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【摘要】
目的: 建立胎鼠大腦皮層神經干細胞體外分離、培養、分化及鑒定的方法,探討神經干細胞的基本生物學特性。方法: 取孕14 d胎鼠大腦皮層,吸管吹打機械分離制成單細胞懸液,采用無血清培養和胎牛血清誘導分化, 應用免疫熒光技術鑒定神經干細胞及其分化的子代細胞。結果: 從胎鼠大腦皮層分離的細胞呈神經巢蛋白(Nestin)免疫陽性并能在體外傳代培養,血清誘導分化后的細胞可表達神經元、星形膠質細胞的特異性抗原微管相關蛋白2和膠質纖維酸性蛋白,誘導分化成的神經元能表達突觸的特異性標志Synatophymin。結論: 分離和培養的細胞能表達神經干細胞的特異性標志物Nestin,并且具有很強的增殖能力和多向分化潛能,屬于中樞神經系統的神經干細胞。
【關鍵詞】 干細胞 大腦皮質 細胞培養 細胞分化 胚胎 大鼠 Sprague Dawley
[Abstract] Objective: To establish a method for isolation, cultivation, differentiation induction, and identification of neural stem cells (NSCs) from embryonic rat in vitro, and explore the basic biological features of these cells. Methods: The mesencephalon of rat with conceptus age of 13 days was taken out and dissociated into single cell suspension mechanically, and then cultured in serumfree medium. Fetal bovine serum was used to induce cell differentiation. The isolated cells and their progeny were observed by using immunofluorescence technique. Result: The isolated cells showed nestin positive reaction and could be cultured in vitro in series. After being induced by fetal bovine serum, microtubuleassociated protein 2 (MAP2) and glial fibrillary acidic protein (GFAP) which are specific antigens in neuron and astrocyte expressed in these cells, and synatophymin, a specific signal of synapse, was also expressed in the differentiated neurons. Conclusion: The isolated and cultured cells are NSCs of central nervous system, and possess strong capability of proliferation and potency of multidirectional differentiation.
[Key words] stem cells; cerebral cortex; cell culture; cell differentiation; embryo; rats, spraguedawley
傳統觀念認為,哺乳動物的神經組織只有死亡,沒有再生能力。自從上世紀90年代初科學家們分離、培養出神經干細胞(Neural stem cells,NSCs)以來,人們相繼從各種動物及人的中樞神經系統分離、培養了NSCs[1,2] 。NSCs的發現不僅打破了神經元不會再生的傳統觀念,而且為許多以往難以治療的神經系統疾病提供了新的治療思路和途徑。2007年6月利用細胞分離、無血清培養、血清誘導分化及免疫熒光等技術,證明了本實驗所分離的細胞群為NSCs,以期為進一步使用和研究NSCs奠定理論及實驗基礎。
1 材料與方法
1.1 材料
DMEM/F12、B27、胎牛血清購自GIBCO公司,bFGF、Nestin抗體、突觸素抗體Snaptophysin購自SIGMA公司,MAP2抗體、GFAP抗體購自Santa Cruz Biotechnology公司,倒置相差顯微鏡及熒光顯微鏡為NIKON公司產品。
1.2 NSCs的分離培養[3~5]
成年雌性和雄性SD大鼠各1只,體重220~260 g,雌雄合籠后,檢查陰栓,見陰栓計為孕0 d;孕14 d時取胎鼠,在解剖顯微鏡下仔細分離獲得胎鼠大腦皮層,再用DHanks液漂洗,用眼科剪反復切割組織,再用200目細胞篩過濾,收集入離心管中,反復吹打,制成單細胞懸液,經細胞計數后,分裝入50 ml培養瓶中,細胞數約為1×106/ml。培養條件: DMEM/F12 6 ml+B27120 μl + bFGF12 μ1,37 ℃, 5%CO2; 每6~7 d傳代1次。
1.3 NSCs的誘導分化
取第4代傳代培養的NSCs,將其吹打成單細胞后,以5×104/片細胞密度種于經0.1%多聚賴氨酸處理過的蓋玻片上,培養條件為: DMEM/F121.5 ml + B2730 μl + FBS 150 μl, 37 ℃,5%CO2,培養7 d。
1.4 免疫熒光單標法鑒定NSCs及其子代細胞
1.4.1 Nestin免疫反應陽性細胞
將懸浮培養的細胞團用4 %多聚甲醛固定30 min后涂在載玻片上,37 ℃烘干,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,加入一抗Nestin(1∶100)后4 ℃過夜,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,加入二抗兔抗羊TRITC(1∶100)后37 ℃孵育1 h,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,熒光顯微鏡下觀察。
1.4.2 MAP2 、GFAP、Snaptophymin免疫反應陽性細胞
取誘導分化的NSCs的細胞蓋玻片用4%多聚甲醛固定30 min,37 ℃烘干,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,分別加入一抗MAP2(1∶100)、GFAP(1∶100)和Snaptophysin(1∶100)后4 ℃過夜,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,分別加入二抗羊抗兔FITC(1∶100)和羊抗兔Cy3(1∶100)后37 ℃孵育1 h,0.01 mol/L PBS洗5 min×3次,熒光顯微鏡下觀察。
2 結果
2.1 NSCs的形態學特征及鑒定
由孕14 d胎鼠大腦皮層分離培養的原代細胞, 接種后立即在相差顯微鏡下觀察,細胞呈懸浮的圓形狀,邊界清楚,折光性強,絕大部分單個存在。經6~7 d無血清加bFGF培養后,細胞呈球狀集落, 95 %以上的NSCs球呈懸浮生長,細胞增殖旺盛(圖1)。原代培養時,培養瓶中可見一些細胞碎片和一些貼壁的雜細胞,但經傳代后,這些雜質均減少甚至消失,且生長狀態良好。在相差顯微鏡下,NSCs呈球形或橢圓形,大小不一。經Nestin免疫熒光染色鑒定顯示神經干細胞球呈紅色熒光(圖2)。
2.2 NSCs的誘導分化及其鑒定
胎鼠大腦皮層神經干細胞的分離培養、分化及鑒定在NSCs培養液中加入10%胎牛血清3 h后,NSCs球即開始貼壁和分化,6 h后即可明顯發現有突起從團塊邊緣長出,24 h后有少數細胞分化為有突起的細胞,以后分化的細胞逐漸增多,從細胞球周圍遷移出,呈放射狀排列(圖3);隨著時間的推移,突起不斷增粗與延長并互相連接成網狀,7 d時在相差顯微鏡下NSCs球周圍可見分化成胞體圓形豐滿的神經元樣細胞和突起粗大的膠質細胞樣細胞。免疫熒光染色顯示,在胎牛血清的誘導分化下NSCs能分化成表達各種相應特異性標志的終末細胞,即表達MAP2的神經元(圖4)、表達GFAP的星形膠質細胞(圖5);同時,從NSCs分化而來的神經元能表達突觸素(圖6)。
3 討論
NSCs是指在哺乳動物中樞神經系統內具有多向分化潛能和自我復制能力的一群細胞,由于具有廣闊的應用前景而受到神經科學領域眾多研究者的關注,在治療惡性膠質瘤、神經系統損傷、中樞神經系統慢性退行性疾病(帕金森病、亨廷頓病)等方面已取得豐碩的成果[6~8]。
NSCs在哺乳動物中樞神經系統內分布非常廣泛,本實驗從大腦皮層取材,采用機械分離法來制備NSCs懸液,實驗效果比較理想。NSCs懸液的制備有酶消化法和機械分離法,但以酶消化法使用居多。由于在實際操作中很難從客觀上準確地把握酶作用的最佳時間點,往往導致消化不足而不易獲得單細胞懸液;或消化過度造成細胞受損而導致細胞活力下降甚至死亡。并且,在NSCs表面具有針對許多神經生長因子的受體[9],當采用酶消化法來獲取NSCs時, 可能會引起細胞表面受損而致使一部分受體丟失,而這些受體對于NSCs 維持其干細胞的未分化狀態是必需的。所以采用顯微解剖和吸管吹打等機械分離方法來制備NSCs懸液是神經干細胞分離中較為理想的方法。
本實驗發現在原代培養時,培養瓶中可見大量的細胞碎片和一些貼壁的細胞,但經傳代3~5代后,這些雜質逐漸減少甚至消失。這主要是由于培養液中所含的bFGF只對NSCs具有促進分裂和增殖作用[10,11],而其他雜細胞在該培養液中無法生長。因此,原代細胞中大部分非NSCs會發生死亡,而NSCs不僅可以存活,還可以分裂和增殖,形成神經干細胞球,從而經過多次傳代后, NSCs可以得到純化。
Nestin是神經干細胞的一個標志物,本實驗培養的細胞通過免疫熒光觀察培養的細胞球均呈Nestin免疫反應陽性,提示組成細胞球的細胞為NSCs。當在培養液中加入10%的胎牛血清后,NSCs可以分化為神經元樣細胞和膠質細胞樣細胞。免疫熒光顯示,誘導分化7 d后NSCs可以分化為表達MAP2的神經元和表達GFAP的星形膠質細胞,證明了NSCs具有多向分化潛能。同時,本研究觀察到從NSCs誘導分化成的神經元突起上有分化較好的串珠樣排列的膨體,突觸素免疫熒光染色陽性,顯示其已經具備接受信息的結構基礎,表明分化的神經元能夠合成和運輸神經遞質,行使可能的生理功能[12]。
實驗從孕14 d胎鼠大腦皮層分離培養的細胞團具備NSCs的三大特征:Nestin免疫反應陽性、分裂增殖能力和多向分化潛能,由此證明了所分離培養的細胞是NSCs。并且,由血清誘導分化而來的神經元具備一定的生理功能,可以用于進一步的實驗研究。
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關鍵詞分層教育;專業能力;崗位要求
中國分類號:G71
分層教育主要是指根據學生現有的知識、能力水平和不同需求潛力及其興趣愛好等,結合社會需求,把同一專業的學生分成不同的班級,確定不同的培養目標,選擇支撐相應培養目標的教學內容,應用適合的教學方法、方式和模式,采用合適的考核目標實現程度的評價方式的教學模式。
一、理論依據
分層教育能夠讓不同層次的學生都能得到充分發展,針對性更強的滿足社會需求。分層培養模式已經有淵源發展歷史,我國古代教育家、思想家孔子,就曾經提出育人要“深其深,淺其淺,溢其溢,尊其尊”,主張因材施教,因人而異。前蘇聯教育家達尼洛夫關于教學過程的動力理論學說認為“只有學生學習的可能性與對他們的要求是一致的,才可能推動教學過程的展開,從而加快學習成績的提高,而這兩者的統一關系若被破壞,就會造成學業的小良后果”。教育家維果斯基的“最近發展區”理論認為,每個學生都存在兩種發展水平,一是現有水平,一是潛在水平,他們之間的區域被稱為“最近發展區”[1]。教學只有從這兩種水平的個體差異出發,把最近發展區轉化為現有發展水平,并不斷創造出更高水平的最近發展區,才能促進學生的更大發展。這些都是分層教育的理論依據。
二、政策依據
教育部的“教高【2000】2號”文件中,《關于制訂高職高專教育專業教學計劃的原則意見》的制定教學計劃的基本原則第六點“從實際出發,辦出特色”中明確“即使在同一學校的同一專業,也可以根據生源情況的不同,制訂不同的教學計劃,或在執行同一教學計劃中,給學生更大選擇性。”同一專業,依據生源狀況,制訂不同層次的人才培養方案,就可以實施專業的分層教育。當然,分層教育也必須符合專業人才培養的最終目標,能夠對應相應的就業崗位(群)需求。
三、高職專業分層教育
高職教育培養的規格目標,借鑒德國職業教育能力要求的范疇,即社會能力、方法能力和專業能力三方面能力來描述。專業能力即獲得專業方面的知識和能力,強調專業的應用性、針對性,它注重專業技能的掌握,和職業直接相關,通過專業教育而獲得,具有職業特殊性;方法能力是指具備從事職業活動所需要的工作方法和學習方法,能夠獨立負責完成工作的一種能力,它特別指獨立學習,獲取新知識的能力,如決策能力、自我學習能力等;社會能力是具有承擔和建立社會關系的能力,它包括人際溝通能力、與他人合作、職業道德和社會責任感等。方法能力和社會能力不是某種職業所特有的,它們能在不同職業之間廣泛遷移,具有職業普遍性,是適應不同工作崗位及環境的一種綜合職業能力。由于這種能力是從事任何職業都需要的,所以也常常稱為關鍵能力。而且關鍵能力的培養與形成具有繼承性,教育培養和社會實踐活動都是這種能力形成的有效過程。所以,高職分層教育主要是針對專業能力的分層教育,而對社會能力和方法能力的培養要貫穿整個人才培養的課程體系和教育活動中。具體說,就是對學生誠信、敬業精神培養,溝通合作能力培養、學習習慣和社會責任培養,解決問題基本思維程序培養等等,要以學習和教育的各種活動為載體,把關鍵能力的培養滲透到學生學習和教育的各個環節和活動之中,每位學生都能鞏固原有的關鍵能力,培養其關鍵能力的發展和新增長點,提升品質,完善人格,不可分層和偏廢。高職培養中關注成長中的增量。
從專業能力培養的角度,學生學習的主要差異表現在知識和技能的學習之中。相比之下,文化課成績不理想,善于動手操作,形象思維能力較強的學生在技能學習中表現出很大興趣,且能取得良好技能學習效果,重點從高技能的方面進行培養;文化課成績較好,抽象思維能力較強的學生,對知識的學習更容易理解和接受,也能更適合體系性的知識學習和技術的掌握,對知識學習的效果更好,重點從技術的方面進行培養。
四、高職分層教育實施
高職分層教育實施要解決生源基礎差異與專業人才培養一刀切的矛盾,同時要充分考慮學生未來的就業崗位對專業技術的要求。
1、分層教育原則
1)以人為本的原則分層教育的基本出發點是承認學生的差異,尊重學生的受教育權利和全面發展的權利,讓全體學生從中受益,同時提高教育教學效率,充分發揮教育資源的效能,促進教風學風的進一步好轉,提高教育教學質量。因此,學校內部要統一認識,廣泛宣傳,消除偏見或錯誤認識,使學生能夠接受并激發其學習的內在動力,促進學生全面發展。
2)培養方案與學生差異相適應原則在制訂分層教育人才培養時,要充分考慮學生的知識基礎水平和思維方式的差異。理論課程教學內容的選擇和序化,素質教育滲透點的安排,教師授課方式(講授式、提問式、討論式、生活案例式等)的選擇,師資教學水平的要求,考核評價的方式等方面認真研究,作出明確要求,確保培養方案與學生狀況的適應性;實踐教學是技能培養的主要教學方式,實踐教學環節安排要符合由難到易,從局部到整體的學生技能培養規律,要充分考慮學生差異而需要理論與實踐教學環節的相互穿插和支撐。
3)培養方案要滿足崗位需求的原則高職分層教育的人才培養方案依然要從企業崗位調研而來,認真分析企業崗位的差異和要求的偏重,依據生源的實際情況,有針對性的分類分層,滿足企業不同崗位的知識、能力、素質要求,保證人才培養最終目標實現。社會能力和方法能力不能低于基本要求和專業崗位的特殊要求。
2、分層教育實施方案
依據多年對我院單招、五年一貫制、“3+2”聯合培養和高考統招生的教學實踐與研究,從以下四個方面著手實施分層教育,取得了一定的成效。切忌不能只考慮生源,脫離企業崗位的要求,脫離“就業導向”,失去分層教育的主要意義。
1)學生的分班
分班前,對學生進行分層教育意義的認識和了解非常有必要。要通過班會,宣傳材料和校園網等,廣泛宣傳,使學生正確認識分層教育對自身發展的意義,消除偏見和不正確的認識,為分層教育分班做好思想工作。同時,分層教育分班要有硬指標,同時允許符合條件學生在“層間流動”。如機械制造及自動化專業新生分班,依據“數學”成績和統一的“零部件裝配”測試成績來分班;一年以后,依據高數成績、英語成績和鉗工等實踐課成績的差異,結合學生興趣與特長,專業教師引導咨詢,學生自愿在“層間流動”。這樣保證學生與培養方案的適應性,達到揚長教育的目的。班級命名就是一班、二班等,不要用“快慢”或者“優劣”命名,避免歧義。
2)人才培養方案制訂
同一專業的不同層的人才培養方案制訂一定要針對崗位需求的差異來對應學生的差異,而且崗位需求是剛性的。所以對于培養規格的差異和對應崗位要求要充分征求企業意見,針對培養規格不同對課程設置、課時安排、培養模式等都各具特色,實現培養規格和崗位對專業能力的一致性。社會能力和方法能力要求統一,明確課程和教學活動載體的培養目標。譬如數控技術專業,可以分成以數控設備加工操作員培養、數控編程員培養和數控工藝員培養三個層次,專業能力標準要求嚴格按照機械制造企業對數控設備操作工、數控編程員和數控工藝員的標準培養。
3)師資隊伍的培訓
師資隊伍是分層教育的實施者,是分層教育效果的主導性因素。首先,對參與的教師要進行分層教育認識和意義的培訓,使教師深刻認識分層教育是因材施教,激發學生興趣,挖掘潛力的科學的教學模式,并沒有優劣之分。其次,培養教師揚長教育方法,在教學中貫徹“以長促長,以長促全”理念,把“最近發展區[3]”轉化為“現有發展水平”,并不斷挖掘“潛在水平”,拓展“最近發展區”,開發出更高水平的“最近發展區”,才能促進學生的更大發展。還要對教師的專業水平有側重要求,譬如,數控設備操作員教師的數控操作特長,數控編程員要有編程特長教師,數控工藝員要精通工藝的教師。對于分層教學的教師要專項培訓和專項企業鍛煉。
4)教學環節
教學環節實施直接體現出分層教育的差異性。理論教學的知識面寬窄、深淺的把握;實踐教學項目的難易、局部與整體取舍,實踐教學環節情境的選擇;理論教學和實踐教學環節配合與支撐設計等具體教學環節,都要求教學團隊在授課前認真研究和精心備,并且在實施中要依據學生實際情況不斷調整和完善。其次,每個教學環節的教學評價非常重要,因為它是老師自我回頭審視教學內容選取與序化的合理性、組織實施的有效性的評判,是不斷總結、調整和完善的依據,也是對學生學習進步的肯定、鼓勵和不足的善意提醒。教學評價或考評要針專業能力培養規格的差異要突顯,切忌一刀切。
在高職教育被社會逐步認同、生源層次和來源多樣化、以及內涵發展的要求下,高職教育實施分層教育,體現了高職教育“以人為本”的精神,體現了貼心服務學生,開展揚長教育,契合企業崗位的要求,進一步提高了教育質量。
參考文獻
[1]趙靜亞.基于分層教育理論的高校學風建設研究[J].文教資料.2013,17
一、分層教學的內涵
因材施教,因人而宜是我國古代偉大教育家、思想家孔子提出的一種教育理念,現代教育模式中的分層教學就起源于此。分層教學是針對學生因基礎、智力及非智力因素存在差異的情況下,教師有針對性地實施教學內容的深淺程度不一的個性化教學模式,是讓不同層次學生得到有效的發展與提高的教學過程。因此,分層教學既是一種新的教學理念,也是對實施教學目標在教學模式上的探討。
二、《會計電算化》課程教學中分層教學的實施
(一)分層教學的實施
在高等職業教育中,由于學生是按專業來分班的,從學生知識、能力、情感出發,我們應該按專業能力、教學計劃、教學目的來進行分層教學,可以在正常班級教學以外組建專業社團、興趣小組來提高學生的綜合能力,達到各有所學、各有所能的不同教學目的。
1.按能力目標分層。能力是人們為做某一項任務或事情而表現出的一種素質。第一層次為會計職業能力,是指會計人員從事會計工作必備的基本能力,在實際工作中體現為會計從業資格證,是會計專業學生必須具備的一種資格證書。因此在會計專業教學中,應以此為基本專業教學目標,制訂相應的教學內容,注重實踐環節教學的培養,增加實用性教學。第二層次為會計專業能力,是以職業教育專業要求為中心,不斷提高學生的會計專業知識水平、會計專業技能,注重會計業務處理的流程及會計知識的聯系,能勝任會計崗位的工作要求。第三層次為會計綜合能力,是對前一層次的拓展,在會計專業能力的基礎上,向會計知識和技能的深度和廣度上推進,充分增強學生自主能力、分析能力、思維能力,讓學生在獨立處理各項會計事務上進一步提升。
2.按教學計劃、目的的分層。在教學計劃上,大一第二學期開設《會計電算化》課程,主要講授基礎的會計電算化理論知識及賬務軟件基本操作實踐,內容上有會計電算化概述及財務會計軟件基礎、財務軟件操作以記賬算賬報賬為基本線達到熟悉操作流程為目的,其目標是95%以上的學生能獨立完成基本的會計電算化業務處理并取得會計證考試中會計電算化課目的合格;在大二第一學期末開設二周的會計電算化摸擬實踐,主要是熟悉財務軟件各模塊之間的聯系,提高學生的會計電算化專業業務水平,其目標是100%以上的學生達到會計電算化專業應具備的專業能力;在進行會計電算化課堂專業教學的同時,開展會計電算化技能課外培訓、競賽,從中提高部分學生的會計電算化綜合能力。
3.按課堂教學目的的分層。按教學計劃、目的的分層只是從整體上對全體學生進行了指導性概括,要提高各班級學生的能力水平,主要從課堂教學著手。針對同一班級學生的差異性,我們采取分層遞進的教學方式。按課堂教學計劃、內容,將一節課的內容標準定為熟悉、掌握二個層次,對能力好的學生要求熟悉并掌握本節課知識內容;而對于能力一般的學生只要求熟悉本節課知識內容,并可以采用課外活動時間讓其掌握課堂內容。
三、分層教學的實施效果
(一)、分層教學能有效提高課堂效率
在班級授課制情況下,如果教師過多追求高層教學目標,造成部分學生跟不上,就會出現個體密度量小的情況; 如果用于進行低層次學習的時間過多,就會出現教學密度量大質差的情況。可見,學生的學習達成度是其掌握學習任務所需時間與實用時間的一個函數,教學效率高低主要是由于班級中的差生和優生獲得同樣知識所需時間的差異造成的。教學中,如果能把獲得某種知識所需時間大體相當的學生進行歸類施教, 教學效率即可大幅度提高。
(二)、分層教學能有效實施個性化教學
分層教學在以學生學習程度為標準的基礎上,尊重學生的學習能力差異,對學生的學習差異給出了因材施教的最佳教學環境。在不同層面的學生在分層教學中得到了準確的學習指導和適度的學習能力培養。分層教學既滿足了學生成為成功者的自我實現的需求,也讓學生在成功中激發了學習的樂趣和學習的動力,成為學習的積極參與者。可見,分層教學是一種以人為本位的教學模式,能有效實施個性化教學。
(三)、分層教學能有效促進學生發展
在分層教學中,依據學生的學習可能性水平將全班學生區分為若干層次,并確定與各層次學生的實際可能性相協調的分層教學目標,這樣教師把教學難度確定在每個學生的最近發展區域之中,為各層次學生創造了不斷把最近發展區域變為現有發展水平的條件,較好地解決了班級教學中統一要求與因材施教的矛盾,從而促進了學生的發展。
四、分層教學的要求
(一)加強學習,形成正確的教育觀
作為一名教師,應具備教育學、心理學、管理學等相關的教育理論,以相關理論對分層教學管理工作加強指導,為探索、揭示分層教學中的教學管理規律提供理論依據。同時, 要善于從各種渠道收集他人的分層教學管理的經驗, 開闊思路, 總結改進,形成正確的教育觀。
(二)確定目標,落實任務
確定科學的、準確的教學目標,不僅是制定教學計劃和教學大綱的依據,同時也是正確評價分層教學的尺度。因此,在分層教學中,教師應深入了解學生學習的現實水平、學習能力以及對學習的渴望程度,然后將學生根據實際情況分組,落實任務,因人施教,讓所有學生在原有基礎上都能提高發展。
(三)嚴格管理,動態分層
關鍵詞:分層教學 科學 合理 學生 創新
電氣工程專業在社會上的應用日益廣泛和復雜,從日常生活的照明線路到神舟飛船的飛行控制,科技含量逐步提高,因此技校培養合格維修電工的要求日益增高。在學生的知識基礎、智力因素和非智力因素存在明顯差異的情況下,有針對性地對學生進行“因材施教”“量體裁衣”,從而達到不同層次的教學目標顯得尤為重要,為此應該采用分層教學。對于分層教學筆者認為應當從以下幾方面做起:
一、科學分層,學生能上能下
1.學生入學后的第一個學期為基礎知識積累階段
本階段的主要任務是要求學生掌握專業基礎知識,為下一階段基本技能的學習打下堅實的基礎。本階段不進行分層,所有學生在同一個課堂學習,而入學時每個人都知道下學期將根據他們的成績和表現進行分層教學,這樣既能給學生樹立學習的目標和動力,又有利于班級管理。
2.第二學期根據上學期學生的期末考試成績,按1∶1的比例將學生分成A、B兩個小組
本學期的教學任務主要是要求學生熟練掌握各項基本技能,能獨立正確地完成各種基本操作。總成績=理論成績(40%)+操作成績(40%)+教師評價(20%)。排名靠前面一半的學生編入A組,其余學生編入B組。
3.第三學期開學伊始調整一次小組
將A組上學期期末考試總成績的后5名學生調入B組,將B組的前5名調入A組。本階段的教學任務是按教學大綱的基本要求對B組同學進行教學;而A組則除了完成教學大綱的基本要求外,還要根據學生的興趣愛好、工廠的實際需要和先進技術的發展方向進行著重培養。
4.第四學期為頂崗實習和技能應用階段
本階段要求各班學生到學校的實習基地進行為期2~3個月的頂崗實習,由各班班主任帶隊常駐實習工廠,專業教師每個星期要有1天的時間到工廠,對學生進行技能指導和完成實習報告及其他各種文字工作,具體到工廠的日期由專業教師和工廠商量后自行確定。
二、制訂合理的教學大綱和教學計劃
根據國家的指導性教學大綱,制訂出科學的、切合實際的實施性教學計劃,最大限度地實現培養目標的“多元化”。培養目標的多元化與分層次教學是相互呼應、相輔相成的,因此,搞好分層次教學的首要環節和關鍵是制訂和修訂教學計劃。
三、分層備課
根據教學大綱和教學計劃的要求進行備課,確定不同層次的教學目標,把握住哪些是基本要求,是所有學生應掌握的;哪些屬較高要求,是A組學生需要掌握的。然后,設計分層教學的全過程。其中,要特別關注學習困難的學生。
四、分層授課,分類指導
第一,根據學生層次的劃分把握好授課的起點,處理好知識的銜接過程,減小教學的坡度;教學過程要遵循“學生為主體,教師為主導,訓練為主線,能力為目標”的教學宗旨,讓所有學生都能學習,都會學習,保證分層教學目標的落實。
第二,在教學過程中對不同層次的學生采取不同方法進行有效的幫助和指導。要因人而異,體現“因材施教”的教學原則。
第三,成立課外活動學習小組,加強對各層次學生的指導,促進學生由低層次向高層次的轉化,使學生整體優化,進而發展學生的個性特長。
五、制訂科學合理的分層考核辦法
根據教學目標對不同層次的學生進行不同的考核。
一是對于B組同學,考核內容以基礎知識為主,主要考查學生對基礎知識和基本技能的掌握;而對于A組同學的考核,則基礎知識和基本技能占50%,而更復雜、更前沿、更適合工廠要求的知識和技能占50%。
二是對后進生多采取表揚評價,并對進步明顯的提高一個層次,尋找閃光點,肯定進步,使他們看到希望、消除自卑,品嘗成功的喜悅,樹立自信心;對中等生,針對成績采取激勵評價,既揭示不足,又指明努力方向,使他們不甘落后,積極向上;對優等生采取競爭評價,堅持高標準、嚴要求促使他們更加嚴謹、謙虛,更加努力拼搏。
六、創新體制機制
實行學分制、彈性學制和雙證制。通過學分制和彈性學制使學生認識到努力學習一天,就可能提前畢業一天,提前上班一天,提前拿到工資。從而激勵學生努力學習。而雙證制可以讓學生拿到兩個技能證,提高就業時的競爭力。電氣工程專業的學生可以兼修鉗工、計算機、焊工等專業,由學生自主選擇。
【關鍵詞】分層次教學;高等數學改革;因材施教
【中圖分類號】G424
【文獻標識碼】A
隨著我國高等教育的迅速發展,辦學規模的不斷擴大,如何保證培養高素質的合格人才,是高等院校面臨的嚴峻考驗與挑戰.大學數學課程是高等工科院校各專業培養計劃中重要的公共基礎理論課, 其目的在于培養工程技術人才所必備的數學素質.然而目前各高校均面臨著地區性教育質量的不同導致學生素質參差不齊,生源總體差異顯著加大,按總分錄取的方式出現單科成績差距懸殊現象.并且由于各專業的不同,因而對數學知識和能力的要求也不相同.非數學理學類專業要求學生具有較深的數學功底,工學類專業要求學生具有扎實的數學基礎,管理及經濟類專業要求具有較強的經濟數學知識等.高等教育形勢的這一變化必然對大學數學教育提出新的要求.傳統的對同一專業、同一班級、甚至幾乎所有的專業都采用統一的教學計劃、統一的教學要求和統一的教學模式已經不符合目前大學數學教育的要求.因此,在高校大力擴招的新形勢下,根據新生入學基礎差別較大的特點對學生進行分層次教學是實施因材施教的積極措施和探索人才培養模式的有效途徑.高等數學實施分層次教學不僅對傳統教學體系的改革具有現實的意義,而且在國家實現大眾化教育目標的進程中也有著長遠的戰略意義.
一、分層次教學指導思想和基本方向
我們對大學數學課程在全校范圍內開展了以優化整合教學內容為重點,以建設立體化優質教材為核心,以建設精品課程為目標的教學改革運動.在教學體系、教學內容、教材建設、教學方法與手段和網絡教學平臺建設等方面進行了一系列研究、改革與實踐.我們的指導思想是遵循高等教育的基本規律,以傳統大學數學教學內容為主線,輔之以數學訓練、數學建模、數學實驗和數學素質培養四條支線.在承認學生有差異的前提下, 確立以學生為主體的意識, 運用不同的教學策略, 分別制定教學目標、教學要求, 設計教學內容, 調整教學進度, 變換教學方式, 創立評估體系, 盡可能地滿足不同層次的學生學習需要, 依據學生的專業結構特點及學生的實際水平和興趣, 建立具有不同層次的課程體系, 在確保課程教學基本要求的基礎上, 針對不同層次學生數學基礎和學習特點, 采用不同的教學方法.基本方向是以精品課程建設為目標,以教學內容改革為動力,以師資隊伍建設為根本,以建設教材優質為核心,以現代信息技術的應用為突破口,以教學理論研究為保障,以教師為主導,以學生為主體,不斷深化大學數學改革,構建并逐步完善符合我校高素質應用性人才培養目標的大學數學創新教學體系,不斷完善適用于不同層次的教學班的教學大綱、教學內容和教學方法,并把課程體系和教學內容的建設作為教學改革的重點.
二、高等數學分層次教學具體實施方案
我校分層教學的具體實施方案為:首先選擇幾個試點學院,參照學生高考入學成績,并通過選拔考試,選出一批數學基礎較好、綜合成績突出的學生組成卓越班;其余學生則依據高考入學數學成績,由高到低按學院分成若干快班或普通班.每個分級教學班的學生入學數學成績和數學基礎基本相近,這樣更有利于任課教師因材施教,有的放矢,開展教學方法和手段的改革,以提高教學效率、改善教學效果.
為了保證分層教學效果,達到分層教學的目的,著重從以下方面逐步建立和完善了分層教學的質量保障和監控體系:
1.修訂教學大綱
教學大綱是教學管理的綱領性文件,應根據不同層次學生的實際情況編寫不同的教學大綱,尤其是教學目的、教學內容、教學重點和難點等.根據不同層次學生的情況來設置各個層次的學生在教學活動中所要達到的學習目標,有針對性地教給學生不同水平的知識.制定教學大綱更加注重不同層次的學生在基礎理論、突出重點內容的理解以及教學方法上的不同,使教學大綱更能適應不同層次的需要.
2.制訂教學計劃,調整教學內容
根據不同層次的教學大綱,制訂不同層次的教學計劃,適當調整教學內容.對于基礎班學生,應以傳授知識為主,按照少而精的原則重點學習工程技術中常用的數學方法,提高他們解決實際問題的應用能力.對于提高班學生,根據實際情況結合考研的目標可按適當高于基本要求的標準進行教學.數學的基礎理論適當拓寬、加厚,加強應用能力的培養,提高學生的數學素質.
3.實施后續精英培養計劃
根據我校自身的實際情況,我們開設了與理論教學相配套的數學實驗課,將部分理論教學內容實驗化,具體做法是根據教學內容,精心設計一些應用性小課題,指導學生應用所學知識尋找解決問題的思路和方法,并通過計算機和大型數學軟件(如Matlab、Splus和SPSS等)達到最終解決問題的目的,使學生學會使用常用的數學軟件,并且增開數學建模課程以及在全校開設數學通識課,不間斷對不同層次學生的數學素質進行訓練.
4.精心組建教學團隊,保證教學質量
實行分層教學,不但要求教師有扎實的數學知識和常規的教學技能,尤其是面對不同層次的學生還要求教師有更強的因材施教的能力.為了確保分層教學改革的順利進行,我們建立一個教學團隊,成員包括骨干主講教學、主講教師和青年教師.下設教學內容和課程體系設計、教學方法和教學手段研究和網絡學習資源建設三個小組,全面負責高等數學課程建設任務.
5.分層次教學方法改革
既然學生已經分了層次,那么針對不同層次的學生應采用不同的教學方法.鑒于數學課程的特點,在分層次教學中,同一層次的學生水平差異不大,教師講課可以有的放矢,教師必須根據本層學生的特點,制定相應的講課內容和方法.應將內容區分為教師精講、泛講和學生自學三部分.要改變過去重理論、輕應用的教學方法,注意將實際問題模型化,培養學生解決實際問題的能力;引進多媒體教學,增加課堂教學信息量,激發學生學習興趣;引導學生重視基本概念、基本方法和基本計算,采用靈活多變的教學方式進行知識的傳授.
6.分層教學考試
對于不同層次的學生可以按照教學大綱確定的內容單獨命題進行考試.考試試卷分層,即不同層次的學生出不同的試卷,每個層次出A,B兩套卷子供教務處考試前隨機抽取.
三、結束語
分級教學模式突出體現了差異性教學的理論與策略,根據學生存在的個體差異,有的放矢,通過教學方法和手段的改革,注重培養了不同層次上學生學習和運用理論知識解釋實際問題的能力.高等數學實行分層次教學后的效果得到越來越多的認可,不僅僅是學生,教師和學校同樣享受分層教學的成果.分層教學的實施為提高學校本科高數教學質量起著積極的促進作用.
【參考文獻】
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