淺談發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

張艷蘋　劉麗　李鋒　劉皓

摘 要 立足發(fā)育生物學(xué)教學(xué)體系，針對(duì)發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程課堂教學(xué)的現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題進(jìn)行剖析，結(jié)合廣東海洋大學(xué)實(shí)際情況，提出通過(guò)改革課堂教學(xué)內(nèi)容，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)育生物學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生形成發(fā)育生物學(xué)知識(shí)體系，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)發(fā)育生物學(xué)知識(shí)實(shí)踐應(yīng)用能力，以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞 發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革 廣東海洋大學(xué)

發(fā)育生物學(xué)是應(yīng)用現(xiàn)代生物學(xué)的技術(shù)研究生物發(fā)育本質(zhì)的科學(xué)。它主要研究多細(xì)胞生物體從生殖細(xì)胞的發(fā)生、受精、胚胎發(fā)育、生長(zhǎng)、衰老和死亡，即個(gè)體發(fā)育中生命過(guò)程發(fā)展的機(jī)制。同時(shí)，也研究生物種群系統(tǒng)發(fā)生的機(jī)制。發(fā)育生物學(xué)不同于傳統(tǒng)的胚胎學(xué)，而是20世紀(jì)50年代以后，由于分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)及生物化學(xué)等其他生命科學(xué)的發(fā)展和與胚胎學(xué)的相互滲透，才逐漸發(fā)展和形成的一門新興的生命科學(xué)。[1，2]為了滿足現(xiàn)階段我國(guó)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略人才需求，根據(jù)我校專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程建設(shè)體系的需要，2003年，發(fā)育生物學(xué)課程在我校正式開(kāi)設(shè)，至今已有14年的歷史。2010年發(fā)育生物學(xué)課被評(píng)為校精品課程，理論課程建設(shè)成果豐碩，但由于缺乏相應(yīng)的教材，實(shí)驗(yàn)課程體系的建設(shè)相對(duì)滯后。

本文依據(jù)發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以學(xué)校高水平海洋大學(xué)建設(shè)為契機(jī)，充分依托我校水產(chǎn)學(xué)院國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心和生物技術(shù)研究室，探討深化我校發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容和方法改革，以期提高教學(xué)質(zhì)量。

1 發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

在發(fā)育生物學(xué)理論教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)生物個(gè)體發(fā)育的認(rèn)知情況，僅限于課本描述或網(wǎng)上視頻資源，對(duì)于個(gè)體發(fā)育過(guò)程中的各種影響因子缺少直觀認(rèn)識(shí)，同時(shí)觀察僅限于常見(jiàn)模式生物的個(gè)體發(fā)育情況?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源并未充分發(fā)揮。

1.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置單一，不足以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

目前我院發(fā)育生物學(xué)課程實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容較為單一，主要分為觀察性和綜合性實(shí)驗(yàn)，缺乏設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。[3]其中，觀察性實(shí)驗(yàn)占用了實(shí)驗(yàn)課程的大部分課時(shí)。這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括小鼠精、卵巢的觀察，軍曹魚精、卵巢的觀察等，這些實(shí)驗(yàn)僅需要學(xué)生通過(guò)顯微鏡對(duì)已有的切片進(jìn)行觀察，雖然通過(guò)實(shí)驗(yàn)會(huì)使學(xué)生對(duì)課堂理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步加深，但該部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容操作簡(jiǎn)單，對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)力度不夠。另外，課程設(shè)置了爪蟾和斑馬魚兩種模式生物的胚胎發(fā)育觀察的綜合性實(shí)驗(yàn)，但通過(guò)實(shí)際教學(xué)過(guò)程發(fā)現(xiàn)，學(xué)生只是機(jī)械性地完成實(shí)驗(yàn)，缺乏獨(dú)立思考，且由于部分學(xué)生思想重視不夠，只有少部分學(xué)生做完整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，雖然實(shí)驗(yàn)難度有所增加，但對(duì)同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)操作能力提高有限。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法傳統(tǒng)，手段不夠多元化

目前的發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)依舊采用“教師講實(shí)驗(yàn)，學(xué)生依照老師講解快速完成實(shí)驗(yàn)”的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生參與度較低，不能成為實(shí)驗(yàn)的主角，無(wú)法發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生每人一臺(tái)顯微鏡對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行觀察，然后按照老師要求將自己觀察到的實(shí)驗(yàn)圖片繪出。整個(gè)過(guò)程中，與周圍同學(xué)交流較少，對(duì)于某些特殊時(shí)期的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，可能僅在部分同學(xué)的切片中觀察到，無(wú)法做到全班實(shí)時(shí)交流、討論。另外無(wú)法做到課前課后對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的交流溝通，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高。

1.3 實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核模式單一

考試不僅是為了評(píng)估學(xué)生知識(shí)的掌握情況，更應(yīng)該調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，激發(fā)學(xué)生的求知欲、探索欲，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和分析、歸納、綜合問(wèn)題及運(yùn)用知識(shí)的能力。但目前實(shí)驗(yàn)課的考核方式主要是學(xué)生的出勤情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況，重結(jié)果、輕過(guò)程，考核方式單一，既不利于學(xué)生的綜合能力的提高，也不能對(duì)學(xué)生樹立科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度起到導(dǎo)向作用。

2 改進(jìn)方法

2.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

在培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ那闆r下，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重，重點(diǎn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和科研能力進(jìn)行培養(yǎng)。增加與新技術(shù)聯(lián)系緊密的實(shí)驗(yàn)，例如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR和原位雜交技術(shù)從分子、細(xì)胞水平理解斑馬魚發(fā)育相關(guān)基因在不同發(fā)育階段的表達(dá)情況。[4]這些實(shí)驗(yàn)方法比較兼顧成熟、經(jīng)典與前沿，且實(shí)驗(yàn)難度有所增加，對(duì)同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)操作能力要求較高，但非常有助于激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和科研熱情。

在完成實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展自主開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可通過(guò)自主設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)一步探索感興趣的發(fā)育現(xiàn)象及其內(nèi)在分子機(jī)制，自主設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；另外，還可以利用廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心和生物技術(shù)研究室，為學(xué)生提供本科科研創(chuàng)新和畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為希望課后繼續(xù)深入鉆研發(fā)育生物學(xué)研究的學(xué)生提供平臺(tái)和支持。[5]

2.2 加強(qiáng)教學(xué)環(huán)節(jié)師生互動(dòng)

加強(qiáng)教學(xué)環(huán)節(jié)師生互動(dòng)，有助于教學(xué)與科研統(tǒng)一，有助于提升本科生科研能力。一是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，教師應(yīng)更多地發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，使其參與到實(shí)驗(yàn)中，提高其綜合解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力。二是教師要指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)查閱資料解決自己實(shí)驗(yàn)中的碰到的問(wèn)題，以及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)的原因。學(xué)生開(kāi)拓了思路、開(kāi)闊了視野、吸取了新知識(shí)，在解決問(wèn)題的過(guò)程中，動(dòng)手能力、思維能力等都得到了提高。

2.3 加強(qiáng)學(xué)生管理，提高課堂利用效率

以首先要加強(qiáng)課堂引導(dǎo)，注重引導(dǎo)學(xué)生提前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，以熟悉每次實(shí)驗(yàn)原理和步驟，課前留置的預(yù)習(xí)內(nèi)容和思考題，要求學(xué)生嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，上課過(guò)程中適時(shí)提問(wèn)、討論和交流。思考題的布置要與理論課程內(nèi)容相統(tǒng)一，注重相關(guān)的熱門話題闡釋討論，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)理解。與此同時(shí)，要注重督促學(xué)生及時(shí)總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生理順知識(shí)體系。要求學(xué)生嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、實(shí)驗(yàn)原理和現(xiàn)象歸納，實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)分享及注意事項(xiàng)。任課教師依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告及時(shí)進(jìn)行有針對(duì)的優(yōu)化改進(jìn)，以確保引導(dǎo)學(xué)生的形成正確思維方式，從而達(dá)到幫助學(xué)生形成理論體系和提高學(xué)生知識(shí)實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。首先要加強(qiáng)學(xué)生管理，每次課堂上布置下一次的預(yù)習(xí)內(nèi)容和思考題，學(xué)生按要求撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，熟悉每次實(shí)驗(yàn)原理和步驟，并在每次課前對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)、討論和交流。實(shí)驗(yàn)課思考題可與理論課程內(nèi)容相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生討論相關(guān)的熱門話題，加深基礎(chǔ)理論知識(shí)理解，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，督促學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)課后及時(shí)進(jìn)行總結(jié)，幫助同學(xué)理清思路。要求在每次實(shí)驗(yàn)報(bào)告中認(rèn)真總結(jié)，討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，并在最后部分寫上本次實(shí)驗(yàn)各自的心得體會(huì)。老師在批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告后及時(shí)對(duì)每次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行深入的分析，對(duì)學(xué)生的思維方式進(jìn)行正確的引導(dǎo)，從而達(dá)到充分發(fā)揮學(xué)生思維的想象力，培養(yǎng)學(xué)生自我分析和解決問(wèn)題的能力的目的。

2.4 改革考核考試方法

實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，其方式和過(guò)程會(huì)影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，考核的公正性和合理性。實(shí)驗(yàn)課程考核應(yīng)該避免單純以實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為考核指標(biāo)，因?yàn)樵诎l(fā)育生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的未知因素較多，實(shí)驗(yàn)對(duì)象個(gè)體差異、人為技術(shù)操作差異或者微妙的實(shí)驗(yàn)條件變化都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。不同或同種不同個(gè)體的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，都存在一定程度的差異，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果不唯一或不確定性也正是發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的常見(jiàn)現(xiàn)象。因此，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核方式以不適應(yīng)發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)際，今后的實(shí)驗(yàn)課程考核關(guān)鍵是考核學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)中理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理機(jī)制，掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能，并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果給出合理的解釋和或進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的想法，注重考查對(duì)學(xué)生科研思維能力的培養(yǎng)。因此，對(duì)發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核而言，應(yīng)該以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程，重點(diǎn)考查學(xué)生能力，肯定實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以此完善考核體系。

3 目前缺陷

現(xiàn)有許多發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中相當(dāng)多的內(nèi)容直接取自經(jīng)典的胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)，這就導(dǎo)致發(fā)育生物學(xué)的核心概念和基本原理無(wú)法充分展現(xiàn)。因此，設(shè)計(jì)獨(dú)特而完善適應(yīng)發(fā)育生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)尤為重要。發(fā)育生物學(xué)來(lái)源于胚胎學(xué)，但是又與傳統(tǒng)的胚胎學(xué)有很多不同之處。反映到實(shí)驗(yàn)中，胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)側(cè)重的是物種發(fā)育過(guò)程中的形態(tài)變化和比較，而發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)則更注重物種發(fā)育現(xiàn)象背后的分子生物學(xué)過(guò)程和機(jī)制——基因的表達(dá)和功能。因此，在設(shè)計(jì)發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，模式生物的早期胚胎發(fā)育過(guò)程是不能忽視的，但要在形態(tài)觀察的同時(shí)，加入機(jī)制的講解和實(shí)驗(yàn)操作。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式等方面入手，對(duì)傳統(tǒng)的發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深化改革，構(gòu)建發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與技能新體系，在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新技能方面具有重要作用。將實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)和基礎(chǔ)理論教學(xué)并重實(shí)施，在課堂教學(xué)時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)學(xué)生能力進(jìn)行全面培養(yǎng)，提供相應(yīng)的空間激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，能夠激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生的理論知識(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練得以鞏固與應(yīng)用，增強(qiáng)發(fā)育生物學(xué)理論知識(shí)實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，達(dá)到增強(qiáng)教學(xué)效果的目的。

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