“动物学”实验的教学改革与实践

董 超 华

(青岛农业大学 生命科学学院，山东 青岛 266109)



“动物学”实验的教学改革与实践

董 超 华

(青岛农业大学 生命科学学院，山东 青岛 266109)

青岛农业大学在“动物学”实验课程教学改革过程中，通过开展专题性实验培养学生的基础实验技能；开设综合性实验培养学生综合利用知识解决问题的能力；开设设计性实验培养学生的创新能力，建设了层层递进的实验教学体系，并通过强化考核保证了良好的教学效果。

专题性基础实验；综合性实验；设计性实验；强化考核

“动物学”是生物类专业的基础课。目前青岛农业大学的“动物学”课程分理论教学和实验教学及动物学野外实习等几部分，其中实验教学主要开设与动物学理论教学相配合的基础实验，包括显微镜的使用、借助显微镜观察原生动物的形态、结构及动物的组织、各类群代表动物的解剖及观察等。教学目的是为了使学生更好地理解课堂所讲授的理论知识，对理论知识增加感性认识并培养基本的实验技能。这些实验多为被动接受型实验，教学模式相对单一，难以调动学生的积极性和主动性。学生在学习的过程中对动物学实验热情降低，进而发展到失去对所学专业的兴趣，大大影响了学生后期专业课程的学习。

国内外教学研究和教学实践表明，开设设计性、综合性实验对于培养学生的专业兴趣、科学的思维方式及探索未知的能力起着关键的作用，同时也是学生获取知识的有效途径。目前，国内重点农业院校和综合大学均已开设动物学综合性实验。如武汉大学开设动物生物学的综合性实验，将理论知识和实验技能融汇贯通，使学生综合运用多种基本实验技能进行探索研究。武汉大学还通过开设自选性、设计性实验来引导学生积极思考，培养学生的积极探索的意识和实践创新能力[1]。东北农业大学在“动物学”课程中开设综合性实验，将理论与实践相结合，提高学生动手能力的同时，注重在实践中强化对理论知识的掌握，并在实践中应用所学的理论知识[2]。山东理工大学通过开设综合性、探索性实验，将验证性实验、综合性实验、探索性实验有机结合，培养创新型人才[3]。深圳大学生命科学实验中心调整实验和实习两类实践课程，将经典分类实验与野外实习有机结合，并将过去的基础实验进行合并，开设综合性实验，在完成常规教学内容的同时，挤出了大量课时实施研究性实验，大大地提高了学生自己分析问题、解决问题的能力[4]。宁夏大学在验证性实验的基础上, 开设了综合性实验, 并在课后适当地开设自选性和设计性实验, 突出了对基本技能的训练和综合运用现代生物技术的能力的培养[5]。

尽管目前各个高校都已经开设了“动物学”综合性和设计性实验，但这些实验的开设均将“动物学”作为生命科学的专业基础课，以提高学生实验兴趣，培养学生动手能力、独立解决问题及创新性思维能力为目标，却忽视了“动物学”作为一门实用性学科的功能。“动物学”不仅仅是生命科学的专业基础课，同时还是专业性很强的实用性课程，在社会服务的诸多领域有广泛的应用。比如环境保护、动物进出境检疫、野生动物保护、动物资源研究等，都需要动物学的专业知识。在应用型特色名校的建设过程中，对培养应用型人才提出要求。意图以应用型人才培养为导向，将动物学应用领域引入实验教学中，精心设计综合性实验，并开展研究设计性实验，培养学生的专业意识和专业思想，提高学生解决实际问题的能力，引导学生积极进行专业技能的学习。

1 开展专题性实验培养学生的基础实验技能

经典的动物学实验以解剖观察和显微观察为主，缺少探索性，学生只在实验课开始的最初的几堂课有兴趣，以后兴趣逐渐下降。针对这一问题，我们将独立实验设计成专题实验，增加自主探索性的内容，以提高学生专业兴趣。比如，口腔上皮细胞观察这一实验，原有实验仅仅制作口腔上皮细胞的装片，并观察口腔上皮细胞的形态，动手能力强的学生很快做完，并对类似实验失去兴趣。针对这一缺陷，我们对实验内容进行改进，将每个实验都设计成一个小的探索项目，要求学生在90分钟内完成。在口腔上皮细胞观察实验中，我们提供多种组织细胞装片供学生选择，要求学生制作口腔上皮细胞装片并至少比较5种动物组织细胞，找出它们的差异，并回答为什么会有这样的差异以及这些差异对其功能的影响。带着问题去探索观察，使学生很容易掌握不同动物细胞的结构特点及其与植物细胞的结构差别。同时将原生动物的观察结合进来，使学生掌握多细胞动物的细胞与单细胞的原生动物结构上的差别。在原生动物实验中，要求学生比较不同生活环境下的原生动物的形态结构特点，不同生殖方式的原生动物的形态结构特点以及不同营养方式的原生动物的形态结构特点，最后再观察不同生活环境、营养方式、生殖方式在结构上是否相协调，是否体现了环境影响生物、生物适应环境的特点，并由此引导学生思考生物进化的原理。针对每一个实验我们都设计类似的问题，在设置问题的时候，注意问题和问题之间的逻辑衔接，使每个实验都成为一个小的专题，这样可以逐步培养学生在实验中注重思考问题，以此来强化课堂的理论知识，加深理解。

2 开设综合性实验，培养学生综合利用知识解决问题的能力

专题实验利于培养学生的基础实验操作，巩固、强化对理论知识的理解和掌握，但缺乏对知识的综合利用能力的培养，所以我们又增加了综合性实验来培养学生利用现有知识解决问题的能力。

综合性实验的开设是训练学生综合运用多种实验技能集中解决动物学某一方面科学问题的能力，并深化学生对动物学基本原理的理解和运用，学习运用基本实验技能解决科学问题的思路和方法。

在这一实验项目上，我们要求学生分为不同的小组，3人一组自选一个实验项目在教师的指导下用课余时间完成。每个实验项目都明确规定了实验方案、详细的实验步骤；同时，每个实验项目都包括了在专题性实验里面学习的所有实验技术，如显微镜的使用、生物制片技术、标本制作技术。比如草履虫结合生殖观察实验中，要求学生自己去采集草履虫，回来自己处理，培养，制片，观察。整个实验自主完成获得规定的结果。三角涡虫再生实验，也要求学生自己采集涡虫，培养，观察，再生，制作切片，观察组织结构。每个实验项目都保证学生能够学会用观察的方法、描述的方法和实验的方法。这些都是基本的动物学研究方法。在实验进行过程中学生自主实验，指导教师并不监督，由学生自己利用学过的基本实验技能参照实验指导，在业余时间自主完成实验，教师只负责必要的指导和检查。综合性实验的特点就是实验结果确定，只要按照实验指导严格操作，即能得到规定的实验结果。

3 开设设计性实验，培养学生的创新能力

专题性实验和综合性实验培养了学生实验操作技能和综合利用知识的能力，而设计性实验开设的目的是培养学生在被动接受基本实验技能的学习及综合性实验训练的基础上，主动探索科学问题的能力，同时培养其专业兴趣和创新性思维和意识。在实验过程中，还可以培养学生的团队合作能力和科学素养，同时体会到科学研究的艰辛和乐趣，为学生将来从事相关工作做好思想和技术准备。与基础性实验和综合性实验相比设计性实验更加开放。指导教师只规定实验项目和实验目的，其余所有任务均由实验小组独立完成，包括实验的设计、准备、操作以及实验论文的撰写，教师仅在学生需要的环节提供必要的辅导。比如我们设置了斑马鱼的人工繁殖/受精及胚胎发育与观察、虾体色调节分析、小鼠学习和记忆能力探索等20个实验项目供学生自主选择。在小鼠学习和记忆能力探索项目中，学生的自主探索能力得到充分发挥，设计了各种各样的迷宫，以及多样化的实验方案。设计性实验的开展有效地调动了学生的学习积极性和学习热情，培养了学生自主探索未知的能力。

4 强化考核，保证良好的教学效果

尽管在实验内容上丰富了，但并不能保证大多数学生都能认真地做这个实验，所以考核方式就是作为一种强制性手段来保证教学效果和教学效率。基础性实验采取实验考试的方式进行，其中，基本实验操作100分，共设6个实验项目，包括显微镜的使用、生物制片、软体动物解剖及内部结构识别、节肢动物解剖及形态结构识别、鱼类动物解剖及形态结构识别、鸟类动物解剖及形态结构识别。每个实验项目10分，共计60分，实验理论20分，平时成绩为20分。这一考核方式保证了基本实验操作的质量。

综合性实验在考核时不考虑实验操作，只要求实验结果。比如草履虫结合生殖这一实验，要求学生提供制作良好的草履虫结合生殖装片3份即算通过，而装片的质量决定成绩的高低。涡虫再生实验则要求提交涡虫再生后的涡虫及相应的实验照片。根据实验项目的不同，指导教师规定提交实验结果的形式，并在选题之前与实验选题一起公布，由学生自由选择。为避免学生集中选题，每个实验题目要综合考虑实验操作的难易程度与趣味性进行合理设置。综合性实验的实验结果是确定的，要求每个小组的学生根据所做实验结果写出详细的实验报告。实验报告中除了包括实验目的、实验原理、实验材料及器具等这些规定的内容外，强调了实验结果和实验讨论部分。实验结果部分，针对每个不同的实验，都需要有相应的清晰照片及说明，或具体的实验数据及说明。讨论部分，对于实验中出现的一些特殊现象要求给出合理的讨论和解释。每份实验报告按百分记，其中实验结果35分，讨论部分25分，实验动手能力20分，参与度10分，实验报告的规范性5分，实验态度及表现5分。试验结果和讨论得分为每个实验小组各组员的共同分，实验动手能力、参与度，实验报告的规范性、实验态度及表现均为各成员个人得分。

设计性实验的考核要求由两部分组成：一部分为实验论文，一部分为课题实验结果汇报。论文要求按研究论文的格式撰写，包括题目、摘要、引言、材料与方法、结果与分析、讨论与结论、参考文献等七部分。论文得分按50%计入最后总成绩。实验结果汇报，采用PPT形式，由各小组互相打分，最终加权平均按30%计入最后总成绩。实验动手能力及参与度占15%，实验态度及表现占5%。实验的进行与论文的撰写严格按照学术规范进行，以便对学生进行规范的学术训练。研究论文和研究结果是评定课程成绩的主要依据。

总之，针对之前动物学实验教学过程中遇到的问题，有针对性地进行改进，同时开设综合性实验和设计性实验，有效地提高了学生的专业兴趣和积极参与实验的热情，保证了实验教学的质量和教学效率。在执行过程中还有一些问题尚待解决，以及动物学实验课的课时不足，导致了学生大量占用业余时间进行实验。学生业余时间做实验，要求实验室增加开放时间，这给实验室的管理带来了很大的挑战。这些问题都需要在实践中逐步解决。但综合性设计性实验的开展大大地提高了学生专业兴趣，开拓思维，增强动手能力，是一个确定无疑的实验教学发展方向。

[1]黄诗笺.动物生物学实验教学改革探讨[J].中国大学教学,2007,(2)：20—23.

[2]陈怀侠,蔡火操,黄建林,李跃英.设计性实验教学的实践与思考[J].实验技术与管理,2006,23(11):105—107.

[3]陈艳珍,王衍喜,张录强.动物学实验教学改革探索[J].四川动物,2005,24(2):237—239.

[4]汪安泰.动物学实验教学改革探索[J].实验技术与管理,2006,23(12):119—122.

[5]张大治,赵红雪,杨贵军,张显理,杜天奎,陈志国.《普通动物学》实验教学改革探讨[J].高等教育研究,2008,25(1)：43—45.

责任编辑：富春凯

10.3969/j.issn.1674-6341.2015.06.039

2015-09-08

动物学综合性、设计性实验的设计与教学实践(编号：XJG2013132)

董超华(1972—)，男，内蒙古人，博士，副教授。研究方向：生化与分子生物学。

G642.0

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1674-6341(2015)06-0083-02