楊 迪,王家敏,吳慧昊,喬自林*
(1.西北民族大學 實驗教學部,甘肅 蘭州 730030;2.西北民族大學 生物醫(yī)學研究中心甘肅省動物細胞技術(shù)創(chuàng)新中心,甘肅 蘭州 730030)
動物生理學作為農(nóng)業(yè)院校的特色學科之一,一直是動物醫(yī)學、動物科學專業(yè)的必修課,生物工程和生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)選修課,主要研究動物機體正常生命活動及其規(guī)律的科學,是一門理論性和實驗性很強的課程,也是農(nóng)學碩士研究生入學考試的基礎(chǔ)專業(yè)課程之一。動物醫(yī)學專業(yè)作為應(yīng)用性較強的學科,在全國已經(jīng)有70余所大學開設(shè),其中非農(nóng)業(yè)院校占了很大比例。動物生理學實驗課程作為輔助教學,將理論同實踐結(jié)合起來,通過實驗使學生對抽象概念產(chǎn)生直觀的認識,從而理解并鞏固理論知識,以達到理想的教學效果[1]。本文將結(jié)合非農(nóng)業(yè)類院校生源來源廣泛、專業(yè)涉及面廣等特點,分析動物生理學實驗課程的教學改革。
“以人為本,以學生的發(fā)展為本”是課程改革的出發(fā)點,因此高等院校的教育教學改革的出發(fā)點要體現(xiàn)在培養(yǎng)學生的能力,促進學生的發(fā)展。隨著知識經(jīng)濟時代的到來,社會的進步和科技的發(fā)展,國家對創(chuàng)新型人才的需求越來越高。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力是時代的要求,也是實施素質(zhì)教育的根本任務(wù)。這就要求高校教師要根據(jù)不同學生的自身特點和發(fā)展轉(zhuǎn)變教學觀念,嘗試運用新的教育理念改進教學方法,讓每位學生成為課程的參與者,培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),加強學生對基礎(chǔ)專業(yè)課程的理解和認識[2]。例如,教師可以根據(jù)不同學生的學習基礎(chǔ)分層教學,以滿足不同學習層次的學生對動物生理學知識的需求。分層教學不僅能夠提高學生的學習興趣,還能夠促進學生的個性發(fā)展,引導(dǎo)學生對自身未來發(fā)展方向的思考與實踐,促進學生的發(fā)展。
實驗教學作為動物醫(yī)學專業(yè)教學的主要特點之一,是培養(yǎng)優(yōu)秀的畜牧獸醫(yī)人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是激發(fā)學生學習興趣和創(chuàng)造性思維的重要教學模式。然而由于條件限制,一部分學生在進入大學學習之前沒有接觸過或很少接觸生物類實驗,這就導(dǎo)致學生對實驗表現(xiàn)出陌生和畏難情緒,制約了學生的動手能力、探究能力和創(chuàng)造能力的發(fā)展。所以,教師應(yīng)不斷更新教學觀念,加大對實驗教學的重視程度,提升教學質(zhì)量。使學生在學習理論知識的基礎(chǔ)上,堅持實驗教學目標的導(dǎo)向作用,提高課程體系建設(shè)的完善性。
動物生理學作為生命科學的重要分支,在課程體系建設(shè)中不僅聯(lián)系著基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程,同時也是生命科學研究中微觀與宏觀,局部與整體的橋梁。作為非農(nóng)業(yè)的綜合型院校,生源來源廣泛,開設(shè)動物生理學實驗課程不僅是對理論知識的實踐驗證,同時為培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、專業(yè)能力強的畜牧獸醫(yī)專業(yè)優(yōu)秀的技術(shù)骨干奠定基礎(chǔ),以加速區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展,提高公民的整體素質(zhì)。明確教學目標,并以此為方向?qū)W生的實驗技能進行培養(yǎng),使學生的實驗設(shè)計、分析和處理問題的能力得到充分的提升,進而帶動整體教學質(zhì)量的提升[3]。
充分利用各種手段改善和改進教學方法,運用大數(shù)據(jù)云平臺信息技術(shù)構(gòu)建虛擬仿真實驗教學模式。虛擬仿真實驗教學模式實現(xiàn)了教學實踐與信息技術(shù)的融合,已成為當今高等學校實驗教學的重要的教學工具之一。在動物生理學實驗教學中運用虛擬仿真技術(shù),將現(xiàn)實中難度大、有毒性和抽象實驗利用虛擬技術(shù)系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、安全和具體地展示,與教師平鋪直敘地講解、學生機械式地重復(fù)實驗步驟的教學方式相比,具有傳統(tǒng)實驗教學達不到的教學效果和意義[4]。西北民族大學實驗教學部的機能學虛擬仿真實驗室由生物仿真數(shù)據(jù)庫、局域網(wǎng)硬件平臺以及虛擬實驗環(huán)境界面幾部分組成。通過虛擬仿真實驗室,學生能夠在實驗開始前觀看實驗操作視頻;然后,使用動畫模擬操作整個實驗過程,自主選擇需要的實驗耗材及藥品,模擬實驗過程并記錄實驗結(jié)果。不僅如此,隨著移動終端功能的不斷優(yōu)化,虛擬仿真實驗系統(tǒng)能夠打破課堂界限,學生可以隨時隨地地訪問服務(wù)器,完成對實驗的預(yù)習、模擬和復(fù)習,提高學習興趣和主動性。
近年來,由于大學整體教學體系改革,動物醫(yī)學專業(yè)學生在本科階段要學習包括基礎(chǔ)獸醫(yī)學、臨床獸醫(yī)學和預(yù)防獸醫(yī)學的多門專業(yè)課程,導(dǎo)致實驗課時縮減,驗證性實驗占較大比例;且學生動手能力不強,學習熱情不高,考核方式單一,這些都不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[5]。現(xiàn)階段,為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新實踐能力的專業(yè)復(fù)合型人才,研究開發(fā)設(shè)計型、綜合型實驗項目,由以教師講授為主向以學生動手為主轉(zhuǎn)變,增強學生的自主創(chuàng)新能力勢在必行。
對實驗內(nèi)容和原理相近的項目進行有機整合。例如,將紅細胞計數(shù)、血細胞計數(shù)、血紅蛋白的測定等與血液有關(guān)的實驗整合為綜合型實驗《有關(guān)血液的生理大實驗》,并利用全自動血液分析儀對實驗結(jié)果進行檢測,從而提高實驗效率。將蛙坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本制備、刺激強度和頻率對肌肉收縮的影響以及蛙坐骨神經(jīng)干動作電位的引導(dǎo)與觀察整合為綜合型實驗《蛙神經(jīng)-肌肉電生理大實驗》,通過神經(jīng)-腓腸肌標本制備,探究電刺激對神經(jīng)肌肉的影響,既節(jié)約了實驗材料又將多個理論知識聯(lián)系起來。
設(shè)計型實驗是指導(dǎo)教師給出題目,由學生運用已掌握的基本知識、基本原理和實驗技能,提出實驗的具體方案、擬定實驗步驟、選定儀器設(shè)備、獨立完成操作、記錄實驗數(shù)據(jù)以及分析實驗結(jié)果等。目前,本教研室已經(jīng)開展的設(shè)計型實驗項目有《有關(guān)未知血型鑒定的實驗設(shè)計》《藥物對血糖的影響》和《小腸吸收與滲透壓的關(guān)系》等。遵循可操作性的原則開發(fā)設(shè)計型實驗項目,培養(yǎng)學生綜合運用所學知識進行研究方案的設(shè)計能力,指導(dǎo)學生撰寫實驗研究報告,提高學生科技論文的寫作水平。
為了提高學生參與實驗的程度,利用課余實驗向?qū)W生開放實驗室,培養(yǎng)學生的實驗興趣,一直是動物生理學實驗課程改革的方向。現(xiàn)階段的實驗室開放環(huán)節(jié)主要分為兩個方面。
第一,教師擬定課題,申請實驗室開放項目,招募對課題感興趣的學生完成項目。鼓勵學生參與到教師的科研課題當中,了解最新的科研進展和研究動態(tài),提高科研素養(yǎng)。在教師的引導(dǎo)下,查找并閱讀文獻,參與實驗設(shè)計,分析并討論實驗結(jié)果,學習新知識并培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,為將來更深層次的科學研究奠定基礎(chǔ)[6]。第二,緊密聯(lián)系獸醫(yī)臨床,將動物生理學實驗教學與早期獸醫(yī)臨床操作相結(jié)合。結(jié)合學校專業(yè)涉及面廣的特點,鼓勵學生利用課余實驗完成獸醫(yī)臨床的相關(guān)基礎(chǔ)性操作技能訓(xùn)練及結(jié)合獸醫(yī)臨床診斷學、獸醫(yī)外科學等進行初步的分析診斷等。在實訓(xùn)的過程中,可以重點培養(yǎng)學生對動物靜脈注射、手術(shù)器械的使用、徒手打結(jié)等臨床技術(shù)的操作;或是結(jié)合血液、尿液等體液的數(shù)據(jù)對相關(guān)疾病做出臨床診斷。動物生理學實驗與獸醫(yī)臨床相結(jié)合,不僅能夠提高學生的操作技能,培養(yǎng)學習興趣,更有利于提高和培養(yǎng)學生對獸醫(yī)臨床的興趣,分析問題和解決問題的能力。
現(xiàn)代科學發(fā)展迅速,在人才培養(yǎng)過程中,不僅要掌握扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和實驗技能,更要有廣闊的知識視野以及綜合分析問題的能力,掌握前沿科技、富于聯(lián)想,善于創(chuàng)新。綜合型院校作為高等教育的中堅力量,分布于不同地區(qū),肩負著培養(yǎng)各類人才的重任。動物生理學實驗課程作為動物醫(yī)學專業(yè)課程教學中的重要組成部分,要堅持以學生為主體,轉(zhuǎn)變教學觀念,明確教學目標,不斷培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力,為國家輸送更專業(yè)更優(yōu)秀的畜牧獸醫(yī)人才奠定良好的基礎(chǔ)。