魚類生理學(xué)實驗課程教學(xué)改革與實踐探索①

高煜杰 李 紅

（海南大學(xué)海洋學(xué)院 海南 ?？?570228）

魚類生理學(xué)是研究魚體生理機能及其活動規(guī)律的基礎(chǔ)學(xué)科，是高等院校水產(chǎn)類專業(yè)一門必修核心專業(yè)課程［1］。魚類生理學(xué)與其他生理學(xué)課程一樣，是在實踐基礎(chǔ)上建立和發(fā)展起來的。因此，實驗課程在魚類生理學(xué)教學(xué)中占有重要地位，不僅能夠讓學(xué)生鞏固已有理論知識，也是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能、思辨能力和協(xié)作意識的重要手段。

目前，海南大學(xué)海洋學(xué)院水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)實驗課程作為魚類生理學(xué)課程的重要組成部分并未得到足夠重視。首先，實驗課程課時數(shù)相對較少，占比不足五分之一，與“著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐動手能力”的培養(yǎng)目標(biāo)嚴(yán)重不符。其次，實驗內(nèi)容依舊是簡單的驗證性實驗，缺乏整體性、創(chuàng)新性、綜合性的實驗內(nèi)容，無法充分調(diào)動學(xué)生的實驗興趣。最后，實驗課程考核方式單一，只依據(jù)實驗報告書寫情況，未受到學(xué)生足夠重視，也導(dǎo)致學(xué)生參與實驗課程積極性不高［2］。因此，為了充分調(diào)動學(xué)生求知欲望和探索熱情，切實培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實踐能力，筆者將從實驗課程的內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)模式、課程考核等方面開展探討和改革，以期提高實驗教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)卓越農(nóng)林人才。

1 課程設(shè)置與實驗設(shè)計

1.1 設(shè)置獨立課程

目前，海南大學(xué)海洋學(xué)院水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)魚類生理學(xué)實驗課程共10 個學(xué)時，設(shè)置反射弧分析、蛙腓腸肌標(biāo)本制備、骨骼肌收縮及動作電位測定4個實驗內(nèi)容，實驗內(nèi)容均為操作簡單的驗證實驗。實驗課程依附于理論課不能單獨考核，學(xué)生對實驗課程的重視程度較低，無法達到培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新思維的目的和要求。鑒于此，在魚類生理學(xué)實驗課程改革中將課時增加為16 學(xué)時，且安排為一門獨立的課程進行授課。學(xué)生只有按要求完成課程的相關(guān)要求，才能夠獲得相應(yīng)的學(xué)分和成績，因此在一定程度上能夠提高學(xué)生參與實驗課程的積極性［3］。

1.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

實驗設(shè)計是實驗課程的重要內(nèi)容，也是改革的重點方面。在兼顧專業(yè)培養(yǎng)要求的同時，實驗內(nèi)容應(yīng)遵從簡單到復(fù)雜、驗證到創(chuàng)新的原則，對教學(xué)實驗內(nèi)容進行調(diào)整優(yōu)化。因此將傳統(tǒng)實驗內(nèi)容調(diào)整為基礎(chǔ)性實驗、綜合設(shè)計性實驗和探索性實驗3個部分。在基礎(chǔ)性實驗部分，學(xué)生通過需要掌握魚類生理學(xué)實驗的基本操作技能和實驗儀器使用方法，主要包括以下三方面內(nèi)容。（1）魚類的麻醉。在對魚類進行標(biāo)志、注射、埋植、取樣、手術(shù)或運輸?shù)炔僮鲿r都需要進行適度麻醉，讓學(xué)生掌握MS-222 等常用麻醉劑的特點、生理作用和適宜劑量；學(xué)生通過實驗觀察魚體麻醉效果及恢復(fù)情況，掌握魚類麻醉方式及幫助其恢復(fù)的方法。（2）魚類血液的采集及理化測定。血液是魚類最重要的循環(huán)系統(tǒng)，其生化性質(zhì)能夠直接反應(yīng)魚體的生理狀態(tài)，因此血液的采集及分析也是一項基本的實驗技能。讓學(xué)生掌握魚類尾靜脈血液采集方式，并觀察魚類特殊的紅細胞和白細胞形態(tài)并進行計數(shù)，測定紅細胞滲透脆性，從而加深對血細胞生理功能的理解。（3）生物機能實驗系統(tǒng)的使用。生物機能實驗系統(tǒng)能夠?qū)游矬w各種生理學(xué)信號轉(zhuǎn)換成可以測量和檢測的電信號，因此是探討動物體生理機能內(nèi)在規(guī)律的重要手段。學(xué)生通過本實驗掌握生物機能實驗系統(tǒng)的組成、軟件設(shè)置及操作方法［4-5］。

通過設(shè)計和安排綜合性實驗，幫助學(xué)生將分散的知識點聯(lián)系起來，建立比較完整的知識框架，取得較好的實驗效果［6］。在教學(xué)改革過程中將魚類呼吸運動-魚類心電圖測定-魚類耗氧率測定進行整合，不僅貫穿了魚類呼吸生理、循環(huán)生理和代謝生理的理論知識內(nèi)容，而且讓實驗內(nèi)容銜接更加緊密，讓學(xué)生深入了解魚類如何應(yīng)對受到外界環(huán)境如溫度、水流等影響時呼吸和循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生的生理學(xué)變化。探索性實驗內(nèi)容可以轉(zhuǎn)變“老師講解為主，學(xué)生聽課為輔”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，通過學(xué)生自主探索和自主設(shè)計實驗，充分調(diào)動學(xué)生主觀能動性［7］。探索性實驗的設(shè)計、資料查詢、步驟安排、數(shù)據(jù)記錄與處理、結(jié)果分析、歸納結(jié)論等各個環(huán)節(jié)都要求學(xué)生獨立而分工協(xié)作完成，真正做到理論聯(lián)系實際，增強動手動腦的能力［8］。

2 魚類生理學(xué)實驗課程教學(xué)改革目標(biāo)

2.1 豐富教學(xué)模式

魚類生理學(xué)實驗課是引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)實驗觀、掌握魚類基本實驗技術(shù)和方法、培養(yǎng)團隊協(xié)作能力的重要手段。除了在實驗內(nèi)容上需要創(chuàng)新和改革之外，教學(xué)方法和教學(xué)模式也是達到培養(yǎng)目的、提高教學(xué)效果的重要方面。通過改變教學(xué)模式，能夠使得魚類生理學(xué)實驗在人才綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中發(fā)揮應(yīng)有作用。然而目前魚類生理學(xué)實驗依舊以教師講解為主，結(jié)合實驗教學(xué)視頻為學(xué)生展示、講解實驗原理和操作步驟等內(nèi)容，而學(xué)生則處于被動接收狀態(tài)。這種教學(xué)模式效果并不理想，部分學(xué)生參與實驗的積極性不高，無法達到切實提高每個學(xué)生動手能力的目的。針對這種情況，在培養(yǎng)新時代人才、發(fā)展新農(nóng)科背景之下，各個高校任課教師都在結(jié)合自身特點豐富教學(xué)模式，提升教學(xué)效果。因此，開放式實驗教 學(xué)［9］、PBL （Problem based learning） 和 慕 課（MOCC）［10］、虛擬實驗室［11］、翻轉(zhuǎn)課堂［12］、微視頻［13］等新型教學(xué)模式應(yīng)運而生，并與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合形成混合式教學(xué)模式，能夠達到最優(yōu)課堂教學(xué)效果。

2.2 提高教學(xué)效果

在海南大學(xué)海洋學(xué)院水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)魚類生理學(xué)實驗課程改革過程中，依據(jù)不同實驗內(nèi)容和特點采用不同的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)實驗課教學(xué)觀念和教學(xué)方式，建立以學(xué)生為中心的多元化教學(xué)模式，從而提高學(xué)生參與實驗的積極性。在基礎(chǔ)實驗部分，將實驗內(nèi)容錄制成視頻，詳細講解實驗操作步驟及注意事項，并上傳至校內(nèi)教學(xué)平臺。在實驗課開始前1～2 周學(xué)生可以利用課余時間提前觀看實驗教學(xué)視頻，熟悉實驗內(nèi)容及關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而在課堂上，教師將更多的時間留給學(xué)生進行實驗操作。并且不在以小組為單位共同開展實驗，而是每個學(xué)生都獲得實驗樣品并獨立完成實驗內(nèi)容，保證每個學(xué)生都能夠參與實驗過程，學(xué)會基本的魚類實驗操作，提高自身動手能力。綜合性實驗則采用啟發(fā)式和問題導(dǎo)向性的教學(xué)方法，如魚類的呼吸機能會受到哪些因素的影響，鼓勵學(xué)生帶著問題開展實驗，并且可以根據(jù)自己掌握的理論知識推測可能的因素，然后通過魚類呼吸運動的測定實驗進行驗證。在此基礎(chǔ)上進一步引導(dǎo)學(xué)生思考呼吸運動的變化會對哪些生理機能產(chǎn)生影響以及造成什么樣的影響，學(xué)生進一步通過實驗比如心電圖或者耗氧率等觀察相應(yīng)的現(xiàn)象。如此不僅能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也能讓學(xué)生將不同章節(jié)的理論知識進行系統(tǒng)的鞏固并建立關(guān)聯(lián)知識體系，印象更加深刻。探索性實驗可以完全采用以學(xué)生為中心的教學(xué)模式展開。魚類種類繁多，許多生理學(xué)現(xiàn)象和生理機能在不同魚類之間千差萬別，也讓學(xué)生有了更多的探索空間。比如魚類生理學(xué)教科書上將攝食相關(guān)因子POMC 歸為促進食欲的內(nèi)分泌因子，與多數(shù)魚類和其他動物中的發(fā)現(xiàn)存在分歧。因此可以讓學(xué)生通過實驗探索POMC 在能夠獲取材料的常見魚類中的探索其在攝食反面的作用。將學(xué)生分成2～4人的實驗小組，各成員通過查找相關(guān)文獻并設(shè)計實驗方案，在課堂上進行匯報和展示，其他學(xué)生和教師參與討論并確定最終方案。然后由各小組成員按照實驗方案購買實驗材料、配制實驗試劑并開展實驗。以“學(xué)生為主體”的探索式教學(xué)模式，不僅能夠鍛煉學(xué)生的思考能力和創(chuàng)新意識，也提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)水平，取得較好的教學(xué)效果。

3 魚類生理學(xué)實驗課程教學(xué)改革評估

3.1 細化考核標(biāo)準(zhǔn)

課程科學(xué)合理的考核方式對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果具有顯著的促進作用［14］。以往魚類生理學(xué)實驗是理論課程的一部分，其考核只是作為課程平時成績的一部分，占比不足20%。且考評只是依據(jù)出勤情況和實驗報告，無法真實反映學(xué)生對魚類生理學(xué)實驗內(nèi)容的掌握情況，而且會使得學(xué)生參與實驗課程的積極性不高。而展開魚類生理學(xué)實驗課單獨教學(xué)，并且實行實驗教學(xué)學(xué)分制，也就需要更加詳細的考核標(biāo)準(zhǔn)。在實驗課程進展過程中，考勤及課題回答問題等表現(xiàn)記為平時成績，占比15 分；基礎(chǔ)實驗部分根據(jù)學(xué)生掌握實驗操作技能情況計分，占比20 分；綜合實驗部分依據(jù)學(xué)生回答問題情況以及實驗完成情況計分，占比30 分；探索性實驗根據(jù)小組匯報展示、實驗設(shè)計及實驗完成情況計分，占比25 分；最后實驗報告的撰寫部分占比10 分。細化的考核標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，學(xué)生總分達到60 以上才能夠獲得相應(yīng)學(xué)分，因此對于實驗課程這種相對自由特殊的教學(xué)形態(tài)對學(xué)生具有一定的約束力，也避免了部分學(xué)生“不動手、不重視”的情況發(fā)生。

3.2 教學(xué)效果評價

實驗課程結(jié)束后所有學(xué)生填寫李克特量表（Likert scale），對實驗課教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法是否能夠有效培養(yǎng)其動手能力、提高學(xué)習(xí)主動性和課堂參與度進行滿意程度評分（1～5 分），可信度依據(jù)克朗巴哈系數(shù)（Cronbach's alpha）進行評價［15］。為了檢驗教學(xué)方法和學(xué)生學(xué)習(xí)和實驗課效果之間的關(guān)系，以0～2的等級對每個實驗?zāi)K進行評分。如果學(xué)生完全認可新的教學(xué)模式得2分；部分認可得1 分；如果學(xué)生完全不認可則得分為0。此外，每個學(xué)生對新的實驗教學(xué)模式和傳統(tǒng)教學(xué)模式進行評分，分數(shù)在0～4之間，用然后用配對樣本t檢驗分析新的實驗課教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)法相比對學(xué)習(xí)效果的影響。

4 結(jié)語與展望

魚類生理學(xué)實驗課程在水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)課程體系中占據(jù)重要地位，是專業(yè)學(xué)生深入了解魚類生理機能、掌握魚類基本實驗操作的重要途徑，在本科生培養(yǎng)中起著重要的作用。

但在課程體系中長久以來實驗課程作為理論課程的一部分并為受到足夠重視，應(yīng)該未能體現(xiàn)出其在人才培養(yǎng)中應(yīng)有的作用。目前是農(nóng)林學(xué)科改革和發(fā)展的重要時期，尤其是“新農(nóng)科”的建設(shè)方面，更是對人才的培養(yǎng)提出了新的要求。因此教師在課程建設(shè)方面也要不斷地改革和實踐，堅持以學(xué)生為中心，將多元化的教學(xué)模式引入到教學(xué)當(dāng)中，時刻激發(fā)學(xué)生的積極性，為學(xué)生今后繼續(xù)從事水產(chǎn)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和工作奠定堅實的基礎(chǔ)，培養(yǎng)符合時代發(fā)展要求的棟梁之材。