董 超 華

(青島農(nóng)業(yè)大學 生命科學學院，山東 青島 266109)

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“動物學”實驗的教學改革與實踐

董 超 華

(青島農(nóng)業(yè)大學 生命科學學院，山東 青島 266109)

青島農(nóng)業(yè)大學在“動物學”實驗課程教學改革過程中，通過開展專題性實驗培養(yǎng)學生的基礎實驗技能；開設綜合性實驗培養(yǎng)學生綜合利用知識解決問題的能力；開設設計性實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，建設了層層遞進的實驗教學體系，并通過強化考核保證了良好的教學效果。

專題性基礎實驗；綜合性實驗；設計性實驗；強化考核

“動物學”是生物類專業(yè)的基礎課。目前青島農(nóng)業(yè)大學的“動物學”課程分理論教學和實驗教學及動物學野外實習等幾部分，其中實驗教學主要開設與動物學理論教學相配合的基礎實驗，包括顯微鏡的使用、借助顯微鏡觀察原生動物的形態(tài)、結(jié)構及動物的組織、各類群代表動物的解剖及觀察等。教學目的是為了使學生更好地理解課堂所講授的理論知識，對理論知識增加感性認識并培養(yǎng)基本的實驗技能。這些實驗多為被動接受型實驗，教學模式相對單一，難以調(diào)動學生的積極性和主動性。學生在學習的過程中對動物學實驗熱情降低，進而發(fā)展到失去對所學專業(yè)的興趣，大大影響了學生后期專業(yè)課程的學習。

國內(nèi)外教學研究和教學實踐表明，開設設計性、綜合性實驗對于培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣、科學的思維方式及探索未知的能力起著關鍵的作用，同時也是學生獲取知識的有效途徑。目前，國內(nèi)重點農(nóng)業(yè)院校和綜合大學均已開設動物學綜合性實驗。如武漢大學開設動物生物學的綜合性實驗，將理論知識和實驗技能融匯貫通，使學生綜合運用多種基本實驗技能進行探索研究。武漢大學還通過開設自選性、設計性實驗來引導學生積極思考，培養(yǎng)學生的積極探索的意識和實踐創(chuàng)新能力[1]。東北農(nóng)業(yè)大學在“動物學”課程中開設綜合性實驗，將理論與實踐相結(jié)合，提高學生動手能力的同時，注重在實踐中強化對理論知識的掌握，并在實踐中應用所學的理論知識[2]。山東理工大學通過開設綜合性、探索性實驗，將驗證性實驗、綜合性實驗、探索性實驗有機結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[3]。深圳大學生命科學實驗中心調(diào)整實驗和實習兩類實踐課程，將經(jīng)典分類實驗與野外實習有機結(jié)合，并將過去的基礎實驗進行合并，開設綜合性實驗，在完成常規(guī)教學內(nèi)容的同時，擠出了大量課時實施研究性實驗，大大地提高了學生自己分析問題、解決問題的能力[4]。寧夏大學在驗證性實驗的基礎上, 開設了綜合性實驗, 并在課后適當?shù)亻_設自選性和設計性實驗, 突出了對基本技能的訓練和綜合運用現(xiàn)代生物技術的能力的培養(yǎng)[5]。

盡管目前各個高校都已經(jīng)開設了“動物學”綜合性和設計性實驗，但這些實驗的開設均將“動物學”作為生命科學的專業(yè)基礎課，以提高學生實驗興趣，培養(yǎng)學生動手能力、獨立解決問題及創(chuàng)新性思維能力為目標，卻忽視了“動物學”作為一門實用性學科的功能?！皠游飳W”不僅僅是生命科學的專業(yè)基礎課，同時還是專業(yè)性很強的實用性課程，在社會服務的諸多領域有廣泛的應用。比如環(huán)境保護、動物進出境檢疫、野生動物保護、動物資源研究等，都需要動物學的專業(yè)知識。在應用型特色名校的建設過程中，對培養(yǎng)應用型人才提出要求。意圖以應用型人才培養(yǎng)為導向，將動物學應用領域引入實驗教學中，精心設計綜合性實驗，并開展研究設計性實驗，培養(yǎng)學生的專業(yè)意識和專業(yè)思想，提高學生解決實際問題的能力，引導學生積極進行專業(yè)技能的學習。

1 開展專題性實驗培養(yǎng)學生的基礎實驗技能

經(jīng)典的動物學實驗以解剖觀察和顯微觀察為主，缺少探索性，學生只在實驗課開始的最初的幾堂課有興趣，以后興趣逐漸下降。針對這一問題，我們將獨立實驗設計成專題實驗，增加自主探索性的內(nèi)容，以提高學生專業(yè)興趣。比如，口腔上皮細胞觀察這一實驗，原有實驗僅僅制作口腔上皮細胞的裝片，并觀察口腔上皮細胞的形態(tài)，動手能力強的學生很快做完，并對類似實驗失去興趣。針對這一缺陷，我們對實驗內(nèi)容進行改進，將每個實驗都設計成一個小的探索項目，要求學生在90分鐘內(nèi)完成。在口腔上皮細胞觀察實驗中，我們提供多種組織細胞裝片供學生選擇，要求學生制作口腔上皮細胞裝片并至少比較5種動物組織細胞，找出它們的差異，并回答為什么會有這樣的差異以及這些差異對其功能的影響。帶著問題去探索觀察，使學生很容易掌握不同動物細胞的結(jié)構特點及其與植物細胞的結(jié)構差別。同時將原生動物的觀察結(jié)合進來，使學生掌握多細胞動物的細胞與單細胞的原生動物結(jié)構上的差別。在原生動物實驗中，要求學生比較不同生活環(huán)境下的原生動物的形態(tài)結(jié)構特點，不同生殖方式的原生動物的形態(tài)結(jié)構特點以及不同營養(yǎng)方式的原生動物的形態(tài)結(jié)構特點，最后再觀察不同生活環(huán)境、營養(yǎng)方式、生殖方式在結(jié)構上是否相協(xié)調(diào)，是否體現(xiàn)了環(huán)境影響生物、生物適應環(huán)境的特點，并由此引導學生思考生物進化的原理。針對每一個實驗我們都設計類似的問題，在設置問題的時候，注意問題和問題之間的邏輯銜接，使每個實驗都成為一個小的專題，這樣可以逐步培養(yǎng)學生在實驗中注重思考問題，以此來強化課堂的理論知識，加深理解。

2 開設綜合性實驗，培養(yǎng)學生綜合利用知識解決問題的能力

專題實驗利于培養(yǎng)學生的基礎實驗操作，鞏固、強化對理論知識的理解和掌握，但缺乏對知識的綜合利用能力的培養(yǎng)，所以我們又增加了綜合性實驗來培養(yǎng)學生利用現(xiàn)有知識解決問題的能力。

綜合性實驗的開設是訓練學生綜合運用多種實驗技能集中解決動物學某一方面科學問題的能力，并深化學生對動物學基本原理的理解和運用，學習運用基本實驗技能解決科學問題的思路和方法。

在這一實驗項目上，我們要求學生分為不同的小組，3人一組自選一個實驗項目在教師的指導下用課余時間完成。每個實驗項目都明確規(guī)定了實驗方案、詳細的實驗步驟；同時，每個實驗項目都包括了在專題性實驗里面學習的所有實驗技術，如顯微鏡的使用、生物制片技術、標本制作技術。比如草履蟲結(jié)合生殖觀察實驗中，要求學生自己去采集草履蟲，回來自己處理，培養(yǎng)，制片，觀察。整個實驗自主完成獲得規(guī)定的結(jié)果。三角渦蟲再生實驗，也要求學生自己采集渦蟲，培養(yǎng)，觀察，再生，制作切片，觀察組織結(jié)構。每個實驗項目都保證學生能夠?qū)W會用觀察的方法、描述的方法和實驗的方法。這些都是基本的動物學研究方法。在實驗進行過程中學生自主實驗，指導教師并不監(jiān)督，由學生自己利用學過的基本實驗技能參照實驗指導，在業(yè)余時間自主完成實驗，教師只負責必要的指導和檢查。綜合性實驗的特點就是實驗結(jié)果確定，只要按照實驗指導嚴格操作，即能得到規(guī)定的實驗結(jié)果。

3 開設設計性實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

專題性實驗和綜合性實驗培養(yǎng)了學生實驗操作技能和綜合利用知識的能力，而設計性實驗開設的目的是培養(yǎng)學生在被動接受基本實驗技能的學習及綜合性實驗訓練的基礎上，主動探索科學問題的能力，同時培養(yǎng)其專業(yè)興趣和創(chuàng)新性思維和意識。在實驗過程中，還可以培養(yǎng)學生的團隊合作能力和科學素養(yǎng)，同時體會到科學研究的艱辛和樂趣，為學生將來從事相關工作做好思想和技術準備。與基礎性實驗和綜合性實驗相比設計性實驗更加開放。指導教師只規(guī)定實驗項目和實驗目的，其余所有任務均由實驗小組獨立完成，包括實驗的設計、準備、操作以及實驗論文的撰寫，教師僅在學生需要的環(huán)節(jié)提供必要的輔導。比如我們設置了斑馬魚的人工繁殖/受精及胚胎發(fā)育與觀察、蝦體色調(diào)節(jié)分析、小鼠學習和記憶能力探索等20個實驗項目供學生自主選擇。在小鼠學習和記憶能力探索項目中，學生的自主探索能力得到充分發(fā)揮，設計了各種各樣的迷宮，以及多樣化的實驗方案。設計性實驗的開展有效地調(diào)動了學生的學習積極性和學習熱情，培養(yǎng)了學生自主探索未知的能力。

4 強化考核，保證良好的教學效果

盡管在實驗內(nèi)容上豐富了，但并不能保證大多數(shù)學生都能認真地做這個實驗，所以考核方式就是作為一種強制性手段來保證教學效果和教學效率。基礎性實驗采取實驗考試的方式進行，其中，基本實驗操作100分，共設6個實驗項目，包括顯微鏡的使用、生物制片、軟體動物解剖及內(nèi)部結(jié)構識別、節(jié)肢動物解剖及形態(tài)結(jié)構識別、魚類動物解剖及形態(tài)結(jié)構識別、鳥類動物解剖及形態(tài)結(jié)構識別。每個實驗項目10分，共計60分，實驗理論20分，平時成績?yōu)?0分。這一考核方式保證了基本實驗操作的質(zhì)量。

綜合性實驗在考核時不考慮實驗操作，只要求實驗結(jié)果。比如草履蟲結(jié)合生殖這一實驗，要求學生提供制作良好的草履蟲結(jié)合生殖裝片3份即算通過，而裝片的質(zhì)量決定成績的高低。渦蟲再生實驗則要求提交渦蟲再生后的渦蟲及相應的實驗照片。根據(jù)實驗項目的不同，指導教師規(guī)定提交實驗結(jié)果的形式，并在選題之前與實驗選題一起公布，由學生自由選擇。為避免學生集中選題，每個實驗題目要綜合考慮實驗操作的難易程度與趣味性進行合理設置。綜合性實驗的實驗結(jié)果是確定的，要求每個小組的學生根據(jù)所做實驗結(jié)果寫出詳細的實驗報告。實驗報告中除了包括實驗目的、實驗原理、實驗材料及器具等這些規(guī)定的內(nèi)容外，強調(diào)了實驗結(jié)果和實驗討論部分。實驗結(jié)果部分，針對每個不同的實驗，都需要有相應的清晰照片及說明，或具體的實驗數(shù)據(jù)及說明。討論部分，對于實驗中出現(xiàn)的一些特殊現(xiàn)象要求給出合理的討論和解釋。每份實驗報告按百分記，其中實驗結(jié)果35分，討論部分25分，實驗動手能力20分，參與度10分，實驗報告的規(guī)范性5分，實驗態(tài)度及表現(xiàn)5分。試驗結(jié)果和討論得分為每個實驗小組各組員的共同分，實驗動手能力、參與度，實驗報告的規(guī)范性、實驗態(tài)度及表現(xiàn)均為各成員個人得分。

設計性實驗的考核要求由兩部分組成：一部分為實驗論文，一部分為課題實驗結(jié)果匯報。論文要求按研究論文的格式撰寫，包括題目、摘要、引言、材料與方法、結(jié)果與分析、討論與結(jié)論、參考文獻等七部分。論文得分按50%計入最后總成績。實驗結(jié)果匯報，采用PPT形式，由各小組互相打分，最終加權平均按30%計入最后總成績。實驗動手能力及參與度占15%，實驗態(tài)度及表現(xiàn)占5%。實驗的進行與論文的撰寫嚴格按照學術規(guī)范進行，以便對學生進行規(guī)范的學術訓練。研究論文和研究結(jié)果是評定課程成績的主要依據(jù)。

總之，針對之前動物學實驗教學過程中遇到的問題，有針對性地進行改進，同時開設綜合性實驗和設計性實驗，有效地提高了學生的專業(yè)興趣和積極參與實驗的熱情，保證了實驗教學的質(zhì)量和教學效率。在執(zhí)行過程中還有一些問題尚待解決，以及動物學實驗課的課時不足，導致了學生大量占用業(yè)余時間進行實驗。學生業(yè)余時間做實驗，要求實驗室增加開放時間，這給實驗室的管理帶來了很大的挑戰(zhàn)。這些問題都需要在實踐中逐步解決。但綜合性設計性實驗的開展大大地提高了學生專業(yè)興趣，開拓思維，增強動手能力，是一個確定無疑的實驗教學發(fā)展方向。

[1]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—23.

[2]陳懷俠,蔡火操,黃建林,李躍英.設計性實驗教學的實踐與思考[J].實驗技術與管理,2006,23(11):105—107.

[3]陳艷珍,王衍喜,張錄強.動物學實驗教學改革探索[J].四川動物,2005,24(2):237—239.

[4]汪安泰.動物學實驗教學改革探索[J].實驗技術與管理,2006,23(12):119—122.

[5]張大治,趙紅雪,楊貴軍,張顯理,杜天奎,陳志國.《普通動物學》實驗教學改革探討[J].高等教育研究,2008,25(1)：43—45.

責任編輯：富春凱

10.3969/j.issn.1674-6341.2015.06.039

2015-09-08

動物學綜合性、設計性實驗的設計與教學實踐(編號：XJG2013132)

董超華(1972—)，男，內(nèi)蒙古人，博士，副教授。研究方向：生化與分子生物學。

G642.0

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1674-6341(2015)06-0083-02