生物技术专业生理学实验课程建设与改革研究

房冰莹，刘晓华

（陕西中医药大学，陕西 咸阳）

生理学作为生物科学中的关键组成部分，是一门针对机体生命活动不同现象和功能活动规律进行研究的学科，内容本身具有较强的实践性，在课程中主要由两部分构成，一部分是理论教学，另一部分是实验教学。生理学更多知识需要建立在实践学习中，从验证中进一步实现对社会发展的促进作用，因此，生理学实验室教学是生理学教学中不可或缺的重要部分。生理学实验和其他的一些医学基础课程、专业课程以及临床医学之间有十分紧密的关联，也为后续的临床实验发展和生命科学进行实践运用打下坚实基础，同时发挥着十分重要的承前启后的作用。生理学实验课程在很多优秀的高校中属于优质课程，不同院校针对生物学人才培养的重点方向和内容也存在不同，但都具有相同的教育目标，即为社会培养更多优秀的应用型人才。

一 生物技术专业生理学实验课程建设与改革背景

经过教育长时间的发展，生物技术专业的生理学实验课程多数还停留在动物离体实验阶段，还有一些教师也停留在针对模型对循环、呼吸、消化以及神经等系统进行观察阶段，进一步其中的生理功能，甚至是其中主要的调控机理，进一步对实验中的结构展开全面分析，大多数在教学中所涉及的实验都是验证性实验。但对于一些发达国家来说，对学生的教育更注重开展人体实验，注重知识理论和实践的整合教学效果，在团队讨论学习方面也有较多关注，同时为学生也设置很多探究性实验，进一步促进学生自身的独立思考能力，为学生的创新思维提供更多的发展空间[1]。

一些优秀大学中所开设的生物学专业生理学课程和对应的实验教学，是生物学专业和优秀人才培养必学的课程之一。现阶段，很多学校已经将生命科学和技术作为教学重点，致力于为社会发展解决更多重大疾病，将落实医学为目标，进一步实现有关干细胞和表观遗传学，进一步研发了在世界中产生不小影响的成果[2]。经过对改革背景的分析，有必要针对课程内容进行完善，针对一些已经过时的内容进行删减，为学生引入更多新颖、具有教学意义的新项目，完成对新教材的改进和编写，同时，也要对以往的传统教学方法进行改进，这就需要教师不断发掘全新的教学方式，为学生引入更多具有创新性和探究性的实验课程内容，才能取得更好地实验效果，同时，也可以将更多的思政元素在课堂内容中进行引入，实现生理学实验教学的全面性。经过对课程的不断完善，能够促使生物技术专业生理学实验课程变得更加紧密，这样和学校对人才培养目标更加贴合，在实验中注重内容的新颖性和科学性，并注重学生在实验中的动手能力，培养学生形成独立思考问题的能力，才能促进学生不断提升自身的科研能力并取得相应的成果。

二 目前生理学实验课程教学现状分析

（一） 学生对实验课程缺乏重视

很多学生对生物技术专业课程中的理论课程有较多的重视，但对生理学的实验课程并没有给与更多关注，也没有花费更多的时间在实验课程学习中，只是一味的认为只要掌握理论知识就可以，就是掌握全部内容了。以往的实验教学中，一些教师在思想中认为实验是对理论知识进行验证的一种有效途径，通常都是将实验课程安排在理论课程之后，通常也只是对更多的理论进行简单验证，并没有对学生进行实验创新和探究等教学环节，这样单一且枯燥的实验方式，只会将学生置于一个被动的学习状态，对实验只是进行机械的操作，不能在理解中记忆掌握，缺乏趣味性和探索性，长时间就会让学生对实验产生抵触情绪，根本不能实现对学生的人才培养目标，更不符合在素质教育前提下的教育要求，也不利于学生适应社会中对生物科学人才的实际需求。

（二） 实验内容缺乏创新性

在生理学实验课程中，教师传统的教学方式和单一的实验方法，很容易导致学生失去学习兴趣，即使学生按照实验步骤完成实验，也不能得到和实验预期相符的结果，学生只会在实验的结论中进行学习，并不会对实验产生质疑，更不会对自身的实验创新有所期待，导致学生随意在自己的实验设计中进行修改，造成实验报告也呈现出千篇一律的情况，这已经成为生物技术专业生理学实验课程教学中面临的一个重要问题。以上的种种情况都不利于学生学习能力的培养，不能锻炼学生自身对问题的发现、分析以及解决能力，这些较为陈旧的实验方式和内容，都不能帮助教师更好地完成教学任务。随着生物学的不断发展，需要院校针对课程模式进行深入改革，将如今单一的实验教学融入到完善的教学体系中，致力于培养学生能够在实验中收获到真正的学习知识，并促使实验课程真正成为学生对知识探究的一种有效方式[3]。

三 生物技术专业生理学实验课程建设与改革对策

大多数学生都对新颖、有趣的学习内容和方式感兴趣，对于生理学实验课程也同样如此，将学习内容建立在学生感兴趣的基础上，能够调动学生的积极性，也能促使学生在实验中保持清晰的学习思路，并在小组合作中提升团队精神，实现事半功倍的学习效果，建设和改革课程可以从以几个方面入手：

（一） 丰富生理学实验课程内容

第一，融入研究性实验内容。对于膜片钳技术而言，能够针对离子通道中离子电流反应细胞膜上单一的或多数的离子通道进行活动分析[4]。这种技术大多数运用于多个细胞系的研究内容中，是现阶段可以对蛋白分子活动方式进行记录的一种方式，膜片钳技术和十分著名的克隆技术为社会发展带来同样巨大的发展动力。但因为在价格方面十分昂贵，很少在实验中进行使用，一些优秀学校已经获取开展人才技术培养基地的资格，可以为更多的本科学生提供实验机会，每年都会有一半以上的学生能够获得进入研究生阶段的资格。为了进一步迎合本科院校在教育中对更高学历人才的培养，进一步对我国的科研发展奠定基础。与相关仪器公用平台进行协商之后，能够针对现阶段遇到的问题进行解决，也能实现为学生引入膜片钳技术的教学内容。促使学生能够通过内容的学习，进一步观察细胞在通过电流中的所有过程，不断对膜片钳技术有更加深入且全面的理解。

第二，融入有关实验动物学教学内容。在生理学实验中很多实验都是建立在动物实验基础上，同时，学生更应该积极参加不同创新训练和国际竞赛等，通过不同的实验动物课程取得科研实践效果。通过进一步对实验课程体系的整体梳理，发现其中并没有涉及到丰富的动物学教学内容，但对于生理学实验来说，是生物技术专业学生需要借助实验动物进一步完成的课程，这部分内容对学生的学习起到十分重要的作用，也会直接涉及到学生在实验课程中所掌握的必备技能，所以，在教学内容中增添这部分内容，其中不仅包含实验动物学的发展历程，还有丰富的实验动物，进一步详细设计动物实验，还包含实验动物生物安全管理和实验方法的基本操作和检查等，在整个生物学实验中将行为学研究在整个过程中进行落实[5]。

第三，融入人体解剖实践内容。人体解剖知识是学生在生理学学习中必须要掌握的知识内容，以往在其中所设置的课程数目和内容等问题，并没有设置独立的解剖课程。所以，可以将适当的理论内容进行融入，在其中的不同都设有解剖知识内容，但没有与之对应的实验环节，学生很难在抽象的理论知识中进行掌握，不能实现知识和实践进行结合的教育效果。所以，可以在与解剖教研室的共同协商下，在生理学实验中增添人体解剖实验内容，同时也可以邀请解剖组的专家带领学生开展人体解剖学习，通过3D数字人体丰富的教学资源为学生设置具有实践性的课程，为学生取得更好地学习效果奠定基础。

（二） 引入创新性和探究性实验设计和实施

将生理课实验进行内容和形式的拓展，通过信息技术为学生开展微课、慕课和虚拟实验教学等多种方式，学生也可以通过自制录像的方式呈现实验过程，为学生设定课前实验自学阶段，并将这一环节作为考核中的重要部分之一[6]。针对生理课教学分别设置理论课和实验课，通过这样的方式为学生开课，一旦出现教师在讲解制作坐骨神经排肠肌标准内容时，若理论课程还没有涉及到这部分内容，教师需要第一时间调整教学方式，引导学生针对实验类型进行自主学习，视频中主要包含对标准制作中所涉及到的基本操作过程，还包含在实验中所涉及到的重点要求和注意事项，在视频的引领下保证学生对实验有一个初步认知。在进行生理课实验上课阶段，学生需要在自己的操作中完成标本制作，也可以使用锌铜弓观察刺激坐骨神经后引起的腓肠肌收缩情况，在这个情况的背景中，站在宏观和微观的不同角度进行分析，能够发现实验中都存在哪些变化过程呢？学生也能在自身的实验操作过程进一步观察到有趣的实验情况，透过现象对实验的本质进行探究，引导学生能够在课堂中的实验讨论中进行成果展示，通过翻转课堂的引入帮助学生更好地理解理论知识，实现生理学理论和实验课程的完好衔接，进而激发学生对实验学习的探究热情和学习积极性。为了实现学生能够在有限时间内完成学习目标和任务，并在实验中收获到更好地学习效果，可以为学生开展一系列的“实验布置、引导学习、实验操作、探讨交流以及完成报告”等一系列学习环节，进一步对实验教学形式进行完善[7]。

学生在完成基础实验之后，教师可以引导能力较强的学生开展创新型实验探究，将内容和实验进行设计和操作，能够在原本内容的基础上有更加深入的理解，不断丰富学生的知识视野和知识深度，为学生的创新思维提供发展平台，也可以为开展后续学习的学生设定时间训练计划选题内容，为竞赛做出全面性准备[8]。例如，针对坐骨神经腓肠肌标本制作完毕之后，观察不同强度和频率的电刺激引起的骨骼肌收缩情况，可进一步对实验情况提出问题，若所刺激的地方不属于坐骨神经，直接将刺激作用在肌肉上，会出现怎样的反应和结果呢？进一步对学生提出思考性问题，引导学生通过对实验的重新设计，得出进行操作的实验方案，并通过不断的实验进行反复验证，也可以在实验过程中选取文献进行参考，促进学生的思考，有利于学生整理出最后的实验报告和结论。

（三） 将课程内容和课程思政进行融合

教学的最终目的就是实现知识和价值内容进行相统一，可以从以下几个方面进一步完善深度教育，如，课程建设、评价标准等不同方面，将立德树人教育思想要素进行渗透，进而实现生物技术专业生理学实验教学逐渐转变为更加立体化的教育形式[9]。进一步将教学内容和课程思政进行融合，促使学生学习科学家在实验中具备的严谨态度，和面对困难不怕艰辛的勇气，不断提升学生自身具备的创新和探究精神。例如，教师在为学生讲授有关生理学实验发展历程的相关内容时，可以为学生引入生理学家巴普洛夫的故事，让学生明白很多生理学家都是在无数次的实验实践中进行反复尝试，最终获得成功的科学理论，为社会学科发展奠定基础；再如，为学生讲解人体解剖实践课程内容时，为学生渗透生命感恩知识内容，让学生在实验实践探索中收获知识的同时，对生命产生更多的敬畏，从心底更加尊重生命和热爱生命，这样才能促使学生从生命角度出发，逐渐走进世界并细心观察世界，进一步认识自然和人们之间的紧密关联，进而树立正确的人生观、价值观和世界观。

另外，需要针对课时数进行调整，在保证学生学习内容的基础上，为学生的实验创新提供更好地平台。结合实际课程内容，为学生增加生理学实验课程，在原本的基础上增加课时数量，让学生在掌握基础实验的前提下，能够有更多的实践针对实验开展探索学习，教师需要给予针对性指导，才能让学生对生理学实验产生更强烈的好奇心，实现学生创新性思维的不断提升[10]。在实验课前可以要求学生做好内容预习，在基础问题之外，设置一些具有创新性的课题，鼓励学生能够提前做好实验方案，并带着在预习中所遇到的问题，在实验课程中开展自主、探究学习，最后获得问题的最终正确答案。

（四） 完善生理学实验考核方式

为了实现对学生的全面性考察，并对学生所掌握的实验过程和结果进行检验，注重学生敢于创新和学习的积极性，需要为学生设定更加科学的考核制度和标准，教师需要在实验课程的第一节为学生进行考核形式介绍，能够让学生对考核模块和内容有所熟悉。其中教师对学生考核的内容主要包含以下内容：针对问题的设计和提出+实验的设计能力占考核总比的20%，在实验中的小组合作学习占20%，学生自身对实验操作的正确方式+对实验设备的正确操作占30%，学生通过理论知识和实验课程的学习，针对报告进行整理和数据分析占30%。这种考核方式能够对学生产生较为严格的实验学习要求，促使学生在生理学实验中更积极地参与到实验准备、学习和互动中，促进学生之间的合作学习观念，让学生在实验和报告整理中都收获到高分数。总之，生理学实验课程教学对学生在实验中的参与程度有更多的重视，致力于培养学生乐于思考和实验中严谨的研究态度，因此，能够通过实验体系的不断完善促进学生在科研方面的综合素养形成[11]。

（五） 课程建设和教学改革对人才培养的效果

经过对生理学实验课程的进一步完善，学生也能在较为完整的生理学知识和实验操作中，更扎实的掌握生理学实验原理，促使学生在学习中收获到全新的学习方式，并通过自身在实验中的验证加深对理论知识的巩固。学生在生理学实验中，一方面能够掌握知识的先进理论，还能丰富学生在实验中的技术，为学生之后要参加的大学生创新项目奠定基础，进一步满足在今后工作中的岗位发展需求。

同时，在针对学生的实验课程教学中，要引导学生提升对文献的查找能力，表达意识以及团队之间的交流与合作，实现学生的全方面能力提升，并针对学生开展鼓励性引导，让学生更积极的开展探索性实验，教师投入更多的心思完善课程内容设计，不仅能够让学生对基础知识有深入掌握，也能促进学生观察能力、操作能力以及创新能力的发展，实现学生参与实验学习的最大化价值，不断发掘学生自身潜在的学习能力。生理学实验课程中有关的内容能够为学生的课题提供直接的辅助效果，如结合光学、软件控制、基因操作技术等，为学生的发展提供重要支持和保障。

四 结语

综上所述，生理学实验课程的教学目的在于促进学生的动手能力，实现学生在思维创新和综合素养方面的提升。经调查分析，学生不仅在实验结果汇报方面没有得到提升，在科技论文写作方面的能力也没有得到增强。进一步对生理学实验课程进行建设与改革，让学生不但接触到更多的新知识，也让学生掌握更多的学习资源和软件，实现学生探究能力和实验实践能力的共同发展。