基于能力提升的魚類生理學(xué)立體化教學(xué)模式與實(shí)踐

辛天蓉 夏 斌

（南昌大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江西南昌 330031）

魚類生理學(xué)是南昌大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)專業(yè)的一門核心課程，它系統(tǒng)介紹魚類在不同環(huán)境條件下體內(nèi)系統(tǒng)的生理功能特點(diǎn)和變化情況，與環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程等方面聯(lián)系密切，并與魚類養(yǎng)殖生產(chǎn)實(shí)際緊密相關(guān)。按照培養(yǎng)方案，該課程要求畢業(yè)生實(shí)現(xiàn)的能力主要有自主學(xué)習(xí)、自我發(fā)展能力，獲取、應(yīng)用知識能力。然而，由于課程所涉內(nèi)容繁雜、概念抽象、理論性強(qiáng)，加之課時(shí)緊張、教學(xué)創(chuàng)新不足，學(xué)生普遍反映課程難學(xué)、枯燥，能力提升效果差[1]。在國家提出“全面發(fā)展，突出專長，提升能力”人才培養(yǎng)目標(biāo)的大背景下，創(chuàng)新教育理念、借力信息技術(shù)、優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)、改進(jìn)評價(jià)方式，構(gòu)建魚類生理學(xué)課程立體化教學(xué)模式，提升學(xué)生專業(yè)能力，是一線任課老師必須正視并有效突破的現(xiàn)實(shí)課題。

1 魚類生理學(xué)課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 魚類生理學(xué)課程的特點(diǎn)

1.1.1 知識面廣。魚類生理學(xué)作為動(dòng)物生理學(xué)或比較動(dòng)物生理學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科，其內(nèi)容與環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程、生理生化等多學(xué)科知識相關(guān)聯(lián)，涉及知識面廣。加之生理學(xué)課程具有理論性強(qiáng)、概念抽象、機(jī)制多元等共同特征，部分學(xué)生對該課程望而生畏。

1.1.2 內(nèi)容繁多。魚類是脊椎動(dòng)物中種類數(shù)量最多、生物多樣性最為復(fù)雜的類群，其身體各個(gè)器官特點(diǎn)和生理功能都會(huì)隨著生態(tài)環(huán)境改變而出現(xiàn)適應(yīng)性變化，這就導(dǎo)致該門課程體系龐大、內(nèi)容分散復(fù)雜，學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識點(diǎn)都存在較大難度[2]。

1.1.3 理論性強(qiáng)。魚類生理學(xué)課程的教學(xué)體系以魚類的基本結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)規(guī)律為基礎(chǔ)，以魚類的器官系統(tǒng)為主線，系統(tǒng)闡釋魚類在各種生態(tài)環(huán)境下，身體各個(gè)器官系統(tǒng)的生理功能、特點(diǎn)和適應(yīng)變化的情況。這些內(nèi)容具有重要的學(xué)術(shù)理論意義，有助于闡明動(dòng)物界特別是脊椎動(dòng)物各種組織器官及其生理功能在長期進(jìn)化過程中形成及發(fā)展的規(guī)律。其中重難點(diǎn)多，理論性較強(qiáng)。

1.1.4 課時(shí)偏少。南昌大學(xué)魚類生理學(xué)課程選用林浩然院士編著的十一五規(guī)劃教材，全書75 萬字，包括營養(yǎng)生理、攝食和消化生理、呼吸生理、代謝與生長、血液和血液循環(huán)生理、排泄和滲透壓調(diào)節(jié)、生殖生理、內(nèi)分泌生理、免疫、神經(jīng)生理、感覺器官及其生理功能共11 章內(nèi)容[3]。在培養(yǎng)方案中，該課程設(shè)置32 計(jì)劃學(xué)時(shí)。在現(xiàn)有課程體系下，即使不因法定節(jié)假日耽擱任何一節(jié)課，也難以完成全部教學(xué)內(nèi)容。

2 魚類生理學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，魚類生理學(xué)課程的理論教學(xué)主要是通過“教師在課堂上講解、學(xué)生課后自主消化”的基本方式推進(jìn)。受教學(xué)內(nèi)容與課時(shí)矛盾的影響，課堂上基本呈“滿堂灌”之勢。教師授課時(shí)對基礎(chǔ)知識的重視程度高，但忽視了互動(dòng)性、創(chuàng)新性等教學(xué)模式的運(yùn)用，對學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足。在教學(xué)效果層面，由于師生互動(dòng)少、教學(xué)互促不足，教學(xué)主要局限于課堂內(nèi)。學(xué)得好的同學(xué)獲得肯定評價(jià)不充分、不及時(shí)，學(xué)得差的同學(xué)得不到及時(shí)反饋和輔導(dǎo)，易喪失學(xué)習(xí)興趣，故整體教學(xué)效果欠佳。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，傳統(tǒng)教學(xué)模式下也存在著實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目層次性安排不合理，基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有余，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不足，學(xué)生的個(gè)性化創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足；實(shí)驗(yàn)小組成員分工隨意、過程管理不嚴(yán)，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和綜合能力培養(yǎng)欠缺。

3 魚類生理學(xué)課程立體化教學(xué)模式構(gòu)建

立體化教學(xué)模式是以課程教學(xué)為抓手、以專業(yè)能力為核心、以教學(xué)平臺為助力，綜合運(yùn)用所有教育資源和手段，立體化、全方位融“教—學(xué)”于一體，關(guān)注創(chuàng)新與運(yùn)用的教學(xué)模式。立體化教學(xué)模式將教學(xué)藝術(shù)與教學(xué)科學(xué)完美結(jié)合在一起[4]，它以信息技術(shù)為助力[5]，因其對學(xué)生主體地位的強(qiáng)調(diào)，使其在制定教學(xué)方案時(shí)能夠充分與學(xué)生的實(shí)際結(jié)合起來，更能夠切合學(xué)生對于學(xué)習(xí)內(nèi)容的要求[6],具有提升學(xué)生開創(chuàng)性思維的效用[7]。遵循立體化教學(xué)的基本原理，結(jié)合魚類生理學(xué)課程特點(diǎn)，綜合利用學(xué)校各方有益資源，在前期調(diào)查研究數(shù)據(jù)支持下，本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程評價(jià)3 個(gè)維度，構(gòu)建了該課程的立體化教學(xué)模式。

3.1 魚類生理學(xué)理論教學(xué)立體化建設(shè)

魚類生理學(xué)理論教學(xué)立體化建設(shè)遵循以下基本理念：以學(xué)生為根本，以教學(xué)資源多維立體化為基礎(chǔ)，以教學(xué)過程開放、交互、共享為支撐，以培養(yǎng)能力、增強(qiáng)實(shí)效為目標(biāo)。具體實(shí)施路徑如下。

3.1.1 搭建立體化的教材體系。教材是理論教學(xué)的基本“硬件”。立體化教材體系立足傳統(tǒng)紙質(zhì)教材，以課程內(nèi)容體系為中心，借助多形式、多層次、多場景的教學(xué)資源和教學(xué)服務(wù)，形成內(nèi)容結(jié)構(gòu)匹配、功能形式互補(bǔ)、優(yōu)質(zhì)資源共享的教材資源有機(jī)體。教材具體包括權(quán)威教材、主要參考書目、CAI 課件、電子教案與講稿、課程教學(xué)視頻、電子圖書、在線試題庫、課程微信群動(dòng)態(tài)教學(xué)資料等，這些教材資源功能各異，但又相輔相成。

3.1.2 重組模塊化的教學(xué)內(nèi)容。魚類生理學(xué)能夠讓學(xué)生了解魚類組織結(jié)構(gòu)特征及其生命活動(dòng)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用生理學(xué)原理和研究方法解釋魚類生命活動(dòng)現(xiàn)象的能力，從而更好地為學(xué)習(xí)水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)其他課程奠定基礎(chǔ)。該課程的指定教材包括11章，內(nèi)容抽象、概念繁雜。為了拓展和優(yōu)化魚類生理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識，教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于“模塊”設(shè)計(jì)理念，借助立體化的教材體系適當(dāng)調(diào)整課程內(nèi)容的先后順序，將原有教學(xué)內(nèi)容分解重組形成魚體的物質(zhì)代謝與能量轉(zhuǎn)換、魚類的生殖和發(fā)育生理及其調(diào)控、魚類的應(yīng)急反應(yīng)與免疫應(yīng)答、魚類生理功能的神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)4 大模塊。同時(shí)，基于學(xué)科研究前沿動(dòng)態(tài)，采用比較和綜合方式，拓展學(xué)科“新知識”，更新“舊知識”，使課程知識更加動(dòng)態(tài)化、層次化、立體化。這既凝練了教學(xué)內(nèi)容，又提升了教學(xué)效果[8]。

3.1.3 優(yōu)化“導(dǎo)學(xué)+精講”式的教學(xué)設(shè)計(jì)。首先，在課堂教學(xué)前教師先簡要概括本章核心概念，畫出圍繞核心概念的課程結(jié)構(gòu)圖，并通過學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、班級微信群等形式提前推送給學(xué)生，幫助其建立知識框架，同時(shí)提出教學(xué)目標(biāo)和要求。其次，在講授新課之前，改變由教師對上節(jié)課內(nèi)容簡單回顧的傳統(tǒng)做法，由學(xué)生回顧復(fù)述上節(jié)課的主要內(nèi)容，幫助學(xué)生形成知識主線和知識框架。另外，在核心概念的講授過程中，提出學(xué)生感興趣且互動(dòng)性強(qiáng)的問題，既可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，又能讓學(xué)生對知識點(diǎn)產(chǎn)生深刻印象，便于其理解和長期記憶。最后，每章結(jié)束后，要求學(xué)生圍繞核心概念對章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)并畫出思維導(dǎo)圖，將較為復(fù)雜知識以簡單清晰的脈絡(luò)展現(xiàn)出來，這樣不但可以提升學(xué)生注意力、記憶力與思維能力，更能夠啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想力與創(chuàng)造力。

3.1.4 融合“網(wǎng)下+網(wǎng)上”二元化教學(xué)空間。借助學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺示范工程項(xiàng)目，通過加強(qiáng)魚類生理學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)和應(yīng)用，彌補(bǔ)課堂教學(xué)課時(shí)較短的局限?？衫帽拘５某蔷W(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，上傳教學(xué)內(nèi)容課件、教學(xué)錄像、要點(diǎn)提示、配套作業(yè)、復(fù)雜疑難知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)視頻和三維動(dòng)畫、補(bǔ)充性拓展資料等，將魚類生理學(xué)抽象的理論內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形象、生動(dòng)、科學(xué)地展示給學(xué)生，從而有效強(qiáng)化學(xué)生的感性認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主式學(xué)習(xí)為主的教學(xué)目標(biāo)。為滿足學(xué)生主體性學(xué)習(xí)的需求，需構(gòu)建理論知識掌握與能力訓(xùn)練相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺。平臺需充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體、以老師為主導(dǎo)的思想，提倡自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。魚類生理學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程平臺分為八大模塊：課程主頁、各章內(nèi)容、復(fù)習(xí)題、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、教學(xué)大綱、相關(guān)鏈接、參考文獻(xiàn)和在線留言。復(fù)習(xí)題是網(wǎng)絡(luò)課程具有重要特色的模塊，在這個(gè)模塊內(nèi)編制了四大類型的復(fù)習(xí)題：填空題、選擇題、普通名詞解釋和問答題，構(gòu)成較全面的在線自評自測系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容則通過虛擬現(xiàn)實(shí)將實(shí)驗(yàn)步驟和過程科學(xué)準(zhǔn)確地展示出來，用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)；參考文獻(xiàn)將介紹魚類生理學(xué)的國內(nèi)外最新相關(guān)資源和相關(guān)網(wǎng)站，可讓學(xué)生獲得最新的魚類生理學(xué)知識；在線留言則將實(shí)現(xiàn)學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生和教師與教師間的線上及時(shí)交流。

3.2 魚類生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)立體化設(shè)計(jì)

魚類生理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，其諸多知識和理論都建立在大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)之上。因此，立體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)是魚類生理學(xué)立體化教學(xué)模式不可獲缺的部分。為此，主要從以下方面著手實(shí)施。

3.2.1 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的理論指導(dǎo)，提升學(xué)生理論分析能力。在長期的教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)只是機(jī)械地按實(shí)驗(yàn)步驟操作，很少對實(shí)驗(yàn)過程深入思考，無法對理論知識再理解并升華，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及思維能力的提高。為此，在實(shí)驗(yàn)過程中，筆者要求學(xué)生把每一步的基本原理和操作條件都作說明,指導(dǎo)老師以設(shè)置問題的形式引導(dǎo)學(xué)生思考，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)既能掌握基本操作，又能把握涉及的基本原理及實(shí)驗(yàn)操作條件。

3.2.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目層次安排，提升學(xué)生創(chuàng)新能力。目前，學(xué)校魚類生理學(xué)課程安排了32 學(xué)時(shí)，教學(xué)時(shí)間相對有保障。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，筆者將實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目劃分為基本理論實(shí)驗(yàn)、經(jīng)典性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和仿真性實(shí)驗(yàn)[6]。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)劃安排上，以講清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮頌榛A(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)證經(jīng)典理論，鍛煉其綜合運(yùn)用知識的能力；可鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識設(shè)置新的實(shí)驗(yàn)參數(shù)或?qū)嶒?yàn)過程，通過分析不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果探索實(shí)驗(yàn)原理；也可結(jié)合課程理論知識，聯(lián)系課程團(tuán)隊(duì)科研課題，吸納部分動(dòng)手能力強(qiáng)、科研興趣高的同學(xué)加入課題組，指導(dǎo)學(xué)生開展設(shè)計(jì)性、仿真性實(shí)驗(yàn)[9]。

3.2.3 細(xì)化實(shí)驗(yàn)組織安排，構(gòu)建立體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。首先，在實(shí)驗(yàn)過程安排上，形成“教—學(xué)”線上、線下聯(lián)動(dòng)機(jī)制，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)小組主體功能。教師每次實(shí)驗(yàn)課前在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布問題，要求學(xué)生結(jié)合問題通過查閱文獻(xiàn)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。通過選舉組建固定化的實(shí)驗(yàn)小組，各組在協(xié)調(diào)、自我管理的基礎(chǔ)上共同完成試驗(yàn)方案制定、實(shí)驗(yàn)耗材和藥品的申領(lǐng)、實(shí)驗(yàn)試劑的配置、試驗(yàn)方案的執(zhí)行、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論分析和總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和思考分析能力。其次，在實(shí)驗(yàn)時(shí)空利用上，綜合利用課余時(shí)間，集中實(shí)驗(yàn)課、在研的科研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)組等實(shí)驗(yàn)條件和資源。對于個(gè)別基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，布置學(xué)生課外自行組織完成；利用相對充足的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，組織同學(xué)在公共實(shí)驗(yàn)室完成大多數(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；對于部分設(shè)計(jì)性、仿真性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合教師在研科研項(xiàng)目，由團(tuán)隊(duì)教師和研究生指導(dǎo)部分動(dòng)手能力強(qiáng)、科研興趣高的同學(xué)在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室完成。通過上述綜合舉措，形成多層次、立體化的魚類生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，使整個(gè)過程中學(xué)生處于自主學(xué)習(xí)狀態(tài)，使其學(xué)習(xí)目的明確、創(chuàng)造性思維活躍，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。

3.3 魚類生理學(xué)課程考評的立體化設(shè)計(jì)

科學(xué)合理的考評體系是保證課程教學(xué)和人才培養(yǎng)實(shí)效的重要支撐。立體化教學(xué)模式效能的全面發(fā)揮離不開課程考評體系的改革和完善。對此，筆者做了如下嘗試。

3.3.1 建立以形成性評價(jià)策略為指導(dǎo)的過程考評體系。過程和結(jié)果是密切關(guān)聯(lián)的2 個(gè)基本范疇，合理的過程評價(jià)對于實(shí)現(xiàn)滿意的結(jié)果至關(guān)重要。形成性評價(jià)即讓考察、評價(jià)貫穿整個(gè)課程教學(xué)，方式上也更加隨機(jī)、靈活。魚類生理學(xué)課程的過程考評指標(biāo)主要包括課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)、平時(shí)作業(yè)情況、階段性任務(wù)的執(zhí)行情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況以及小組合作學(xué)習(xí)情況等。教師應(yīng)將這些過程評價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重在第一次理論課堂教學(xué)時(shí)明確告知學(xué)生。

3.3.2 構(gòu)建以多元化評價(jià)指標(biāo)為要素的結(jié)果考評體系。在結(jié)果評價(jià)上，筆者嘗試改變學(xué)生最終成績由平時(shí)成績、理論成績和實(shí)驗(yàn)成績3 個(gè)基本單元組成，在每個(gè)評價(jià)單元設(shè)置多元化評價(jià)指標(biāo)要素。例如，平時(shí)成績占總評成績的15%，總分以100 分計(jì)，由考勤（30 分）、作業(yè)（40 分）、課堂討論（10 分）、在線互動(dòng)（15 分）、其他（5 分）構(gòu)成；理論成績占總評成績的60%，通過期中（占40%權(quán)重）和期末（占60%權(quán)重）2 次卷面考試成績綜合評定；實(shí)驗(yàn)成績占總評成績的25%，總分以100 分計(jì)，由實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備10 分（含實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)4 分，實(shí)驗(yàn)基本理論4 分，出勤與紀(jì)律2 分）、實(shí)驗(yàn)過程60 分（含動(dòng)手積極性10 分，實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線10 分，操作規(guī)范性10 分，觀察、記錄和處理能力20 分，清場處理10 分）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告30 分（含書寫報(bào)告內(nèi)容10 分，結(jié)果表達(dá)10 分，分析討論10分）。

通過上述過程評價(jià)中的形成性評價(jià)策略和結(jié)果評價(jià)階段多元化指標(biāo)體系，構(gòu)建魚類生理學(xué)課程考評體系的立體化模式。

4 結(jié)論

立體化教學(xué)模式符合現(xiàn)代教學(xué)理念，契合新時(shí)代大學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)和能力培養(yǎng)要求。魚類生理學(xué)課程立體化教學(xué)模式在南昌大學(xué)水產(chǎn)專業(yè)部分班級運(yùn)用后，課程教學(xué)效果和學(xué)生綜合能力都明顯高于對照班級。在學(xué)生網(wǎng)上評教中，該課程獲得了98.8 分的高分，位居全校課程網(wǎng)上評教前10%，該門課程也連續(xù)多年榮獲學(xué)校授課質(zhì)量優(yōu)秀獎(jiǎng)和優(yōu)秀提名獎(jiǎng)。三年間該班同學(xué)先后獲校級、省級、國家級大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目立項(xiàng)8 項(xiàng)，在全國大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲得二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各6 項(xiàng)，全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽獲得二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各1 項(xiàng)，“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各3 項(xiàng)等。實(shí)踐證明，立法化教學(xué)模式既能有效提高課程教學(xué)效果和學(xué)生專業(yè)能力，也有利于提高教師運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段的水平，值得在今后的課程教學(xué)實(shí)踐中不斷推廣和完善。