動物生理學開放式實驗教學模式的初探

徐 平

(湖北師范學院 生命科學學院,湖北 黃石 435002)

0 引言

開放式實驗教學，它改變了傳統(tǒng)的實驗教學模式，更加體現(xiàn)了以人為本的教學理念，為培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新精神和實踐動手能力，實現(xiàn)高校實驗教學資源優(yōu)化利用等方面起到了十分積極的作用[1]。幾年了，本人在動物生理學實驗教學過程中，積極開展開放式實驗模式的探索，有了一些經(jīng)驗和體會?，F(xiàn)總結如下，以供同行商討。

1 開放式實驗教學模式的內(nèi)涵

開放式教學模式是以科恩(Cohn R c)的人本主義和斯佩羅(Spiro)的建構主義作為理論基礎，他們都強調(diào)了學習是學習者主動建構心理認知的過程。因此，開放式實驗教學模式就是要轉變師生角色，即教師從知識的灌輸者轉變?yōu)橹笇д?，學生從知識的被動接受者轉變?yōu)橹鲃訕嫿ㄕ遊2]。這就使開放式實驗教學過程中，學生成為了學習的主體，具有較強的自主性、獨立性和探索性。一方面，實驗設計、資料查詢、步驟安排、數(shù)據(jù)記錄與處理、結果分析、歸納結論等各個環(huán)節(jié)都要求學生獨立而分工協(xié)作的完成，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，使學生真正成為實驗探究的主體。另一方面，實驗教學的這種開放式環(huán)境，使學生具有了更多的選擇的空間，他們可以根據(jù)各人的興趣和能力，自由選擇實驗內(nèi)容和學習方式，利于學生個性化發(fā)展。

開放式實驗教學是一種全新的實驗教學模式, 驗證型、設計型、綜合型、研究型等實驗內(nèi)容的模塊化是其重要的特征，時間上和空間上全方位的開放是新模式的核心。培養(yǎng)能力和提高學生綜合素質(zhì)成為實驗教學的重點,大力倡導研究性學習、探究性實驗。通過開放式實驗教學模式的改變，促進實驗教學質(zhì)量的提高,切實訓練學生的實驗操作能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,提高學生的科學素養(yǎng)。

2 開展開放式實驗教學的必要性

傳統(tǒng)的生理學實驗模式是由教師主宰教學活動的整個過程，學生只是被動的接受一切教學活動。統(tǒng)一上課時間，統(tǒng)一實驗內(nèi)容，統(tǒng)一實驗步驟。傳統(tǒng)的實驗模式有其優(yōu)點，但存在更多的缺陷：

2．1 實驗內(nèi)容缺乏探索性 一般以驗證性實驗為主

傳統(tǒng)的生理學實驗模式，其實驗內(nèi)容由教師依據(jù)實驗教材提前做好實驗計劃，傳統(tǒng)經(jīng)典的驗證性實驗居多，綜合性、設計性實驗很少，更缺乏研究性、探索性實驗內(nèi)容。實驗前，老師準備好實驗儀器，配置好實驗藥品，采集好實驗材料，學生來到課堂，只需按部就班地完成實驗，對課前準備活動一無所知，這很不利于學生動手、動腦能力培養(yǎng)，更談不上創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

2.2 教學方式缺乏啟發(fā)性 一般以灌輸式教學為主

傳統(tǒng)的實驗教學過程中，為了讓學生更好更快地理解實驗內(nèi)容，快速把握實驗步驟，教師總要在實驗動手的前段時間，進行認真詳細的講解、親手操作示范、明確實驗中需要注意的問題。老師這樣講解實驗通常需要占用較長的時間，留給學生動手操作的時間就會大打折扣，這種灌輸式教學，學生只是被動接受知識，缺乏對學生思維的啟發(fā)和誘導，這在很大程度上遏制了學生創(chuàng)新思維的發(fā)揮。

2.3 教學時間缺乏靈活性 須在規(guī)定的時間內(nèi)完成實驗

傳統(tǒng)的實驗教學是依照實驗課表的統(tǒng)一安排完成一致的實驗內(nèi)容。課表規(guī)定以外的大量時間，實驗室通常是“閉門謝客”，大量的教學資源沉睡在實驗室里白白浪費，學生想練練手、動動腦、做做研究，但苦于沒有實驗的場所和條件而不得不放棄。這種狀況長此下去，談何學生能力的培養(yǎng)？傳統(tǒng)的實驗教學模式已完全不能適應現(xiàn)代人才培養(yǎng)的需要，積極開展探索實驗教學改革勢在必行。

3 開放式實驗教學模式的構建

在動物生理學實驗教學中，要求實驗室在時間、空間、實驗室管理、實驗內(nèi)容和方法等各方面對學生進行全面的開放，充分體現(xiàn)以人為本的教學理念，由學生自行組織學習團隊，自主選擇實驗內(nèi)容并進行實驗學習與研究，實現(xiàn)實驗教學資源的最優(yōu)化利用[3]。具體要做好幾個開放：

3.1 實驗室管理的開放

開放式實驗教學，首先是實驗室管理的開放，這對實驗室管理人員是個很大的考驗，管理難度和工作時間必將加大。這就要求上課老師和管理老師的密切配合，更新管理觀念，采用現(xiàn)代化管理方法，保障開放式實驗教學順利進行。

加強實驗室科學管理，首先必須建立科學而行之有效的實驗室管理規(guī)章制度，實行良好的管理運行機制。學生到實驗室進行預備實驗或進行開放實驗，均需提前“預約”。由學生實驗組長提前三天向主管教師提出預約，并填寫預約單，得到老師批準后，學生嚴格按照預約時間按時到達實驗室，積極開展開放式實驗，并完成實驗全過程。

3.2 實驗內(nèi)容的開放

實驗內(nèi)容改革是實驗課程改革的關鍵。改變傳統(tǒng)單一的驗證式實驗模式，突出新時代教學改革的特點，將實驗內(nèi)容整合更新為基礎性實驗、綜合設計性實驗和研究性實驗三個層面。

1) 基礎性實驗

基礎性實驗以經(jīng)典傳統(tǒng)的驗證性實驗內(nèi)容為主，重在培訓學生基本實驗技能，如動物生理學實驗中手術器械的正確選擇與使用、牛蛙的雙毀髓方法、一般動物取血及給藥方法、實驗藥品的配置、常用儀器設備的使用等。并培養(yǎng)學生如何觀察實驗現(xiàn)象、忠實準確記錄實驗結果、分析處理實驗數(shù)據(jù)、總結實驗結論的良好習慣，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。

2)綜合設計性實驗

在掌握了基本實驗技能的基礎上，增加一些綜合型實驗，為學生的綜合實驗能力的培養(yǎng)提供訓練機會是非常必要的。如我們開展了以實驗材料牛蛙為主線的“蛙形態(tài)結構解剖與觀察”，“坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本的制備”、“蛙心起搏分析及其期外收縮與代償間歇”、“刺激強度與肌肉收縮的關系”、“反射時、反射弧的測定與分析”等組成的綜合性實驗，它將有關的知識相互滲透、相互交叉、融合貫通，使得相關知識連貫起來。由于綜合性實驗較為復雜，觀察點增多，這對進一步加強學生實驗基本技能、綜合分析問題能力是非常有利的。綜合性實驗內(nèi)容的選擇是多樣的，它可以是實驗內(nèi)容的綜合，也可以是實驗方法的綜合，或是實驗手段的綜合……等[4]。

設計性實驗是學生在教師的指導下根據(jù)給定的實驗目的和實驗條件，自行設計出詳細的實驗方案，具體內(nèi)容包括實驗課題、理論依據(jù)、實驗目的、實驗器材、實驗動物和藥品、實驗步驟以及預期結果；這些實驗方案需交指導教師的審閱與修改，然后由實驗小組再討論后形成可實行的實驗方案；最后由各實驗小組予以實施。設計性實驗要體現(xiàn)兩個重點：一是學生的自行設計，二是實驗內(nèi)容的創(chuàng)新。設計性實驗內(nèi)容一般來自實驗教材，可由學生自由選擇課題或由教師指定課題。設計中要鼓勵學生去多討論多創(chuàng)新，哪怕是點點的新意教師也要及時給予肯定和表揚，以激勵學生的創(chuàng)新欲望。我們開展了“牛蛙反射弧的分析實驗”的設計性實驗。學生積極性很高，創(chuàng)新欲望很強，效果很好。

3)研究性實驗

研究性實驗是層次較高的研究性活動，是學生根據(jù)自己學習中遇到的問題自擬研究課題，自己設計實驗方案，自己完成實驗研究的過程。研究性實驗活動是一種課外的實驗活動，學生可以自由組織進行。學生首先組成課題研究小組，確定研究課題，各成員間分工協(xié)作、資源共享。研究性實驗重在加強學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力以及團隊協(xié)作精神的培養(yǎng)。

3.3 實驗過程的開放

實驗過程的開放就是在設計性實驗和研究性實驗中，學生自行查閱文獻，設計方案，自己準備實驗，自己動手完成實驗，自己總結實驗結果并寫出實驗報告[5]。整個實驗過程做到全開放，使實驗教學真正成為以學生為主、教師為輔的新模式。

1)確定課題，設計方案。實驗方案的科學設計，是有效執(zhí)行開放性實驗教學的關鍵。學生通過查閱相關文獻資料，了解和掌握有關的理論知識、技術方法、發(fā)展動態(tài)。然后根據(jù)課題要求，結合實驗室實際，設計出實驗的目的、方法與步驟，最終確定書面實驗方案。指導教師要起到積極的輔導作用，參與到實驗設計的活動中來，與學生一起開展方案的可行性討論，共同確定實驗方案[6]。

2)實驗準備，實地預習。實驗的成功離不開實驗前的認真準備。學生確定實驗方案后，可提前預約，按預約進入實驗室準備實驗和進行預備實驗。這和以往的實驗不同，實驗老師不再準備好儀器、藥品及材料，全部由學生自己動手準備一切實驗器材和試劑。真正做到理論聯(lián)系實際，增強動手動腦的能力。

3)自主實驗，教師輔導。學生準備好實驗后，按預約時間到實驗室開展自主性實驗活動。無需等待老師講解，即可用自己準備的材料、儀器、試劑，按照各小組自行設計的方案開始實驗。在實驗過程中，指導教師要充分發(fā)揮教師的輔導作用，積極進行現(xiàn)場指導，隨時解答學生提出的問題，及時解決實驗中遇到的難題，積極啟發(fā)學生思維，引導學生深入思考。這種自主實驗模式，充分發(fā)揮了學生實驗的自主性，激發(fā)了學生實驗的積極性，學生實驗技能得到了顯著的提高。

4) 討論結果，教師評議。實驗結束后，各實驗小組應對實驗結果和實驗數(shù)據(jù)進行認真分析、總結和討論，按要求寫出實驗報告。同時，指導教師應對學生進行必要的指導和評議，對表現(xiàn)優(yōu)秀的實驗小組應予以充分肯定與表揚，以激勵學生的斗志。

通過以上實驗全過程的開放，使學生親身體驗了實驗研究的全部環(huán)節(jié)，熟悉了一個實驗研究活動的全過程。

3.4 實驗時間的開放

實驗時間的開放，也是開放式實驗模式的重要部分。實驗室的開放管理意味著學生可以自由選擇進入實驗室的時間。我們有兩種開放形式，一是在每周的指定時間段對學生開放實驗室, 隨到隨做。二是在指定時間段以外采用提前“預約制”。對于每一個具體的實驗過程沒有規(guī)定結束的時間，實驗可以重復進行，允許實驗失敗直至成功。生理學實驗室因沒有特別精密的儀器，所以儀器使用的損壞不多，但我們還是要嚴格檢查和督查儀器的使用情況，要求學生填好實驗儀器使用的記錄，隨時解決儀器問題。實驗時間的開放雖然加大了教師和管理人員的工作時間與精力，但教學效果得到了很大的提高。

3.5 實驗評價的開放

為了培養(yǎng)學生扎實的實驗操作基本功，養(yǎng)成嚴謹科學的實驗習慣，提高綜合科研素質(zhì)，實驗成績的考評也采用了開放式綜合評定的方式。具體為提高平時成績的比值，降低期末考試的比值。平時成績占60%，期末考核成績占40%.平時考核力爭全面衡量學生平時實驗水平，包括實驗設計10%、實驗操作10%、實驗衛(wèi)生10%、實驗態(tài)度10%、實驗報告20%.期末考試也要做到理論考試與操作考試的結合，改變以往單純考理論的做法。一般實驗理論占20%，操作考試占20%.新的實驗評價體系一改過去偏重實驗報告和期末考試的做法，學生不再一味應付平時實驗報告和期末的一紙試卷而了事，而是要認真對待實驗的每一個環(huán)節(jié)，注重自身整體實驗素質(zhì)和能力的提高。

4 結語

通過二年多的教學改革與實踐探索, 認為開放式實驗教學模式確實是一種很好的實驗教學模式，它能促使學生動手動腦，極大地調(diào)動學生實驗的積極性,學生從中學會了查找資料、設計實驗方案、自主開展實驗的方法, 學習積極性、主動性和自信心明顯增強，培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,綜合能力和科學素養(yǎng)也得到了極大的提高。但新模式在實施過程中也遇到很多的問題，比如有些學生表現(xiàn)出嚴重的不適應，這就需要老師耐心細致的指導及同組同學的大力幫助；再比如新模式大大增加了相關老師的工作量，這需要老師具有大公無私的奉獻精神……等等。開放式教學模式是對實驗教學的一種探索，體現(xiàn)了以人為本、一切以學生為中心的教學理念。但這項工作我們只作了初步的嘗試，還處于不斷試驗和摸索之中。但有一點可以肯定，開放式實驗教學新模式的實施，對改善教學效果、培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維及實踐動手能力有著顯著的促進作用。

參考文獻:

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