PBL模式《小動物透明標本制作與技術改良》建設與教學探索

劉 敏，陳 曦，徐德全

(華中農業大學 動物科技學院動物醫學院，湖北 武漢 430070)

動物解剖學是動物科學，動物醫學專業必修的重要主干專業基礎課，是有關專業基礎課和專業課的先導。在教學過程中，發現學生對課堂上展示標本的制作過程普遍表現出濃厚的興趣。而其他專業的學生因為對動物的喜愛，也常常會表現出對動物身體結構濃厚的興趣。為了提高學生學習掌握動物體機體結構及后續專業課程的興趣，激發他們的創新思維和動手實踐能力，本教研室開設了以制作透明標本為基礎的實驗課程——《小動物透明標本制作與技術改良》。經過2015-2017年近3年來的開設課程實踐，已經逐步形成了有自己特色的基于PBL的創新性實驗課程教學模式。

1 透明標本制作的意義

透明標本是應用化學藥品和物理方法作用于動物的肌肉組織，使其折光率和透明劑的折光率相近，以達到透明的目的，然后用僅對硬骨、軟骨組織具有親和性的染料對動物尸體進行染色，這樣硬骨或軟骨組織會被染上不同顏色而顯出其結構[4-7]。小型動物因其骨骼纖細軟弱，而且骨骼各個關節部位沒有完全骨化，制作單獨骨骼標本很困難，而制作透明骨骼標本則相對容易，且制作出來的透明標本清晰美觀、顏色鮮艷、有立體感，有別于常見的骨骼標本。因此，一般小型的脊椎動物都適合做透明骨骼標本。

透明標本無論在教學方面還是科研方面都有較為重要的意義。此種方法可以顯示一般解剖方法難以觀察清楚的結構，并在保持標本外形完整的情況下顯示出體內骨骼部分，對于學生能更清楚的觀察、掌握骨的結構及骨在動物體內的精確位置關系都有其它標本無法取代的效果。透明標本還可以顯示出動物骨骼的發育情況，從而對研究動物的骨骼發育規律具有重要的參考價值。在本校目前的課程體系中，并沒有這樣一門類似課程可以讓學生掌握透明標本制作技術，并對技術中的細節部分進行思考從而加以改進。因此本教研室開設了這門創新性實驗課程，供全校學生選課學習，可拓寬各專業同學對于動物機體和動物專業的認識，激發他們的學習興趣，對其將來繼續從事相關研究或者工作都有較大益處。

2 以創新性實驗方式開設本課程具有較大的靈活性

透明標本的制作過程較為繁瑣，所需要的制作時間較長，成功率較低[3]。借鑒文獻[4-6]和互聯網上的教程，歸納透明制作基本過程包括以下步驟：處理動物尸體；固定動物尸體；脫脂；半透明、軟化；染色；凈化等。經過多次預實驗發現，這些步驟中所需要的試劑品種和劑量受實驗動物的種類、大小、實驗的溫度等條件的影響，需要在實驗中通過觀察進行調整。如制作魚的透明標本，脫脂這一步需要根據魚體型大小、所含脂肪量多少而調整試劑濃度及浸泡時間。在進行小鼠和雛雞透明標本制作時，半透明所需的KOH濃度和浸泡時間就和魚透明標本制作不一樣，如果統一KOH的濃度和劑量，就會導致魚尸體的散架，而小鼠和雛雞透明程度不夠的狀況。這樣導致實驗操作人員的進度不一致，沒有辦法統一安排課程時間。這些因素導致透明標本的制作要開設成一門傳統的實驗課，受到了很多的限制。

近幾年，學校大力倡導開設以創新性、自主性、探索性和科學性為理念的創新性實驗課程。該課程可以面向全校本科生、以小班形式開設，開課時間、地點以及形式可以多種多樣，由教師自主決定，這使得課程具有很大的靈活性。正好符合開設透明標本的制作實驗課的需要。為此，本教研室面向本科生新開設了《小動物透明標本的制作與技術改良》的創新性實驗課程，既可通過學生的實驗改良并完善透明標本的制作技術，又可探索創新性實驗教學的新模式。

3 PBL教學模式可提高學生的學習興趣及創新協作能力

PBL是以問題為基礎的學習，20世紀60年代由美國神經病學教授Barrow在加拿大麥克馬斯特大學提出的一種課程模式，目前已成為國際上一種十分流行的教學方法[1-2]。PBL的教學模式以學生為中心，偏重小組合作和自主學習，充分發揮學生的主觀能動性。教師只是作為引導者出現在課堂[8]。

為了激發學生的思考和提出問題，將報名參加本課程的學生分為若干個小組，每組設有組長，負責組織和統籌本組事務。在教師講授完透明標本制作的基本步驟后，讓各組同學觀察已經制作完成的(教師或者前些年學生制作的)標本以及閱讀對應的制作方案，引導他們組內討論，從中發現問題，提出問題。比如：透明程度不夠、染色不太均勻、動物標本內有氣泡等等。各組總結出問題后，針對原始方案查找文獻尋找解決問題的方法，撰寫出新的方案。在實驗過程中按照本組的同學討論并撰寫的方案進行。實驗進行過程中，組員內部可以隨時通過課程qq群溝通、討論，也可以和老師、其他組同學討論。實驗結束后，每組根據自己的實驗結果，撰寫實驗報告，重點在于總結實驗成功經驗、分析失敗的原因以及是否解決了自己提出的問題。

在教學過程中，發現基于PBL的教學方式提高了同學們發現問題、檢索閱讀綜合文獻的能力。本課堂采用小班教學，分組以后同學們的參與度非常高，不時就有同學提出自己的疑問，積極咨詢老師并檢索閱讀文獻，討論氣氛熱烈。而實驗結束后的討論、總結并上臺用PPT的形式呈現本組結果則很好的鍛煉并展示了同學們歸納、分析、總結、及邏輯推理的能力。

4 小 結

總之，經過從2015-2017年數次開課的情況來看，學生比較喜歡選擇《小動物透明標本制作與技術改良》這門課程，每次選課人數均達到限制人數的上線。而課程采用的PBL的教學模式，使課堂不局限于傳統的老師教課、學生模仿的實驗課堂，大大提高了學生參與實驗的積極性和興趣。在整個實驗過程中，學生不僅主動掌握并改良了透明標本的制作技術，并潛移默化的對小動物骨骼的名稱位置、動物機體組織結構層次、相鄰位置關系等知識有了較深刻的認識，這對于動物科學專業、動物醫學專業的學生來說，為后期各門專業課程的學習奠定了良好的基礎。而對于其他專業中對動物身體結構感興趣的學生來說，無疑是一次較好的科普知識、動手操作的體驗。基于PBL教學模式的創新性課程《小動物透明標本制作與技術改良》大大提高了學生的實踐能力，符合國家、學校提出的創新性、自主性、探索性和科學性實驗課程開設的理念，具有較好的應用前景。