連接課堂教學(xué)與科學(xué)前沿的動(dòng)物學(xué)項(xiàng)目式作業(yè)

雷 蕾， 姜曉東

(華東師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，上海200241)

作業(yè)是教學(xué)活動(dòng)的有機(jī)組成，是對(duì)課堂教學(xué)的補(bǔ)充和延伸，也是檢測(cè)學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的掌握程度和反饋教學(xué)效果的重要途徑[1]。一份好的作業(yè)不應(yīng)僅僅拘泥于書本知識(shí)，而要能夠拓展學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力[2]。長期以來，教學(xué)內(nèi)容和方式的改革被給予高度重視，而作業(yè)的教學(xué)改革卻經(jīng)常被忽視。創(chuàng)新高校作業(yè)理念，設(shè)計(jì)新型作業(yè)模式，是當(dāng)前大學(xué)教學(xué)改革的難題之一。筆者以動(dòng)物學(xué)課程為例，設(shè)計(jì)并實(shí)踐了一種連接課堂教學(xué)與科學(xué)前沿的項(xiàng)目式作業(yè)。

1 當(dāng)前動(dòng)物學(xué)課程作業(yè)的不足

動(dòng)物學(xué)是生物科學(xué)與生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，傳統(tǒng)的動(dòng)物學(xué)課程作業(yè)僅僅局限于課本知識(shí)的理解和記憶。以普通高等教育“十二五”國家級(jí)規(guī)劃教材《普通動(dòng)物學(xué)》第四版為例，第三章“原生動(dòng)物門”的課后作業(yè)為 “原生動(dòng)物門的主要特征是什么？理解并掌握原生動(dòng)物如何完成運(yùn)動(dòng)、營養(yǎng)、呼吸等各種生活機(jī)能”等[3]。這種作業(yè)方式，雖然有益于學(xué)生對(duì)課本基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，但忽略了對(duì)學(xué)生能動(dòng)性和創(chuàng)造性的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的作業(yè)設(shè)計(jì)模式已經(jīng)不能適應(yīng)新時(shí)代創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求，設(shè)計(jì)新型作業(yè)方案勢(shì)在必行[4]。

2 動(dòng)物學(xué)項(xiàng)目式作業(yè)的操作流程

筆者曾在生物科學(xué)的專業(yè)選修課水生生物學(xué)中，建立了以發(fā)表在Nature和Science的學(xué)術(shù)論文為載體的課堂研討式報(bào)告，讓學(xué)生大膽交流，既活躍了課堂氣氛，又激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣[5]。但是專業(yè)基礎(chǔ)課動(dòng)物學(xué)由于學(xué)生專業(yè)知識(shí)尚未構(gòu)建、課堂教學(xué)課時(shí)緊等特點(diǎn)，無法直接采用這種研討式教學(xué)模式。筆者在布置動(dòng)物學(xué)作業(yè)時(shí)，除保留課后習(xí)題的傳統(tǒng)形式外，借鑒水生生物學(xué)基于高水平學(xué)術(shù)論文的研討式報(bào)告，設(shè)計(jì)并實(shí)踐了連接課堂教學(xué)和科學(xué)前沿的項(xiàng)目式作業(yè)，詳細(xì)操作流程如下。

2.1 人員分配

教師先根據(jù)《普通動(dòng)物學(xué)》每一章節(jié)的內(nèi)容量進(jìn)行相應(yīng)的人數(shù)設(shè)置[3]，然后以班級(jí)為單位，兩人一組，每一小組分配一個(gè)章節(jié)，確保人員分配能覆蓋每個(gè)章節(jié)。

2.2 論文檢索

各小組從自己所在的章節(jié)中自由選擇關(guān)鍵詞。例如，負(fù)責(zé)腔腸動(dòng)物門一章的小組可將代表動(dòng)物水螅(Hydra)作為關(guān)鍵詞[3]。然后將該關(guān)鍵詞輸入Nature或者Science網(wǎng)站進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，或者在Web of Science數(shù)據(jù)庫中同時(shí)檢索兩大期刊(圖1)。學(xué)生選擇一篇自己感興趣的論文，經(jīng)教師審核后方可敲定。審核的重點(diǎn)是前沿論文與課程教學(xué)的相關(guān)性。比如有學(xué)生選擇2014年發(fā)表于Nature期刊上的“Nodal signaling determines biradial asymmetry inHydra”(圖1)。該文報(bào)道了節(jié)點(diǎn)信號(hào)在水螅體型中的作用，與教學(xué)內(nèi)容腔腸動(dòng)物輻射對(duì)稱緊密相關(guān)。

圖1 項(xiàng)目式作業(yè)的文獻(xiàn)檢索與論文選擇

2.3 論文閱讀

小組內(nèi)自行協(xié)調(diào)和分配閱讀任務(wù)，重點(diǎn)把握文章的摘要和圖表。大學(xué)一年級(jí)學(xué)生閱讀英文全文有一定的困難，只閱讀摘要和圖表增加了項(xiàng)目式作業(yè)的可行性。對(duì)項(xiàng)目式作業(yè)2015—2017年連續(xù)3年的匿名問卷顯示，完成該作業(yè)所用的時(shí)間并沒有給學(xué)生帶來明顯負(fù)擔(dān)，大部分學(xué)生只需2～10 h就可以讀懂一篇Nature或Science論文的摘要和圖表(圖2)。

2.4 在線提交

各小組需登陸華東師范大學(xué)的在線教學(xué)平臺(tái)，在普通動(dòng)物學(xué)課程板塊的討論區(qū)，上傳文獻(xiàn)的題目、中文摘要、圖表及對(duì)所讀文獻(xiàn)的個(gè)人評(píng)價(jià)等內(nèi)容(圖3)。

2.5 在線討論

作業(yè)上傳后，其他學(xué)生和教師可以通過在線平臺(tái)瀏覽各個(gè)小組的作業(yè)，并就作業(yè)中不了解或感興趣的地方進(jìn)行跟帖提問，或提出自己的見解。發(fā)帖人需及時(shí)回復(fù)并盡可能與提問人進(jìn)行深入交流(圖4)。

2.6 作業(yè)評(píng)分

教師制定了項(xiàng)目式作業(yè)的評(píng)價(jià)量規(guī)：展示有效性、內(nèi)容相關(guān)性、理解透徹性、反思深刻性及互動(dòng)活躍性。根據(jù)這些量規(guī)，教師對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，并及時(shí)反饋給學(xué)生。

2.7 作業(yè)歸檔

對(duì)于一些完成情況良好的作業(yè)，教師都將其放入了課程管理版面的“論文閱讀精選”模塊中，作為優(yōu)秀作業(yè)的典范展示給大家。每一屆學(xué)生都會(huì)形成這樣的檔案，經(jīng)過多年積累后，就會(huì)形成一個(gè)內(nèi)容豐富且與教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)的“科學(xué)前沿”(圖5)。

圖2 學(xué)生讀懂一篇Nature或Science論文所用小時(shí)數(shù)

圖 3 項(xiàng)目式作業(yè)的閱讀理解與在線提交

3 項(xiàng)目式作業(yè)教學(xué)效果

3.1 增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)熱情

項(xiàng)目式作業(yè)的論文檢索、閱讀理解、在線提交與討論等環(huán)節(jié)，形成了一個(gè)線上線下混合式教學(xué)活動(dòng)，充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念[6]。該模式調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，借助在線教學(xué)平臺(tái)的在線討論功能，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行多角度、多層次的認(rèn)識(shí)互動(dòng)。而且每位學(xué)生的作業(yè)內(nèi)容都不同，尊重個(gè)人選擇，鼓勵(lì)個(gè)性發(fā)展，為每個(gè)學(xué)生提供了適合的教育[4]。連續(xù)3年的調(diào)查表明，70%左右的學(xué)生認(rèn)為該教學(xué)模式具有“一定的效果”，認(rèn)為“效果很好”的學(xué)生約占20%(圖6)。

3.2 促進(jìn)學(xué)生感受科學(xué)前沿

項(xiàng)目式作業(yè)及時(shí)將學(xué)術(shù)研究、科技發(fā)展前沿成果引入到動(dòng)物學(xué)課程中，體現(xiàn)了課程教學(xué)資源的科學(xué)性和時(shí)代性[7]。教師選擇Nature和Science的期刊論文作為學(xué)生作業(yè)的載體是基于這兩種期刊長期以來在學(xué)術(shù)界的影響力和其不可撼動(dòng)的公認(rèn)地位[8]。在選修本課程前，大部分學(xué)生沒有閱讀過Nature或Science論文(圖7)。本課程不僅要求學(xué)生閱讀一篇Nature或Science論文的摘要和圖表，還要求學(xué)生在教學(xué)平臺(tái)上閱讀其他學(xué)生的作業(yè)展示。一學(xué)期下來，學(xué)生們可以接觸到許多發(fā)表在Nature和Science上跟課程相關(guān)的學(xué)術(shù)論文，有效了地填補(bǔ)了學(xué)生閱讀高水平論文的空白。

圖4 項(xiàng)目式作業(yè)的在線討論

圖 5 由歷年優(yōu)秀作業(yè)形成的動(dòng)物學(xué)課程平臺(tái)“學(xué)術(shù)前沿”欄目

圖6 學(xué)生對(duì)項(xiàng)目式作業(yè)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)

3.3 輔助學(xué)生理解教材知識(shí)

學(xué)生閱讀的Nature和Science論文與動(dòng)物學(xué)教材上的知識(shí)點(diǎn)和理論密切相關(guān)，是對(duì)教科書內(nèi)容的補(bǔ)充和深化。連續(xù)3年調(diào)查表明，僅有不到10%的學(xué)生認(rèn)為閱讀的Nature和Science論文對(duì)動(dòng)物學(xué)的學(xué)習(xí)沒有幫助，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為該作業(yè)聯(lián)系了教科書與學(xué)科前沿，對(duì)動(dòng)物學(xué)的學(xué)習(xí)有一點(diǎn)點(diǎn)幫助，約40%的學(xué)生認(rèn)為該作業(yè)對(duì)動(dòng)物學(xué)的學(xué)習(xí)有較多幫助和有很大幫助。

圖7 學(xué)生在選修本課程前閱讀過Nature和Science論文的篇數(shù)

3.4 幫助教師反饋課堂教學(xué)

動(dòng)物學(xué)項(xiàng)目式作業(yè)不僅能改善課后作業(yè)，還能反饋課堂教學(xué)。教師對(duì)項(xiàng)目式作業(yè)進(jìn)行全面篩選，對(duì)那些與課堂教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)、學(xué)生自發(fā)討論激烈的作業(yè)進(jìn)行再加工，將其納入到教學(xué)課件中，融入課堂講授。筆者已經(jīng)引入12個(gè)學(xué)生喜歡、與課程知識(shí)點(diǎn)相關(guān)度高的項(xiàng)目式作業(yè)，由教師插入課堂授課(表1)。例如，在講解扁形動(dòng)物“渦蟲綱”一節(jié)時(shí)，教材僅僅提到了“再生現(xiàn)象”[3]。而發(fā)表在Nature上的“Reactivating head regrowth in a regeneration-deficient planarian species”這篇論文報(bào)道了一種再生缺失型渦蟲的特征及其再生能力的恢復(fù)(表1)。該文介紹了被切去頭部的后半段渦蟲并不能像正常渦蟲一樣再生出頭部，并且會(huì)最終死亡。研究揭示再生缺失型渦蟲的經(jīng)典Wnt通路被抑制。通過RNA干擾，敲降Wnt通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子后，再生缺失型渦蟲可重新獲得頭部再生的能力。該文不僅為學(xué)生講明了渦蟲再生現(xiàn)象的分子機(jī)制，而且提供了非常豐富的渦蟲再生和梯型神經(jīng)系統(tǒng)的真實(shí)照片，這些都是教材所沒有的。

表1 項(xiàng)目式作業(yè)反饋課堂教學(xué)的案例

圖8 學(xué)生對(duì)其他同學(xué)作業(yè)的閱讀情況

4 應(yīng)用前景探討

改革創(chuàng)新是教學(xué)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力[4]。連接課堂教學(xué)和科學(xué)前沿的動(dòng)物學(xué)項(xiàng)目式作業(yè)在實(shí)踐探索中總結(jié)出了一套可操作的、標(biāo)準(zhǔn)化的流程，具有一定的可復(fù)制性。在實(shí)施項(xiàng)目式作業(yè)的過程中，筆者也發(fā)現(xiàn)了一些問題。學(xué)生主動(dòng)去閱讀其他小組高水平論文的積極性還不是很高。我們?cè)谡{(diào)查中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常閱讀其他組文獻(xiàn)的人數(shù)僅占到10%左右(圖8)。對(duì)文章表達(dá)的意思不是很清楚。此外，項(xiàng)目式作業(yè)也對(duì)教師的教學(xué)及學(xué)術(shù)素養(yǎng)提出了較高的要求。教師需及時(shí)查看學(xué)生的作業(yè)情況并對(duì)學(xué)生進(jìn)行正確引導(dǎo)，更需儲(chǔ)備豐富的專業(yè)基本理論，掌握最新的學(xué)術(shù)前沿進(jìn)展。課程是人才培養(yǎng)的核心要素，繼續(xù)大力探索項(xiàng)目式、探究式、論文式、答辯式等新型作業(yè)模式，將是有效提升課程學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)性的重要途徑[9]。