動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

許仁鑫+方杰

[摘 要]實(shí)驗(yàn)教學(xué)是動物生物學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要組成部分。要改革動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，應(yīng)該合理安排教學(xué)內(nèi)容；改革教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)過程；改進(jìn)教學(xué)手段，提高教學(xué)效果；改革考核方法，科學(xué)評價(jià)教學(xué)效果；開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室。

[關(guān)鍵詞]動物生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)；教學(xué)模式

[中圖分類號] G642.423 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）12-0156-03

作為生命科學(xué)專業(yè)本科生最早接觸到的主干課程之一，動物生物學(xué)的教學(xué)對學(xué)生了解生物學(xué)的基本概念和基礎(chǔ)知識、構(gòu)建生命科學(xué)的知識體系和思維方式、培養(yǎng)和鞏固專業(yè)興趣來說十分重要。[1][2]高校教育的本科層次是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要階段，而本科階段的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在對學(xué)生的能力和素質(zhì)培養(yǎng)中具有舉足輕重的地位，其作用是其他教學(xué)環(huán)節(jié)所不可替代的。[3]長期以來，我們就如何上好動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行了有益的探索，并在教學(xué)實(shí)踐中初顯成效，在此基礎(chǔ)上，并參考國內(nèi)高校的一些成功做法[4][5][6][7]，總結(jié)出動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，希望對相關(guān)高校開展動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動起到借鑒作用。

一、合理安排教學(xué)內(nèi)容

通過教學(xué)改革，我們將所有專業(yè)課程的理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全分開，把原先分別附屬于各門理論課程的實(shí)驗(yàn)分離出來并進(jìn)行重新組合，開設(shè)新的基礎(chǔ)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。其中基礎(chǔ)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)又分為動植物形態(tài)解剖、生態(tài)與環(huán)境、生理與生化、細(xì)胞與分子四大模塊，分別安排在第二、三、四、五學(xué)期進(jìn)行，作為生物類專業(yè)每個(gè)學(xué)生的必修課。在三年級進(jìn)行專業(yè)分流之后，根據(jù)各專業(yè)的特點(diǎn)，為各專業(yè)分別開設(shè)專業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，安排在第六、七學(xué)期進(jìn)行。根據(jù)新的教學(xué)計(jì)劃，傳統(tǒng)的動物生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)主要安排在動植物形態(tài)解剖這一模塊進(jìn)行，只有27學(xué)時(shí)，這就要求對原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合和優(yōu)化。我們在安排新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，主要把握以下幾個(gè)原則：

第一，選擇在動物進(jìn)化史上占據(jù)重要地位的各主要類群的代表動物作為實(shí)驗(yàn)材料，盡可能使理論課上介紹的各主要動物類群在實(shí)驗(yàn)中都有所體現(xiàn)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合，幫助學(xué)生建立動物系統(tǒng)進(jìn)化樹的這一主線。

第二，合理安排驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、探索性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中的比例。我們僅保留了部分有價(jià)值的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了探索性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比例。例如，把草履蟲的觀察實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生自己在野外采集草履蟲，自己在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培養(yǎng)并觀察記錄其生命活動的實(shí)驗(yàn)。又如，安排了渦蟲染色體的制備和觀察、蛙類心搏起源的分析、校園常見鳥類數(shù)量調(diào)查和棲息地利用等實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生不僅進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，而且要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)分析和科學(xué)推理。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，收到較好的教學(xué)效果。

第三，將傳統(tǒng)的形態(tài)解剖與動物的生命活動結(jié)合起來。傳統(tǒng)的動物學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是對動物材料的形態(tài)學(xué)觀察和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的解剖，這些固然非常重要，對于認(rèn)識動物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各器官系統(tǒng)的聯(lián)系，建立對動物的整體認(rèn)識具有不可替代的作用。但是，我們不能僅僅只是停留在形態(tài)解剖這個(gè)層面上，而必須將形態(tài)解剖和動物的生命活動有機(jī)結(jié)合起來。這樣既能充分利用實(shí)驗(yàn)材料，又能培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合分析問題的能力，還能使學(xué)生盡可能多地學(xué)習(xí)和掌握基本實(shí)驗(yàn)技能。

第四，將本模塊與其他模塊相結(jié)合，將基礎(chǔ)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)與專業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。經(jīng)過整合之后的動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)只有27學(xué)時(shí)，顯然不能完全滿足對學(xué)生動物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)的需求。但是在整合之后的整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，基礎(chǔ)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的其他模塊和專業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)部分都有與動物學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，涉及動物生理學(xué)、動物生態(tài)學(xué)、動物分類學(xué)等分支學(xué)科。在教學(xué)實(shí)踐中，我們將蟾蜍的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、黃粉蟲的生命表編制、昆蟲分類、動物宏觀標(biāo)本的制作等重要的實(shí)驗(yàn)安排在相應(yīng)的模塊中進(jìn)行。

第五，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)習(xí)教學(xué)相結(jié)合。野外實(shí)習(xí)是生物類專業(yè)一項(xiàng)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，也是動物生物學(xué)的主要教學(xué)活動之一。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室里能比較細(xì)致地觀察動物，通過解剖可以觀察到動物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；而野外實(shí)習(xí)可以直接地觀察到動物的自然形態(tài)和生態(tài)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，能夠更加豐富學(xué)生所學(xué)的知識。

二、改革教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)過程

教學(xué)方法是教學(xué)過程中的重要因素，它既規(guī)定了學(xué)生如何學(xué)習(xí)，又決定了學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。在教學(xué)實(shí)踐中，我們改變了過去那種僵化、陳舊的“傳授式”教學(xué)方法和被動的“接受式”學(xué)習(xí)方法，代之以“探究式”、“合作式”、“研究式”、“討論式”等多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，來引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)過整合后，每次實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容相對較多，這就要求學(xué)生在上課之前必須認(rèn)真預(yù)習(xí)。通過預(yù)習(xí)，要求學(xué)生對每個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容、方法和可能得到的結(jié)果做到心中有數(shù)，避免了實(shí)驗(yàn)的盲目性，減少了對教師的依賴。

第二，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。通過改革，實(shí)驗(yàn)材料的采集、培養(yǎng)、處理和制備等都要求學(xué)生親自參加，對于一些容易采集的材料，如草履蟲、環(huán)毛蚓、棉蝗等，由學(xué)生自己準(zhǔn)備；對于一些受環(huán)境或季節(jié)等原因限制而一時(shí)難以采集的材料，如水螅和渦蟲等，則要求學(xué)生輪流負(fù)責(zé)培養(yǎng)。

第三，精講設(shè)問。為了充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和探究精神，每次實(shí)驗(yàn)前教師都要精心設(shè)計(jì)一些問題，精講設(shè)問。例如，水螅的應(yīng)激反應(yīng)與較高等動物的應(yīng)激反應(yīng)有什么不同？借此再進(jìn)一步思考由網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng)到中樞神經(jīng)系統(tǒng)的演進(jìn)，進(jìn)而理解動物的神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化過程中由分散到集中的進(jìn)化趨勢。又如，蝗蟲和螯蝦同屬節(jié)肢動物門，為什么差異如此之大？通過設(shè)問，促使學(xué)生帶著問題做實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)做“活”了 。這樣，既可以加深學(xué)生對專業(yè)知識的理解，又可以培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。

第四，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量高低與教師的指導(dǎo)方法緊密相關(guān)，教師需要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)用相應(yīng)的指導(dǎo)方法。不僅要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，還要注重對學(xué)生實(shí)事求是科學(xué)態(tài)度的訓(xùn)練，向?qū)W生強(qiáng)調(diào)要根據(jù)自己在實(shí)驗(yàn)過程中獲得的數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究必需的基本素質(zhì)。

第五，嚴(yán)格操作規(guī)范。正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果依賴于嚴(yán)格而規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，任何一個(gè)失誤都會影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行，蓋玻片和載玻片的擦拭、顯微鏡的使用、化學(xué)試劑的制備、精密儀器的操作等都必須進(jìn)行規(guī)范。教師應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生操作上的錯(cuò)誤，并對典型錯(cuò)誤進(jìn)行公開的糾正。這樣，教師通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)可以影響和引導(dǎo)學(xué)生形成良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

第六，認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，注重反饋交流。教師在指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，要強(qiáng)調(diào)實(shí)事求是，真實(shí)地反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了使學(xué)生完成高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求學(xué)生及時(shí)、詳細(xì)地記錄實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)和出現(xiàn)的問題。學(xué)生利用課后充足的時(shí)間去分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并最終完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，避免學(xué)生把課堂上有限的時(shí)間和精力浪費(fèi)在寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，確保實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量。在下次實(shí)驗(yàn)課時(shí)對上次的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行反饋，對普遍存在的問題進(jìn)行解答。

三、改進(jìn)教學(xué)手段，提高教學(xué)效果

直觀教學(xué)是動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最重要、也是最有效的一種方法。我們非常注重將現(xiàn)代化教學(xué)手段引入實(shí)驗(yàn)課堂，盡可能使用多媒體教學(xué)軟件和實(shí)物投影進(jìn)行教學(xué)。這樣，可以展示給學(xué)生色彩豐富、形象逼真、富有動感的動物世界，不僅可以拓展學(xué)生的思維空間，提高教學(xué)效果，也極大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

標(biāo)本在動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中顯得極為重要，借助于標(biāo)本，學(xué)生可以很好地學(xué)習(xí)動物的外部形態(tài)、骨骼及分類的知識，并且可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。例如，通過觀察鳥類標(biāo)本，學(xué)習(xí)鳥類外形、體表羽毛的特點(diǎn)、各級飛羽的著生位置等知識，掌握鳥類各主要生態(tài)類群在外形上的差異，可以增加學(xué)生對常見鳥類的感性認(rèn)識。同時(shí)還可以讓學(xué)生觀察始祖鳥化石標(biāo)本模型，深化對鳥類起源的認(rèn)識。

四、改革考核方法，科學(xué)評價(jià)教學(xué)效果

為了全面、客觀地對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和實(shí)驗(yàn)動手能力進(jìn)行綜合評定，我們制訂了一套較為完善的考核方法，對學(xué)生進(jìn)行綜合考核，即每位學(xué)生的成績包括平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績和期末考核成績兩部分。平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績主要依據(jù)各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是否提交預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作、回答問題、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況等進(jìn)行評判。期末考核則主要通過閉卷筆試答題和隨機(jī)抽取動手操作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來考查學(xué)生對每個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程等各環(huán)節(jié)以及其中的重點(diǎn)、難點(diǎn)和注意事項(xiàng)的掌握情況。為了使考核科學(xué)化、規(guī)范化，我們編制了實(shí)驗(yàn)考試題庫，包括動物的外部形態(tài)、顯微結(jié)構(gòu)、解剖操作、動物分類等內(nèi)容，采取抽簽面試和現(xiàn)場考核等方法，由學(xué)生對四部分試題抽簽進(jìn)行隨機(jī)組題。

五、開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室

由于教學(xué)時(shí)數(shù)的限制，課堂教學(xué)不可能使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握更多的實(shí)驗(yàn)基本技能和方法。為了給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的環(huán)境，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室在實(shí)施創(chuàng)新素質(zhì)教育以及高新技術(shù)開發(fā)和科技成果轉(zhuǎn)化中的作用，鼓勵(lì)支持學(xué)生在課余時(shí)間參加開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研和各類社會活動，提高學(xué)生的競爭能力，我們建立了安徽大學(xué)生物學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，注重用開放式教學(xué)思想指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程，努力為學(xué)生提供自主實(shí)驗(yàn)、合作研究、發(fā)展創(chuàng)新思維的空間和環(huán)境。在教師指導(dǎo)下，學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料，選擇或設(shè)計(jì)小課題或小實(shí)驗(yàn)等，完成從準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)到寫出小論文的全部過程，在此期間相關(guān)實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開放。我們還采用實(shí)驗(yàn)與教學(xué)實(shí)習(xí)相結(jié)合的方式開展了動植物資源與生態(tài)環(huán)境調(diào)查，作為實(shí)驗(yàn)課程的延伸項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與。實(shí)踐證明，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式大大提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)訓(xùn)練的積極性和能力，從課內(nèi)到課外，從實(shí)驗(yàn)室到寢室，形成了濃厚的學(xué)習(xí)研究氛圍。近年來，每學(xué)期開放實(shí)驗(yàn)課題逐漸增多，一些小課題延伸為大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和科研訓(xùn)練課題進(jìn)行進(jìn)一步研究，并整理發(fā)表了多篇論文。

總之，新時(shí)期高校教學(xué)內(nèi)容改革要緊跟時(shí)代脈搏，以滿足提高綜合素質(zhì)人才培養(yǎng)的需要，在新形勢下的動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式方面，我們做了有益的探索。實(shí)踐已經(jīng)證明，學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有了明顯提高，我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式取得了初步的成效。但教學(xué)改革永無止境，動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中尚有很多問題等著我們?nèi)ド钊胩剿骱蛯?shí)踐。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]