在国家精品课程“现代生物学导论”建设的成果中,我们主编完成的全彩色《基础生命科学》教材是其中创新性强、最具有特色的一项成果。《基础生命科学》教材是中国第一本全彩色的大学基础生物学教科书。世界一流大学的基础生物学教材几乎都是彩色版,中国在彩色基础生物学大学教材方面落后于国外好 多年。该教材的出版填补了国内大学教材出版的一项空白。除了全彩色《基础生命科学》主教材外,我们还编写出版了《基础生命科学学习指导与习题》、《基础生命科学计算机辅助教学软件》、《基础生命科学教学投影胶片》等教辅材料。使得高等学校公共课《基础生命科学》教材实现了全彩色立体化,使之整体上服务于教学与人才培养,促进了人才培养质量的提高。
我编写全彩色《基础生命科学》教材的原因还得从20年前说起。
20世纪80年代,我第一次去美国,看到美国大学生都使用全彩色的基础生物学教材。这些教材图文并茂,真是漂亮!我想,要是有一天,我们中国的大学生也都能使用这些全彩色的基础生物学教材,那该有多好啊!
世间万物,唯独生命是最美的。我们热爱生命,赞美生命,而我们中国大学的生命科学教材以前为什么不能用丰富的色彩来表现美丽的生命现象和规律呢?这里主要有两个障碍。第一,完成绘制全彩色教材中的插图是一项极其艰苦和困难的事。一般来说,有生物学知识及生命科学教学与科研经验的人不掌握高超的美术绘图技能;而具有高超美术绘图技能的人可能并没有生命科学教学与科研经验。作者自己需要投入大量的时间、精力与美工人员共同工作,还要投入绘图经费(包括付给美工人员的报酬)。第二,印制全彩色教材需要高档的纸张、油墨,印刷工艺也非常复杂,印刷成本很高。国内一些出版社从成本和市场角度考虑,认为在中国让大学生使用全彩色的基础生物学教材在现阶段尚不现实。
十多年过去了,在我主持和完成了多项科研课题,承担了多门本科生和研究生的教学课程以后,我产生了一个强烈的愿望:克服上述两个主要障碍,改变中国缺乏大学基础生命科学全彩色教材的现实。我们编写国内第一本全彩色基础生命科学教材的实践证明,只要我们解放思想,勇于创新和勤奋工作,国外能做到的事我们也能做到。
生命五彩缤纷、千变万化,与其他学科相比,生命科学更生动和更形象。仅用白纸黑字做长篇叙述,对于揭示丰富多彩的生命可能效果有限。中国高考的身体检查规定,具有色盲的考生不建议报考生物类专业。这一个事实也说明了,生命本身是有颜色的,要准确客观地表现生命,基础生物学课程就应该使用全彩色教材。生命科学虽然比较深奥和复杂,但它的教材不应该深奥难懂。因此,在教材中尽量多用彩色图解和图片,不但有利于学生们对有关基本概念和原理的理解,也有利于对学生兴趣的引导。为了尽量做到“好读”,该教材除了绘制大量色彩丰富的图片,以图解方式帮助学习外,还在语言文字上减少“学究气”。在内容安排上既系统介绍最基本的生物学知识点,有较大的知识信息量,同时重点反映生命科学前沿的一些热点问题。在编排体例上从宏观到微观、再从微观回到宏观,希望达到深入浅出、既见树木又见森林的效果。你可以把牛牵到河边去,但你不能强按住牛头让它喝水。引导读者的兴趣,越读越愿意读下去,才能达到传播知识的目的。一位领导同志说:为了更高效地培养人才,编写全彩色基础生命科学教材,投入再大也值得。
该套教材和教辅材料从开始设计、编写、绘图、制作到最终出版,历时4年多,花费了作者大量的心血和精力。当全彩色主教材付诸印制时,我因为长期劳累过度,住进了北京第三医院,接受了冠心病的冠状动脉造影和扩张手术。我作为早期国家杰出青年基金的获得者,后又主持了国家“863项目”、国家科技部攻关项目和国家自然科学基金重点项目等,已发表研究论文100多篇,其中半数为国外SCI论文,还先后获教育部科技进步二等奖(排名第一)、首届高等学校教学名师奖等重要奖励。这时,要做到教学与科研并重,不畏艰辛,甘坐冷板凳,历时4年多来完成中国第一部全彩色大学基础生命科学教材的编写和立体化教辅材料的研制,在目前许多高校重科研、轻教学的状态下,确实不容易。
4年的努力,吃了许多辛苦和投入的经费不必多说,这些努力和辛苦也感动了高等教育出版社的领导和编辑。为了让中国的大学生早日用上全彩色的基础生命科学教材,他们同意除了承担书中少部分引用插图的使用权购买责任外,还同意将该教材的价格定为59.9元(相当于7美元,只有国外同类教材价格的十分之一或十几分之一)。
该教材定价如此之低,主要考虑了中国读者和大学生现阶段对教材价格的心理承受。但从长远着想,如果中国的读者和大学生能转变观念,在购买类似教材方面逐渐与国际接轨,可能有利于更精美教材问世,有利于尊重知识和科教兴国战略的早日实现。如果类似教材价格能从7美元上升到10多美元,国内高档轿车的售价就可能会从目前的4万多美元下降为1万多美元,您能说这两者之间没有联系吗?我曾经在课堂上说,如果有的学生每个月用手机的通讯费超过了60元,或者上一次餐馆消费超过了60元,但却觉得一本全彩色的生物学教材不值60元,那么,他们所学到的知识可能也难以得到社会的尊重。尊重知识、尊重人才,科教兴国不应只停留在口头上,我们应该引导大学生们从自我做起。
《基础生命科学》全彩色立体化教材是高等学校非生物学专业学生公共课教材。20世纪后叶分子生物学的突破性成就,使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。生命科学全方位的发展呼唤着培养更多具有创造性的科技人才和复合型人才。国际一流的研究型大学如美国的MIT等都将普通生物学列为全校本科生的必修课。作为一名现代大学生,不了解生命科学便不能正确认识自身、了解社会。因此,编写高水平全彩色《基础生命科学》立体化教材是科学发展、教学改革和人才培养的需要。
注重前沿和交叉学科并培养相应创造性人才是研究型大学的显著特征。根据现代科技发展的趋势和创建世界一流研究型大学的需要,为了培养具有创造性的复合人才,清华大学早在1994年开始便为全校本科生开设了“现代生物学导论”公共课。经过多年的探索和努力,“现代生物学导论”课程(含实验课)为研究型大学创造性人才的培养做出了相应的贡献。在教育部的大力提倡和支持下,现在全国各高校都陆续开设了面向全体非生物学专业本科生的生命科学导论公共课。开展《基础生命科学》立体化教材的建设,一方面可以满足各高校开设公共课对高水平教材的迫切需求,另一方面也充分体现了科学发展前沿和课程与教学改革的重要成果。
以全彩色《基础生命科学》为教材,为清华大学本科生开设的现代生物学导论课程取得了显著的成绩,教材建设促进人才培养体现在以下几方面:
(1)教授教学科研并重,课堂教学中结合自己的科研实践和教材编写体验,特别注重提高学生分析问题和解决问题的能力,注重创新人才的培养。例如,吴庆余教授在讲课中经常介绍自己开展科学研究的切身经历和体味,介绍著名科学家的实验设计与探索过程,激发了学生们的学习热情和兴趣,学生的眼神中流露出对生命科学的喜爱和对创新研究的向往。自动化系二年级的高威同学选修了“现代生物学导论”课程后,在课程教师的指导下进行创新性学习,并在《生命科学》上发表了题为“生物芯片技术”的学术论文(高威,吴庆余. 生物芯片技术. 生命科学,2000,12(5):235~240)。非生物学类专业二年级的学生能够在《生命科学》上发表学术论文,是在研究型大学中积极培养创造性复合型人才成功的例证。另外,计算机系一年级的徐崴于二年级转赴美国一流大学Pennsylvania University继续学习,经过美方对教学内容和大纲的论证,他在清华大学所学的“现代生物学导论”课程学分被Pennsylvania University所承认。
(2)围绕教学内容和教材积极开展讨论式、提问式教学。授课时提问与讨论活跃了课堂气氛,拉近了教师与学生的距离。多次组织科学讲座,多次组织学生外出参观、实习、组织讨论会、学生报告会、撰写课程小论文。同时,改革考试方法,出中文考题和英文考题,鼓励学 生参加生物系主办的生物学知识竞赛,参加各项业余学术活动可以加分等等。虽然选课人数多(每年1800人),批改作业的工作量大,我们仍然精心安排和准备了多次课外作业,由博士生助教协助批改作业,授课教师重点审阅。每一个学生的最终成绩由多次考试和平时作业成绩来决定,改变了过去学生成绩由一次考试定终身的做法。同时,在率先开设了面向全校本科生的“现代生物学导论实验”,巧妙安排了“教师不转学生转”的办法解决学生人数多和实验室空间有限的问题。
(3)发挥了精品课程及教材的示范和辐射作用,2002年夏季和2004年夏季,在全国非生物学专业“现代生物学导论”公共课研讨会和教师培训班上,结合本教材做示范教学,受到广泛好评。近年来,先后应邀在首都师范大学(公共课)、山东农业大学(公共课)、北京师范大学(文科学生素质教育课)、浙江大学(教师培训班)、四川大学(教师培训班)等高校做示范性讲课,收到良好的效果。清华大学电视台和北京晚报专门对“现代生物学导论”公共课教学情况进行了报道,课程负责人还在清华大学暑期中层以上干部会上专门做了“现代生物学导论”公共课示范报告。教育部高教司专门安排课程负责人吴庆余在高教司小会议室为高教司同志做专场汇报,汇报后的讨论气氛热烈。
(4)全彩色《基础生命科学》为教材的现代生物学导论课程深受学生欢迎,选课人数快速增加。连续6年来,每一次宣布下课,学生都报以热烈的掌声。
在教育部领导、清华大学教务处领导和高等教育出版社的支持和鼓励下,这一本全彩色《基础生命科学》教材于2002年5月正式出版。该教材共502页,自行设计绘制的彩色插图580余幅(即每一页都有彩色插图),第一次印刷发行量为10000 册,6个月内便销售一空,接着又紧急加印30000册。全彩色《基础生命科学》教材的出版填补了国内一项空白,在全国产生了重要的影响,多次得到教育部领导的称赞。在庆祝2003年“教师节”大会上,清华大学顾秉林校长在讲话中特别提到和赞扬了这一本全彩色教材。该教材首次出版的1个星期内,多家港台出版社前来要求购买繁体版权,1周内繁体版权售出。该书创造了高等教育出版社繁体版权出售的最短时间记录和最高售价记录(是其他图书的5~10倍)。本书实现了全彩色、立体化、生物学与美术学学科交叉、教材编写与研究生培养相结合、教材建设与教改研究相结合,教材出版后市场反应好、影响大。中国教育电视台为该书专门拍摄和播放了电视片(约30分钟)。2002年国际图书展第一天,高等教育出版社在北京展览馆为该书专门举行了首发式。作为教学成果的部分内容,获得多项奖励,包括:北京市优秀教学成果一等奖,国家优秀教学成果二等奖,清华大学优秀教学成果一等奖,宝钢基金会全国高校优秀教师特等奖,清华大学优秀教学软件一等奖和首届高等学校教学名师奖等。
作为一名教师,既要艰辛地进行创新性科学研究,还要言传身教培养创造性人才。每天工作10多个小时,日复一日,年复一年,自然比较辛苦。但是,每年都有多篇SCI论文发表或重要的大学教材出版;亲自指导的学生获得了学士、硕士或博士学位;看到大学生读书时眼神中透露出对知识创新的渴求以及下课时课堂里响起的一片掌声,以上所有的辛苦便成为一种美好的回忆,一种精神上的享受,更成为起跑线上一声号令。没有中国高考制度的恢复,就积聚不了这么多最优秀的学生。周围优秀的学生激励着我们教师出高水平的科研成果,编写图文并茂的教材,讲授最精彩的课程,以后这些学生又会超过我们,中华民族伟大复兴的希望就在这批学生身上。