浅谈发育生物学实验教学改革

张艳苹　刘丽　李锋　刘皓

摘 要 立足发育生物学教学体系，针对发育生物学实验课程课堂教学的现状、存在的问题进行剖析，结合广东海洋大学实际情况，提出通过改革课堂教学内容，有效激发学生学习发育生物学的兴趣，促进学生形成发育生物学知识体系，增强学生发发育生物学知识实践应用能力，以达到预期的教学目的。

关键词 发育生物学实验 实验教学 教学改革 广东海洋大学

发育生物学是应用现代生物学的技术研究生物发育本质的科学。它主要研究多细胞生物体从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长、衰老和死亡，即个体发育中生命过程发展的机制。同时，也研究生物种群系统发生的机制。发育生物学不同于传统的胚胎学，而是20世纪50年代以后，由于分子生物学、细胞生物学、遗传学及生物化学等其他生命科学的发展和与胚胎学的相互渗透，才逐渐发展和形成的一门新兴的生命科学。[1，2]为了满足现阶段我国海洋强国战略人才需求，根据我校专业培养目标和课程建设体系的需要，2003年，发育生物学课程在我校正式开设，至今已有14年的历史。2010年发育生物学课被评为校精品课程，理论课程建设成果丰硕，但由于缺乏相应的教材，实验课程体系的建设相对滞后。

本文依据发育生物学实验教学经验，以学校高水平海洋大学建设为契机，充分依托我校水产学院国家级实验教学中心和生物技术研究室，探讨深化我校发育生物学实验课程教学内容和方法改革，以期提高教学质量。

1 发育生物学实验教学现状及问题分析

在发育生物学理论教学过程中，学生对生物个体发育的认知情况，仅限于课本描述或网上视频资源，对于个体发育过程中的各种影响因子缺少直观认识，同时观察仅限于常见模式生物的个体发育情况。现有实验教学资源并未充分发挥。

1.1 实验内容设置单一，不足以激发学生学习兴趣

目前我院发育生物学课程实验课内容较为单一，主要分为观察性和综合性实验，缺乏设计性实验内容。[3]其中，观察性实验占用了实验课程的大部分课时。这部分实验内容包括小鼠精、卵巢的观察，军曹鱼精、卵巢的观察等，这些实验仅需要学生通过显微镜对已有的切片进行观察，虽然通过实验会使学生对课堂理论知识的认识进一步加深，但该部分实验内容操作简单，对学生动手能力的培养力度不够。另外，课程设置了爪蟾和斑马鱼两种模式生物的胚胎发育观察的综合性实验，但通过实际教学过程发现，学生只是机械性地完成实验，缺乏独立思考，且由于部分学生思想重视不够，只有少部分学生做完整个实验过程，虽然实验难度有所增加，但对同学们的实验操作能力提高有限。

1.2 实验教学方法传统，手段不够多元化

目前的發育生物学实验教学依旧采用“教师讲实验，学生依照老师讲解快速完成实验”的传统实验教学方式。实验过程中，学生参与度较低，不能成为实验的主角，无法发挥学生的自主能动性、创新精神和实践能力。实验中，学生每人一台显微镜对实验材料进行观察，然后按照老师要求将自己观察到的实验图片绘出。整个过程中，与周围同学交流较少，对于某些特殊时期的细胞结构，可能仅在部分同学的切片中观察到，无法做到全班实时交流、讨论。另外无法做到课前课后对实验内容的交流沟通，不利于学生学习效率的提高。

1.3 实验成绩考核模式单一

考试不仅是为了评估学生知识的掌握情况，更应该调动学生的主动性和积极性，激发学生的求知欲、探索欲，培养学生的自学能力和分析、归纳、综合问题及运用知识的能力。但目前实验课的考核方式主要是学生的出勤情况和实验报告完成情况，重结果、轻过程，考核方式单一，既不利于学生的综合能力的提高，也不能对学生树立科学严谨的实验态度起到导向作用。

2 改进方法

2.1 优化实验教学内容

在培养学生基本实验能力的情况下，增加设计性实验的比重，重点对学生创新能力和科研能力进行培养。增加与新技术联系紧密的实验，例如设计实验，利用实时荧光定量PCR和原位杂交技术从分子、细胞水平理解斑马鱼发育相关基因在不同发育阶段的表达情况。[4]这些实验方法比较兼顾成熟、经典与前沿，且实验难度有所增加，对同学们的实验操作能力要求较高，但非常有助于激发同学们的学习兴趣和科研热情。

在完成实验课程内容的基础上鼓励学生开展自主开放性实验。学生可通过自主设计完成实验内容，进一步探索感兴趣的发育现象及其内在分子机制，自主设计完成实验内容；另外，还可以利用广东海洋大学水产学院国家级实验教学中心和生物技术研究室，为学生提供本科科研创新和毕业设计的实验平台，为希望课后继续深入钻研发育生物学研究的学生提供平台和支持。[5]

2.2 加强教学环节师生互动

加强教学环节师生互动，有助于教学与科研统一，有助于提升本科生科研能力。一是在实验教学过程，教师应更多地发挥学生的主动性，使其参与到实验中，提高其综合解决问题能力和创新能力。二是教师要指导学生通过查阅资料解决自己实验中的碰到的问题，以及分析实验结果出现的原因。学生开拓了思路、开阔了视野、吸取了新知识，在解决问题的过程中，动手能力、思维能力等都得到了提高。

2.3 加强学生管理，提高课堂利用效率

以首先要加强课堂引导，注重引导学生提前预习准备，以熟悉每次实验原理和步骤，课前留置的预习内容和思考题，要求学生严格按照标准撰写预习报告，上课过程中适时提问、讨论和交流。思考题的布置要与理论课程内容相统一，注重相关的热门话题阐释讨论，以激发学生学习兴趣，加深对基础理论知识理解。与此同时，要注重督促学生及时总结，引导学生理顺知识体系。要求学生严格按照标准撰写实验报告，内容包括：实验结果分析、实验原理和现象归纳，实验经验分享及注意事项。任课教师依据实验报告及时进行有针对的优化改进，以确保引导学生的形成正确思维方式，从而达到帮助学生形成理论体系和提高学生知识实践应用能力和创新能力。首先要加强学生管理，每次课堂上布置下一次的预习内容和思考题，学生按要求撰写预习报告，熟悉每次实验原理和步骤，并在每次课前对学生进行提问、讨论和交流。实验课思考题可与理论课程内容相结合，引导学生讨论相关的热门话题，加深基础理论知识理解，激发学习兴趣。同时，督促学生在每次实验课后及时进行总结，帮助同学理清思路。要求在每次实验报告中认真总结，讨论实验中出现的现象，并在最后部分写上本次实验各自的心得体会。老师在批改实验报告后及时对每次实验进行总结，针对学生在实验过程中出现的各种问题进行深入的分析，对学生的思维方式进行正确的引导，从而达到充分发挥学生思维的想象力，培养学生自我分析和解决问题的能力的目的。

2.4 改革考核考试方法

实验成绩考核是实验教学的重要环节，其方式和过程会影响学生实验的积极性，考核的公正性和合理性。实验课程考核应该避免单纯以实验结果作为考核指标，因为在发育生物学的实验中，影响实验结果的未知因素较多，实验对象个体差异、人为技术操作差异或者微妙的实验条件变化都会影响实验结果。不同或同种不同个体的实验对象，都存在一定程度的差异，因此实验结果不唯一或不确定性也正是发育生物学实验课程的常见现象。因此，传统的实验考核方式以不适应发育生物学实验课程的实际，今后的实验课程考核关键是考核学生们在实验中理解实验设计的原理机制，掌握相关实验技能，并能够对实验结果给出合理的解释和或进一步改进实验的想法，注重考查对学生科研思维能力的培养。因此，对发育生物学实验考核而言，应该以教学目标为导向，重视实验过程，重点考查学生能力，肯定实验结果，以此完善考核体系。

3 目前缺陷

现有许多发育生物学实验中相当多的内容直接取自经典的胚胎学实验，这就导致发育生物学的核心概念和基本原理无法充分展现。因此，设计独特而完善适应发育生物学教学内容实验尤为重要。发育生物學来源于胚胎学，但是又与传统的胚胎学有很多不同之处。反映到实验中，胚胎学实验侧重的是物种发育过程中的形态变化和比较，而发育生物学实验则更注重物种发育现象背后的分子生物学过程和机制——基因的表达和功能。因此，在设计发育生物学实验时，模式生物的早期胚胎发育过程是不能忽视的，但要在形态观察的同时，加入机制的讲解和实验操作。

4 结语

综上所述，从实验内容、教学模式和考核方式等方面入手，对传统的发育生物学实验进行深化改革，构建发育生物学实验教学与技能新体系，在培养学生综合素质和创新技能方面具有重要作用。将实验技能培养和基础理论教学并重实施，在课堂教学时结合实验教学，对学生能力进行全面培养，提供相应的空间激发学生的创新精神，能够激发学生的主观能动性，使学生的理论知识通过实验技能训练得以巩固与应用，增强发育生物学理论知识实践应用能力和创新能力，达到增强教学效果的目的。

参考文献

[1] 张红卫.发育生物学[M].北京：高等教育出版社，2004：1-517

[2] 彭树英，李俊，金显文.对发育生物学教学模式的探讨[J].安徽农学通报，2009.15（12）：199-200，232.

[3] 孟松树，韦存虚，王幼平.对发育生物学教学内容的初步探索[J].现代农业科技，2008.19：313，315.

[4] 郭炳冉，鲍淑然.规范发育生物学实验教学内容的思考[J].实验技术与管理，2008.25（9）：23-24，27.

[5] 张炜，陈峰，祝勇仁.开放式创新实验室建设与学生创新能力培养模式的研究[J].高等理科教育，2008（2）：70-73.