實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)模式在農(nóng)業(yè)院校動(dòng)物生理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

巨向紅，雍艷紅，陳進(jìn)軍

(廣東海洋大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)系，廣東湛江 524088)

摘要在動(dòng)物生理學(xué)課程課時(shí)數(shù)不斷減少，課容量持續(xù)加大的矛盾背景下，針對(duì)學(xué)生普遍對(duì)動(dòng)物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課興趣濃厚而對(duì)理論課關(guān)注度不夠的現(xiàn)象，探索出了先觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再組織理論教學(xué)來(lái)揭示生命現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)在本質(zhì)的教學(xué)方法，命名為“實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型”教學(xué)模式。從該模式產(chǎn)生背景、思路、實(shí)證和保障等方面闡述了這一教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高動(dòng)物生理學(xué)的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型；動(dòng)物生理學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)S-01

作者簡(jiǎn)介巨向紅(1977-)，男，甘肅涇川人，副教授，博士，從事畜禽應(yīng)激性致病機(jī)理研究。

收稿日期2015-06-23

The Practice of Driven by Experiments Method in Animal Physiology of Agricultural Institutions

JU Xiang-hong, YONG Yan-hong, CHEN Jin-jun (Department of Veterinary Medicine, Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088)

AbstractTeachers must present an extended information as more as possible during limited course period in Animal Physiology. It was found that students have a stronger interest to experiment course, but not to theoretical course, a method named Driven by Experiments Method was developed, in which we conducted physiology experiments before correlated theoretical knowledge presented. This paper aimed to introduce the method from 4 aspects, including the developmental background, idea, example of using and methods of ensure. Thus, we hope to improve the teaching effect of Animal Physiology.

Key words Driven by experimental phenomena; Animal Physiology; Teaching reform

動(dòng)物生理學(xué)是動(dòng)物醫(yī)學(xué)、動(dòng)物科學(xué)和水產(chǎn)養(yǎng)殖等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，是學(xué)生專(zhuān)業(yè)理論學(xué)習(xí)和專(zhuān)業(yè)技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。但隨著高等教育大眾化的持續(xù)推進(jìn)，學(xué)生能力、素質(zhì)層次不齊，給教學(xué)工作提出了前所未有的難題[1]。加之社會(huì)對(duì)涉農(nóng)專(zhuān)業(yè)的普遍偏見(jiàn)，使動(dòng)物醫(yī)學(xué)、動(dòng)物科學(xué)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)可度普遍較低，學(xué)習(xí)興趣不高。即使是有畢業(yè)后從事本專(zhuān)業(yè)方向計(jì)劃的學(xué)生，也認(rèn)為該課程不是專(zhuān)業(yè)課而厭學(xué)現(xiàn)象嚴(yán)重。如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性，從而為后續(xù)課程的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)，是動(dòng)物生理學(xué)課程教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)。就此，筆者嘗試了多種教學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)先開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，再組織課堂理論學(xué)習(xí)，讓學(xué)生帶著弄清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象機(jī)理的“好奇心”進(jìn)入課堂，能明顯提高其在課堂中的專(zhuān)注度和參與感，暫將該方法命名為“實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型”動(dòng)物生理學(xué)教學(xué)方法。

1實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法形成

1.1動(dòng)物生理學(xué)課程的特點(diǎn)動(dòng)物生理學(xué)是生物科學(xué)的一個(gè)分支，是側(cè)重研究正常動(dòng)物有機(jī)體機(jī)能活動(dòng)規(guī)律的一門(mén)科學(xué)，是生命科學(xué)的核心。該學(xué)科旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一、局部與整體統(tǒng)一、機(jī)體與環(huán)境統(tǒng)一的觀(guān)點(diǎn)，辨證地觀(guān)察、分析和解決生命現(xiàn)象有關(guān)問(wèn)題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程及從事畜牧獸醫(yī)有關(guān)工作打下良好基礎(chǔ)。另一方面，動(dòng)物生理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，其所有的理論知識(shí)及對(duì)生命現(xiàn)象的揭示過(guò)程都建立在大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上。 該課程的教學(xué)不僅要讓學(xué)生了解已有的理論知識(shí)，還讓學(xué)生學(xué)會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀(guān)察，來(lái)探索未知生命現(xiàn)象的可能規(guī)律。這就要求學(xué)生既要掌握動(dòng)物生理學(xué)的理論知識(shí)，也要學(xué)會(huì)探索未知世界，從而提高理論水平和動(dòng)手能力。

1.2實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法的背景針對(duì)動(dòng)物生理學(xué)教學(xué)的主體和現(xiàn)狀，很多教學(xué)工作者做了大量教學(xué)方法和手段的改革嘗試。如語(yǔ)言形象直觀(guān)教學(xué)法，即教師在授課時(shí)，合理應(yīng)用生動(dòng)的語(yǔ)言和形象的描述，讓復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)明化，使學(xué)習(xí)知識(shí)更加容易理解和掌握[2]。而多媒體輔助教學(xué)法是用課件中大量的視聽(tīng)信息沖擊學(xué)生的思維興奮點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，加深學(xué)生的理解與記憶，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的思維能力[3]。PBL (Problem-Based Learning)教學(xué)法則強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、討論問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程[4]。還有讓學(xué)生和教師角色互換的角色轉(zhuǎn)換法及案例教學(xué)法等[5]。這些教學(xué)方法都取得了一定的成效，但本課程內(nèi)容信息量大，理論知識(shí)抽象、枯燥、不易理解記憶，加上課程的小型化，動(dòng)物生理學(xué)難教與難學(xué)的問(wèn)題仍然沒(méi)有很好解決。而且不同層次高校面對(duì)的教學(xué)主體不同，必須探索針對(duì)于自身特點(diǎn)的教學(xué)方式。

1.3實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法的思路興趣是最好的老師。我國(guó)古代大教育家孔子曾說(shuō)，“知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者”，可見(jiàn)興趣對(duì)學(xué)習(xí)的引領(lǐng)、加強(qiáng)作用。作為教師要使學(xué)生在學(xué)習(xí)動(dòng)物生理學(xué)知識(shí)過(guò)程中，變枯燥為興趣，變興趣為樂(lè)趣，從而主動(dòng)、積極地學(xué)習(xí)[6]。在多年的動(dòng)物生理學(xué)教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的積極性遠(yuǎn)高于理論課。如在實(shí)驗(yàn)課的前幾天，學(xué)生會(huì)主動(dòng)咨詢(xún)有關(guān)下一次實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)并撰寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)課中，即使是那些在理論課上專(zhuān)注度不高的學(xué)生，也能積極參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程。另一方面，在期末考試中，筆者常在論述題中出一道這樣的題目“談?wù)勀鷮?duì)動(dòng)物生理學(xué)的學(xué)習(xí)體會(huì)和教學(xué)改革的建議”，絕大部分學(xué)生會(huì)提出希望增加實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)和增加實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)量等建議。而在學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)留言中，也基本表達(dá)出實(shí)驗(yàn)課程有趣而理論課程無(wú)聊的觀(guān)點(diǎn)。

如何將學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的熱情“嫁接”或“移植”到理論課的學(xué)習(xí)中，從而提高課堂教學(xué)效率和效果，是一個(gè)值得探索的問(wèn)題。眾所周知，所有科學(xué)問(wèn)題都是作為“閉盒(Closed box)”問(wèn)題開(kāi)始的，若干可供選擇的結(jié)構(gòu)被密閉在“閉盒”中，研究它們的唯一途徑是利用閉盒的輸入和輸出。這里的“閉盒”即為“黑箱”，它是指科學(xué)研究中一類(lèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法打開(kāi)或無(wú)法清楚展示和認(rèn)識(shí)的系統(tǒng)[7]。“黑箱”在動(dòng)物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中普遍存在?？紤]先給學(xué)生建立“黑箱”，再利用他們對(duì)“黑箱”的好奇心，激發(fā)起學(xué)習(xí)生命活動(dòng)規(guī)律的興趣。筆者嘗試了先開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課，再組織與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的理論課，即實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)組織方式，能明顯提高學(xué)生在理論課上的專(zhuān)注度。

2實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型方法的實(shí)證

筆者為動(dòng)物生理學(xué)設(shè)計(jì)了9個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括了“血細(xì)胞計(jì)數(shù)”、“離體蛙心灌流”、“心血管活動(dòng)的神經(jīng)體液調(diào)節(jié)”、“心電圖的描記”、“呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)”、“小腸平滑肌的運(yùn)動(dòng)特性”、“尿液生成的調(diào)節(jié)”、“小鼠能量代謝率的測(cè)定”和“脊髓反射的基本特征和反射弧分析”。這些實(shí)驗(yàn)基本涉及生理學(xué)各章中比較抽象、不易理解的生命現(xiàn)象。現(xiàn)以“離體蛙心灌流”和“尿液生成的調(diào)節(jié)”為例，闡述實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法的運(yùn)用過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)前，教師先概述一下基本理論和過(guò)程，并演示青蛙的固定，心臟的暴露、插管和離體過(guò)程，然后由學(xué)生自主制作自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并分別添加Na+、K+、Ca2+、腎上腺素和乙酰膽堿等，生物信號(hào)采集系統(tǒng)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一定濃度的腎上腺素、Ca2+可使心肌收縮幅度增大，而 Na+、K+及乙酰膽堿將減低心肌收縮幅度。但學(xué)生并不理解體液因子如何引起心肌收縮幅度以及心率的變化。學(xué)習(xí)主動(dòng)的學(xué)生會(huì)通過(guò)查閱網(wǎng)絡(luò)資源或教材去尋找答案。到理論課上，教師先與學(xué)生一起回顧實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，再引申到心肌細(xì)胞的構(gòu)成及電生理特征，如自律細(xì)胞的靜息點(diǎn)位、動(dòng)作電位發(fā)生過(guò)程。提示學(xué)生當(dāng)蛙心灌入K+離子后，會(huì)使心肌細(xì)胞的靜息電位降低，動(dòng)作電位的去極化幅度下降是收縮幅度下降的主要原因。這不僅滿(mǎn)足了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的“好奇心”，也了解了心臟的電生理特征。

在“尿液生成的調(diào)節(jié)”實(shí)驗(yàn)中，教師演示后，學(xué)生分組制作出家兔的在體膀胱插管模型，并與生物信號(hào)采集系統(tǒng)的記滴器連接，觀(guān)察耳緣靜脈注射不同藥物對(duì)尿液生成的影響。結(jié)果顯示，注射葡萄糖、呋塞米和乙酰膽堿后尿液生成增多，而注射ADH和腎上腺素后尿液生成減少，而且在注射葡萄糖后尿液中尿糖鑒定呈陽(yáng)性。這是生理學(xué)實(shí)驗(yàn)中的又一個(gè)“黑箱”。在組織理論課時(shí)，先回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，激發(fā)學(xué)生興趣，再針對(duì)尿液生成調(diào)節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，將葡萄糖與腎糖閾、糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)及原尿的重吸收等知識(shí)點(diǎn)結(jié)合；將ADH與小管液中水的重吸收結(jié)合；將腎上腺素和乙酰膽堿與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)和植物性神經(jīng)的支配結(jié)合。這就很好地將“乏味”的理論知識(shí)與“可見(jiàn)”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象貫通，以學(xué)生的“好奇心”為載體，既增加了課堂的趣味性，也提高了學(xué)生的專(zhuān)注度。

3實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法的保障

生命科學(xué)的發(fā)展日新月異，動(dòng)物生理學(xué)教學(xué)面臨課時(shí)數(shù)不斷減少而課容量持續(xù)加大的問(wèn)題，傳統(tǒng)教學(xué)方式不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法是針對(duì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課興趣濃厚而對(duì)理論課關(guān)注度不高的現(xiàn)實(shí)，擬實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)驗(yàn)的聯(lián)動(dòng)而提高課堂教學(xué)效果。這就對(duì)教師、學(xué)生和實(shí)驗(yàn)條件都提出了更高的要求。教師必須有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，有寬廣的知識(shí)面，能制作出包含文字、圖象、圖形、聲音和動(dòng)畫(huà)的高質(zhì)量多媒體課件，并能形象化地傳授知識(shí)，把最新的研究動(dòng)態(tài)融入課堂教學(xué)內(nèi)容中。另外，老師在傳授給學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，要有“樹(shù)人”的意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生積極向上、奮力拼搏，樹(shù)立正確的人生觀(guān)和價(jià)值觀(guān)。學(xué)生也要做到實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，積極參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程，思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)在原因和完成高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)條件方面，要不斷引進(jìn)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，力爭(zhēng)提高實(shí)驗(yàn)的成功率[8]；增加實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)量，增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)。

4實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法的效果

通過(guò)近幾年對(duì)該教學(xué)方法的引用，明顯感覺(jué)到課堂氣氛更活躍了，學(xué)生提問(wèn)的積極性更高了，對(duì)探索未知世界和從事科學(xué)研究的興趣更濃了。當(dāng)然，不同層次、不同門(mén)類(lèi)的高校，動(dòng)物生理學(xué)教學(xué)可能都有其自身的特點(diǎn)。而實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法還要在實(shí)踐中不斷完善和發(fā)展，以更好地滿(mǎn)足新時(shí)期對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的新要求。

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