非生物专业《生命科学导论》公选课的教学探索与实践

张大为

(江苏理工学院，江苏 常州 213001)

生命科学是推动21世纪自然科学发展与社会进步的关键性学科。有位著名的教育学家名为苏珊·霍克菲尔，曾经担任过麻省理工学院的校长。在他的观点里，在经历过工业革命之后下一场创新的革命将会是融合了生命科学、物理学科以及工程学等领域的融合性学科。从苏珊·霍克菲尔德的话中我们不难理解，在当前时代发展的大环境以及背景之下，现代生物学科已然成为了新世纪人们所真实追求和社会急需的应用型人才之一，更是成为了整个通识教育的主体性内容所在。

当前，社会各领域都与生物科学密切相关。地球上出现的粮食短缺、人口膨胀、环境污染、能源匮乏等重大危机问题，严重影响了社会发展与人类生活水平，社会需要普及生物科学知识。作为社会中具有较高知识水平的大学生，更应该了解什么是生命，分清动物、植物及微生物，从宏观的生态系统、群落、种群，到微观的组织、细胞、基因、遗传、变异，能理解其基本的含义，正确地区分生物与非生物，这样才能更好地利用和保护自然。所以，开设生物专业的基础课程，在非生物科学专业的大学生中，是十分重要和必要的，课程的开设，将能充分提高大学生的综合科学知识水平。近年来国内外知名高校纷纷开设“现代生命科学导论”选修课[3]。笔者认为，在高等院校中大力开展生命科学课程好处有三：一是可以更好的为学生拓宽整个思路，全面激发学生的讨论和创新欲望，从而能够更好的让现代人具备更好的生命科学素养；二是更可以促进现有学科的的融合性和知识迁移性；三是在当前我国现代化建设重要时期，培养具备相应科学和技术素养的人才可以更好的成为复合型人才的基石，从而为我国现代化建设培养大量的应用型人才。

事实上，笔者所在的江苏理工学院就是这样一所顺应时代发展具有鲜明特色的学校。早在二零一五年秋季的时候，学校内就开展了系统的生命科学导论课程。专门课程针对的是非生物专业的学生，包括了大量的理工科学生，同样也有些文科学生参与其中。然而，正是由于大量各种各样专业学生的参与使得整个教学内容缺乏系统化，更是对于一些实际性的实验课程无法开展。由此来看，如何在规定的学科课程中让学生对于这门学科产生兴趣，更好的完成教学任务是我们今后所要面对的一大重要课题。

一、教学内容的改革

(一)通识教育，兼顾新颖性

系统来说，我们通常所说的通识教育带有三个特点：1广泛性；2、非专业性；3、非功利性。这样三个特点所组成的基础知识以及技能教育也就构成广义上的通识教育。生物学知识正是授课对象的非专业知识教育的重要组成部分。在讲授课程的过程中，由于本课程的内容较多，许多知识较难理解，为了解决这些问题，有效地进行教学，形象地讲解一些抽象的问题，使学生易于理解，参阅了大量的国内外相关的图片、视频等。例如，在讲解多聚酶链式反应(PCR)时，为了使学生易于理解，较好地理解这种体外合成DNA的方法，通过动画，形象地讲解了这种方法的三种温度的反应作用。在教学过程中穿插讲述生命科学领域有重大发现的人物故事，以增强课程内容的表现力，吸引了学生的注意力，促进了学生对知识的理解和认识。如通过影像资料结合讲述，介绍了达尔文的一生，向学生传递出一种信息，那就是达尔文之所以成功，是因为他沉溺于自己感兴趣的东西，即使在有退路的情况下，也不畏缩。

同时，注意吸取本学科前沿知识，每学年对内容进行更新，防止与学生在高中阶段学习的生物学知识重复。比如：讲授生物能源时，把利用M13噬菌体开发的汽车电池介绍给学生；讲授免疫时，把CRISPR/Cas9基因编辑技术及其与免疫研究的渊源介绍给学生；讲授抗衰老研究时，将最新的一些研究，比如“吸血鬼”疗法讲述给学生。通过这些讲述可以激发学生的科研热情，提高其科学实验素养，学生们非常感兴趣。

(二)因材施教，强调学科交叉

非生物学专业的学生虽然已经选择了一定的专业方向，但并不意味着固守狭隘的专业知识就能成为卓越的人才。因此，本课程在内容的建设上充分考虑学科交叉的必要性与迫切性。通过对选课学生的学科进行统计，针对不同学科安排与其相应的学习内容，例如针对数学、计算机和信息专业的学生，讲述与其密切相关的生物信息学，使其认识到自己所学也是可以和生命科学结合，用来解读生物学及各种组学大数据，并能参与到药物辅助设计中；针对物理专业的学生，讲述生物物理的相关知识，使学生认识到物理学的发展对于生命科学具有巨大的推动作用。比如各种电子显微镜的发明推动了人们对微观世界和小分子结构的认识；针对化学专业的学生，讲述生物制药的相关进展，使学生认识到药物开发过程的艰辛，认识一款创新药的研发需要耗时十年时间、花费十亿美元(“双十”定律)；以及针对人文专业的学生讲述生物伦理的相关内容，比如目前在世界各个实验室最为流行的CRISPR-Cas9技术基因编辑技术，能否用于人胚胎编辑的问题。讲述一些从非生命科学领域进入生命科学领域，并取得成就的科学家的故事，比如量子物理学家埃尔温·薛定谔(Erwin Schr·dinger)，对生命科学有着独立的见解，其著有《生命是什么》影响并吸引了后世许多年轻人投身生命科学事业；比如提出DNA双螺旋结构的弗朗西斯·克里克(Francis Crick)，其最初是研究晶体结构的物理学家，而后与詹姆斯·沃森(James Watson)合作，共同提出来具有划时代意义的DNA双螺旋结构，开创了现代分子生物学。通过一系列学科交叉内容的讲述，让学生突破专业束缚，打破根深蒂固的学科界限。让非生物背景的学生了解到学科之间并没有鲜明的界限，学科之间需要相互延续，相互融合，他们每一个人与生命科学都是密不可分的。

(三)引入热点，精心设计多媒体教学课件

授课时，为激发学生学习兴趣，并贴近生活，会选取时下的一些热点问题作为因子，导入主题。比如讲免疫的时候，会以目前癌症治疗领域的研究热点“肿瘤免疫疗法”为引子，通过播放短视频，让学生直观的认识到，免疫不仅是机体用来防御入侵的机制，也是机体用来清除体内“坏分子”的机制，使其对免疫有一个更为全面的认识。精心设计了“图文声”并茂的多媒体教学课件，并在课堂上结合内容需要，适时播放一些优秀科教纪录片和电影，如美国公共电视网(PBS)、英国广播公司(BBC)等国外知名媒体制作的《生命》、《自然》、《地平线》系列纪录片。如在讲述进化论时，向学生放映关于达尔文的影片《造物弄人》，使学生对达尔文及其提出的进化论有一个深刻的认识。这种电影式教学使学生直观了解了人体内的互动关系，开阔了学生的视野，激发了学生们对生命科学的热爱，并使教学过程变得轻松快乐。

二、教学方法的的改革

作为一门公选课程来说，首先要注重对学生的综合素质进行更好的培养。如今，社会在进步，时代在发展，传统的灌输型教育模式，已然不能适应时代的发展需求。这样就要求我们要进一步探寻一种更适合当代年轻人学习和成长的知识内容和知识体系。笔者认为，对于现今时代来说，我们要打造一种以学生为主体的探究式和启发式学习体系，学生为主体，教师为辅助，拥有极强的互动性和融洽的课堂氛围。作为一名现代生命科学教学者，我们应当不断深入研究该学科内容前沿的研究成果和研究动态，努力为学生打造更为深化的教学内容和教学体系。

(一)探究式教学

探究式教学，根本点就是发展学生，核心是思维训练，教师充分指导，通过教师的帮助，有效地提高学生在自主性、独立性及创新性等方面的能力，学会妥善解决问题的方法，使学生综合素质得以提高，为学生的发展奠定扎实的基础。对一些热点问题，开展专题讨论。例如，教授生物技术内容过程中，就转基因的利与弊方面，让不同组的学生，分别查阅资料，提出自己的观点，上课中进行答辩。这个过程中，给学生提供尽可能多的帮助，比如推荐书目，向学生多介绍一些相对比较知名的生物专业网站和带有学术性质的微信公众号等等。举个例子来说吧，像是丁香园、小木虫、中国生物技术网以及生物探索等等内容都是非常不错的专业性知识网站。不仅如此，我们还要积极引导学生自我探索的精神，全面培养他们实际动手，分析和解决问题的实际能力。

(二)启发式教学

事实上，启发式教育讲求的是应用启发以及诱导的方式传授知识，全面推动学生不断的去主动学习和自我学习基本能力进行培养。从目前来看，我国传统的生命科学类课程更加偏向于理论式教育和灌输式教学。在这样的教学环境当中，教师成了整个教学的主体。这显然对于现代教育来说有着非常大的冲突。如，讲授衰老内容时，从西方的“不老泉”讲到中国历代皇帝的炼丹术，提出人类可以长生不老吗？癌症是古已有之的疾病还是现代病。讲授免疫时，从电影《大明劫》讲到欧洲的黑死病和中国的“非典”，提出传染病如何影响人类的医学，与免疫有什么关系？

(三)讨论式教学

辩论式教学。大学生对社会热点问题很关注，抓住这一点，笔者设计了很多专题，以讨论方式让学生参与进来，阐述自己的观点和理解。比如，讨论疫苗时，以“山东疫苗案”为例，讨论疫苗预防疾病的原理，疫苗如何安全保存，针对网传的注射疫苗有害的说法进行辨析。也可抛出一个辩题，组织学生进行辩论。

三、结语

该课程的开设只有不到三年时间，还处于探索与实践阶段，但每年选修的学生人数相对稳定，且呈增长态势，可见深受学生欢迎。目前，教学实践中，没有把文科与理科学生分开。这样，有可能会出现文科学生听不懂，理科学生吃不饱的复杂情况，为了解决这个问题，我们采用了由浅入深、由窄到宽的方式，安排教学内容。授课老师应不断提高自身理论修养和教学水平，努力开展教学改革工作，同时结合当代青年大学生的特点，有的放矢地开展教学改革工作，以适应不断发展的现代社会对复合型人才的需求。

[1]方陵生.生命科学的第三次革命——麻省理工学院校长苏珊·霍克菲尔德的演讲[J].世界科学，2009(7)：2-5.

[2]郑丽沙，李德玉，荣龙，等.面向非生物专业本科生的“生命科学导论”教学改革初步探索[J].重庆工商大学学报：自然科学版，2012，29(7)：112-114.

[3]张毅.工科院校开设生物学基础公共课程的必要性分析与建议[J].高教探索，2007(S1)：199-201.

[4]汤丽华，王俊.“现代生命科学导论”公选课的教学探索与实践[J].改革与开放，2017(1)：101-102.