動物生物學實驗教學模式的探索與實踐

許仁鑫+方杰

[摘 要]實驗教學是動物生物學教學的一個重要組成部分。要改革動物生物學實驗教學模式，應該合理安排教學內容；改革教學方法，優化教學過程；改進教學手段，提高教學效果；改革考核方法，科學評價教學效果；開設開放性實驗室。

[關鍵詞]動物生物學；實驗；教學模式

[中圖分類號] G642.423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）12-0156-03

作為生命科學專業本科生最早接觸到的主干課程之一，動物生物學的教學對學生了解生物學的基本概念和基礎知識、構建生命科學的知識體系和思維方式、培養和鞏固專業興趣來說十分重要。[1][2]高校教育的本科層次是培養創新型人才的重要階段，而本科階段的實驗教學在對學生的能力和素質培養中具有舉足輕重的地位，其作用是其他教學環節所不可替代的。[3]長期以來，我們就如何上好動物生物學實驗課進行了有益的探索，并在教學實踐中初顯成效，在此基礎上，并參考國內高校的一些成功做法[4][5][6][7]，總結出動物生物學實驗教學模式，希望對相關高校開展動物生物學實驗教學活動起到借鑒作用。

一、合理安排教學內容

通過教學改革，我們將所有專業課程的理論教學與實驗教學完全分開，把原先分別附屬于各門理論課程的實驗分離出來并進行重新組合，開設新的基礎生物學實驗和專業生物學實驗。其中基礎生物學實驗又分為動植物形態解剖、生態與環境、生理與生化、細胞與分子四大模塊，分別安排在第二、三、四、五學期進行，作為生物類專業每個學生的必修課。在三年級進行專業分流之后，根據各專業的特點，為各專業分別開設專業生物學實驗，安排在第六、七學期進行。根據新的教學計劃，傳統的動物生物學的實驗主要安排在動植物形態解剖這一模塊進行，只有27學時，這就要求對原有的實驗內容進行整合和優化。我們在安排新的實驗教學內容時，主要把握以下幾個原則：

第一，選擇在動物進化史上占據重要地位的各主要類群的代表動物作為實驗材料，盡可能使理論課上介紹的各主要動物類群在實驗中都有所體現，使實驗教學與理論教學相結合，幫助學生建立動物系統進化樹的這一主線。

第二，合理安排驗證性實驗、探索性實驗、設計性實驗在整個實驗教學內容中的比例。我們僅保留了部分有價值的驗證性實驗，增加了探索性和設計性實驗內容的比例。例如，把草履蟲的觀察實驗改為學生自己在野外采集草履蟲，自己在實驗室內培養并觀察記錄其生命活動的實驗。又如，安排了渦蟲染色體的制備和觀察、蛙類心搏起源的分析、校園常見鳥類數量調查和棲息地利用等實驗，要求學生不僅進行實驗現象的觀察，而且要進行實驗數據的采集、統計分析和科學推理。這些實驗內容使學生的探索精神和創新能力得到培養，收到較好的教學效果。

第三，將傳統的形態解剖與動物的生命活動結合起來。傳統的動物學實驗主要是對動物材料的形態學觀察和內部結構的解剖，這些固然非常重要，對于認識動物體的內部結構和各器官系統的聯系，建立對動物的整體認識具有不可替代的作用。但是，我們不能僅僅只是停留在形態解剖這個層面上，而必須將形態解剖和動物的生命活動有機結合起來。這樣既能充分利用實驗材料，又能培養和提高學生綜合分析問題的能力，還能使學生盡可能多地學習和掌握基本實驗技能。

第四，將本模塊與其他模塊相結合，將基礎生物學實驗與專業生物學實驗相結合。經過整合之后的動物生物學實驗只有27學時，顯然不能完全滿足對學生動物學實驗技能培養的需求。但是在整合之后的整個實驗教學體系中，基礎生物學實驗的其他模塊和專業生物學實驗部分都有與動物學相關的實驗內容，涉及動物生理學、動物生態學、動物分類學等分支學科。在教學實踐中，我們將蟾蜍的生理學實驗、黃粉蟲的生命表編制、昆蟲分類、動物宏觀標本的制作等重要的實驗安排在相應的模塊中進行。

第五，將實驗教學與實習教學相結合。野外實習是生物類專業一項非常重要的教學環節，也是動物生物學的主要教學活動之一。學生在實驗室里能比較細致地觀察動物，通過解剖可以觀察到動物的內部結構；而野外實習可以直接地觀察到動物的自然形態和生態環境。實驗教學和實習教學的有機結合，能夠更加豐富學生所學的知識。

二、改革教學方法，優化教學過程

教學方法是教學過程中的重要因素，它既規定了學生如何學習，又決定了學生學習的效果。在教學實踐中，我們改變了過去那種僵化、陳舊的“傳授式”教學方法和被動的“接受式”學習方法，代之以“探究式”、“合作式”、“研究式”、“討論式”等多元化的實驗教學方法，來引導學生開展實驗。具體體現在以下幾個方面：

第一，強調預習。實驗內容經過整合后，每次實驗課的內容相對較多，這就要求學生在上課之前必須認真預習。通過預習，要求學生對每個實驗的目的、內容、方法和可能得到的結果做到心中有數，避免了實驗的盲目性，減少了對教師的依賴。

第二，學生參與實驗準備。通過改革，實驗材料的采集、培養、處理和制備等都要求學生親自參加，對于一些容易采集的材料，如草履蟲、環毛蚓、棉蝗等，由學生自己準備；對于一些受環境或季節等原因限制而一時難以采集的材料，如水螅和渦蟲等，則要求學生輪流負責培養。

第三，精講設問。為了充分調動學生的主觀能動性和探究精神，每次實驗前教師都要精心設計一些問題，精講設問。例如，水螅的應激反應與較高等動物的應激反應有什么不同？借此再進一步思考由網狀神經系統到中樞神經系統的演進，進而理解動物的神經系統進化過程中由分散到集中的進化趨勢。又如，蝗蟲和螯蝦同屬節肢動物門，為什么差異如此之大？通過設問，促使學生帶著問題做實驗，把實驗做“活”了 。這樣，既可以加深學生對專業知識的理解，又可以培養學生的科研能力。

第四，改進實驗指導方法。實驗教學的質量高低與教師的指導方法緊密相關，教師需要根據不同的教學內容應用相應的指導方法。不僅要指導學生進行實驗操作，還要注重對學生實事求是科學態度的訓練，向學生強調要根據自己在實驗過程中獲得的數據完成實驗報告，培養學生進行科學研究必需的基本素質。

第五，嚴格操作規范。正確的實驗結果依賴于嚴格而規范的實驗操作，任何一個失誤都會影響實驗的正常進行，蓋玻片和載玻片的擦拭、顯微鏡的使用、化學試劑的制備、精密儀器的操作等都必須進行規范。教師應及時發現并糾正學生操作上的錯誤，并對典型錯誤進行公開的糾正。這樣，教師通過嚴謹的工作作風可以影響和引導學生形成良好的實驗操作習慣，確保實驗的順利進行。

第六，認真撰寫實驗報告，注重反饋交流。教師在指導學生完成實驗報告時，要強調實事求是，真實地反映實驗結果。為了使學生完成高質量的實驗報告，要求學生及時、詳細地記錄實驗過程中的實驗現象、數據和出現的問題。學生利用課后充足的時間去分析實驗數據，并最終完成實驗報告，避免學生把課堂上有限的時間和精力浪費在寫實驗報告上，確保實驗報告的質量。在下次實驗課時對上次的實驗報告進行反饋，對普遍存在的問題進行解答。

三、改進教學手段，提高教學效果

直觀教學是動物生物學實驗教學中最重要、也是最有效的一種方法。我們非常注重將現代化教學手段引入實驗課堂，盡可能使用多媒體教學軟件和實物投影進行教學。這樣，可以展示給學生色彩豐富、形象逼真、富有動感的動物世界，不僅可以拓展學生的思維空間，提高教學效果，也極大激發了學生的學習興趣。

標本在動物生物學實驗教學中顯得極為重要，借助于標本，學生可以很好地學習動物的外部形態、骨骼及分類的知識，并且可以激發學習興趣，提高教學質量。例如，通過觀察鳥類標本，學習鳥類外形、體表羽毛的特點、各級飛羽的著生位置等知識，掌握鳥類各主要生態類群在外形上的差異，可以增加學生對常見鳥類的感性認識。同時還可以讓學生觀察始祖鳥化石標本模型，深化對鳥類起源的認識。

四、改革考核方法，科學評價教學效果

為了全面、客觀地對學生的學習成績和實驗動手能力進行綜合評定，我們制訂了一套較為完善的考核方法，對學生進行綜合考核，即每位學生的成績包括平時實驗成績和期末考核成績兩部分。平時實驗成績主要依據各個實驗項目是否提交預習報告、實驗材料的準備、實驗操作、回答問題、實驗報告的完成情況等進行評判。期末考核則主要通過閉卷筆試答題和隨機抽取動手操作的實驗項目來考查學生對每個實驗的原理、實驗設計、實驗過程等各環節以及其中的重點、難點和注意事項的掌握情況。為了使考核科學化、規范化，我們編制了實驗考試題庫，包括動物的外部形態、顯微結構、解剖操作、動物分類等內容，采取抽簽面試和現場考核等方法，由學生對四部分試題抽簽進行隨機組題。

五、開設開放性實驗室

由于教學時數的限制，課堂教學不可能使學生在有限的時間內掌握更多的實驗基本技能和方法。為了給學生創造一個培養創新精神和創新能力的環境，充分發揮實驗室在實施創新素質教育以及高新技術開發和科技成果轉化中的作用，鼓勵支持學生在課余時間參加開放實驗教學、科研和各類社會活動，提高學生的競爭能力，我們建立了安徽大學生物學創新實驗室，注重用開放式教學思想指導實驗教學全過程，努力為學生提供自主實驗、合作研究、發展創新思維的空間和環境。在教師指導下，學生通過查閱文獻資料，選擇或設計小課題或小實驗等，完成從準備實驗到寫出小論文的全部過程，在此期間相關實驗室向學生開放。我們還采用實驗與教學實習相結合的方式開展了動植物資源與生態環境調查，作為實驗課程的延伸項目，鼓勵學生積極參與。實踐證明，開放式實驗教學模式大大提高了學生自主學習訓練的積極性和能力，從課內到課外，從實驗室到寢室，形成了濃厚的學習研究氛圍。近年來，每學期開放實驗課題逐漸增多，一些小課題延伸為大學生創新實驗和科研訓練課題進行進一步研究，并整理發表了多篇論文。

總之，新時期高校教學內容改革要緊跟時代脈搏，以滿足提高綜合素質人才培養的需要，在新形勢下的動物生物學實驗教學模式方面，我們做了有益的探索。實踐已經證明，學生的實踐能力和綜合素質在實驗教學中有了明顯提高，我們的實驗教學模式取得了初步的成效。但教學改革永無止境，動物生物學實驗教學中尚有很多問題等著我們去深入探索和實踐。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 方杰，李進華，韓德民等.《動物生物學》課程教學對生命科學發展和人才培養的作用[J].生物學雜志，2010（6）：100-102.

[2] 李進華，方杰，韓德民等.《動物生物學》課程教學的問題及改革對策[J].高等理科教育，2010（3）：79-81.

[3] 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）：20-22.

[4] 張迎梅， 包新康， 張立勛等. 動物生物學實驗改革與創新性人才培養[J].高等理科教育，2008（2）：55-57.

[5] 白桂芬，趙冰，郭成等.動物學綜合實驗在教學中培養探究性的實踐[J].四川動物，2008（4）：693-694.

[6] 鄭世英. 在動物學實驗教學中培養學生創新思維[J].四川動物，2009（6）：940.

[7] 齊龍.高校動物學實驗教學改革初探[J].四川動物，2009（4）：622-623.

[責任編輯：劉鳳華]