“動物學(xué)”實驗的教學(xué)改革與實踐

董 超 華

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266109)

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“動物學(xué)”實驗的教學(xué)改革與實踐

董 超 華

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266109)

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)在“動物學(xué)”實驗課程教學(xué)改革過程中，通過開展專題性實驗培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實驗技能；開設(shè)綜合性實驗培養(yǎng)學(xué)生綜合利用知識解決問題的能力；開設(shè)設(shè)計性實驗培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，建設(shè)了層層遞進的實驗教學(xué)體系，并通過強化考核保證了良好的教學(xué)效果。

專題性基礎(chǔ)實驗；綜合性實驗；設(shè)計性實驗；強化考核

“動物學(xué)”是生物類專業(yè)的基礎(chǔ)課。目前青島農(nóng)業(yè)大學(xué)的“動物學(xué)”課程分理論教學(xué)和實驗教學(xué)及動物學(xué)野外實習(xí)等幾部分，其中實驗教學(xué)主要開設(shè)與動物學(xué)理論教學(xué)相配合的基礎(chǔ)實驗，包括顯微鏡的使用、借助顯微鏡觀察原生動物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及動物的組織、各類群代表動物的解剖及觀察等。教學(xué)目的是為了使學(xué)生更好地理解課堂所講授的理論知識，對理論知識增加感性認識并培養(yǎng)基本的實驗技能。這些實驗多為被動接受型實驗，教學(xué)模式相對單一，難以調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中對動物學(xué)實驗熱情降低，進而發(fā)展到失去對所學(xué)專業(yè)的興趣，大大影響了學(xué)生后期專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

國內(nèi)外教學(xué)研究和教學(xué)實踐表明，開設(shè)設(shè)計性、綜合性實驗對于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣、科學(xué)的思維方式及探索未知的能力起著關(guān)鍵的作用，同時也是學(xué)生獲取知識的有效途徑。目前，國內(nèi)重點農(nóng)業(yè)院校和綜合大學(xué)均已開設(shè)動物學(xué)綜合性實驗。如武漢大學(xué)開設(shè)動物生物學(xué)的綜合性實驗，將理論知識和實驗技能融匯貫通，使學(xué)生綜合運用多種基本實驗技能進行探索研究。武漢大學(xué)還通過開設(shè)自選性、設(shè)計性實驗來引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)學(xué)生的積極探索的意識和實踐創(chuàng)新能力[1]。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)在“動物學(xué)”課程中開設(shè)綜合性實驗，將理論與實踐相結(jié)合，提高學(xué)生動手能力的同時，注重在實踐中強化對理論知識的掌握，并在實踐中應(yīng)用所學(xué)的理論知識[2]。山東理工大學(xué)通過開設(shè)綜合性、探索性實驗，將驗證性實驗、綜合性實驗、探索性實驗有機結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[3]。深圳大學(xué)生命科學(xué)實驗中心調(diào)整實驗和實習(xí)兩類實踐課程，將經(jīng)典分類實驗與野外實習(xí)有機結(jié)合，并將過去的基礎(chǔ)實驗進行合并，開設(shè)綜合性實驗，在完成常規(guī)教學(xué)內(nèi)容的同時，擠出了大量課時實施研究性實驗，大大地提高了學(xué)生自己分析問題、解決問題的能力[4]。寧夏大學(xué)在驗證性實驗的基礎(chǔ)上, 開設(shè)了綜合性實驗, 并在課后適當(dāng)?shù)亻_設(shè)自選性和設(shè)計性實驗, 突出了對基本技能的訓(xùn)練和綜合運用現(xiàn)代生物技術(shù)的能力的培養(yǎng)[5]。

盡管目前各個高校都已經(jīng)開設(shè)了“動物學(xué)”綜合性和設(shè)計性實驗，但這些實驗的開設(shè)均將“動物學(xué)”作為生命科學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，以提高學(xué)生實驗興趣，培養(yǎng)學(xué)生動手能力、獨立解決問題及創(chuàng)新性思維能力為目標，卻忽視了“動物學(xué)”作為一門實用性學(xué)科的功能?！皠游飳W(xué)”不僅僅是生命科學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時還是專業(yè)性很強的實用性課程，在社會服務(wù)的諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。比如環(huán)境保護、動物進出境檢疫、野生動物保護、動物資源研究等，都需要動物學(xué)的專業(yè)知識。在應(yīng)用型特色名校的建設(shè)過程中，對培養(yǎng)應(yīng)用型人才提出要求。意圖以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向，將動物學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域引入實驗教學(xué)中，精心設(shè)計綜合性實驗，并開展研究設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)意識和專業(yè)思想，提高學(xué)生解決實際問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生積極進行專業(yè)技能的學(xué)習(xí)。

1 開展專題性實驗培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實驗技能

經(jīng)典的動物學(xué)實驗以解剖觀察和顯微觀察為主，缺少探索性，學(xué)生只在實驗課開始的最初的幾堂課有興趣，以后興趣逐漸下降。針對這一問題，我們將獨立實驗設(shè)計成專題實驗，增加自主探索性的內(nèi)容，以提高學(xué)生專業(yè)興趣。比如，口腔上皮細胞觀察這一實驗，原有實驗僅僅制作口腔上皮細胞的裝片，并觀察口腔上皮細胞的形態(tài)，動手能力強的學(xué)生很快做完，并對類似實驗失去興趣。針對這一缺陷，我們對實驗內(nèi)容進行改進，將每個實驗都設(shè)計成一個小的探索項目，要求學(xué)生在90分鐘內(nèi)完成。在口腔上皮細胞觀察實驗中，我們提供多種組織細胞裝片供學(xué)生選擇，要求學(xué)生制作口腔上皮細胞裝片并至少比較5種動物組織細胞，找出它們的差異，并回答為什么會有這樣的差異以及這些差異對其功能的影響。帶著問題去探索觀察，使學(xué)生很容易掌握不同動物細胞的結(jié)構(gòu)特點及其與植物細胞的結(jié)構(gòu)差別。同時將原生動物的觀察結(jié)合進來，使學(xué)生掌握多細胞動物的細胞與單細胞的原生動物結(jié)構(gòu)上的差別。在原生動物實驗中，要求學(xué)生比較不同生活環(huán)境下的原生動物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點，不同生殖方式的原生動物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點以及不同營養(yǎng)方式的原生動物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點，最后再觀察不同生活環(huán)境、營養(yǎng)方式、生殖方式在結(jié)構(gòu)上是否相協(xié)調(diào)，是否體現(xiàn)了環(huán)境影響生物、生物適應(yīng)環(huán)境的特點，并由此引導(dǎo)學(xué)生思考生物進化的原理。針對每一個實驗我們都設(shè)計類似的問題，在設(shè)置問題的時候，注意問題和問題之間的邏輯銜接，使每個實驗都成為一個小的專題，這樣可以逐步培養(yǎng)學(xué)生在實驗中注重思考問題，以此來強化課堂的理論知識，加深理解。

2 開設(shè)綜合性實驗，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用知識解決問題的能力

專題實驗利于培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實驗操作，鞏固、強化對理論知識的理解和掌握，但缺乏對知識的綜合利用能力的培養(yǎng)，所以我們又增加了綜合性實驗來培養(yǎng)學(xué)生利用現(xiàn)有知識解決問題的能力。

綜合性實驗的開設(shè)是訓(xùn)練學(xué)生綜合運用多種實驗技能集中解決動物學(xué)某一方面科學(xué)問題的能力，并深化學(xué)生對動物學(xué)基本原理的理解和運用，學(xué)習(xí)運用基本實驗技能解決科學(xué)問題的思路和方法。

在這一實驗項目上，我們要求學(xué)生分為不同的小組，3人一組自選一個實驗項目在教師的指導(dǎo)下用課余時間完成。每個實驗項目都明確規(guī)定了實驗方案、詳細的實驗步驟；同時，每個實驗項目都包括了在專題性實驗里面學(xué)習(xí)的所有實驗技術(shù)，如顯微鏡的使用、生物制片技術(shù)、標本制作技術(shù)。比如草履蟲結(jié)合生殖觀察實驗中，要求學(xué)生自己去采集草履蟲，回來自己處理，培養(yǎng)，制片，觀察。整個實驗自主完成獲得規(guī)定的結(jié)果。三角渦蟲再生實驗，也要求學(xué)生自己采集渦蟲，培養(yǎng)，觀察，再生，制作切片，觀察組織結(jié)構(gòu)。每個實驗項目都保證學(xué)生能夠?qū)W會用觀察的方法、描述的方法和實驗的方法。這些都是基本的動物學(xué)研究方法。在實驗進行過程中學(xué)生自主實驗，指導(dǎo)教師并不監(jiān)督，由學(xué)生自己利用學(xué)過的基本實驗技能參照實驗指導(dǎo)，在業(yè)余時間自主完成實驗，教師只負責(zé)必要的指導(dǎo)和檢查。綜合性實驗的特點就是實驗結(jié)果確定，只要按照實驗指導(dǎo)嚴格操作，即能得到規(guī)定的實驗結(jié)果。

3 開設(shè)設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

專題性實驗和綜合性實驗培養(yǎng)了學(xué)生實驗操作技能和綜合利用知識的能力，而設(shè)計性實驗開設(shè)的目的是培養(yǎng)學(xué)生在被動接受基本實驗技能的學(xué)習(xí)及綜合性實驗訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，主動探索科學(xué)問題的能力，同時培養(yǎng)其專業(yè)興趣和創(chuàng)新性思維和意識。在實驗過程中，還可以培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作能力和科學(xué)素養(yǎng)，同時體會到科學(xué)研究的艱辛和樂趣，為學(xué)生將來從事相關(guān)工作做好思想和技術(shù)準備。與基礎(chǔ)性實驗和綜合性實驗相比設(shè)計性實驗更加開放。指導(dǎo)教師只規(guī)定實驗項目和實驗?zāi)康?，其余所有任?wù)均由實驗小組獨立完成，包括實驗的設(shè)計、準備、操作以及實驗論文的撰寫，教師僅在學(xué)生需要的環(huán)節(jié)提供必要的輔導(dǎo)。比如我們設(shè)置了斑馬魚的人工繁殖/受精及胚胎發(fā)育與觀察、蝦體色調(diào)節(jié)分析、小鼠學(xué)習(xí)和記憶能力探索等20個實驗項目供學(xué)生自主選擇。在小鼠學(xué)習(xí)和記憶能力探索項目中，學(xué)生的自主探索能力得到充分發(fā)揮，設(shè)計了各種各樣的迷宮，以及多樣化的實驗方案。設(shè)計性實驗的開展有效地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)了學(xué)生自主探索未知的能力。

4 強化考核，保證良好的教學(xué)效果

盡管在實驗內(nèi)容上豐富了，但并不能保證大多數(shù)學(xué)生都能認真地做這個實驗，所以考核方式就是作為一種強制性手段來保證教學(xué)效果和教學(xué)效率?；A(chǔ)性實驗采取實驗考試的方式進行，其中，基本實驗操作100分，共設(shè)6個實驗項目，包括顯微鏡的使用、生物制片、軟體動物解剖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)識別、節(jié)肢動物解剖及形態(tài)結(jié)構(gòu)識別、魚類動物解剖及形態(tài)結(jié)構(gòu)識別、鳥類動物解剖及形態(tài)結(jié)構(gòu)識別。每個實驗項目10分，共計60分，實驗理論20分，平時成績?yōu)?0分。這一考核方式保證了基本實驗操作的質(zhì)量。

綜合性實驗在考核時不考慮實驗操作，只要求實驗結(jié)果。比如草履蟲結(jié)合生殖這一實驗，要求學(xué)生提供制作良好的草履蟲結(jié)合生殖裝片3份即算通過，而裝片的質(zhì)量決定成績的高低。渦蟲再生實驗則要求提交渦蟲再生后的渦蟲及相應(yīng)的實驗照片。根據(jù)實驗項目的不同，指導(dǎo)教師規(guī)定提交實驗結(jié)果的形式，并在選題之前與實驗選題一起公布，由學(xué)生自由選擇。為避免學(xué)生集中選題，每個實驗題目要綜合考慮實驗操作的難易程度與趣味性進行合理設(shè)置。綜合性實驗的實驗結(jié)果是確定的，要求每個小組的學(xué)生根據(jù)所做實驗結(jié)果寫出詳細的實驗報告。實驗報告中除了包括實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗材料及器具等這些規(guī)定的內(nèi)容外，強調(diào)了實驗結(jié)果和實驗討論部分。實驗結(jié)果部分，針對每個不同的實驗，都需要有相應(yīng)的清晰照片及說明，或具體的實驗數(shù)據(jù)及說明。討論部分，對于實驗中出現(xiàn)的一些特殊現(xiàn)象要求給出合理的討論和解釋。每份實驗報告按百分記，其中實驗結(jié)果35分，討論部分25分，實驗動手能力20分，參與度10分，實驗報告的規(guī)范性5分，實驗態(tài)度及表現(xiàn)5分。試驗結(jié)果和討論得分為每個實驗小組各組員的共同分，實驗動手能力、參與度，實驗報告的規(guī)范性、實驗態(tài)度及表現(xiàn)均為各成員個人得分。

設(shè)計性實驗的考核要求由兩部分組成：一部分為實驗論文，一部分為課題實驗結(jié)果匯報。論文要求按研究論文的格式撰寫，包括題目、摘要、引言、材料與方法、結(jié)果與分析、討論與結(jié)論、參考文獻等七部分。論文得分按50%計入最后總成績。實驗結(jié)果匯報，采用PPT形式，由各小組互相打分，最終加權(quán)平均按30%計入最后總成績。實驗動手能力及參與度占15%，實驗態(tài)度及表現(xiàn)占5%。實驗的進行與論文的撰寫嚴格按照學(xué)術(shù)規(guī)范進行，以便對學(xué)生進行規(guī)范的學(xué)術(shù)訓(xùn)練。研究論文和研究結(jié)果是評定課程成績的主要依據(jù)。

總之，針對之前動物學(xué)實驗教學(xué)過程中遇到的問題，有針對性地進行改進，同時開設(shè)綜合性實驗和設(shè)計性實驗，有效地提高了學(xué)生的專業(yè)興趣和積極參與實驗的熱情，保證了實驗教學(xué)的質(zhì)量和教學(xué)效率。在執(zhí)行過程中還有一些問題尚待解決，以及動物學(xué)實驗課的課時不足，導(dǎo)致了學(xué)生大量占用業(yè)余時間進行實驗。學(xué)生業(yè)余時間做實驗，要求實驗室增加開放時間，這給實驗室的管理帶來了很大的挑戰(zhàn)。這些問題都需要在實踐中逐步解決。但綜合性設(shè)計性實驗的開展大大地提高了學(xué)生專業(yè)興趣，開拓思維，增強動手能力，是一個確定無疑的實驗教學(xué)發(fā)展方向。

[1]黃詩箋.動物生物學(xué)實驗教學(xué)改革探討[J].中國大學(xué)教學(xué),2007,(2)：20—23.

[2]陳懷俠,蔡火操,黃建林,李躍英.設(shè)計性實驗教學(xué)的實踐與思考[J].實驗技術(shù)與管理,2006,23(11):105—107.

[3]陳艷珍,王衍喜,張錄強.動物學(xué)實驗教學(xué)改革探索[J].四川動物,2005,24(2):237—239.

[4]汪安泰.動物學(xué)實驗教學(xué)改革探索[J].實驗技術(shù)與管理,2006,23(12):119—122.

[5]張大治,趙紅雪,楊貴軍,張顯理,杜天奎,陳志國.《普通動物學(xué)》實驗教學(xué)改革探討[J].高等教育研究,2008,25(1)：43—45.

責(zé)任編輯：富春凱

10.3969/j.issn.1674-6341.2015.06.039

2015-09-08

動物學(xué)綜合性、設(shè)計性實驗的設(shè)計與教學(xué)實踐(編號：XJG2013132)

董超華(1972—)，男，內(nèi)蒙古人，博士，副教授。研究方向：生化與分子生物學(xué)。

G642.0

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1674-6341(2015)06-0083-02