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關鍵詞:分子生物學 遺傳中心法則 教學主線 挑戰與發展
DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.10.008
遺傳中心法則是分子生物學教學的重點內容,其重要意義在于以簡明扼要的形式來表示生物的遺傳信息貯存、傳遞、表達的過程及方向。把DNA自我復制、DNA轉錄產生RNA、RNA翻譯產生蛋白質從而表現生物的遺傳性狀這種普遍的傳遞方式,以及逆轉錄、RNA復制等特殊的傳遞方式進行科學性的高度概括。因此遺傳中心法則應成為分子生物學教學的一條主線,來引導整個教學過程,對于克服解決分子生物學的教學難點可以產生事半功倍的效果。本人在教學中對此制定了若干教學策略,發掘利用一些相關的教學資源,并采取相應的措施加以實施。
1.教學時機的選擇
在各類教材中,關于遺傳中心法則的編排,有幾種不同的方式。有的排在DNA復制、逆轉錄、轉錄、翻譯等內容之前的導言部分,有的排在上述內容之后的總結部分,有的插在DNA復制的章節之中。這些不同的編排方式實際上體現了不同編者對遺傳中心法則教學時機選擇的不同看法。本人在教學中采用前后結合的方式,即在導言部分先展示遺傳中心法則的關系式,并簡要介紹其基本內容。在講解完DNA復制、轉錄、翻譯、反轉錄、RNA復制等過程之后,再次以遺傳中心法則來概括總結上述內容。并重點強調各種物質在遺傳信息傳遞過程中的作用及相互關系,使遺傳中心法則發揮了先頭引導和終末總結的雙重作用。
2.教學進程步驟的選擇
補充發展的遺傳中心法則包含了遺傳信息在DNA、RNA、蛋白質這三大類物質之間傳遞的五個過程:
這些過程的詳述內容多數教材是以三大類物質各自的生物合成方式編排的。按此編排順序講解,不利一點在于因為這過早涉及到逆轉錄和RNA復制這兩種主要存在于病毒的傳遞方式,會影響學生對生物界最普遍、最重要的三條“生產線”,即DNA復制、轉錄、翻譯過程認識的連貫性。本人選擇的教學步驟是先連貫起來講解這三條最重要的“生產線”,闡明其普遍性意義,然后補充介紹逆轉錄和RNA復制的特殊性。這樣一方面使重點內容更加突出,主次更加分明。另一方面也能體現出遺傳中心法則學說本身的歷史發展過程。
3.重點內容知識的理解鞏固措施
遺傳中心法則所包含的內容屬于分子生物學的范疇,抽象的名詞概念較多,往往使初學者在理解上有一定的難度?？梢圆扇∫韵麓胧﹣砜朔鉀Q:
3.1要求學生不僅能正確寫出遺傳中心法則的表示式,還幫助、要求學生能用簡要的文字說明來概括其內容要點:①DNA分子中貯存著生物的遺傳信息,并以親代DNA為模板,通過自我復制把遺傳信息傳遞給子代DNA②DNA遺傳信息表達的第一步是以DNA為模板通過轉錄指導合成RNA,把DNA的遺傳信息傳遞給RNA③遺傳信息表達的第二步是以mRNA為模板,通過翻譯指導合成蛋白質;④某些RNA病毒能通過逆轉錄過程,以RNA為模板指導合成DNA,把RNA病毒的遺傳信息傳遞給DNA⑤某些病毒的RNA也能進行自我復制。
3.2布置一些與遺傳中心法則有關的習題,有助于加強重點內容知識的理解鞏固:①設某一DNA分子有轉錄功能的模板鏈的堿基排列順序為:
寫出由它轉錄產生的RNA鏈的堿基排列順序。
②假設上題轉錄產生的是一條mRNA鏈,查閱遺傳密碼表,寫出由此mRNA翻譯產生的蛋白質的氨基酸排列順序。
③某一病毒的RNA的堿基順序為:
寫出由它逆轉錄產生的cDNA單鏈及DNA雙鏈。
4.介紹與遺傳中心法則有關的人物及成果
讓學生了解一些遺傳中心法則的歷史發展過程,有助于對其科學性和重要意義的認識。本人結合教材內容適當補充介紹一些與遺傳中心法則的建立有關的人物與成果:
(1)1958年克里克首先提出遺傳中心法則,認為DNA的遺傳信息先傳遞給一種中間模板(RNA),蛋白質是以中間模板進行生物合成的。
(2)1961年雅各布和莫諾等人發現并證明了克里克所說的中間模板就是mRNA。
(3)1968年在尼倫伯格等人的多年研究下,一套生物界通用的遺傳密碼表全部破譯了,證實了從mRNA到蛋白質的信息傳遞過程。
(4)1965年斯皮格爾曼在RNA病毒中發現了RNA復制酶,證明了RNA復制過程,使遺傳中心法則得到補充。
(5)1970年坦明和巴爾的摩發現了逆轉錄酶,證明了以RNA為模板指導DNA合成的逆轉錄過程,使遺傳中心法則又得到重要的補充和發展。
5.探索遺傳信息傳遞的其它可能性
目前的遺傳中心法則似乎還有幾筆沒有填寫的“空白”,這也是一些求知欲較強的學生往往會提出的問題。可借此引導學生運用科學思維對未知領域大膽猜想,古往今來很多重要的科學發現最初也是從猜想、假說引發的。
5.1 DNA能否直接決定蛋白質
這種猜想在遺傳中心法則提出之前就曾有過。在還未發現RNA是DNA到蛋白質的中間模板之前,曾經設想各種氨基酸是嵌入在DNA形成的“空洞”里,在DNA模板上連接成多肽鏈。后來有人在一些離體實驗中觀察到,一些抗生素,如新霉素、鏈霉素,能擾亂核糖體對mRNA的選擇和結合。受抗生素干擾的核糖體可以接受單鏈DNA分子代替mRNA分子,從而以單鏈DNA為模板翻譯出多肽鏈的氨基酸順序。另外還有人發現,細胞核里的DNA可以直接轉移到細胞質的核糖體上,由DNA直接決定蛋白質的合成。
5.2 蛋白質能否傳遞遺傳信息
克里克在提出中心法則時指出:信息從核酸到蛋白質的傳遞是可能的,但信息不能由蛋白質轉移到蛋白質或核酸中。也就是說,蛋白質是遺傳信息傳遞的終點。這一觀點現已面臨諸多方面的挑戰。
5.2.1蛋白質能否決定DNA
有人發現了一種被稱為Rev1DNA聚合酶的蛋白質,它可以為DNA復制提供編碼信息。研究者發現一些致癌物質能破壞DNA的鳥嘌呤(G),或者破壞鳥嘌呤與胞嘧啶(C)的配對。而Revl DNA聚合酶可以以自身為模板在DNA復制鏈上加一個胞嘧啶,這個胞嘧啶無論鳥嘌呤是否在DNA模板中存在,都會被Rev1加上去。這樣在DNA下一次復制時就可以利用這條單鏈復制出與它互補的DNA新鏈。.Rev1的發現有兩方面的意義,一方面它是在有致癌物質的情況下,對受損的DNA進行修復的一種新的機制。另一方面,這也許可以看作是蛋白質可以作為DNA合成模板的啟示。
5.2.2蛋白質能否決定RNA
RNA編輯是1986年Benne等人首先在原生動物布氏錐蟲線粒體內的發現的一種新的遺傳現象。后來相繼發現高等植物,哺乳動物和病毒也有RNA編輯作用。RNA編輯是指由基因轉錄產生的mRNA分子。在酶的催化作用下,發生核苷酸的刪除,插入或替換,使得轉錄產物的序列不與基因的序列互補。RNA編輯對于生物來說具有校正、擴充遺傳信息和調控翻譯等重要的生物學意義。此外由于參與RNA編輯的酶屬于蛋白質酶類,因此對于中心法則來說,也許可以在RNA蛋白質之間加上一個反向的箭頭符號,即RNA蛋白質。
5.2.3 蛋白質能否復制
1997年度諾貝爾醫學生理學獎授予美國的普魯辛納,以表彰他發現了一種可導致瘋牛病和人類罕見的克雅氏癥的蛋白質致病因子――普里昂蛋白。該致病因子只含蛋白質成分,不含核酸(DNA或RNA)成分。但卻有極強的侵染性。致病型普里昂蛋白(prpsc)可誘使正常型普里昂蛋白(prpc)轉化為致病型,兩種蛋白質的一級結構相同,但二級結構不同,正常型prpc二級結構中α一螺旋占40以上,幾乎不含β一折疊。而致病型prpsc含有高達50左右的β一折疊。目前對于prpsc擴增機制的研究有兩種模型學說,一種是重折疊模型,又稱模板輔助模型,另一種是晶種模型,又稱成核聚合模型,都能使prpsc以幾何級數擴增。由于prpsc擴增必須有致病型prpsc和正常型prpc的存在, 因此有人提出將這種擴增的方式稱為“自他復制”,以區別于DNA的自我復制。這一發現在生物科學界引起了極大的震動,其重大意義在于使人類對病原體的認識又前進了一步,認識到除了通常的細菌、病毒、霉菌、寄生蟲外,變異的蛋白質也可傳播疾病。此外,隨著對致病型普里昂蛋白復制原理及過程的進一步研究,也許在遺傳中心法則中,蛋白質復制這個“圈”可能得到補充。
參考文獻:
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起于本世紀初，中小學開始重視數字圖書館的硬件和軟件建設，學校不但為教師配備最好的電子備課室，還定期組織青年教師進行理論和實踐培訓，數字圖書館的教學應用實現常態化和專業化，青年教師在校園信息化過程中使用數字圖書館編寫教案、編輯試題、進行網絡教學，他們通過教學技術經驗的日積月累而獲益良多。
一、使用數字化圖書館優化英語教學過程
利用數字化圖書館輔助教師教學和學生學習，使教與學的過程得到諸多方面的優化：
（一）信息存儲增容性
數字化圖書館所具備的多媒體網絡功能為學生提供近乎無限的學習資源，學生可以通過這種豐富的學習資源庫獲取信息、探究信息，建構自己的知識結構，培養自主學習能力。
（二）信息媒體多樣性
教學信息可以以文本、圖像、聲音、動畫、視頻等多種形式來進行表現，這樣就可以為學生創設多樣化的情境，使他們獲得更加生動形象的感性材料。
（三）教學過程交互性
計算機具有豐富友好的人機交互界面，利用這種交互性，可以激發學生的學習興趣，調動他們參與學習的積極性，從而使學習者的主體作用得以充分發揮。
（四）信息組織超文本性
按照文本方式組織的教學信息，可以為教師提供多種適合不同學生的教學方案，可以為學生提供多種不同的學習途徑。
二、使用數字化圖書館轉化英語教師的教學意識
新時期需要轉化教師非技術性教學意識，讓數字化圖書館成為教學重要的組成部分,不僅暫時轉化傳統英語教學思想和數字化圖書館使用之間的矛盾，還需從深層次上將其轉化為英語教師的技術教育意識。
（一）師生關系意識轉換:從“教職威權”到“師生平等”
在數字化圖書館參與教學的情況下，英語教師權威已重新定位?！敖搪殭嗤焙汀案姓贆嗤钡耐昝澜Y合產生的“魅力權威”才是真正的教學權威。在數字化圖書館中學生和老師都可以平等的從網絡中獲取知識，學生還可以就某一問題和老師在網上探討，平等獲取知識和互動交流讓學生在此過程中證實自己的存在，師生關系交互呈現多層次，更多表現為一種教育性精神交往。
（二）英語教育使命意識轉化：從“知識至上”到“人文關懷”
教育培養“真善美統一并具有完美人格”的人，但面對數字化圖書館中豐富多彩的教學信息，英語教師在教學中不再只注重知識傳授，單詞記憶、語法講解，而忽視情感的培養，網絡教育需關注整學生個人世界觀與人生觀的確立，喚起和激發主體對新生活方式和更高精神境界的渴望和追求。數字化圖書館為我們培養學生情感提供廣泛的素材和多種途徑，轉換教育的使命意識，從“知識至上”到“人文關懷”，從課堂教學中純粹知識傳授向情感培養延伸。
三、使用數字圖書館助培英語教師的多元思維
作為外語教學主體的英語教師，使用新的教學手段，轉化教育思想和教育意識的同時，要注重自身素質的提高，將素質與英語教學水平提升視為同等重要，相輔相成。在使用數字圖書館的過程中，不僅關注英語教學資源挖掘，也需了解和引入其他信息（軟件、論壇、博客等）為教學服務。如教授Book IB New Zealand時，利用Google Earth軟件，讓學生通過軟件找到自己的學校所處位置，讓他們通過令人震撼的衛星圖像，用英語描述學校周邊地點與學校的位置關系，然后引入主題，讓學生再通過該軟件找到新西蘭的位置，根據地圖口頭描述。當學生看見自己學校在地球圖像中放大，歡呼雀躍，驚嘆不已，老師利用“地球軟件”在不知不覺中強化英語知識，由于創意新，獲得較好的教學效果。作為學習促進者、指導者的英語教師光是具有豐富的特定學科知識已遠遠不夠，僅研究發現本體性知識并非成為優秀教師的決定性條件，關鍵是教師具備充分的實踐性知識，它集中體現為教學經驗與教育智慧。讓數字化圖書館使用常態化能夠較迅速的讓各種信息整合，努力做到去粗取精，為我所用。從教案到命題，從課件到軟件，筆者在使用數字圖書館的時候，爭取讓或浩瀚或雷同的資料煥發生命力，讓他們具有地域特色，讓學生覺得這些資源是專門為他們設計的，很親切，很樂意去動手動腦。
要有效地使用數字圖書館為英語教學服務，英語教師需要在教學實踐中，積極主動的轉換傳統的英語教學思想和教育意識，并在必要時進行自我研修，充實自己，努力具備新時代英語教師需要的素質，在數字圖書館服務教學的大趨勢下，跟上時代步伐，發揮其優勢，讓技術支撐下的英語課堂成為學生獲得成長養分的快樂家園。
參考文獻：
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關鍵詞：自主性學習能力 自學 探究 實踐
新課程強調：“一切為了學生自主發展。”自主學習是素質教育的靈魂；就培養能力而言，自主學習是發展潛能的橋梁；從教育實踐來說，自主學習也是當代教育改革的重要方面。那么在實施新的教學課程中，究竟怎樣才能讓學生自主發展、培養他們的自主性學習呢？結合自己課堂教學，我有意識地按以下步驟培養學生的自主性學習能力。
一、自學――自主性學習的前提
自學是學生獨立地、自發地按自己的計劃、目的和速度去獲取知識、培養能力的學習方式。教師可以根據課程標準和教學內容，圍繞教學目標提出由淺至深的問題導學，引導學生較為準確的掌握課本內容，培養學生自主理解書本知識的能力。
二、探究――自主性學習的核心
探究式教學方法是指在課堂教學中創設一定的問題情景，通過學生主體的主動探索、思考研究，并在教師的指導下而獲取知識或科學結論的一種教學方法。其目標是培養學生通過自己的自學和思維來主動獲取知識的能力。教師通過設疑激發學生學習的求知欲，讓學生自主的思考問題，用自己的能力解決問題，教師在課堂中應做到學生能個人解決的問題不講，討論能解決的少講，討論不能解決的精講。
在物理教學中提倡和鼓勵學生通過物理實驗進行探究性學習，要充分挖掘物理實驗在探究性學習中的功能，發揮物理實驗在探究性學習中創設問題情境，驗證假設或猜想等環節中的作用，研究開發探究性實驗，引導學生通過實驗去發現和探究解決問題的方法，在物理實驗中培養學生的科學素質，實現學生的學習方式由被動接受式學習向主動探究性學習的根本轉變。
三、實踐――自主性學習的目標
實踐是實現初中物理教學目的的重要途徑和方法；學生是能動的參加者，只有學生親身積極主動地參加，才能保證中等物理教學目的的有效落實。
（一）以實驗教學為基礎組織課堂教學
以實驗教學為基礎就是把實驗作為提出問題探索問題的重要途徑和手段，要求課堂教學盡可能由實驗引入和展開，從而激發學生的興趣，充分發揮學生的實驗能動性，使學生親自參與實驗，引導學生據實驗事實來探究物質的本質及其變化規律。在實驗教學中，教師要幫助學生在實踐中逐步認識客觀世界，牢固地掌握所學知識和實驗技能。要注意糾正教學實踐中那種講實驗、背實驗、把學生看成是消極被動地接收知識的“倉庫”的錯誤做法和觀點。
（二）練習到位
“練”就是針對教學目標和教學重難點，適時地進行必要的練習，通過練習加深學生對所學知識的理解，并拓寬學生思維的深廣度，培養學生思維的嚴密性，防止缺漏和錯誤。
在教學過程中，學生普遍會反映“聽懂做不懂”，在練習、回答問題、解答試題的過程中，會出現這樣或那樣的非智力性的錯誤。其原因之一就是不會讀題、審題、沒有能夠正確的明確題意，搞不清題目中所給予的條件和問題。這一些都可以通過必要而適時的練習得到有效的解決。當然，教師在講解習題時，應注重引導學生怎樣去讀題、審題。抓住題目中的關鍵字詞，作為解題的突破口。要求學生做題前一定要認真讀題。弄清題目的關鍵，明確已知條件和題目的要求。
注意通過習題建立物理模型，以解題模型為核心，通過對知識和題型的分類處理信息、歸納辨別異同、 總結找到規律，抓準本質達到以點破面。幫助學生建立起 程序性解題的理念，培養學生的分析能力、歸納能力、邏輯推理能力以及自主探究問題的能力。同時，通過設計一些生活氣息較濃的習題，還可以把知識有效地與生活聯系在一起，把物理用諸于實踐，更大限度地提高學生的求知欲望和學習和積極性。
四、拓展――自主性學習的延伸
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關鍵詞：數字圖像處理；任務驅動；教學模式；實施方案
作者簡介：杜云明（1977-），男，黑龍江佳木斯人，佳木斯大學信息電子技術學院，講師；郝兵（1962-），男，黑龍江佳木斯人，佳木斯大學信息電子技術學院，副教授。（黑龍江 佳木斯 154007）
基金項目：本文系2011年佳木斯大學重點教研項目（項目編號：JYA2011-093）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0113-02
“數字圖像處理”是當今信息處理技術中發展很快且應用面很廣的新興學科，是集光學、微電子學、計算機科學、應用數學等學科為一體的綜合性邊緣科學。隨著信息及電子技術的快速發展，數字圖像處理技術已滲透到工業自動化、通信、交通運輸、醫學、機械、材料、航空航天、軍事等各個領域。目前，佳木斯大學（以下簡稱“我?！保┒鄠€理、工、農、醫本科專業均將該門課程設為選修或必修課，信息通信專業更是將其設為核心專業課。由于該門課程具有理論與實踐、原理和應用緊密結合的特點，學生在學習的過程中，既對其實現功能和應用前景充滿期待，又對其深奧的理論和繁雜的公式推導喪失興趣。傳統的教學方法只注重理論知識的講解，輕視實驗和實踐環節，使得課程的講授長期處于二元式狀態。因此，為改善當前授課狀態，激發學生的學習興趣，實現課程理論學習和實踐操作相統一，在該課程教學中引入“任務驅動”教學模式，使學生既能了解基本原理，又能從解決任務過程中找到基本理論的落腳點，做到真正的理論與實踐一體化，收到較好的教學效果。
一、“數字圖像處理”教學現狀
“數字圖像處理”作為我校相關專業高年級本科課程，要求學生掌握有關圖像處理的基本理論和算法，并能夠利用計算機編程實現諸如圖像增強、圖像復原、圖像壓縮、圖像分割、圖像變換、形態學圖像處理等常規的處理技術，為進一步學習“計算機視覺”、“模式識別”等課程及走向工作崗位后的學以致用打下基礎。該課程知識體系繁雜，理論難度大，部分內容抽象且公式推導較多，不利于學生興趣的培養。另外，教學大綱中32～40學時的課時配備，難以完成全部教學和實驗內容。同時傳統教學以教師為主、理論為主、課堂為主的教學方法抽象、枯燥，難以讓學生充分體驗到理論的實際應用效果和理論轉化的過程及有效途徑，更不利于學生動手能力的培養。課程實驗實踐環節也多以驗證性實驗為主，知識的實際運用和轉化功能喪失，學生的參與熱情不高。因此，筆者嘗試將任務驅動教學法引入到實際授課中，探索一種適合“數字圖像處理”教學的新模式，打破長期以來理論與實踐二元分離的局面，實現理論與實踐的有機結合。將以傳授知識為主的傳統教學模式轉變為以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學模式，使學生在完成任務過程中逐步養成主動探究的態度和創新的精神，不斷提高專業能力和通用能力。
二、任務驅動教學的實施
“任務驅動式”教學法是一種建立在建構主義教學理論基礎上的探究式教學方法，它將所要學習的新知識隱含在一個或多個任務當中，學生對任務進行分析、理解后，在教師的指導幫助下找到解決問題的方法。通過對任務的完成來實現對所學知識的意義構建，它適用于培養學生的創新能力和獨立分析問題、解決問題的能力，便于學生循序漸進地學習知識和技能。在一個個典型“任務”的驅動下展開教學活動，引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“任務”，從而得到清晰的思路、方法和知識的脈絡，在完成“任務”的過程中，培養分析問題、解決問題以及處理信息的能力。
1.任務驅動教學設計實施過程
由于“數字圖像處理”是一門實踐性很強的課程，提出將任務驅動教學法運用到教學過程中，按照數字圖像處理思想把教學知識點以具體任務的形式組織并貫穿于整個教學，使學生明白所學知識“可以做什么”、“應該做什么”和“如何做什么”，從而化抽象為具體，盡快地以形象、直觀的方式突破理論上的難點。
在教學設計和實施過程中，弱化理論內容的體系結構，突出實踐意義，整體教學模式由任務設計、任務解析、任務實現、任務評價和任務反饋等五個環節構成。授課過程首先由教師提出任務，然后學生以分組（通常3～5人為一組）形式進行討論，分析和發現任務中相關知識點及解決途徑。教師在此過程中要對任務做適當的分析，對新知識進行講解，同時對可能的解決方案及可能面臨的問題給予“暗箱”式的引導。學生可充分利用課上和業余時間通過收集資料、組內分工協作、自主或協同學習等方式實踐動手解決問題，在完成任務的過程中實現對舊知識的回顧和新知識的學習，同時也達到學以致用的目的。任務完成后，教師要及時組織評價，通過師生間和學生間的交流，引導學生積極發現任務改進和創新的亮點，鼓勵對原有任務創造性的改進和完善。一輪任務授課完成后，教師應及時對各環節進行總結和反饋，積累經驗為任務更新和優化做必要準備工作。任務驅動教學具體設計和實施過程如圖1所示。
2.各執行環節操作原則
任務驅動教學模式強調以任務為核心，充分調動學生的積極性，突出動手能力和創新能力的培養。在教學實施的過程中，要充分考慮課程結構體系、授課內容及授課對象的特點。
（1）任務制定原則。任務制定階段，在考慮“數字圖像處理”教學大綱要求及學生具體實際情況下，任務的制定應兼顧遵循適度原則、可操作原則、實用性原則和多樣性原則。即任務的難度不易過大，以照顧不同層次的學生，為全體學生創造參與平臺。根據“數字圖像處理”課程掌握算法和編程實現的要求，任務制定內容要與基礎圖像原理結合，強調程序設計的思想和算法實現。為調動和激發學生的參與熱情，任務設計還應與學生日常生活或未來就業方向有關，突出理論的實用性。根據學生個體差異、任務內容差異及任務培養目標差異等，充分利用好課上和課下學習時間。任務制定可采用封閉、開放和組合等組織形式，實現任務的多層次參與和考核。
（2）任務解析原則。任務解析階段主要對任務做適當的分解和剖析，使學生進一步理解任務的內容和結構。該階段應遵循指導性原則，即在該模式下教師角色由一言堂轉換為間接指導。教師只對任務做簡單的分析講解，對任務涉及的已學原理知識進行梳理，未學的新知識進行講解，以排除學生理解障礙。該過程可以由教師設問方式，案例分析方式，學生提問方式，組內、組間討論等方式完成，重點在于引導學生積極思考和自主提出解決問題的思路與方案。
（3）任務完成原則。完成任務階段為該模式的重點，突出學生的主體性作用，該階段注重學生各方面能力的培養，主要遵循獨立自主原則、溝通協作原則和創造性原則。即學生以分組方式獨立完成教師設定的相關任務，教師該階段只充當組織者和監督者角色。學生可根據任務的具體內容自行分工，制定相關的解決預案。組內成員既要作為個體獨立思考，也要作為團隊成員進行集體學習，建立和培養工程思維，加強溝通協作能力和團隊合作意識。在解決問題過程中，不拘泥于各種經典理論和算法，要充分調動各方面的積極因素，可創造性地提出各種想法，并勇于進行試錯性驗證。
（4）評價考核原則。評價考核階段不單純以完成任務與否作為評價的唯一標準，該階段應遵循過程原則、能力原則、鼓勵原則和多樣性原則，即注重對學生過程的評價，積極發現學生在解決問題過程中的優異表現，鼓勵和肯定學生在過程中作用，強調對學生動手實踐和創新能力的培養與評價，對溝通協作和團隊配合的評價。評價方式可采取組內自評、組間互評和教師點評等多種方式進行?？己思纫婕懊總€同學的具體表現，也要兼顧對整組表現做出評價，教師應對每組出現的問題及時進行改進性的指導。
（5）反饋總結原則。反饋總結階段為任務教學改進和提高的重要環節，應遵循綜合性原則、并行原則，要求教師對任務實施過程中涉及的研究內容、實踐方法和執行策略進行綜合評估，總結各階段存在的問題。同時對任務教學進行過程分析、效果分析和質量分析，發現問題、積累經驗為進一步優化和改進任務做準備。另外也要求學生對任務完成過程及時總結，綜合各方面反饋意見和建議，改進研究方案、拓展研究思路，實現對任務的進一步整改和創造性的發揮。
三、教學成效分析
1.激發了學生參與的積極性
參加任務驅動式教學的學生從被動接受知識及簡單實驗驗證者轉變為主動學習與探索的主體，教學過程中參與的積極性明顯增強，學習的興趣和欲望顯著提高。在分組完成任務的過程中，組內每位成員都能認真收集和整理資料，積極探討并交流心得，在努力學習基本理論知識的基礎上，都能夠親自動手進行編程實踐。另外不同小組間比拼的競爭氛圍，也提升了學生的學習效率和學習進度，學習狀態從被動的監督約束轉變為主動的參與，比、學、趕、超的學習風氣蔚然成風。
2.拓展了學習時間及途徑
根據“數字圖像處理”課程特點，其任務實踐環節主要是將任務轉化為相關算法，并在計算機上以編程方式進行實踐和演示。任務模式下，學生改變了原來僅在課上被動跟隨老師的學習狀態，能夠充分利用了課上和業余時間深入學習理論知識、積極組織研討、主動動手編程實踐，圖書館、教室、實驗室、自習室乃至于寢室的利用率明顯增加。同時，原有單一課本指導的教學過程，也轉變為以學生為主體，主動通過網絡、書籍、期刊雜志等多種途徑和渠道收集資料、整合知識內容的自主學習和協同學習過程。
3.培養了學生的創造力
在每項設計的任務中，均包含學生已學的知識和未學的新知識，且解決任務的方式方法沒有固定模式可以遵循。學生不僅要了解知識、掌握內涵、捋清內在邏輯關系，更要深諳任務結構、解決途徑和實踐方法。學生必須主動地探求知識，有目的地學習，不斷擴展思路，大膽提出設想并勇于試錯實踐，最大限度地進行創造性發揮。任務式教學過程中，學生思考問題的方式、解決問題的方法、實踐問題的能力均顯著提高。
4.增強了學生溝通和團隊意識
以分組任務形式進行的實踐教學活動，充分調動了每位同學的積極性和主動性。小組既要以任務為基礎進行細化分工，又要以完成任務為目標配合協作。任務的完成不僅要依靠每位同學的力量，更要發揮集體思維創造的作用。任務完成的各階段均需要組內同學積極溝通交流思想、交換意見，發揮每位同學的特長，形成優勢互補。
四、結束語
“數字圖像處理”課程采用任務驅動式教學模式，實現了以任務覆蓋知識面，以任務體系構架教學布局的新思路，采用任務牽引的啟發式教學方式來組織教學內容，符合當前專業課教
學的基本教學原則。實際教學驗證效果表明，這一教學改革嘗試是可行的、有效的，有利于激發學生學習的積極性，提高學生自主探究學習及實踐動手創新能力。在任務解決過程中，實現了學生專業能力和通用能力的雙重培養。
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[3]付青青，吳愛平.電子信息工程專業《數字圖像處理》課程的教學改革探討[J].湖北廣播電視大學學報，2008，28（10）：120-121.
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科學研究的實踐表明，從事任何一種科學研究活動都離不開相關信息的支持。隨著互聯網技術的飛速發展、網絡環境的日益普及，各種信息浩如煙海，自然科學家和社會科學家在浩瀚的信息海洋面前，常常顯得力不從心，因此為科研人員作好課題查新、回溯檢索、專題咨詢或定題服務等，就成了專業圖書館參考咨詢服務的主要任務。由于兩大學科領域在研究對象、研究方法和研究內容等方面均各有不同，因此，反映在為其服務的兩大類專業圖書館（科技專業圖書館和社科專業圖書館）里，其參考咨詢服務也必然會有相同和差異。
1.1 相同之處
(1)專業性強、專業特色突出。無論是自然科學還是社會科學專業圖書館，其所藏文獻都是按照本單位專業研究領域的需求，經過多年積累而成的，種類齊全、系統完整，具有顯著的專業性優勢。在為用戶提供參考咨詢服務時，專業圖書館不僅能夠提供豐富的網絡信息資源，同時還能夠利用紙本文獻為各學科各專業的研究人員提供相應的學科信息和文獻信息資源。
(2)用戶信息素養較高。專業圖書館主要面對各自學科系統內的專家、學者，一般說來，這些人都具有一定的專業技術職務，對自身專業領域有著較深了解，并且接受知識和運用知識的能力相對較強。
(3)用戶需求層次較高。專業圖書館服務的核心用戶都是本單位的研究人員，其工作性質決定了他們所需的服務不僅是提供原始文獻資料，而更多需要的是提供深層次的情報服務或專題服務，在這一點上，專業研究人員利用文獻信息資源的深度和廣度大大超過了一般社會讀者。
(4)具有一定的人才優勢。專業圖書館多是依托于專業研究院（所）而成立的，因此在某種意義上說來，專業圖書館自身具備了一支多學科、多專業的咨詢人才力量。
(5)豐富多樣的特色數據庫，是專業圖書館能夠深入開展個性化參考咨詢服務的強有力保障。專業圖書館利用自身豐富的資源優勢，開發、建設了許多特色數據庫，這些專業特色數據庫內容豐富、數據精當，比起網絡上那些龐雜而紛亂的信息資源，能夠在更大程度上方便用戶的工作和研究。
1.2 主要差異
1.2.1 用戶對象略有差異
自然科學（科技）專業圖書館面對的主要是專家群體，而社科專業圖書館面對的則既有專家群體，也有社會群體，這一點是由學科性質所決定的。自然科學（科學技術）問題的研究和討論是專業科技人員、自然科學專家們的領域，沒有相應知識的公眾很難介入。舉例說來，中國科學技術信息研究所國際聯機檢索服務部自1989年開通國際聯機檢索服務以來，一直從事國內外科技信息檢索工作，他們接待的用戶主要是來自大專院校、科研機構的研究人員，這些用戶絕大部分都是為科技成果鑒定、申報國家各種獎項或申請課題等，專程前來查詢和檢索的。而社會科學的問題，如民主問題、人口問題、就業問題、民族問題等，不僅是專家、學者關注的事情，而且也是公眾都可能感興趣的問題，他們常常具有參與討論和發表見解的欲望。因此，在社會科學的參考咨詢服務中，咨詢館員經常要接受一般社會讀者的問詢。
1.2.2 不同學科用戶所需文獻信息類型不同
從事自然科學研究的用戶，對文獻信息類型的需求比較單一化、專業化。他們為研究某個新項目，在申報課題前，都要由該專業信息部門和專利登記機構統一“查新”，通常需證明此項課題在本領域屬于未研究項目后，才能正式進行開題研究工作。所以，在信息需求方面，科技研究人員只需要圖書館參考咨詢人員提供該項目的近期研究成果，一般需要的文獻信息類型是研究報告、實驗報告、創新理論論文或專著、專利等方面的文獻，多數屬于數據型文獻。自然科學特別是科學技術，因其與經濟利益關系密切，與市場息息相連，因此能獲得雄厚的經濟支持，其文獻檢索手段遠較社會科學優越，如專利文獻、化學文摘、NASA（美國宇航局）報告等等，都相當完善，研究者極方便就能查全、查準所需文獻。而從事社會科學研究的用戶，為研究某個事件、某項活動、某個人物、某種方法、某項政策、某個統計數據、某件案例等，往往需要圖書館提供各種類型的、對這些研究問題發生、發展及整個過程、不同觀點的相關史料文獻，多數屬于史實文獻。
社會科學研究課題的立項工作，目前尚無“查新”手段。因此，社科研究課題內容在一定程度上有重疊和重復因素。反映在圖書館參考咨詢服務工作上，會出現多次重復索取同類文獻的現象。為了盡可能周到、全面地提供查詢信息，社科咨詢館員除了為用戶查找一般的專著、論文和研究報告外，還需要提供相關年代的各種古籍、文書、檔案、實錄、契約、照片、信件、年譜、圖表、年表等等多種類型的文獻信息。因此，為了能向用戶提供多角度的文獻信息，即便是在電子資源日益豐富、網絡技術飛速發展的今天，社科專業圖書館仍然需要重視向社會和私人收集并累積各種類型的珍藏文獻。
1.2.3 不同學科參考咨詢文獻的時效性各不相同
由于自然科學文獻老化速度相對較快，基本維持十年（或者更短時間）一更新的水平?？萍既藛T最需要的文獻信息是創新事實和數據，如蒸汽機車、電子管計算機技術除了研究科學史的人外鮮有人查閱。而社會科學文獻（特別是人文學科的文獻）從使用角度看，一些相對穩定的基礎學科如：歷史、哲學、文學等，其文獻信息基本沒有老化問題，甚至于某些文獻越老越有版本價值和使用價值，如秦簡、漢帛、敦煌文獻等。而一些新興學科、應用型學科及研究歷史相對比較短的學科如：社會學、經濟學等，其文獻信息的老化速度則與科技文獻信息相同。針對科技咨詢求新、求快的特點，咨詢館員在科技咨詢服務中必須盡力為用戶提供本專業研究的最新數據和最新科研成果；而在社會科學咨詢服務中，咨詢館員首先要區分該咨詢問題的學科屬性，然后才能根據需求，為用戶提供最新科研動態和科研成果，或者是為用戶提供盡可能全面、周到的歷史文獻信息。
1.2.4 不同學科文獻內涵功能各不相同
由于自然科學追求認識的客觀性和絕對性，不重主觀價值判斷，所以自然科學成果是國際性的，全人類性的，表現在其文獻內涵的特點上，就是沒有地域、國界、觀點之分。自然科學的研究對象內容專深，可變因素少，實用性較強。此外，自然科學文獻應用語言規范，易于獲得國際社會認同。所以，在自然科學的參考咨詢服務中，世界各國的同行專家都能共享這筆文獻信息資源。而在社會科學活動中，社會科學研究的可變因素比自然科學研究的可變因素要多得多，在社會科學研究工作中，社會科學工作者總是從屬于一定的階級、民族和國家等利益集團，與人文社會現象之間存在著或多或少的利害關系，社會科學的研究成果往往滲透著研究者各自的知識背景、價值觀、民族文化傳統等，反映在社會科學文獻內涵的功能上，就是不穩定性和復雜性。因此，社會科學文獻表現出個性強，地域性強，國別性強、政治性強、應用語言差異較大的特點。在社科咨詢服務中，社科專家為治理國家和制定政策，研究社會出現的各類問題而形成的文獻，對世界各國的同類研究工作只能起參考作用。例如，對國際社會發生的同一事件的看法，在觀點、方法、人物等方面的評價，都會出現不同的論點和結論。特別是政治、法律專業文獻內容更多的是突出本國的國情和法律條文，引用的是本國語言。翻開社會科學發展歷史看，自20世紀下半葉，雖然在聯合國教科文組織的支持下，社會科學在國際和地區層面上的機構化和合作化獲得了相當大的發展，社會科學也得到了相當大的交流，但是其研究的重點還是集中在本國問題上。
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[關鍵詞]遠程教育 數字圖書館 支持服務 能力培養
數字圖書館的出現是信息時代的必然產物,也是現代化圖書館形成的重要標志。她以全新的服務內容、服務功能、服務手段、服務方式等展現在廣大讀者面前,尤其是它具有的教育與學習支持服務功能越來越受到讀者的重視和青睞。研究如何發揮建設好數字圖書館的學習支持體系、發揮起獨特的優勢、開拓深層次服務、滿足遠程教育學習者的需求,是數字圖書館管理人員為學生提供學習支持服務的重要體現。
一、為什么遠程教育學習者需要學習支持
目前,人們普遍認識到學習是需要支持的,于是提出了“學習支持服務體系”這一理念?！皩W習支持服務體系”理念將人們的注意力從“教”轉向了“學”,引向了學習過程需要支持這一事實,從某種意義上說,教育更強調學習者的學習效果。
在遠程教育學習環境中,由于教學分離,學生地區分布不勻、時間忙閑不等、水平參差不齊等,很多遠程教育理論與實踐工作者都在思考一個重要問題:怎樣為學生提供及時有效的幫助,使他們能順利完成學業,確保教學質量?由此人們提出了在學校原有教學、管理與服務基礎上建立完整的“學習支持服務體系”的設想?！皩W習支持體系”包括學習者在學習中可獲得的資源(學習材料、圖書館、教師或助學者)及與通訊過程相關的媒體資源(工具或技術)。如果說函授教育主要依賴于教師的詳細闡述,遠程教育學習則更注重于大量使用信息技術及協同學習與個別化學習。
二、數字圖書館的發展與作用
數字圖書館以網絡和高性能計算機為環境,數字圖書館具有強大的網上信息瀏覽、電子文獻閱讀、光盤數據庫信息檢索、館藏信息檢索及多媒體網上教學等多種服務功能,它突破了傳統圖書館的內涵,不受時間與地域的限制,擴展了圖書館的服務功能,向讀者和用戶提供了更為廣泛、更為先進、更為方便的服務,使人們能方便快捷地獲取所需資源,從根本上改變了人們獲取信息、組織信息、使用信息的方法,因此,受到世界各國普遍重視。正是數字圖書館具有的這些功能,符合了現代遠程教育學習的需要,因此,數字圖書館以其特有的學術性和服務性,從服務育人、管理育人和教書育人等多種角度,全面介入到了遠程教育學習之中。
如何把數字圖書館的功能和服務水平提高到一個新高度,更好地為遠程教育服務,是數字圖書館面臨的新的機遇與挑戰。數字圖書館對于遠程教育的重要意義在于:
1.能夠開展與遠程教育相適應的遠程文獻檢索和全文閱覽服務。從根本上改變館藏信息資源保存、管理、傳播、使用的傳統方式和手段,通過網絡能把學生所需要的電子課件和電子參考書同時傳送到學生的電腦上。
2.能夠整合全國各地乃至世界數字圖書館分散的數字館藏資源,形成與普通高校相匹敵的數字館藏的規模優勢,發揮數字圖書館系統的整體優勢,克服館藏信息資源不足的弊病。
3.能夠在整個數字圖書館系統真正實現館際協作和資源共享,避免重復勞動和重復采購,突破傳統人工管理和手工作業技術的瓶頸,消除時空限制,真正實現館際協作和資源共享。讀者可以同時訪問多個分布式多媒體信息源,為信息的查詢和利用提供了有效的工具和方法,大大的擴充了信息的獲取范圍,提高了信息處理效率。
4.能夠方便檢索,使用戶以最快速度獲取所需的信息資源,對教育、科研和技術開發都有很大的意義。
數字圖書館具有的信息存儲數字化、多媒體化;信息處理智能化;信息空間分布式、信息共享網絡化;信息傳輸高速化等特征是傳統圖書館無法比擬的。因此,數字圖書館對于遠程教育的支持服務是全方位和個性化的,它可以及時響應遠程學習者的需求,肩負起弘揚文化的重任和積極創造新文化,普及社會信息,提高人們的素質,提供各項研究信息的搜集與整理,尤其是在滿足民眾日常信息需求的功能上,其不僅扮演著寓教于樂的角色,更是大眾追求進步、陶冶情操的場所。
三、數字圖書館的教育功能
隨著知識經濟時代的到來,數字圖書館成為了校園網上信息最主要的提供者和利用者,所具有的知識信息中心功能為教學、科研起到了積極的學術支撐作用,成為了現代網絡通訊技術為讀者提供檢索、瀏覽和受送電子文獻信息及多媒體電子讀物的特定場所,是現代信息技術條件下高校建設發展的必備設施。
當終身學習、創新教育、教育全球化、學習型社會、以學生為中心等理念不斷深入人心,學習也愈來愈成為人們生活的必需品,現代遠程教育加快了發展步伐,在教育理念、教學模式等方面發生了根本的變化,即從以教師為中心轉變為以學生為中心,采用現代與傳統相結合、正規與非正規相補充的學習方式,滿足任何人在任何時間、任何地點、以任何方式、學習任何知識的需求。數字圖書館以其豐富、多樣性、多載體為物質基礎,以兼及古今、囊括中外的知識門類等對遠程教育學習者的文化、思想、道德、體育及藝術修養等各方面進行全方位的教育,為遠程教育學習者的資源檢索、利用等,提供了快捷、方便的學習途徑。
在知識的重要性日益明顯的今天,終身學習已成為現代公眾的基本需求。人們已經意識到數字圖書館擁有的不只是豐富的文獻資源,重要的是這些資源將會產生的巨大“能量”,數字圖書館的職能從“第二課堂”向“學習中心”轉變,已成為廣大居民終身學習和更新知識的主要設施。
四、數字圖書館的學習支持服務功能
數字圖書館的學習支持服務職能可以通過顯性和隱性兩種方式體現:通過舉辦知識講座、技能培訓班等直接向用戶講授知識,以此提供顯;通過書目推薦、數字圖書館知識宣傳等,使數字圖書館的隱在用戶利用數字圖書館進行學習的過程中潛移默化的發生。這兩種方式都可以使用戶獲得知識,但這種知識因缺乏指導與交流而往往分散、不系統或不夠深入。用戶在學習過程中經常會碰到疑難問題,需要指導幫助?，F代遠程教育在現代計算機技術、網絡通訊技術、多媒體技術的支持下,將資深教師的講授制作教學課件,以供學生使用。因此,數字圖書館通過為遠程教育提供學習支持可以充分發揮自己的教育優勢。
數字圖書館不僅作為了重要的社會文化機構,同時在學習型社會中還擔負著重要的職能。在當今遠程教育已成為人們的一種首選教育方式時,數字圖書館就應充分發揮作用,積極為遠程教育學習提供支持服務。同時數字圖書館利用自己信息資源、人才、設備方面的優勢,成為了教育的“學習支持”體系,具體來講,數字圖書館在參與支持現代遠程教育,滿足遠程教育學生的需要時,具有以下學習支持服務的功能:
1.學習指導服務功能。隨著越來越多的人選擇現代遠程教育、E-learning等學習方式進行繼續教育、遠程學習與終身學習時,數字圖書館就應及時通過各種渠道收集有關遠程教育的信息,給那些準備接受遠程教育的學生合理的建議與指導。如介紹遠程教育的機構,學習的課程,課程的費用等。在學生的學習過程中,及時了解學生的需要,介紹各種教育資源,推薦最佳的遠程教育機會、設施、最優秀的老師、最佳教學課件等。
2.學習資源信息服務功能。學習資源是任何教育和學習的基本要素,對于遠程教育學生來說尤其重要。數字圖書館應大量購置印刷、音像、光盤等各種載體類型的文獻資料,注重學科系統性和資料配套性,更重要的是建立開發網上信息資源,將特色教育資源數字化,提供資源共享,便于遠程教育學生快捷方便地獲取信息。
3.上網學習條件的服務功能?，F代遠程教育是以網絡為平臺,利用計算機技術、網絡技術為教育手段,因此它要求學生必須有使用計算機和網絡的條件。因此,數字圖書館就成為了學生喜愛的場所,學生只需履行簡便的手續,便可免費使用計算機與網絡設備。
4.培養自主學習能力的功能?，F代遠程教育強調以學生為中心,強調自主學習、協同式學習和個別化學習。因此,遠程教育要求學生具備一定的自學能力和一定的計算機操作和網絡使用知識。數字圖書館在為遠程教育學生服務時,不應局限于只提供他們所需的文獻信息,而更應注重培養他們的信息素質,使他們具有信息意識、信息檢索能力、信息分析與評價能力,從而具備真正的自學能力,適應學習化社會的發展要求。
五、數字圖書館學習支持服務系統建設思考
隨著遠程教育逐步向教學內容、教學手段、教學時空、教學對象、教學模式等全方位開放的轉變過程中,數字圖書館的管理模式、館藏范圍、運作方式、服務內容等方面發生了根本性的變革,如何建設好數字圖書館,為遠程教育學習提供周到的支持服務,數字圖書館的學習支持服務系統建設應注意以下幾點:
1.網絡教育建設。數字圖書館工作以文獻信息的收集、整理、檢索和使用為主要內容,同時具備系統全面的館藏資源,如自動化系統、電子期刊數據庫、電子出版物、工具書等,為學生學習提供了條件。在繼續做好傳統形式文獻(主要是書、刊)的收集、整理和提供利用工作的基礎上,加強館藏文獻的數據庫建設,實現日常工作流程的計算機處理和服務,實現基于WEB方式的新書通報、書目查詢、讀者信息查詢、用戶培訓等。
2.重在服務。數字圖書館的建設要適應知識經濟和信息技術發展要求,揚長避短,走“藏用結合、重在服務”之路。在選擇現實和虛擬館藏時,要分析用戶需求,對信息的使用方便程度進行綜合考慮,提供較多的檢索途徑等。
3.多種媒體并存。隨著科學技術的進步,信息的載體已由單一的圖書發展到期刊、視聽資料、磁盤、光盤、網絡及共享數據庫等多種媒體并存的形態,數字圖書館必須充分認識和順應變化發展規律,開展多種信息媒介的文獻典藏與服務,由原來的傳統“圖書”館,發展為多載體、多媒體的新型文獻信息中心。
4.合作共建。當前,計算機與網絡技術、電子商務技術的發展為我國“圖書情報一體化”、館際互借、資源共享等奠定了物質基礎,但與此同時,教育界、圖書情報界和信息產業界人士的相互脫離,又造成了信息生產和利用的彼此重復或覆蓋面狹窄,圖書館要獲得長足的發展,就必須堅定不移地走合作共建、優勢互補的道路。整合全國各地乃至世界數字圖書館分散的數字館藏資源,發揮數字圖書館系統的整體優勢,克服館藏信息資源不足的弊病。
在數字圖書館的建設與服務已初具規模的今天,只有充分利用網絡優勢,兼顧各種因素,與時俱進,發揮多媒體優勢,深化服務層次,提高服務質量,在激烈競爭中生存和發展,才能更好地為遠程教育學習提供支持服務。
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