鱼类生理学实验课程教学改革与实践探索①

高煜杰 李 红

（海南大学海洋学院 海南 海口 570228）

鱼类生理学是研究鱼体生理机能及其活动规律的基础学科，是高等院校水产类专业一门必修核心专业课程［1］。鱼类生理学与其他生理学课程一样，是在实践基础上建立和发展起来的。因此，实验课程在鱼类生理学教学中占有重要地位，不仅能够让学生巩固已有理论知识，也是培养学生实验技能、思辨能力和协作意识的重要手段。

目前，海南大学海洋学院水产养殖专业实验课程作为鱼类生理学课程的重要组成部分并未得到足够重视。首先，实验课程课时数相对较少，占比不足五分之一，与“着力培养学生创新能力和实践动手能力”的培养目标严重不符。其次，实验内容依旧是简单的验证性实验，缺乏整体性、创新性、综合性的实验内容，无法充分调动学生的实验兴趣。最后，实验课程考核方式单一，只依据实验报告书写情况，未受到学生足够重视，也导致学生参与实验课程积极性不高［2］。因此，为了充分调动学生求知欲望和探索热情，切实培养学生的动手能力和实践能力，笔者将从实验课程的内容设计、教学模式、课程考核等方面开展探讨和改革，以期提高实验教学质量，培养卓越农林人才。

1 课程设置与实验设计

1.1 设置独立课程

目前，海南大学海洋学院水产养殖专业鱼类生理学实验课程共10 个学时，设置反射弧分析、蛙腓肠肌标本制备、骨骼肌收缩及动作电位测定4个实验内容，实验内容均为操作简单的验证实验。实验课程依附于理论课不能单独考核，学生对实验课程的重视程度较低，无法达到培养学生动手能力和创新思维的目的和要求。鉴于此，在鱼类生理学实验课程改革中将课时增加为16 学时，且安排为一门独立的课程进行授课。学生只有按要求完成课程的相关要求，才能够获得相应的学分和成绩，因此在一定程度上能够提高学生参与实验课程的积极性［3］。

1.2 优化教学内容

实验设计是实验课程的重要内容，也是改革的重点方面。在兼顾专业培养要求的同时，实验内容应遵从简单到复杂、验证到创新的原则，对教学实验内容进行调整优化。因此将传统实验内容调整为基础性实验、综合设计性实验和探索性实验3个部分。在基础性实验部分，学生通过需要掌握鱼类生理学实验的基本操作技能和实验仪器使用方法，主要包括以下三方面内容。（1）鱼类的麻醉。在对鱼类进行标志、注射、埋植、取样、手术或运输等操作时都需要进行适度麻醉，让学生掌握MS-222 等常用麻醉剂的特点、生理作用和适宜剂量；学生通过实验观察鱼体麻醉效果及恢复情况，掌握鱼类麻醉方式及帮助其恢复的方法。（2）鱼类血液的采集及理化测定。血液是鱼类最重要的循环系统，其生化性质能够直接反应鱼体的生理状态，因此血液的采集及分析也是一项基本的实验技能。让学生掌握鱼类尾静脉血液采集方式，并观察鱼类特殊的红细胞和白细胞形态并进行计数，测定红细胞渗透脆性，从而加深对血细胞生理功能的理解。（3）生物机能实验系统的使用。生物机能实验系统能够将动物体各种生理学信号转换成可以测量和检测的电信号，因此是探讨动物体生理机能内在规律的重要手段。学生通过本实验掌握生物机能实验系统的组成、软件设置及操作方法［4-5］。

通过设计和安排综合性实验，帮助学生将分散的知识点联系起来，建立比较完整的知识框架，取得较好的实验效果［6］。在教学改革过程中将鱼类呼吸运动-鱼类心电图测定-鱼类耗氧率测定进行整合，不仅贯穿了鱼类呼吸生理、循环生理和代谢生理的理论知识内容，而且让实验内容衔接更加紧密，让学生深入了解鱼类如何应对受到外界环境如温度、水流等影响时呼吸和循环系统发生的生理学变化。探索性实验内容可以转变“老师讲解为主，学生听课为辅”的传统教学模式，通过学生自主探索和自主设计实验，充分调动学生主观能动性［7］。探索性实验的设计、资料查询、步骤安排、数据记录与处理、结果分析、归纳结论等各个环节都要求学生独立而分工协作完成，真正做到理论联系实际，增强动手动脑的能力［8］。

2 鱼类生理学实验课程教学改革目标

2.1 丰富教学模式

鱼类生理学实验课是引导学生树立科学实验观、掌握鱼类基本实验技术和方法、培养团队协作能力的重要手段。除了在实验内容上需要创新和改革之外，教学方法和教学模式也是达到培养目的、提高教学效果的重要方面。通过改变教学模式，能够使得鱼类生理学实验在人才综合素质和创新能力培养中发挥应有作用。然而目前鱼类生理学实验依旧以教师讲解为主，结合实验教学视频为学生展示、讲解实验原理和操作步骤等内容，而学生则处于被动接收状态。这种教学模式效果并不理想，部分学生参与实验的积极性不高，无法达到切实提高每个学生动手能力的目的。针对这种情况，在培养新时代人才、发展新农科背景之下，各个高校任课教师都在结合自身特点丰富教学模式，提升教学效果。因此，开放式实验教 学［9］、PBL （Problem based learning） 和 慕 课（MOCC）［10］、虚拟实验室［11］、翻转课堂［12］、微视频［13］等新型教学模式应运而生，并与传统教学模式相结合形成混合式教学模式，能够达到最优课堂教学效果。

2.2 提高教学效果

在海南大学海洋学院水产养殖专业鱼类生理学实验课程改革过程中，依据不同实验内容和特点采用不同的教学模式，转变传统实验课教学观念和教学方式，建立以学生为中心的多元化教学模式，从而提高学生参与实验的积极性。在基础实验部分，将实验内容录制成视频，详细讲解实验操作步骤及注意事项，并上传至校内教学平台。在实验课开始前1～2 周学生可以利用课余时间提前观看实验教学视频，熟悉实验内容及关键环节。而在课堂上，教师将更多的时间留给学生进行实验操作。并且不在以小组为单位共同开展实验，而是每个学生都获得实验样品并独立完成实验内容，保证每个学生都能够参与实验过程，学会基本的鱼类实验操作，提高自身动手能力。综合性实验则采用启发式和问题导向性的教学方法，如鱼类的呼吸机能会受到哪些因素的影响，鼓励学生带着问题开展实验，并且可以根据自己掌握的理论知识推测可能的因素，然后通过鱼类呼吸运动的测定实验进行验证。在此基础上进一步引导学生思考呼吸运动的变化会对哪些生理机能产生影响以及造成什么样的影响，学生进一步通过实验比如心电图或者耗氧率等观察相应的现象。如此不仅能够激发学生学习兴趣，也能让学生将不同章节的理论知识进行系统的巩固并建立关联知识体系，印象更加深刻。探索性实验可以完全采用以学生为中心的教学模式展开。鱼类种类繁多，许多生理学现象和生理机能在不同鱼类之间千差万别，也让学生有了更多的探索空间。比如鱼类生理学教科书上将摄食相关因子POMC 归为促进食欲的内分泌因子，与多数鱼类和其他动物中的发现存在分歧。因此可以让学生通过实验探索POMC 在能够获取材料的常见鱼类中的探索其在摄食反面的作用。将学生分成2～4人的实验小组，各成员通过查找相关文献并设计实验方案，在课堂上进行汇报和展示，其他学生和教师参与讨论并确定最终方案。然后由各小组成员按照实验方案购买实验材料、配制实验试剂并开展实验。以“学生为主体”的探索式教学模式，不仅能够锻炼学生的思考能力和创新意识，也提高了学生的综合素质水平，取得较好的教学效果。

3 鱼类生理学实验课程教学改革评估

3.1 细化考核标准

课程科学合理的考核方式对于提高学生学习积极性和教学效果具有显著的促进作用［14］。以往鱼类生理学实验是理论课程的一部分，其考核只是作为课程平时成绩的一部分，占比不足20%。且考评只是依据出勤情况和实验报告，无法真实反映学生对鱼类生理学实验内容的掌握情况，而且会使得学生参与实验课程的积极性不高。而展开鱼类生理学实验课单独教学，并且实行实验教学学分制，也就需要更加详细的考核标准。在实验课程进展过程中，考勤及课题回答问题等表现记为平时成绩，占比15 分；基础实验部分根据学生掌握实验操作技能情况计分，占比20 分；综合实验部分依据学生回答问题情况以及实验完成情况计分，占比30 分；探索性实验根据小组汇报展示、实验设计及实验完成情况计分，占比25 分；最后实验报告的撰写部分占比10 分。细化的考核标准覆盖了实验教学的各个环节，学生总分达到60 以上才能够获得相应学分，因此对于实验课程这种相对自由特殊的教学形态对学生具有一定的约束力，也避免了部分学生“不动手、不重视”的情况发生。

3.2 教学效果评价

实验课程结束后所有学生填写李克特量表（Likert scale），对实验课教学内容及教学方法是否能够有效培养其动手能力、提高学习主动性和课堂参与度进行满意程度评分（1～5 分），可信度依据克朗巴哈系数（Cronbach's alpha）进行评价［15］。为了检验教学方法和学生学习和实验课效果之间的关系，以0～2的等级对每个实验模块进行评分。如果学生完全认可新的教学模式得2分；部分认可得1 分；如果学生完全不认可则得分为0。此外，每个学生对新的实验教学模式和传统教学模式进行评分，分数在0～4之间，用然后用配对样本t检验分析新的实验课教学模式与传统教学法相比对学习效果的影响。

4 结语与展望

鱼类生理学实验课程在水产养殖专业课程体系中占据重要地位，是专业学生深入了解鱼类生理机能、掌握鱼类基本实验操作的重要途径，在本科生培养中起着重要的作用。

但在课程体系中长久以来实验课程作为理论课程的一部分并为受到足够重视，应该未能体现出其在人才培养中应有的作用。目前是农林学科改革和发展的重要时期，尤其是“新农科”的建设方面，更是对人才的培养提出了新的要求。因此教师在课程建设方面也要不断地改革和实践，坚持以学生为中心，将多元化的教学模式引入到教学当中，时刻激发学生的积极性，为学生今后继续从事水产相关领域的学习和工作奠定坚实的基础，培养符合时代发展要求的栋梁之材。