動物生物學實驗教學模式的探索與實踐

許仁鑫+方杰

[摘 要]實驗教學是動物生物學教學的一個重要組成部分。要改革動物生物學實驗教學模式，應該合理安排教學內(nèi)容；改革教學方法，優(yōu)化教學過程；改進教學手段，提高教學效果；改革考核方法，科學評價教學效果；開設(shè)開放性實驗室。

[關(guān)鍵詞]動物生物學；實驗；教學模式

[中圖分類號] G642.423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）12-0156-03

作為生命科學專業(yè)本科生最早接觸到的主干課程之一，動物生物學的教學對學生了解生物學的基本概念和基礎(chǔ)知識、構(gòu)建生命科學的知識體系和思維方式、培養(yǎng)和鞏固專業(yè)興趣來說十分重要。[1][2]高校教育的本科層次是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要階段，而本科階段的實驗教學在對學生的能力和素質(zhì)培養(yǎng)中具有舉足輕重的地位，其作用是其他教學環(huán)節(jié)所不可替代的。[3]長期以來，我們就如何上好動物生物學實驗課進行了有益的探索，并在教學實踐中初顯成效，在此基礎(chǔ)上，并參考國內(nèi)高校的一些成功做法[4][5][6][7]，總結(jié)出動物生物學實驗教學模式，希望對相關(guān)高校開展動物生物學實驗教學活動起到借鑒作用。

一、合理安排教學內(nèi)容

通過教學改革，我們將所有專業(yè)課程的理論教學與實驗教學完全分開，把原先分別附屬于各門理論課程的實驗分離出來并進行重新組合，開設(shè)新的基礎(chǔ)生物學實驗和專業(yè)生物學實驗。其中基礎(chǔ)生物學實驗又分為動植物形態(tài)解剖、生態(tài)與環(huán)境、生理與生化、細胞與分子四大模塊，分別安排在第二、三、四、五學期進行，作為生物類專業(yè)每個學生的必修課。在三年級進行專業(yè)分流之后，根據(jù)各專業(yè)的特點，為各專業(yè)分別開設(shè)專業(yè)生物學實驗，安排在第六、七學期進行。根據(jù)新的教學計劃，傳統(tǒng)的動物生物學的實驗主要安排在動植物形態(tài)解剖這一模塊進行，只有27學時，這就要求對原有的實驗內(nèi)容進行整合和優(yōu)化。我們在安排新的實驗教學內(nèi)容時，主要把握以下幾個原則：

第一，選擇在動物進化史上占據(jù)重要地位的各主要類群的代表動物作為實驗材料，盡可能使理論課上介紹的各主要動物類群在實驗中都有所體現(xiàn)，使實驗教學與理論教學相結(jié)合，幫助學生建立動物系統(tǒng)進化樹的這一主線。

第二，合理安排驗證性實驗、探索性實驗、設(shè)計性實驗在整個實驗教學內(nèi)容中的比例。我們僅保留了部分有價值的驗證性實驗，增加了探索性和設(shè)計性實驗內(nèi)容的比例。例如，把草履蟲的觀察實驗改為學生自己在野外采集草履蟲，自己在實驗室內(nèi)培養(yǎng)并觀察記錄其生命活動的實驗。又如，安排了渦蟲染色體的制備和觀察、蛙類心搏起源的分析、校園常見鳥類數(shù)量調(diào)查和棲息地利用等實驗，要求學生不僅進行實驗現(xiàn)象的觀察，而且要進行實驗數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計分析和科學推理。這些實驗內(nèi)容使學生的探索精神和創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，收到較好的教學效果。

第三，將傳統(tǒng)的形態(tài)解剖與動物的生命活動結(jié)合起來。傳統(tǒng)的動物學實驗主要是對動物材料的形態(tài)學觀察和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的解剖，這些固然非常重要，對于認識動物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各器官系統(tǒng)的聯(lián)系，建立對動物的整體認識具有不可替代的作用。但是，我們不能僅僅只是停留在形態(tài)解剖這個層面上，而必須將形態(tài)解剖和動物的生命活動有機結(jié)合起來。這樣既能充分利用實驗材料，又能培養(yǎng)和提高學生綜合分析問題的能力，還能使學生盡可能多地學習和掌握基本實驗技能。

第四，將本模塊與其他模塊相結(jié)合，將基礎(chǔ)生物學實驗與專業(yè)生物學實驗相結(jié)合。經(jīng)過整合之后的動物生物學實驗只有27學時，顯然不能完全滿足對學生動物學實驗技能培養(yǎng)的需求。但是在整合之后的整個實驗教學體系中，基礎(chǔ)生物學實驗的其他模塊和專業(yè)生物學實驗部分都有與動物學相關(guān)的實驗內(nèi)容，涉及動物生理學、動物生態(tài)學、動物分類學等分支學科。在教學實踐中，我們將蟾蜍的生理學實驗、黃粉蟲的生命表編制、昆蟲分類、動物宏觀標本的制作等重要的實驗安排在相應的模塊中進行。

第五，將實驗教學與實習教學相結(jié)合。野外實習是生物類專業(yè)一項非常重要的教學環(huán)節(jié)，也是動物生物學的主要教學活動之一。學生在實驗室里能比較細致地觀察動物，通過解剖可以觀察到動物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；而野外實習可以直接地觀察到動物的自然形態(tài)和生態(tài)環(huán)境。實驗教學和實習教學的有機結(jié)合，能夠更加豐富學生所學的知識。

二、改革教學方法，優(yōu)化教學過程

教學方法是教學過程中的重要因素，它既規(guī)定了學生如何學習，又決定了學生學習的效果。在教學實踐中，我們改變了過去那種僵化、陳舊的“傳授式”教學方法和被動的“接受式”學習方法，代之以“探究式”、“合作式”、“研究式”、“討論式”等多元化的實驗教學方法，來引導學生開展實驗。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，強調(diào)預習。實驗內(nèi)容經(jīng)過整合后，每次實驗課的內(nèi)容相對較多，這就要求學生在上課之前必須認真預習。通過預習，要求學生對每個實驗的目的、內(nèi)容、方法和可能得到的結(jié)果做到心中有數(shù)，避免了實驗的盲目性，減少了對教師的依賴。

第二，學生參與實驗準備。通過改革，實驗材料的采集、培養(yǎng)、處理和制備等都要求學生親自參加，對于一些容易采集的材料，如草履蟲、環(huán)毛蚓、棉蝗等，由學生自己準備；對于一些受環(huán)境或季節(jié)等原因限制而一時難以采集的材料，如水螅和渦蟲等，則要求學生輪流負責培養(yǎng)。

第三，精講設(shè)問。為了充分調(diào)動學生的主觀能動性和探究精神，每次實驗前教師都要精心設(shè)計一些問題，精講設(shè)問。例如，水螅的應激反應與較高等動物的應激反應有什么不同？借此再進一步思考由網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng)到中樞神經(jīng)系統(tǒng)的演進，進而理解動物的神經(jīng)系統(tǒng)進化過程中由分散到集中的進化趨勢。又如，蝗蟲和螯蝦同屬節(jié)肢動物門，為什么差異如此之大？通過設(shè)問，促使學生帶著問題做實驗，把實驗做“活”了 。這樣，既可以加深學生對專業(yè)知識的理解，又可以培養(yǎng)學生的科研能力。

第四，改進實驗指導方法。實驗教學的質(zhì)量高低與教師的指導方法緊密相關(guān)，教師需要根據(jù)不同的教學內(nèi)容應用相應的指導方法。不僅要指導學生進行實驗操作，還要注重對學生實事求是科學態(tài)度的訓練，向?qū)W生強調(diào)要根據(jù)自己在實驗過程中獲得的數(shù)據(jù)完成實驗報告，培養(yǎng)學生進行科學研究必需的基本素質(zhì)。

第五，嚴格操作規(guī)范。正確的實驗結(jié)果依賴于嚴格而規(guī)范的實驗操作，任何一個失誤都會影響實驗的正常進行，蓋玻片和載玻片的擦拭、顯微鏡的使用、化學試劑的制備、精密儀器的操作等都必須進行規(guī)范。教師應及時發(fā)現(xiàn)并糾正學生操作上的錯誤，并對典型錯誤進行公開的糾正。這樣，教師通過嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L可以影響和引導學生形成良好的實驗操作習慣，確保實驗的順利進行。

第六，認真撰寫實驗報告，注重反饋交流。教師在指導學生完成實驗報告時，要強調(diào)實事求是，真實地反映實驗結(jié)果。為了使學生完成高質(zhì)量的實驗報告，要求學生及時、詳細地記錄實驗過程中的實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)和出現(xiàn)的問題。學生利用課后充足的時間去分析實驗數(shù)據(jù)，并最終完成實驗報告，避免學生把課堂上有限的時間和精力浪費在寫實驗報告上，確保實驗報告的質(zhì)量。在下次實驗課時對上次的實驗報告進行反饋，對普遍存在的問題進行解答。

三、改進教學手段，提高教學效果

直觀教學是動物生物學實驗教學中最重要、也是最有效的一種方法。我們非常注重將現(xiàn)代化教學手段引入實驗課堂，盡可能使用多媒體教學軟件和實物投影進行教學。這樣，可以展示給學生色彩豐富、形象逼真、富有動感的動物世界，不僅可以拓展學生的思維空間，提高教學效果，也極大激發(fā)了學生的學習興趣。

標本在動物生物學實驗教學中顯得極為重要，借助于標本，學生可以很好地學習動物的外部形態(tài)、骨骼及分類的知識，并且可以激發(fā)學習興趣，提高教學質(zhì)量。例如，通過觀察鳥類標本，學習鳥類外形、體表羽毛的特點、各級飛羽的著生位置等知識，掌握鳥類各主要生態(tài)類群在外形上的差異，可以增加學生對常見鳥類的感性認識。同時還可以讓學生觀察始祖鳥化石標本模型，深化對鳥類起源的認識。

四、改革考核方法，科學評價教學效果

為了全面、客觀地對學生的學習成績和實驗動手能力進行綜合評定，我們制訂了一套較為完善的考核方法，對學生進行綜合考核，即每位學生的成績包括平時實驗成績和期末考核成績兩部分。平時實驗成績主要依據(jù)各個實驗項目是否提交預習報告、實驗材料的準備、實驗操作、回答問題、實驗報告的完成情況等進行評判。期末考核則主要通過閉卷筆試答題和隨機抽取動手操作的實驗項目來考查學生對每個實驗的原理、實驗設(shè)計、實驗過程等各環(huán)節(jié)以及其中的重點、難點和注意事項的掌握情況。為了使考核科學化、規(guī)范化，我們編制了實驗考試題庫，包括動物的外部形態(tài)、顯微結(jié)構(gòu)、解剖操作、動物分類等內(nèi)容，采取抽簽面試和現(xiàn)場考核等方法，由學生對四部分試題抽簽進行隨機組題。

五、開設(shè)開放性實驗室

由于教學時數(shù)的限制，課堂教學不可能使學生在有限的時間內(nèi)掌握更多的實驗基本技能和方法。為了給學生創(chuàng)造一個培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的環(huán)境，充分發(fā)揮實驗室在實施創(chuàng)新素質(zhì)教育以及高新技術(shù)開發(fā)和科技成果轉(zhuǎn)化中的作用，鼓勵支持學生在課余時間參加開放實驗教學、科研和各類社會活動，提高學生的競爭能力，我們建立了安徽大學生物學創(chuàng)新實驗室，注重用開放式教學思想指導實驗教學全過程，努力為學生提供自主實驗、合作研究、發(fā)展創(chuàng)新思維的空間和環(huán)境。在教師指導下，學生通過查閱文獻資料，選擇或設(shè)計小課題或小實驗等，完成從準備實驗到寫出小論文的全部過程，在此期間相關(guān)實驗室向?qū)W生開放。我們還采用實驗與教學實習相結(jié)合的方式開展了動植物資源與生態(tài)環(huán)境調(diào)查，作為實驗課程的延伸項目，鼓勵學生積極參與。實踐證明，開放式實驗教學模式大大提高了學生自主學習訓練的積極性和能力，從課內(nèi)到課外，從實驗室到寢室，形成了濃厚的學習研究氛圍。近年來，每學期開放實驗課題逐漸增多，一些小課題延伸為大學生創(chuàng)新實驗和科研訓練課題進行進一步研究，并整理發(fā)表了多篇論文。

總之，新時期高校教學內(nèi)容改革要緊跟時代脈搏，以滿足提高綜合素質(zhì)人才培養(yǎng)的需要，在新形勢下的動物生物學實驗教學模式方面，我們做了有益的探索。實踐已經(jīng)證明，學生的實踐能力和綜合素質(zhì)在實驗教學中有了明顯提高，我們的實驗教學模式取得了初步的成效。但教學改革永無止境，動物生物學實驗教學中尚有很多問題等著我們?nèi)ド钊胩剿骱蛯嵺`。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 方杰，李進華，韓德民等.《動物生物學》課程教學對生命科學發(fā)展和人才培養(yǎng)的作用[J].生物學雜志，2010（6）：100-102.

[2] 李進華，方杰，韓德民等.《動物生物學》課程教學的問題及改革對策[J].高等理科教育，2010（3）：79-81.

[3] 黃詩箋. 動物生物學實驗教學改革探討[J].中國大學教學，2007（2）：20-22.

[4] 張迎梅， 包新康， 張立勛等. 動物生物學實驗改革與創(chuàng)新性人才培養(yǎng)[J].高等理科教育，2008（2）：55-57.

[5] 白桂芬，趙冰，郭成等.動物學綜合實驗在教學中培養(yǎng)探究性的實踐[J].四川動物，2008（4）：693-694.

[6] 鄭世英. 在動物學實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維[J].四川動物，2009（6）：940.

[7] 齊龍.高校動物學實驗教學改革初探[J].四川動物，2009（4）：622-623.

[責任編輯：劉鳳華]