董 超 華

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266109)

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“動(dòng)物學(xué)”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革與實(shí)踐

董 超 華

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266109)

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)在“動(dòng)物學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革過程中，通過開展專題性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能；開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生綜合利用知識(shí)解決問題的能力；開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，建設(shè)了層層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，并通過強(qiáng)化考核保證了良好的教學(xué)效果。

專題性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；綜合性實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；強(qiáng)化考核

“動(dòng)物學(xué)”是生物類專業(yè)的基礎(chǔ)課。目前青島農(nóng)業(yè)大學(xué)的“動(dòng)物學(xué)”課程分理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)及動(dòng)物學(xué)野外實(shí)習(xí)等幾部分，其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要開設(shè)與動(dòng)物學(xué)理論教學(xué)相配合的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，包括顯微鏡的使用、借助顯微鏡觀察原生動(dòng)物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及動(dòng)物的組織、各類群代表動(dòng)物的解剖及觀察等。教學(xué)目的是為了使學(xué)生更好地理解課堂所講授的理論知識(shí)，對(duì)理論知識(shí)增加感性認(rèn)識(shí)并培養(yǎng)基本的實(shí)驗(yàn)技能。這些實(shí)驗(yàn)多為被動(dòng)接受型實(shí)驗(yàn)，教學(xué)模式相對(duì)單一，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中對(duì)動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)熱情降低，進(jìn)而發(fā)展到失去對(duì)所學(xué)專業(yè)的興趣，大大影響了學(xué)生后期專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

國內(nèi)外教學(xué)研究和教學(xué)實(shí)踐表明，開設(shè)設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣、科學(xué)的思維方式及探索未知的能力起著關(guān)鍵的作用，同時(shí)也是學(xué)生獲取知識(shí)的有效途徑。目前，國內(nèi)重點(diǎn)農(nóng)業(yè)院校和綜合大學(xué)均已開設(shè)動(dòng)物學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)。如武漢大學(xué)開設(shè)動(dòng)物生物學(xué)的綜合性實(shí)驗(yàn)，將理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能融匯貫通，使學(xué)生綜合運(yùn)用多種基本實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行探索研究。武漢大學(xué)還通過開設(shè)自選性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)來引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)學(xué)生的積極探索的意識(shí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力[1]。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)在“動(dòng)物學(xué)”課程中開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)，注重在實(shí)踐中強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的掌握，并在實(shí)踐中應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)[2]。山東理工大學(xué)通過開設(shè)綜合性、探索性實(shí)驗(yàn)，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、探索性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[3]。深圳大學(xué)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心調(diào)整實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)兩類實(shí)踐課程，將經(jīng)典分類實(shí)驗(yàn)與野外實(shí)習(xí)有機(jī)結(jié)合，并將過去的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合并，開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)，在完成常規(guī)教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，擠出了大量課時(shí)實(shí)施研究性實(shí)驗(yàn)，大大地提高了學(xué)生自己分析問題、解決問題的能力[4]。寧夏大學(xué)在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 開設(shè)了綜合性實(shí)驗(yàn), 并在課后適當(dāng)?shù)亻_設(shè)自選性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn), 突出了對(duì)基本技能的訓(xùn)練和綜合運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)的能力的培養(yǎng)[5]。

盡管目前各個(gè)高校都已經(jīng)開設(shè)了“動(dòng)物學(xué)”綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，但這些實(shí)驗(yàn)的開設(shè)均將“動(dòng)物學(xué)”作為生命科學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、獨(dú)立解決問題及創(chuàng)新性思維能力為目標(biāo)，卻忽視了“動(dòng)物學(xué)”作為一門實(shí)用性學(xué)科的功能。“動(dòng)物學(xué)”不僅僅是生命科學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)還是專業(yè)性很強(qiáng)的實(shí)用性課程，在社會(huì)服務(wù)的諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。比如環(huán)境保護(hù)、動(dòng)物進(jìn)出境檢疫、野生動(dòng)物保護(hù)、動(dòng)物資源研究等，都需要?jiǎng)游飳W(xué)的專業(yè)知識(shí)。在應(yīng)用型特色名校的建設(shè)過程中，對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才提出要求。意圖以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向，將動(dòng)物學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，精心設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)，并開展研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)意識(shí)和專業(yè)思想，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行專業(yè)技能的學(xué)習(xí)。

1 開展專題性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能

經(jīng)典的動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)以解剖觀察和顯微觀察為主，缺少探索性，學(xué)生只在實(shí)驗(yàn)課開始的最初的幾堂課有興趣，以后興趣逐漸下降。針對(duì)這一問題，我們將獨(dú)立實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成專題實(shí)驗(yàn)，增加自主探索性的內(nèi)容，以提高學(xué)生專業(yè)興趣。比如，口腔上皮細(xì)胞觀察這一實(shí)驗(yàn)，原有實(shí)驗(yàn)僅僅制作口腔上皮細(xì)胞的裝片，并觀察口腔上皮細(xì)胞的形態(tài)，動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生很快做完，并對(duì)類似實(shí)驗(yàn)失去興趣。針對(duì)這一缺陷，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，將每個(gè)實(shí)驗(yàn)都設(shè)計(jì)成一個(gè)小的探索項(xiàng)目，要求學(xué)生在90分鐘內(nèi)完成。在口腔上皮細(xì)胞觀察實(shí)驗(yàn)中，我們提供多種組織細(xì)胞裝片供學(xué)生選擇，要求學(xué)生制作口腔上皮細(xì)胞裝片并至少比較5種動(dòng)物組織細(xì)胞，找出它們的差異，并回答為什么會(huì)有這樣的差異以及這些差異對(duì)其功能的影響。帶著問題去探索觀察，使學(xué)生很容易掌握不同動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其與植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)差別。同時(shí)將原生動(dòng)物的觀察結(jié)合進(jìn)來，使學(xué)生掌握多細(xì)胞動(dòng)物的細(xì)胞與單細(xì)胞的原生動(dòng)物結(jié)構(gòu)上的差別。在原生動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生比較不同生活環(huán)境下的原生動(dòng)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不同生殖方式的原生動(dòng)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及不同營養(yǎng)方式的原生動(dòng)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(gòu)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(yīng)環(huán)境的特點(diǎn)，并由此引導(dǎo)學(xué)生思考生物進(jìn)化的原理。針對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)我們都設(shè)計(jì)類似的問題，在設(shè)置問題的時(shí)候，注意問題和問題之間的邏輯銜接，使每個(gè)實(shí)驗(yàn)都成為一個(gè)小的專題，這樣可以逐步培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中注重思考問題，以此來強(qiáng)化課堂的理論知識(shí)，加深理解。

2 開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用知識(shí)解決問題的能力

專題實(shí)驗(yàn)利于培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作，鞏固、強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，但缺乏對(duì)知識(shí)的綜合利用能力的培養(yǎng)，所以我們又增加了綜合性實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)學(xué)生利用現(xiàn)有知識(shí)解決問題的能力。

綜合性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)是訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)技能集中解決動(dòng)物學(xué)某一方面科學(xué)問題的能力，并深化學(xué)生對(duì)動(dòng)物學(xué)基本原理的理解和運(yùn)用，學(xué)習(xí)運(yùn)用基本實(shí)驗(yàn)技能解決科學(xué)問題的思路和方法。

在這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上，我們要求學(xué)生分為不同的小組，3人一組自選一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在教師的指導(dǎo)下用課余時(shí)間完成。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都明確規(guī)定了實(shí)驗(yàn)方案、詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟；同時(shí)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都包括了在專題性實(shí)驗(yàn)里面學(xué)習(xí)的所有實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如顯微鏡的使用、生物制片技術(shù)、標(biāo)本制作技術(shù)。比如草履蟲結(jié)合生殖觀察實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生自己去采集草履蟲，回來自己處理，培養(yǎng)，制片，觀察。整個(gè)實(shí)驗(yàn)自主完成獲得規(guī)定的結(jié)果。三角渦蟲再生實(shí)驗(yàn)，也要求學(xué)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(gòu)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都保證學(xué)生能夠?qū)W會(huì)用觀察的方法、描述的方法和實(shí)驗(yàn)的方法。這些都是基本的動(dòng)物學(xué)研究方法。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)教師并不監(jiān)督，由學(xué)生自己利用學(xué)過的基本實(shí)驗(yàn)技能參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，在業(yè)余時(shí)間自主完成實(shí)驗(yàn)，教師只負(fù)責(zé)必要的指導(dǎo)和檢查。綜合性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)就是實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定，只要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)嚴(yán)格操作，即能得到規(guī)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

專題性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能和綜合利用知識(shí)的能力，而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的目的是培養(yǎng)學(xué)生在被動(dòng)接受基本實(shí)驗(yàn)技能的學(xué)習(xí)及綜合性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，主動(dòng)探索科學(xué)問題的能力，同時(shí)培養(yǎng)其專業(yè)興趣和創(chuàng)新性思維和意識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過程中，還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)體會(huì)到科學(xué)研究的艱辛和樂趣，為學(xué)生將來從事相關(guān)工作做好思想和技術(shù)準(zhǔn)備。與基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)相比設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)更加開放。指導(dǎo)教師只規(guī)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，其余所有任?wù)均由實(shí)驗(yàn)小組獨(dú)立完成，包括實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、操作以及實(shí)驗(yàn)論文的撰寫，教師僅在學(xué)生需要的環(huán)節(jié)提供必要的輔導(dǎo)。比如我們?cè)O(shè)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(xué)習(xí)和記憶能力探索等20個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供學(xué)生自主選擇。在小鼠學(xué)習(xí)和記憶能力探索項(xiàng)目中，學(xué)生的自主探索能力得到充分發(fā)揮，設(shè)計(jì)了各種各樣的迷宮，以及多樣化的實(shí)驗(yàn)方案。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)了學(xué)生自主探索未知的能力。

4 強(qiáng)化考核，保證良好的教學(xué)效果

盡管在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上豐富了，但并不能保證大多數(shù)學(xué)生都能認(rèn)真地做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，所以考核方式就是作為一種強(qiáng)制性手段來保證教學(xué)效果和教學(xué)效率。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)采取實(shí)驗(yàn)考試的方式進(jìn)行，其中，基本實(shí)驗(yàn)操作100分，共設(shè)6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括顯微鏡的使用、生物制片、軟體動(dòng)物解剖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)識(shí)別、節(jié)肢動(dòng)物解剖及形態(tài)結(jié)構(gòu)識(shí)別、魚類動(dòng)物解剖及形態(tài)結(jié)構(gòu)識(shí)別、鳥類動(dòng)物解剖及形態(tài)結(jié)構(gòu)識(shí)別。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目10分，共計(jì)60分，實(shí)驗(yàn)理論20分，平時(shí)成績?yōu)?0分。這一考核方式保證了基本實(shí)驗(yàn)操作的質(zhì)量。

綜合性實(shí)驗(yàn)在考核時(shí)不考慮實(shí)驗(yàn)操作，只要求實(shí)驗(yàn)結(jié)果。比如草履蟲結(jié)合生殖這一實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)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(shí)驗(yàn)則要求提交渦蟲再生后的渦蟲及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)照片。根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的不同，指導(dǎo)教師規(guī)定提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的形式，并在選題之前與實(shí)驗(yàn)選題一起公布，由學(xué)生自由選擇。為避免學(xué)生集中選題，每個(gè)實(shí)驗(yàn)題目要綜合考慮實(shí)驗(yàn)操作的難易程度與趣味性進(jìn)行合理設(shè)置。綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是確定的，要求每個(gè)小組的學(xué)生根據(jù)所做實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中除了包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)材料及器具等這些規(guī)定的內(nèi)容外，強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)討論部分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分，針對(duì)每個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)，都需要有相應(yīng)的清晰照片及說明，或具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及說明。討論部分，對(duì)于實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)報(bào)告按百分記，其中實(shí)驗(yàn)結(jié)果35分，討論部分25分，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力20分，參與度10分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范性5分，實(shí)驗(yàn)態(tài)度及表現(xiàn)5分。試驗(yàn)結(jié)果和討論得分為每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組各組員的共同分，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、參與度，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)態(tài)度及表現(xiàn)均為各成員個(gè)人得分。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的考核要求由兩部分組成：一部分為實(shí)驗(yàn)論文，一部分為課題實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)。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(xiàn)等七部分。論文得分按50%計(jì)入最后總成績。實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)，采用PPT形式，由各小組互相打分，最終加權(quán)平均按30%計(jì)入最后總成績。實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力及參與度占15%，實(shí)驗(yàn)態(tài)度及表現(xiàn)占5%。實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行與論文的撰寫嚴(yán)格按照學(xué)術(shù)規(guī)范進(jìn)行，以便對(duì)學(xué)生進(jìn)行規(guī)范的學(xué)術(shù)訓(xùn)練。研究論文和研究結(jié)果是評(píng)定課程成績的主要依據(jù)。

總之，針對(duì)之前動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中遇到的問題，有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，有效地提高了學(xué)生的專業(yè)興趣和積極參與實(shí)驗(yàn)的熱情，保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和教學(xué)效率。在執(zhí)行過程中還有一些問題尚待解決，以及動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)不足，導(dǎo)致了學(xué)生大量占用業(yè)余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生業(yè)余時(shí)間做實(shí)驗(yàn)，要求實(shí)驗(yàn)室增加開放時(shí)間，這給實(shí)驗(yàn)室的管理帶來了很大的挑戰(zhàn)。這些問題都需要在實(shí)踐中逐步解決。但綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展大大地提高了學(xué)生專業(yè)興趣，開拓思維，增強(qiáng)動(dòng)手能力，是一個(gè)確定無疑的實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展方向。

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責(zé)任編輯：富春凱

10.3969/j.issn.1674-6341.2015.06.039

2015-09-08

動(dòng)物學(xué)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐(編號(hào)：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(xué)。

G642.0

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1674-6341(2015)06-0083-02