動物學(xué)實驗教學(xué)“層次化、項目化”的探索與實踐

李紅梅 李澤君 章新

摘 要 為了在動物學(xué)實驗課程中實現(xiàn)學(xué)生自主能力培養(yǎng)的目標，將實驗內(nèi)容劃分為“基礎(chǔ)性實驗、綜合設(shè)計性實驗和研究創(chuàng)新性實驗”3個層次。將部分實驗內(nèi)容進行項目化開展。經(jīng)過實踐，學(xué)生的實驗操作能力和自主學(xué)習(xí)能力有了明顯提高，實驗教學(xué)取得了顯著成效。

關(guān)鍵詞 實驗教學(xué) 層次化 項目化

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Exploration and Practice of Zoology Experimental

Teaching "Hierarchical， Project"

LI Hongmei， LI Zejun， ZHANG Xin

（Yuxi Normal University， Yuxi， Yunnan 653100）

Abstract In order to achieve the goal of students self-ability experimental courses in zoology， the experiment content is divided into "basic experiment， integrated design of experiments and research innovative experiment" three levels. The experimental part of the contents of the project undertaken. After practice， the student's ability to operate experiments and self-learning ability has been significantly improved， experimental teaching and achieved remarkable results.

Key words experimental teaching； hierarchical； project

1 實驗內(nèi)容的三個層次

本課程從加強基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、提高綜合素質(zhì)的教學(xué)目標出發(fā)，在必修實驗的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容予以擴展，并由學(xué)生選擇教師提供的動物學(xué)范疇內(nèi)的小課題或自行命題，設(shè)計實驗至完成實驗。除課程必修實驗外，還包括動物學(xué)相關(guān)的選修實驗項目、大學(xué)生科研立項項目、各種學(xué)科競賽等多種形式的實驗項目。其中，學(xué)生綜合設(shè)計性實驗和研究創(chuàng)新性實驗為開放性實驗，由學(xué)生以個人或小組為單位進行實驗申請，器具準備、試劑配置等，直到完成實驗報告，并允許改進實驗方法。

1.1 基礎(chǔ)性實驗

此層次實驗項目以培養(yǎng)學(xué)生良好的動物學(xué)實驗基本操作規(guī)范和基本實驗技能為主要目的。通過對動物學(xué)理論的驗證，使學(xué)生進一步掌握動物學(xué)實驗知識、熟悉實驗儀器、學(xué)會實驗方法，加深對理論知識的理解。

動物學(xué)實驗的基礎(chǔ)性實驗包括動物裝片的制作技術(shù)、動物繪圖方法；代表動物的觀察、解剖；動物檢索表的使用方法及簡單動物檢索表的編制；動物的采集、培養(yǎng)、標本的處理和制作技能等。例如：動物的細胞和組織、早期胚胎發(fā)育觀察、綠眼蟲和變形蟲、水螅、渦蟲、吸蟲和絳蟲、環(huán)節(jié)動物、頭索動物的外形與結(jié)構(gòu)；昆蟲、魚綱、兩棲綱和爬行綱、鳥綱、哺乳綱的分類；魚、蛙、家鴿、家兔的形態(tài)及內(nèi)部解剖等。

1.2 綜合設(shè)計性實驗

動物學(xué)實驗中一些技術(shù)實驗手段和實驗內(nèi)容的綜合性、關(guān)聯(lián)性較大，通過把有關(guān)重要知識有機結(jié)合在一起，由學(xué)生進行綜合設(shè)計性實驗，既能拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，又能培養(yǎng)學(xué)生綜合運用動物學(xué)實驗知識的能力，提高綜合實驗的操作能力和設(shè)計能力。該層次實驗提供一定的內(nèi)容選擇范圍，要求學(xué)生必須選擇完成一定數(shù)量的內(nèi)容。而且實驗項目要求學(xué)生面對實際問題，自行完成設(shè)計、材料準備、儀器調(diào)試，實驗實施、完成實驗報告等。選修實驗的課內(nèi)課時可以集中，也可以分散在平時的教學(xué)時間中。該層次實驗項目包括草履蟲、水螅、渦蟲等生活環(huán)境觀察、野外采集、室內(nèi)培養(yǎng)、不同環(huán)境因子對動物的生長影響實驗等；校園常見昆蟲調(diào)查及校園常見昆蟲名錄編制；無脊椎動物浸制標本制作；脊椎動物浸制標本制作；鯉魚、牛蛙（或蟾蜍）骨骼標本的制作；鳥類剝制標本的制作；胚胎發(fā)育不同階段蛙胚的裝片制作觀察等。

1.3 研究創(chuàng)新性實驗

研究創(chuàng)新性實驗層次的實驗項目除課程實驗外，還包括各種學(xué)生項目課題以及由教師科研項目轉(zhuǎn)化而來的項目，學(xué)生可根據(jù)自己的興趣或科技競賽等要求結(jié)合課程特點自選課題，可在課內(nèi)或課外完成，不受課時限制。鼓勵學(xué)生大膽嘗試實驗和研究，其成果支持學(xué)生參加各種科技大賽。

近年該層次開展的實驗項目繁多，例如：養(yǎng)殖觀察不同發(fā)育時期的蝌蚪和幼體；養(yǎng)殖觀察蟾蜍卵發(fā)育不同時期的狀態(tài)；人工孵化鳥類并觀察其胚胎發(fā)育過程；校園景觀水體浮游動物種類及數(shù)量的調(diào)查；幾類環(huán)境污染因子對蝌蚪變態(tài)發(fā)育的影響；不同外源營養(yǎng)物對煙蚜繭蜂壽命的影響；昆蟲繁效對比研究；人工養(yǎng)殖條件下有尾兩棲動物的生命現(xiàn)象研究；校園鳥類種類多樣性調(diào)查；兩棲動物形態(tài)結(jié)構(gòu)與生存的實驗研究等。

2 實驗內(nèi)容的項目化實施

項目式教學(xué)是實施探究教學(xué)模式的一種方法，適用于學(xué)習(xí)各種實踐性和操作性較強的知識和技能。①在項目式實驗教學(xué)過程中以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，從開放實驗中，不斷樹立學(xué)生的創(chuàng)新思維和意識。②根據(jù)實驗項目提出明確任務(wù)，或者由申請實驗的學(xué)生提出需完成的工作任務(wù)，以項目為載體，通過小組合作方式，讓學(xué)生擬定實驗方案，查找資料、交流論證、分工實施完成。

2.1 實驗題目的選擇

教師提前兩個星期提供可選的大類綜合設(shè)計性實驗題目，比如，無脊椎動物浸制標本制作和昆蟲的采集及針插、展翅標本的制作，脊椎動物的標本制作和動物生活史觀察、雞的孵化系列實驗等大題目，并告知實驗室條件和主要試劑。學(xué)生以小組形式，結(jié)合所學(xué)知識和自己的興趣，通過上網(wǎng)查資料、圖書館借書等多種途徑，圍繞大類題目設(shè)計不同的具體實驗題目，例如環(huán)毛蚓、螺類、河蚌等動物的外部及內(nèi)部解剖浸制標本；各類昆蟲的針插、展翅標本制作；蛙的生活史觀察記錄、標本制作；魚、蛙的骨骼標本制作；魚的浸制標本制作；雞的孵化及雞胚胎發(fā)育標本制作；家鴿剝制標本制作等。

研究創(chuàng)新性實驗也可以由學(xué)生自帶項目，并明確項目操作的可行性、規(guī)模、用時等內(nèi)容，向?qū)嶒炇姨岢錾暾垺?/p>

2.2 開題報告的撰寫

選題擬定后，學(xué)生查閱并整理文獻資料，進一步論證實施此項目的條件和方法，明確完成項目的可能性，寫出項目開題報告。開題報告包括以下主要內(nèi)容：首先介紹該實驗課題研究的意義及其研究的歷史和最新動態(tài)；接著根據(jù)實驗室現(xiàn)有實驗設(shè)備和條件擬定詳細的實驗方案：實驗?zāi)康摹嶒灢牧?、實驗用具、詳細的實驗步驟與實驗方法、實驗進度安排、檢測手段等，其中需要詳細列出所需試劑品種、數(shù)量、規(guī)格，實驗儀器名稱、檢測設(shè)備名稱等。實驗方案首先經(jīng)過項目小組討論、評價或檢驗其可行性，然后交由教師或相關(guān)實驗技術(shù)人員審查，教師初步確認實驗方案設(shè)計合理并且實驗條件具備后，學(xué)生進入實驗室進行實驗。

2.3 實驗項目的實施

學(xué)生項目實施小組按實驗項目實施計劃，在規(guī)定的時間內(nèi)完成實驗項目。按照預(yù)先設(shè)計的實驗方案，學(xué)生提前預(yù)約安排實驗時間，實驗次數(shù)不限，只要在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗即可。除常用實驗試劑外，根據(jù)學(xué)生開題報告的實驗要求，實驗室還需提前準備相關(guān)儀器設(shè)備及藥品，然后開放實驗室，供學(xué)生完成實驗。實驗過程教師主要起指導(dǎo)作用，要求提前把實驗可能出現(xiàn)的問題作出預(yù)測，如果真出現(xiàn)了問題要自己先解決，經(jīng)過小組討論仍難于解決的再請教老師指導(dǎo)。由于實驗的成敗取決于實驗方案、準備工作和實驗操作等各種因素，實驗過程每一步都需要自己認真操作、仔細觀察并及時記錄，若出現(xiàn)問題需要自己分析并加以克服。學(xué)生沒有了依賴心理，從而充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，極大地提高了學(xué)習(xí)興趣。項目實施過程中學(xué)生也可以修改并完成項目，如果條件許可亦可拓展項目內(nèi)容。

2.4 實驗論文的撰寫

學(xué)生完成項目后進入實驗數(shù)據(jù)整理階段，根據(jù)實驗結(jié)果撰寫實驗小論文。實驗小論文的格式要求參照正式發(fā)表的科研論文，內(nèi)容包括論文的題目、署名、中英文摘要、關(guān)鍵詞、引言、實驗方法、結(jié)果與討論、參考文獻等，并對其中的圖、表、公式、符號等也同樣按照正式發(fā)表論文的要求。通過嚴格寫作訓(xùn)練，初步培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)實驗的思維方式，使他們基本掌握了實驗型論文的寫作模式和要求。

2.5 項目成果的交流以及評定

實驗項目完成后，各小組選派同學(xué)在全班進行成果交流。介紹自己實驗項目的背景、實驗方案、實驗過程、實驗結(jié)果并進行結(jié)果展示，最后回答教師和學(xué)生的提問。通過實驗成果的交流，大家不僅掌握了自己實驗的內(nèi)容，而且了解了其他同學(xué)所選實驗的內(nèi)容，擴大了知識面，同時還鍛煉了口頭表達能力和靈活應(yīng)變能力。根據(jù)實驗實施情況以及結(jié)果，教師（有條件的情況下相關(guān)實驗技術(shù)人員一起參與）對項目組的成果進行考核，通過評定，給學(xué)生相應(yīng)的學(xué)分。

3 實驗教學(xué)效果與成效

3.1 提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

分層實驗，分別要求，項目式的訓(xùn)練，既提高了學(xué)生的實驗熱情、激發(fā)了創(chuàng)造性思維，又鞏固了所學(xué)的知識和技術(shù)，培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力。通過基礎(chǔ)性實驗，學(xué)生的實驗知識與技術(shù)得到了扎實的訓(xùn)練，而綜合設(shè)計性實驗和研究創(chuàng)新性實驗提高了學(xué)生查閱資料及獨立分析、解決問題的能力。通過項目式實施，目標任務(wù)驅(qū)使，小組合作，學(xué)生相互學(xué)習(xí)，極大地提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。實驗結(jié)束后的交流和結(jié)果展示，讓學(xué)生有成就感的同時，也更好地激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。

3.2 強化了實驗技能訓(xùn)練

實驗技能的訓(xùn)練是動物學(xué)實驗教學(xué)的突出特點，通過內(nèi)容分層，制定了動物學(xué)實驗技能訓(xùn)練方案，詳細構(gòu)建了動物學(xué)實驗技能訓(xùn)練與實驗內(nèi)容關(guān)系結(jié)構(gòu)，使三個層次的相關(guān)實驗內(nèi)容都有明確的技能訓(xùn)練目標，并對技能的達成有相應(yīng)的考核要求，提高了實驗考核的可操作性，根據(jù)實驗層次提出不同的考核要求，使學(xué)生在一個個實驗項目中提高技能。

3.3 提高了學(xué)生的科研能力

在實驗項目選擇時教師充分考慮項目的連續(xù)性和拓展性，實驗項目實施過程中，教師加強過程管理與考核，對課程項目完成情況良好的同學(xué)引導(dǎo)他們申請大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目；對學(xué)院級項目完成情況優(yōu)秀，學(xué)有余力的學(xué)生引導(dǎo)他們申報省級、國家級的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目，促使學(xué)生不斷努力鉆研。近5年來，生物科學(xué)專業(yè)的本科生完成動物學(xué)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)校學(xué)生立項科研項目11項，校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目1項，國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目1項。學(xué)生在云南高校青年學(xué)術(shù)科技作品競賽等活動中獲得省級獎9項。結(jié)合小課題項目化實施，完成畢業(yè)論文多篇。廣大學(xué)生在實驗操作中所培養(yǎng)起來的專業(yè)知識、團隊合作精神、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及工作實踐打下了良好基礎(chǔ)。

基金項目：玉溪師范學(xué)院教學(xué)改革研究項目（201303）

注釋

① 朱秀金，陳小剛，朱昌平等.項目式實驗教學(xué)的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2008.27（11）：93.

② 黃永琴.論實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實驗技術(shù)與管理，2001.18（4）：54-59.