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生物科學專業導論論文優選九篇

時間:2023-04-11 17:29:59

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生物科學專業導論論文

第1篇

關鍵詞:生物技術;課程建設;教學改革;學分制

學分制既是一種教學管理制度,也是建立在學生學習自由基礎上的一種教育理念。學分制有完全學分制和學年學分制之分。目前,我國普通高等院校多數實行的并非完全意義上的學分制,而是學年學分制。隨著我國高校不斷推進的教育體制改革,許多高等院校的教學管理模式由以往學年制向學分制轉變。與學年制相比,學分制下學生可根據自己的專業興趣自主選擇所修課程,因而較學年制有較大進步。為此,臨沂大學自2008年開始全面實施學分制改革,推進課程的小型化建設,并制訂相應的本科培養方案。

一、生物技術系列課程組成及課程開設簡介

生物技術系列課程是臨沂大學生命科學學院在生物技術專業開設的專業方向課程,其系列課程主要包括《基因工程》、《發酵工程》、《細胞工程》、《酶工程與蛋白質工程》及《生物技術大實驗》等。通過系列課程的學習,使學生掌握基因工程的基本原理和實驗方法,掌握生物技術各項技術和成果在發酵菌種選育改良、細胞培養、酶制劑研發、蛋白質改造等領域的應用;熟悉現代生物技術在農作物改良、新品種培育、疾病診斷和治療、新藥研發等領域的重大作用。通過綜合性的生物技術大實驗的設置,培養學生的自主學習、自主設計和創新能力及實驗操作技能,拓寬學生的知識面及專業技能,為以后的專業實踐學習及畢業后走向生命科學相關專業的工作崗位打下基礎。2004年,《生物技術導論》作為一門綜合性課程首先面向生物科學和生物技術兩個專業開設。后來隨著學科的發展、師資力量的壯大以及實驗室建設的日益完善,2006年,生物技術專業的《生物技術導論》擴展為《基因工程》、《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》四門課程,并開設相應的實驗,充分體現生物技術及其下游應用特性。而生物科學專業繼續以《生物技術導論》的綜合形式開課,作為本專業的方向選修課。

二、學分制下生物技術導論系列課程的教學改革

1.教學內容改革實踐。①教學大綱的制定及授課學期的安排。由于生物技術系列課程具有涉及學科多、實用性較強、與實踐結合緊密的特點,其基本理論和應用研究一直是非常活躍的領域。學分制下,教學大綱的制定應結合專業特色,將課程小型化、精致化。因此在課程內容選擇上,我們精益求精,在制定教學大綱前,生物技術系列課程教學團隊共同討論,集體擬定教學大綱,充分結合專業的特點和定位,結合培養方案,既能體現學科特色,達到培養目標,又避免內容重復。生物技術專業的《基因工程》、《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》的理論教學大綱和實驗教學大綱分別制定,為了突出實驗技能訓練,各門課程理論教學和實驗教學實行1∶1的學時設置,各32個學時(共3學分)。生物科學專業制定《生物技術導論》教學大綱,實行模塊化教學,實驗方面開設綜合性的“生物技術大實驗”,根據教學內容,理論學時為48學時,實驗學時32學時。在學期安排上,生物技術專業在第四學期開設必修課《基因工程》及其實驗,第五學期開設《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》等系列選修課程,學生可以根據自己的興趣和學分情況進行選課。對于生物科學專業,在第五學期開設《生物技術導論》和《生物技術大實驗》,既能與前面學科銜接,又能為后面的考研、就業提供理論知識和實驗技能訓練。②教材建設。教材建設必須以服務人才培養為目標,以提高教材質量為核心。學分制的實施和教學計劃的調整,教材建設需走在前列。本課程在選擇教材時優先使用近5年內出版的“面向21世紀課程教材”和“國家‘十一五’規劃教材”。以這些教材為基礎,設計教學內容,編制教學講義,實現立體化授課,同時指定幾本相關教材作為參考書,并利用專業網站進行課外學習資源。2.教學方式的改革實踐。①采用多元的課堂教學形式,提高課堂教學效果。教學方法的選擇和組合,要同教學內容、學生的特點及教師自身運用教學的能力聯系在一起。傳統的課堂教學形式主要是以教師單向授課為主,學生多為被動聽課。為啟發和調動學生的學習積極性,應根據生物技術系列課程的特點,選擇不同的教學方法。對于理論性強、內容抽象的知識采用講解—教授式,如《基因工程》中基因工程操作的基本過程、目的基因的克隆和篩選等內容,通過教師的精心編排,盡量使抽象問題具體化、繁雜內容簡明化、同類問題規律化,便于學生理解和接受。而在講基因治療時,采用問題—探究式的教學方法,教師在課堂教學中穿插啟發性問題,運用引趣、設疑、類比、聯想等方法能刺激引發學生的學習興趣與思考,也加強了師生之間的互動。例如,在講基因治療的作用時,先舉一個乙肝病毒的例子,提示例子關鍵性,提出怎么辦,讓學生在教師的啟發誘導下,主動積極獨立地思考,使學生分析問題和解決問題的能力得到較快提高。翻轉課堂是學生學習自主性和師生角色轉換的重要體現。在教學過程中,讓學生自由組合成學習小組,結合本組成員的興趣,自主選擇一個主題,調查研究,查閱文獻,在課堂教學期間走上講臺為大家講課,以此進一步培養學生的自主學習能力及表達溝通能力,增加師生之間的理解互信。對于一些較容易理解的內容,采用自學—輔導式教學方法,對于學生認知前提較好的內容,先由學生自己看教材,總結筆記,針對普遍問題和教學大綱要求講解,然后歸納總結,使學生閱讀教材的能力、邏輯思維能力、歸納總結能力等方面受到實際鍛煉,掌握自學方法,讓學生自主學習。②充分利用現代化教學手段。生物技術系列課程內容具有信息量大、抽象、應用性強的特點,如果使用傳統教學手段,學生很難深刻理解這些內容。而使用媒體、影像資料等現代化教學手段,可以在有限時間內提供給學生最大的知識信息量。如基因工程中限制性內切酶、載體、重組DNA構建、PCR的原理等內容,比較抽象,學生理解比較困難,在講授的基礎上配以動畫演示,把這些要素的應用展示給大家,生動直觀形象地加深學生的理解程度。③改革實驗教學,強化學生動手能力。如科學安排實驗內容,根據學生反饋信息,調整實驗指導方法、改革試驗考查方式,促進教學質量的提高,著重考核學生分析解決問題的能力。在實驗安排上主要分為3個層次:基礎型實驗、設計與綜合型實驗和研究型實驗。通過基本實驗技能訓練,掌握基因工程最基本的實驗技術及操作方法;掌握常規儀器設備原理及應用,培養數據處理和表達實驗結果的能力。通過綜合實驗培養學生多實驗方法手段綜合、多途徑信息獲取,以及科學分析推理的綜合實驗能力和獨立操作、解決實際問題的能力。通過設計實驗,使學生能在教師指導下正確的進行實驗設計,按自定實驗方案操作、觀察,獲得實驗數據,正確分析結論及解決實際問題。研究型實驗是將最新研究成果引入到實驗教學中。引入科研、教改成果,使實驗內容與科研應用項目密切聯系,充分體現基礎與前沿、經典與現代相結合。如綜合型實驗“大腸桿菌感受態細胞的制備、轉化與篩選”中,將以前單一分散的三個實驗,按照其內在聯系組合為綜合性實驗,不但使學生學到了感受態細胞制備方法、LB培養基的制備、質粒DNA的轉化與篩選等3種基本實驗技術,更重要的是使學生在掌握基本技術的同時,培養學生對基本技術和方法綜合運用的能力。發酵工程實驗中帶領學生親自操作發酵罐生產酸奶、米酒等產品,既掌握了發酵罐的結構,還體驗了生產產品的樂趣。細胞工程實驗中讓學生自己取材,進行植物組織培養,觀察植物是如何從一個愈傷發展成為一個完整的植株,體會植物細胞全能性的概念。

三、教學改革所取得的成效

在學分制指導下,通過對生物技術系列課程的教學改革,提高了學生選課的自主性,大大激發了學生對生物技術相關課程的學習興趣。在酸奶發酵和米酒發酵實驗中,學生體會到生物技術并不是深不可測,在蛋白質改造和基因工程藥物設計中,在顯微注射和動物克隆原理和技術的學習中,學生認識到現代生物技術的博大精深。在實驗課中,學生根據自己掌握的專業知識積極設計自己組內的實驗方案,并順利完成一種植物的組織培養、完成酸奶制作和米酒釀制,實驗結束后,學生們在實驗報告的結尾都寫出了自己的實驗心得,體會收獲的快樂。在教學互動環節,鼓勵學生走上講臺,講授自己所撰寫的課程論文,通過此環節的鍛煉,學生的總結及自我表達能力得到了提高。在教學過程中我們還注重學生科研能力的訓練,先后申請了如“創新實驗設計探究鹽脅迫下納離子對小麥種子萌發和幼苗離子毒害效應”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工藝的研究”、“玉米等主要農作物的抗逆性研究”等多個國家級和校級大學生創新基金,實驗“葉用芥菜和白菜型油菜之間體細胞雜交體的RAPD鑒定”參加第十二屆“挑戰杯”山東省大學生課外學術科技作品競賽并獲得三等獎。目前生物技術導論申報校級特色課程,正在建設中。近幾年的教學實踐顯示,教學改革效果良好,并符合新世紀高等教育培養高素質現代生物技術人才的需要。

參考文獻:

[1]江天肅,張洪波,楊軍,等.關于完全學分制的思考[J].現代教育科學,2009,(6):6-8.

[2]戴小珍,王蘭,李紅《.生物技術導論》課程特色教學模式的探索[J].課程教育研究,2012,(10):166.

[3]張惠展.基因工程[M].第二版.北京:高等教育出版社,2010.

第2篇

為迎接更全面的生命科學的發展,提高生物科學專業學生適應學科發展的需要的能力,我們學院專門開設了針對生物科學專業的限選課程――蛋白質化學與蛋白質組學。本課程在介紹蛋白質化學基本內容的同時,兼顧學科發展動態,使學生掌握蛋白質組學的基本理論、基礎知識、主要研究方法和生物信息學在蛋白質組學及蛋白質工程方面的應用及典型的研究實例,力求增長生物科學專業學生的專業知識與技能,為完成畢業論文設計及今后從事生命科學相關工作打下堅實基礎。課程開課幾年來,筆者及同教研室課題組對蛋白質化學與蛋白質組學課程的教學理念、教學內容、教學方法,教學效果評價方式進行了積極的實踐與探索。

一 教師本身要努力提高教學質量

蛋白質化學與蛋白質組學的授課對象是生物科學專業本科三年級的學生。該階段的學生面臨畢業論文設計及準備考研兩大難題,對此,本課程的教學目標應該是養成學生的科研思維,提高實驗設計水平,培養其動手能力。這就要求教師必須更新教育理念,改變以往理論課單向授課的方式,要認識到此時的教學課程必須以學生為中心。因此,教師在精心準備教案講義,認真制作多媒體課件的同時,應當思索如何靈活地運用各種教學方法,引導學生的興趣,并使學生參與到教學過程中來。提高教師自身的理論水平和科研能力,改革教師課堂教學方法和教學結構,認真研究學生的認識規律和學習方式,培養學生的學習興趣,充分調動學生的主觀能動性是提高教學質量所必需的。在教學過程中,教師扎實的理論基礎、豐富的科研經驗、熟練的實驗操作水平是引導教學成功的先決條件。

二 教學理念要轉變,教學方式要靈活

“以學生為中心,以能力培養為導向”這一理念近年來備受教師關注和學生歡迎[2]。這一理念強調由教師引導,確定教學目標,學生為中心和主導,根據教學目標,主動收集整理資料,自主探究相關知識,發現問題,分析問題,解決問題,最后由教師總結,將學習的主動權真正交還給學生。這樣,教師與學生在發現分析解決問題的過程中,各自完成教學任務,效率和認知度遠超過以往單向的教授方式。

由于該門課程為限選課,選課學生維持在25~40人左右,因此,教師從備課開始就應以靈活的方式與學生去溝通。在課堂上,我們在進行多媒體教學的同時,增加與學生的互動,及時掌握學生的興趣點與理解程度,可以充分調動學生的積極性。實踐證明,教師更新教學理念,提高教學質量,對于端正學風,提高學生的積極性有著積極的作用。

生命科學是一門實踐性很強的科學,因此理論與實踐相結合是完成教學任務的必經之路。因此,筆者根據課程的教學內容和學生的理論水平及興趣點,經常開展各種課間討論,促進學生深刻并靈活地掌握知識。筆者常采用以下方式:首先,生命科學是一門發展迅速的科學,與醫學、社會學等學科有交叉,且與我們的生活生產密切相關。因此,靈活地舉例對于培養學生的學習興趣顯得十分重要。例如,北京蛋白質組學研究中心是我國蛋白質組學國家重點實驗室,作為國際人類肝臟蛋白質組計劃實行總部,目前該中心已成功鑒定人類肝臟蛋白質13000余種,并繪制了高可信度的肝臟蛋白質互作圖譜,發現了58種潛在的肝臟疾病候選基因等。像常見的脂肪肝、肝炎病毒感染、肝癌癌變及轉移等標志蛋白質陸續被發現,為今后肝臟相關疾病的預防及治療打下了堅實的基礎。通過這一舉例,既能夠增強學生對蛋白質組學的認可度,且因為該項目為我國自主研究項目,能夠為學生提供今后科研的方向,也能增強學生的科研信心。其次,安排學生參加教學實驗或科研實驗,引導學生有意識地學會科研思維,激發學生學習興趣,培養其分析問題和解決問題的能力。例如,通過讓學生參與筆者主持或參與的科研課題,了解科研實驗的實施過程,在此過程中理解并掌握所學知識。再次,指導學生進行實驗設計和科研設計,培養其科研能力。例如,讓學生根據需解決的科研問題和掌握的實驗方法等,指導其通過參考文獻等方法進行初步的實驗設計及課題研究報告的撰寫。近年來,筆者已指導學生撰寫科研課題研究報告多項,并獲學校及學院立項,極大地提高了學生的信心和興趣。此外,為了提高課程的實用性,提高學生的動手能力和解決問題的能力,筆者所在學院開設了開放實驗課程,我們鼓勵學生主動地進行實驗設計,習得相應的實驗技能。

三 考核方式和教學效果評價方法要改進

高校的選修課程普遍采用平時成績和期末成績綜合評價的方式進行考核。以往的課程其平時成績部分通常以出勤率或者答題的方式為參考,對于評價學生的學習效果并不適用,而期末成績僅憑一張理論考試試卷也難以評價學生的科研思維和能力。生命科學是一門實踐性很強的學科,而蛋白質組學的教學目的,是通過本課程培養學生的科研思維,培養學生的科研能力。因此,在考核方式上,也應當實施多種考核方式,綜合評價學生能力。考試方式主要由平時成績、綜述寫作及期末理論考試成績組成。以探究式教學方法教學,重點在于靈活地考查學生運用理論知識探究科學問題的能力。因此,在平時,我們讓學生以小組或個人形式,自由地進行發揮。如,進行課題設計,討論實驗思路,撰寫研究論文,演講PPT及答辯等方式進行評分,借此改變單獨理論考試的單一形式,建立更科學的多元化評價方式,引導學生進行探究式學習,注重對學生能力的培養。此外,綜述的寫作有助于學生形成對某一科研領域的綜合認識,期末理論考試主要考白質組學相關概念和理論的掌握程度,同時結合實驗分析題也可以一定程度上了解學生對某些重要蛋白質組學技術的掌握程度。

蛋白質化學與蛋白質組學這門課程作為生物科學專業學生的限選課程,在國內院校開得并不多,該課程在我校已開設多年,以探究式的教學方式為主要教學方法受到了學生的歡迎和肯定。對于需要進行畢業論文設計和今后即將進入醫院或科研機構的生命科學專業學生來講,這門課程在一定程度上讓他們初步形成了科研思維,并且得到了一定的訓練,對于今后進入實驗室有著較好的鋪墊作用。此外,畢業論文設計的指導老師也普遍認為學生具有一定的科研思維能力,知識較全面,因此也充分顯示了該課程教改的優勢和效果。

四 教師應當以身作則,培養學生求真的科學態度

偉大的教育家陶行知曾說:“千教萬教教人求真,千學萬學學做真人”。科研探索是用于發現問題、分析問題和解決問題的,在此過程中,需要對每次的實驗結果進行多次論證,力求結果的真實及科學性。孔子云:“其身正,不令而行。其身不正,雖令不從。”因此,教師自身良好的教學態度和科研精神起到了楷模示范的作用。由于學生理論及實驗水平有限,在課外指導學生進行實驗設計或論文撰寫時,教師必須直接參與并監督實驗的實施與完成,在此過程中,教師需要一絲不茍,嚴謹求真,堅韌不拔,同時,也應嚴格要求學生在實驗前做好各項準備工作,實驗過程中規范操作,對實驗結果進行獨立思考和分析,杜絕造假及人為疏忽。

在處理與學生的關系時,一定要真誠平等,這一點十分重要。教師傳授知識,學生學習知識,師生關系融洽是完成教學任務的一項重要保證。教師如能自律,一絲不茍,真誠平等地對待每一位學生,那么學生也會以真誠的態度對待課程,如此才會有良性循環。

綜上所述,蛋白質化學與蛋白質組學的教學過程中應時刻把握“以人為本,以學生為中心”的教學理念。將探究式教學方式貫穿課程的教學過程,能夠提高學生的科研思維和創新能力,在此過程中,學生自主或相互合作,與教師共同參與教學過程,激發了學生的學習興趣,充分地調動了其主觀能動性,因而直接提升了教學質量,對于面對即將進行畢業論文設計,即將考研或即將實習的生物科學專業學生而言,受益匪淺。

當然,該門課程屬于新開課程,碰到許多難題。首先,在教材的選擇上,我們選擇很久,教育部沒有正式出版的專門針對蛋白質化學與蛋白質組學的規劃教材,因此,我們選擇何華勤主編的《簡明蛋白質組學》作為授課教材,該書內容全面且簡明扼要,并以利布萊爾主編的《蛋白質組學導論――生物學的新工具》、Wilkins主編的《蛋白質組學研究:概念、技術及應用》為參考書要求學生閱讀。第二,學生前兩年以修學分為主,理論課程較多,實踐時間較少,因此對本課程很多稍微復雜點的實驗內容,如親和柱層析、DIGE等缺乏深刻理解;此外,課程中講解到的各種實驗儀器,如雙向電泳系統、質譜儀等由于價值不菲,對本科生的開放程度有限,因此,學生即使掌握理論,但無法形成深刻認識;最后,生物信息學內容專業復雜,學生的認知度與課程要求有落差,限制了教學的效果。但是筆者與同課題組成員課余開放本研究所現有的雙向電泳平臺,力求為學生創造條件。

生命科學學科發展日新月異,高校人才培養觀念和體系也要不斷與時俱進,教師需要不斷修正教學方案,及時總結教學規律,才能提高教學質量,這樣才能真正做到以學生為中心,以能力培養為導向,努力而有效地培養出適應社會和經濟發展需求的生命科學學科專業人才。

參考文獻

第3篇

關鍵詞:非生物類專業;生命科學導論;教學改革

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)17-0073-02

聯合國教科文組織21世紀教育委員會報告強調教育必須是完整的教育,只有完整的教育才能培養更多具有完善知識結構、滿足科學創新、符合社會發展需要的高素質人才[1]。生命科學教育是素質教育的重要方面,2005年教育部高校生物科學與工程教學指導委員會制定了非生物學類專業生物學基礎課程教學基本要求,建議非生物類專業學生生物學普及教育的核心課程為《生命科學導論》課程[2]。但是,生命科學的研究內容涉及面寬,對教與學都是一種挑戰,如何在教學組織、教學體系優化和教學過程綜合化等方面開展《生命科學導論》課程教學是目前教育領域內面臨的主要難點。因此,作者對非生物類專業學生生命科學素質教育進行了一定的探索與研究,結合幾年來對非生物類專業學生進行《生命科學導論》講授的體會和感受,談幾點認識。

一、開設《生命科學導論》課程的重要性

《生命科學導論》是面向高校非生物類專業學生的一門綜合性教育課程,旨在促進大學生不斷提高對現代生命科技的認識,激起對生命科學熱點問題的興趣,加深對科學交叉、滲透、融合的理解,激發探索和創造激情,樹立正確的自然觀、世界觀和價值觀,增強社會責任感和社會適應能力。隨著生命科學的發展,《生命科學導論》課程開設是非生物類專業人才培養的重要內容,逐步改變著高校基礎教學的結構體系。2002年國家教育部專門發文件積極促進非生物學專業本科生生物教學的實施,要求具有“國家生命科學與技術人才培養基地”的高校必須面對全校非生物學專業本科生開設《生命科學導論》課程,以培養交叉學科的研究人才,促進學生將專業知識與生命科學知識結合,產生新思路,開拓新領域,也為了提高本科生的綜合素質,增強學生的健康與環保意識[3,4]。所以,對非生物類專業學生開設《生命科學導論》課程具有積極的意義。

目前,全國很多院校對非生物類專業學生開設了《生命科學導論》課程相關的生物學素質教育課程[3,5-7],課程性質多樣化,在教學計劃實施中充分體現了非生物類專業教學的特色。我校結合實際情況也對非生物類專業學生開設了《生命科學導論》課程,制訂了具體的教學要求,使學生掌握生命科學與技術的基本常識、了解該學科的主要領域和進展,培養學生具備基本的生命科學素養。

二、教學內容的改革

鑒于非生物類專業學生的基礎層次參差不齊,不同專業的學生對生物學知識的需求也不盡相同[4,8,9],我們對教學內容進行了精選、整合,針對不同專業的學生設計了不同的教學內容。面向文科學生時,采用講座形式組織教學內容,主要以生命科學的熱點問題和發展方向為主,結合介紹基礎知識,使學生獲得必要的現代生命科學基礎知識,了解現代生命科學的新發展及其與人文科學交叉的趨勢,幫助學生樹立正確的現代生命科學觀,參與社會發展的決策。面向理工科學生時,教學內容側重學科交叉意識的培養,采用系統講授、部分自學的教學方式,以生命科學系統知識為主線,同時介紹生命科學領域內的最新進展,使學生理解、認識一些生命現象和過程,啟迪學生的跨學科創新思維。

另外,學生對部分教學內容缺乏興趣,如分類、形態、結構等生物學專業知識,因此提倡一些“開放性”內容由學生自學,激發學生思考與自學。同時,在教學過程中也應加強教學實踐環節,如組織學生參觀生物標本館、生物園地等基地,以開拓學生視野,加深學生對理論知識的理解。

三、立體化教材的建設

根據多年的教學實踐及其他高校相關方面的經驗,編寫了適合非生物類專業學生的教材《現代生命科學導論》。主要包括生命的物質基礎、生命的新陳代謝、細胞與細胞工程、生物體內的信號和傳遞、人體的防御系統、遺傳及其分子基礎、豐富多彩的生命世界、生物與環境、生物技術的發展與倫理問題等內容,從不同角度對生命科學進行全面、系統的介紹,體現了知識的系統性和科學性。

本教材具有以下特點:(1)考慮到非生物學類專業學生的生物學基礎較淺,內容編排由淺入深,力求形象生動、通俗易懂,可啟發學生思維,開闊思路。(2)從適合非生物專業文、理工類學生的教學理念與教學目標出發,選擇以生命基本特征為主線,以生命活動的重要方面為主題,綜合性地介紹生命本質,同時以生命科學的熱點理論、應用和問題為切入點,采取專題綜述、論證、探究等多種形式,在不同層次上啟發學生自主探索的興趣和開展深入思考。(3)在各章節內容后附上思考練習題,便于學生鞏固知識,加深理解。

四、多元化的考試方式

考試是測評學生掌握知識能力的必要手段之一,好的考試方式不僅能夠客觀全面地評價學生,且有助于提高教學效果。因此,我們增加了過程評價和發展性評價等多元化學生成績評定方法,以利于促使學生注重自身整體能力和綜合素質的培養提高[2]。通常采用平時考核(如專題演講報告、課堂討論和考勤等)、撰寫課程論文和期末理論考試相結合的方式,不但評價了學生參與教學活動的態度、完成作業的質量,又考查了學生對知識的了解和掌握程度,同時多元化的考試方式也增加了學生的學習興趣,減輕了學生的思想壓力,且避免了少數學生平時不學習,通過考前突擊準備獲得較高分數,導致課程成績不合理的情況發生[10]。

總之,為了提高非生物類專業學生的生命科學素質,在非生物類專業開設《生命科學導論》課程是新時期高等教育發展的需要,是歷史的必然。我們在改革、優化教學內容、教學方式等基礎上,建立了本校非生物類專業《生命科學導論》課程的教學體系,以期完善學生的知識結構、培養科學的思維能力,使學生發現學科間的交叉點,為今后的跨學科學習、研究奠定基礎,從而促進科學研究更好、更快的發展。

參考文獻:

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[2]宋怡玲,楊軍.“生命科學導論”課程體系建設與創新人才培養[J].高等理科教育,2006,(6):37-39.

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[4]王玉芳.開設《現代生命科學導論》公選課的探討[J].廊坊師范學院學報(自然科學版),2008,(3):20-21.

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[6]王國強,吳敏,丁鳴.非生物類專業生物學實驗教學改革實踐[J].實驗技術與管理,2005,(10):116-119.

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[9]段紅英,丁笑生.高校非生物類專業開設生物學課程的現狀及主要問題[J].教育教學論壇,2012,(45):121-122.

第4篇

關鍵詞: 環境生態學 課程建設 教學改革

我國經濟高速發展和人口快速增長,農業干旱,農村環境惡化,水旱災害頻發,對糧食安全、社會發展和人民提高生活品質構成威脅。生態環境保護已成為我國實現經濟社會可持續發展的重大制約因素。我們對生物科學與環境科學的交叉學科――環境生態學,在解決人與環境和諧發展方面作了實證性的探索。因此,通過課程改革不斷推進環境生態學課程建設就頗具現實意義。

一、環境生態學課程教學改革的意義

環境生態學是伴隨著環境問題的出現而產生、發展的綜合性學科,是一門運用生態學理論,研究人為干擾下生態系統內在的變化機制、規律和對人類的反效應,尋求受損生態系統恢復、重建和保護對策的科學。[1]環境生態學是高等學校環境科學專業和生物科學專業的理論基礎課,是環境科學與生態科學交叉滲透學科,并與其他學科廣為聯系,注重生態學基礎性的知識與原理在人類實踐中的具體應用。如生態位原理在農業立體種植養殖方面的應用,生態系統物質循環和能量流動理論對生態農業建立的理論支撐,群落生態學對實現生物多樣性的闡述和用生態學原理研究、規劃城市。但目前的《環境生態學》教材較多偏重于生態學理論的介紹和對生態系統的服務、管理,以及受損生態系統的修復功能表述。其對概念、內涵、原理、原則等內容涉及較多而對具體環境事件的實際應用較少。這就要求我們在進行課堂教學時對涉及本地區和學生的周邊事物給予重點關注。如雨水的資源化利用,解決當前的城市缺水問題和平衡城市的生態環境,農村的環境污染對糧食安全和村民居住環境的影響,如加拿大一枝黃花、鳳眼蓮等外來物種在中國的生物入侵,厄爾尼諾帶來的氣候災害,等等。這樣在生態學的概念、研究內容和研究方法進行簡單介紹后,就可讓學生通過自學生態系統的服務與管理、環境污染與環境評價等內容來理論聯系實際、書本知識與生產實踐緊密結合作一些調研,從而培養學生的實踐能力。對于實踐性為顯著特點的環境生態學來說,學生只有在實驗、野外考察中才能對自身周圍的環境生態獲取最為直觀、最為生動的認識。只有不斷深入地推進教學改革,不斷進行觀念更新、教學方法探索、考核制度修訂,才能達到使學生反思對生態系統的干擾及生態恢復問題,關注環境污染與生態系統的評價問題,以及受損生態系統的評估與修復問題。

二、以改革創新引領環境生態學課程改革

教學的本質就是文明的繼承與創新。教育的繼承指的是把人類已知的科學真理、生活常識轉變為學生掌握的知識。教育的創新指的是教師要引導學生將理論知識和經驗總結轉化為改在世界的實踐能力。所以,改革創新是教學的特質。環境生態學課程更要發揮改革創新的特性,不僅要鞏固教師在教學中的主導地位,而且要發揮學生的主動性;不僅要注重知識的傳授,而且要充分發揮學生思維的靈活性,以此來激發學生創造性思維的產生與學習潛能的挖掘。

1.在教學觀念上,教師要堅持學習,不斷轉變觀念,創設民主、平等、和諧的探索性教學模式。在課程教學中,教師要樹立以學生為中心的全新教學理念,強化教育的創新與服務意識,充分尊重學生的個性差異,以達到使學生在教學活動中通過自主探究式學習開發自身學習潛能和思維能力的目的。

2.在教學方法上,要強化理論教學的質量意識和實踐教學的開放意識,將學生主體地位體現到課堂教學和實踐教學的各個環節,從而使學生實現由“學會”到“會學”的轉變。根據課程內容的特點,教學法分為參與式和多層復合兩類。參與式教學法的核心是充分調動教師與學生在教學過程中的積極性,在民主、平等、和諧的教學氛圍中實現教師系統指導與學生能動學習的完美結合。教師應依據課程內容提出相關問題并指導學生有針對性地進行自學,然后在課堂上組織學生進行課堂討論,使學生發現問題并找出解決問題的方法。參與式教學法不僅能調動學生獨立思考學習的積極性,而且能提高他們分析問題解決問題的能力,進而通過主動學習達到拓展思維領域、鍛煉實踐動手能力的目的。[2]環境生態學課程內容實踐性強的特點要求在教學中采用應用多層復合教學法。環境生態學課程應用性強的特點要求有大量的實際材料作為教學支撐。因此,環境生態學課程應注重實驗指導式、野外直觀式等環節,以求理論知識與實踐應用、課堂教學與實驗教學的有機結合。

3.在教學考核上,建立和完善考核制度,以適應環境生態保護對應用型人才培養的需要。傳統考核方式以期終的筆試考核為主,這容易導致學生死記硬背、老師滿堂灌的教育弊端。因此,為適應新形勢,必須建立一套綜合化的考核體系。綜合化考核評定體系就是增大日常考核力度,即將傳統的一考定終身變為由日常成績、課程作業與課業論文和期末考試成績等諸因素組合成的綜合評定體系。其中,日常成績由考勤、學習態度、課堂作業及隨堂小測驗組成;課程論文一般在日常教學中根據實際情況實現。讓學生根據自己的興趣選擇相關生態問題并自擬題目,完成后向同學講解。課程論文主要根據其理解和完成程度評判;期末考試形式更加靈活,采取開卷、閉卷、口試、演講等多種形式,可以根據教學內容作不同選擇。論知識較多時選擇閉卷,應用方面較多時可以采取口試和開卷。總之,要通過建立綜合性的評價體系來達到科學評價學生的綜合能力、促進學生全面發展的目標。

三、結語

環境生態學直觀、生動的教學改革必將鍛煉學生發現問題、分析問題、解決問題的能力,從而樹立可持續發展理念和培養自覺保護生態環境的意識,從而造就具有生態意識和滿足社會可持續發展需要的專業人才。

參考文獻:

第5篇

[關鍵詞] 護理教育 英國護理 教育發展 教育體系 課程設置

伴隨著我國加入WTO,國外先進護理理念的傳播,國內護理人才市場對高層次、高素質護理人員的需求對我國的護理教育提出了更高的要求。了解其他發達國家的護理教育是發展本國護理專業的途徑之一。英國高等護理教育在教育思想、教學方法以及教學資源等方面都有其先進性,值得我們學習和借鑒。筆者就英國護理教育體系和課程設置作簡要介紹,以期從中得到有益的啟示。

一、英國護理教育體系

英國全稱為大不列顛及北愛爾蘭聯合王國,包括英格蘭、威爾士、蘇格蘭、北愛爾蘭。英國的護理教育具有悠久的歷史,其中,尤以1860年南丁格爾在英國圣托馬斯醫院建立 的世界上第一所正規護士學校對世界各國的護理教育影響最為顯著。她撰寫的《醫院筆記》、《護理筆記》等主要著作成為醫院管理、護士教育的基礎教材。由于她的努力,護理學成為一門獨立的科學。她的辦學思想也由英國傳到歐美及亞洲各國。目前,英國有180多所院校,500多所延續教育學院可提供護理本科、研究生等學位課程及學術類職業教育課程。

英國的護理學生入學,年齡要求必須是年滿十七周歲(在蘇格蘭則年滿十七周歲半),都必須完成英國11~12年的普通教育,GCSE課程,相當于我國的高二學歷。如果要報讀本科,必須參加2年制的A-Level考試課程,類似我國高考,某些特殊的科目必須要達到一定的級別,才能申請護理學習。學制分三年制專科、三到四年制本科兩種。本科學習內容更全面、課程評估要求更高,大多數學生都選擇專科,本科學生只占入學學生的十分之一。兩種畢業生畢業后均可成為國家正規注冊護士,而且待遇相同。英格蘭有文憑制和學位制兩種學制,而威爾士、蘇格蘭和北愛爾蘭則只有學位制。英國決大多數的院校(university, college)都提供護理專業的課程。其專業主要分為:成人護理專業adult nursing,精神健康護理專業mental health nursing, 兒童護理專業children nursing,部分學校還設有殘疾護理專業learning disabilities nursing。決大多數的院校在學習過程中,都提供醫院實習。

三年制護士畢業后,如果想繼續深造,有兩種途徑可供選擇:一是向學校申請獎學金,如獲準則留校繼續學習一年,拿到規定的學分后即 可被授予學士學位;另一種是先到醫院應聘作護士,工作一段時間后可申請由醫院資助的與你工作密切相關的專業培訓,時間一般是7~12個月。拿到規定學分后亦可拿到學士學位。在英國,大部分護士都擁有學士學位,還有很多護士攻讀碩士與博士研究生學位。

英國的護理教師都必須有雙學歷。護校畢業,有一定臨床工作經驗,然后申請與所從事工作密切相關的科目,本人申請獎學金后攻讀第二學歷,畢業后方可成為護校教師。

二、英國護理教育課程設置

英國護理教育的課程涉及廣泛,涵蓋了影響健康的生物、心理、社會、精神、文化、行為因素等各方面知識,包括專業知識,社會科學(如社會學和心理學),生物科學(如生理學和微生物學),健康促進學,通信與信息技術及科研方法,強調護理知識和臨床技能的有機結合。學生的理論學習和臨床實踐的時間各占一半,并且平均安排在三年內。學生一入校,就按自己的興趣選擇成人護理,兒科護理或是精神護理。護理學生在入學第一個月起,就開始到醫院實習,老師鼓勵護理學生用臨床所見去驗證所學的理論知識。學生可以學以致用,不會理論和實踐脫節。

第1年是公共基礎課程(Common Foundation Programme),介紹護理學的基本原理,內容涉及護理研究入門、護理理論、醫療衛生系統、護理技能訓練、 交流和溝通技巧、衛生和護理中的文化、法律以及倫理,論文寫作,還要學習人體解剖和生理學,公共健康等醫學課程。第2,3年學生則進入各自選擇的專業進行專科學習和培訓。大多數學生都選擇成人護理。成人護理以疾病為中心,學習病理、診斷、治療和護理知識,使學生能勝任從醫院到社區、從急診到重癥等護理工作,承擔照顧16歲以上的患者。課程包括成人護理的職業交流,成人持久健康的護理與管理,成人護理的安全與舒適,成人護理職業訓練,成人護理角色的多樣性等。兒童和精神護理也各有其側重點。兒童護理主要承擔有特殊需求的健康或體弱多病的患兒,其目的是促進兒童健康,減少疾病的發生并保護易感兒童。學生將在未來2年內學習兒童的發育和健康,急癥兒童護理,兒童護理學的藝術與科學,兒童護理的挑戰與選擇,新生兒的復雜性,兒童護理角色的多樣性等課程。精神科護士需要為來自社區和醫院的形形的精神病患者服務, 他們作為一個多類專業人士組成的團隊中一分子,在這個團隊中起著非常重要的作用。他們將學習精神健康護理的藝術與科學導論,精神健康和痛苦的起源和表現,精神健康護理的職業培訓與知識,精神健康的當代熱點問題,精神健康的擴展知識和技能等。

英國護理課程教學方法多種多樣,師生互動,以提高學生的學習興趣。常見有課堂講課、實驗室模擬護理、分組討論、案例討論,不同角色扮演、遠程網上教學,以及臨床導師指導下的臨床實踐。每門課程,都要經過不同種類的評估。評估方法有多種,主要有短文、報告、考試以及論文等。這些教學方法及評估方法的應用,在于調動學生自主學習能力,培養終生學習技能。

綜上所述,英國的護理教育體系和課程設置科學、合理,適應了當代社會發展的需求,體現了全新的教育理念,我們應該借鑒其護理教育的先進經驗,并結合我國的教育現狀及具體情況改變我國護理教育,使護理教育適應本專業的發展需要。

參考文獻:

[1]Nursing education: a statement of principles.2003.

[2]Robinson S and Griffiths P. Nursing education and regulation: international profiles and perspectives.2007.

[3]How to become a nurse or midwife.2009.

[4]Careers, Nursing and midwifery 4life.2010.

[5]英國護理職業教育概況.中國護理教育網.2010.

[6]我在英國做護士――一位旅英護士的成功之路.現代護理報,2004,4 (21): 3.

第6篇

摘要:生物信息學是較新的交叉學科,大部分文獻資料都是英文的,對學生的專業英Z能力要求較高,僅靠開幾門課遠遠不夠。應用驅動的生物信息學專業英語教學體系在大學英語和專業英語課程的基礎上,以應用為驅動和引導,以網絡資源查詢、專業軟件使用及專業文獻資料的閱讀及寫作為核心內容,使學生在課程設計、綜合實驗及科研等實踐過程中提高專業英語水平,收到了良好的效果。

關鍵詞:應用驅動;生物信息學;專業英語

中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)21-0232-02

一、前言

生物信息學是近年新興的一門交叉學科,其研究內容包含了生物信息的獲取、處理、儲存、分發、分析和解釋等在內的所有方面,它綜合運用數學、計算機科學和生物學的各種工具,來闡明和理解大量數據所包含的生物學意義(張春霆,2000)。與其他的生物學專業一樣,該專業要求學生掌握基本的專業英語閱讀和寫作能力;同時,由于是新興專業,其大部分專業資料,包括專業網絡資源、常用軟件和文獻資料等大都是英文,并且對生物學、計算機及數學領域的專業英語詞匯都有一定要求,因此,生物信息學專業對于專業英語的要求比其他專業更高一些。近年,人們陸續提出將任務或項目驅動教學法(周冬菊等,2011)、CBI(Content-based Instruction)專業英語教學法(智慧,2011)等應用于生物類專業英語教學,并強調網絡資源和應用(劉進平等,2011,2013)以及科研文獻(方強&趙威,2014)等在生物類專業英語教學中的作用。重慶郵電大學生物信息學院生物信息學本科專業通過總結不同的教學方法,結合生物信息學專業自身的特點,系統地提出了應用驅動的生物信息學專業英語教學體系,并收到了良好的教學效果。

二、體系構成

應用驅動的生物信息學專業英語教學體系由兩部分組成:①基礎部分,包括大學英語和生物信息學專業英語;②應用部分,包括雙語教學課程、生物信息學網絡資源、生物學軟件及專業文獻資料閱讀及寫作。內容由淺到深,從基礎教學逐步過渡到專業應用。整個體系以應用為驅動和向導,其核心內容是網絡資源查詢、專業軟件使用及專業文獻資料的閱讀及寫作,其形式主要為課程設計、綜合實驗及學生課外科研。

1.大學英語。大學英語教學分為基礎階段和應用提高階段(田志環,2008),大學英語是基礎階段的主要英語教學形式,在高中階段語法學習的基礎上,鞏固提高學生的英語聽、說、讀、寫能力,為后面的應用階段英語教學奠定基礎。

2.專業英語課程。生物信息學專業英語課程是基礎階段到應用提高階段的過渡,其教材根據本專業的特點采用自編教材,內容除生物信息相關內容外,還兼顧生物、計算機和數學(主要是概率統計)等領域。生物信息學專業英語課程內容分三個層次:專業英語,主要是理科專業英語的特點,常用句型;生物類專業英語,主要是了解生物學專業名詞的構詞特點及熟悉常見生物學專業名詞;生物信息學專業英語,了解生物信息學常見的研究領域,熟悉生物信息學專業詞匯。內容從一般到特殊,學生通過該課程的學習初步了解生物信息學專業英語的特點,掌握基本的專業詞匯。

3.雙語教學專業課。生物信息學專業的雙語課程是整個專業英語教學體系的核心,是學生掌握專業英語詞匯的主要途徑。雙語課程包括分子生物學、進化生物學、Perl程序設計等,其教材采用國外原版教材(影印版),教師上課幻燈片主要用英語,講解用英語+漢語,配合學生的課前預習和課后復習,在掌握專業知識的同時,熟悉生物信息學專業詞匯,提高專業英語閱讀能力。

4.網絡資源。隨著生物信息學的快速發展,網絡上英文的生物信息學資源也越來越多,主要包括生物學數據庫、多媒體生物信息學資料(如新一代測序儀介紹等)及公開課視頻資料。網絡生物數據庫如GenBank、UniProt、Ensembl、Pfam、PDB等包含了大量的生物學數據及分析工具,內容系統完整,更新速度快,是生物科研工作者的寶庫,同時也是生物信息學專業英語學習的寶貴資源。這些數據庫的幫助頁面有詳細的資源介紹及使用方法說明,若能仔細閱讀,在學習這些網絡資源的同時,專業英語能力也會有極大的提高。另外,網絡上的很多公開課,如亞利桑那大學的“生物多樣性”、可汗學院的“生物學”及“概率”、麻省理工學院的“生物學導論”等,都是很好的在線學習資源。

5.生物信息學軟件。生物信息學領域很多常用的軟件,如序列比對軟件BLAST、FAST、TeeCoffee、ClustalW/X系統發育分析軟件MEGA、PAUP、PHYLIP、PAML,新一代測序數據分析軟件Velvet、SOAP、Bowtie、BWA等及其他生物信息學領域的很多軟件的界面及幫助文檔都是英文,在掌握使用這些軟件的同時,也可以熟悉相關領域的英文專業詞匯。

6.專業文獻資料閱讀。在學生的生物信息學課程設計、生物信息學綜合實驗、畢業設計、科研班及創新實驗等課程及活動中,需要閱讀適量的英文文獻。在前面掌握了一定量的專業詞匯的基礎上,通過英文文獻資料的閱讀,進一步提高了學生的專業英語閱讀水平,并初步掌握生物信息學專業英語寫作的基本要求,對于學生以后的研究生階段的學習或專業相關工作奠定了專業英語基礎。

三、教學效果

專業英語學習的最終目的是應用,主要包括專業英語文獻資料的閱讀及論文寫作,因此,對于教學效果也主要從閱讀和寫作兩方面進行評價。

1.專業英語閱讀。經過幾年系統的專業英語學習,學生從入學時覺得專業英語神秘莫測,看到英文資料就跳過,到畢業時能比較順利地閱讀專業文獻資料,查詢GenBank等英文專業數據庫,也不再害怕使用英文界面的專業軟件。

2.專業英語寫作。在專業英語閱讀能力提高的基礎上,學生的專業英語寫作能力也有了較大提高。尤其是科研班的同學,基本上可以用英語將自己的科研工作總結成論文初稿,畢業論文中的英文摘要也較少出現語法和拼寫錯誤。

經過四年的學習,學生生物信息學專業英語的閱讀和寫作能力都有了較大提高,為進一步的學習和工作打下了良好的基礎。

四、結語

該體系以應用為導向,從基礎到應用,由易到難,主要培養學生的生物信息學專業英語閱讀能力,兼顧專業英語寫作訓練,取得了較好的效果。英語的學習是一個積累與逐步提高的過程,專業英語更是如此,尤其是專業詞匯的積累需要大量的閱讀與寫作實踐。因此,要使學生學好專業英語,僅靠開幾門課是遠遠不夠的。學生通過課程設計及生物信息學綜合實驗等應用性課程及課外科研活動,在掌握了專業知識的同時提高了專業英語閱讀和寫作能力,為進一步深造打下基礎。

參考文獻:

[1]張春霆.生物信息學的現狀與展望[J].世界科技研究與發展,2000,26(2).

[2]周冬菊,牛睿祺,張延萍,周惠云,梁菊.任務驅動法對制藥工程專業英語教學效果的提升作用[J].現代醫藥衛生,2011,27(15).

[3]智慧.基于CBI教學理念的生物信息學專業英語教學模式設計[J].創新教育,2011,(28).

[4]劉進平,莊南生,王英,唐燕瓊,許云,黃小龍.生物類專業英語利用互聯網資源輔助教學法[J].科技信息,2011,(14).

[5]劉進平,莊南生,王英,唐燕瓊,許云,黃小龍.“以應用為中心”的生物類專業英語教學改革與實踐[J].大學教育,2013,(12).

[6]方強,趙威.將科研文獻引入生物科學專業英語的教改實踐和探討[J].教育科學論壇,2014,(32).

[7]田志環.生物學專業英語教學的探索與實踐[J].高教論壇,2008,(5).

第7篇

關鍵詞:應用型大學 人才培養模式改革 自然地理與資源環境

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)08(c)-0240-02

進入20世紀80年代以后,國際上高等教育逐漸形成了一股重視實踐教學、強化應用型人才培養的潮流,“應用型本科”也逐步成為我國高等教育理論研究和辦學實踐中的一個重要議題。教育部2015年工作要點提出:“今年將印發引導部分地方本科高校向應用技術型高校轉型發展改革試點的指導意見,啟動改革試點,有序引導部分有條件、有意愿的地方高校向應用型大學轉型發展”。地方本科高校已進去轉型發展時期,建設“高水平應用型大學”業已成為我國眾多地方本科院校所普遍追求的辦學目標。

從全國范圍內來看,地方高校的轉型發展應逐步進行,而不是同一時間所有地方高校全部實現轉型;具體到某一個地方高校的轉型發展,也應該是某些應用型較強,具備一定基礎條件的專業率先轉型。自然地理與資源環境專業是根據最新《普通高等學校本科專業目錄(2012年)》設置的新專業,培養具備自然地理基礎理論并應用于解決資源環境問題的專門人才,具有典型的“應用型”特征。本文以地方高校湖北民族學院為例,對近幾年該校自然地理與資源環境專業人才培養模式改革研究和實踐進行總結,探討在轉型發展背景下如何實現人才培養模式創新,培養“應用型人才”,實現 “應用型專業”的轉變。

1 人才培養方案創新

根據應用型人才培養的目標,構建起:“7+3+1” 專業人才培養模式,達到“寬口徑+應用型+方向分流+有專長”的知識與能力的結構目標。即,以校內基礎理論教學夯實專業理論與知識結構,校外多模式實訓鍛造專業技能,高年級按專業方向分流,以專業技能培養(實驗實踐能力、創新能力)為重點,以專業特長培養為特色的專業教育模式。

即,第1~2學期重點完成大學通識課、科學基礎素質教育和學科基礎課程(主要包括高等數學、無機及分析化學、地理科學導論、可持續發展概論、環境科學、有機化學、工程數學)的教學;第3~4學期重點完成專業理論基礎理論與技術學科課程群(主要包括自然地理學、環境化學、人文地理學、資源科學概論、測量與制圖、3S技術、計算機輔助設計、儀器分析、環境監測等課程)的教學,夯實專業理論基礎;第5~7學期重點完成專業方向分流課程群,環境評價與管理方向主要包括生態學、環境微生物、環境影響評價、環境管理法學、環境地理學、環境規劃、環境工程、清潔生產、生態修復等,土地整理與規劃方向主要包括,綜合自然地理、資源環境經濟學、土地資源學、土地經濟學、水文與水資源、經濟地理學、土地保護學、土地管理學、土地利用規劃、旅游資源開發與規劃等;“3”指,第1、2、3學年暑期小學期教學單元,通過校企、校地合作等多種產業人才培養模式,重點開展專業技能、方法實習實訓課程教學,第1學年暑期小學期教學單元以資源環境調查分析社會實踐課為主,第2學年暑期小學期教學單元重點開展專業技能訓練,包括自然地理學實習、3S技術實習、環境監測見習等課程,第3學年暑期小學期教學單元重點開展專業綜合技能訓練,按專業分流方向,環境評價與管理方向主要開展環境評價與管理實訓課程,土地整理與規劃方向主要開展土地管理與規劃實訓課程;0.5年指第8學期中的生產實習、畢業實習、畢業設計(論文)實踐環節,要求根據企事業合作單位指定的專業方向,在老師或者專業機構或者企業內部強化提高某一方面的專長。

2 專業教育模式創新

組建階梯式專業基礎與專業技能耦合型課程群,進行分階段教學,搭建專業核心知識與能力架構,改革專業能力培養方式,專業課理論課程教學同時進行專業技術、能力實訓,采取學校教學與企事業單位實踐教學相結合、“雙師”教學與導師制相結合等方式,確保理論與實踐的密切結合,確保實踐技能訓練的系統性、強化性,確保基本學科方法、專業技能、應用能力和創新能力的漸進提高,確保專業理論在實踐實訓教學中得到強化與升華,確保學生專業能力的培養。

該模式中是采取的階梯式耦合型培養模式,關鍵點在于, 專業理論與專業實踐能力教育相結合,強化實踐技能訓練。

該模式在傳統分層次教學的基礎上,進行調整改革,主要創新點在于一下幾方面。

(1)通過耦合進階式教學模式,將專業理論教育與專業方法技能訓練結合,使得學生在掌握專業理論的同時,受到專業方法和技能的訓練。(2)實行導師制,學生自由選擇指導教師,導師負責指導學生學業規劃及其實施,學生參與到導師相關科研課題中,促推學生專業能力的發展。(3)將課堂教育與校企(地)合作教育相結合,推動專業實踐技能教學,在生產實踐中學習、提高,促使人才培養符合社會經濟發展要求。(4)采取“雙師”教學模式,專業老師主講專業課,同時聘請企事業單位技術工程師、一線管理者進課堂講授部分理論與實踐教學內容。(5)壓縮節約出半年時間,由學生自主選擇方向,進相關企事業單位或部門,基于前期培養的基礎上在自己喜歡的崗位上培養特長,結合畢業論文(設計),開展專業綜合能力訓練。

3 實踐教學模式創新

整合課程實驗、專業技術方法、實習實訓,將集中教學與分散教學相結合,校內教學與校企(地)教學相結合,專業基礎實踐教學與專業方向分流實踐教學相結合,確保能因材施教,充分培養學生專業實踐能力和個人專長。主要體現在一下幾方面。

(1)對自然地理學、3S技術、基礎化學實驗等專業基礎實踐課程,進行整合,實行校內集中教學;對環境監測、環境評價、土地管理、土地規劃等生產實踐性強的課程,實行校外實習實訓。(2)學生早進課題,選擇導師進入課題組,參與教師的科學研究。(3)實習過程采取集中與分散相結合,由實習課程負責老師統一安排,并由學生自主選擇指導教師(由該專業專任教師或聘請的兼職教師組成)后,分配到本專業固定實習單位,指導教師負責指導學生實習。

4 實現人才培養模式和教育模式創新的基本舉措

4.1 更新教育觀念,改革人才培養模式,推進專業應用型人才育人模式

更新教育觀念,積極推進教育教學改革,探索并完善戰略性新興(支柱)產業―自然地理與資源環境專業人才培養體系。一是突出“寬口徑+應用型+方向分流+有專長”的知識與能力目標,構建并完善專業有特色,形成基礎扎實、專業技能訓練有素、個人專長發展的人才培養體系。二是以專業能力培養(專業技能、實踐能力、創新能力)為重點,構建并完善實踐教學、社會活動和文化活動等相結合的能力培養體系。三是強化素質培養,構建并完善成人與成才教育有機結合的素質拓展培養體系。

4.2 結合專業人才國家基準和產業人才培養規格需求,優化應用型人才培養課程體系

(1)參照教育部專業人才培養基準和產業發展對人才的規格要求,科學合理地安排既適用,又簡練、精干的課程體系。(2)不斷更新和調整各門課程教學內容,充分考慮加強素質教育、培養應用型人才的要求,做到教學內容少而精、適度基礎、重應用和能力。(3)強化實踐環節的教學,處理好理論教學與實踐教學的關系,適當減少學科性教學內容,增加應用性、實踐性教學內容。(4)圍繞強化實踐這一中心,積極探索各種有效提高學生實踐能力的教學方法,如案例教學法,將理論教學融入問題解決的實踐過程中。(5)教學方法上改變單純的理論知識傳授,采取多種方式,激發學生的學習興趣,培養學生自主學習中的創造性。

4.3 以專業方法技能訓練為核心,調動多種實踐教學平臺,完善實踐教學體系

突出實踐教學環節,提高學生實踐動手能力。根據“7+1+3”人才培養模式的要求,加大校內專業基礎實驗內容,加強校內實踐性教學基地建設,引導學生參加教師的科研項目,參加用人單位的實際項目,申報大學生創新課題,建設、發展校企(地)實習實訓基地,多平臺綜合增強學生的實踐動手能力、操作能力和創新能力。實現學校育才企業用才的有效對接。

4.4 加強、拓展教師隊伍建設,為支柱產業人才培養提供智力支撐

按產業人才培養目標和規格要求,校內補強、借力校外優秀專業人才,搭建有效的教師隊伍。該專業將在現有教學隊伍的基礎上,借助學校加大專業骨干教師和優秀人才引進力度的政策,進一步加大人才培養和引進的力度,提高專業教師隊伍整體教學、科研水平。在未來5年內,爭取通過引進和培養相結合的方法,使專業教師隊伍的人數保持一定規模增長,教師隊伍的科研教學水平得到顯著提高;同時,通過引進和鼓勵年輕教師(特別是無實際工作經驗的教師)到企事業單位進行短期實踐鍛煉,以提高教師理論與實踐相結合的能力。

參考文獻

第8篇

關鍵詞:食品科學技術;示范中心建設;管理實踐

中圖分類號:G647 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)49-0009-02

湖南省食品科學技術實驗教學中心面向食品科技學院、園藝園林學院、生物安全學院、農學院、科學技術師范學院、理學院、動物醫學學院、動物科技學院、生物科學技術學院、資源環境學院和東方科技學院等11個學院的20個專業,包括食品科學與工程、食品質量與安全、茶學、園藝、植保、動植物檢疫、草業科學、農學、植物科學與技術、動物醫學、動物科學、農藝教育、園藝教育、動植物檢疫教育、園林教育、生物技術、生物工程和應用化學專業等。

一、實驗中心建制

食品科學技術實驗教學中心由學校正式下文確認為教學單位,實行校、院兩級管理體制,中心主任直接由學校公開聘任,實驗教學中心實行主任負責制,中心主任在主管教學副院長領導下開展工作,實驗教學中心內部實行崗位負責制。中心下設食品化學、食品微生物學及其應用技術、食品工程原理與機械、食品工藝實驗、食品質量與安全控制五個模塊實驗室。

1.管理模式。實驗教學中心實行校、院兩級管理體制,執行“四統一、一統籌”的管理模式,即“實驗人員統一管理、實驗項目統一安排、實驗場地統一使用、實驗資源統一調配、實驗經費統籌安排”。有校、院兩級完備的實驗教學中心各項規章制度,并匯編成冊,包括實驗教學中心工作條例、物資管理制度、安全檢查制度、工作檔案管理制度、人員管理制度和實驗教學中心信息收集整理制度及實驗教學中心開放管理制度等一系列規章制度。每個實驗室內都懸掛有《學生實驗守則》、《實驗室儀器設備管理制度》、《儀器設備損壞、丟失賠償制度》和《低值耐用品管理辦法》等規章制度,嚴格遵守執行。實驗教學中心實行主任負責制,負責實驗教學中心的實驗教學和日常管理工作。中心健全了崗位責任制,定期對實驗室工作人員的工作量、工作業績和教學服務水平進行考核。采用計算機網絡等現代化辦公手段,對實驗室的工作、人員、物質設備、經費、環境狀況等信息進行統計分析,及時為學校和上級主管部門提供實驗室運行的準確數據。日常管理嚴格遵照國家級示范實驗教學中心的建設要求來進行,如實驗項目管理、儀器設備驗收、使用、維護等。學校資產處、教務處建立了計算機管理數據庫和網絡管理,實踐教學中心也建立了相關的計算機管理文檔、數據庫以及網站管理。已實現管理制度化、程序化和規范化。有專門的儀器設備管理人員,大型儀器配有專門教師管理和操作。設備的帳、物、卡相符率達100%。

2.資源利用。各實驗室的教育教學資源實行的是實施校、院級管理,由中心統籌調配,避免重復建設和投入,實現資源的共享使用,提高了資源利用效率。對實驗教學中心基本儀器設備按功能和生產食品的種類分類,根據教學內容進一步對儀器設備進行配套,添置先進、實用的新設備,提高儀器檔次和自動化程度,增加設備和用房的共享性,真正達到優化組合,合理配置資源,節省人力、物力、財力。既保證能完成實驗教學任務,又能開展一定范圍內的技術開發和社會服務工作,努力提高實驗室綜合服務能力和使用效率,提高投資效益。采取貴重設備儀器專人管理、專人操作,一般設備儀器按室分人專門保管、使用登記、保養維修,做到了高效保障。堅持以人為本的原則,以制度保證教學場所的環境安全和勞動保護工作。建立網絡化、開放式的實驗室信息管理平臺。通過信息平臺,對實驗室使用時間、儀器設備資源、易耗品的采購等進行管理,使工作效率大大提高。學生通過平臺,了解實驗的規章制度、開放內容、儀器設備使用說明等。實驗室設備做到資源共享,中心對綜合設計性和研究創新性實驗、畢業論文、畢業設計,科技制作及各類學生競賽訓練等實現全面開放。除面向本校的本科生、碩士生和博士生外,還開放給其他高等院校教師進行培訓和進修。

二、信息平臺

數字化教學資源。實驗中心建立了網站http://,其內容包括:實驗教學、實驗隊伍、管理體制、設備環境、實驗開放、教學研究、科學研究和學生討論等,建設了豐富的數字化自主學習資源。網絡平臺的建設除用于中心管理工作外,主要用于輔助實驗教學,學生查閱典型實驗教學案例、實驗教學大綱、實驗教學課件、實驗教學周歷、儀器使用等豐富的網上教學信息,便于學生預習和課后學習,此外,為學生與教師提供交流平臺。我校引進和開發了“教務網絡管理系統”(http:///ndjwc/)、“實驗室綜合管理系統”(http:///labmc)和“儀器設備管理系統”(http:///zcc),對實驗教學、實驗室、實驗儀器、實驗材料等進行信息化管理,為學生提供網上預約實驗室與儀器的服務;實驗教學中心的管理人員可進行有關的數據管理。檔案管理包括教學檔案(教學大綱、教學日歷、平時成績登記表、平時成績表、實驗考核方法、實驗教學人員信息表、學生實驗和開放實驗報告等),儀器(固定資產、低值耐用品)藥品管理檔案。此外還有實驗室工作日志、開放實驗記錄、借物與損壞儀器記錄、安全與衛生記錄、儀器使用記錄等。開放實驗室信息化管理主要是基于局域網的實驗支持服務系統及管理系統,實驗教學管理信息包括實驗教學中心規劃,實驗設備、儀器查詢等,學生學習信息包括課件等,實驗教學資源信息和實驗室管理信息包括組織機構、人員配備、制度管理和帳冊管理等。信息技術與傳統實驗教學的整合,一方面提高了教師積極運用信息技術達到實驗教學的目的;另一方面淡化了學科本位意識,提倡了以學生的整體發展為本。

三、考評辦法

1.管理人員考評辦法:實驗教學中心主任每年由學校統一考評,制定了實驗教學中心副主任、高級實驗師、實驗師、助理實驗師和實驗員(含實驗工人)的崗位職責,各類專職實驗人員有明確的分工,并記錄有崗位日志。學校和食品科學技術學院制訂了實驗教學中心專職人員和實驗課指導教師的具體考核辦法。包括政治思想表現、工作態度、工作量、出勤情況和工作業績等,并將創新成果和科研成果計入工作量,以鼓勵教師積極投入改革創新。

每級崗位確定崗位聘任條件、崗位職責和聘期工作任務書,每年年底進行考核。教師和實驗技術人員當年考核不達標,不能再聘為原崗位。中心定期抽查崗位職責履行情況,與年終考核掛鉤。

2.學生考評辦法:對學生的考評主要是考查學生的實驗準備情況、學生的出勤情況、實驗操作能力、實驗報告完成質量等幾個方面,除了取平時成績與期末考試成績相結合的做法外,還采用現場操作、口試,設計型實驗項目采取成果展示、答辯等方式進行。平時成績以實驗操作、實驗能力、實驗結果及實驗報告是否準確、規范為主要依據。

四、實驗教學質量保證體系

1.本中心規定每兩年修訂一次實驗教學大綱,各門課程由理論課和實驗課教師共同修訂大綱;修訂過程中,相關課程間通過討論協調實驗內容,使各課程實驗內容的改革科學合理。各課程教學大綱經學院教授委員會通過后執行。

2.建立聽課與檢查制度。校教學督導團和校院領導、實驗教學中心領導及教授委員會成員定期和不定期進行聽課,并對實驗報告、儀器設備完好率、實驗準備情況、人員在崗情況和實驗室設備管理、用電安全、防火防盜安全和衛生情況等進行檢查,隨時進行點評,檢查情況記錄在案,并與年底考核掛鉤。

3.建立調查和意見反饋制度。學生可以將試驗過程中存在的問題通過網絡、調查問卷或口頭反映給實驗中心,實驗中心有專人進行調查并將調查及整改情況反饋給學生。

4.建立典型實驗教學示范制度。定期請經驗豐富的實驗指導教師進行實驗教學示范,并選擇典型實驗教學課程組織其他教師集體聽課,以促進中心整體實驗教學水平的提高。

5.建立青年教師試講制度。新進的青年教師,要在中心范圍內進行試講,并檢查其實驗講稿,經考核合格方可進行實驗教學。

參考文獻:

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[2]廖盧艷,吳衛國,易有金,李清明,鄧潔紅.食品工程機械應用技術實驗教學改革初探[J].輕工科技,2014,(2):161-162.

[3]張春艷,李清明,周紅麗,易有金,譚興和.《食品生物技術導論》教學改革探討[J].輕工輕工科技,2014,(2):149-150.

[4]周江容,李清明,易有金,吳衛國.食品科學技術實踐教學示范中心建設研究[J].中國現代教育裝備,2013,(13):31-33.

第9篇

依個人之見,計算機依據用途可以分為三大類:第一類為高端技術應用,是科技工作者和大學計算機專業研究人員,通過不懈的研究創新,推出更新的科技成果產品;第二類是普通應用,人們把它作為一種高效率的工具,在工作和生活的各種應用環境中大量使用;第三類是玩具,在當今這個信息社會中,更為壯觀的是全球的人都把計算機當做一個高級的智能玩具,用來娛樂、游戲。

研究高端科學技術的人們,不僅要懂得電子計算機是如何工作的,而且還要知道它是如何制造出來的,要了解它從一個幾十噸重的龐然大物變成今天的筆記本電腦的演變過程;把它當工具使用的人,則只要了解電子計算機的基礎知識,學會編制程序的方法,就能得心應手地開展自已應用領域的工作,沒有必要去過問它是怎樣造出來的;把電腦當作玩具者,則只要知道計算機的操作命令就行了。當然興趣不一樣,玩的方法也就各有特色。科技產品、工具、玩具只是人們在各自使用范圍內對計算機的不同理解,但它顯現出來的本質仍然是一臺不折不扣的電子計算機。

鑒于電子計算機與人們是如此親密無間,電子計算機也就必然從高端科技演變成為人們的基礎知識。2006年3月,曾任美國卡內基?梅隆大學(CMU)計算機科學系主任,現任美國基金會(MSP)計算機和信息科學與工程部(CISE)主任的周以真Jearmette M.Wing教授,在美國計算機權威刊物《Communicatons of the ACM》上,首次提出了計算思維的觀念。計算思維這一觀念提出后,立即得到美國教育界的廣泛支持,并引起了歐洲的極大關注。2007年9月19日,歐洲科學界、工業界和政府的一些領導者還在布魯塞爾皇家科學院召開了一次名為“思維科學――歐洲的下一個政策挑戰”的會議。

在國內,為了緊跟國際學術動態,推動教學理念的更新,全國高等學校計算機教育研究會早在2003年10月31日,就在桂林電子工業學院主辦了全國“計算機科學與技術方法論”專題學術研討會,在熱烈的討論中,也萌發了計算思維的理念。本次會議有來自全國百余所高校的150余位代表參會,還吸引了哲學界、物理學界的學者參加,討論中不僅有相同的觀點共識,也有對立的論點交鋒,會議開得熱烈、成功。大會收到論文100余篇,其中64篇由核心刊物《計算機科學》雜志專輯發表。

5年之后的2008年10月31日,全國高等學校計算機教育研究會又在桂林電子科技大學召開了“計算思維與計算機導論”專題研討會,探討了科學思維與科學方法在計算機學科教學創新中的作用。來自全國80多所高校,包括70多位計算機學院院長、主管教學的副院長在內的近百名專家出席了會議。在本次會議上,桂林電子科技大學董榮勝教授、武漢大學費定舟教授、國防科大李婷婷博士、著名計算機教育家蘇運霖教授、中國人民大學趙總寬教授等分別就有關計算思維與計算機導論、計算思維與計算機方法論、哲學思維、計算思維及科技創新、歷史上重大科學發現與技術創新中蘊含的計算思維、中國古代科學中蘊含的計算思維――算法化思想、計算思維在各學科領域的應用、計算思維在計算機學科各門課程中講授的經驗和體會等內容作了大會報告,探討了在教學過程中如何以課程為載體講授面向學科的思維方法,以及這種講授對國家科學與教育事業發展的作用等。

這兩次會議的核心宗旨是期望促使我國計算機教育界的同行們要更新思維,盡快適應計算機科學領域發生的根本性變革。

2008年6月29日至7月14日,中國國家科學基金委員會組織了計算機科學代表團,訪問了美國的lO所大學和美國國家科學基金會。訪問成員對“計算思維”有了更強烈的感受:中國工程院院士、國家自然科學基金委員會副主任、清華大學孫家廣教授說:“最具有基礎性和長期性的思想是‘計算思維’。這也給中國計算機科學技術的學科建設工作提供了很好的參考”。中國計算機學會理事、國家自然科學基金委員會信息科學部二處(計算機學科)處長劉克教授說:“在大學中推進‘計算思維’這一基本理念的教育與傳播工作也非常必要”。中國計算機學會高級會員、2007年中國計算機學會王選獎獲得者、中國科學院計算技術研究所研究員徐志偉總工程師說:“‘計算思維’就本人了解而言,這可能是近十年來最具有基礎性、長期性的學術思想。這個思想由美國國家科學基金會主管計算機與信息科學與工程學部的副主任珍妮特?文(Jeannette Wing)博士提出。簡言之:計算思維是一種本質的、所有人都必須具備的思維方式,就像識字、做算術一樣;任務是在2050年以前,讓地球上每一個公民都具備‘計算思維’能力。換句話說,以前要‘掃盲’,是掃‘文盲’,在21世紀,要掃‘計算機盲’。當然,要做到這點,必須說清楚什么是計算思維。”他又說:“計算思維這一思想也部分地給出了初步理論,可用于解釋為什么美國正在發生各種學科、教育、科研活動和機構變革的實踐。這也給中國計算機科學技術的學科建設工作提供了一個很好的參考。這個思想還應該更正面地理解,即計算思維的普及可以從科學界、研究界開始,給予科技人員一種新的視角和思維方式。”徐志偉總工程師最后總結說:“計算使人們能夠發現與創新CDI(Cyber Enabled Discovery and Innovation),是實現計算思維的第一個美國國家科學基金會的重大計劃。它的目的是,通過計算思維的創新和進步(包括概念、方法、模型、算法、工具和系統等),對科學與工程領域產生新理解、新模式,創造革命性的研究成果。”

從以上這些論述來看,在2050年以前,要讓地球上每一個公民都具備“計算思維”能力,要掃“計算機盲”。因此,應把計算思維看成是一種本質的、所有人都必須具備的思維方式。國際上已經在大聲疾呼了,我們中國的計算機教育工作者豈能坐視不理,我們應該結合國情,奮起直追!

2010年7月19日至20日,北京大學、清華大學、浙江大學、復旦大學、上海交通大學、南京大學、中國科技大學、哈爾濱工業大學、西安交通大學九所知名高校在西安交通大學舉辦了“C9高校聯盟計算機基礎課程研討會”。教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會主任陳國良院士親臨大會,作了“計算思維能力培養研究”的報告,并主持了該專題的討論,各有關高等學校計算機基礎課程教學負責人 及骨干教師出席了大會。經大會研究討論后就增強大學生計算思維能力的培養發表了“C9高校聯盟計算機基礎教學發展戰略聯合聲明”。這是個好兆頭,作為全國高等學校計算機教育研究會,我們在表示積極支持的前提下,還要力爭在促進建立“計算思維”的觀念上作出貢獻。

那么,什么是計算思維?

周以真教授指出:“計算思維代表著一種普遍的認識和一類普適的技能,每一個人,而不僅僅是計算機科學家,都應熱心于它的學習和應用。”他又說:“計算思維是每個人的基本技能,不僅僅是計算機科學家。我們應當使每個孩子在培養解析能力時不僅掌握閱讀、寫作和算術(Reading Writing and Arithmetic――3R),還要學會計算思維。”

中國科學院計算所李國杰院士說:“計算思維運用計算機科學的基礎概念求解問題、設計系統和理解人類行為,它選擇合適的方式陳述一個問題、對一個問題的相關方面建模,并用最有效的辦法實現問題求解。”李國杰院士還認為,計算機科學本質上源自數學思維和工程思維。然而,計算思維遠遠不只是為計算機編程,它是抽象的多個層次上的思維,與“讀寫能力”一樣,是人類的基本思維方式。他強調,“計算思維是每個人的基本技能,不僅僅屬于計算機科學家。”他建議,在培養孩子們的解析能力時,不僅要求其學會閱讀、寫作和算術,還要學會計算思維。

因此,我們可以這樣來認識計算思維:計算思維是運用計算機科學的基礎概念來進行問題的求解、系統的設計以及人類行為的理解等,它包括了涵蓋計算機科學廣度的一系列思維活動。計算思維是一種本質的、所有人都必須具備的思維方式,就像閱讀、寫字、做算術一樣,成為人們最基礎、最普遍、最適用和不可缺少的基礎思維方式。

計算思維的普及可以從科學界、研究界開始做起,它能給科技人員一種新的視覺和思維方式。

在大學里推進計算思維這一基本理念的教育和傳播工作是十分必要的,建議面向所有專業的大學新生開一門“怎么像計算機科學家一樣思維”的課程。還應當讓沒有進入大學之前的學生接觸計算的方法和模型。要培養具有“計算思維”能力的中國計算機本科大學生,就需要制定出具有“計算思維”能力特色的教學計劃。因此,對我國現行教學計劃的創新改革已經到了刻不容緩的時候了。我國計算機教育界同行已經在審時度勢地審定和修改現行的教學計劃,發掘新特色,尋找新亮點。

在全民中有計劃、有步驟地進行計算思維觀念的宣傳和普及工作,也應當提上議事日程。美國人已經提出,在2050年以前,要讓地球上每一個公民都具備“計算思維”能力,要掃“計算機盲”。因此,應該把計算思維看成是一種本質的、所有人都必須具備的思維方式,激發人們對計算機領域科學探索的興趣,使計算思維成為一種常識。周以真教授說,“我特別需要抓住尚未進入大學之前的聽眾,包括教師、父母和學生,向他們傳送下面兩個信息:智力上的挑戰和引人入勝的科學問題依舊亟待理解和解決。這些問題的解答僅僅受限于我們自己的好奇心和創造力。”

結論應當是:當計算思維面向所有的人,所有的地方,真正融入人類活動的整體,不再表現為一種顯式哲學的時候,計算思維就將成為一種現實。

綜上所述,不妨把計算思維看成是“基礎的回歸”,把學習計算機科學看成像學習數學或英語一樣的基礎知識。主修數學或英語的人,可以從事各種各樣的職業。主修計算機科學的人,當然也可以從事各種各樣的職業,比如,一個人在主修計算機科學以后,可以直接從事醫學、法律、商業、政治以及任何類型的科學和工程職業,甚至藝術工作。也就是說,在原來的數、理、化、天、生、物六大基礎學科的基礎上,加上計算機科學而成為七大基礎學科。

這里還要闡明幾個概念:

計算思維是概念化,而不是程序化。因為計算機科學不只是為計算機編制程序,而是要像計算機科學家那樣去思維,進而要求在抽象的多個層次上思維。

計算思維是人的思維,是人類求解問題的一條途徑。計算機的思維方式也決不是要人類像計算機那樣去思考。計算機的工作非常機械、枯燥、沉悶,人類則聰穎并富有想象力,是人類創造了計算機,給計算機賦以智能和激情。當人類為自己配置了計算機系統,人類就能夠用自己的智慧來解決那些在計算時代之前不敢嘗試的問題,進而實現“只有想不到,沒有做不到”的境界。

計算思維是數學思維和工程思維的互補與融合,和所有學科的形式化基礎都是建筑在數學之上一樣,計算機科學在本質上也來源于數學思維。又由于人類建造的計算機系統是一個能夠與實際世界互動的系統,計算機科學在本質上又來源于工程思維。由于基本的計算機系統受到的限制,迫使計算機科學家必須進行計算性思考,不能只是單純地進行數學思考,而要開拓視野,用構建虛擬世界的自由來使人類能夠設計出超物理世界的各種系統。

計算思維是人類的思想活動,不是人造的物品,它不只是以人類生產的軟件、硬件等人造物的物理形式到處呈現并時刻融入人們的生活,更重要的是,它是人類用以接近求解問題、管理日常生活、建立與他人交流和互動的計算概念。因此,不能把計算機科學只等同于為計算機編制程序,也不能把主修計算機科學局限于狹窄的就業范圍,更不能認為計算機科學的基礎研究已經完成,只剩下工程實現的問題了。當人們行動起來去改變這個領域的社會形象的時候,計算思維就是一個引導著計算機教育家、研究者和實踐者的宏大愿景了。

計算思維不僅是計算機科學家的思維,它已經不局限于計算機領域,計算機科學家對各種學科都產生了興趣。例如,他們堅信生物學家能夠從計算思維中獲益,計算機科學也確實對生物科學作出極大貢獻,它不僅具有能夠從海量的序列數據中搜索尋找模式規律的本領,最終還能用體現數據結構和算法(指計算抽象和方法)自身的功能方式來表示蛋白質的結構,計算生物學正在改變著生物學家的思考方式。類似的,計算博弈理論正在改變著經濟學家的思考方式:納米計算正在改變著化學家的思考方式;量子計算正在改變著物理學家的思考方式。當然,計算思維不僅僅限于科學家,計算思維應該成為每個人的技能組合成分。可以這樣認為:普適計算之于今天就如計算思維之于明天。普適計算讓今天實現了昨天的夢想,而計算思維將是明天的現實。

計算思維是利用啟發式的推理尋求解答,它可以在不能確定的情況下進行規劃、學習和調度。實質上就是搜索、搜索、再搜索。

計算思維是利用海量數據來加快計算,在時間和空間之間,在處理能力和存儲容量之間進行權衡。我們來看一些日常生活中的事例:當你的孩子早晨去上學時,他把當天所需的東西放進背包,這就是“預置和緩存”;當有人弄丟了自己的物品,你建議他沿著走過的路線去尋找,這就叫“回推”;在什么時候停止長期租用的物品而為自己買一個呢?這就是“在線算法”;在超市付費時,你應當去排哪一個隊呢?這就是“多服務器系統”的性能模型;為什么停電時你的電話仍然可以用呢?這就是“失敗的無關性”和“設計的冗余性。”當計算思維真正滲透到每一個人的生活之中的時候,“預置和緩存”、“回推”、“在線算法”、“多服務器系統”、“失敗的無關性”和“設計的冗余性”等專業詞匯也就成為人們的日常語言了。

計算思維既然與人們的工作和生活如此密切相關,計算思維理所當然地應當成為人類不可或缺的一種生存能力。當今的信息社會已經離不開計算機了,未來的社會一定更需要計算機來加速實現美好的愿景。從事計算機科學技術研究和計算機教育的同行們,我們有責任首先成為具有計算思維能力的先驅者和促進者,大家首先要齊心協力地用計算思維的觀念和能力把自己武裝起來,再用自己的切身體會去培育更多的人們具有計算思維的觀念,再把計算思維的觀念提升到計算思維的能力。我堅信:通過大家的共同努力,一定能把國際上流行的“2050年全世界的每一個公民都應具有計算思維能力”的預言變成現實!

參考文獻:

[1]Jeannette putational Thinking[J].Communications of the ACM,2006,49(3):33-35.

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