布魯姆認知理論在遺傳學教學中的應用

布魯姆認知理論在遺傳學教學中的應用提升大學生的認知水平是主要的教學目的，也與國家的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略關(guān)系親密。應用布魯姆認知階層體系指點老師授課和學生自測能有效地培養(yǎng)高水平的學習技能，而國外的生物教學工作者已在這方面獲得了出色的結(jié)果。本人執(zhí)教遺傳學時，以該理論為指點，通過建立問題體系、分析研究論文和科學制訂試卷，以及通過凸顯實驗主題、設(shè)立內(nèi)部對照和開展評價反應，分別在理論課和實驗課中進行了促進學生認知水平躍升的嘗試。當下的生物學教學面臨著兩個問題，一是知識的不斷積累使得講授內(nèi)容越來越多，對它們怎樣選擇和如何配置眾口紛紜;二是該專業(yè)的學生相當一部分之后從事與生物學沒有直接關(guān)系的工作，怎樣不讓他們的學習活動看似無用讓人焦灼。在不可能吸收所有知識以及不一定用得上的情況下，師生雙方都開始看重教育的創(chuàng)新本能機能。大家的共鳴基本上是，教育要通過專業(yè)知識教學這個載體，最后到達提升學生的認知能力的目的。針對學生能力的提升，國內(nèi)外在生物學教學方面進行了大量的探尋求索，其中之一就是開展布魯姆認知水平目的教學[1]。本杰明·布魯姆以為人的認知能力有六個水平，頭兩個水平即知道和理解代表著較低等的認知技能，第三個水平即應可用之處于過渡區(qū)間，而后三個水平即分析、綜合和評價屬于較高的認知條理。不管對于教師的授課還是學生的學習，應用布魯姆體系都能明顯地促進認知，十分是有益于復雜認知技能的提升[2]。然而怎樣進行布魯姆評價有著很強的技術(shù)性。本人在湖南吉首大學已執(zhí)教遺傳學四年，從培養(yǎng)學生能力出發(fā)，在理論課和實驗課中一定水平上踐行了布魯姆認知水平評價體系。一、理論課中認知能力的培養(yǎng)(一)建立問題體系本人為理論課備課設(shè)定了兩大任務(wù)，一是參閱多本教學資料以完善知識構(gòu)造或者增長講解素材，另一個就是根據(jù)布魯姆認知條理體系設(shè)定問題。設(shè)定問題之前明確本堂課的核心內(nèi)容，然后重溫布魯姆各個認知水平的定義十分是動作標簽，最后精心設(shè)計出六個讓學生回答的問題，當然它們分別對應于布魯姆的六個認知條理。有時，既定的教學內(nèi)容比較粗淺單一，進而難以編制出代表不同水平的問題。這時，增長知識點進而使課堂講授有更宏大的主題，有助于建立條理清楚的評價體系。(二)分析科研論文我們嘗試讓學生上臺做遺傳學方面知識的報告，發(fā)現(xiàn)他們的學習活動多半只是匯編資料，從應用到評價的能力基本上沒有得到鍛煉。為了引導學生向高水平認知能力攀升，理論課設(shè)置了論文分析部分。以組為單位，學生首先根據(jù)自己的興趣選取遺傳學領(lǐng)域的研究性論文，然后課外時間對它進行研讀，并做好課堂匯報文件。上課時，小組中一人單獨或者多人接力上臺講解該論文，并分析該論文的價值所在和不足之處。課堂時間富余的話，還能夠開展問答環(huán)節(jié)，進一步強化了教學效果。(三)科學制訂試卷筆試時基本上采取客觀題而盡量減少主觀性評分，這樣試卷中有許多的選取題，簡答題也分成小而詳細的得分點。分析2015年這樣的期末考試后發(fā)現(xiàn)，在四十個單項選取題中，119個學生中90%以上答對的題目有13個，80%-90%答對的有8個，60%-80%答對的也有8個，40%-50%的有6個，而20%-40%的有5個。鄙人次考試中，較容易的題更可能被棄用，而對于毛病率較高的題首先分清是試題表述不清還是相關(guān)知識點確實難懂，然后加以調(diào)整并繼續(xù)運用。總之，保證試卷有一定的難度高低，進而促進認知能力的提升。我們還留意到，有一半的題目不管其難易水平，表現(xiàn)出了男女性之間的差別，而且是女學生的表現(xiàn)普遍較好。那么，這些性別差別性考題也需要認真調(diào)整。二、實驗課中認知能力的培養(yǎng)在一個長達10年的入門生物學實驗課程改革中[3]，人們比較了通常的一周一個主題的實驗布置和新提出的兩周以至十四周一個主題的實驗布置;結(jié)果發(fā)現(xiàn)，后兩種實驗布置中學生的能力提升更多，而且暗示實驗主題越少學生的能力收益越大。在新的課程中，學生有更多可供支配的時間，而且遭到鼓勵獨立自立地開展工作，另一方面教師要求學生在實驗中提出問題、設(shè)計方案、展開調(diào)查和發(fā)布結(jié)果，這是學生能力得以提升的關(guān)鍵。然而，要到達這個目的，該課程中學生要先后完成一系列實驗并最后得到一個明確的結(jié)論，即要采用一種作者形象地稱之為“流〞(stream)的形式。每個學生置身于同樣的“流〞，即運用一樣的技術(shù)方法去開展研究。然而，他們各自著眼于不同的科學問題，如運用基因的克隆測序技術(shù)有的研究物種之間的親緣關(guān)系而有的想進行親子鑒定。其實，實驗課程能夠圍繞一個科學問題而成形，而且各個項目之間是一種并聯(lián)的關(guān)系;即每個實驗從不同角度提供證據(jù)，任何一方面的結(jié)果均能一定水平上詮釋主題。類似地，我們把這種向目的集中的實驗布置叫做“匯〞，而傳統(tǒng)的各實驗之間幾無聯(lián)絡(luò)的布置類似“池〞。為了討論“匯〞式實驗教學與學生認知能力提升的關(guān)系，我們嘗試了在實驗中增設(shè)內(nèi)部對照的策略。在這個改革中，首先凸顯了實驗課程牽涉的主題。多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是染色體及其DNA，而且很多物種的全基因組序列已被測定，所以本課程的所有實驗項目分別設(shè)定為進行生物信息學分析、DNA分析和染色體分析。在生物信息學分析中，首先通過瀏覽基因組而說明基因位于哪個染色體的什么區(qū)域、正鏈還是負鏈編碼、外顯子-內(nèi)含子界限、在群體中發(fā)現(xiàn)的變異、轉(zhuǎn)錄本的數(shù)目和差別、翻譯出的氨基酸序列。然后，運用BLAST程序從多個物種中提取基因的近似序列，用CLUSTAL軟件獲得它們的多序列比對，最后在MEGA界面中完成基因樹的構(gòu)建。該主題的實驗的一個明確指向就是反復基因的進化。染色體水平的所有實驗都以大蒜為材料，步驟重要有材料的預處理、固定、解離、染色、壓片以及最后的觀察，該水平的實驗旨在進一步認識細胞分裂和DNA復制的關(guān)系。DNA分析牽涉細菌的液體培養(yǎng)、質(zhì)粒提取、PCR以及電泳，爭取深切進入理解基因型和表現(xiàn)型以及突變型與野生型等基本概念，并初步了解原核生物基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯以及把持子調(diào)控。設(shè)立實驗的內(nèi)部對照是“匯〞式實驗教學的一個變種。在進行生物信息學分析時，指定分析2到3個基因，它們屬于一個基因家族，但位于基因樹的不同分枝上，而且具有不同的功能。我們的初步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，僅僅到這里并寫出一份實驗報告幾乎不能促進學生認知水平的躍升，其原因可能是一直到這里都沒有明顯的更高層次級的比方評價的活動環(huán)節(jié)。所以，為了的確保證這種形式能提升學生的認知水平，我們建立了評價和反應體系。三個條理的實驗最后產(chǎn)生三份實驗報告，每份報告由該組的學生共同撰寫，重要內(nèi)容為實驗結(jié)果和問題解答。每個條理的實驗結(jié)束后，接下來的一次課用于評價實驗報告，此時每個小組對其他組的每份報告指出至少一個不足之處并將意見寫在報告末尾。對于意見，有時學生自己通過努力能夠較好地解決，有時需要師生一起討論進而找到思路。最后，每組的每個成員分別在報告之后扼要指出整個實驗學習中印象最深刻的環(huán)節(jié)。教師將給實驗報告一個分數(shù)，但主要的是將實驗報告與心得領(lǐng)會結(jié)合起來，根據(jù)布魯姆認知水平體系去確定學生能力提升的狀態(tài)。三、結(jié)束語國內(nèi)外的實驗證明，布魯姆的認知能力評價有助于提升學生的能力水平，在大學生物學教學中也能大展拳腳。為此，本人在遺傳學教學中，一邊竭力領(lǐng)會該理論和熟悉其手段，另一方面大膽提出辦法并加以嚴密運用。為了進一步加強教學效果，本人還十分留意在其中貫徹其他的教學理念好像伴學習