基于科研模式的工科院校生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探索

王小利 白燕萍 胡秦 楊怡姝 呂岫華

摘 ?要 生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課是生物學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)重要的實(shí)踐課。作為傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)踐課，該課程存在教學(xué)手段老化、內(nèi)容單一、學(xué)生主動(dòng)性差、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量低和抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，提出建立科研模式的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從教學(xué)方式、內(nèi)容設(shè)置、考評(píng)方法和學(xué)風(fēng)培養(yǎng)等方面深入探討，期望提高學(xué)生生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，以充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高素質(zhì)本科生人才培養(yǎng)中的作用。

關(guān)鍵詞 生理學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);科學(xué)研究;創(chuàng)新能力;慕課

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）20-0120-03

Abstract Physiology experiment course is an important and traditio-nal practice subject of biological majors. There are some shortco-mings in teaching and training of students such as aging teaching methods， simple contents， poor student initiative， low quality of experimental reports and serious plagiarism. To improve training performance of students and cultivate their innovative ability and skills， this paper introduced a novel teaching mode for physiology experiment skills training based on the scientific research logistic and theory. The mode with teaching targets， main contents， academicvirtue and assessment method were described extensively. The study will promote the contribution of physiology experiment training to qualified undergraduates.

Key words physiology; experimental teaching; scientific research; innovation ability; MOOC

1 前言

生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課是生物學(xué)相關(guān)學(xué)科重要的實(shí)踐課，是工科院校生命科學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)必修的實(shí)踐課。生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課是對(duì)生理現(xiàn)象及理論知識(shí)的重現(xiàn)或驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定，方法傳統(tǒng)。當(dāng)今科學(xué)發(fā)展日新月異，對(duì)各方面知識(shí)都提出創(chuàng)新，要求與時(shí)俱進(jìn)。國(guó)家規(guī)劃指出將“創(chuàng)新”作為必須牢固樹(shù)立的首要發(fā)展理念，要“提高高校教學(xué)水平和創(chuàng)新能力”，“加快形成有利于創(chuàng)新發(fā)展的人才培養(yǎng)機(jī)制”[1]，提出“加快教育現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展”的目標(biāo)。生理學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方法的相對(duì)固定與科技要求創(chuàng)新發(fā)展之間存在矛盾。本文分析生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，結(jié)合國(guó)內(nèi)知名高校的授課模式體驗(yàn)，對(duì)工科院校生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課改革提出一些建議。

2 生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要問(wèn)題及原因分析

各個(gè)學(xué)校根據(jù)自己的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，設(shè)置了不同的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時(shí)長(zhǎng)，但在實(shí)施過(guò)程中也暴露出許多問(wèn)題。

目標(biāo)定位比較低，內(nèi)容設(shè)置不夠系統(tǒng)，教學(xué)手段缺乏創(chuàng)新，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性 ?許多生理實(shí)驗(yàn)課的目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生活體動(dòng)物手術(shù)操作技能，驗(yàn)證生理現(xiàn)象及理論知識(shí)[2]，目標(biāo)定位比較低。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置比較分散，綜合性不強(qiáng)，學(xué)生一次實(shí)驗(yàn)為單一知識(shí)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)操作重復(fù)多，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏完整性和關(guān)聯(lián)性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)授課模式單調(diào)，多采用教師講解實(shí)驗(yàn)原理方法步驟，示教操作或者觀看視頻錄像，學(xué)生按照既定的實(shí)驗(yàn)步驟一步一步重復(fù)操作的教學(xué)模式[3]。實(shí)驗(yàn)課教學(xué)成為學(xué)生機(jī)械地照搬和重復(fù)，沒(méi)有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性，壓制了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，忽視學(xué)術(shù)道德培養(yǎng) ?生理學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果都很明確，但實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)及動(dòng)手能力差異、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物個(gè)體差異及實(shí)驗(yàn)儀器的狀態(tài)等多種因素會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。有的學(xué)生為了得到漂亮的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述夸大事實(shí)，篡改自己的數(shù)據(jù)甚至抄襲別人數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析也從網(wǎng)絡(luò)或書(shū)本照抄[4]。一堂課下來(lái)，學(xué)生的報(bào)告都是一個(gè)模式，沒(méi)有真實(shí)記錄描述實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象。有的教師在批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)漠視這種現(xiàn)象，學(xué)生都是高分完成實(shí)驗(yàn)。這給學(xué)生造成一個(gè)錯(cuò)誤導(dǎo)向，就是實(shí)驗(yàn)結(jié)果不好，可以修改和借鑒，從而助長(zhǎng)學(xué)術(shù)不實(shí)事求是的風(fēng)氣，嚴(yán)重違背科學(xué)研究的真實(shí)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

考評(píng)方式不合理，不能反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)狀況 ?成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)籠統(tǒng)，主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定成績(jī)。生理實(shí)驗(yàn)多以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，有的學(xué)生動(dòng)手從頭做到尾，而有的學(xué)生只是旁觀，或者在一邊玩手機(jī)，最后一組都取相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)從網(wǎng)上搜索或查閱書(shū)本，抄到自己的報(bào)告中，教師只根據(jù)分析的合理性給出成績(jī)，只要結(jié)果符合預(yù)期、分析合理，就是高分[5]。這種實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方式無(wú)法正確反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平，不能鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、深入思考問(wèn)題，只會(huì)助長(zhǎng)學(xué)生抄襲、不實(shí)事求是的作風(fēng)。

3 科研模式的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)實(shí)施

針對(duì)存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)一流大學(xué)生理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式的深度學(xué)習(xí)和分析，對(duì)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行革新，建立科研模式的實(shí)踐課教學(xué)，將考核指標(biāo)明確、量化，學(xué)生的興趣、操作水平等明顯提高，受到學(xué)生好評(píng)。

采用問(wèn)題為導(dǎo)向授課方式，以培養(yǎng)學(xué)生解決生理學(xué)問(wèn)題的能力為目標(biāo) ?將每次實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證或闡述的實(shí)驗(yàn)原理或現(xiàn)象變?yōu)閱?wèn)題，以解決這個(gè)問(wèn)題為目標(biāo)，設(shè)計(jì)實(shí)施實(shí)驗(yàn)。比如家兔呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)，教師以“影響家兔呼吸運(yùn)動(dòng)的因素是什么”為問(wèn)題，讓學(xué)生根據(jù)掌握的知識(shí)和查閱資料來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探討影響因素。教師按照科學(xué)實(shí)驗(yàn)的邏輯講述此次實(shí)驗(yàn)經(jīng)典的步驟，首先考慮的是如何記錄正常的呼吸運(yùn)動(dòng)，引出膈肌和劍突分離等手術(shù)操作;考慮呼吸運(yùn)動(dòng)相關(guān)活動(dòng)，引出氣管插管、神經(jīng)分離、肺牽張反射如何做等實(shí)驗(yàn)問(wèn)題;接著逐一改變因素，記錄呼吸變化，全面記錄各種因素對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的影響。問(wèn)題導(dǎo)向?qū)嵤?shí)驗(yàn)調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)他們查閱資料、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，形成初步的科學(xué)研究思維[6]。

兼顧基礎(chǔ)和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新思維 ?將生理學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和自選實(shí)驗(yàn)兩類(lèi)：經(jīng)典實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生基本生理實(shí)驗(yàn)技能和初步科研思維;自選實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自己選取實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，自己設(shè)計(jì)解決方案，將學(xué)到的知識(shí)和技能進(jìn)行實(shí)踐。兩種模塊有機(jī)結(jié)合，基本技能與創(chuàng)新培養(yǎng)并重，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課在學(xué)生培養(yǎng)中的作用。

整合基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容成為綜合性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生基本生理操作技能和形成初步科學(xué)思維邏輯。生理學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多、涉及面廣，由于課時(shí)限制，不可能面面俱到。要在有限的時(shí)間內(nèi)達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行精簡(jiǎn)整合，保留經(jīng)典實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，建立綜合性實(shí)驗(yàn)[7]。比如動(dòng)作電位實(shí)驗(yàn)涉及四個(gè)實(shí)驗(yàn)，包括神經(jīng)干受刺激產(chǎn)生的動(dòng)作電位觀察、神經(jīng)動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速度、神經(jīng)興奮的不應(yīng)期測(cè)定、刺激對(duì)動(dòng)作電位的影響，將其整合為“神經(jīng)干動(dòng)作電位的性質(zhì)研究”實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容包括動(dòng)作電位性質(zhì)和影響因素兩個(gè)大方面。將多個(gè)實(shí)驗(yàn)有機(jī)地整合在一起，使內(nèi)容聯(lián)系性更強(qiáng)、更完善，對(duì)知識(shí)的考查科學(xué)全面。

設(shè)立自選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐和科研能力。經(jīng)過(guò)一學(xué)期生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和鍛煉，最后一次實(shí)驗(yàn)課設(shè)定為自選實(shí)驗(yàn)。自選實(shí)驗(yàn)分為指定實(shí)驗(yàn)、指定題目自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和完全自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可根據(jù)自己的水平和興趣選擇。指定實(shí)驗(yàn)為已有現(xiàn)成步驟的綜合性的、有一定操作難度的實(shí)驗(yàn)。指定題目的自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室的條件或?qū)W生的專(zhuān)業(yè)半指定，比如食品專(zhuān)業(yè)可指定飲酒對(duì)身體機(jī)能的影響、糖對(duì)人體代謝的影響等題目。完全自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生針對(duì)自己感興趣的內(nèi)容，查閱分析文獻(xiàn)，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案，與教師一起論證實(shí)驗(yàn)的可行性。自選實(shí)驗(yàn)可以在學(xué)期初就布置下去，在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)兩周前讓學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)方案。自選實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)以致用的實(shí)踐意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和研究素養(yǎng)[8]，為繼續(xù)深造打下基礎(chǔ)。

利用信息化措施，錄制教學(xué)視頻或慕課，開(kāi)展多樣化教學(xué) ?利用現(xiàn)代發(fā)達(dá)的信息化措施，錄制適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)手術(shù)操作的教學(xué)視頻或制作慕課。以精、短視頻的模式讓學(xué)生課前學(xué)習(xí)手術(shù)操作，然后教師課上重點(diǎn)講操作注意事項(xiàng)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生操作中遇到問(wèn)題可以隨時(shí)觀看視頻，實(shí)在解決不了再請(qǐng)教教師，解決了實(shí)驗(yàn)課上教師人手不夠的問(wèn)題。用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，提供更方便的教學(xué)方法，既節(jié)約了課堂時(shí)間，又培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，大大提高了實(shí)驗(yàn)課的授課效率[9]。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式向科研論文格式靠攏，培養(yǎng)學(xué)生初步科學(xué)論文寫(xiě)作能力 ?傳統(tǒng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)果分析討論幾部分，體現(xiàn)了驗(yàn)證理論知識(shí)的思維邏輯。而學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)或工作中接觸到的多是科研論文，其格式與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式迥異，因此，與實(shí)際應(yīng)用掛鉤，要求學(xué)生以科研論文的格式書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告?？蒲姓撐母袷桨▽?shí)驗(yàn)題目、作者、摘要、關(guān)鍵詞、前言、材料與方法、結(jié)果、討論、致謝及參考文獻(xiàn)等。材料與方法中要注明分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所用的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表要有圖（表）題及圖號(hào)和圖注，表格要求為三線表，用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)來(lái)統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，用科學(xué)研究的思維邏輯討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象[10]。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和科學(xué)分析能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。

分類(lèi)考評(píng)，細(xì)化指標(biāo)，綜合評(píng)定學(xué)生生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)效果 ?合理的考評(píng)措施既能體現(xiàn)教師的公正性，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)課的總成績(jī)?yōu)?00分，將每個(gè)實(shí)驗(yàn)按照難易程度合理分配分?jǐn)?shù)，比如“青蛙神經(jīng)肌肉標(biāo)本制備”實(shí)驗(yàn)滿分為10分，自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)滿分為20分。針對(duì)每次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容再細(xì)化評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。將每次實(shí)驗(yàn)滿分定為100分，分為課堂分?jǐn)?shù)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)。課堂分?jǐn)?shù)包括紀(jì)律、操作技能、團(tuán)體協(xié)作等部分，注明各部分主要考查內(nèi)容。比如紀(jì)律包括無(wú)故遲到早退、玩手機(jī)電腦、大聲喧嘩、遲交實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，每項(xiàng)根據(jù)表現(xiàn)的嚴(yán)重程度，具體到分值上。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)包括格式、結(jié)果、討論三部分，指明各部分所占分值及考查重點(diǎn)，做到每部分都有分可依。這些考評(píng)措施既保證了課堂紀(jì)律，提高了學(xué)生的紀(jì)律意識(shí)和規(guī)則意識(shí)，又讓學(xué)生注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)會(huì)科學(xué)邏輯分析問(wèn)題，讓實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)?cè)u(píng)定更科學(xué)明確。

杜絕抄襲和造假，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科研學(xué)風(fēng) ?誠(chéng)實(shí)客觀、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真是最基本的學(xué)術(shù)道德。生理學(xué)實(shí)驗(yàn)要始終強(qiáng)調(diào)求真務(wù)實(shí)的學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)紀(jì)律，并采取有效的措施來(lái)懲罰抄襲造假者。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課就要明確指出實(shí)驗(yàn)結(jié)果一定要正確描述，不能夸大和縮小，描述或結(jié)論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符，此次實(shí)驗(yàn)為0分;即使是錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，只要正確描述，就有成績(jī)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告與其他報(bào)告或網(wǎng)上資源雷同的視為抄襲。如果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造假或抄襲，本次實(shí)驗(yàn)成績(jī)?yōu)?分。讓學(xué)生意識(shí)到造假和抄襲的嚴(yán)重后果，培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)素養(yǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

研究型生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式要求實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容設(shè)置要具備綜合性，系統(tǒng)性強(qiáng)，授課方式要以問(wèn)題為導(dǎo)向，既要注重闡明生理現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生基本的操作技能，更要培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力、實(shí)事求是的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)道德，充分發(fā)揮生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新潛能培養(yǎng)中的作用。

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