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現代科學和社會發展難道不再需要古生物學了嗎?或是像有些學者指出的(Feldman,1994;石磊,2009),古生物學要滅絕了嗎?從進入21世紀以來的科學和社會發展來看,古生物學不僅沒有滅絕,而且種種跡象表明,古生物學可能正逐步走入新的復蘇和飛躍階段.
2、新時期古生物學的發展機遇
進入21世紀,古生物學的發展迎來前所未有的機遇,這主要表現在以下幾個方面:(1)近年來大量新的重要古生物化石材料和信息的發掘和一些新的化石分布規律的揭示,給自然科學領域不斷帶來新的認識和啟示,并且在一定程度上影響和改變了許多重要的傳統科學認識.中國古生物學者在這方面的貢獻最大.對于中國古生物學在這方面的貢獻,國際最具影響力的兩個刊物《Nature》和《Science》都曾經給予前所未有的專門歸納和評述,并曾將其中15篇報道和評述集成專輯出版(Gee,2001).(2)進入21世紀,環境問題已經成為人類生存的最大挑戰之一.與當代環境惡化緊密相隨的生物多樣性劇減,使人們不得不聯想到地質歷史時期曾經發生過以古生物大滅絕為標志的重大地質事件,因而有學者提出當前我們人類正面臨著“第六次大滅絕”(LeakeyandLewin,1996;何衛紅等,2004;Barnoskyetal.,2011).因此“全球變化”已經成為當前最熱門的主題,無論在科學領域,還是在政界范圍,與生物和人類生存密切相關的環境(以及能源)問題,都已經成為推動或者制約科技進步和國家發展的關鍵,例如新能源的開發碳減排等.(3)人類只有一個地球,已知的生命也只生活在地球上.隨著科技的進步,人類尋找地外生命和外太空生存空間的努力已全面展開.但是經過大量的努力后,到目前為止我們了解到的地外星球只能與我們地球的初期狀態進行比較.因此,地球早期生命起源及其擁有的環境條件研究,成為外太空生命探測的指向標.基于地球生命與環境為一體的“GAIA假說”(LovelockandVolk,2003),已經指導了近年來的地外生命和環境探索.(4)古生物化石對于青少年有著極大的吸引力,其對于廣大民眾來說也是如此.其主要原因是,它們曾經是在地球上生活過的生物,既真實又具體,但絕大多數已經滅絕了.它們的生存及消亡,對于我們人類也具有啟示意義.對它們的認識和了解,正是培養青少年科學思維和提升民眾科學素質的最有效途徑.因而在國家和社會經濟發展到一定階段后,各類以古生物化石為特色的自然歷史博物館大量產生.其不僅是政府行為,用來提升民眾的科學素質,而且也有一定的經濟和社會效益.同樣地,由于化石是不可再生的自然資源,以化石為交易對象的各種正規和非正規的地下市場也活躍起來.(5)盡管當代科技進步發展了許多定年和劃分對比地層的新方法,但到目前為止還沒有比古生物化石更經濟有效而可靠的地層年代確定和劃分對比手段.雖然全國1:20萬大區域地質調查已經建立了良好的地層格架,但新時期在許多領域的科學研究和實踐應用中,仍離不開古生物學的精細研究,如年代地層界線層型GSSP的確定造山帶地層學研究精細的礦產地質資源調查與評價等.只是這些工作對于古生物學知識的需求通常更加專業化,且需求量相對有限.(6)21世紀科學發展的新高度,在微觀領域,生命科學在微生物等研究方面不斷取得新的進展,不僅帶動了生命科學的飛躍發展,而且也促進了地微生物學(geomicrobiology)的新生;在宏觀領域,地球系統科學中生物圈與地球其他圈層之間的關系是最復雜也最有生命力的部分(孫樞和王成善,2008),它迫切需要從地球歷史的角度認識和探索地球生物與環境的協同演化關系和過程,從而給古生物學的發展帶來新的機遇.可以說,古生物學的研究領域正在拓寬和深入,并逐步向地球生物學(geobiology)發展.
3、當前古生物學發展面臨的挑戰
然而,當前的古生物學發展仍然面臨著很大的困難和挑戰.第一,傳統古生物學研究仍在一定程度上存在重理論輕應用的情況.古生物學不僅要重視研究古生物的生物學,包括古生物復原生態恢復生物演化等,而且也要強調古生物的資源和環境效應,如烴源巖的古生物學生物成礦和找礦作用環境微生物和生態修復等.古生物學需要從深化理論研究和拓寬實際應用兩方面同時進行努力.第二,雖然人們重視了當代和未來的全球變化研究,但卻對過去全球變化未給予應有的重視.我們現今生活的地球只是其數十億年坎坷演變歷史中的一個瞬間,當代人類宜居的環境是生物界與地球環境經過長期相互作用共同演化的產物.因此要正確認識當代人類生活的環境面貌,預測未來的全球變化,就必須解析地質歷史時期的生物界及其與地球環境相互作用的歷史,以啟示人類正確處理當代和未來的人―地關系,才能制定可持續發展的資源和環境利用措施.第三,科技的進步和經濟實力的增強,人們迫切地希望飛出地球去開辟新的居住地,而忽視了當前我們的地球環境是地球古生物歷盡艱辛長期改造和適應的結果.只有全面理清了我們地球歷史上從生命起源,經歷無數關鍵節點的演化飛躍,直到人類誕生的歷程及其生存背景條件,才能制定切實可行的各類星際生存空間的探測目標.第四,現有的教育體制在很大程度上限制了中小學生的科學興趣和科學探索的培養.雖然大多數少年兒童在早年的時候都對化石著迷,并具有探索自然科學的熱情,但很快在隨后的模式化教育中被扼殺,因為他們的主要精力必須投入到與升學直接相連的應試教育中,不能再有太多時間來發展自己的興趣了.在一些以商業利益為目的的環境中,化石雖然被作為一件真實的科學珍品而受到廣大民眾的青睞,但或者由于民眾古生物學知識的缺乏,或者由于經營者的利益追求,也或是經營者也缺乏相應的古生物學知識,許多化石常被演繹為一些莫名其妙的“民間傳說”,而且“以訛傳訛”,誤導民眾,甚至歪曲科學(廖卉,1998).更有甚的是,由于地方管理者和民眾的古生物學知識的缺乏,在各種利益的驅動下,濫采亂挖,使得一大批不可再生的珍貴化石資源遭到毀滅性的破壞,從而對人類自然科學研究帶來不可彌補的損失.第五,受前期行業不景氣的影響,有不少人偏見地認為,古生物學在地層研究中已失去作用,因而一些基層單位很不重視古生物地層工作.在某些古生物學相關行業,一些部門和基層領導對古生物學工作重視不夠.例如在區調工作中很少布置化石采集鑒定工作量.在許多新區,生物地層工作水平有所下降,而古生物地層工作是需要野外和室內較多的投入和比較專業型的人員才能完成,尤其精細的古生物地層研究更需要耐心和投入,這與當前普遍追求的高效益時代之間存在矛盾,因此古生物學在許多基層單位得不到應有的重視.此外,許多古生物學家也常不易跳出傳統古生物學的研究范疇.新時期的古生物學研究,不僅要研究古生物本身,更需要注重借助古生物來研究整個地球,要研究從微觀到宏觀生物及其作用對象的各個方面.除了與生物直接相關的環境和地球表層系統外,甚至還要通過古生物來示蹤地球深部過程或地外事件,例如板塊運動超級地幔柱活動外星撞擊等事件,因為這些重大事件都會在生物界的發展和適應過程中留下可靠的印記.由此可見,當今古生物學的發展既面臨重大機遇,也面臨嚴峻挑戰,古生物學教育肩負有重大歷史使命.進入21世紀,古生物學的發展已經與科學技術發展和人類文明進步一起進入到一個新的發展階段,古生物學教育必須與時俱進,跟上科學和社會發展的步伐,探索新的發展途徑.
4、古生物學教育的途徑
21世紀的古生物學教育必須順應時代的發展,在3個層次上進行改革探索,即專業的古生物學教育非專業的古生物學教育和普及古生物學教育.其中專業古生物學教育的重點是調整課程設置,適應科學的發展;非專業古生物學教育的關鍵是改革教學內容,順應社會經濟和建設的需求;而普及古生物學教育的核心是因材施教,培養各類社會服務所需要的人才.
4.1專業古生物學教育
專業教育的目的是要培養從事古生物學科學研究實踐應用探索和傳承古生物學文化的專門人才,他們肩負有維系和發展古生物學科學的歷史重任.20世紀的古生物學經歷了從門類古生物學理論古生物學生物地質學的漸進演變歷史,順應了時代的發展(Newell,1987;殷鴻福,1994b;Goodwin,2006).無論在科學研究還是在實踐應用領域中都取得了重要成績.也使得古生物學的學科體系不斷完善科學內涵不斷豐富學科地位不斷提升,為科學發展和社會進步的貢獻力也不斷增強.21世紀的古生物學面臨新的機遇和挑戰.科技進步和人類認識的飛躍,微觀領域的地微生物學和宏觀領域的地球系統科學的發展,催生了“地球生物學”(geobiology),它是地球科學與生命科學和環境科學的交叉融合領域,其基本內核是從地球歷史的角度探索生物與環境的相互作用和協同演化關系(殷鴻福等,2008;童金南等,2010).由此可見,地球生物學應該是古生物學在新時期的跨躍(謝樹成等,2006).而地球科學生命科學和環境科學又都是新世紀發展最迅猛的龍頭學科之一,因此可以預見地球生物學將具有巨大的發展潛力.古生物學的本質是地質學與生物學的交叉結合,因此在傳統的古生物學專業教育中,課程的設置和教學內容的安排都特別兼顧了地質學和生物學兩方面的核心科學內容.相應地,在新時期的專業古生物學教學改革中,必須對其主干課程進行相應的調整和內容更新,既要引入地球科學生命科學和環境科學領域基礎核心課程內容,也要注意吸收這些學科領域的一些新的知識內涵,以滿足新興“地球生物學”科學研究和實踐應用所必須具備的知識需求.因此可以認為,調整和重新規劃與地球生物學相關課程并更新其教學內容是進行專業古生物學教育的重點.表1摘選了中國地質大學(武漢)(含原北京地質學院和武漢地質學院)幾個代表性階段與古生物學相關的課程設置情況,其基本上反映了各階段古生物學專業人才培養的特點和知識結構需求.波動比較大的是九十年代以后,當地層古生物專業被撤消之后,中國地質大學(武漢)一直采取的是以地質學專業招生,在大學三年級以后選擇專業方向的人才培養方式,即在地質學專業課程中只學習“古生物地史學”(一般為70學時),到后一年半的專業方向學習階段再選擇性地學習一些與古生物學相關的課程并從事古生物地層學的畢業論文工作.進入21世紀后,地質學專業古生物學課程的設置更加簡化,在專業化學習階段通常保留的一般只有“微體古生物學”“地層學”等,但階段性地探索新增有“化石鑒定技術”“生物地質學”“地球表層學”等具有專業針對性和前沿性的課程.然而,這顯然達不到專業古生物學教育的目的,于是古生物學專業人才培養的任務轉嫁到了研究生階段.由于在研究生階段基礎課程的學習不是主要任務,雖然學生可以采取補課的形式來充實基礎知識,但缺乏系統性有規劃的基礎教育,很難達到專業人才培養的目的,因此在很大程度上影響了近年來古生物學專業人才的培養.鑒于此,我們認為專業古生物學人才的培養還必須從本科教育開始,依據當前學科發展現狀和趨勢,結合當前古生物學專業化方向(地質學專業)的本科教學體制,重新規劃古生物學專業課程的設置及教學內容的安排.在課程設置上,傳統的古生物學課程仍是必須的,包括普通古生物學地史學古生態學地層學等,但必須增加一些地球生物學交叉學科的基礎課程,如普通生物學微生物學環境科學概論環境生態學等,或者將這些必要的基礎科學知識融合到本學科的其他基礎課程中.鑒于課時總量的控制,除普通生物學外,其他課程可以考慮作為本專業方向的重點選修課,同時還要增加一些古生物學應用專業的主干課程作為重點選修課,以使得本專業學生具備探索古生物學實踐應用的基礎知識.如果在本科學習階段能夠在這些方面打下良好的基礎,再通過研究生階段的專門科學訓練,可望能夠培養出具有較好古生物學專業基礎,并在科學研究和實踐應用等方面做出重要貢獻的專業型古生物學人才,從而推動古生物學的科學發展和實踐進步.
4.2非專業古生物學教育
非專業古生物學教育主要是針對地學其他專業,甚至相關的生命科學和環境科學專業的學生進行的古生物學基礎知識教育,目的是培養學生在科研教育生產和社會實踐中能夠應用古生物學,運用古生物學知識作為工具,服務于其所在領域的科研或實踐活動.非專業古生物學教育針對的教育面最廣,也是各界學者從業及討論最多但一直沒有得到比較好地解決的問題之一.一般說來,這方面的古生物學知識教學課程比較單一,即古生物學,或稱為古生物學基礎古生物學概論等,也有與地史學或地層學合在一起稱為古生物地史學或地層學及古生物學等.只有少數與古生物學相近的學科專業有時還增設有其他與古生物學相關的專業課程,如微體古生物學古植物學等.由于這些專業的古生物學課程一般在課時上明顯少于地層古生物學專業相應的課程,常規的處理辦法就是壓縮其教學內容,但保持原課程內容體系.例如對于80學時的地層古生物學專業的古生物學課程,一般要求學生掌握80個左右的“標準化石”,而相應地對于40學時的非地層古生物學專業的古生物學課程,就要求學生掌握40個左右的“標準化石”.這種教學內容的安排在當年以古生物化石作為地層年代確定的主要手段的地質工作中并未受到廣泛質疑.但自20世紀后期其就受到明顯的爭議,也致使許多非古生物學專業同行認為古生物學在其研究中失去了作用.這不僅影響了古生物學的科學地位,而且直接影響到古生物學在實踐應用中的潛能開發.由此可見,這方面的古生物學教學內容的改革迫在眉睫.由于當前已不再有地層古生物學專業,極少數學校新開的古生物學專業招生人數十分有限,大部分學校實行的是以地質學專業招生,而在培養的后期進行古生物學專業化本科人才培養.但即使這樣,接受古生物學專門教育的人數也十分有限,因此古生物學教育的主體仍是非古生物學專業的學生.當前針對這類學生的古生物學課程一般只有一門“古生物學”或“古生物地史學”,或其他變化名稱的課程,也即對于大多數學生的主要古生物學知識傳授必須貫穿在這門課程中.因此說非專業古生物學教育的核心是教學內容的改革.多年來,我們一直在探索進行古生物學教學內容的改革,主要也是針對非古生物學的地質類專業學生的古生物學課程內容的優化組織.其基本方案已經體現在近年出版的《古生物學》教材中(童金南和殷鴻福,普通高等教育“十五”國家級規劃教材,高等教育出版社,2007).同時也修編了針對非地質類專業的《古生物地史學概論》教材(杜遠生和童金南主編,普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,中國地質大學出版社,2009).主要改革精神是5個“強調”,即強調基礎理論教學強調科學體系教學強調研究方法教學強調科學應用教學和強調與科學前沿和學科發展結合.改革的目的是,加強基礎理論知識培養,使教學內容更加貼近科學前沿和實踐應用需求(童金南和殷鴻福,2008,2009).幾年來的教學實踐表明,這些改革嘗試對于當代科學和實踐中古生物學知識的運用起到了積極作用,但仍未達到理想的效果,因此還需要進一步探索.在一次古生物學教育與人才培養研討會上,一位專家對高校古生物學教學提出一條很值得我們深思的意見.他認為當前形勢下高校的古生物學教育應該重點教會學生3個問題,即什么是古生物?古生物能解決什么問題?以及如何研究古生物?顯然這最后一個問題主要是針對專業古生物學教育中需要考慮的內容,但前兩個問題則是所有古生物學課程教學中的重點.鑒于此,非古生物學專業的古生物學課程內容應該著重于古生物學基礎知識和古生物學應用兩個方面.由此看來,進一步的古生物學教學內容的改革重點,是要進一步縮減門類古生物學方面的內容,但要大大加強古生物學應用方面的教學內容.從而培養學生認識古生物并能在實際工作中應用古生物學知識的能力.
4.3普及古生物學教育
普及古生物學教育的基本目的是提高普通民眾認知古生物的能力,增進社會各界各階層對古生物學的了解,能夠共同合理地利用和保護古生物資源,發揮其應有的科學和社會服務功能,引導和培養青少年及民眾對自然科學的興趣,造福全人類.古生物學知識的普及教育主要借助于各種媒介和政府部門.媒介是直接向社會提供古生物學知識服務的渠道,如各種報刊雜志媒體網站展示宣傳等,尤其是當前大量興起的自然歷史或古生物博物館,前所未有地打開了向廣大民眾傳播古生物學知識的渠道(Rebbert,2007).而政府部門則是推動科學普及教育的最重要力量,其主要貢獻是在政策上給予引導和支持,例如在中小學教育中強調對古生物學等自然科學知識的要求;引導和支持各種專業媒介(尤其博物館)建設并向全民開放;制定和引導實施古生物資源的保護和合理利用;規范古生物學知識宣傳和普及教育;嚴厲打擊各種破壞古生物化石資源的行為;支持古生物學科學普及和研究工作.雖然古生物學知識普及教育工作主要依靠政府和社會媒介,但從事古生物學科普和管理人才的培養任務仍在各古生物學教育部門,而且這類科普人才一般還必須具有比較專深的古生物學知識能力,才能比較準確地將有關古生物材料科學通俗地傳播給普通民眾.另一類人員是從事古生物資源保護政府部門或相關職能部門的工作人員,他們也必須具備有初步的古生物資源鑒別以及從專業角度進行古生物資源保護的能力.由于科普媒介多種多樣,化石資源豐富多彩,民眾的科學知識能力和知識需求日新月異,因此科普教育的對象千變萬化,對于這類從業人員的培訓教育必須因材施教,從最專業的古生物學人才培養,到普通古生物化石管理人員的一般知識普及等,需要分層次按目標地進行課程設計和內容組織,以取得最佳效果.
關于概念圖的研究起源于20世紀60年代末西方國家對于兒童是否能理解抽象概念的大討論[4],直到1984年諾瓦克等人才首次提出了“概念圖”及其相關理論。此后,各國學者從不同角度對概念圖進行了詳細的論述。“概念圖”作為一種組織和表示知識的工具[5],通過由若干概念名詞串聯為命題的形式來顯示它們之間的內在關系,從而將某一范圍內不同層次的概念整合成知識網絡。如圖1所示,“綠色植物”、“氧氣”、“二氧化碳”等概念名詞通過彼此間可形成命題的連接詞相連,介紹了氧氣與二氧化碳在生態系統中的流通狀態,形成了如“綠色植物制造氧氣供自身或讀物呼吸”等生物學命題。
二、基于概念圖策略的重要概念教學
1.運用概念圖凸顯教學中的重要概念,準確把握學習重點。
重要概念是初中生物學科的靈魂和骨架,在引導學生進行思維訓練以及提高學習效率方面有重要作用。在教學中,教師在每一節新課中都會根據學習目標強調教學重點,而運用概念策略凸顯教學中的重要概念,可以幫助學生準確把握學習重點,有的放矢。例如,在“生物圈中的人”這一主題下,“泌尿系統包括腎臟、輸尿管、膀胱和尿道,其功能是排除廢物和多余的水”[3]是重要概念。為了使學生對關于“泌尿系統”的重要概念進行整體把握,教師可以運用如圖2所示的概念圖,強調各個器官之間的關系和功能,而且為廢物和多余水(即尿液)的排除過程作了鋪墊。利用此概念圖能夠凸顯出這一重要概念,使學生的學習過程更具主題性,在準確把握學習重點的基礎上提高學習的針對性。
2.運用概念圖優化教學中重要概念的傳遞方式,深入理解重要概念。
生物教師在課堂上傳遞重要概念時,會用相互配合的兩種方式進行授課。第一,將重要概念名詞滲透在學習活動中,加強學生的記憶。第二,將重要概念以陳述句的形式引導學生在學習的過程中逐漸總結出來,加深學生的理解。為了優化其傳遞方式,教師可將重要概念分解為若干概念,分別呈現在不同的學習環節,使學習的過程由淺入深,環環相扣。例如,在講解“人體的生殖系統可以產生兩性生殖細胞,通過受精作用產生新的個體”[3]這一重要概念時,教師可利用圖3所示的概念圖,將其細化為以下兩組概念。第一,人體的生殖系統有兩性之分,各自包含不同的結構與功能。第二,人類通過生殖過程產生新的個體,它包括受精過程和胚胎發育過程。在學生學習不同的具體概念時,教師可以選取相應的小概念圖作為重要概念的傳遞支架,使其變得豐富、立體,在優化傳遞過程的同時,加深學生對重要概念的理解。
3.利用概念圖策略構建基于重要概念的知識框架,完善科學概念體系。
《標準》指出:在教學中,教學活動不應僅僅停留在讓學生記住一些生物事實上,更要幫助學生通過對事實的抽象和概括,建立生物學重要概念,并以此來建構合理的知識框架,進而為學生能夠在新情境下解決相關問題奠定基礎。[3]在初中生物概念教學中,為了引導學生將重要概念進行系統歸類,形成合理的知識框架,教師可以讓學生繪制相應的概念圖。這不僅有助于學生習得新概念,而且有助于其掌握重要概念之間的內在聯系,進而完善科學的概念體系。例如,在“生物體結構層次”這一主題下,教師可以以“植物體”為例,讓學生繪制如圖4所示的概念圖,把“細胞”、“組織”、“器官”等概念名詞通過一定的關系連結起來,形成以“植物體的結構層次”為主題的知識框架。學生通過此圖可以形成“細胞是生物體結構和功能的基本單位”,“多細胞生物體具有一定的結構層次,包括細胞、組織、器官(系統)和生物個體”等重要概念,使新習得的知識系統化,成為結構鮮明、內容科學的概念體系。
三、結論
1.1學生對基因在親子代間傳遞方面的部分知識擁有正確概念學生對基因在親子代間的傳遞方面的知識部分了解正確,比如:絕大部分學生(72.0%)認為遺傳是指生物親代與子代之間、子代個體之間相似的現象,54.0%的學生認為“DNA記錄了人及動物所有遺傳信息”等,擁有正確概念。但是,也有部分內容學生的知識缺乏,比如:關于基因、染色體和DNA的關系,大部分學生完全不知道三者的關系,很多學生(62.5%)是因為缺乏相關的概念而引起的答題錯誤。關于性染色體的敘述,只有6.7%的學生有正確概念,認為“性染色體存在于生殖細胞和體細胞中”,有部分學生認為性染色體只存在于生殖細胞中。大部分學生(64.3%)是因為相關知識的缺乏而答題錯誤。
1.2大多數學生對基因的顯性和隱性方面的知識缺乏研究顯示,只有14.0%的學生確定選擇了正確答案,認為“隱性基因只有成對才能表現出隱性性狀”。缺乏相關知識的學生達到了70.0%。
1.3多數學生對人的性別決定的知識缺乏,對禁止近親結婚和優生優育有正確概念關于性別決定,有36.0%的學生有錯誤概念,只有18.0%的學生有正確概念。關于近親結婚,大部分學生(52.0%)擁有正確概念,認為“具有血緣關系的親屬結婚,生育的子女攜帶的疾病及發病率要比非親屬關系結婚的高得多”“、法律說絕對不能”“、親屬不能通婚,可能攜帶相同的致病基因”。生活中的實例對學生的前科學概念的形成產生了一定影響,如日本允許表兄妹結婚”“、周圍有近親結婚的人存在”。
1.4一半學生對生物的變異缺乏相關知識關于生物的變異,有24.4%的學生有正確概念,認為“棉鈴蟲增強抗藥性對自身有好處”“、棉鈴蟲抗藥性更強,有利于生存,不易被殺死”。36.0%的學生選擇了答案C,他們理解的對生物生存有利是對人類的生存有利。缺乏相關知識的學生占接近一半。
2建議
基于前面的調查結果,如果僅僅按照教材進行按部就班的常規教學,不能觸動學生的原有的前科學概念。學生好像聽懂了,遇到稍微復雜一些的問題卻仍然不能解決。要想轉變前科學概念,首先要對這部分知識內容學生的前科學概念作充分的認識,了解學生具有哪些經驗,探討其產生的原因;在制定教學計劃的過程中把學生已有的知識經驗作為新知識的增長點,在教學設計時通過相應的教學活動有針對性地轉變學生的前科學概念。
2.1更新教育觀念,充分認識前科學概念存在的客觀性作為主體的、獨立的人,學生在進入課堂之前己經具有對各種現象事物的理解和觀點。前科學概念是學生解釋某些現象的現成工具,是教師進行教學設計的珍貴參考資料。教師必須更新自己的教學觀念,充分認識和接受學生腦中前科學概念,尊重、了解、轉變前科學概念。學生的前科學概念的范圍十分廣泛,目前某些研究也揭示了部分前科學概念,但并不是全部。[3]
2.2面向全體學生,根據學生的特點因材施教19世紀,美國哈佛大學心理學家加德納提出了“多元智力理論”,他認為人的智力是多元的,而且不能用單一的紙筆測驗測出。教師應認真對待每一位學生的差異,任何一種單一的教學方式都只能讓小部分學生收益。
3結語
2.利用探究探究教學是指在教師引導下,學生主動參與到發現問題,尋找答案的過程中,以培養學生解決問題能力的教學活動。以探究的方式講授核心概念,可以將抽象的知識以實驗的過程讓學生感知,因此被眾多教師用于課堂教學?!稑藴省诽岢觥俺珜骄啃詫W習,力圖促進學生學習方式的變革,引導主動參與探究過程,逐步培養學生獲取新知識、分析和解決問題、交流與合作等能力,培養創新精神和實踐能力?!啊耙院诵母拍睢被颉睘槔?,利用探究教學策略的設計如下:①提出探究問題:基因是否等于DNA?②推理與設計分析:一個DNA分子就是一個基因嗎?③取證:通過對資料數據分析出全部基因的堿基對數>DNA分子的堿基對數,得出結論:基因只是DNA的片段。④解釋證據:海蜇的綠色熒光蛋白基因轉到小鼠體內,發現小鼠能發光,證明海蜇的發光基因不僅傳給小鼠,而且能表現出來,起到控制小鼠的特定性狀的作用,即具有了特定的“效應”。因此就順利地從DNA水平上給基因下一個完整的定義:基因是有遺傳效應的DN段。
3.通過比喻或模型比喻或模型法可以讓抽象問題更易理解和直觀化。如核心概念“染色體組”可以用撲克牌的類比法來講授;核心概念“減數分裂”可用模型法講授,用橡皮泥反映染色體的形態變化,用紅綠分別代表來自父方和母方的一對同源染色體,模擬減數分裂過程中各時期染色體的行為。又如,在講述DNA分子的結構時,教師將DNA分子的平面結構比喻成梯子,磷酸和脫氧核糖交替排列構成了梯子的扶手,堿基間構成的氫鍵就是梯子的踏板,這樣可很好地加深學生對DNA組成的認識。
4.采用概念圖概念圖是用來組織和表征知識的工具,它通常將某一主題的有關概念置于圓圈或方框之中,然后用連線將相關的概念和命題連接,連線上標明兩個概念之間的意義關系。一個完整概念圖的完成需要經過以下幾個步驟:①選取一個知識領域;②確定關鍵概念和概念等級;③初步擬定概念圖的縱向分層和橫向分支;④建立概念之間的連接,并在連線上用連接詞標明兩者之間的關系;⑤在以后的學習中不斷修改和完善。理想的概念圖的具有以下幾個特征:①概念間具有明確包容關系的層次結構;②概念間的內在邏輯關系可以用適當的詞或詞組標注出來;③)不同層級概念間的縱橫聯系清楚、明確,并形成一些交叉點:縱向聯系說明概念間的包容與被包容的關系;橫向聯系可以說明處于概念圖中同一層級水平的概念間的有意義聯系;而交叉關系則說明處于不同層級概念間的聯系。故而,在概念圖中的概念是不能被單獨表征的。如在核心概念“染色體”的教學中和學生一起構建如下的概念圖:
圖1核心概念“染色體”的概念圖5.借助現代信息技術輔助手段現代信息技術在輔助教學上的主要手段有網絡技術、通信技術、虛擬現實技術、多媒體技術等。在教學過程中,教師使用最廣泛的是多媒體技術,它是以計算機為基礎,以交互方式處理、傳輸和管理文本、圖形、圖像、視頻、動畫和聲音等運載信息的媒體技術。此項技術具有聲、圖、文并茂,形成多種感官刺激,有利于對知識的記憶和保持;渲染理想的教學環境等優點。如在講授“細胞增殖”、“減數分裂”、“神經調節”等抽象、復雜知識時,教師可以用動畫來演示這些過程性知識。
在新課程理念下以“提高高中學生的生物科學素養”為根本任務的《標準》指導下,借助于生物科學史去建構概念,有效展示了概念的發展過程,學生在這樣的教學中學習的不僅僅是條條框框的生物學知識,更重要的是得到了科學方法的訓練,落實了“知識、能力、情感態度價值觀”的三維目標。采用實驗探究進行概念學習,就是通過學生自主設計實驗后在教師指導下實驗,通過學生的親自實踐不僅可利用科學事實建構科學概念,同時能發揮學生的主動性,要讓學生積極地思考,積極地參與學習活動,提高學生對生物學的學習興趣。通過比喻或模型、信息技術輔助學概念,都是屬于借助一定手段使抽象概念直觀化。概念圖的運用是進一步訓練學生建立概念、理解概念的方法。
生命科學中的“規律、原理和方法”都是借助于有關生物學概念,才得以表述。而概念是人腦對現實的對象和現象的一般特征和本質特征的反映。因此,在生物學教學中學生準確、深刻地理解、掌握概念,不僅是學好生物學的前提,也是發展學生智力和邏輯思維能力的必要條件。因此,生物教師要重視概念教學,運用有效的策略幫助學生正確理解和運用概念,進而運用生物學原理、規律解決生產、生活實踐中的有關生物學問題。
關鍵詞:鈣;園林植物;生理代謝
鈣是一種根重要的礦質元素,是植物生長發育的必需營養元素之一,在植物生理活動中,既起著結構成分的作用,也具有酶的輔助因素功能,它能維持細胞壁、細胞膜及膜結合蛋白的穩定性,參與細胞內各種生長發育的調控作用。由于鈣在土壤中含量比較豐富,一向不被人們所重視。近年來,隨著園林植物鈣調素的發現與研究的深入,鈣與園林植物的生理關系也逐漸引起人們的關注。本文就近年來鈣素在園林植物生理代謝中的作用研究進展進行綜述。
一、鈣在細胞中的存在形式
植物從氯化鈣等鹽類中吸收鈣離子,鈣離子無色、無磁性,并且不參加任何氧化還原反應。鈣在細胞中以多種形式存在,當細胞中的鈣含量在0.1-10mmol/L時,可分為游離鈣、結合鈣和貯存鈣。不同形態的鈣具有不同的生理功能。鈣主要存在于葉子或老的器官和組織中,它是一個比較不易移動的元素。
二、鈣在植物體內的功能
(一)鈣對細胞壁結構和功能的影響。細胞壁主要由纖維素、半纖維素和果膠3種多糖組成,電鏡觀察證實鈣與細胞壁中果膠酸形成果膠酸鈣,保護細胞中膠層結構。當鈣在樹體內以果膠酸鈣形態存在時,是細胞壁和細胞間層的組成部分,它使相鄰細胞相互聯結,增大細胞的堅韌性。大量研究表明,鈣在維持植物細胞的結構穩定性中起重要作用。
(二)鈣對細胞膜結構和功能的影響。鈣可維持細胞膜的完整與穩定。細胞膜和液胞膜均是蛋白質和脂肪構成,而鈣又能影響膜磷脂和膜蛋白在細胞膜內表面的排布,進而維持了膜結構的穩定性。鈣還能減低膜的透性,改變膜對離子的選擇性和親和性,對一些破壞膜完整性的因素有拮抗作用。細胞中鈣可分為幾個鈣庫,處于動態平衡中,它們調節細胞外的離子環境與質膜結構和功能,當鈣庫平衡失調時,則會發生代謝失調,引起生理病害。
(三)鈣對細胞內酶活性的調控作用。在植物細胞內,鈣離子作為第二信使與鈣調素結合形成ca2+一鈣調素復合物,可活化NA激酶、環式核苷磷酸脂酶和Ca-ATP酶等;參與多種代謝活動。其機理為:當植物體細胞受到外界環境的刺激時,可引起細胞質游離ca2+的增加,隨后ca2+便與CaM結合而活化,作用于一些生理生化反應的位點上,將刺激的信息轉化為具體的生化反應。缺鈣會造成果實對各種體外刺激反應遲鈍,導致生理病害的發生。
三、鈣對植物激素作用的影響
植物激素的生理作用十分廣泛,對園林植物生長發育的許多生理生化過程都有調節控制作用。經研究表明,植物激素的這些作用與鈣素有關。鈣對植物內源激素的調節功能起著修飾作用,鈣對激素的反應不僅有放大的作用,而且在某些方面也有縮小作用。目前已知,外源高濃度ca2+抑制乙烯生成,延緩衰老:胞質內ca2+增加,促成乙烯生成,加速衰老。鈣對乙烯的生成影響較為復雜,這可能與乙的生成遭受的影響因素復雜有關。鈣對生長素運輸的影響體現在生長素的結合位點上,第一結合位點位于細胞膜上,這個結合位點可被其它二價陽離子所替代,而第二結合位點直接參與生長素的分泌,可能引起第二信使的使用。這個結合位點對鈣具有專一性。其它植物激素與鈣關系也根密切。如蘋果噴施激動索可促使ca向成熟葉片中移動。其作用機制有人認為可能是延遲了葉片衰老,或提高了葉片的蒸騰強度。
四、鈣與果實品質的關系
鈣是決定果實品質的一種重要礦質營養元素。果實中的鈣有兩種存在形式,即非原生質體鈣和原生質體鈣,前者與果實的強度有關,在細胞中起骨架作用:后者與細胞膜的韌性有關。
(一)鈣與果實采后生理病害。許多果實的生理失調癥狀與缺鈣有密切的關系,研究表明。缺鈣時,細胞的功能減弱,細胞膜的流動性和透性發生改變,中膠層中鈣與果膠的連結被破壞,進而影響細胞之間的黏結性,使組織衰老或壞死。許多果實采后,隨著貯藏時間的增加,成熟度會提高,而細胞壁的果膠會降解,水溶性鈣含量提高,這樣就使細胞壁上結合的鈣大量減少,以致細胞壁區域與細胞質內的濃度差受到破壞,這對維持細胞功能和延緩衰老非常不利,導致缺鈣產生的病害加劇。
采前或采后鈣處理對防止或是減輕生理病害的發生起到良好的作用,鈣提高果實抵抗力的機理可能是:(1)鈣促進傷口木栓化。(2)鈣離子與細胞壁中的果膠結合,維持細胞膜結構,減少細胞壁的透性,防止果實軟化,從而提高果實抗性。
(二)鈣與果實的儲藏關系。鈣對果實成熟衰老的調控作用已有相關研究。許多試驗表明,果實組織中維持較高的鈣素水平,可以保持果實硬度,降低呼吸速率,抑制乙烯的生成,延長果實的貯藏壽命,提高果實的品質。用cac12處理采后荔枝表明,一定濃度中的鈣果實中果膠酶,多聚半乳糖酸活性發生作用,推遲這種酶活性高峰的來臨,從而延遲果實的衰老。經鈣處理的梨和水蜜桃、柑橘、楊梅、獼猴桃、蘋果均能改善果實品質,延長貯藏期。
(三)果實增鈣措施。許多研究表明,果實內鈣含量的增加,可以明顯降低果實貯藏期的呼吸強度,提高抗寒能力。通常生產實踐中,采用采前或采后鈣處理,這樣對防治或減輕生理病害發生起到很好的效果。生產實踐證明,給蘋果樹補鈣可有效促進果實著色和果面蠟質形成,減輕病蟲害的發生,大大提高果品質量。
1.1微生物學教學方法優化
《微生物學》在實際教學中存在“知識點多且散、內容覆蓋面廣、知識點易混淆”等缺點,加之微生物本身肉眼看不見,在實際教學中抽象性概念及描述較多。教師在課堂講授過程中容易犯照本宣科、“填鴨式”教學的錯誤方法,造成學生學過就忘、考完就忘的問題,難以在腦海中形成完整的知識網絡結構,容易使學生失去學習興趣。由于《微生物學》實踐性較強,而且與人類健康休戚相關。因此,需要在緒論內容講述方面就充分調動學生的學習積極性,要讓學生意識到微生物雖然個體小,但是其作用卻是一點也不??;從日常生活中衣物與食品的發霉現象,到生產中釀酒、制作腐乳等工藝,到微生物致病性和引起人類恐慌的傳染性疾病的蔓延等具體事例,引起學生對微生物的重視,激發學生對微生物學的學習興趣。在知識講述方法上,注意前后結合,融會貫通,比如原核微生物的細胞結構與真核微生物的細胞結構差異、病毒一步式生長曲線與細菌群體生長曲線的對比、微生物分解代謝與微生物的營養之間的關系等。前后知識點系統聯系,對比記憶,歸納總結。以提綱式教學的方法向學生講授知識點、重點及難點,一方面既鞏固了知識,又加強學生綜合運用知識的能力,使學生在腦海中形成一套完整的理論知識體系和一張系統的知識脈絡結構網,幫助學生快速高效的學習知識。
1.2緊跟科學前沿,放眼學科動態微生物學作為一門專業基礎課程,與科技發展緊密相連,教師在課堂講述過程中,除了系統介紹課本知識外,還應穿插當今科學研究前沿,以充滿激情的科學態度向學生展示微生物學的發展動態及當前的熱門話題。比如:介紹與微生物相關的諾貝爾獲獎者的研究成果;近期發表在Nature、Science、Cell等國際頂尖雜志上的科學文章;在講授病毒這一章內容時,結合目前流行的埃博拉病毒、甲型H1N1流感病毒等疾病的感染與治療講述病毒的特點等。以當今的科技成果和熱點話題,激發學生對微生物學的學習興趣和對微生物科研工作的崇拜感。
1.3充分調動學生參與課堂的積極性引導學生積極參與課堂,變“被動”教學為“主動”教學。以往的理論內容教學就是以老師為主體,老師講學生聽,教師與學生互動較少,學生參與課堂的積極性也不高。在教學過程中應該采用“啟發式”教學和“參與式”教學,例如:安排學生提問,讓學生提問老師,創造學生參與課堂及師生互動的機會,增加學生的個人成就感;布置課后問題,組成3-5人的科研小組,讓學生在課下積極思考,查閱資料,獲得自己的科研成果;開展“翻轉課堂”“微課”“慕課”等活動,以豐富多彩的教學形式充分調動學生參與課堂的積極性,其知識面和創新意識也得到了極大的提升,有效培養了學生自主學習的能力。
1.4突出微生物學的課程特點,避免與其他課程知識重復微生物學作為一門專業基礎課,與普通生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學等多門課程存在交叉重復的內容。而且這些課程在授課時間安排上不統一,有前有后,那么如何在有限的課時里詳盡的向學生講述微生物學的知識但是又避免知識的重復累贅?如何突出本課程的教學特點,優化課程講授內容?這就需要教師在課前做好充分的準備,首先與其他課程的老師互相交流,相互協調授課內容,對于重復的知識點不做過多的贅述,僅作重點提示或簡單的復習;其次,注意傾聽學生的意見反饋,由于知識學習存在遺忘過程,針對這種情況,如果重復知識內容在不同學期或者學年開課,要注意適當加強復習,以課堂提問及重點提示的形式完成知識內容的學習。對于同學期開設的平行課程,有些重復知識內容僅作簡單的帶過。如,在微生物遺傳育種一章內容中,同學期生物專業開設了《微生物遺傳育種學》課程,那么在微生物學講授過程中,這部分的內容完全可以略過,提示學生此部分內容在其他課程中有詳細的學習??傊枰谡n教師在其他任課教師和學生之間建立聯動的關系,既與相關課程的教師經常交流,保證各課程在內容上互為補充、相互協調、相互促進;又要及時關注學生對知識的理解情況,將教學內容有順序有邏輯有重點的呈現給學生,建立優質課堂教學,既讓學生系統學習理論知識又突出了本門課程的學習特色。
2微生物學實驗課程教學改革
由于微生物學是一門實踐性極強的學科,微生物實驗教學是微生物教學中的重要組成部分,是現代生物學技術的重要基礎,其獨特的實驗技術在學科的發展中占據著突出的位置。
2.1微生物學實驗教學存在的問題
微生物實驗教學對于學生加深對理論知識的學習理解、提高學生動手實驗技能、培養學生團隊意識與創新精神、樹立嚴謹求實的科學態度至關重要?,F階段關于微生物實驗課程建設仍然存在著一些問題:在微生物實驗課程建設方面重點培養學生動手能力的同時忽略了對學生獨立思考及創新能力的鍛煉;課程講授與實驗課程課時安排存在著不一致性;實驗課時相對較少,實驗課教學最容易受到課時及實驗室具體條件的限制,對于實驗周期長或缺乏儀器無法直接完成的實驗,以往只能選擇不做。
2.2微生物學實驗教學改革措施
作為實驗課程建設及改革,應針對不同專業的專業特色及專業優勢,根據課程內容適當調整實驗方向及實驗內容,凸顯專業優勢;同時注重基礎理論知識的鞏固加強以及不同專業優勢互補和專業交叉合作。通過微生物實驗課程改革及完善能夠使學生熟練掌握微生物學實驗技術和操作規程,培養他們觀察、思考、分析和解決問題的能力,增強他們的創新意識,樹立實事求是、嚴肅認真的科學態度以及勤儉節約、愛護公物的良好作風。其主要內容包括:
(1)讓學生參與實驗準備工作:實驗課程的建設不單單是實驗過程,前期實驗準備工作也是非常重要的,讓學生親自參與到前期實驗準備工作能夠培養學生的認真負責的態度,同時也讓學生對整個實驗過程有全面的認識與學習。
(2)實驗內容及課時的調整:應結合學生在微生物課程上學習到的理論知識,將理論課與實驗課合理安排。做到先學習理論知識,打牢基礎,再培養實驗技能,在實驗過程中真正理解書本知識,將理論與實踐合理結合。
(3)凸顯專業優勢與專業交叉:針對各個專業的優勢,設計有針對性的專業微生物實驗,并設計能夠將生物專業、食品專業和煙草專業等各個專業優勢合并的大實驗課程,增加探索性實驗,鼓勵學生自己成立科研小組,獨立開展創新實驗。
(4)開展錄像實驗教學:由于實驗條件或實驗經費的限制,對于暫時不能開展的實驗內容不能棄之不做,雖然實際實驗條件不能滿足,但是借助于多媒體教學手段,讓學生對實驗原理、過程及操作要點有清晰的認識。通過對微生物實驗課程的優化改革,能極大豐富實驗課程,培養學生創新意識,提高學生實驗技能與實踐能力。力爭做到:凸顯專業優勢及專業互補,避免內容的重復及雷同;鼓勵學生獨立參與科研課題,拓展視野;通過實驗課程的講授培養學生對實驗的興趣及實事求是、嚴肅認真的科學態度和團隊合作意識。
3結論
課程體系和教學內容是“卓越計劃”指導思想和教育理念付諸實踐的橋梁。根據《卓越工程師教育培養計劃通用標準》對本科工程型人才知識、能力與素質的要求,我們提出構建生物化學實驗教學體系的基本思路是夯實專業基礎,提升實踐能力,拓展創新能力。在此思路上,優化整合原有實驗內容,將實驗分成驗證型和綜合設計型,根據學生能力發展進程將實驗內容分成基礎模塊、提升模塊、創新模塊。生物化學實驗多層次教學體系。生物化學實驗教學的第一階段為基礎模塊實驗,教學目標是使學生掌握扎實的實驗基礎知識,具備基本技能,規范實驗操作;第二階段為提升模塊實驗,教學目標是提升學生實驗能力,注重培養觀察、思維與動手能力,培養組織管理團隊協作能力,培養分析、提出方案并解決實際問題的能力;第三階段為創新模塊實驗,教學目標是培養學生的科研能力、創新能力、產品開發和設計能力。針對原先生物化學實驗教學中存在實驗教學內容與工程實際結合不夠緊密的問題,注重按工程問題優化教學內容,開設一些與企業生產密切相關的實驗項目,培養學生的工程實踐能力,如“皂化價的測定”“蛋白質濃度測定方法比較”“食品中粗脂肪的提取和含量測定”等實驗項目與食品生產過程中的產品開發和質檢標準等緊密相關。
2改革實驗教學方法與手段
充分利用現代化教學手段,將教學大綱、任務書、教案、多媒體課件、參考資料及實驗操作視頻等資料上傳到課程網站,并要求學生提前預習,寫好預習報告。在實驗教學中靈活運用多種教學方法,以“提問式”和“討論交流式”教學法為主,由以往教師講實驗、學生聽實驗的教學方法,改為教師提問學生回答、師生開展討論與交流的方法,加深學生對實驗原理和實驗操作過程的理解。在綜合設計型實驗中著力推動“基于項目的學習”,以學生為中心,強調小組合作學習,要求學生對現實生活中的真實性問題進行探究。下面以實驗項目“土豆中過氧化物酶的提取、純化與性質測定”為例,敘述“基于項目的學習”的開展過程。該實驗項目內容包括:粗酶液提取、粗酶的沉淀、粗酶的純化、分子量的測定、性質分析。粗酶液提取中,要求學生確定細胞破碎的方法、選擇合適的緩沖溶液、確定恰當的固液分離的方法;粗酶的沉淀中,要求學生確定合適的沉淀方法及沉淀條件;粗酶的純化中,要求學生根據過氧化物酶的理化性質,制定合理的純化方案;分子量的測定中,要求學生選擇恰當的測定方法;性質分析中,要求學生考察過氧化物酶的最適pH、最適溫度及金屬離子對酶活的影響。1)組織任務小組。實驗開始前兩周告知學生實驗項目信息,并將學生分成若干小組,每組5人,要求每位成員具體負責該實驗項目中的1項任務。另外指定一名責任心強、有一定領導能力的學生作為總負責人。2)制定項目任務。項目任務步驟為:小組集體討論,小組成員根據各自特長及興趣愛好確定具體實驗內容制定總體實驗方法和技術路線小組成員分頭完成各自實驗方案小組成員匯總集體協作完成實驗方案實施實驗方案,獲得實驗結果。上述任務步驟中,除實施實驗方案之外,其余步驟均需在實驗開始前完成。實驗方案實施過程中,要求各小組自行配制所需試劑,并在教師的指導下獨立使用勻漿機、離心機、層析柱、分光光度計等儀器設備。3)小組實驗方案及實驗結果匯報。完成實驗后,組織各小組以實驗報告的形式呈現他們的實驗方案及結果,并制作成幻燈片,在小組間交流討論。4)實驗方案及結果評價。評價內容包括:學生查閱文獻能力、提出問題能力、實驗方案設計及實施能力以及團隊合作技能?!盎陧椖康膶W習”改變了過去教師預先給學生配好實驗試劑,實驗前講授實驗步驟的做法,而讓學生自己設計實驗方案、配制試劑、實施實驗的全過程,促進了學生文獻查閱、實驗操作技能、團隊協作、工程實踐及創新能力的培養。
3改革實驗考核方法
過去對生物化學實驗成績的考核主要是依據學生的實驗報告,導致很多學生不重視實驗操作,有些學生實驗中不愿意動手操作,甚至出現抄襲報告等不正?,F象,這嚴重影響了實驗教學效果,更不利于卓越計劃的實施。近年來,我們改變了以往只重實驗報告的考核方式,探索了適合考查學生學習能力及實驗過程的考核方法??己诉^程中采取平時考核與期末考核相結合的方式,兩者各占總成績的50%。平時成績中,實驗紀律占10%、操作技能占60%、實驗報告占30%。每次實驗均作考勤,缺席者不得參加期末考試。實驗紀律的考核內容包括學生在實驗期間是否遵守實驗室規章制度、安全與衛生情況。操作技能考核內容包括操作是否規范、團隊協作及解決實際問題能力等。實驗報告考查內容包括實驗報告是否詳細、完整,有無實驗結果及分析,凡實驗報告抄襲者一律重寫。期末考核為開卷考試,試卷內容涵蓋本課程開設的所有實驗項目,考查內容包括實驗原理及方法、操作注意事項,以及針對某個具體問題進行綜合分析并設計實驗方案。新的考核方式使教師能夠對每個學生做出客觀、公正的評價,激發了學生的實驗操作積極性,提升了學生自主學習能力,促進了學生創新精神和實踐能力的培養。
4優化師資隊伍
要實現基于“卓越計劃”的生物化學實驗教學改革,必須建立一支高素質的能夠滿足卓越工程師培養所需的生物化學實驗教師隊伍。徐州工程學院近年來,尤其在成為卓越工程師培養高校之后十分重視教師隊伍建設,大力提升教師專業素質,積極引進高水平教授和優秀博士,鼓勵校內教師到海內外作訪問學者、攻讀博士學位進修;組織“教授公開課”和“青年教師講課比賽”,促進教師提高教學水平;有計劃地選送教師到企業工程崗位工作,積累工程實踐經驗;從企業聘請具有豐富工程實踐經驗的工程技術人員擔任兼職教師。目前徐州工程學院生物化學實驗教學團隊的年齡、學歷、職稱與專業結構如圖1所示。從圖中可以看出生物化學實驗教師隊伍的現狀是:1)年齡組成以年輕教師為主,并注重老中青相結合;2)學歷學位普遍較高,博士學位占大多數;3)職稱組成較高,以副教授職稱為主;4)專業組成多樣,大部分教師具有生物學方面的理學知識,除此之外,還具有食品科學與工程、化學工程與技術、環境安全與工程等工程知識與經驗。綜上所述,徐州工程學院生物化學實驗教學隊伍是一支高學歷、年齡及職稱結構合理、專業組成多樣的團隊,能夠滿足卓越工程師培養的需要。
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