地方師范院校機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

黃勛和 韓春艷 藍(lán)木香 李威娜

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?以地方師范院校動物生理學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，從實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)、線上學(xué)習(xí)+線下課堂、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、重視課堂教學(xué)、課程思政、制定管理制度、制定實(shí)驗(yàn)報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)和推動資源共享等改革與實(shí)踐進(jìn)行概述，以期推動機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)在提升地方師范院校教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)中發(fā)揮更大的作用。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?地方師范院校;非醫(yī)學(xué)專業(yè);機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué);動物生理學(xué);教學(xué)改革;BL-420I

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號] ?2096-0603（2022）03-0106-03

機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)是一門研究在實(shí)驗(yàn)條件下生物機(jī)能活動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，即人為地創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件，通過動物實(shí)驗(yàn)?zāi)M機(jī)體在生理、病理情況下及用藥后的功能變化及規(guī)律[1]。機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)整合了生理學(xué)、病理生物學(xué)和藥理學(xué)三門傳統(tǒng)課程，在教學(xué)內(nèi)容、教材、教育理念、教育技術(shù)和教學(xué)條件方面也必須做出調(diào)整和改變[2-3]。為了適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變，國內(nèi)眾多高校建設(shè)了整體機(jī)能實(shí)驗(yàn)中心，顯著改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室的整體布局，引入了先進(jìn)的生理實(shí)驗(yàn)設(shè)備和信息化管理系，改變了按學(xué)科設(shè)立教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，開設(shè)以驗(yàn)證各種課程理論知識為主的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并取得了良好的成效[4]。然而，這些高校大部分是綜合性大學(xué)及醫(yī)學(xué)院校，尚未有地方師范院校建設(shè)現(xiàn)代化機(jī)能實(shí)驗(yàn)室并開展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐。不同類型的院校在機(jī)能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及教學(xué)改革存在差異。本文以我校生物科學(xué)（師范）專業(yè)為例，總結(jié)在機(jī)能實(shí)驗(yàn)室條件下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐，以期為地方師范院校機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)教學(xué)實(shí)踐提供一些參考。

一、改革現(xiàn)狀

自我校生物系于1983年復(fù)辦以來，人體及動物生理學(xué)及其實(shí)驗(yàn)課程一直是生物科學(xué)（師范）專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，但由于硬件條件的限制，早期只能開展坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本的制備等不需要復(fù)雜設(shè)備的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。隨后經(jīng)歷了生理記紋鼓和BL-420E+的緩慢發(fā)展階段以及BL-420F、BL-420N和BL-420I的快速發(fā)展階段。

為適應(yīng)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》要求，我校于2013年立項(xiàng)了動物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革項(xiàng)目，從優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、轉(zhuǎn)變教學(xué)模式以及完善考核體系等方面對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)改革，并取得一定成效[5]。為繼續(xù)改善教學(xué)環(huán)境和提升教學(xué)質(zhì)量，我校建設(shè)了現(xiàn)代化機(jī)能實(shí)驗(yàn)室。然而，嘉應(yīng)學(xué)院等傳統(tǒng)師范專業(yè)的地方院校，儀器設(shè)備及人才儲備遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于重點(diǎn)高校，并且機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)的主要開展對象在醫(yī)學(xué)院校，而在醫(yī)學(xué)類院校機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)是一門重點(diǎn)課程，涵蓋了傳統(tǒng)的生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)三門課程，投入的課時、人力、物力和財(cái)力也遠(yuǎn)超于地方師范院校。鑒于此，在地方師范院校開展機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)教學(xué)活動，必然也需要做出相適應(yīng)的變革和調(diào)整。

二、改革措施

（一）實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

為了更好地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，我校建成了現(xiàn)代化（動物生理學(xué)）機(jī)能實(shí)驗(yàn)室，配備了8臺BL-420I信息化集成化信號采集與處理系統(tǒng)、TAS-100機(jī)能實(shí)驗(yàn)室大屏教學(xué)輔助系統(tǒng)以及相關(guān)輔助器材，同時改善了實(shí)驗(yàn)室教學(xué)環(huán)境，可同時滿足32名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動的需求。BL-420I系統(tǒng)采用一體化設(shè)計(jì)原則，同時集成了可移動實(shí)驗(yàn)平臺、生物采集系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及同步演示系統(tǒng)，幫助使用者獲取更客觀、全面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可運(yùn)用于各項(xiàng)生理學(xué)、藥理、病理生理學(xué)等實(shí)驗(yàn)。大屏教學(xué)輔助系統(tǒng)可將教學(xué)內(nèi)容同步投放到各個小組的電腦上，各實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和操作可實(shí)時傳屏至大屏教學(xué)輔助系統(tǒng)，有助于解決教師示范教學(xué)往往因多人圍觀而導(dǎo)致教學(xué)效果不佳的問題，同時也利于及時發(fā)現(xiàn)問題和尋找原因并予以解決。通過建設(shè)現(xiàn)代化機(jī)能實(shí)驗(yàn)室，為開展機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了條件保障。

（二）加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

師資隊(duì)伍建設(shè)是課程建設(shè)的根本保障。在有限的專業(yè)教師人員的現(xiàn)實(shí)情況下，一是加強(qiáng)專業(yè)培訓(xùn)，比如所有專業(yè)教師參加華西機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)骨干教師培訓(xùn)班、機(jī)能學(xué)科骨干教師高級研修班、中國病理生理學(xué)學(xué)會專業(yè)研討會等，與國內(nèi)同行溝通交流，學(xué)習(xí)機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)的最新理論和實(shí)踐成果。二是加強(qiáng)組內(nèi)交流，每學(xué)期開學(xué)前統(tǒng)一商討制定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容及其實(shí)施細(xì)節(jié)，實(shí)施過程中保持密切聯(lián)系溝通，學(xué)期結(jié)束后總結(jié)反思。三是重視實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的作用，提升實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的素質(zhì)，例如要求實(shí)驗(yàn)人員也參與備課，熟悉實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)內(nèi)容和操作機(jī)能，只有這樣在教學(xué)過程中實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員才能較好地配合主講教師的工作，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員在課堂教學(xué)中的作用。

（三）線上學(xué)習(xí)+線下課堂

自2020年春季學(xué)期起，實(shí)驗(yàn)課程在超星學(xué)習(xí)通平臺上線了所有的教學(xué)章節(jié)內(nèi)容，包括課件、操作視頻、測試和擴(kuò)展內(nèi)容等，并在實(shí)踐中不斷完善。每次上課前，學(xué)生需要完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的課件、操作視頻的觀看，避免因?qū)W生沒有進(jìn)行課前預(yù)習(xí)導(dǎo)致教師在授課中短時間內(nèi)難解其詳?shù)碾y題。課堂結(jié)束前再完成小測，以鞏固學(xué)習(xí)成果。教師要嚴(yán)格按照教學(xué)進(jìn)度，及時發(fā)布任務(wù)、考核，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成檢測練習(xí)，教師及時批改并反饋給學(xué)生。學(xué)生之間利用各種渠道進(jìn)行交流學(xué)習(xí)、相互討論，教師及時通過學(xué)習(xí)通、微信、QQ等渠道與學(xué)生進(jìn)行溝通交流，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的黏性和互動，以達(dá)到教學(xué)相長的目的。線上學(xué)習(xí)+線下課堂的“混合式教+學(xué)模式”，逐漸使學(xué)生從圍觀的角色轉(zhuǎn)換到參與教學(xué)活動并完成教學(xué)任務(wù)的角色，可顯著提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效果。

（四）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在前期實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的基礎(chǔ)上，基于科學(xué)、可行和實(shí)用的原則繼續(xù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。因師范專業(yè)的培養(yǎng)核心是掌握扎實(shí)的理論知識和基本實(shí)驗(yàn)動手能力，實(shí)驗(yàn)類型以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)（30%）、綜合性實(shí)驗(yàn)為主（60%），輔以少量的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（10%）。開展綜合性實(shí)驗(yàn)，有助于培養(yǎng)學(xué)生觀察復(fù)雜實(shí)驗(yàn)、記錄及統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，利用綜合應(yīng)用知識分析和解決復(fù)雜問題的能力，提高了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性和主動性[6]。同時，考慮到未受過醫(yī)學(xué)專業(yè)的培訓(xùn)，盡量減少諸如分離血管、神經(jīng)和各種插管術(shù)等操作難度較大的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)對象以蛙類和家兔為主，因?yàn)檫@些材料取材方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，學(xué)生也不會有太大的畏懼心理，方便實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容要覆蓋理論教學(xué)的主要章節(jié)，如神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉組織、感覺器官、血液、血液循環(huán)、呼吸、消化和泌尿，利于學(xué)生對理論知識的掌握。

（五）重視課堂教學(xué)

課堂是教與學(xué)的主戰(zhàn)場，良好的課堂秩序和氛圍是教學(xué)質(zhì)量的重要保障。充分的課前準(zhǔn)備、合理的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、教學(xué)秩序的把控等是良好教學(xué)質(zhì)量保障的重要組成。一般的教學(xué)流程是講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗筒襟E，播放實(shí)驗(yàn)操作視頻，提示注意事項(xiàng)，布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，部分實(shí)驗(yàn)會由教師先示范，然后由學(xué)生分組完成實(shí)驗(yàn)，教師全程參與并實(shí)時指導(dǎo)，最后點(diǎn)評和小測。開學(xué)第一節(jié)課就由學(xué)生自由組隊(duì)（2～4人），組好對隊(duì)（實(shí)驗(yàn)小組）后就不再改變，這樣有利于默契感的培養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)過程中，加強(qiáng)與原理理論的聯(lián)系，并適當(dāng)拓展閱讀材料。為了充分調(diào)動學(xué)生的動手積極性，課堂實(shí)驗(yàn)操作占據(jù)總成績的30%，并且全程開啟視頻錄制，以便課后查看評分。同時強(qiáng)調(diào)課堂紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)安全等事項(xiàng)，此類占總成績的10%。

（六）開展課程思政

將思政元素融入課堂教學(xué)中，有助于塑造學(xué)生的完美人格，幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。實(shí)驗(yàn)動物是機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可或缺的材料，對機(jī)能學(xué)和人類健康做出了重大貢獻(xiàn)和犧牲。為了體現(xiàn)人文關(guān)懷、提倡尊重、善待實(shí)驗(yàn)動物的課程思政目標(biāo)，我們主要采取以下措施：（1）開學(xué)第一節(jié)課就闡述了實(shí)驗(yàn)動物對科學(xué)的貢獻(xiàn)和犧牲，我們要尊重和善待實(shí)驗(yàn)動物，并將動物實(shí)驗(yàn)的“3R”原則（替代Replacement、減少Reduction、優(yōu)化Refinement）貫穿整個教學(xué)過程。（2）嚴(yán)格訓(xùn)練學(xué)生各種各樣的機(jī)能實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法、不同研究水平的實(shí)驗(yàn)研究手段，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，避免實(shí)驗(yàn)動物的過度使用以及授課過程中如何培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德、倫理道德和人文素養(yǎng)。（3）組織學(xué)生參與“世界實(shí)驗(yàn)動物日”征文、祭拜實(shí)驗(yàn)動物等活動，希望能使學(xué)生更自覺、更自然地善待實(shí)驗(yàn)動物，關(guān)注實(shí)驗(yàn)動物福利，不斷推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)和人與自然的和諧發(fā)展。

（七）制定管理制度

完善的規(guī)章制度是實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化管理的重要前提和保障。為加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與發(fā)展，充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，使實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)工作都有章可循、按秩序進(jìn)行，根據(jù)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)，結(jié)合地方高校的實(shí)際情況制訂了《機(jī)能實(shí)驗(yàn)室管理守則》《學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則》《機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)教師備課制度》《實(shí)驗(yàn)藥品管理規(guī)則》《機(jī)能實(shí)驗(yàn)室使用交接制度》等若干常規(guī)制度，保證實(shí)驗(yàn)室在正規(guī)、正確的軌道上運(yùn)行，為后續(xù)的課程改革打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為直接責(zé)任人，對實(shí)驗(yàn)場所、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行統(tǒng)一管理。專職實(shí)驗(yàn)員專門負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)、保管及實(shí)驗(yàn)藥品的管理。

（八）制定實(shí)驗(yàn)報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績是衡量教學(xué)效果的重要考核指標(biāo)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模式是每做完一次實(shí)驗(yàn)，每個學(xué)生均需完成一次紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在該模式下，實(shí)驗(yàn)小組成員間的交流較少，重復(fù)工作較多，花費(fèi)時間較多。改革后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模式以實(shí)驗(yàn)小組為單位，每次實(shí)驗(yàn)報(bào)告指定一人主筆，其他成員以修訂模式進(jìn)行修改，共同完成高質(zhì)量的電子版實(shí)驗(yàn)報(bào)告。指導(dǎo)教師可以查看每個成員對報(bào)告的貢獻(xiàn)，同時以修訂模式進(jìn)行修改，學(xué)生也可以查看教師的修改記錄，方便存儲。實(shí)驗(yàn)報(bào)告參照發(fā)表論文的基本要求，要修訂2～3次才算完成作業(yè)。通過多次共同撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，可以較好地培養(yǎng)學(xué)生的合作意識、嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)和寫作能力，對提升教學(xué)質(zhì)量具有較大的推動作用。

（九）推動資源共享

機(jī)能實(shí)驗(yàn)室可用于人體解剖生理學(xué)、動物學(xué)和藥理學(xué)等實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。通過合理的課程安排，充分利用現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室的集成化和信息化特性科學(xué)、合理利用資源，從而達(dá)到提高教學(xué)資源利用率和教學(xué)質(zhì)量的目的。同時，整合相關(guān)學(xué)科資源，建立機(jī)能實(shí)驗(yàn)室開放的相關(guān)規(guī)章制度，逐步擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室開放的對象與層次，針對不同專業(yè)豐富實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目如畢業(yè)論文項(xiàng)目等，形成實(shí)驗(yàn)室開放多元化模式。

三、存在的不足

（一）未實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室管理智能化

因建設(shè)經(jīng)費(fèi)的調(diào)整，此次實(shí)驗(yàn)室建設(shè)未配置NEIM-100實(shí)驗(yàn)信息管理中心軟件系統(tǒng)。因此，原定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的上傳和下載、實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交和批閱、實(shí)驗(yàn)預(yù)約和審批、相關(guān)信息發(fā)布等實(shí)驗(yàn)室管理的無紙化和網(wǎng)絡(luò)化功能未能實(shí)現(xiàn)。

（二）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少

因課時（32學(xué)時）、經(jīng)費(fèi)和專業(yè)訓(xùn)練的限制，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開展的效果不甚理想，學(xué)生所選（設(shè)計(jì)）的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較為簡單，綜合性程度不夠，投入的時間較少。因此，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，該類型的成績所占比重較小。

四、結(jié)語

機(jī)能實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)提供了良好的教學(xué)環(huán)境，開展的教學(xué)改革與實(shí)踐則有力推動了動物生理機(jī)能實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)，進(jìn)而顯著提高了教學(xué)質(zhì)量。在今后的工作中，將繼續(xù)完善實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，如智能化建設(shè)、虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等，同時從人才培養(yǎng)目標(biāo)入手，推動課程資源的整合，完善課程體系建設(shè)，繼續(xù)探討優(yōu)化設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加強(qiáng)與醫(yī)學(xué)院校和兄弟院校的交流與合作，助推機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)在提升地方師范院校教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)中發(fā)揮更大的作用。

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◎編輯 司 楠