王春秀,韓雪蕾,孫桂榮,王克君 (河南農(nóng)業(yè)大學動物科技學院,河南鄭州 450046)
家畜繁殖學是農(nóng)林院校畜牧類動科專業(yè)的必修專業(yè)課,該課程的學習為學生今后從事家畜繁育提供知識積淀,而家畜繁殖學實驗課是對理論課的重要補充,是對實踐原理的驗證,也是生產(chǎn)技術(shù)的實踐操作,其特點是與活體動物相結(jié)合開展相應(yīng)實驗,是實踐性極強、與生產(chǎn)實踐結(jié)合極其緊密的一門實驗課。因此,該實驗課要求學生掌握動物繁殖應(yīng)具備的操作技能和注意事項,制訂有效的繁殖技術(shù)措施,使母畜保持較高的繁殖力,從而提高生產(chǎn)效益。為學生畢業(yè)工作后從事生產(chǎn)一線的動物繁殖方面的工作打下堅實基礎(chǔ)。該研究從河南農(nóng)業(yè)大學家畜繁殖學實驗課教學改革實際出發(fā),對該課程教學存在的問題進行分析和總結(jié),以期為相關(guān)課程實驗教學提供參考。
目前河南農(nóng)業(yè)大學家畜繁殖學課程總學時56學時,其中理論學時36學時,實驗課學時20學時,傳統(tǒng)安排10個實驗(表1)。這10個實驗均需要提前對實驗材料進行處理,因活體處理時間較長,由實驗課教師完成實驗課的前期處理,課堂上,教師講解操作流程以及操作注意事項,學生做最后一步實驗,由于受到學時的限制,科研性實驗變?yōu)轵炞C性實驗和模仿性實驗,這種教師為主導(dǎo),學生參與最后一步的課程設(shè)計,跟不上時代發(fā)展的需求。由于學生無法親自動手操作,降低了對實驗的積極性和主動性。如小鼠的促性腺激素的測定以及效應(yīng)分析,分析不同濃度的促性腺激素對小鼠子宮的影響,需要實驗開始前72 h對小鼠注射不同濃度的激素處理。小鼠飼養(yǎng)和激素注射均由實驗教師完成,學生無法參與前期的實驗準備,只是對小鼠做致死處理,進行子宮采集和對比實驗,得出實驗結(jié)果。因為沒有參與對小鼠的激素注射、飼養(yǎng)管理等環(huán)節(jié),缺少親身的實踐,自己再去做該課題,往往無法下手。學生缺乏自主性,沒有創(chuàng)新精神,也沒有掌握到真正的技術(shù),而且容易對實驗失去興趣,只有改變這種傳統(tǒng)的實驗教學現(xiàn)狀,才能與時俱進地學到本領(lǐng)。
表1 原有實驗課安排Table 1 The original experimental class arrangement
理論課上課過程中,教師向?qū)W生傳授最新的繁殖技術(shù)和理論,讓學生對家畜繁殖領(lǐng)域的最新研究成果有所了解。但實驗課受教學經(jīng)費和儀器更新的影響,一些實驗項目采用的還是傳統(tǒng)的實驗方法,如冷凍精液的制作、保存和解凍的實驗,其傳統(tǒng)步驟為采精、精液稀釋、甘油平衡、制作、凍精收集、點數(shù)、標記、冷凍保存等。從采精到冷凍保存,每個環(huán)節(jié)均需要進行精液品質(zhì)檢查,步驟復(fù)雜,一次性保存的精液數(shù)量有限,在實際生產(chǎn)中,該方法已經(jīng)被淘汰。新的方法是利用細管灌裝技術(shù),選用0.5 mL的試管,一次可以保存數(shù)百支甚至上千支精液,大大提高了效率,節(jié)約了時間和資源。理論課堂教師介紹新的科學方法,但在實際實驗課中由于各種原因無法用到,影響到教學效果。如果理論和實驗課能同步,新技術(shù)與方法能在實驗課中得以運用,學生則既能夠加強動手操作,也能夠增長見識、提高能力。
繁殖學實驗不同于其他學科實驗,是一門實踐性極強的實驗,實驗材料是活體動物,注重實踐操作,否則無法掌握相關(guān)理論和技術(shù)要點。如母畜直腸檢查的實驗,這個實驗為母畜的發(fā)情鑒定、人工授精、妊娠診斷和某些類型的生殖器官疾病的檢查與治療打下基礎(chǔ),開展該實驗需要有馬、驢、牛等活體實驗動物,但現(xiàn)在很多高校在市區(qū),市區(qū)內(nèi)不能養(yǎng)殖畜禽等動物,實驗基地一般在郊外,有些單位沒有相關(guān)的實驗基地,即使有基地,可用于直腸檢測的動物養(yǎng)殖數(shù)量也很少。進行直腸檢查操作時,如果母畜固定不好,可能受驚嚇,容易造成人員受傷,遇到母畜不配合,操作起來非常困難,既要小心謹慎避免腸壁損傷或者破裂,也要時刻關(guān)注母畜的精神狀態(tài)。為讓學生準確找到子宮位置,一般需要有經(jīng)驗的教師把手伸進母畜的直腸,握住子宮底,學生同時將手伸入觸摸子宮角,以確定卵巢的位置。因為每位學生都動手操作,整個實驗需要很長時間才能完成,對動物產(chǎn)生很強的應(yīng)激,也違背動物福利?;谝陨显?,部分高校沒有開設(shè)這個實驗。同類實驗課,比如母畜的陰道檢查和輸精實驗課也鮮有開設(shè)。
根據(jù)培養(yǎng)方案,動物繁殖學教學大綱學時有了壓縮,因此,實驗課的學時也減少很多,針對這些問題,優(yōu)化實驗教學大綱,與前期其他課程對接,刪除不必要的實驗,整合相關(guān)的實驗,如雌性和雄性動物生殖器官的標本觀察,在動物生理學實驗中已經(jīng)學習,就不用再開展,優(yōu)化后的實驗見表2。為方便各門課程實驗課的相互銜接,實驗課互通開展,河南農(nóng)業(yè)大學教務(wù)處已開展實驗課線上系統(tǒng)填寫,為優(yōu)化實驗課、查閱和刪除重復(fù)性的實驗提供便捷。設(shè)計相關(guān)的綜合大實驗在實驗室操作,如設(shè)計家畜從發(fā)情的鑒定,到人工授精,再到母畜妊娠等一系列環(huán)節(jié)作為綜合大實驗,將相關(guān)的知識點串聯(lián)。
表2 優(yōu)化后的實驗Table 2 The optimized experiment
針對實驗步驟煩瑣,操作時間長的實驗,建立以學生為主體,教師為輔導(dǎo)的教學方式。如小鼠的早期胚胎發(fā)育和胚胎移植實驗,該實驗包括沖卵液和培養(yǎng)液的配制、小鼠人工催情和超數(shù)排卵、受精卵和胚囊的獲得、假孕鼠的制作、胚胎移植、實驗結(jié)果觀察等環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的教學方式是教師講解內(nèi)容,配制試劑,注射藥劑,處死懷孕小鼠獲取胚胎,移植胚胎,獲得受精卵,僅僅讓學生觀察最后的囊胚發(fā)育和移植。改進后的教學方式為學生自己講解實驗內(nèi)容,教師補充相關(guān)細節(jié),學生自主配試劑和注射,自己獲取胚胎和移植。學生自己動手操作,提高實驗的參與感,即使得到失敗的結(jié)果也會從中獲得經(jīng)驗,學到難忘的實踐知識。另外,也可以采取線上線下相結(jié)合、傳統(tǒng)教學方法與現(xiàn)代科學技術(shù)相結(jié)合、個人操作和分組討論相結(jié)合等教學方式。
產(chǎn)教融合發(fā)展是推動人才培養(yǎng)模式的有利方式,而校企協(xié)同人才培養(yǎng)對解決學生就業(yè)和企業(yè)招賢納才是雙贏的,這是目前大多數(shù)高等院校采取的雙創(chuàng)模式培養(yǎng)人才方式。校企合作后,讓企業(yè)專有人才走進實驗教學的課堂,傳授生產(chǎn)一線繁殖方面的技能和新的知識。
家畜繁殖學是一門與生產(chǎn)結(jié)合緊密、實踐性極強的學科,繁殖理論和繁殖技術(shù)結(jié)合緊密,只有與畜牧業(yè)生產(chǎn)實踐相聯(lián)系,學生才能學以致用,為企業(yè)生產(chǎn)所用。利用校企合作,學生走進企業(yè),利用企業(yè)現(xiàn)代化的儀器設(shè)備,把學到的先進理論在實踐中應(yīng)用,而生產(chǎn)一線的技術(shù)人員,經(jīng)過長期的經(jīng)驗積累,繁殖技術(shù)實踐操作更為熟悉,更有經(jīng)驗,通過他們的臨床經(jīng)驗給學生演示操作,有利于學生進一步了解生產(chǎn)行業(yè)里最新的實踐知識,可縮短人才培養(yǎng)的周期。
學生通過仿真軟件進行實驗操作來完成實驗,針對繁殖學實驗課需要活體材料且時間周期長等特點,可以開展仿真教學,構(gòu)建虛擬仿真教學體系,采用線上和線下相結(jié)合的教學方式,通過虛擬設(shè)備和實驗室,生動地呈現(xiàn)動物繁殖的相關(guān)場景,包括牛的生殖生理、小鼠的解剖、促性腺激素的測定、精液品質(zhì)檢查、冷凍精液的制作、牛的直腸檢查、假陰道的安裝、兔的胚胎移植等。教師在線進行指導(dǎo)解決學生的問題,疫情期間學生不用去實驗場,通過觀摩實驗過程的核心知識點,結(jié)合觀摩心得,根據(jù)理解再進行實際的實驗操作。提高了實驗的準確性和成功性,使抽象的實驗變?yōu)榭刹僮?、可視化的實驗,激發(fā)了學生學習的興趣,開闊了視野,提高了實驗課的教學效果。也打破了“黑板上養(yǎng)?!钡睦Ь郑嫣嵘苏n堂教學質(zhì)量。
對繁殖技術(shù)有興趣的同學,可多次到實驗室操作同類實驗,直到技術(shù)掌握為止。另外,利用虛擬仿真實驗可節(jié)約資源,實現(xiàn)資源共享。伴隨著招生規(guī)模的擴大,實驗室的承載壓力增大,河南農(nóng)業(yè)大學每學期有13個班開展動物繁殖學實驗課,學生人數(shù)比較多,不能保證滿足每位學生都能動手操作,經(jīng)常是按照多人1個小組,開展相關(guān)實驗課,而且所使用的小鼠、兔子數(shù)量龐大,試劑費用較高。利用虛擬仿真實驗,大大降低了排課和上實驗課的壓力,減少了耗材的購買,節(jié)約了仿真實驗的開發(fā)投入成本,也可以隨時修訂添加新的內(nèi)容,方便快捷。
為彌補課堂學時不足,開展結(jié)合項目式教學方式。為了讓學生在大學期間,將專業(yè)所學知識與實踐聯(lián)系起來,河南農(nóng)業(yè)大學教務(wù)處專門給本科實驗資助實驗室開放項目,由教師指導(dǎo),學生根據(jù)所學內(nèi)容進行實驗設(shè)計并在實驗室完成實驗,所用經(jīng)費由學校教務(wù)處資助。動物科技學院也組建了幾個開放實驗室,供學生課下或者業(yè)余時間學習,大二學生根據(jù)自己的興趣愛好,進入開放實驗室,有專門的導(dǎo)師負責課題的設(shè)計和指導(dǎo),學生自主學習查閱資料,利用開放實驗室,甄別篩選家畜繁殖學的實驗內(nèi)容,設(shè)計綜合大實驗;與生產(chǎn)實踐結(jié)合最緊密的實驗內(nèi)容,利用開放實驗室,是對課堂實驗的補充,為學生將來工作和考研打下了基礎(chǔ)。另外,利用開放性實驗室,學生結(jié)合繁殖學實驗內(nèi)容,做雞精液品質(zhì)檢查,參加全國大學生挑戰(zhàn)杯比賽,該校學生多次在比賽中獲得個人和團體特等獎和一等獎。
改變傳統(tǒng)的實驗課考核方式,由原來的上課簽到、寫實驗報告打分來評定實驗成績,改變成結(jié)合實驗課的動手能力,實驗結(jié)果的等級,實驗報告、分組討論總結(jié)實驗成功失敗原因,以及實驗結(jié)束后,學生分組選出代表作幻燈片,匯報家畜繁殖學實驗課所學知識的總結(jié)等多方面進行考核打分,提高學生學習和參與實驗的積極性。雖然增加了教師工作量,但是督促了學生對實驗的重視,使學生真正學到了與實踐相關(guān)的動手操作知識。
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展、時代科技的進步,現(xiàn)有繁殖理論研究得更加深入,繁殖新技術(shù)不斷涌現(xiàn),對家畜繁殖學實驗教學提出了更新更高的要求。筆者開展了家畜繁殖學實驗課教學改革,通過優(yōu)化實驗課內(nèi)容,改進教學方式,構(gòu)建虛擬仿真教學體系,加強產(chǎn)學研合作等多途徑,提高實驗課教學質(zhì)量,提升學生學習的積極性。家畜繁殖學實驗改革是一項長期、長遠的工作,實驗教學的改革有助于更好地教好學生,服務(wù)社會。