海洋生物學實驗教學改革與探索

　　摘 要： 本文從嚴格實驗規范，加強對學生實驗技能的培養；廣泛采集海洋生物標本，豐富實驗教學內容；改革實驗教學模式，有效提高教學效率；完善實驗課考核方法，力求反映學生真實水平等方面論述了海洋生物學實驗教學的改革與探索。
　　關鍵詞： 海洋生物學 實驗教學 改革 探索
　　
　　海洋生物學是研究海洋中生命現象、過程及其規律的一門科學，是海洋科學專業一門重要的專業基礎必修課程，也是生命科學的一個重要分支；海洋生物學實踐性很強，實驗是整個課程體系中必不可少的重要環節。通過實驗訓練學生才能加深對理論知識的理解，切實掌握海洋生物的形態結構、分類特征和研究方法等。實驗操作提高了學生學習的興趣，也激發了學習的主動性，有利于培養學生的實踐能力和創新能力。
　　淮海工學院海洋生物學學科是江蘇省重點建設學科，我在長期的海洋生物學的實驗教學中，針對以往教學中存在的諸多弊端與不足，通過對實驗內容的不斷整合與優化，對實驗教學方式、方法的不斷改革與探索，參考兄弟院校海洋生物學實驗教學的成功經驗，以“面向學生，提高生物科學素養，倡導探究性學習”為目標，采用適合學生實際的海洋生物學實驗課的可行性策略，激發學生實驗動手的主動性，有效提高了教學效率，全面培養了學生實驗能力，從而大大提高了海洋生物學的實驗教學質量。
　　一、嚴格實驗規范，加強對學生實驗技能的培養
　　海洋生物學實驗的主要目的不僅是增強學生對極其豐富多樣的海洋生物的感性認識，而且是訓練學生的基本實驗技能，培養嚴謹的科研作風。實踐教學經驗證明：學生基本技能的掌握程度與實驗課的教學效果密切相關，因此培養學生技能是實驗教學改革與建設的重點內容。我在以往的實驗教學中發現，有相當一部分學生實驗動手能力很差，缺乏基本的實驗常識與素養，對大多數常規儀器設備的使用和一般藥品、試劑的配制知之甚少；還有的同學在實驗中存有一定的畏難情緒，缺乏主動性等，這些可能與他們以前上中學時實驗課不受重視或開設較少，缺乏基本訓練有關。在這種情況下，我們從理論教學開始就向學生闡明本門課程實驗的重要性，強調實驗是高校教學的重要環節，指出規范的實驗操作是科學研究的基本要求。為此，我們專門在海洋生物學實驗指導書中增編了《實驗室行為規范》、《學生實驗守則》，以及《海洋生物采集調查方法》等內容，明確了海洋生物實驗中的注意事項、實驗要求及實驗方法等，從而指導學生進行科學規范的實驗。此外，還對實驗室所配備的各種重要儀器編訂了簡明易懂的使用操作規程，以便學生規范使用。
　　為加強學生的基礎訓練，我們在實驗教學過程中著重通過學生良好的實驗習慣的培養，以提高學生實驗技能。要求學生實驗前必須認真預習實驗指導書，明確實驗目的，掌握實驗要領及方法步驟，等等；實驗時要愛護儀器設備并熟練使用，嚴格按規定完成實驗操作，獨立完成實驗報告，講究實驗衛生等。在分組時基本上是一人一組，嚴格要求人人動手，獨立完成實驗，這樣不但使每位學生的基本操作能力得到了鍛煉，而且老師能親手指導每一位學生，便于及時發現問題，糾正操作中的錯誤。如在浮游生物的觀察實驗，學生做的臨時裝片有的會出現小氣泡，有的觀察不久即出現龜裂花紋，還有的水樣會溢到蓋玻片上，教師可及時指出這些現象產生的原因并要求學生重新制作，反復訓練以達到熟練掌握其要領。在海洋生物學實驗中其他的基本實驗技能如顯微鏡、解剖鏡的使用和維護技術；生物繪圖技術；常用試劑、染色液的配制方法；海洋生物標本的采集、分類、鑒定、計數、固定及保存方法；數據分析與處理能力；實驗報告與實習調查報告的規范寫作能力等都要求學生在實驗過程中熟練掌握與應用。
　　二、 廣泛采集海洋生物標本，豐富實驗教學內容
　　標本的觀察與鑒定是海洋生物學實驗最基本的內容，也是貫穿整個實驗的一條主線。海洋生物種類豐富多樣，分布范圍十分廣泛，但各門類極具不平衡性、不均勻性，并具有明顯的時空變化。因此，每次實驗課前海洋生物標本的準備和選取就顯得尤為重要，不僅要突出常見的或具有典型代表性的種類，而且要體現出其物種的多樣性特點。在海洋生物學實驗課剛開設的頭幾年，標本的采集往往依賴教師個人去進行，受季節、地域、氣候、工具等各方面的影響與限制，很多樣品較難采集，尤其海洋中種類少的一些門類（如藍藻、綠藻、輪蟲，等等）中的樣品更難隨時采集到，因此實驗中可供觀察的種類較少，教學內容也顯得較單薄，大多只能開展簡單的驗證型實驗，不利于學生從多樣性的實物觀察比較中去培養探索的精神，也不利于激發學生探求豐富多彩的海洋生物世界奧秘的興趣。為此，我們充分利用多種方式進行海洋生物標本的采集。
　　其一，讓學生參與實驗的準備工作。不僅組織有興趣的部分同學利用課余時間去學校附近的海邊或海水養殖池塘隨時采集實驗用活體樣品，而且鼓勵同學們利用周末、節假日去各地海邊游玩的機會有意識地采集當地的標本。這樣既豐富了標本的來源，又鍛煉了學生的動手能力，培養了他們認知海洋生物的積極性。其二，密切同當地有關海水養殖、育苗企業的聯系，利用幫他們鑒定水質機會，固定和保存樣品。利用他們靠近海邊的優勢，請生產企業及時采集活體標本（如沙蠶、小型甲殼類等）以供實驗隨時使用。其三，實驗室及有關研究室對一些具有科研價值的種類進行常年活體純種培養，主要是海洋浮游生物（如螺旋藻、扁藻、變形蟲、輪蟲、枝角類、橈足類等），這樣不僅可隨時提供實驗活體觀察之用，而且使學生了解和掌握生物純種分離和培養技術。其四，加強同當地海洋管理、科研等部門的合作，尤其近幾年來我們同國家海洋局連云港海洋環境監測站建立了良好的合作關系，不僅成為學生實習基地，而且在項目合作中收集了江蘇沿海不同季節、不同海域中的浮游生物、底棲生物及潮間帶生物中極為豐富的標本種類，極大地充實了實驗材料。其五，充分利用本院的海洋館生物標本資源。從1958年開始，本校就有意識地對海洋生物標本進行采集和積累，在學院充分重視的基礎上，加上采購、校友捐贈等渠道我院創建了江蘇高校中唯一的一座近千平方米的海洋館，內有各種大中型海洋標本兩千余件；同時建有100多平方米的海洋生物教學標本室一間，固定保存有中、小型標本近千種，包括已近絕滅的長江鰣魚，從而為實驗教學提供了強力支撐。
　　三、 改革實驗教學模式，有效提高教學效率
　　（一）整合實驗內容，變革方法類型。
　　由于我們具有豐富的海洋生物標本資源和便捷的采集途徑，這為我們不斷調整和優化實驗內容創造了十分有利的條件。首先，在實驗材料的安排上，盡量選取當季海水中的樣品，并與歷史季節、不同季節的標本相比較，做到以觀察固定標本為主，著重搭配一些代表性的活體種類。其次，在實驗內容上與生產實際和科研緊密結合，體現當前海水養殖與育苗以及海洋漁業資源等的現狀，調查相關水體的海洋生物種類組成、類群分布特點、現存量、初級生產力等，并根據其與生存環境相互依賴、相互影響的動態系統評價水體水質污染程度和漁業生產潛能。這樣不僅使學生及時了解海洋生物種類在生產環境中的重要性，而且使學生學習了海洋生物調查的全過程，進一步加強了對科研技能的培養。最后，在實驗類型方法上，逐漸由以往的驗證性實驗為主過渡到以創新性、綜合性實驗為主，旨在培養學生的創新思維能力和解決實際問題的能力。如在做海洋生物實驗時，不再是單純地對某一門類的生物進行觀察鑒定，而是綜合起來進行多樣性分析比較，如分析不同海水水體（或季節、年份等）環境中浮游植物（或浮游動物、底棲生物等）的類群分布特點、潮間帶生物種類組成特點等。這樣不僅使實驗課上得內容充實，而且有利于培養學生的全面技能。
　　
　　（二）運用各種教學手段，創設生動教學情景。
　　學生在學習海洋生物分類時通常感覺比較枯燥，對物種形態結構的記憶尤其頭疼。在實驗課教學過程中，我選擇多種實驗教學方式如動畫、錄像、圖片、多媒體課件等，以精彩的海洋生物世界為主題，把每次實驗所涉及的一些代表生物種類的棲息環境、運動方式，以及不同觀察角度的形態結構特點等形象逼真地予以展示，可使學生對海洋生物產生強烈的好奇心，從而營造出一種輕松愉快的學習情境。比如在海洋浮游生物實驗時，利用多媒體技術，在數碼顯微鏡的顯示下：曲舟藻和布紋藻分別具有美麗的斜條紋和直條紋，但又都具有相同的運動構造——縱溝；原甲藻像瓜子一樣只具有縱溝，而裸甲藻還具有橫溝，但其都像樹葉一樣飄轉而下的運動方式；烏賊幼體大小不過2厘米，但其觸手、神經系統及消化系統等都清晰可見，尤其噴水倒退的運動情景都可使學生過目難忘。其他如顫藻、扁藻、布氏擬鈴蟲、中華哲水蚤、長腕幼蟲等的形象展示都可激起學生探求海洋生物奧秘的興趣。
　　（三）堅持實驗室開放制度，培養學生自主學習能力。
　　我在長期的實踐教學過程中深刻體會到：實驗課僅靠教師的講授來讓學生掌握知識，已遠遠落后于現代教育的理念和宗旨，也與海洋生物學專業教學的時代要求相去甚遠。為了提高學生的自主學習能力，我們全面開放海洋館、標本室及相關實驗室。學生可隨時預約來進行標本觀察、鑒定及解剖實驗，可根據個人興趣愛好自己設計實驗內容，真正體會自己實驗成功的喜悅。
　　（四）強化野外現場調查實習，培養學生科學研究素質。
　　海洋生物野外實習是課堂實驗的綜合與提高，是整個課程體系的一個重要組成部分。其目的是對學生綜合能力素質的鍛煉和培養。我們通過實習動員使學生了解實習目的，海濱地區的基本情況、實習要求、分組及準備工作；通過對海水性質、潮汐運動、海岸底質特征的認識，了解海洋生物生活的環境條件；通過對基巖海岸生物的采集、觀察和描述、了解基巖海岸的生物多樣性、形態結構特征和生活習性；通過對沙質海岸生物的采集、觀察和描述、了解連云港沙質海岸的生物多樣性、形態結構特征和生態習性。通過對灌河口海洋生物的采集、觀察和描述，了解河口生物的生態特點和形態特征，學會分析海洋生物之間的異同點，能對所觀察到的現象進行合理的解釋，提高分析問題、解決問題的能力。
　　四、完善實驗課ApLT0UgPGw6SHeYqKTkXGA==考核方法，力求反映學生真實水平
　　實驗考核是檢驗實驗教師授課水平，以及學生是否掌握基本技術和基本方法的重要環節。為了能準確地考查學生的實驗技能和綜合能力，我們建立多元成績考核評定方法。實驗考核分理論考核和操作考核，前者重點考核學生實驗基本理論和相關知識，以閉卷形式進行考核，后者重點考核學生現場操作能力，操作項目按照教學大綱預先擬定6套以上，考核前抽簽決定考哪一套，一旦抽簽成功就立即進入考場，力求反映學生真實的實驗技能和知識結構。
　　
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