化学与人类课程论文

2022-05-14

今天小编为大家推荐《化学与人类课程论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!【摘要】以通识选修课程《物理与人类文明》教学为例,挖掘该通识选修课程中的思政元素,分析在该课程中融入思政元素的可行性,实现知识讲授与课程思政有机结合,并对上课学生进行调查,结果显示在该课程中融入部分思政元素是必要的、有用的。

第一篇:化学与人类课程论文

地球化学研究与人类疾病

摘 要:元素地球化學行为统计上周期性变化的规律研究,衍生出“大凡一切元素的化学行为统计量必呈周期性变化趋势”的科学猜想。用地球化学研究方法,对已发表的各类肺癌、癌旁和正常组织的几十种元素含量的算术平均值数据进行了计算机处理,结果证实了关于元素任意生物-地球化学行为在统计上必定会出现周期性变化的普遍规律,周期性变化趋势尽管有偏差,但和门捷列夫元素周期律基本吻合。研究表明该方法可成功地区分出元素生物地球化学周期性行为-第一电离能型和元素生物地球化学周期性行为-离子型两类元素,后一种类型元素与肺癌关联度较大,在肺组织中的迁移、分布、赋存方式与肺癌的发生有密切的病理学关系。按照系统论的观点,用表征元素生物地球化学行为的重要参数-相似度,和Ni+Cu+Pb/Fe+Zn构建的协变图,成功地划分出肺癌、癌旁和正常组织元素分布的区域。

关键词:肺癌;元素生物化学行为周期性变化;元素生物地球化学周期性行为-第一电离能型元素;元素生物地球化学周期性行为-离子型元素

P 595;P 632+.4

文献标志码:A

DOI:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2020.0613开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Geochemical methods and disease research

——A case study the relationship between lung cancer and periodic

changes in elemental biogeochemical behavior

YANG Jian-ye1,CHENG Huan-quan1,QIN Shen-jun2,LU Hai 1,ZHANG Lin-lin3,SHAO Yuan4

(1.

College of Materials Science and Engineering,Xi’an University of Science and Technology,Xi’an 710054,China

2.School of Earth Science and Engineering,Hebei University of Engineering,Handan 056038,China;

3.China National Environmental Monitoring Centre,Beijing 100012,China;

4.First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710061,China)

resulting in a successful demarcation of areas distributed with elements of cancerous,paracancerous,and normal lung tissues.

Key words: lung cancer;periodic changes of biochemical behavior of elements;periodic biogeochemical behaviors of elements with first ionization energy;periodic biogeochemical behaviors of elements with ionic charges

0 引 言

自然界各类物质均由化学元素构成,作为有机生物体的人类当然也不例外。截止至1996年,人体中可检测的元素已达60余种[1],囊括了自然界绝大部分可计量的化学元素。人体各个器官中的元素丰度大小和分布方式与相应部位的肿瘤发生、发展以及治疗有关联[2]。熊依杰等用原子光谱分析,测出肺癌和癌旁组织中55个元素丰度[3];张霖琳等研究了肺癌、癌旁和正常组织中33

种元素的分布特征[4];曾静等对北京等四座城市正常人肺组织的56个元素进行了定量分析和比较研究[5]。

纵览前人研究,一是着眼于肺癌組织、正常肺组织以及癌旁组织之间的元素丰度比较,指出癌与非癌的区别,如熊依杰比较17对癌组织和癌旁组织元素含量差异,认为P,Mg,K,Zn,Cu,Se,Rb和Ge等8种元素在癌组织中的含量显著高于癌旁组织[3];二是通过一些元素的比值探讨癌与非癌的区别,例如张颖、张霖琳等认为,由于肿瘤细胞表面铜蓝蛋白分解上升导致血清Cu升高,而Cu吸收水平的增加会抑制Zn吸收,导致血清Zn降低,因此肺癌组织中的Cu/Zn要比癌旁组织和正常组织高[4-6]。

前人关于肺癌组织与正常组织在元素方面的研究虽然取得了一定的成果,但思路和方法上具有较大的局限性。元素在生物系统中的分布存在着“时空”上的巨大差异。所谓“时空”差异,就“时间”而言,指的是年龄、世代等差异;就“空间”而言,则是地域、基因、人种、血统等差异。例如,人血清Cu含量在血型与性别上就有明显差异;全血Cu含量种族间差异更为显著。此外人体各个器官中有几十种微量元素,目前限于种种条件虽不清楚它们的生物功能,但并不等于这些元素就与生命活动无关[7-9]。因此,仅考虑单一的某种元素含量乃至于用一两种元素的比值以反映元素在人体某个器官的分布健康与否是远远不够的。应将现有条件下所有可测的几十种元素在生命活动或病理学过程中对相互间的协同、拮抗作用的影响一并考虑进去,才是研究生物地球化学的根本意义。尽管这种影响十分复杂,探索起来也很艰难,但也并非毫无规律可循。

以往研究煤中元素地球化学行为时,曾发现一切可量化的元素地球化学行为在统计上均呈周期性变化的趋势,而此种趋势又恰好和门捷列夫元素周期律契合[10-15]。由于地质过程中内外因素的交互作用十分复杂,在实际地质过程中,统计上也会出现一定的偏差。这种偏差可定量求出,并具有一定的地质科学意义[15]。此种规律也适用于其它任何涉及到多种元素交互作用的学科,譬如生物化学、医学化学。

尽管前人也曾就生物体内元素与元素周期律的关系进行探讨,如文献[1,16]是通过实验,总结了对某类生物真核细胞生长分裂有促进或抑制作用的元素在周期表的分布区域以及在周期表纵横向上的变化规律,从而归纳出生物必须元素、有毒元素等在周期表中的位置;文献[7-9]更多指出的是生物圈内地壳、海水、植物、人等几十种元素丰度变化趋势的“内外一致,天人合一”,从而体现出一种所谓生命的“周期性变化节律”。一切可量化的元素生物地球化学行为(不止是元素的生物地球化学行为,例如,如果是地学领域,则为元素的地球化学行为等等)其变化趋势,在统计上必定符合元素周期律。这种周期性变化可用数字图像的方式直观地表征。既然强调的是“统计上”,当然也会出现一定的偏差,而造成的这种偏差一旦可以定量求出,就能结合所研究的对象很快确定其科学意义。

1 数据来源和处理模型

本次研究所采用的肺癌组织、癌旁组织和正常组织的元素含量数据均来自于前人分析的结果。云南省肿瘤医院[4]的样本对14例确诊肺癌的人获取肺组织、癌旁组织和正常组织的33种元素进行测定;对17例肺癌患者手术切除后癌组织和癌旁组织进行了55个元素分析[3],但缺乏正常组织元素分析。其实验和数据获取的方法则详见于文献[3-4]。对于文献[3-4]的元素算术平均值数据分别用CI型球粒陨石归一化。表1仅列出文献[4]肺癌组织、癌旁组织和正常组织33个元素的球粒陨石归一化结果以及元素的第一电离能和常见氧化态离子半径等重要参数。将文献[4]元素球粒陨石归一化后,按元素原子序数大小依次排列后与元素自身的第一电离能变化折线进行对比(图1)。

2 结果与讨论

2.1 肺癌等组织元素的周期性变化

如图1所示,肺癌组织、癌旁组织与正常组织的元素球粒陨石归一化后,采用计算机方法[15],分别筛选出肺癌组织、癌旁组织和正常组织元素球粒陨石归一化的数值与元素第一电离能相关系数置信水平为0.01时都在0.945以上(含0.945)的元素,(实际操作中,为了最大限度地考虑进微量元素的作用,往往范围有所扩大,把置信水平0.01时,与元素第一电离能的相关系数为0.93时也考虑进去)就可绘制出与元素第一电离能变化趋势更为接近的肺癌、癌旁和正常组织元素球粒陨石归一化后图形(图2)。

2.2

各类肺组织元素周期性变化参量的求出及其科学意义

图2不仅可以看出三种肺组织元素生物地球化学行为周期性变化趋势的异同处,还可以仿照文献[14]的方法求出一些有用参量,如元素的生物化学性为周期性变化的相似度等。求出的参量详见表2.图1结合图2,可知肺癌组织、癌旁组织和正常组织的元素周期性变化的相似度分别为24.24%,33.33%和27.27%,这些元素无论是在肺癌组织中还是在癌旁组织、正常组织中种类差别不大。从电子构型上看,主要集中在第四周期第五周期的ⅢB-ⅥB族中,个别出现在ⅢA-ⅤA甚至f区的锕系元素中;从元素及其离子的软硬酸角度看,它们多为硬酸,个别呈硬碱或边界酸态。球粒陨石归一化后,均与其第一电离能呈良好的正相关。(图略)暗示这些元素在本研究中,其生物化学行为可能多以化合化分为主。本文称之为元素生物地球化学周期性行为-第一电离能型元素。

从肺癌组织→癌旁组织→正常组织,上述元素中原子序数为偶数的元素占比分别为50%,63.64%和66.66%,似有依次增加之势。

如果这些肺癌、癌旁和正常组织元素球粒陨归一化后,用于对比的元素内部结构参数不是第一电离能,而是常见氧化态离子半径,我们也能做出类似于图1、图2的图形。换一种方式表述可能更为直观,如用二次多项式回归方程的方式(线性回归或其它函数回归的方式亦可,研究发现二次多项式回归所得到的拟合优度最好)来表示筛选出来的元素球粒陨石归一化后与其常见氧化态离子半径的关系(图3),发现它们均与其常见的氧化态离子半径呈显著的二次多项式正相关。

仔细观察这些与离子半径相关性很好的元素球粒陨石归一化后,(见表2,称之为元素生物化学周期性行为-离子型元素)发现无论从电子构型上,还是从软硬酸碱分类的角度看,尽管呈现多样化态势——就电子构型而言,就有包括s区的ⅠA主族元素、d区的ⅢB-ⅧB元素、ds区的ⅠB,ⅡB元素和f区锕系元素——但还是以过渡族副族元素为主,只不过横向上扩展到ⅧB,ⅠB和ⅡB副族,纵向上已扩展到第六周期。从软硬酸碱的角度看,除了硬酸外,边界酸、碱类元素都有所增加。它们大多被认为是生命所必须的微量元素[1]。文献[4]认为它们中的许多元素既可致癌,也可抗癌,究竟是致癌还是抗癌,可能取决于这些金属元素离子的剂量和作用机理。

张霖琳等对上述各类肺组织元素含量研究认为:B,V,Fe,Zn,Ga,Cd和Bi七种元素在肺癌组织中含量低于癌旁组织和正常组织,而Ni,Cu,Se,Rb和Pb等5种元素则高于癌旁和正常组织[4]。上述“异常元素”的生物化学周期性行为-离子型元素中占比较高。如在肺癌组织中占44.44%,在癌旁组织中占42.11%,在正常组织中则占38.89%,似有依次降低的趋势。而依据熊依杰数据处理的结果,肺癌组织中占52.38%,癌旁组织中也是52.38%,没有变化。这个结果可能暗示着包括致癌元素在内的“异常元素”在肺组织活动中以溶液离子反应的形式出现居多,如络合物形式、复分解等等。因为这些“异常元素”在元素生物化学周期性行为-第一电离能型元素中几乎没有或是占比很小。(见表2,张霖琳数据处理的结果,其中没有“致癌元素”,只有癌组织偏低于癌旁和正常组织的元素,它们分别在癌、癌旁和正常组织中占37.5%,27.27%和33.33%;熊依杰数据处理结果有“致癌元素”,但占比很小,“致癌元素”和癌组织低于癌旁组织的元素合并起来的“异常元素”,才在癌和癌旁组织分别占17.39%和20.00%)或许还可间接地暗示一些肺癌发病的生物化学机理。当这类元素占比和剂量超过一定范围,就可能由此致癌。

从表2中还可看到,某些元素归属于元素生物地球化学周期性行为-第一电离能型元素,但在元素生物地球化学周期性行为-离子型元素中也可以出现,如Li,Ti,V等都是这类元素。也可能说明着某些元素在生物组织中赋存、分布、迁移等方面复杂多元,因此其生物化学功能往往并不单一,同一元素究竟是有益(抗癌)还是有毒(致癌),很可能就与其具有不同的赋存、分布和迁移形态以及剂量(含量)有关。

2.3 元素的系统性和生命系统性的交集

至2012年,自然界的化学元素已达118种,它们所构成的各种无机化合物和单质形成一个庞大复杂的无机自然体系。当然还有另一个可能更为庞大复杂的有机自然体系——生命体系;它们彼此既开放交互作用又相对独立自成一体。从系统论观点看,以118种元素为代表的无机自然体系尽管复杂多元,但也并非无规律可循,这个规律就是前人所发现的元素周期律,或者说作者近年所发现的元素各类化学行为(如地球化学行为、天体化学行为、生物化学行为或生物地球化学行为等等)统计上的周期性变化规律(趋势)。对生命系统而言,仅仅考虑少数元素的作用是不够的,把元素单纯地划分为有益和有害、营养和有毒元素,虽有一定的实用意义,但它限制了对生命元素的全面理解和深入探索[7-8]。正确的做法应是将元素的系统效应与单个元素(或某些元素组合、比值等)作用结合起来研究,才可能产生更具普适性的科学意义和应用价值,它应该是元素在所有人群中(无论年龄、性别、血统、种族……等等)的最大公约数。

基于上述考虑,将对文献[3-4]研究所获得的元素生物地球化学行为周期性变化的重要参数——相似度,和通过Logistic回归提示的Fe和Zn是肺癌发生的保护因素,Ni、Cu和Pb是肺癌发生的危险因素这一有益的研究成果结合起来[4],绘制出元素生物地球化学行为周期性变化规律的相似度-Ni+Cu+Pb/Fe+Zn协变图图版,成功地在图版上划分出肺癌组织-癌旁组织-正常组织分布的区域。可以预期,如果能获得更多的样本,其各类肺癌、癌旁和正常组织的数据点均会落在其相应的区域中(图4)。

3 结 论

1)使用地球化学方法研究肺癌一类的疾病,并证实了以往的猜想,即元素的生物化学行为应和地球化学行为一样,必定呈周期性变化趋势,且这个周期性变化趋势恰好和元素周期律一致,可以看成是元素周期律在生物-地球化学中的一种特殊表现形式。

2)导致肺癌与非癌组织元素含量变异的“危险元素”或“异常元素”多集中在生物元素地球化学行为周期性变化-离子型元素中,提示着肺癌发生与这些元素的剂量以及其生物离子反应或离子运移形态(如絡合物形态)有密切的关系。

3)基于系统论的观点,在元素生物地球化学行为周期性变化所获得的重要参数——相似度和致癌元素与抑癌元素比值构成的协变图中,成功地用元素分析方法,划分出肺癌组织、癌旁组织和正常组织不同的落点区域。

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作者:杨建业 程焕全 秦身钧 卢海 张霖琳 邵渊

第二篇:《物理与人类文明》课程思政元素探究

【摘要】以通识选修课程《物理与人类文明》教学为例,挖掘该通识选修课程中的思政元素,分析在该课程中融入思政元素的可行性,实现知识讲授与课程思政有机结合,并对上课学生进行调查,结果显示在该课程中融入部分思政元素是必要的、有用的。

【关键词】通识教育 课程思政 物理

【项目支持】2019年北方民族大学校级教育教学改革研究项目:工程科技类通识课程思政教育路径探讨——以《物理与人类文明》为例(编号:2019JYTS01)。

一、引言

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调:要用好课堂教学这个主渠道,各类课程都要与思想政治理论课同向同行,形成协同效应[1]。 为了潜移默化地对学生产生影响,我们将思政教育元素,如价值理念、精神追求及理论知识融入到课程中,对学生的思想意识、行为举止产生一定的影响。任课老师对大学生的思想言行和成长影响深远,所有的课程要有育人的要素和责任,要做到门门有思政,教师人人讲育人,所有课程都应充分发挥课堂上的政治教育。在教育教学过程中注重融入中华优秀传统文化、道德观念、价值理念、理想信念、社会责任、国家认同感等[2],培养的学生要善于发现和提出问题,有解决问题的能力,要尊重自然、具有绿色生活方式和可持续发展理念和行动等。

通识教育的目的在于培养“整全的人”,最终的目标在于人格养成,主要抓手是通识课程教学,可以通过一系列的通识教育课程学习,培养学生不仅具有较好的科学人文素养,而且具有开阔的视野、审美的眼光、健康的体魄等。通识教育在促进课程思政发展中的作用显著,有利于课程思政目标的实现,有利于系统设计、队伍协同及成效检验[3]。物理类课程从事课程思政具有很多优势,如受益学生广泛,课程目标有利于实施课程思政,课程内容容易与思政内容衔接等[4]。《物理与人类文明》作为通识课面向对象是各年级各专业学生,学生层次高低不齐,在讲述过程中不能介绍过多的公式定理,要着重介绍基本现象、基本概念和基本规律,注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育,培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。要求学生能够掌握物理学基础理论知识,以及在物理学发展过程中形成的科学思想和科学家们所表现出来的精神、高尚的道德和人格,培养学生的科学素养和综合素质。

二、《物理与人类文明》课程思政元素举例

1.物理学家的光辉事迹

在讲授科学发展中,介绍伽利略、哥白尼、牛顿等物理学家们一系列光辉事迹,以及历年来诺贝尔物理学奖获得者的故事及主要成就,是他们敢于在失败中挑战多年来不变的准则,才有了我们现在看到的伟大的科学成就。他们在失败面前从不低头,敢于面对科学研究道路上的艰难险阻,他们崇尚科学,不盲目迷信前所未有的权威,才承担起了具有挑战性的工作。在介绍过程中着重介绍具有重大贡献的华人,以此提升同学们的爱国热情,如吴健雄、李政道、高锟、钱学森、丁肇中、崔琦等。通过介绍物理学家的光辉事迹和坚持不懈的奋斗精神,希望同学们以他们为榜样,热爱科学、相信科学,以持之以恒的精神去面对生活学习中遇到的各种问题。正是一代一代科学家的创举,一次次的成功,让我们对下一次更艰难的挑战更加期待,伟大的科学家们才是我们应该追的星,在平时的生活学习中要向他们学习,不畏艰难,敢于向前。科学的发展不是一帆风顺的,短暂的困难不能阻止科学的进步,我们要始终相信“方法总比困难多”。

2.科学客观的世界观

物理学家在建立质点、刚体等模型的时候不仅在全面的看待问题,同时在分析问题时采用哲学上的抓主要矛盾,忽略次要矛盾的研究方法,在这部分讲解过程中引导学生学会分析什么是主要矛盾,什么是次要矛盾,不能仅从表面上看待问题,要看到问题的本质。万有引力定律的发现物理学家虽然采用了归纳推理的分析方法,但是需要告知学生我们在采用这种方法的时候要具体问题具体分析,比如谎言永远都是谎言,不管有多少人去重复它仍然是谎言,告诫学生在大是大非面前要明确自己的立场,不能轻信谣言,同学们在平时的学习中要不唯书,不唯师,唯真理。不能轻信各种广告的宣传标语,处理问题要严谨。热力学第一定律也告诉我们能量是守恒的,任何想违背热力学第一定律的尝试都是以失败告终的,历年来很多人想发明的不消耗能量但又可以做功的永动机就是无法实现的。通过这个事例可以教导学生做任何事情要有付出才会有收获,天上掉馅饼的好事不能轻易相信,否则容易上当受骗。热力学第二定律不可逆的本质,无序增加的本质认识过程,也是我们对自然界从现象到本质的认识过程。当然,热力学第二定律不可逆性也告诫我们时间也是不可逆的,要珍惜当下,岁月不待人,少壮不努力,老大徒伤悲。

3.创新理念

托马斯·杨在推广自己光的波动说过程中,受到牛顿所支持的微粒说的压制,但托马斯·杨没有因为牛顿当时显赫的地位而放弃自己的学说,他和菲涅尔携手用科学的实验数据,使光的波动说最后得到学术界的认可。在这个过程中,波动说对微粒说并不是全盘否定,而是继承正确的,否定错误的,在否定中继承,在否定中创新。科学的发展都伴随着重大的突破和创新,在授课中要鼓励学生不畏权势,要有批判精神。还要鼓励学生在学习工作中不要一味地模仿,要敢于创新,善于创新,只有这样,科学技术才能不断的发展,才能有我们现在重大的科技突破。比如“天眼”射电望远镜,“嫦娥四号”首次着陆月球背面,高速磁悬浮列车,“墨子號”量子通讯卫星,“北斗”全球卫星导航系统,“5G”技术等。

4.坚持不懈的奋斗精神及人文理念

在讲述电磁学的发展中,将法拉第的生平着重介绍,出身贫困但为了能够进入科学研究领域,写信给皇家学会遭到拒绝后并没有放弃,而是将戴维教授的4个小时的演讲整理出一本精致的《戴维爵士演讲录》,用它作为敲开科学大门的钥匙,在工作中他井井有条,不因为别人对他的羞辱而斤斤计较,一心投身于科研中,取得了一个又一个重大发现,成名之后,拒绝为英国政府研制毒气,乐于对公众做科普讲座,是一个具有崇高的人道主义者。讲至此时,希望我们的学生要时刻不忘初心,坚持自己的选择,做好本职工作,不被外界环境困扰,在自己喜欢的领域践踏实地干好工作。讲述至居里夫妇发现镭的放射性时,介绍夫妇俩没有因为镭的发现而致富,是因为放射性对癌症有一定的治疗作用,他们希望能减轻成千上万癌症患者的痛苦,因此没有为镭的发现申请专利,以致后来甚至买不起自己发现的镭,这是何等的思想境界,何等的人道主义,这些都是我们学习的榜样。

5.环保意识

讲至电磁波谱时,可以讲述南北极上空出现的臭氧空洞,紫外线等高能射线长时间照射皮肤引起的各种疾病。呼吁同学们保护环境,在日常生活中要减少破坏臭氧层气体的排放,温度微小变化能够引起温室效应,通过讲解温室效应的危害及人类面对温度改变时的脆弱,使学生能从内心认识到减碳、低碳理念的重要性与迫切性。热力学第二定律表明热量的自发传递具有方向性,系统从有序向无序是自发的,可以通过此引出环境的污染,污水排入干净的河流中使整条河流污染的过程可以自发完成,但要治理需要大量的人力、财力。因此,环境保护要预防为主,作为青年大学生要时刻践行“绿水青山就是金山银山”的环保理念,“要像保护自己的眼睛一样保护生态环境,要像对待生命一样对待生态环境”。珍爱大自然给予我们的馈赠。要有大局观,就像人类命运共同体中所提到的我们要尊重自然、建立环境友好的生态文明,建立清洁美丽的世界。

三、结果调查

课程结束,为了检测课程思政教学效果,对参加本课程的学生进行调查,具体情况如下:

參与调查的同学总共251人,其中文科的99人,占比39.44%,理工科152人,占60.56%。年级分布大一学生45人,占17.93%,大二居多144人,占57.37%,大三58人,占23.11%,大四4人,占1.59%。在这些同学中,对课程思政了解的同学占61.35%,部分不了解的同学可能是由于课堂上老师没有专门介绍,只是将思政内容融入课程内容中,学生没有过多的考虑是否为课程思政,但实际教师在教学中已经引入了思政元素。

对于课程思政能否用于工程类通识课程教学中,只有7人觉得不可以,占所有人数的2.79%,其余同学中认为可以或某些地方可以。对于《物理与人类文明》通识课程结合思政教育内容是否合适,有93.63%的同学倾向于比较合适。当然在调查中同学们提到,目前我校学生在其他通识课程中引用思政元素的课程有但不是很多,专业课中引入思政教学的更少一些。

对《物理与人类文明》课程思政效果进行调查,大部分同学认为有帮助,只有1.2%的同学认为没有任何帮助,对这几位同学重新回访发现,他们对本门课程的态度是认为该门课程是通识课,没有什么重要性,只需要拿上学分就行。参加调查的同学们认为,从长期效果来看,课程思政的引入对他们来说肯定具有一定的帮助,希望能够在更多的课程中引入思政元素。

在调查问卷中设置有主观题:《物理与人类文明》课程思政元素中您学到了什么?这道题中同学们提到这些思政元素体现了追求真理的科学观,认真严谨的学术态度、学术诚信,培养了他们的创新意识、工匠精神、生态意识等,培养振兴中华为己任的爱国意识,爱岗敬业的责任意识,艰苦奋斗的精神,可以提高他们的政治素养、引领良好的社会风气,帮助他们树立正确的价值观、人生观,可以让他们传递正能量,为进一步深造做准备。在授课方法上,大家倾向于老师为主导的讲授教学、讨论式教学和专题式教学方式,大家也对线上线下相结合的混合式教学、微信推送、社会成功人士的专题讲座等形式比较感兴趣。

大家给的建议中,同学们提到首先要从学校和教师层面重视课程思政教育,应在教学过程中以学生为主体,充分调动学生的积极性,让学生去挖掘课程中的思政元素并进行总结汇报,上课形式也可以多样化,多组织同学们进行讨论交流,还应该结合更多的时事,融入更多精神文化方面的教育,通过课程思政来提升学生的综合素质,老师可以结合相关视频以便同学们更多的进行领悟,应注重实践教学的效果。

四、结语

通过对《物理与人类文明》通识选修课程中思想政治元素进行探讨,在课程中秉持“价值塑造、能力培养、知识传授”的育人理念,符合通识教育的育人目标。结合物理学发展中著名物理学家的先进事迹,物理学研究方法及物理理论中蕴含的道理等,将思想政治元素融入其中。在知识传授的基础上,培养学生应用物理学知识分析和解决具体问题的能力,养成良好的学习生活习惯,培养创新能力、创新意识和创新习惯,培养严谨务实的科学精神和唯物主义世界观。通过对上课学生进行调查发现,大部分同学认为在该门课程中引入的思政元素符合课程需要,在教学中引入课程思政对他们的成长有一定的帮助。但是,在实施课程思政的过程中还存在一些问题有待今后进一步探讨,如何进行思政内容考核,如何将实践育人更好地融入课程中,需要进一步加强“问题驱动、教师引领、学生中心”的教学理念,充分探讨知识体系与思政元素之间的关系,考虑如何将课程内容进行优化,如何将思政元素与课程内容更近一步整合成一个完整的体系,精心设计思政元素展现形式,吸引更多学生选修此门课程,让更多同学受益等。

参考文献:

[1]习近平在全国高校思想政治工作会议上强调:把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报,2016-12-09.

[2]葛晨光,高校理工科教学中的思想政治教育内容及方法途径创新探析[J].学校党建与思想政治教育(上半月),2008(7):70-71.

[3]张威.通识教育:高校课程思政的有效促进[J].中国高等教育,2019(2):36-37.

[4]夏雄平,曹雪丽等.“大学物理”课程教学中的思政教育探究[J],科教导刊,2018(34):113-114

作者简介:

杨翠(1989年7月-),女,研究生学历,硕士学位,讲师,从事工作:大学物理及实验教学、实验室管理工作,研究方向:物理教学研究。

作者:杨翠

第三篇:精品在线开放课程《微生物与人类健康》的建设与推广

摘 要:精品在线开放课程的建设与推广是教育现代化与信息化的关键一步,文章以《微生物与人类健康》为例,从课程建设的必要性、建设策略与推广应用三个方面,总结了精品在线开放课程建设与推广的思路与经验,目的是进一步发挥精品在线开放课程积极正面的导向作用,促进教育教学改革。

关键词:教育现代化;教育信息化;精品在线开放课程;微生物与人类健康

2019年,中共中央國务院于印发了《中国教育现代化2035》这一纲领性文件。这一文件表明,对接2035,主题是教育现代化[1]。教育信息化带动教育现代化是我国教育事业发展的战略选择,而精品在线开放课程又是促进教育信息化的有力措施[2-3]。精品在线开放课程作为信息技术与教育融合的产物,呈现着开放、共享的特点,对扩大优质教育资源的传播具有重要意义。同时,在线开放课程打破了传统课堂教学的限制,日益彰显着学生的学习自主性,增强了学生的学习动机,为高等教育的发展搭建了一种全新的知识传播模式和学习平台[6]。为进一步发挥精品在线开放课程积极正面的导向作用,促进教育教学改革。本文以湖南中医药大学精品在线开放课程《微生物与人类健康》为例,总结在线开放课程建设与推广过程中的思路与经验。

一、《微生物与人类健康》在线开放精品课程的建设的必要性

众所周知,微生物与人类健康息息相关。多数微生物是人类的良师益友,如出现在人类餐桌的螺旋藻、香菇等是食用型微生物;醋酸杆菌、乳酸菌、酵母菌等用于食醋、酸奶、啤酒等生产,为食品工业的发展创造了巨大的价值。但不可否认,有些病原微生物是人类祸害的渊源,如沙门氏菌、淋病奈瑟菌、乙型肝炎病毒等可以引起食物中毒、性传播疾病、肿瘤等,给人类身体健康造成巨大的损伤。因此,如何充分利用微生物功效、防止微生物感染、造福人类健康,是每一个追求健康快乐的人所关注的问题。因此,《微生物与人类健康》精品在线开放课程的建设,不仅有利于当今大学生了解《微生物与人类健康》相关的基本知识,推动全民对疾病的预防,而且有利于推动社会对微生物资源的开发利用。

二、《微生物与人类健康》在线开放精品课程的建设策略

建设高质量的在线开放精品课程,重要的关键点在于挖掘优质的课程内容资源。本课程组在设计课程时,课题组教师充分了解学科发展动态,及时将学科的新知识、新技术引入教学过程中,准备高质量的教学稿本、教学素材、教学视频等教学资源材料。不仅仅体现教学思路、过程与方法,还综合展示出课程的实际特色。

(一)课程整体框架设计

《微生物与人类健康》精品在线开放课程在整体框架上设计了教学视频、课程介绍、负责人介绍、教学大纲(明确教学目的与要求、教学重点与难点,规划教学内容与教学手段等)、课程资料(包括演示文稿和讲稿)、课程公告、题库、课程问答等模块内容,既有影音性主体内容,又有文字性素材支撑,同时又考虑了线上教学有别于传统课堂教学中师生交流的问题,使学习者通过接触更多的学习资源,与教师更好的互动中,能对课程内容有清晰地认识和了解。

(二)教学内容规划

本课程教学内容的重点包括微生物基本知识以及微生物与人类健康关系密切的内容(如表1所示),如微生物与食品、微生物与性传播疾病、微生物与肿瘤。在“微生物与食品”这一章,包括了“微生物与食品营养”、“微生物与食品中毒”两大部分,重点介绍了与人类生活密切相关的食用型微生物和发酵型微生物的生物学特征与功效,以及微生物与食物中毒的关系。在“微生物与性传播疾病”这一章,在介绍性传播疾病基本知识的基础上,从细菌与性传播疾病、真菌与性传播疾病、病毒与性传播疾病三个方面介绍微生物与性传播疾病发生发展、诊断与防治的关系。

因此,不难看出,本课程在内容规划与设计上中,旨在引导学习者关注微生物所引起的民生问题,掌握相关知识,学以致用,防微杜疾,造福民生,从而实现本课程在建设与推广过程中所要达到的教书育人,立德树人的最终目的。

(三)教学视频设计

本课程实行全程教学视频,视频主要为教师授课的微课视频。课程录制过程中,转变以往40-50分钟一堂课的教学模式,把所有知识点依照具体的内容板块进行划分,严格控制内容录制时间,每个教学视频时长为3-15分钟。每个视频同步配套相对应的演示文稿和讲稿,方便学习者获取知识内容。与此同时,本课程每期开设2次直播形式的见面课,对知识内容进行归纳提炼后,挑选重点难点和与人类日常生活息息相关的内通进行直播讲解,通过直播的形式与学习者进行实时的交流与答疑。

(四)教学素材建设

在线开放精品课程的建设是推进现代化教育信息化和完整化的重要措施。本课程组拥有先进的硬件设施(如摄像机、声音采集设备、图文处理软件等)和专业的技术团队。在课程建设中,课程组结合多年信息化教学改革经验,充分利用多媒体灵活多变的展示方式制作大量的教学素材,用以激发学生学习的乐趣和兴趣,提高教学质量。如,课程组利用Adobe Photoshop和Adobe Illustrator等多种信息化技术制作各类图片(立体、动画、彩色图片)300余张、表格100余个,通过动态模拟、图表结合等方式,图文并茂,融直观性和生动性为一体,使学生对内容更易理解。同时,结合通俗易懂、贴近生活的音频材料对这些内容进行解析,充分激发学生的学习兴趣,培养学生理论联系实际的能力。

(五)教学评价方式设计

本课程以激发兴趣,提升学生自主学习能力为目的,制定学习考核办法。课程改变传统教学中课后作业、期末考试等教学形式,采用实时动态考核与综合考核相结合的办法对学习者知识掌握情况进行监测。1. 实时动态考核:每个视频播放配弹题1道,考核学生对视频内容的掌握情况;每个章节有测试题5道、讨论题3道,考核学生对章节知识点的整体把握与思考及对社会熱点的关注。2. 章节综合考核:所有章节学习完后,采取题库抽题组卷方式组织期末考试。从200道题目中根据难易程度抽取50道题目组卷。全面考核学生学习情况。3. 成绩综合评定:在线开放精品课程最后成绩由平时成绩(30%)、章节测试成绩(10%)、见面课成绩(20%)、期末考试成绩(40%)四大块组成。其中平时成绩由学习进度分(5分)和学习行为分(25分)组成,共30分;完成每章节测试平均获得1.25分,共10分;每完成一次见面课获得10分,共20分;期末考试得分=期末考试实际得分/期末考试总分×权值,共40分。

(六)师生交流平台设计

除了线上大量的教学视频供学习者自主学习外,本课程设计了“课程问答”栏目,其目的在于突出线上教学中,师生之间、学生与学生之间,既可开展远程协作,又可进行互相帮助的优势。

本课程组教师注重与学习者的互动交流,特别是思想交流,希望能引起学习者的灵魂共鸣,使学习者不知不觉受到正确三观影响,使他们获得润物细无声的熏陶;同时通过轮流值班上线的模式,及时了解学生的学习情况,及时为学习者提供在线辅导答疑、在线研讨、在线测试和成绩评价等服务。

三、《微生物与人类健康》在线开放精品课程的推广应用

在线开放精品课程建设的目的在于推广与应用,以实现教育信息化推动教育现代化,提高全民素质的最终目的。本在线开放精品课程已完成了各类教学资源建设并已顺利开放运行,通过依托平台的媒体宣传、学校的大力支持推广和学习者间的口口相传,获得了不错的成绩。

(一)开课学数与选课人数

《微生物与人类健康》开始于2018年11月完成各项课程资源建设,并同步上线运行。课程资源运行平台是“智慧树”在线教育平台。目前已面向全国完整开设课程2学期,每学期开设19周,2学期选课总人数共达3669人(第1学期:1131人,第2学期:2538人)。

(二)选课学校类型与数量

选课学校包括全国高等综合院校、全国高等医药院校、全国高等中医医药院校、全国医药职业学校等共26所。除本校外,主要有华中师范大学;新疆医科大学;河北大学;大连民族大学;湖南中医药高等专科学校;河北师范大学;河北中医学院;甘肃农业大学;武汉生物工程学院;山西医科大学晋祠学院;湖南第一师范学院等。

(三)全国应用学习信息

在推广应用中,课程组注重互动交流,充分调动学习者的积极性,并坚持定期为校内外学习者提供在线辅导答疑、在线研讨、在线测试和成绩评价等服务。先后发课程公告11次,发帖总数2454次,教师发帖数为84次,参加互动人数595人,参加测试与作业人数3658人(第1学期1129人;第2学期2529人),参加考试人数2734人(第1学期813人;第2学期1921人),每学期考试1次,补考1次,每次考试50道题。

(四)应用效果

本课程选课学校多,辐射面广,其享效果好,对我校及全国多所医药院校中医、中西医结合、针灸推拿等专业本课程教学提供了便利,也为课程组与外校相关专业教师相互学习交流搭建了良好平台,同时,还成为其他众多渴望了解《微生物与人类健康》的学习者提供了学习平台。

四、结束语

推动教育信息化,就是要通过教育信息化全面推动教育现代化。在教育现代化和教育信息化的大环境中,利用在线开放课程共享、开放的特点,能扩大优质教育资源的传播。医学教育承载着培养医学卫生人才的使命,《微生物与人类健康》精品在线开放课程更是与全民健康息息相关。因此,《微生物与人类健康》精品在线开放课程着力于提高医学生的综合素质和国民健康卫生意识,它的建设与推广,正是新形势下高校教育教学改革的内在要求,也符合了教育现代化与信息化的大趋势。

参考文献:

[1]杨小微.迈向2035:中国教育现代化的目标定位[J].华中师范大学学报(人文社会科学版),2019(58):38-44.

[2]王洪才.高等教育现代化“三步走”的逻辑[J].终身教育研究,2019(5):3-10.

[3]何克抗.我国教育信息化理论研究新进展[J].中国电化教育,2011(288):1-19.

[4]王友富.从“3号文件”看我国在线开放课程发展趋势[J].中国大学教学,2015(7):56-59.

[5]祝智庭,刘名卓.“后MOOC”时期的在线学习新样式[J].开放教育研究,2014(3):36-43.

[6]徐宇.高校在线开放课程建设的政策实效调查研究[D].重庆:西南大学,2018.

作者:胡珏 卢芳国

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