實驗驅動型教學模式在農業院校動物生理學教學中的應用

實驗驅動型教學模式在農業院校動物生理學教學中的應用

巨向紅，雍艷紅，陳進軍

(廣東海洋大學動物醫學系，廣東湛江 524088)

摘要在動物生理學課程課時數不斷減少，課容量持續加大的矛盾背景下，針對學生普遍對動物生理學實驗課興趣濃厚而對理論課關注度不夠的現象，探索出了先觀察實驗現象，再組織理論教學來揭示生命現象發生的內在本質的教學方法，命名為“實驗驅動型”教學模式。從該模式產生背景、思路、實證和保障等方面闡述了這一教學方法，以激發學生學習興趣，提高動物生理學的教學效果。

關鍵詞實驗驅動型；動物生理學；教學改革

中圖分類號S-01

作者簡介巨向紅(1977-)，男，甘肅涇川人，副教授，博士，從事畜禽應激性致病機理研究。

收稿日期2015-06-23

The Practice of Driven by Experiments Method in Animal Physiology of Agricultural Institutions

JU Xiang-hong, YONG Yan-hong, CHEN Jin-jun (Department of Veterinary Medicine, Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088)

AbstractTeachers must present an extended information as more as possible during limited course period in Animal Physiology. It was found that students have a stronger interest to experiment course, but not to theoretical course, a method named Driven by Experiments Method was developed, in which we conducted physiology experiments before correlated theoretical knowledge presented. This paper aimed to introduce the method from 4 aspects, including the developmental background, idea, example of using and methods of ensure. Thus, we hope to improve the teaching effect of Animal Physiology.

Key words Driven by experimental phenomena; Animal Physiology; Teaching reform

動物生理學是動物醫學、動物科學和水產養殖等相關專業的基礎課，是學生專業理論學習和專業技能培養的重要環節。但隨著高等教育大眾化的持續推進，學生能力、素質層次不齊，給教學工作提出了前所未有的難題[1]。加之社會對涉農專業的普遍偏見，使動物醫學、動物科學等相關專業學生對專業的認可度普遍較低，學習興趣不高。即使是有畢業后從事本專業方向計劃的學生，也認為該課程不是專業課而厭學現象嚴重。如何培養學生的學習興趣，提高學習主動性，從而為后續課程的開展奠定基礎，是動物生理學課程教學改革的重點和難點。就此，筆者嘗試了多種教學方法，發現先開展實驗教學，再組織課堂理論學習，讓學生帶著弄清實驗現象機理的“好奇心”進入課堂，能明顯提高其在課堂中的專注度和參與感，暫將該方法命名為“實驗驅動型”動物生理學教學方法。

1實驗驅動型教學方法形成

1.1動物生理學課程的特點動物生理學是生物科學的一個分支，是側重研究正常動物有機體機能活動規律的一門科學，是生命科學的核心。該學科旨在培養學生運用結構與功能統一、局部與整體統一、機體與環境統一的觀點，辨證地觀察、分析和解決生命現象有關問題的能力，為學習后續課程及從事畜牧獸醫有關工作打下良好基礎。另一方面，動物生理學是一門實驗性學科，其所有的理論知識及對生命現象的揭示過程都建立在大量試驗研究的基礎上。 該課程的教學不僅要讓學生了解已有的理論知識，還讓學生學會通過實驗設計、操作及實驗現象的觀察，來探索未知生命現象的可能規律。這就要求學生既要掌握動物生理學的理論知識，也要學會探索未知世界，從而提高理論水平和動手能力。

1.2實驗驅動型教學方法的背景針對動物生理學教學的主體和現狀，很多教學工作者做了大量教學方法和手段的改革嘗試。如語言形象直觀教學法，即教師在授課時，合理應用生動的語言和形象的描述，讓復雜的問題簡明化，使學習知識更加容易理解和掌握[2]。而多媒體輔助教學法是用課件中大量的視聽信息沖擊學生的思維興奮點，調動學生的學習興趣和求知欲望，加深學生的理解與記憶，培養和發展學生的思維能力[3]。PBL (Problem-Based Learning)教學法則強調以學生為中心，是一個發現問題、思考問題、討論問題、解決問題的過程[4]。還有讓學生和教師角色互換的角色轉換法及案例教學法等[5]。這些教學方法都取得了一定的成效，但本課程內容信息量大，理論知識抽象、枯燥、不易理解記憶，加上課程的小型化，動物生理學難教與難學的問題仍然沒有很好解決。而且不同層次高校面對的教學主體不同，必須探索針對于自身特點的教學方式。

1.3實驗驅動型教學方法的思路興趣是最好的老師。我國古代大教育家孔子曾說，“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，可見興趣對學習的引領、加強作用。作為教師要使學生在學習動物生理學知識過程中，變枯燥為興趣，變興趣為樂趣，從而主動、積極地學習[6]。在多年的動物生理學教學過程中，筆者發現學生對實驗課的積極性遠高于理論課。如在實驗課的前幾天，學生會主動咨詢有關下一次實驗課的實驗內容，預習實驗指導書并撰寫預習報告。在實驗課中，即使是那些在理論課上專注度不高的學生，也能積極參與實驗過程。另一方面，在期末考試中，筆者常在論述題中出一道這樣的題目“談談您對動物生理學的學習體會和教學改革的建議”，絕大部分學生會提出希望增加實驗課學時和增加實驗動物數量等建議。而在學生的網絡留言中，也基本表達出實驗課程有趣而理論課程無聊的觀點。

如何將學生對實驗課的熱情“嫁接”或“移植”到理論課的學習中，從而提高課堂教學效率和效果，是一個值得探索的問題。眾所周知，所有科學問題都是作為“閉盒(Closed box)”問題開始的，若干可供選擇的結構被密閉在“閉盒”中，研究它們的唯一途徑是利用閉盒的輸入和輸出。這里的“閉盒”即為“黑箱”，它是指科學研究中一類內部結構無法打開或無法清楚展示和認識的系統[7]。“黑箱”在動物生理學實驗過程中普遍存在。考慮先給學生建立“黑箱”，再利用他們對“黑箱”的好奇心，激發起學習生命活動規律的興趣。筆者嘗試了先開設實驗課，再組織與實驗內容相對應的理論課，即實驗驅動型教學組織方式，能明顯提高學生在理論課上的專注度。

2實驗驅動型方法的實證

筆者為動物生理學設計了9個實驗內容，包括了“血細胞計數”、“離體蛙心灌流”、“心血管活動的神經體液調節”、“心電圖的描記”、“呼吸運動的調節”、“小腸平滑肌的運動特性”、“尿液生成的調節”、“小鼠能量代謝率的測定”和“脊髓反射的基本特征和反射弧分析”。這些實驗基本涉及生理學各章中比較抽象、不易理解的生命現象。現以“離體蛙心灌流”和“尿液生成的調節”為例，闡述實驗驅動型教學方法的運用過程。

實驗前，教師先概述一下基本理論和過程，并演示青蛙的固定，心臟的暴露、插管和離體過程，然后由學生自主制作自己的實驗模型，并分別添加Na+、K+、Ca2+、腎上腺素和乙酰膽堿等，生物信號采集系統記錄實驗現象。實驗結果表明，一定濃度的腎上腺素、Ca2+可使心肌收縮幅度增大，而 Na+、K+及乙酰膽堿將減低心肌收縮幅度。但學生并不理解體液因子如何引起心肌收縮幅度以及心率的變化。學習主動的學生會通過查閱網絡資源或教材去尋找答案。到理論課上，教師先與學生一起回顧實驗的現象，再引申到心肌細胞的構成及電生理特征，如自律細胞的靜息點位、動作電位發生過程。提示學生當蛙心灌入K+離子后，會使心肌細胞的靜息電位降低，動作電位的去極化幅度下降是收縮幅度下降的主要原因。這不僅滿足了學生在實驗過程中產生的“好奇心”，也了解了心臟的電生理特征。

在“尿液生成的調節”實驗中，教師演示后，學生分組制作出家兔的在體膀胱插管模型，并與生物信號采集系統的記滴器連接，觀察耳緣靜脈注射不同藥物對尿液生成的影響。結果顯示，注射葡萄糖、呋塞米和乙酰膽堿后尿液生成增多，而注射ADH和腎上腺素后尿液生成減少，而且在注射葡萄糖后尿液中尿糖鑒定呈陽性。這是生理學實驗中的又一個“黑箱”。在組織理論課時，先回顧實驗過程和結果，激發學生興趣，再針對尿液生成調節的知識點，將葡萄糖與腎糖閾、糖轉運蛋白、繼發性主動轉運及原尿的重吸收等知識點結合；將ADH與小管液中水的重吸收結合；將腎上腺素和乙酰膽堿與運動神經和植物性神經的支配結合。這就很好地將“乏味”的理論知識與“可見”的實驗現象貫通，以學生的“好奇心”為載體，既增加了課堂的趣味性，也提高了學生的專注度。

3實驗驅動型教學方法的保障

生命科學的發展日新月異，動物生理學教學面臨課時數不斷減少而課容量持續加大的問題，傳統教學方式不能激發學生的學習興趣和求知欲。實驗驅動型教學方法是針對學生對實驗課興趣濃厚而對理論課關注度不高的現實，擬實現理論和實驗的聯動而提高課堂教學效果。這就對教師、學生和實驗條件都提出了更高的要求。教師必須有扎實的專業知識和技能，有寬廣的知識面，能制作出包含文字、圖象、圖形、聲音和動畫的高質量多媒體課件，并能形象化地傳授知識，把最新的研究動態融入課堂教學內容中。另外，老師在傳授給學生專業知識的同時，要有“樹人”的意識，引導學生積極向上、奮力拼搏，樹立正確的人生觀和價值觀。學生也要做到實驗前預習，撰寫實驗預習報告，積極參與實驗過程，思考實驗現象發生的內在原因和完成高質量的實驗報告。在實驗條件方面，要不斷引進先進的實驗設備，力爭提高實驗的成功率[8]；增加實驗動物數量，增加學生的動手機會。

4實驗驅動型教學方法的效果

通過近幾年對該教學方法的引用，明顯感覺到課堂氣氛更活躍了，學生提問的積極性更高了，對探索未知世界和從事科學研究的興趣更濃了。當然，不同層次、不同門類的高校，動物生理學教學可能都有其自身的特點。而實驗驅動型教學方法還要在實踐中不斷完善和發展，以更好地滿足新時期對專業技術人才培養的新要求。

參考文獻

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