基于能力提升的魚類生理學立體化教學模式與實踐

辛天蓉 夏 斌

（南昌大學生命科學學院，江西南昌 330031）

魚類生理學是南昌大學水產養殖學專業的一門核心課程，它系統介紹魚類在不同環境條件下體內系統的生理功能特點和變化情況，與環境保護、醫藥衛生、生物工程等方面聯系密切，并與魚類養殖生產實際緊密相關。按照培養方案，該課程要求畢業生實現的能力主要有自主學習、自我發展能力，獲取、應用知識能力。然而，由于課程所涉內容繁雜、概念抽象、理論性強，加之課時緊張、教學創新不足，學生普遍反映課程難學、枯燥，能力提升效果差[1]。在國家提出“全面發展，突出專長，提升能力”人才培養目標的大背景下，創新教育理念、借力信息技術、優化教學設計、改進評價方式，構建魚類生理學課程立體化教學模式，提升學生專業能力，是一線任課老師必須正視并有效突破的現實課題。

1 魚類生理學課程特點及教學現狀

1.1 魚類生理學課程的特點

1.1.1 知識面廣。魚類生理學作為動物生理學或比較動物生理學的一個重要分支學科，其內容與環境保護、醫藥衛生、生物工程、生理生化等多學科知識相關聯，涉及知識面廣。加之生理學課程具有理論性強、概念抽象、機制多元等共同特征，部分學生對該課程望而生畏。

1.1.2 內容繁多。魚類是脊椎動物中種類數量最多、生物多樣性最為復雜的類群，其身體各個器官特點和生理功能都會隨著生態環境改變而出現適應性變化，這就導致該門課程體系龐大、內容分散復雜，學生理解和掌握相關知識點都存在較大難度[2]。

1.1.3 理論性強。魚類生理學課程的教學體系以魚類的基本結構和生命活動規律為基礎，以魚類的器官系統為主線，系統闡釋魚類在各種生態環境下，身體各個器官系統的生理功能、特點和適應變化的情況。這些內容具有重要的學術理論意義，有助于闡明動物界特別是脊椎動物各種組織器官及其生理功能在長期進化過程中形成及發展的規律。其中重難點多，理論性較強。

1.1.4 課時偏少。南昌大學魚類生理學課程選用林浩然院士編著的十一五規劃教材，全書75 萬字，包括營養生理、攝食和消化生理、呼吸生理、代謝與生長、血液和血液循環生理、排泄和滲透壓調節、生殖生理、內分泌生理、免疫、神經生理、感覺器官及其生理功能共11 章內容[3]。在培養方案中，該課程設置32 計劃學時。在現有課程體系下，即使不因法定節假日耽擱任何一節課，也難以完成全部教學內容。

2 魚類生理學課程的教學現狀

在傳統的教學模式下，魚類生理學課程的理論教學主要是通過“教師在課堂上講解、學生課后自主消化”的基本方式推進。受教學內容與課時矛盾的影響，課堂上基本呈“滿堂灌”之勢。教師授課時對基礎知識的重視程度高，但忽視了互動性、創新性等教學模式的運用，對學生的科研思維和創新能力培養不足。在教學效果層面，由于師生互動少、教學互促不足，教學主要局限于課堂內。學得好的同學獲得肯定評價不充分、不及時，學得差的同學得不到及時反饋和輔導，易喪失學習興趣，故整體教學效果欠佳。在實驗教學方面，傳統教學模式下也存在著實驗項目層次性安排不合理，基礎性、驗證性實驗有余，綜合性、設計性實驗不足，學生的個性化創新能力培養不足；實驗小組成員分工隨意、過程管理不嚴，學生的團隊精神和綜合能力培養欠缺。

3 魚類生理學課程立體化教學模式構建

立體化教學模式是以課程教學為抓手、以專業能力為核心、以教學平臺為助力，綜合運用所有教育資源和手段，立體化、全方位融“教—學”于一體，關注創新與運用的教學模式。立體化教學模式將教學藝術與教學科學完美結合在一起[4]，它以信息技術為助力[5]，因其對學生主體地位的強調，使其在制定教學方案時能夠充分與學生的實際結合起來，更能夠切合學生對于學習內容的要求[6],具有提升學生開創性思維的效用[7]。遵循立體化教學的基本原理，結合魚類生理學課程特點，綜合利用學校各方有益資源，在前期調查研究數據支持下，本課程教學團隊從理論教學、實驗教學、課程評價3 個維度，構建了該課程的立體化教學模式。

3.1 魚類生理學理論教學立體化建設

魚類生理學理論教學立體化建設遵循以下基本理念：以學生為根本，以教學資源多維立體化為基礎，以教學過程開放、交互、共享為支撐，以培養能力、增強實效為目標。具體實施路徑如下。

3.1.1 搭建立體化的教材體系。教材是理論教學的基本“硬件”。立體化教材體系立足傳統紙質教材，以課程內容體系為中心，借助多形式、多層次、多場景的教學資源和教學服務，形成內容結構匹配、功能形式互補、優質資源共享的教材資源有機體。教材具體包括權威教材、主要參考書目、CAI 課件、電子教案與講稿、課程教學視頻、電子圖書、在線試題庫、課程微信群動態教學資料等，這些教材資源功能各異，但又相輔相成。

3.1.2 重組模塊化的教學內容。魚類生理學能夠讓學生了解魚類組織結構特征及其生命活動規律，培養學生運用生理學原理和研究方法解釋魚類生命活動現象的能力，從而更好地為學習水產養殖專業其他課程奠定基礎。該課程的指定教材包括11章，內容抽象、概念繁雜。為了拓展和優化魚類生理學的教學內容，激發學生創新意識，教學團隊基于“模塊”設計理念，借助立體化的教材體系適當調整課程內容的先后順序，將原有教學內容分解重組形成魚體的物質代謝與能量轉換、魚類的生殖和發育生理及其調控、魚類的應急反應與免疫應答、魚類生理功能的神經和體液調節4 大模塊。同時，基于學科研究前沿動態，采用比較和綜合方式，拓展學科“新知識”，更新“舊知識”，使課程知識更加動態化、層次化、立體化。這既凝練了教學內容，又提升了教學效果[8]。

3.1.3 優化“導學+精講”式的教學設計。首先，在課堂教學前教師先簡要概括本章核心概念，畫出圍繞核心概念的課程結構圖，并通過學校網絡教學平臺、班級微信群等形式提前推送給學生，幫助其建立知識框架，同時提出教學目標和要求。其次，在講授新課之前，改變由教師對上節課內容簡單回顧的傳統做法，由學生回顧復述上節課的主要內容，幫助學生形成知識主線和知識框架。另外，在核心概念的講授過程中，提出學生感興趣且互動性強的問題，既可激發學生學習的積極性與主動性，又能讓學生對知識點產生深刻印象，便于其理解和長期記憶。最后，每章結束后，要求學生圍繞核心概念對章節內容進行總結并畫出思維導圖，將較為復雜知識以簡單清晰的脈絡展現出來，這樣不但可以提升學生注意力、記憶力與思維能力，更能夠啟發學生聯想力與創造力。

3.1.4 融合“網下+網上”二元化教學空間。借助學校網絡教學平臺示范工程項目，通過加強魚類生理學網絡課程的建設和應用，彌補課堂教學課時較短的局限。可利用本校的超星網絡教學平臺，上傳教學內容課件、教學錄像、要點提示、配套作業、復雜疑難知識點的關聯視頻和三維動畫、補充性拓展資料等，將魚類生理學抽象的理論內容和實驗內容形象、生動、科學地展示給學生，從而有效強化學生的感性認識，實現學生自主式學習為主的教學目標。為滿足學生主體性學習的需求，需構建理論知識掌握與能力訓練相結合的網絡學習平臺。平臺需充分體現以學生為主體、以老師為主導的思想，提倡自主學習，培養其創新精神。魚類生理學網絡課程平臺分為八大模塊：課程主頁、各章內容、復習題、實驗指導、教學大綱、相關鏈接、參考文獻和在線留言。復習題是網絡課程具有重要特色的模塊，在這個模塊內編制了四大類型的復習題：填空題、選擇題、普通名詞解釋和問答題，構成較全面的在線自評自測系統；實驗指導中部分實驗內容則通過虛擬現實將實驗步驟和過程科學準確地展示出來，用于學生實驗前的預習；參考文獻將介紹魚類生理學的國內外最新相關資源和相關網站，可讓學生獲得最新的魚類生理學知識；在線留言則將實現學生與學生、教師與學生和教師與教師間的線上及時交流。

3.2 魚類生理學實驗教學立體化設計

魚類生理學是一門以實驗為基礎的學科，其諸多知識和理論都建立在大量實驗驗證的基礎之上。因此，立體化的實驗教學設計是魚類生理學立體化教學模式不可獲缺的部分。為此，主要從以下方面著手實施。

3.2.1 強化實驗教學中的理論指導，提升學生理論分析能力。在長期的教學中，筆者發現學生在實驗時只是機械地按實驗步驟操作，很少對實驗過程深入思考，無法對理論知識再理解并升華，不利于調動學生的學習主動性及思維能力的提高。為此，在實驗過程中，筆者要求學生把每一步的基本原理和操作條件都作說明,指導老師以設置問題的形式引導學生思考，使學生通過實驗既能掌握基本操作，又能把握涉及的基本原理及實驗操作條件。

3.2.2 優化實驗項目層次安排，提升學生創新能力。目前，學校魚類生理學課程安排了32 學時，教學時間相對有保障。為了培養學生的創新能力，筆者將實現項目劃分為基本理論實驗、經典性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和仿真性實驗[6]。在實驗項目計劃安排上，以講清楚實驗目的和原理為基礎，引導學生設計綜合性實驗證經典理論，鍛煉其綜合運用知識的能力；可鼓勵學生根據所學知識設置新的實驗參數或實驗過程，通過分析不同實驗結果探索實驗原理；也可結合課程理論知識，聯系課程團隊科研課題，吸納部分動手能力強、科研興趣高的同學加入課題組，指導學生開展設計性、仿真性實驗[9]。

3.2.3 細化實驗組織安排，構建立體化實驗教學體系。首先，在實驗過程安排上，形成“教—學”線上、線下聯動機制，發揮實驗小組主體功能。教師每次實驗課前在網絡教學平臺發布問題，要求學生結合問題通過查閱文獻自主設計實驗方案。通過選舉組建固定化的實驗小組，各組在協調、自我管理的基礎上共同完成試驗方案制定、實驗耗材和藥品的申領、實驗試劑的配置、試驗方案的執行、實驗結果討論分析和總結，培養學生的團隊協作和思考分析能力。其次，在實驗時空利用上，綜合利用課余時間，集中實驗課、在研的科研項目實驗組等實驗條件和資源。對于個別基礎性實驗，布置學生課外自行組織完成；利用相對充足的實驗課時，組織同學在公共實驗室完成大多數實驗項目；對于部分設計性、仿真性實驗，結合教師在研科研項目，由團隊教師和研究生指導部分動手能力強、科研興趣高的同學在專業實驗室完成。通過上述綜合舉措，形成多層次、立體化的魚類生理學實驗教學體系，使整個過程中學生處于自主學習狀態，使其學習目的明確、創造性思維活躍，調動學習興趣和創造力。

3.3 魚類生理學課程考評的立體化設計

科學合理的考評體系是保證課程教學和人才培養實效的重要支撐。立體化教學模式效能的全面發揮離不開課程考評體系的改革和完善。對此，筆者做了如下嘗試。

3.3.1 建立以形成性評價策略為指導的過程考評體系。過程和結果是密切關聯的2 個基本范疇，合理的過程評價對于實現滿意的結果至關重要。形成性評價即讓考察、評價貫穿整個課程教學，方式上也更加隨機、靈活。魚類生理學課程的過程考評指標主要包括課堂學習狀態、平時作業情況、階段性任務的執行情況、實驗報告完成情況以及小組合作學習情況等。教師應將這些過程評價指標及其權重在第一次理論課堂教學時明確告知學生。

3.3.2 構建以多元化評價指標為要素的結果考評體系。在結果評價上，筆者嘗試改變學生最終成績由平時成績、理論成績和實驗成績3 個基本單元組成，在每個評價單元設置多元化評價指標要素。例如，平時成績占總評成績的15%，總分以100 分計，由考勤（30 分）、作業（40 分）、課堂討論（10 分）、在線互動（15 分）、其他（5 分）構成；理論成績占總評成績的60%，通過期中（占40%權重）和期末（占60%權重）2 次卷面考試成績綜合評定；實驗成績占總評成績的25%，總分以100 分計，由實驗準備10 分（含實驗預習4 分，實驗基本理論4 分，出勤與紀律2 分）、實驗過程60 分（含動手積極性10 分，實驗技術路線10 分，操作規范性10 分，觀察、記錄和處理能力20 分，清場處理10 分）、實驗報告30 分（含書寫報告內容10 分，結果表達10 分，分析討論10分）。

通過上述過程評價中的形成性評價策略和結果評價階段多元化指標體系，構建魚類生理學課程考評體系的立體化模式。

4 結論

立體化教學模式符合現代教學理念，契合新時代大學生學習特點和能力培養要求。魚類生理學課程立體化教學模式在南昌大學水產專業部分班級運用后，課程教學效果和學生綜合能力都明顯高于對照班級。在學生網上評教中，該課程獲得了98.8 分的高分，位居全校課程網上評教前10%，該門課程也連續多年榮獲學校授課質量優秀獎和優秀提名獎。三年間該班同學先后獲校級、省級、國家級大學生創新項目立項8 項，在全國大學生生命科學創新創業大賽中獲得二等獎和三等獎各6 項，全國大學生生命科學競賽獲得二等獎和三等獎各1 項，“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽二等獎和三等獎各3 項等。實踐證明，立法化教學模式既能有效提高課程教學效果和學生專業能力，也有利于提高教師運用現代化教學手段的水平，值得在今后的課程教學實踐中不斷推廣和完善。