非生物类本科生“生命科学导论”教学模式的研究和实践

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　　摘 要 本文提出将任务驱动教学模式应用在非生物类学生的“生命科学导论”的实践教学中，并具体阐述其设计思路及实施方案，分析了其应用特色及推广价值，为面向非生物类本科生“生命科学导论”通识教育课程的教学改革提供借鉴和帮助。
　　关键词 生命科学导论 教学模式 任务驱动教学法
　　中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.01.048
　　Abstract This paper proposes to apply the task-driven teaching model to the practice teaching of non-biological students' "Introduction to Life Science"， and elaborates its design ideas and implementation plans， and analyzes its application characteristics and promotion value for non-biological undergraduates. The teaching reform of the "Introduction to Life Science" general education curriculum provides reference and help.
　　Keywords Introduction to Life Science； teaching model； task-driven teaching method
　　1 生命科学导论课程简介
　　现今，生命科学迅猛发展，取得了令世人瞩目的研究成果，这对于当今社会的众多领域及多种学科的发展提供了新的契机，也带来了全新的挑战。因此对于生物学知识开展的通识教育对于培养高素质复合型人才就变得尤为重要。世界上众多著名高校纷纷在非生物专业的学生中开设生命科学导论的通识教育课程，哈佛大学是最早的践行者。国内的众多著名学府如北京大学、清华大学、南开大学、武汉大学、上海交通大学等也于近十年中陆续面向非生物专业的学生开设了生命科学导论课程。[1]湖北工业大学也于近年面向机械学院的学生开设了生物类通识教育课程。为了凸显生命科学导论在学科交叉中的课程特点，改善学生知识结构，培养其综合解决专业问题的能力，更好地落实生命科学导论人才培养目标，我们尝试运用任务驱动教学法面向非本科专业的学生开展生命科学导论的教学和实践。
　　2 任务驱动教学法的含义
　　“任务驱动教学法”教学模式属于建构主义理论的范畴，通过将所要学习的知识和技能隐藏在工作任务中，学生在完成任务的过程中达到对于知识技能的有效掌握。该教学方法可以将枯燥的知识转变成生动的事实案例，学生在任务的驱动下高效主动地进行学习，可以由传统的“教会”转变为让学生如何“学会”，提高学生的自我学习能力及深化学习效果。[2]任务驱动教学法的实施流程是教师指导学生理清工作思路，找到完成任务的方法步骤，然后由学生自主开展项目，从而完成工作任务。该方法可以充分发挥学生的主体地位，调动学生的学习积极性，取得优良的教学效果。该过程也是培养学生综合素养的教育过程，非常适用于知识型与技能型相结合的综合素质人才的培养，[3]因此尝试将其应用在面向非生物类学生的生命科学导论的实践教学中。
　　3 任务驱动教学法在生命科学导论课程中的应用
　　其具体实施方案如下：[4]设定工作任务—明确任务完成思路—搜集资料—制订工作计划—完成任务—学习质量评价—知识拓展—课程考核
　　3.1 设定工作任务
　　教师根据学生的专业类型进行分组，把专业一致及大体相近的同学编排至同一组，然后再分析其与生物学学科交叉融合点，建设适合学科交叉的学习、科研及实践的工作任务。例如可以为机械专业学生设定任务“狂犬病疫苗的实验室制备工艺”，其中核心技术“动物细胞大规模培养”涉及到多种细胞生物反应器，其工作原理和操作流程和机械技术密切相关。
　　在工作任务设定中，结合以下思路：学习信息方面专业的学生，对于生物蛋白质核酸等生物大分子的了解，有助于计算机的分子设计；而通信类专业的学生，了解远程医疗，能更深刻地理解自身专业；学习电子方面专业的学生，对于生物信息学、生物通讯代谢网络的学习，有利于本专业生物传感器及生物芯片等的设计；建筑专业的学生，通过对于生物体结构功能等的学习了解，有利于开发其仿生的设计思维；能源专业的学生，对于生物的学习理解，可为其在生物能源的研究开发中奠定知识基础；学习机械的学生，了解生命科学导论知识，有利于运动康复机械制造、生物学仪器设备的设计和开发等。对文科学生则讨论现代生命科学与社会问题的关系，可以间接影响他们的思維。
　　3.2 明确任务完成思路
　　教师引导学生明确工作目标，以及完成工作所需要的各种条件，包括基础知识技能的要求以及物质条件等，将整体目标逐一分解，确定完成任务的基本思路。例如在“狂犬病疫苗的实验室制备工艺”这项任务中，涉及到众多知识与技能，包括病毒的概念及特征、细胞的基本概念、营养需求、培养条件等知识，显微镜的操作、细胞复苏、传代、冻存的操作规程、细胞培养方法及细胞生物反应器的应用等。
　　3.3 搜集资料
　　通过对于任务的分析，学生明确必须掌握的知识技能，通过网络资源、图书馆等多种渠道广泛查阅搜集资料，为工作任务的完成扫清障碍。这是学生自主学习的一个重要环节。
　　3.4 制订工作计划
　　学生在分析、资讯的基础上，对任务的完成思路形成共识，制定具体的工作计划。包括工作完成的前期准备，如各种耗材、仪器设备、工作环境等的具体筹备。以及工作完成所需的知识结构及技能的理解掌握，制定详细具体的操作步骤，设定明确的标准化规范流程。 　　3.5 完成任务
　　严格按照工作计划完成工作任务，利于任务完成的任何形式及方法都可以积极向学生推荐并提供条件。包括可以在相关实验室学习实验过程，到相关生产实地考察，可以随堂听取与自己课题有关的专业老师授课课堂等等，学习的过程扩充到完成任务的各个环节中。条件受限的项目可以通过替代性实践或者网络模拟进行，重点让学生感受过程、巩固知识、训练技能。比如在“狂犬病疫苗的实验室制备工艺”这项任务中，考虑到狂犬病毒不易获取及其危险性，可以让学生通过网络视频学习病毒感染细胞的技术，在实验室实践细胞培养的过程。
　　3.6 学习质量评价
　　对于任务的完成情况实施多元化评价，力求可以最大限度地反应学生的学习效果以及综合素养的培养情况。多元化评价包括学生自我评价，小组内学生相互评价，教师评价。评价的内容也包括多个方面，如工作目标的理解情况，资料搜集的深度广度情况、任务完成情况，团队协作情况、学习态度情况等。
　　3.7 知识拓展
　　任务完成后，师生共同讨论旧项目可能有的不足以及可供改进、拓展的地方。教师还可以根据任务完成情况提出相似的项目，引导学生对比进行深入思考，巩固并提高知识技能。比如在“狂犬病疫苗的实验室制备工艺”这项任务的基础上，可以将细胞培养方式进一步拓展，提出“三维细胞培养方式”，三维细胞培养仪独特的工作原理可以对机械专业的学生起到一定的启示作用。还可对其他类似疫苗的生产工艺、动物细胞培养的其他应用等进行扩展。
　　3.8 课程考核
　　传统的单一的考核方式已不适应于任务驱动教学法。本项目采用过程式评价方式结合学期末考核给出最终成绩。该种考核方式可以最大限度对于学生起到教育、导向以及激励作用。过程式评价方式是以每一个任务驱动下的工作过程的评价反馈为依据，由学生本人、团队小组、教师多方面的评价组成，而多个任务所得的平均成績则为该生的最终成绩。学期末考核方式为：教师根据教学内容和教学大纲列出不同的题目，以专业背景分类的每个小组按照题目集体完成一篇科技论文，并制作幻灯片用于汇报讲解，并进行现场答辩。教师给出小组最终分值，再结合各成员在讲解时的表现以及小组负责人提供的成员排序，给出每个成员的分值。最终成绩由过程式评价成绩（50%）以及学期末考核（50%）构成。
　　4 任务制驱动的教学法应用在非生物类本科生生命科学导论课程的特色及推广应用价值
　　任务制驱动的教学法应用在面向非生物类本科生的通识教育必修课中具有很好的适应性及创新性。首先，公选课的课程性质可以和任务驱动制的教学模式完美融合，充分发挥通识教育类课程在当今高等教育中的重要价值和作用。其次，在该教学方法的实施中，可以使得教师传授与学生自主学习相结合，课堂理论教学与工作任务实践相结合，多元高效地提升人才培养质量。另外，任务制驱动的教学法还可以彰显专业特色，这与学科交叉的复合型人才培养相结合，利于培养专业面广、具备多学科知识的复合型人才。该教学方法的应用对交叉学科、科技类专业课程的教学具有一定的推广价值。
　　总之，基于任务驱动的生命科学导论课程教学改革，可以充分发挥学生的学习积极性，最大限度提升学生的自主学习和独立思考的能力，教学实践中也取得了良好的教学效果。该教学方法有利于培养适应当今社会的全方面高素质复合型人才。教学改革在当今新的社会形势和社会诉求下势在必行，任重而道远，作为教师，我们唯有不断提高业务素质，不断探索、实践和总结，寻求最有益和最匹配的教学模式，才可以为培养高素质的合格人才提供保证。
　　参考文献
　　[1] 郭绍青.任务驱动教学法的内涵[J].中国电化教育，2006（7）：57-59.
　　[2] 崔永明.基于任务驱动教学法的生物专业课教学研究与实践[J].价值工程，2015（29）：242-243.
　　[3] 王玉玺，李智.基于任务的翻转课堂教学在高校公选课中的研究与实践[J].教育与教学研究，2015.29（4）：83-87.
　　[4] 吕忠宝.项目教学法与传统教学法的比较[J].科技信息，2007（09）：41.
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