的保护自己。通过教学调查发现,参加课程学习的理工科 大学生有关生命科学的知识源于高中生物学知识,在应试和升学的压力下,对知识的理解和掌握难免存在机 械和不连贯等特点,而我们为了讲解的系统性,要复习很多高中已学过的知识点,否则授课的完整性就有所 欠缺,但学生又没有兴趣听;学生对常见的疾病和健身很感兴趣,如何在生命科学知识和医学常识之间平衡, 也是一个值得思考的问题,这些对我们的教学都是挑战。鉴于学时有限、学生拥有的基础知识不均一、学生 专业不同等特点,定位于专题讲座式的授课可能更实用。如何使讲座成为精品讲座?如何选择对本校理工科 专业更适合的生命科学内容?如何帮助学生在人生道路上受益于生命科学?这些都是值得我们不断思考、并 在教学实践中不断完善的问题[9]。

REFERENCES [1]

LL Hou, JS He and Q Yang. [J]. The Importance and Teaching Exploration to Offer Life Science Elective Course in non-Biological Majors of the University of Science and Technology. Forum on Contemporary Education, 2011, 9: 90-91

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Baban JK. On the Teaching Process Optimization [M]. Beijing: Educational Science Publishing House, 2001.

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P Zhang and ZH Chen. Materials Collected for Biology Multimedia Teaching [J]. Journal of Biology, 2003, 20(5): 49-50

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ZH Wang and FY Zhang. Discussion on the advantages and disadvantages of Multimedia Teaching on Medical Biology [J]. Journal of Biology, 2005, 25(4): 54

[7]

CQ Wu. Natural Science and Technology Research Methods [M]. Beijing: Beijing Jiaotong University Press, 2012

[8]

AL Ben. Reflective Teachers’ Training in Cell Biology Curriculum [J]. Journal of Biology, 2009, 26(2): 79-81

【作者简介】 江红(1967-) ,女,汉族,博士,副教授,研究方向为肿瘤的生物治疗。 Email: jhong@bjtu.edu.cn

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