淺談發育生物學實驗教學改革

張艷蘋　劉麗　李鋒　劉皓

摘 要 立足發育生物學教學體系，針對發育生物學實驗課程課堂教學的現狀、存在的問題進行剖析，結合廣東海洋大學實際情況，提出通過改革課堂教學內容，有效激發學生學習發育生物學的興趣，促進學生形成發育生物學知識體系，增強學生發發育生物學知識實踐應用能力，以達到預期的教學目的。

關鍵詞 發育生物學實驗 實驗教學 教學改革 廣東海洋大學

發育生物學是應用現代生物學的技術研究生物發育本質的科學。它主要研究多細胞生物體從生殖細胞的發生、受精、胚胎發育、生長、衰老和死亡，即個體發育中生命過程發展的機制。同時，也研究生物種群系統發生的機制。發育生物學不同于傳統的胚胎學，而是20世紀50年代以后，由于分子生物學、細胞生物學、遺傳學及生物化學等其他生命科學的發展和與胚胎學的相互滲透，才逐漸發展和形成的一門新興的生命科學。[1，2]為了滿足現階段我國海洋強國戰略人才需求，根據我校專業培養目標和課程建設體系的需要，2003年，發育生物學課程在我校正式開設，至今已有14年的歷史。2010年發育生物學課被評為校精品課程，理論課程建設成果豐碩，但由于缺乏相應的教材，實驗課程體系的建設相對滯后。

本文依據發育生物學實驗教學經驗，以學校高水平海洋大學建設為契機，充分依托我校水產學院國家級實驗教學中心和生物技術研究室，探討深化我校發育生物學實驗課程教學內容和方法改革，以期提高教學質量。

1 發育生物學實驗教學現狀及問題分析

在發育生物學理論教學過程中，學生對生物個體發育的認知情況，僅限于課本描述或網上視頻資源，對于個體發育過程中的各種影響因子缺少直觀認識，同時觀察僅限于常見模式生物的個體發育情況。現有實驗教學資源并未充分發揮。

1.1 實驗內容設置單一，不足以激發學生學習興趣

目前我院發育生物學課程實驗課內容較為單一，主要分為觀察性和綜合性實驗，缺乏設計性實驗內容。[3]其中，觀察性實驗占用了實驗課程的大部分課時。這部分實驗內容包括小鼠精、卵巢的觀察，軍曹魚精、卵巢的觀察等，這些實驗僅需要學生通過顯微鏡對已有的切片進行觀察，雖然通過實驗會使學生對課堂理論知識的認識進一步加深，但該部分實驗內容操作簡單，對學生動手能力的培養力度不夠。另外，課程設置了爪蟾和斑馬魚兩種模式生物的胚胎發育觀察的綜合性實驗，但通過實際教學過程發現，學生只是機械性地完成實驗，缺乏獨立思考，且由于部分學生思想重視不夠，只有少部分學生做完整個實驗過程，雖然實驗難度有所增加，但對同學們的實驗操作能力提高有限。

1.2 實驗教學方法傳統，手段不夠多元化

目前的發育生物學實驗教學依舊采用“教師講實驗，學生依照老師講解快速完成實驗”的傳統實驗教學方式。實驗過程中，學生參與度較低，不能成為實驗的主角，無法發揮學生的自主能動性、創新精神和實踐能力。實驗中，學生每人一臺顯微鏡對實驗材料進行觀察，然后按照老師要求將自己觀察到的實驗圖片繪出。整個過程中，與周圍同學交流較少，對于某些特殊時期的細胞結構，可能僅在部分同學的切片中觀察到，無法做到全班實時交流、討論。另外無法做到課前課后對實驗內容的交流溝通，不利于學生學習效率的提高。

1.3 實驗成績考核模式單一

考試不僅是為了評估學生知識的掌握情況，更應該調動學生的主動性和積極性，激發學生的求知欲、探索欲，培養學生的自學能力和分析、歸納、綜合問題及運用知識的能力。但目前實驗課的考核方式主要是學生的出勤情況和實驗報告完成情況，重結果、輕過程，考核方式單一，既不利于學生的綜合能力的提高，也不能對學生樹立科學嚴謹的實驗態度起到導向作用。

2 改進方法

2.1 優化實驗教學內容

在培養學生基本實驗能力的情況下，增加設計性實驗的比重，重點對學生創新能力和科研能力進行培養。增加與新技術聯系緊密的實驗，例如設計實驗，利用實時熒光定量PCR和原位雜交技術從分子、細胞水平理解斑馬魚發育相關基因在不同發育階段的表達情況。[4]這些實驗方法比較兼顧成熟、經典與前沿，且實驗難度有所增加，對同學們的實驗操作能力要求較高，但非常有助于激發同學們的學習興趣和科研熱情。

在完成實驗課程內容的基礎上鼓勵學生開展自主開放性實驗。學生可通過自主設計完成實驗內容，進一步探索感興趣的發育現象及其內在分子機制，自主設計完成實驗內容；另外，還可以利用廣東海洋大學水產學院國家級實驗教學中心和生物技術研究室，為學生提供本科科研創新和畢業設計的實驗平臺，為希望課后繼續深入鉆研發育生物學研究的學生提供平臺和支持。[5]

2.2 加強教學環節師生互動

加強教學環節師生互動，有助于教學與科研統一，有助于提升本科生科研能力。一是在實驗教學過程，教師應更多地發揮學生的主動性，使其參與到實驗中，提高其綜合解決問題能力和創新能力。二是教師要指導學生通過查閱資料解決自己實驗中的碰到的問題，以及分析實驗結果出現的原因。學生開拓了思路、開闊了視野、吸取了新知識，在解決問題的過程中，動手能力、思維能力等都得到了提高。

2.3 加強學生管理，提高課堂利用效率

以首先要加強課堂引導，注重引導學生提前預習準備，以熟悉每次實驗原理和步驟，課前留置的預習內容和思考題，要求學生嚴格按照標準撰寫預習報告，上課過程中適時提問、討論和交流。思考題的布置要與理論課程內容相統一，注重相關的熱門話題闡釋討論，以激發學生學習興趣，加深對基礎理論知識理解。與此同時，要注重督促學生及時總結，引導學生理順知識體系。要求學生嚴格按照標準撰寫實驗報告，內容包括：實驗結果分析、實驗原理和現象歸納，實驗經驗分享及注意事項。任課教師依據實驗報告及時進行有針對的優化改進，以確保引導學生的形成正確思維方式，從而達到幫助學生形成理論體系和提高學生知識實踐應用能力和創新能力。首先要加強學生管理，每次課堂上布置下一次的預習內容和思考題，學生按要求撰寫預習報告，熟悉每次實驗原理和步驟，并在每次課前對學生進行提問、討論和交流。實驗課思考題可與理論課程內容相結合，引導學生討論相關的熱門話題，加深基礎理論知識理解，激發學習興趣。同時，督促學生在每次實驗課后及時進行總結，幫助同學理清思路。要求在每次實驗報告中認真總結，討論實驗中出現的現象，并在最后部分寫上本次實驗各自的心得體會。老師在批改實驗報告后及時對每次實驗進行總結，針對學生在實驗過程中出現的各種問題進行深入的分析，對學生的思維方式進行正確的引導，從而達到充分發揮學生思維的想象力，培養學生自我分析和解決問題的能力的目的。

2.4 改革考核考試方法

實驗成績考核是實驗教學的重要環節，其方式和過程會影響學生實驗的積極性，考核的公正性和合理性。實驗課程考核應該避免單純以實驗結果作為考核指標，因為在發育生物學的實驗中，影響實驗結果的未知因素較多，實驗對象個體差異、人為技術操作差異或者微妙的實驗條件變化都會影響實驗結果。不同或同種不同個體的實驗對象，都存在一定程度的差異，因此實驗結果不唯一或不確定性也正是發育生物學實驗課程的常見現象。因此，傳統的實驗考核方式以不適應發育生物學實驗課程的實際，今后的實驗課程考核關鍵是考核學生們在實驗中理解實驗設計的原理機制，掌握相關實驗技能，并能夠對實驗結果給出合理的解釋和或進一步改進實驗的想法，注重考查對學生科研思維能力的培養。因此，對發育生物學實驗考核而言，應該以教學目標為導向，重視實驗過程，重點考查學生能力，肯定實驗結果，以此完善考核體系。

3 目前缺陷

現有許多發育生物學實驗中相當多的內容直接取自經典的胚胎學實驗，這就導致發育生物學的核心概念和基本原理無法充分展現。因此，設計獨特而完善適應發育生物學教學內容實驗尤為重要。發育生物學來源于胚胎學，但是又與傳統的胚胎學有很多不同之處。反映到實驗中，胚胎學實驗側重的是物種發育過程中的形態變化和比較，而發育生物學實驗則更注重物種發育現象背后的分子生物學過程和機制——基因的表達和功能。因此，在設計發育生物學實驗時，模式生物的早期胚胎發育過程是不能忽視的，但要在形態觀察的同時，加入機制的講解和實驗操作。

4 結語

綜上所述，從實驗內容、教學模式和考核方式等方面入手，對傳統的發育生物學實驗進行深化改革，構建發育生物學實驗教學與技能新體系，在培養學生綜合素質和創新技能方面具有重要作用。將實驗技能培養和基礎理論教學并重實施，在課堂教學時結合實驗教學，對學生能力進行全面培養，提供相應的空間激發學生的創新精神，能夠激發學生的主觀能動性，使學生的理論知識通過實驗技能訓練得以鞏固與應用，增強發育生物學理論知識實踐應用能力和創新能力，達到增強教學效果的目的。

參考文獻

[1] 張紅衛.發育生物學[M].北京：高等教育出版社，2004：1-517

[2] 彭樹英，李俊，金顯文.對發育生物學教學模式的探討[J].安徽農學通報，2009.15（12）：199-200，232.

[3] 孟松樹，韋存虛，王幼平.對發育生物學教學內容的初步探索[J].現代農業科技，2008.19：313，315.

[4] 郭炳冉，鮑淑然.規范發育生物學實驗教學內容的思考[J].實驗技術與管理，2008.25（9）：23-24，27.

[5] 張煒，陳峰，祝勇仁.開放式創新實驗室建設與學生創新能力培養模式的研究[J].高等理科教育，2008（2）：70-73.