地方师范院校机能实验教学改革与实践

黄勋和 韩春艳 蓝木香 李威娜

[摘           要]  以地方师范院校动物生理学机能实验教学为例，从实验室建设、加强师资队伍建设、线上学习+线下课堂、优化实验项目、重视课堂教学、课程思政、制定管理制度、制定实验报告标准和推动资源共享等改革与实践进行概述，以期推动机能实验学在提升地方师范院校教学质量和人才培养中发挥更大的作用。

[关    键   词]  地方师范院校;非医学专业;机能实验学;动物生理学;教学改革;BL-420I

[中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                 [文章编号]  2096-0603（2022）03-0106-03

机能实验学是一门研究在实验条件下生物机能活动规律的实验性学科，即人为地创造实验条件，通过动物实验模拟机体在生理、病理情况下及用药后的功能变化及规律[1]。机能实验学整合了生理学、病理生物学和药理学三门传统课程，在教学内容、教材、教育理念、教育技术和教学条件方面也必须做出调整和改变[2-3]。为了适应这种转变，国内众多高校建设了整体机能实验中心，显著改进了实验室的整体布局，引入了先进的生理实验设备和信息化管理系，改变了按学科设立教学实验室，开设以验证各种课程理论知识为主的实验项目的传统实验教学模式，并取得了良好的成效[4]。然而，这些高校大部分是綜合性大学及医学院校，尚未有地方师范院校建设现代化机能实验室并开展相应的实验教学改革实践。不同类型的院校在机能实验室建设及教学改革存在差异。本文以我校生物科学（师范）专业为例，总结在机能实验室条件下的实验教学改革与实践，以期为地方师范院校机能实验学教学实践提供一些参考。

一、改革现状

自我校生物系于1983年复办以来，人体及动物生理学及其实验课程一直是生物科学（师范）专业的专业基础课程，但由于硬件条件的限制，早期只能开展坐骨神经-腓肠肌标本的制备等不需要复杂设备的实验项目。随后经历了生理记纹鼓和BL-420E+的缓慢发展阶段以及BL-420F、BL-420N和BL-420I的快速发展阶段。

为适应《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》要求，我校于2013年立项了动物生理学实验教学改革项目，从优化实验项目、转变教学模式以及完善考核体系等方面对实验教学进行了系统改革，并取得一定成效[5]。为继续改善教学环境和提升教学质量，我校建设了现代化机能实验室。然而，嘉应学院等传统师范专业的地方院校，仪器设备及人才储备远远落后于重点高校，并且机能实验学的主要开展对象在医学院校，而在医学类院校机能实验学是一门重点课程，涵盖了传统的生理学、病理生理学和药理学三门课程，投入的课时、人力、物力和财力也远超于地方师范院校。鉴于此，在地方师范院校开展机能实验学教学活动，必然也需要做出相适应的变革和调整。

二、改革措施

（一）实验室建设

为了更好地开展实验教学工作，我校建成了现代化（动物生理学）机能实验室，配备了8台BL-420I信息化集成化信号采集与处理系统、TAS-100机能实验室大屏教学辅助系统以及相关辅助器材，同时改善了实验室教学环境，可同时满足32名学生的实验教学活动的需求。BL-420I系统采用一体化设计原则，同时集成了可移动实验平台、生物采集系统、呼吸系统、测温系统、照明系统以及同步演示系统，帮助使用者获取更客观、全面的实验数据，可运用于各项生理学、药理、病理生理学等实验。大屏教学辅助系统可将教学内容同步投放到各个小组的电脑上，各实验小组的实验结果和操作可实时传屏至大屏教学辅助系统，有助于解决教师示范教学往往因多人围观而导致教学效果不佳的问题，同时也利于及时发现问题和寻找原因并予以解决。通过建设现代化机能实验室，为开展机能实验教学改革提供了条件保障。

（二）加强师资队伍建设

师资队伍建设是课程建设的根本保障。在有限的专业教师人员的现实情况下，一是加强专业培训，比如所有专业教师参加华西机能实验教学骨干教师培训班、机能学科骨干教师高级研修班、中国病理生理学学会专业研讨会等，与国内同行沟通交流，学习机能实验学的最新理论和实践成果。二是加强组内交流，每学期开学前统一商讨制定实验项目内容及其实施细节，实施过程中保持密切联系沟通，学期结束后总结反思。三是重视实验技术人员的作用，提升实验技术人员的素质，例如要求实验人员也参与备课，熟悉实验项目相关内容和操作机能，只有这样在教学过程中实验技术人员才能较好地配合主讲教师的工作，充分发挥实验技术人员在课堂教学中的作用。

（三）线上学习+线下课堂

自2020年春季学期起，实验课程在超星学习通平台上线了所有的教学章节内容，包括课件、操作视频、测试和扩展内容等，并在实践中不断完善。每次上课前，学生需要完成相应实验项目的课件、操作视频的观看，避免因学生没有进行课前预习导致教师在授课中短时间内难解其详的难题。课堂结束前再完成小测，以巩固学习成果。教师要严格按照教学进度，及时发布任务、考核，要求学生在规定时间内完成检测练习，教师及时批改并反馈给学生。学生之间利用各种渠道进行交流学习、相互讨论，教师及时通过学习通、微信、QQ等渠道与学生进行沟通交流，增强学习的黏性和互动，以达到教学相长的目的。线上学习+线下课堂的“混合式教+学模式”，逐渐使学生从围观的角色转换到参与教学活动并完成教学任务的角色，可显著提高学生学习的积极性和学习效果。

（四）优化实验项目

在前期实验教学改革的基础上，基于科学、可行和实用的原则继续优化实验项目。因师范专业的培养核心是掌握扎实的理论知识和基本实验动手能力，实验类型以基础性实验（30%）、综合性实验为主（60%），辅以少量的设计性实验（10%）。开展综合性实验，有助于培养学生观察复杂实验、记录及统计分析数据，利用综合应用知识分析和解决复杂问题的能力，提高了学生做实验的积极性和主动性[6]。同时，考虑到未受过医学专业的培训，尽量减少诸如分离血管、神经和各种插管术等操作难度较大的实验项目。实验对象以蛙类和家兔为主，因为这些材料取材方便、经济实惠，学生也不会有太大的畏惧心理，方便实验项目的开展。实验项目的内容要覆盖理论教学的主要章节，如神经系统、肌肉组织、感觉器官、血液、血液循环、呼吸、消化和泌尿，利于学生对理论知识的掌握。

（五）重视课堂教学

课堂是教与学的主战场，良好的课堂秩序和氛围是教学质量的重要保障。充分的课前准备、合理的教学环节设计、教学秩序的把控等是良好教学质量保障的重要组成。一般的教学流程是讲解实验目的、原理和步骤，播放实验操作视频，提示注意事项，布置实验任务，部分实验会由教师先示范，然后由学生分组完成实验，教师全程参与并实时指导，最后点评和小测。开学第一节课就由学生自由组队（2～4人），组好对队（实验小组）后就不再改变，这样有利于默契感的培养。在实验过程中，加强与原理理论的联系，并适当拓展阅读材料。为了充分调动学生的动手积极性，课堂实验操作占据总成绩的30%，并且全程开启视频录制，以便课后查看评分。同时强调课堂纪律、实验安全等事项，此类占总成绩的10%。

（六）开展课程思政

将思政元素融入课堂教学中，有助于塑造学生的完美人格，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观。实验动物是机能实验教学不可或缺的材料，对机能学和人类健康做出了重大贡献和牺牲。为了体现人文关怀、提倡尊重、善待实验动物的课程思政目标，我们主要采取以下措施：（1）开学第一节课就阐述了实验动物对科学的贡献和牺牲，我们要尊重和善待实验动物，并将动物实验的“3R”原则（替代Replacement、减少Reduction、优化Refinement）贯穿整个教学过程。（2）严格训练学生各种各样的机能实验技术和方法、不同研究水平的实验研究手段，优化实验教学设计，避免实验动物的过度使用以及授课过程中如何培养学生的职业道德、伦理道德和人文素养。（3）组织学生参与“世界实验动物日”征文、祭拜实验动物等活动，希望能使学生更自觉、更自然地善待实验动物，关注实验动物福利，不断推动实验教学和人与自然的和谐发展。

（七）制定管理制度

完善的规章制度是实验室标准化管理的重要前提和保障。为加强实验室的建设与发展，充分发挥其应有的作用，使实验室的各项工作都有章可循、按秩序进行，根据机能实验室的特点，结合地方高校的实际情况制订了《机能实验室管理守则》《学生实验守则》《机能实验学教师备课制度》《实验药品管理规则》《机能实验室使用交接制度》等若干常规制度，保证实验室在正规、正确的轨道上运行，为后续的课程改革打好坚实的基础。项目负责人为直接责任人，对实验场所、实验设备、实验课程进行统一管理。专职实验员专门负责实验室管理、实验准备、实验设备的维护、保管及实验药品的管理。

（八）制定实验报告标准

实验报告成绩是衡量教学效果的重要考核指标。传统的实验报告模式是每做完一次实验，每个学生均需完成一次纸质实验报告。在该模式下，实验小组成员间的交流较少，重复工作较多，花费时间较多。改革后的实验报告模式以实验小组为单位，每次实验报告指定一人主笔，其他成员以修订模式进行修改，共同完成高质量的电子版实验报告。指导教师可以查看每个成员对报告的贡献，同时以修订模式进行修改，学生也可以查看教师的修改记录，方便存储。实验报告参照发表论文的基本要求，要修订2～3次才算完成作业。通过多次共同撰写实验报告，可以较好地培养学生的合作意识、严谨作风和写作能力，对提升教学质量具有较大的推动作用。

（九）推动资源共享

机能实验室可用于人体解剖生理学、动物学和药理学等实验课程的教学。通过合理的课程安排，充分利用现代化实验室的集成化和信息化特性科学、合理利用资源，从而达到提高教学资源利用率和教学质量的目的。同时，整合相关学科资源，建立机能实验室开放的相关规章制度，逐步扩大实验室开放的對象与层次，针对不同专业丰富实验室开放项目如毕业论文项目等，形成实验室开放多元化模式。

三、存在的不足

（一）未实现实验室管理智能化

因建设经费的调整，此次实验室建设未配置NEIM-100实验信息管理中心软件系统。因此，原定的实验数据的上传和下载、实验报告提交和批阅、实验预约和审批、相关信息发布等实验室管理的无纸化和网络化功能未能实现。

（二）设计性实验项目较少

因课时（32学时）、经费和专业训练的限制，设计性实验开展的效果不甚理想，学生所选（设计）的实验项目较为简单，综合性程度不够，投入的时间较少。因此，在实际实验教学过程中，该类型的成绩所占比重较小。

四、结语

机能实验室的建设提供了良好的教学环境，开展的教学改革与实践则有力推动了动物生理机能实验课程的建设，进而显著提高了教学质量。在今后的工作中，将继续完善实验室建设，如智能化建设、虚拟实验室建设等，同时从人才培养目标入手，推动课程资源的整合，完善课程体系建设，继续探讨优化设计性实验项目，加强与医学院校和兄弟院校的交流与合作，助推机能实验学在提升地方师范院校教学质量和人才培养中发挥更大的作用。

参考文献：

[1]杨芳炬，王玉芳.机能学实验[M].北京：高等教育出版社，2016.

[2]董薇，孙红，许静，等.机能实验学考核评价体系的构建及实施[J].2017，19（11）：829-830.

[3]黄黎月，郑晓辉，许雅苹，等.开展机能学实验教学改革，提高学生创新能力[J].基础医学教育，2019，21（9）：715-718.

[4]马建秀，马艳庆，宋雷，等.应用信息化集成化设备提高医学机能学实验教学质量：以西北民族大学医学院为例[J].西北民族大学学报（自然科学版），2020，41（1）：75-78.

[5]黄勋和，韩春艳，侯雨文，等.动物生理学实验教学改革与实践[J].畜牧与饲料科学，2015，36（2）：76-78.

[6]谷彬，刘思妤.综合性实验教学在机能学教学中的实施[J].教育教学论坛，2015（18）：253-254.

◎编辑 司 楠