生物学教学中研究型教学方法研究

文/孙延飞

生物学教学中研究型教学方法研究

文/孙延飞

在我国的高校教育中，要求在完善学生基础知识构成的同时，进一步培养其创新能力，这就要求对传统教学方法加以改进与创新。而研究型教学正是一种新兴的教学方法，符合高校生物教学的要求，能够在很大程度上调动学生探索研究的积极性，从而培养学生自主学习能力与创造性思维。本文在对研究型教学加以概述的基础上，分析了这一教学方法的意义，并提出了实施的具体措施。

高校生物；研究型教学；教学方法；生物学；创新能力

相较于高中生物的基础性来说，高校生物所涉及到的内容更加深入、系统，是面向生物学相关专业的学生开设，是以培养专门的生物学人才为教学目标的，因此更加注重学生创新能力、逻辑思维能力等方面的培养。在传统的高校生物教学中，教师始终主导着课堂，学生只能被动接受知识，主动性与创造性都受到了压制，不利于专业生物研究人才的培养。在这种背景下，我国教育领域开始引进西方研究型教学方法，并将之应用到实践中，进一步推动了我国高校生物课程改革的进程。

一、关于研究型教学的概述

研究型教学是一种以现代多媒体技术为教学工具、以培养学生科学素养与创造性思维为教学目标的现代化教学方法，符合高校学生的认知特点，与当前高校专业教育相适应。通过在教学过程中调动学生的思维、想象力以及操作能力，促进学生综合素养的提升[1]。高校生物教学与初高中生物教学是存在着很大区别的，初高中生物主要是要让学生明白生物学相关的基础原理与基本的实验操作，而高校生物教学则是要在此基础上进一步让学生体会生物研究的过程，并从中获得一定的启发。这就要求学生能在教学的过程中从科学的角度对生物研究的各个步骤有所了解与认知，从而加深对生物学知识的体会，并进一步促进自身综合素能力的提高。

二、研究型教学的优势分析

1.能够让学生更好地掌握专业生物知识

高校生物具有专业性，其中涉及到的知识都较为微观，如果不借助一定的实验或者案例来作为教学辅助的话，学生很难对这些知识加以掌握[2]。而在研究型教学中，需要从生物实验的各个步骤出发，对实验过程进行了解或者亲自操作，能够让学生对抽象的生物学知识有更加直观的认识，从而提升其教学体验，加深对知识的理解。

2.能够培养学生的科学素养

在生物学发展的过程中，大部分的理论与知识都是通过科学实验来加以证明的，例如孟德尔的遗传定律、Sturtvent的染色体作图等[3]。这就要求研究者们具备一定的科学素养，并利用科学的思维方法来对生物学问题进行分析探讨，这样才能更好地研究生物学现象。在研究型教学中，通过对大量实验过程与实验现象的分析操作，能够让学生逐渐养成科学的思维方法，并培养其不怕失败、坚持不懈的科学精神。

3.能够培养学生实践操作能力

掌握知识的根本目的是为了实践，通过对研究型教学中实验过程与实验结论的分析，能够在很大程度上激发学生探索的欲望与兴趣，使其能够自发地对感兴趣的生物现象加以探索。并设计一系列的科学实验来证明，这样就能够提升学生实践意识与实践能力，为进一步培养科研型人才奠定基础。

4.能够培养学生的综合素质

在提倡素质教育的当下，要求在教学活动中培养学生的思维能力、创新能力以及合作能力。在研究型教学中，让学生在了解相关生物实验过程与结果的同时，参与到实验操作中去，促进自身思维能力与创新能力的发展，并通过小组合作的方式提高合作意识与合作能力，从而实现综合素质的提高，以达到素质教育的要求[4]。

三、举例分析研究型教学在生物教学中的实际应用

1.从科学的角度出发，培养科学素养

问题的提出是生物研究的第一步，只有迈出了这一步才能更好地对问题进行探索与研究。而要对生物现象产生疑问，就需要对科研历史与科研环境有一定的了解，并从古今中外的生物学家身上学到优秀的品质。因此在教学过程中，教师就应当课本知识教学的基础上进行适当的延伸，对涉及到的科学家的生平故事进行一定的讲解。

例如DNA双螺旋结构的发现正是在科学家好奇心驱使下才被发现的。Avery与Hershey等人，为了探究出生命的奥秘，开始好奇到底是什么物质决定了生物的遗传与性状，从而设计了相关的实验来对拥有这一功能的物质进行了筛选与研究，最终确定了DNA属于遗传物质。而后来的科学家例如Watson、Wilkins等为了进一步探索出DNA分子的基本机构，因此设计实验发现了DNA是一种双螺旋空间结构的物质，成为了生物学生命科学领域最重大的发现之一[5]。再如在对细菌杂交内容进行教学时，可以介绍Lederberg和Tatum发现转导现象的曲折实验经过，让学生在对生物知识加以掌握的基础上，通过了解这些科学家的有趣故事来提升学习生物的兴趣，并学习科学家身上的宝贵品质，促进科学素养的提高。

2.从实验的过程出发，培养学生用科学方法解决问题的能力

生物学具有多种分支，例如形态学、解剖学、生命科学之类的分支学科。其中解剖学等只需要通过观察或者看图就能够得出相应的结论，而生命科学所涉及到的知识就必须要设计一系列的实验来加以证明，单单从结果上来看是很难对知识进行全面了解的，因此实验过程是非常重要的。随着现代信息技术与多媒体技术在教育领域的推广，当前许多实验可以直接以图片、视频、幻灯片等方式放映出来，从而让学生了解实验的操作步骤并得出相应的结论。

例如，在对分微生物学课程的教学中，关于Meselson和Stahl的大肠杆菌DNA复制是一种半保留复制的结论，如果不对实验过程加以了解，是很难对这一较为抽象的结论有进一步的认知[6]。因此在教学过程中就需要对相关的“密度梯度离心实验”加以了解，通过对实验过程与操作流程的观看，能够让学生对DNA条带在离心试验中出现分层现象以及分层之后意义有更加深刻的认识，并学会利用科学的思维方法来对生物现象加以剖析与探索。

3.从实验的结果出发，培养学生的科学推理能力

科学推理能力，也相当于学生的创新能力，即根据从实验结果中所分析出来的相关知识对未知的生物现象进行推理与研究。在初高中生物教学中，由于学生生物学基础知识不够牢固，因此在教学中一般是由教师直接告知结论，达到应付考试的目的的就行。在这种机械的教学方法中，学生的思维能力与分析能力得不到提升。因此在高校教学中，鉴于学生的知识结构已经基本完善，就需要进一步培养其创造型思维。教师要有意识地引导学生自行利用所学过的知识对实验结果进行分析，并得出新的理解，从而培养其推理能力与创新能力。

例如，在分子生物学中的大肠杆菌蛋白质起始过程中核糖体大小亚基和三种翻译起始因子的作用加以证明，由于现有科技水平的限制，很难直接利用相关的实验设备对亚细胞与分子水平上生物大分子结构与运动进行观察。因此只能够从现有的结果上来进行推断，以列表的方式判断起始因子IF3能够使mRBA与核糖体30S亚基相结合，起始因子IF2能够使fMetyRNAfmet与核糖体30S亚基相结合[7]。

4.从实验设计出发，培养学生独立进行科研的能力

实验能力的提升是研究型教学的一个重要目的。对于高校生物专业的学生来说，实验设计能力是其必须具备的能力，也是创新能力的体现。实验设计要求学生具备加成的基础知识以及相应的实验技能，这样才能使实验设计更为合理。因此在教学过程中，教师应当引导学生利用已学的知识应用到实践中。

例如在基因工程课程的教学中，教师可以要求学生自行制定研究目标与研究方案，来实现对DNA的操作和蛋白的鉴定。在这一任务中，可以让学生分组合作，通过同学之间的交流与合作获得更多的新知识与新观点，并促进合作能力的提升。在实验设计的过程中，学生需要结合所学知识来考虑该实验的合理性与可行性，这样能够加强对固有知识的理解与应用，从而提升教学的效率，培养学生的创新能力与独立进行科研的能力。当实验方案设计完成之后，再由教师进行验收，指出方案中的不合理之处，并引导学生进行修改。对于优秀的设计方案，教师可以帮助学生申请相关的科研项目，让学生的科研能力能够得到进一步的提升。

四、结语

在教育现代化的新形势下，培养专业型的应用人才已经成为了各大高校的教学重点。对于生物这种具有专业性的自然科学，更应该以培养学生的科研能力与创新能力为教学目标，而研究型教学正是符合了这一要求。通过研究型教学，让学生在教学过程中学会从问题的提出、实验过程、实验结果以及实验设计等方面出发，培养其对实验的设计与操作能力，进一步提升科学素养，为培养专业的生物研究人才奠定基础。

[1]江来登.大学研究型教学的理论思考[J].湖南第一师范学报,2009,04:27-30.

[2]赵玉宏.研究型教学在生物学科教学中的探索与实践[J].中国现代教育装备,2009,01:67-69.

[3]邢万金,莫日根,苏慧敏.生物学教学中研究型教学方法与内容的探索[J].遗传,2014,07:732-738.

[4]陈侃,丁妍,王颖.研究型教学的行为分析——基于复旦大学的课堂教学观察[J].复旦教育论坛,2012,04:26-30.

[5]高旭,姜成哲,崔明勋,王妍,赵鹏.研究型教学模式在分子生物学教学过程中的应用研究[J].安徽农业科学,2014,34:12380-12381.

[6]邢万金,莫日根,苏慧敏.生物学教学中研究型教学方法与内容的探索[A].中国遗传学会.2014全国遗传学理论与实验教学研讨会会议手册及论文集[C].中国遗传学会:,2014:1.

[7]袁成福,李志红,彭帆,肖方祥.研究型教学模式在《生物化学与分子生物学》课程中的探索与实践[J].教育教学论坛,2016,18:146-147.

（作者单位：阿坝师范学院）