生物技術(shù)專業(yè)生理學實驗課程建設(shè)與改革研究

房冰瑩，劉曉華

（陜西中醫(yī)藥大學，陜西 咸陽）

生理學作為生物科學中的關(guān)鍵組成部分，是一門針對機體生命活動不同現(xiàn)象和功能活動規(guī)律進行研究的學科，內(nèi)容本身具有較強的實踐性，在課程中主要由兩部分構(gòu)成，一部分是理論教學，另一部分是實驗教學。生理學更多知識需要建立在實踐學習中，從驗證中進一步實現(xiàn)對社會發(fā)展的促進作用，因此，生理學實驗室教學是生理學教學中不可或缺的重要部分。生理學實驗和其他的一些醫(yī)學基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程以及臨床醫(yī)學之間有十分緊密的關(guān)聯(lián)，也為后續(xù)的臨床實驗發(fā)展和生命科學進行實踐運用打下堅實基礎(chǔ)，同時發(fā)揮著十分重要的承前啟后的作用。生理學實驗課程在很多優(yōu)秀的高校中屬于優(yōu)質(zhì)課程，不同院校針對生物學人才培養(yǎng)的重點方向和內(nèi)容也存在不同，但都具有相同的教育目標，即為社會培養(yǎng)更多優(yōu)秀的應用型人才。

一 生物技術(shù)專業(yè)生理學實驗課程建設(shè)與改革背景

經(jīng)過教育長時間的發(fā)展，生物技術(shù)專業(yè)的生理學實驗課程多數(shù)還停留在動物離體實驗階段，還有一些教師也停留在針對模型對循環(huán)、呼吸、消化以及神經(jīng)等系統(tǒng)進行觀察階段，進一步其中的生理功能，甚至是其中主要的調(diào)控機理，進一步對實驗中的結(jié)構(gòu)展開全面分析，大多數(shù)在教學中所涉及的實驗都是驗證性實驗。但對于一些發(fā)達國家來說，對學生的教育更注重開展人體實驗，注重知識理論和實踐的整合教學效果，在團隊討論學習方面也有較多關(guān)注，同時為學生也設(shè)置很多探究性實驗，進一步促進學生自身的獨立思考能力，為學生的創(chuàng)新思維提供更多的發(fā)展空間[1]。

一些優(yōu)秀大學中所開設(shè)的生物學專業(yè)生理學課程和對應的實驗教學，是生物學專業(yè)和優(yōu)秀人才培養(yǎng)必學的課程之一。現(xiàn)階段，很多學校已經(jīng)將生命科學和技術(shù)作為教學重點，致力于為社會發(fā)展解決更多重大疾病，將落實醫(yī)學為目標，進一步實現(xiàn)有關(guān)干細胞和表觀遺傳學，進一步研發(fā)了在世界中產(chǎn)生不小影響的成果[2]。經(jīng)過對改革背景的分析，有必要針對課程內(nèi)容進行完善，針對一些已經(jīng)過時的內(nèi)容進行刪減，為學生引入更多新穎、具有教學意義的新項目，完成對新教材的改進和編寫，同時，也要對以往的傳統(tǒng)教學方法進行改進，這就需要教師不斷發(fā)掘全新的教學方式，為學生引入更多具有創(chuàng)新性和探究性的實驗課程內(nèi)容，才能取得更好地實驗效果，同時，也可以將更多的思政元素在課堂內(nèi)容中進行引入，實現(xiàn)生理學實驗教學的全面性。經(jīng)過對課程的不斷完善，能夠促使生物技術(shù)專業(yè)生理學實驗課程變得更加緊密，這樣和學校對人才培養(yǎng)目標更加貼合，在實驗中注重內(nèi)容的新穎性和科學性，并注重學生在實驗中的動手能力，培養(yǎng)學生形成獨立思考問題的能力，才能促進學生不斷提升自身的科研能力并取得相應的成果。

二 目前生理學實驗課程教學現(xiàn)狀分析

（一） 學生對實驗課程缺乏重視

很多學生對生物技術(shù)專業(yè)課程中的理論課程有較多的重視，但對生理學的實驗課程并沒有給與更多關(guān)注，也沒有花費更多的時間在實驗課程學習中，只是一味的認為只要掌握理論知識就可以，就是掌握全部內(nèi)容了。以往的實驗教學中，一些教師在思想中認為實驗是對理論知識進行驗證的一種有效途徑，通常都是將實驗課程安排在理論課程之后，通常也只是對更多的理論進行簡單驗證，并沒有對學生進行實驗創(chuàng)新和探究等教學環(huán)節(jié)，這樣單一且枯燥的實驗方式，只會將學生置于一個被動的學習狀態(tài)，對實驗只是進行機械的操作，不能在理解中記憶掌握，缺乏趣味性和探索性，長時間就會讓學生對實驗產(chǎn)生抵觸情緒，根本不能實現(xiàn)對學生的人才培養(yǎng)目標，更不符合在素質(zhì)教育前提下的教育要求，也不利于學生適應社會中對生物科學人才的實際需求。

（二） 實驗內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性

在生理學實驗課程中，教師傳統(tǒng)的教學方式和單一的實驗方法，很容易導致學生失去學習興趣，即使學生按照實驗步驟完成實驗，也不能得到和實驗預期相符的結(jié)果，學生只會在實驗的結(jié)論中進行學習，并不會對實驗產(chǎn)生質(zhì)疑，更不會對自身的實驗創(chuàng)新有所期待，導致學生隨意在自己的實驗設(shè)計中進行修改，造成實驗報告也呈現(xiàn)出千篇一律的情況，這已經(jīng)成為生物技術(shù)專業(yè)生理學實驗課程教學中面臨的一個重要問題。以上的種種情況都不利于學生學習能力的培養(yǎng)，不能鍛煉學生自身對問題的發(fā)現(xiàn)、分析以及解決能力，這些較為陳舊的實驗方式和內(nèi)容，都不能幫助教師更好地完成教學任務(wù)。隨著生物學的不斷發(fā)展，需要院校針對課程模式進行深入改革，將如今單一的實驗教學融入到完善的教學體系中，致力于培養(yǎng)學生能夠在實驗中收獲到真正的學習知識，并促使實驗課程真正成為學生對知識探究的一種有效方式[3]。

三 生物技術(shù)專業(yè)生理學實驗課程建設(shè)與改革對策

大多數(shù)學生都對新穎、有趣的學習內(nèi)容和方式感興趣，對于生理學實驗課程也同樣如此，將學習內(nèi)容建立在學生感興趣的基礎(chǔ)上，能夠調(diào)動學生的積極性，也能促使學生在實驗中保持清晰的學習思路，并在小組合作中提升團隊精神，實現(xiàn)事半功倍的學習效果，建設(shè)和改革課程可以從以幾個方面入手：

（一） 豐富生理學實驗課程內(nèi)容

第一，融入研究性實驗內(nèi)容。對于膜片鉗技術(shù)而言，能夠針對離子通道中離子電流反應細胞膜上單一的或多數(shù)的離子通道進行活動分析[4]。這種技術(shù)大多數(shù)運用于多個細胞系的研究內(nèi)容中，是現(xiàn)階段可以對蛋白分子活動方式進行記錄的一種方式，膜片鉗技術(shù)和十分著名的克隆技術(shù)為社會發(fā)展帶來同樣巨大的發(fā)展動力。但因為在價格方面十分昂貴，很少在實驗中進行使用，一些優(yōu)秀學校已經(jīng)獲取開展人才技術(shù)培養(yǎng)基地的資格，可以為更多的本科學生提供實驗機會，每年都會有一半以上的學生能夠獲得進入研究生階段的資格。為了進一步迎合本科院校在教育中對更高學歷人才的培養(yǎng)，進一步對我國的科研發(fā)展奠定基礎(chǔ)。與相關(guān)儀器公用平臺進行協(xié)商之后，能夠針對現(xiàn)階段遇到的問題進行解決，也能實現(xiàn)為學生引入膜片鉗技術(shù)的教學內(nèi)容。促使學生能夠通過內(nèi)容的學習，進一步觀察細胞在通過電流中的所有過程，不斷對膜片鉗技術(shù)有更加深入且全面的理解。

第二，融入有關(guān)實驗動物學教學內(nèi)容。在生理學實驗中很多實驗都是建立在動物實驗基礎(chǔ)上，同時，學生更應該積極參加不同創(chuàng)新訓練和國際競賽等，通過不同的實驗動物課程取得科研實踐效果。通過進一步對實驗課程體系的整體梳理，發(fā)現(xiàn)其中并沒有涉及到豐富的動物學教學內(nèi)容，但對于生理學實驗來說，是生物技術(shù)專業(yè)學生需要借助實驗動物進一步完成的課程，這部分內(nèi)容對學生的學習起到十分重要的作用，也會直接涉及到學生在實驗課程中所掌握的必備技能，所以，在教學內(nèi)容中增添這部分內(nèi)容，其中不僅包含實驗動物學的發(fā)展歷程，還有豐富的實驗動物，進一步詳細設(shè)計動物實驗，還包含實驗動物生物安全管理和實驗方法的基本操作和檢查等，在整個生物學實驗中將行為學研究在整個過程中進行落實[5]。

第三，融入人體解剖實踐內(nèi)容。人體解剖知識是學生在生理學學習中必須要掌握的知識內(nèi)容，以往在其中所設(shè)置的課程數(shù)目和內(nèi)容等問題，并沒有設(shè)置獨立的解剖課程。所以，可以將適當?shù)睦碚搩?nèi)容進行融入，在其中的不同都設(shè)有解剖知識內(nèi)容，但沒有與之對應的實驗環(huán)節(jié)，學生很難在抽象的理論知識中進行掌握，不能實現(xiàn)知識和實踐進行結(jié)合的教育效果。所以，可以在與解剖教研室的共同協(xié)商下，在生理學實驗中增添人體解剖實驗內(nèi)容，同時也可以邀請解剖組的專家?guī)ьI(lǐng)學生開展人體解剖學習，通過3D數(shù)字人體豐富的教學資源為學生設(shè)置具有實踐性的課程，為學生取得更好地學習效果奠定基礎(chǔ)。

（二） 引入創(chuàng)新性和探究性實驗設(shè)計和實施

將生理課實驗進行內(nèi)容和形式的拓展，通過信息技術(shù)為學生開展微課、慕課和虛擬實驗教學等多種方式，學生也可以通過自制錄像的方式呈現(xiàn)實驗過程，為學生設(shè)定課前實驗自學階段，并將這一環(huán)節(jié)作為考核中的重要部分之一[6]。針對生理課教學分別設(shè)置理論課和實驗課，通過這樣的方式為學生開課，一旦出現(xiàn)教師在講解制作坐骨神經(jīng)排腸肌標準內(nèi)容時，若理論課程還沒有涉及到這部分內(nèi)容，教師需要第一時間調(diào)整教學方式，引導學生針對實驗類型進行自主學習，視頻中主要包含對標準制作中所涉及到的基本操作過程，還包含在實驗中所涉及到的重點要求和注意事項，在視頻的引領(lǐng)下保證學生對實驗有一個初步認知。在進行生理課實驗上課階段，學生需要在自己的操作中完成標本制作，也可以使用鋅銅弓觀察刺激坐骨神經(jīng)后引起的腓腸肌收縮情況，在這個情況的背景中，站在宏觀和微觀的不同角度進行分析，能夠發(fā)現(xiàn)實驗中都存在哪些變化過程呢？學生也能在自身的實驗操作過程進一步觀察到有趣的實驗情況，透過現(xiàn)象對實驗的本質(zhì)進行探究，引導學生能夠在課堂中的實驗討論中進行成果展示，通過翻轉(zhuǎn)課堂的引入幫助學生更好地理解理論知識，實現(xiàn)生理學理論和實驗課程的完好銜接，進而激發(fā)學生對實驗學習的探究熱情和學習積極性。為了實現(xiàn)學生能夠在有限時間內(nèi)完成學習目標和任務(wù)，并在實驗中收獲到更好地學習效果，可以為學生開展一系列的“實驗布置、引導學習、實驗操作、探討交流以及完成報告”等一系列學習環(huán)節(jié)，進一步對實驗教學形式進行完善[7]。

學生在完成基礎(chǔ)實驗之后，教師可以引導能力較強的學生開展創(chuàng)新型實驗探究，將內(nèi)容和實驗進行設(shè)計和操作，能夠在原本內(nèi)容的基礎(chǔ)上有更加深入的理解，不斷豐富學生的知識視野和知識深度，為學生的創(chuàng)新思維提供發(fā)展平臺，也可以為開展后續(xù)學習的學生設(shè)定時間訓練計劃選題內(nèi)容，為競賽做出全面性準備[8]。例如，針對坐骨神經(jīng)腓腸肌標本制作完畢之后，觀察不同強度和頻率的電刺激引起的骨骼肌收縮情況，可進一步對實驗情況提出問題，若所刺激的地方不屬于坐骨神經(jīng)，直接將刺激作用在肌肉上，會出現(xiàn)怎樣的反應和結(jié)果呢？進一步對學生提出思考性問題，引導學生通過對實驗的重新設(shè)計，得出進行操作的實驗方案，并通過不斷的實驗進行反復驗證，也可以在實驗過程中選取文獻進行參考，促進學生的思考，有利于學生整理出最后的實驗報告和結(jié)論。

（三） 將課程內(nèi)容和課程思政進行融合

教學的最終目的就是實現(xiàn)知識和價值內(nèi)容進行相統(tǒng)一，可以從以下幾個方面進一步完善深度教育，如，課程建設(shè)、評價標準等不同方面，將立德樹人教育思想要素進行滲透，進而實現(xiàn)生物技術(shù)專業(yè)生理學實驗教學逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦恿Ⅲw化的教育形式[9]。進一步將教學內(nèi)容和課程思政進行融合，促使學生學習科學家在實驗中具備的嚴謹態(tài)度，和面對困難不怕艱辛的勇氣，不斷提升學生自身具備的創(chuàng)新和探究精神。例如，教師在為學生講授有關(guān)生理學實驗發(fā)展歷程的相關(guān)內(nèi)容時，可以為學生引入生理學家巴普洛夫的故事，讓學生明白很多生理學家都是在無數(shù)次的實驗實踐中進行反復嘗試，最終獲得成功的科學理論，為社會學科發(fā)展奠定基礎(chǔ)；再如，為學生講解人體解剖實踐課程內(nèi)容時，為學生滲透生命感恩知識內(nèi)容，讓學生在實驗實踐探索中收獲知識的同時，對生命產(chǎn)生更多的敬畏，從心底更加尊重生命和熱愛生命，這樣才能促使學生從生命角度出發(fā)，逐漸走進世界并細心觀察世界，進一步認識自然和人們之間的緊密關(guān)聯(lián)，進而樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀。

另外，需要針對課時數(shù)進行調(diào)整，在保證學生學習內(nèi)容的基礎(chǔ)上，為學生的實驗創(chuàng)新提供更好地平臺。結(jié)合實際課程內(nèi)容，為學生增加生理學實驗課程，在原本的基礎(chǔ)上增加課時數(shù)量，讓學生在掌握基礎(chǔ)實驗的前提下，能夠有更多的實踐針對實驗開展探索學習，教師需要給予針對性指導，才能讓學生對生理學實驗產(chǎn)生更強烈的好奇心，實現(xiàn)學生創(chuàng)新性思維的不斷提升[10]。在實驗課前可以要求學生做好內(nèi)容預習，在基礎(chǔ)問題之外，設(shè)置一些具有創(chuàng)新性的課題，鼓勵學生能夠提前做好實驗方案，并帶著在預習中所遇到的問題，在實驗課程中開展自主、探究學習，最后獲得問題的最終正確答案。

（四） 完善生理學實驗考核方式

為了實現(xiàn)對學生的全面性考察，并對學生所掌握的實驗過程和結(jié)果進行檢驗，注重學生敢于創(chuàng)新和學習的積極性，需要為學生設(shè)定更加科學的考核制度和標準，教師需要在實驗課程的第一節(jié)為學生進行考核形式介紹，能夠讓學生對考核模塊和內(nèi)容有所熟悉。其中教師對學生考核的內(nèi)容主要包含以下內(nèi)容：針對問題的設(shè)計和提出+實驗的設(shè)計能力占考核總比的20%，在實驗中的小組合作學習占20%，學生自身對實驗操作的正確方式+對實驗設(shè)備的正確操作占30%，學生通過理論知識和實驗課程的學習，針對報告進行整理和數(shù)據(jù)分析占30%。這種考核方式能夠?qū)W生產(chǎn)生較為嚴格的實驗學習要求，促使學生在生理學實驗中更積極地參與到實驗準備、學習和互動中，促進學生之間的合作學習觀念，讓學生在實驗和報告整理中都收獲到高分數(shù)。總之，生理學實驗課程教學對學生在實驗中的參與程度有更多的重視，致力于培養(yǎng)學生樂于思考和實驗中嚴謹?shù)难芯繎B(tài)度，因此，能夠通過實驗體系的不斷完善促進學生在科研方面的綜合素養(yǎng)形成[11]。

（五） 課程建設(shè)和教學改革對人才培養(yǎng)的效果

經(jīng)過對生理學實驗課程的進一步完善，學生也能在較為完整的生理學知識和實驗操作中，更扎實的掌握生理學實驗原理，促使學生在學習中收獲到全新的學習方式，并通過自身在實驗中的驗證加深對理論知識的鞏固。學生在生理學實驗中，一方面能夠掌握知識的先進理論，還能豐富學生在實驗中的技術(shù)，為學生之后要參加的大學生創(chuàng)新項目奠定基礎(chǔ)，進一步滿足在今后工作中的崗位發(fā)展需求。

同時，在針對學生的實驗課程教學中，要引導學生提升對文獻的查找能力，表達意識以及團隊之間的交流與合作，實現(xiàn)學生的全方面能力提升，并針對學生開展鼓勵性引導，讓學生更積極的開展探索性實驗，教師投入更多的心思完善課程內(nèi)容設(shè)計，不僅能夠讓學生對基礎(chǔ)知識有深入掌握，也能促進學生觀察能力、操作能力以及創(chuàng)新能力的發(fā)展，實現(xiàn)學生參與實驗學習的最大化價值，不斷發(fā)掘?qū)W生自身潛在的學習能力。生理學實驗課程中有關(guān)的內(nèi)容能夠為學生的課題提供直接的輔助效果，如結(jié)合光學、軟件控制、基因操作技術(shù)等，為學生的發(fā)展提供重要支持和保障。

四 結(jié)語

綜上所述，生理學實驗課程的教學目的在于促進學生的動手能力，實現(xiàn)學生在思維創(chuàng)新和綜合素養(yǎng)方面的提升。經(jīng)調(diào)查分析，學生不僅在實驗結(jié)果匯報方面沒有得到提升，在科技論文寫作方面的能力也沒有得到增強。進一步對生理學實驗課程進行建設(shè)與改革，讓學生不但接觸到更多的新知識，也讓學生掌握更多的學習資源和軟件，實現(xiàn)學生探究能力和實驗實踐能力的共同發(fā)展。