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半自助式教学在生物工程的应用

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一、“半自助式”教学模式的提出背景

(一)“传递———接受式”教学模式的优点与不足

“传递—接受式”教学模式以赫尔巴特的四段教学法为理论依据,以讲授法为主要教学方法,以班级授课制为主要教学组织形式。其优点是可以使学生掌握系统的学科知识,掌握课程的重点和难点;能使学生在短时间内接受大量信息,教学效率较高;能够充分发挥教师的主导作用,课堂组织管理较为容易。“传递———接受式”教学模式虽然有诸多优点,但其不足也是很明显的。首先,简单的“灌输式”或“填鸭式”教学容易导致学生对知识的理解只停留在表面上,缺乏深刻理解,因而不易真正地掌握和运用所学知识。其次,对全班学生按照同一进度和要求进行教学,不利于照顾学生的个别差异,不利于因材施教。再次,教师主导的课堂,学生的主体地位难以发挥,学习独立性和内在潜力受到压抑,从而导致学生的参与意识较差,学习兴趣不高。第四,学生不能及时地学以致用,不能很快将所学知识与工程问题联系起来,导致理论与实践的脱节,不利于学生工程素质的培养。第五,在“传递———接受式”教学模式下,教师占据课堂的舞台,学生只是接受结论性的知识,而对知识的产生过程缺乏了解;学生“单兵作战”,缺乏合作交流的机会和平台,这不利于学生查阅资料和获取信息的能力、团队协作意识的培养。

(二)“自助式”教学模式的优点和不足

随着网络技术的发展与应用,一些学者提出了“自助式”教学模式,并被很多高校应用于教学过程中。“自助式”教学模式是指以杜威的教育哲学为指导思想,以“学生中心”为价值取向,根据学生的兴趣,依靠学生自己或通过同学间互助来实现学习的一种教学模式。其优点是能够克服“传递———接受式”教学模式的不足,培养学生自主学习能力、独立思考的能力、探究创新能力、分析和解决问题的能力以及相应的工程实践能力,提高学生学习兴趣,发展学生的个性与创造性。其不足表现为:缺乏教师或学习团队督导,效率不高;学生经验和知识储备不足,难以抓住基础知识的重点,难以掌握系统的学科基本知识。

(三)“半自助式”教学模式的提出

在信息社会,教师已经不是知识的唯一拥有者,学生也不再是单纯的知识接受者,师生双方的角色都发生了巨大的变化,传统的“传递———接受式”教学模式也必然面临严峻的挑战。另外,由于工程技术人才是面向行业的实用型人才,对实践能力和解决问题能力要求较高,而“传递———接受式”教学模式在这方面的乏力更加凸显了教学改革的必要。然而,学生毕竟是“未完成者”,教师仍然是教学的主导者,“自助式”教学在传授知识上的不足,使之注定只能成为教学的辅助模式。正是如此,以教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”试点单位———内蒙古工业大学生物工程专业工程技术人才的培养为研究对象,针对该类人才培养的特点与实际需要,在充分了解学生基础知识储备和实践能力的前提下,比较分析传统教学模式和自助式教学模式的优缺点,在充分吸取“传递———接受式”教学模式与“自助式”教学模式优点的基础上,对教学方法、教学组织形式进行优化组合,提炼适合该类人才工程能力培养的方式方法,应用于8门专业课教学中。经过十余名教师八年多的教学实践探索与经验总结,提炼出一套新的教学模式,因该教学模式是在传统的教师课堂讲授模式与学生自助学习模式基础上优化建立的,故命名为“半自助式教学模式”。

二、“半自助式”教学模式的涵义和特点

(一)“半自助式”教学模式的涵义

“半自助式”教学模式由“传递———接受式”教学模式和“自助式”教学模式两部分组成,但又不是简单叠加。在“传递———接受式”教学模式阶段,引入“思维导图”组织教学,教师主要运用讲授法,对课程的基本概念、基本原理和基本流程等基础知识进行大班授课,提高学生学习效率,为学生的知识迁移打下良好的基础。在“自助式”教学模式中,教师综合运用实验法、实习作业法、自学辅导法等教学方法,采用小组教学与个人教学相结合的教学组织形式,通过过程监控和细化考核,引导学生综合利用自主研发的工厂仿真系统、设计及研究平台、图书馆文献资源,完成基础知识的扩展及应用,熟悉生产工艺等实践环节。在该模式下,学生根据自己的兴趣,以个体或学习小组为单位,选择一个具体工程问题,将教师讲授的基础知识应用于解决具体工程技术问题之中,学习结束后,通过总结成果、撰写学习报告、制作ppt课件向全班师生进行成果汇报和交流。综上,我们将“半自助式教学模式”定义为:在课堂教学过程中,以教师传统讲授为主,以学生自助学习为辅,两者相辅相成、紧密结合的一种教学模式。

(二)“半自助式”教学模式的特点

第一,在理论基础方面,“半自助式”教学模式采纳赫尔巴特“四段教学法”的合理成分,吸收杜威“学生中心”的教育哲学,借鉴现代人本主义“非指导性”教学理论和建构主义的认知结构教学理论,博采众家之长,有效结合了传统教育理论与现代教育理论的精华。第二,在教学目标方面,“半自助式”教学模式不仅关注学生学科基本概念、基本原理的系统掌握,还注重学生获取信息能力、解决具体工程问题能力、协作能力、语言及文字表达能力的培养,重视学习兴趣的提高和学习态度的校正。第三,在教学方法方面,“半自助式”教学模式根据不同的学习内容、要求和工程技术人才的培养目标,综合运用讲授法、讨论法、实验法、实习作业法和自学辅导法,加深学生对知识的理解和内化,提高学生的知识应用能力,激发学生的兴趣,调动学生的积极性。第四,在教学组织形式方面,采用班级授课、小组教学和个别教学相结合的方式,发挥班级授课制的效率优势、小组教学的协作优势和个别教学的差异性优势。另外,半自助式教育模式还重视面授教学与远程指导、课堂教学与现场教学的有机结合,充分发挥公用信箱、QQ群等新交流平台在学生学习交流、指导中的作用,鼓励学生深入生产现场,了解生产实践,增加直观感受。第五,在设计原则方面,“半自助式”教学模式以分层递进、主体性、协作性、民主性、开放性为设计原则,对于基础知识的学习采用“传统”教学,对于具体工程实例采用“自助式”教学,落实学生的主体地位,重视学生间任务驱动型的协作,尊重学生的想法和见解,构建多元开放的学习平台。

三、“半自助式”教学模式的应用

(一)应用范围

“半自助式”教学模式在内蒙古工业大学生物工程专业工程技术类本科生课堂教学中得到实质性具体应用,其应用课程及参与教改实验的学生范围有:校级精品课程“生物工艺学”8届16个班,480余名学生;自治区级精品课程“生物化学”5届10个班,300余名学生;自治区级精品课程“微生物学”7届14个班,400余名学生;校级精品课程“生物分离工程”7届14个班,400余名学生;校级精品课程“发酵设备与工厂设计”3届6个班,200余名学生;“免疫学”4届8个班,300余名学生;“生物反应工程”2届4个班,100余名学生;“生物制药学”3届6个班,200余名学生。

(二)实施方案

在该模式实施过程中,我们分别在传统教学模式与自助式教学模式,将教师与学生的教学任务做了明确分工,并根据学习进度将自助式教学模式分成前中后三个阶段,每个阶段中明晰了教师与学生的主要任务和具体做法,最后给出考核程序与方式,并对考核内容进行细化,划定分值,使该教学模式具有很强的操作性。“半自助式”教学模式考核计分标准:本考核分两个阶段,共100分,分别是:“传统教学模式”阶段65分,“自助式教学模式”阶段35分。在“传统教学模式”阶段,笔试成绩50分,主要以基本概念和基本原理等基础知识的掌握为主要考核内容,考核中加大综合题目的命题比例;平时成绩15分,以考勤、学生参与和使用“思维导图”情况为主要考核内容。“自助教学模式”阶段35分,其中成果质量占25分,以成果内容是否完整系统以及成果深度、成果连贯性、语言与撰写报告格式和其他特色为主要考核内容;成果交流占10分,以成果交流过程中PPT的制作质量如何、讲解内容是否重点突出和精炼、讲述时表达是否流畅、思路是否清晰、语言是否简洁、是否具有感染力,是否具有其他特色等为主要考核内容。

四、“半自助式”教学模式的应用效果

经过多位专业课教师的密切配合和努力探索,半自助式教学模式在内蒙古工业大学生物工程专业课程教学过程中发挥了重要作用。同时,对本学院的其他专业课教学起到了重要的带动作用,为学院“卓越工程师教育培养计划”的试点提供了有益的借鉴。该教学模式实施后的具体效果体现在:

1.促进课程建设。该教学模式促进了内蒙古工业大学承建的自治区级精品课程《生物化学》和《微生物学》的建设,也促进了校级精品课程《生物工艺学》、《生物分离工程》和《发酵设备与工厂设计》的建设工作,带动《免疫学》《生物制药学》《生物反应工程》等相关专业课程建设,同时,为化工学院“卓越工程师教育培养计划”的课程教学提供参考。

2.提高学生学习兴趣和培养工程技术能力。该教学模式的有效实施,为学生打造了适合自身特点的学习平台、基础知识应用平台,使学生有兴趣和动力去探索和研究工程技术问题,提高了学生的工程技术能力。具体表现为:有效地激发了学生的学习兴趣和动力,学生出勤率和学习积极性明显提高;学生在毕业设计中表现出较好的工程素质;考取研究生比例提高,学生参加工作后工程实践能力较强,企业反馈较好。

3.获得学生普遍认可。在实施半自助式教学模式的班级中,我们发放调查问卷376份,收回351份。根据调查,98%以上的学生认为该教学模式加深了学生对基本概念与基本理论等基础知识的掌握,帮助学生构建了所授课程的完整知识体系,提高了学生分析解决具体工程技术问题的能力,激发了学生的学习主动性和积极性,增强了学生的团队意识和协作精神,促进学生借助网络系统和仿真系统等工具完成课程学习,达到了学生基本工程素质培养目标。学生一致认为,该教学模式在课堂教学中产生了良好的效用,愿意参与这种教学模式下的教学改革和课程学习。

作者:刘占英李永丽李利军黄惠娟周文学刘丽华张冬艳单位:内蒙古工业大学化工学院内蒙古工业大学高等教育研究所

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