• 创建“开放式、研究性”课程教学模式
  • 王金发 王国雄 何炎明 戚康标 冯冬茹 刘兵 中国教育和科研计算机网 2009-12-7 浏览() 【
  • 【摘 要】本文以作者在近10年本科生课程教学中运用信息技术进行课程教学模式创新的经历, 总结了信息技术用于课程教学模式创新的两个切入点及创建“开放式、研究性”细胞生物学课程教学模式的实践; 提出了“研究性教学”的课程教学设计的观点, 并对信息技术与课程的有机整合进行了探讨。
      信息技术的发展冲击着传统的“以教室为环境、以教师为中心、以纸介教材为工具”的封闭式、单向传输的课程教学模式。   
      从概念上讲,课程是教学材料、教师、学生、教学环境等整合而成的一种生态系统,是落实教育目标的主渠道,其功能体现于:传授知识、技能;形成思想、观点、信念;培养语言、行为、习惯;发展智力、培养能力。而信息技术是指对信息进行采集、传输、存储、加工、表达的各种技术之和。如何根据课程的教学目标和信息技术的特点,创建新的课程教学模式,是主讲教师在信息时代重要的教学研究课题。
      一、开放式、研究性教学模式   
      教学模式是在一定的教育理念支配下为实现特定的教学目标而创建的一种教学模型。包括从教学原理、教学内容、教学目标和任务、教学过程直至教学组织形式的整体、系统的操作样式,以及相应的教学策略。如何利用信息技术改革课程的教学模式,应有合适的切入点。在多年的教学实践中,我们体会到运用信息技术创建开放式、研究性课程教学模式是信息技术与课程教学改革的一种较好的结合。   
      1. 开放式教学与学习   
      开放式教学包括教与学两个方面,其核心是完成教师和学生在教学活动中角色的转变:教师从知识的传输者变为指导者,学生从知识的被动接受者变为知识的主动建构者。   
      在以传授知识为主的应试教育中,理论课的教学和学习活动主要限制在课堂,实验课则是限制在实验室并按教师设定的实验程序“依样画葫芦”。教室和实验室是剧场、剧本是教材、道具是粉笔和黑板,作为主角的教师在演一场独幕剧。这种教学方式限制了学生的发散思维,其结果自然是限制了学生创新思想和创新能力的培养。   
      进行开放式课程教学首先要突破教材的束缚,使教材由主导地位转变为辅助地位,其名称也应改为教学参考书,或主要教学参考书。这就需要教师学习和熟悉信息技术、通过网络采集最新的活的信息补充到课程教学中。第二,教学演示工具要从黑板和粉笔转换成计算机媒体,用动态的动画、电影展示知识的形成过程和情景,因此需要教师自己制作一些课件。第三,要求教师熟悉国际上相关网站,并能在授课的适当时机进行链接。   
      2. 研究性教学与学习   
      信息时代出现了电子教材和电子课程,使纸介教材和纸介课程难以展现的理论知识探究过程得以模拟,甚至可用录像将神秘的生命活动在授课中展示。这就要求教师利用信息技术,重新设计课程授课方式,从由果到因的推论式教学转变成由因到果的探究式教学,这就是研究性教学。广义的研究性教学包括教与学两个方面,狭义的研究性教学仅指教师的教学。   
      研究性教学是基于强调科学原理形成过程为主要特征的教学方式。强调教学内容的呈现方式要面向过程,将学科概念等得以产生的起因和研究过程展示给学生,并引导学生的发散思维,激发学生自主学习和探究的动机,增强学生自身参与知识建构的积极性和自觉性。   
      理科教材中的知识多以面向结果的方式呈现,而对理论形成过程介绍较少。教师授课时,由于受学时和表现手段的限制,更是将过程进行精炼,突出结论。这种教学恰恰忽视了学生最需要的关于科学原理的探究过程,学生不甚了解知识理论是在何种问题的引导下被研究和发现的,这实际上束缚了学生的批判性思维。   
      研究性学习是基于人类对学习活动的不断认识,逐步形成的一种现代学习观,强调学习者的主动探究和亲身体验以及基于真实任务的研究问题的解决。对于课程教学来说则是学生在教师指导下,选择与课程内容相关的专题进行研究,并在此过程中主动获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。

    二、运用信息技术创建开放式、研究性教学模式的实践   
      开放式、研究性教学模式所依据的是以知识经济为基础的现代教育思想,变封闭式为开放式、变知识教育为能力培养;教学目标是培养具有创新意识和能力的研究型人才。   
      在运用信息技术创建开放式、研究性教学模式的实践中,我们在理论课的教学中制作多种课件实行全过程的多媒体教学;设计研究性教案,并通过超级链接将动画、录像、电影等各种信息资源精心组合进行研究性教学。在实验课教学中,制作实验教学录像、将学生的创新性实验报告会录像制作成VCD作为实验教学的活资源。开放实验室、开放实验项目,由同学们通过网络资源自行设计实验,培养创新能力。同时开展以“主题”(Topic)研究为主要内容的第二课堂活动,培养学生研究性学习的兴趣和能力。
       1. 开放式教学   
      早在1994年我们就意识到封闭式的课堂和实验教学模式不利于培养学生的创新意识和创新能力,提出了在本科教学阶段实行开放式教学和学习的设想,并在细胞生物学实验教学中进行了尝试。由于当时中国高校没有开通使用网络,一般教师也没有信息技术的概念,提出开放式实验教学的初衷是想改变实验教学模式,让学生不受实验室、实验学时和实验项目的限制,独立完成实验;并能够自行设计实验,在教师的帮助下进行一些初级的研究,提高学生分析问题和解决问题的能力。我们试行的是三开放:时间开放、实验项目开放、试剂和仪器设备开放。在三开放中,关键是实验项目开放,学生可以通过自行查阅文献、自行设计一些实验指导书上没有的实验、独立完成实验,教师只是起帮助作用。开放式实验教学极大地激发了学生自主学习和研究的热情。学生提出实验项目后需要查阅大量的文献资料制定实验方案。随着网络的开通,信息技术在本科教学中的应用,学生从网络中获取的细胞生物学实验信息和知识越来越多,反过来促进了实验教师对网络和信息技术的学习和使用。我们利用信息技术制作了实验教学VCD、学生实验报告录像,收集建立了动画库,以供实验教学辅助之用。以开放式实验教学为主要内容的教学成果在1997年获得广东省教学成果二等奖。   
      开放式实验教学的成功,坚定了我们构建开放式教学模式的信心。我们从1996年起,开始制作细胞生物学理论课程的授课课件,演示工具由黑板转变成计算机。由于网上信息的更新速率快,正好可以弥补教材出版周期长、更新速度慢的不足。有了网络和信息技术,课程的内容有了开放的一面,教材不再是教师授课的惟一知识源,代之的是与学生共享一些新的信息。随着教师自身信息素质的提高,我们开始与教育技术专家合作制作细胞生物学网络课程,并作为课程资源放在互联网上共享。就这样,运用信息技术使细胞生物学课程逐步摆脱了课堂和书本的束缚,成为开放式的课程。   
       2. 研究性教学设计   
      在传统的教学模式中,由于学时和表现方法的限制,形成了重结论、考结论的传教式教学和被动学习的方式。信息技术可以通过动画、录像、电影等表现形式展现科学理论的研究过程,教师可以从问题入手,展现知识的故事性和叙事性,学生则可以从研究问题的角度进入知识形成情境进行学习,并从中领悟人类知识形成的探究性和科学性,可以滤过性地、批判性地吸收知识。   
      研究性教学的关键是研究性教学方案的设计。细胞生物学是生命科学重要的专业基础课,一些重要的理论知识都是通过科学实验研究得出的。根据科学原理,结合信息技术,精心设计研究性教学方案,将一些复杂的细胞活动展现在学生面前,既有科学性、又有故事性。例如,“细胞内吞作用机理”是细胞生物学中一个重要的基础知识,在设计研究性教学方案时,选用了一个民间医方:“马厩治感冒”的故事,激发学生的好奇心,让学生设计研究方案,进行讨论,最后用一个感冒病毒感染细胞的动画软件展示感染过程,再从原理上进行讲解,使学生不仅了解了原理,激发了研究兴趣,还懂得如何用细胞生物学原理解决实际问题。   
      在多年细胞生物学课程教学中,我们针对各章节的内容特点,运用信息技术设计了一些各具特色的研究性教案,其中有些配有动画、有些配有录像。如针对胆固醇在细胞质膜中的作用,设计了“一片荷叶”研究性教学方案,针对生物体细胞数量的恒定设计了“安乐死”研究性教学方案,都收到了很好的教学效果。   
      3. 研究性学习   
    教学的目的是培养具有创新能力的研究性人才,所以,不仅要有教师的研究性教学,更需要有学生的研究性学习。为此,我们采取了很多方法:实验教学中主要采取开放式创新性实验设计,在理论教学中主要是开展本科生“科学专题报告”活动。   
      本科生科学专题报告活动主要由5个环节组成:咨询与选题、查阅文选、阅读文献、研究报告写作及制定设计方案、大会报告。   
      选题。主讲教师根据细胞生物学课程内容和学科发展,提出50~100个左右的研究主题(关键词)供学生自由选择,与此同时召开2~3次咨询会,向同学介绍这些研究主题的基本情况,回答学生的提问,在此基础上,学生根据自己的兴趣自由选题。   
      查阅文献。由于大多数学生没有做过研究,没有系统地查过文献,所以对文献比较陌生,对文献查阅方法更是所知甚少。因此,主讲教师需要传授学生查阅文献的方法。当今的文献有纸介文献和电子文献,由于电子文献的查阅方便快捷,人们往往容易忽视纸介文献的查阅。学生在确定选题之后,可组成小组到图书馆现场查阅。在此过程中教师要介绍查阅纸介文献的常用工具书及具体的查阅方法,指导学生查阅,直至学生查到所需文献为止。   
      阅读文献。这是科学专题报告活动最重要的一环,也是最为困难的一环。学生在阅读过程中遇到两大困难:一是大量的英文专业词汇不认识,这些词汇在一般的英汉辞典上无法查阅;二是对一些现代分子生物学方法的原理、操作不了解从而影响对论文的理解。为此,教师要简单介绍阅读文献的方法和技巧,同时要介绍相关的辞书、工具书和实验教材。此外,教师每周要安排1~2个晚上对个别有困难的同学进行单独辅导。此阶段一般要求读5~10篇原始的英文文献,这一过程跨越两个月。   
      报告写作与研究方案设计。该环节有两种不同的要求,一种是对所查阅的文献进行综合写出报告(或大摘要),对该专题进行综述,重点是提出今后的研究方向和策略。对一些程度特别好的学生要求独立设计一个新的研究方案。   
      大会报告。这是该活动的最后一个环节,每位同学将自己所查阅和研究的专题的主要内容制成PowerPoint进行大会交流。指导教师将报告进行全程录像,最后制成VCD,并向每位报告者赠送一盘。   
      这种研究性的课程学习是一种结合课程进行的模拟研究,学生通过教材、期刊文献、电子文献,特别是充分利用信息技术和网络资源,广泛收集所选专题的相关文献,进行系统地研究设计训练。   
      在活动全部完成之后,将学生的报告录像和PowerPoint制成网页,挂在校园网上,以供共
      三、信息技术与细胞生物学课程的整合   
      运用信息技术创建新的课程教学模式,关键在于信息技术与课程有机整合,包括教育与学习理念的整合、教学目标与内容的整合、教学方法的整合、教材的整合、教学环境的整合等。最重要的是以下几个方面:   
      1. 教育与学习理念的整合   
      教师应树立终生学习思想,学习和使用教育技术、培养信息素质。   
      传统的教育理念将教育理解成一种单向传播式、注入式和苛严管束式的培养人才模式。“教师”这个名词有史以来都是暗示着以专家身份将其所知传送或广播给学生,教师是先知先觉者,是知识的传播者。在中国,几千年来的教育模式都是以教师为中心,教师教与授,学生听与记的单向灌输的教学模式。学生被禁锢在课堂上、实验指导书上,为100分而奋斗。这种教育的本质是知识教育,而不是智能教育,是封闭式的教学,极大地限制了学生的素质和创新能力的培养。   
      信息技术的飞速发展,使这种旧的理念受到极大的冲击。中国有句俗话:秀才不出门,能知天下事,讲的是有识字读书能力的人可以通过书信等方式了解天下大事。而在信息技术飞速发展的今天,在高等学府求学的“秀才”不仅可通过教师,而且可通过网络获取知识、接受教育,因此今天的教育是多向的、全方位的。   
      因此,对教育和教师的理念必须发生转变,特别是要改变以教师为中心的教学结构,在教学过程中尽可能利用网络、多媒体等现代信息技术,将单向广播式转变成双向互动式。   
      2. 教育技术专家与学科专家的结合   
      虽然目前教育技术概念已经比较普及,但大多数普通教师对教育技术的内涵和实质缺乏了解;另外,一些教师对教育软件的使用不熟悉,限制了教育技术在课程改革中的应用。如果课程教师主动与教育技术专家结合,可能是将教育技术与课程改革进行有效整合的最佳切入点。
      在我们进行细胞生物学课程与信息技术整合过程中,教育技术专家起着非常重要的作用,我们较早与学校教育技术中心的技术专家合作,组成包括课程教师和教育技术人员的队伍。另外,我们在进行细胞生物学网络课程的开发中还吸纳了本科生和研究生共同研究。经过几年的合作,原来的结合变成了真正意义上的整合,我们一起讨论课程教学模式改革、教材建设、精品课程建设,大大提高了课程改革和新教学模式的建设效率。   
      3. 教材的整合:立体化教材建设   
      教材是课程内容的知识载体,是教学活动的基本工具。教材建设是学校教学基础建设的重要内容。编写一部好教材是一件非常艰难的工作,需要经过多年的雕琢和锤炼。随着信息技术的高速发展和知识载体的变化,教材的概念变得模糊和淡化,并趋向于立体化。我们的细胞生物学教材、细胞生物学网络课程已正式出版,细胞生物学辞典和细胞生物学习题也已交稿,细胞生物学实验教程已进入最后校稿,立体化的雏形已基本形成。   
      经过10年的酝酿、起草、试用、修改等多轮加工和润色,《细胞生物学》教材于2003年8月正式出版。书稿于2000年秋作为中山大学生命科学学院98级本科生细胞生物学课程试用教材,广泛征求学生意见,修改后又经99、2000级各专业学生试用两届,每一届试用后都根据学生们的建议进行了认真修改,甚至对某些章节进行了改写。先后有200多位同学写了书面建议,还有多位进修教师提出修改意见。[$PAGE]   
      2001年我们承担了教育部新世纪网络课程建设工程项目《细胞生物学网络课程》,2002年4月中期检查时,被学科专家和教育技术专家评为优秀,2003年7月通过国家验收,由于细胞生物学网络课程具有鲜明的特色,被验收专家评为优秀。该网络课程在教学模式上进行了创新。通过大量的文本资料、图片、动画演示、多媒体辅助等手段为网上学习者展现细胞生物学的知识要点,通过多种表现手法,化解难点,成功实现了网上集成细胞生物学理论教学、实验教学、课外辅导三个关键环节,将以学生为主体的学习活动进行了人机融合,既充分发挥了教师的主导作用,又有利于学生个性发展。   
      在近10年的细胞生物学课程的教学活动中,经过信息素质教育到计算机辅助教学再到将信息技术与课程整合的不断探索和实践,我们逐步创建了开放式、研究性的课程教学模式,受到了专家的好评,也得到了学生的欢迎。我们的细胞生物学课程已被评为中山大学的精品课程,在参加广东省精品课程评审中排名第一,目前正在参加国家级精品课程评审。
      [参考文献]
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      [4] 余胜泉,马宁. 论教学结构[J]. 电化教育研究,2003,(6):3.
      作者简介:王金发;何炎明;戚康标;冯冬茹;刘兵。中山大学   
      生命科学学院(510275)。   
      王国雄,中山大学现代教育技术中心(510275)。

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