動物學實驗課程中原生動物實驗的教學改革

張曉可，王慧麗，倫峰，馮德祥

(1. 安慶師范大學 生命科學學院，安慶，246133； 2.信陽農(nóng)林學院 水產(chǎn)學院，信陽，464000)

動物學實驗是高等院校理學或農(nóng)學相關專業(yè)(包括生物科學、生物技術、動植物檢疫、水產(chǎn)養(yǎng)殖和動物科學等)的重要專業(yè)課程，也是本科學生了解動物體結構特征與分類地位的重要基礎課程。原生動物實驗作為《動物學實驗》中的內(nèi)容之一，由于該生物類群的特殊性，其教學內(nèi)容的優(yōu)化設計與教學方法的改革實踐一直是高等院校動物學教師關注的熱點。原生動物是動物界最原始、最低等的單細胞動物，一切功能都在一個細胞內(nèi)完成。它們個體一般十分微小，在池塘、湖泊、河流、海洋等間歇性或永久性水體中均有廣泛分布，由于它們通過細胞膜直接與周圍環(huán)境接觸，因此對環(huán)境的微小變化反應十分敏感，是水體生物監(jiān)測的常用指示生物；其生長繁殖還大量消耗水體中有機物質(zhì)，是水質(zhì)凈化和污水處理中常用的生物類群[1]。

高等院校開設原生動物實驗，其主要目的是了解原生動物的采集方法；通過對原生動物代表物種的觀察，掌握原生動物的基本特征，并認識一些有經(jīng)濟價值或常見的種類。然而，隨著社會發(fā)展和教育理念的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)有傳統(tǒng)實驗教學內(nèi)容和方法的局限性日益體現(xiàn)，不能滿足現(xiàn)代社會對人才培養(yǎng)的需求。本文以原生動物實驗為例，結合作者多年的教學實踐經(jīng)驗，嘗試對原生動物實驗內(nèi)容進行優(yōu)化，對實驗方式進行改革，以期提高學生學習的主動性和積極性，同時大幅度提高實驗課教學質(zhì)量。

1 原生動物實驗教學中存在的問題

現(xiàn)有原生動物實驗的教學方法主要為講授法，即老師按照教學大綱的要求，結合實驗指導，對實驗的目的、材料、方法等進行講解，然后學生開始相關實驗，并完成實驗報告。在這種傳統(tǒng)模式下，存在的主要問題如下：

1.1 學生對實驗課重視不夠，缺乏合作意識

原生動物實驗是大一新生開設的主要實驗內(nèi)容之一。由于大學和高中培養(yǎng)體制的不同，許多學生進入大學后對待實驗課的觀念還沒發(fā)生根本轉(zhuǎn)變。受高中階段應試教育的影響，一些學生對實驗課重視不夠，認為實驗課無所謂，只要能取得好成績即可，對開設實驗課的本質(zhì)目的認識不清。在原生動物小組實驗過程中，涉及需要幾個人一起完成的實驗內(nèi)容時，學生往往缺乏合作精神，要么過分依賴他人，要么光說不練，導致實驗過程草草了事，實驗教學效果較差。

1.2 學生缺乏積極主動的學習精神

傳統(tǒng)教學大多是由教師作為主導，學生被動的參與其中，學生完全按照教師的要求進行被動學習。這種授課方式雖然對鞏固學生基礎理論知識有一定幫助，但卻使學生在整個實驗過程中積極主動性不高，不利于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。外加原生動物的個體微小、分類鑒定難度大，實驗教學過程中學生多以觀看已有固定標本為主，而活體觀察較少，這也導致學生的興趣較低。

1.3 教學內(nèi)容單一

現(xiàn)有原生動物實驗主要依據(jù)大綱對已制作好的原生動物的固定裝片進行觀察，以了解原生動物基本特征。教學內(nèi)容較為單一，實驗過程缺乏設計性和驗證性，不利于學生探索能力和創(chuàng)新能力的提高。

1.4 考核方式不科學

目前大多數(shù)高等院校評定實驗課成績主要依據(jù)實驗報告，而較少參考實驗過程中個人的表現(xiàn)和實驗操作，致使學生認為只要把實驗報告寫好就行了，有的甚至不惜去抄襲書本或者其他同學的實驗結果，導致實驗報告不能真實反映學生的實驗成績。

2 原生動物實驗教學的改革

2.1 原生動物實驗內(nèi)容的優(yōu)化設計

因?qū)嶒炚n時的限制，原蟲動物實驗分為課余完成部分和課堂完成部分。課余部分主要包括原生動物基礎知識查閱、原生動物標本制作和二維碼識別等內(nèi)容。課堂完成部分主要以設計性和驗證性內(nèi)容為主，主要包括固定玻片觀察、活體標本觀察、原生動物計數(shù)和水質(zhì)評價、小組討論總結等，具體如下：

2.1.1 原生動物基礎知識的查閱和積累 利用課余時間，學生去圖書館或網(wǎng)上搜集相關資料，初步了解原生動物的采集方法、觀察方法、不同類型水體中常見原生動物的種類和形態(tài)特征，系統(tǒng)整理后待實驗課時進行驗證。

2.1.2 原生動物的活體采集 為了增強學生的感性認識，除了觀察已有固定標本外，學生需進行原生動物活體的采集和觀察。原生動物的活體采集分為定性和定量采集。學生首先在校園內(nèi)或周邊找到三種不同水質(zhì)的水體(如清潔水體、中度污染水體、較嚴重污染水體)，用25號浮游生物網(wǎng)直接過濾5L水樣，濃縮后作為定量樣品使用。定性樣品采用25號浮游生物網(wǎng)在水體中呈“∞”字形來回緩慢拖動3分鐘，濃縮后作為定性樣品使用。老師提前給學生分組，并指導學生進行原生動物的采集。

2.1.3 原生動物固定標本觀察 傳統(tǒng)的原生動物固定標本觀察多以草履蟲、眼蟲等常見物種為主，且為了便于觀察原生動物內(nèi)部結構，均為染色后的標本。然而，固定標本與活體標本最大的差異是，不能觀察到原生動物的運動、攝食、排泄等生理活動，且多數(shù)種類固定后已無教科書中的鑒定特征[2]。開展該部分實驗內(nèi)容時，授課教師應多提供幾種不同類型水體原生動物指示物種的固定標本，便于學生總結和對比不同類型原生動物的主要特征。同時，記錄固定標本觀察中不確定的問題，待活體觀察時進行針對性的驗證。

2.1.4 原生動物的活體標本觀察 取不同水體中原生動物的定性樣品，用吸管取少量滴在載玻片上置于顯微鏡下直接觀察。由于水質(zhì)的不同，不同樣品里面所含原生動物的種類差異很大，如針棘匣殼蟲(Centorpyxis aculeata)多分布在寡污染水體，普通表殼蟲(Arcella vulgaris)、草履蟲(Paramecium sp.)常分布在中度污染水體，而污鐘蟲(Vorticella putrina)在較嚴重污染水體中分布[1]。教師首先講解原生動物不同類群觀察過程中的注意事項(例如如何限制原生動物快速移動以及不同類型原生動物重點觀察部位等)，然后學生開始對照已整理資料分小組各自進行觀察，并對觀察到的種類進行拍照、鑒定，記錄主要外部特征與生理特征。遇到問題隨時請教老師進行解決。

2.1.5 原生動物活體的計數(shù)和水質(zhì)評價 該部分主要使用原生動物定量樣品。教師首先講解原生動物計數(shù)框的用法，取0.1ml的定量樣品放入0.1ml的計數(shù)框，在10×20放大倍數(shù)下計數(shù)3次，計算其平均值，然后換算成單位體積水體中(1L)原生動物的數(shù)量。原生動物的生物量計算主要依據(jù)其外形，先求算其體積，并假設比重為1，從而獲得其生物量。利用Margalef多樣性指數(shù)評價水體的水質(zhì)狀況，其計算公式為D = (S-1)/lnN，公式中N為樣品中所有物種的總個體數(shù)，S為樣品中種類總數(shù)；評價標準為0-1為重度污染，1-2為嚴重污染，2-4為重度污染，4-6為輕度污染，大于6為清潔水體[3]。學生參照該評價方法，分別對三種水體水質(zhì)健康狀況進行評價。

2.1.6 原生動物標本制作和二維碼識別 為了加深學生對原生動物的理解和興趣，課下要求每個學生選取一種原生動物制作原生動物標本。同時，在該標本的旁邊粘貼二維碼，當手機掃描該二維碼時，可以出現(xiàn)關于該原生動物基本特征和生活習性的簡介。全班同學可以交換觀看對方制作好的帶二維碼的玻片，從而在娛樂的同時也學到了知識。

2.2 改革原生動物實驗教學的方式

為了增強學生學習的積極性和主動性，對原生動物實驗教學進行如下改革。

2.2.1 建立以問題為導向、以學生為主導的學習模式 以問題為導向的教學方法強調(diào)學生主動學習的重要性，通過學生自我思考、探索和合作來解決老師提出的問題，從而形成解決問題和自主學習的能力[4]。在原生動物實驗課開始時，實驗教師可以讓學生思考以下幾個問題：(1)水體里面的原生動物應該如何采集與觀察？(2)不同類群原生動物外部形態(tài)和內(nèi)部結構有何差異？(3)不同水質(zhì)水體中原生動物的種類組成、密度和生物量有什么差異？(4)在水質(zhì)監(jiān)測中，除了使用化學方法外，原生動物也常作為指示物種反應水體健康情況，那么生物監(jiān)測與傳統(tǒng)的化學方法測定相比其優(yōu)點和缺點各是什么？

2.2.2 以團隊為基礎進行自主探索 老師對參與實驗的學生進行隨機分組，每一組以提出的問題為導向，以小組為基礎，獨立開展相關實驗內(nèi)容。每個小組確定一名組長，確定小組內(nèi)部成員的具體分工。小組成員在解決問題過程中可以就一些疑點和難點進行相互交流，指導老師在旁邊給予引導和啟發(fā)，協(xié)助學生解決問題。如遇到不能解決的問題，則以老師為主導，及時給予必要的幫助。通過團隊的合作，有效培養(yǎng)學生之間的協(xié)作能力、溝通能力和解決問題的能力。

2.2.3 小組總結討論 固定標本和活體標本觀察結束后，隨堂開展小組討論。通過對比不同水體中原生動物的種類組成、密度、生物量和水質(zhì)健康狀況，各小組成員分別對實驗內(nèi)容、實驗過程、實驗注意事項和實驗結果進行總結，每人輪流發(fā)言，每組組長記錄每個人匯報情況，形成小組實驗總結隨實驗報告一起交老師批閱，作為評定實驗成績的重要依據(jù)之一。

2.2.4 教師分析評價 小組討論過后，各組分別向老師匯報實驗結果以及實驗過程中遇到的一些共性或個性問題。老師針對問題答疑解惑，并對各組實驗情況作出評價。

2.3 注重對學生實驗過程和能力的考核

全面準確地評價學生原生動物實驗的實驗成績，能有效提高學生的實踐技能。改革后的實驗成績評定，除參考實驗報告外，要更加注重學生在實驗過程中的表現(xiàn)以及解決問題的能力。最終的實驗成績由三部分組成，分別是學生實驗過程表現(xiàn)、小組實驗總結報告和個人實驗報告，三個部分成績可各占1/3的比重。這樣有效避免了傳統(tǒng)考核方式存在的弊端，從而客觀反映學生對原生動物學實驗的學習效果。

3 總結

本研究結合原生動物在水生態(tài)監(jiān)測中的作用，對原生動物教學內(nèi)容進行了優(yōu)化設計，通過引入標準化的原生動物采集方法、活體標本觀察、水質(zhì)生物學評價等內(nèi)容，采用多樣性的考核手段，有效增加該實驗的趣味性和實用性；通過建立以問題為導向、以團隊為基礎、以學生為主導的實踐教學模式，有效提高學生的積極性和主動性，最終起到提高教學質(zhì)量的目的。