发布时间:2024-01-05 15:05:58
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实验动物学是一门研究实验动物及动物实验的综合性新兴学科,它融合了生物学、医学、兽医学、遗传学等诸多学科的知识,具有很强的综合性和交叉性,同时它的发展又推动了基础医学、临床医学、预防医学和中医药学的发展,对科学研究尤其是生命科学研究起着越来越重要的作用,因而受到了相关部门的高度重视,也逐步步入了高等医学院校的课堂,是中医药院校多数专业研究生必修的一门基础课,也是部分中医、中药、药学、生物工程、中西医结合专业本科生的选修课程[1]。我院在研究生和本科生中开设这门课程也有近十年的历史,这对于我院普及实验动物学的有关知识和提高学生的动手能力起到了一定的推动作用。但由于教师队伍的不专业(多为实验动物中心的工作人员或病理、生理教研室的教师),加之教学大纲及教学内容的不统一、考核办法的过时以及该课程是选修课的缘故,使得教学效果不好,流于形式化,达不到预期的目的,对学生动手能力的培养也就无从谈起[2]。为此,笔者在实验动物教学实践中大胆进行教学改革,更新教学观念,改革教学模式,改进教学方法与考试考核办法,在我院中西医结合专业研究生及中医、中药、药学等本科班教学中取得了较好的效果。
1更新教育观念,确立了理论与实践并重的指导思想
在以前的实验动物学教学过程中,我们基本上以讲授实验动物学的基本理论为主,忽视了实验操作和动手能力的培养,学完后即进行理论考试,与当时开设这门课程主要为提高学生综合素质和科研能力的初衷不符。因为实验动物学是一门实践性较强的学科,单纯讲授理论对于以往很少接触实验动物的学生来说,往往非常抽象,效果也不好。因此,在实验动物学教学过程中,有必要更新教学观念,确立以理论与实践并重的指导思想,改过去的以理论学习为主为现在的以理论与实践相结合为重点,改过去仅重视课堂学习为现在还重视实践操作,采用更加行之有效的教学方法逐步提高实验动物学的教学水平和教学质量,为学生进入实验室和走上社会工作岗位打下良好的基础。在具体实施过程中,要紧紧围绕提高学生动手能力为目的这个中心,制订切实可行的教学计划,适当减少理论课时数,增加实验课时数,使实验课时占到总课时的40%左右。同时丰富教学内容,使实验教学不单纯停留在实验动物的捉拿、保定、麻醉、采血、给药等基本操作上,而是把科学设计实验、选择合适动物复制中医证候动物模型进行相关的中医药实验等综合项目放在学生的实验课上,确保学生动手能力的提高。
2丰富教学内容和改革教学方法,探索适合本学科特点的新的教学模式
实验动物学的主要内容包括如何培养出高质量的符合各种实验要求的实验动物以及如何利用这些符合要求的实验动物合理地设计、开展动物实验并获得准确可靠的实验结果。对于中医药院校的毕业生,他们未来大多是实验动物的使用者。因此,对如何培养标准的实验动物的内容可略讲,而对如何利用实验动物进行科学实验的内容要详讲。在教学内容的选择上根据学生的具体情况要有所侧重。对研究生来说,重点要讲授实验动物的选择和应用、动物模型的复制技术、影响动物实验效果的因素及其控制、相关的动物实验方法、最新的法规和动物实验的进展,增加学生实验动手的机会,提高实验课程的深度和难度;对本科生来说,重点要提高学生的学习兴趣,着重讲述实验动物学的新技术、新进展(转基因技术、克隆技术、基因敲除技术)、实验动物的一般操作技术等。坚持以基础知识为根本,侧重相关知识、前沿知识的原则,通过对实验动物学知识的学习,使学生对实验动物的教学内容和方法,对其历史、现状、前沿等方面的知识有整体的了解。在教学过程中根据不同的教学内容采用不同的教学方法。除传统的教学方法以外,还采用演示法、参观法、实验法等[3],以提高教学效果。
2.1演示法实验动物学的内容十分丰富,在信息化的今天,实验动物学课堂教学就不能再停留在单纯的黑板加粉笔上,而应该充分利用现代化的教学辅助手段,不然的话会造成教师努力讲,学生认真听,但收效不大的现象,为此,教师在讲授这门课程时,不能一味地采用讲授、描述等传统方法帮助学生理解和记忆,还应灵活运用各种现代化的教学辅助手段,如投影、幻灯、多媒体课件等,把要讲的内容形象化,视、听并用,以增强学生的感性认识,同时又有助于调动学生的学习积极性。如介绍实验小鼠的常用品种、品系时,可以将KM小鼠、DBA小鼠、C57BL/6小鼠、615小鼠的图片通过多媒体展示出来,并结合图片介绍它们的生物学特性及在生物医学中的应用,使学生能形象、直观地理解和记忆,加深对不同品种、品系小鼠的认识,改变过去认为实验小鼠就只有单纯白色,而没有黑色、野生色、灰色等的错误观念;再如介绍该学科较前沿的转基因和克隆技术时,也可以通过多媒体向学生展示嵌合体小鼠、绿色荧光小鼠、移植技术使身上能长出人耳朵的裸鼠及动物无性繁殖(即克隆)的动物,激发学生学习本课程的兴趣。
2.2参观法实验动物的环境控制是实验动物学一个十分重要的内容,但在讲授屏障环境时,涉及到屏障环境的温、湿度调节系统、通风净化系统、消毒隔离系统以及屏障环境系统内要做到人流、物流、动物流“三流”分开时,在课堂上讲,教师往往难以讲清楚,学生也难以听懂。如能根据教学目的,组织学生到实地参观并讲解,那么效果将十分好。屏障系统除感染性实验室以外,一般多为正压,学生通过实地参观进入实验室时开启每一扇门迎面吹来的气流就可以切身感受到屏障环境内不同区域存在着的压差;通过实地参观,可以更好地理解屏障环境要进行人、物及动物分流的重要性,了解消毒隔离系统的操作规程。为今后走上工作岗位,进入实验室工作掌握第一手感性资料。
2.3实验法在实验动物学的实验教学中,教师应尽量以学生为主体,自己仅充当指导与协作者,让学生多动手、动脑,以激发学生的兴趣,培养其知难而进的勇气。让其独立完成实验的各个步骤,从而提高学生学习这门课程的积极性和动手能力。对于诸如捉拿、保定、麻醉、采血、给药等基本操作技术,在进行示范之后,要让学生亲手操作,对于学生因将动物抓得太紧引起动物窒息死亡和灌胃灌到气管里导致动物死亡等的错误操作要及时予以纠正;对于不同动物为何要采取某种采血和给药的方式。如小鼠采血为什么多采用尾静脉和摘眼球采血而不用心脏采血,主要原因是因为动物小,心率太快,无法进行心脏采血,让学生在实践中找答案。这样在教师指导下,既能让学生熟练掌握实验技术,培养实际操作技能,又能对一些实验方法有更深的了解。
当然,实验动物学教学除了以上方法以外,还可以采用讨论或问题式教学方法。倡导以教师为主导、学生为主体、形式多样、生动活泼的师生双向交流、教学相长的教学模式,积极营造“平等、和谐、求知、创新”的课堂教学氛围,充分调动教与学的积极性[4]。如对某抗肿瘤药物的实验研究可以同学生一起讨论为什么要选择这种动物(如裸鼠)而不选择别的动物,同时还可以对造模接种的部位、给药的方式及药效的评价等进行探讨,让学生对抗肿瘤实验研究从实验设计开始到实验结束全过程有一个全面的认识,为全面提高学生素质打下坚实的基础。
3加强考试考核改革,培养“高分高能型”的科技人才
多年来,在我国人才培养中经常会出现学习成绩很好,毕业后工作能力一般的所谓“高分低能型”人才现象,造成这种“高分低能”现象的主要原因是考试考核重理论轻实践、重分数轻能力的结果。对于实验动物学教学同样存在这种情况,学生通过该课程的学习是否对实验动物学的基本知识有比较系统的了解,能否应用实验动物学的基本知识去分析和解决问题,能否熟练地开展有关动物实验,能否对动物实验的各个环节进行严格的控制和科学的处理,既能反映学生“学”的效果,也能反映教师“教”的水平。以前多是通过理论考试,根据学生的分数来评定学生“学”的效果和教师“教”的水平。不可否认,这样的评价方法有一定的科学性、合理性和可操作性,但对像实验动物学这样一门实践性较强的学科就有一定的局限性。为了避免出现“高分低能”现象,培养“高分高能”人才,在本学科的教学改革过程中,加强了考核办法的改革,对理论考试的基本概念部分可通过问答、思考、判断题等形式考查;对综合应用部分可提出某个科研设想,由学生自行设计,并根据其设计方案评分,同时加强实践基本操作考核,将实验成绩单列,并将实践动手能力考核成绩提高到该门课程总成绩的40%。综合评定学生的学习效果。
尽管在实验动物学教学改革方面做了一些工作,但仍存在许多亟待探索和解决的课题,如本课程内容及相关基础课(生理、病理、药理实验课)合并的改革;编写全国中医药院校统一的教科书;建立专业化的实验动物学教学队伍;开设教师进修培训基地,加强实验动物学科建设等。我们期望中医药实验动物教学工作能够得到教育行政管理部门及广大实验动物科技工作者的高度关注。
【参考文献】
[1]邹移海,黄翔,连至诚,等.中医实验动物学[M].广州:暨南大学出版社,1999:11.
2实验动物学理论教学的改革
2.1贯彻实验动物标准化、实验动物伦理与福利、实验动物管理政策与法规的理念
随着实验动物管理的不断完善,课题申报、鉴定、文章发表都需要提供相关实验动物的伦理资料证明,对实验动物伦理福利与标准化的要求也日趋严格。因此,在授课过程中应加强实验动物伦理观念的灌输与标准化的介绍。不同国家对实验动物管理和立法有不同的尺度,但都是围绕保障动物福利和实验动物质量两个方面进行的[3-4]。自1988年我国先后了国家和地方法规100余项,《广东省实验动物管理条例》于2010年10月1日起正式实施,是指导本省实验动物管理具体做法的地方法规[5],因此在实验动物管理法规介绍中,不仅要让学生对国内外的实验动物立法有一定的认识,还要重点解读关于广东省实验动物管理法规与实施现状。
2.2在保证实验动物基本知识系统学习的前提下,侧重前沿知识的更新
实验动物技术正朝基因工程技术发展,国内多家大学与研究所都相继建立了先进的模式动物研究平台,如南京大学模式动物研究所的“国家遗传工程小鼠资源库”,北京大学的“转基因/胚胎冷冻平台”、“人类疾病实验动物平台”等。实验动物教学必须随着实验动物研究的发展趋势及时地调整、改革才跟上形势。新的实验动物教学应该使学生既要掌握基本概念和理论知识,熟悉实验动物的实验技术,还要进一步了解实验动物的发展方向、动态及在生命科学中的应用。讲授基因工程动物制作技术及应用,介绍基因工程动物的制做流程、最新的模型种类、相关单位在该研究方向的研究进展等,并鼓励学生多看实验动物方面的研究文献,让学生对基因工程动物的研究方向有一定的认识,并了解国内外相关的研究机构。
2.3科研案例教学培养学生的科研创新思维
实验动物学的理论知识广泛,学习起来容易感觉枯燥,而且很难将理论与实际应用联系在一起,导致教学效果不理想。通过科研案例,使抽象的理论变得生动、具体,既提高学生的积极性,又能培养学生的科研创新思维。科研案例教学应如何实施?授课教师通过收集有关实验动物的科研项目以及文献资料中具有代表性的科研案例给学生举例讲解;随后拟一个研究方向,组织学生动手设计科研课题,由学生自己制订研究的目的、内容与方案,若条件允许可进行方案实施;最后,学生将得到的结果进行总结论述,由授课教师进行打分评价。使学生在实验过程中加深对基本概念和理论知识的理解,从而提高其分析问题和解决问题的能力,将教学和科研有机地结合起来。
3实验教学的改革
3.1强化基本动物实验技术的操作在实验动物教学中,动物实验技术是教学内容的重点之一,所占课时的比重较大,在本校实验动物实验课的学时与理论课学时都为16学时。作为生物专业技术的人才,动物实验技术是必备的实验技术之一,因此动物实验课要求学生对基本的动物实验操作技术必须熟练,坚实的动物实验基础是一切高深动物实验的技术储备。实验动物的基本实验内容,包括正确的抓取、固定、处死方法,各种给药途径,体液的采集和手术方法,不同种属的动物麻醉方法及急救方法等。若经费足够的条件下,在实验动物的选择除了大小鼠、豚鼠、兔子外还应适当增加大动物的实验内容,如犬或猪,让学生熟悉不同动物的生理学、解剖学特性与正确的基本实验操作,该部分课程设置为12个学时。
3.2锻炼动物模型的制作能力,增加实验设计环节
为结合前沿学科的发展,培养学生的创新思维,最后4个学时让学生结合实际应用,自主设计和完成一个实验方案,做一些疾病模型,如肿瘤模型、中风模型、皮肤移植模型等,以培养学生的科研思维和操作能力。实验设计过程由学生查阅资料,拟定具体实验方案和步骤。实施过程中鼓励学生独立思考与团队交流,每一步实验都要求学生仔细观察记录,实验结束后在教师的指导下及时整理、统计实验数据,分析实验结果。通过这一实验环节,不仅能验证学生基本实验操作的熟练程度,还能培养学生的科研思维,解决与分析问题的综合能力。
3.3完善动物实验平台的建设
标准化的实验动物饲养条件和环境质量控制是保证实验动物质量合格的重要条件,也是保证动物实验条件稳定的前提。随着科学研究的发展,对实验动物的要求越来越高,重视实验动物的饲养和研究平台建设,不仅能提高实验教学质量,对于实验动物学科的发展及科研实力的提升更具有重要意义。由于本校没有专用的动物饲育室与动物实验设施,对实验动物的教学与科学研究的发展构成了较大的障碍。为了满足本专业学生的培养要求,应争取上级部门的资金投入,筹划实验动物标准化平台的建设项目,建立属于佛山科学技术学院的实验动物中心,为教学与科研供应高质量的实验动物与提供标准化的实验环境设施。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)37-0161-02
实验动物学是生命科学领域的一门新兴学科,其研究对象主要是实验动物和动物实验,在医学和生命科学的研究中发挥着重要的作用,对医学和生命科学领域研究课题的确立和研究成果水平的鉴定具有决定性意义,因此实验动物学这门课程在医学院校教学中起着举足轻重的作用。而国内多数医学院校实验动物学课程起步较晚,我校细胞工程教研室于2009年首次在生物技术专业本科生教学中开设了实验动物学必修课,2011年后陆续在医学各专业中开设必修课或选修课。根据开课几年来的教学经验,对实验动物学教学体会进行总结,希望能给兄弟院校实验动物学教学提供借鉴,并进一步促进实验动物学教学改革。
一、注重理论教学方法的多样化,提高学生学习兴趣
1.实际参观法。实验动物设施这一部分内容,单凭课堂讲述,学生很难接受,也没有兴趣。因此,针对这部分内容可以采取参观教学法。组织学生参观学校动物中心普通级动物实验室和饲养室及屏障环境设施,边参观边讲解实验动物饲养的基本条件,尤其是屏障系统的人流、动物流、物流以及通风净化系统、消毒隔离系统、温湿度调控系统、录像监控系统等。通过参观教学可以把抽象的说教转为直观的感受和体验,学生表现出浓厚的学习情趣,收到了很好的教学效果。
2.换位教学法。换位教学,即教学中教师与学生角色互换,将“教师教,学生学”的教学方式改为“学生教,教师与学生共同学习”的教学方式[1]。例如“人类疾病动物模型制作”这一章,内容包括各类不同疾病动物模型的制作方法举例。要掌握某种疾病动物模型的制作方法,就需要学生熟悉该种疾病的基本病理特征、临床表现等基础知识。因此,这一部分内容,若单一采用“教师教,学生学”的教学方式很难激发学生的学习兴趣和积极性,而采用换位教学模式则可收获良好的教学效果。实践证明,换位教学法使学生由被动学习变为主动学习,能有效激发学生学习的积极性,使学生在轻松愉快的气氛中学到更多的知识。
3.多媒体演示教学法。即教师运用现代教育技术方法,通过视频等声像资料和图文并茂的多媒体课件,把要讲的内容形象化,利用视觉效果既有助于学生认识、理解和记忆所学内容,又有助于激发学生的学习兴趣[2]。例如,在讲述动物实验基本操作技术和方法时,通过播放相关的录像,如实验动物的抓取和固定方法、给药方法、采血法等,使学生更直观地了解书本的内容及动物实验技术的操作方法。
二、适当增加实验课,实验教学方式多样化,加强学生实践能力的培养
1.适当增加实验学时数,培养学生动手能力。实验教学亟待改进的部分在于加大实验课的比重,使得实验课与理论课并重。滨州医学院实验动物学2009年刚开课时,实验学时为15学时,通过不断的教学经验积累及对学生的调查问卷、信息反馈,2012年后,实验学时增加到27学时,主要内容有常见实验动物的编号和标记方法、雌雄辨别方法、抓取保定方法、麻醉方法、采血方法、给药方法、处死方法、输精管结扎技术及各种疾病动物模型制作等。实验课上,学生兴趣很高,积极动手操作。学生普遍反映通过实验课,能够在加深对专业知识理解的同时,掌握实验技能,为今后其他课程的学习和将来开展科研工作打下良好的基础。
2.实验教学内容多样化,培养学生创新意识。实验教学改革的另一方面就是实验内容的多样化,例如基本实验、综合性实验、设计性实验等。基本实验主要是一些常规的动物实验操作,如大小鼠、豚鼠、家兔等的抓取与保定、麻醉、采血采尿、给药以及组织采集等基本操作技术和方法。综合实验,如肿瘤动物模型的制作,很多知识和基本操作在这个综合实验中得到应用。自主设计实验主要是让学生自己查阅文献,写出实验方案。教师为该动物实验提供技术帮助等。通过上述实验教学环节,能够培养学生查阅资料、提出问题、分析问题和解决问题的能力以及创新意识。
3.重视动物福利,培养学生“3R”伦理观念。实验动物学是一门综合的基础性学科,其内容除了介绍实验动物和动物实验的标准化以外,还包括动物福利和动物实验伦理学的内容。目前,国内各院校中大多数本科生在学习过程中对实验动物福利与伦理等方面的问题认识不足[3],甚至完全没有此方面的意识,因此在实验动物学教学中贯穿动物福利和伦理问题的讲解非常重要。在实验课中给学生引入3R原则,收到了很好的效果。学生在实验过程中能充分注意到动物福利,树立了爱护实验动物的意识。大学生在校期间就应该了解有关动物福利和伦理的知识,动物实验遵守“3R”原则,并且能将其推广到今后的动物实验研究中去。
三、建立网络教学平台,增加学生信息摄入量
由于医药领域和生物技术的迅猛发展,现代实验动物学的发展速度很快,涉及面越来越广,知识更新速度加快,因此相对落后的实验动物学教材已经无法跟上实验动物学发展的步伐,网络教学正好能够弥补此缺陷。教研室于2011年开始进行实验动物学网络教学平台建设,教师将部分教学内容制作成视频、图片、多媒体课件等,放在实验动物学网络平台上供学生学习。主要应用如下:①采取录像的方式把课堂讲授难以理解和实验课无法开展的内容制作成视频,上传到网站生动地展示给学生,如无菌动物养殖、疾病动物模型建立、转基因动物制备以及近交系、封闭群、杂交群和突变系的形成过程等,让学生了解动物实验技术的最新进展;②通过网络平台将实验动物学与公共服务平台中的相关学科进行课程对接,实现与其他学科的有机结合;③建立国内外实验动物学相关网站的链接,如国家啮齿类实验动物种子中心、中国科学院实验动物网、中国实验动物信息网、美国杰克逊实验室等,使学生能够及时了解最新的实验动物资源信息;④通过网络课程的互动环节,充分做好教师和学生的有效互动和交流,将传统的“以教师教为中心”的模式逐步向“以学生学为中心”的新型教学模式转变。这样的网络教学进一步弥补了课堂教学的缺陷。
综上所述,实验动物学教学改革需要在教学过程中不断地积累经验,是一项长期的任务。通过对实验动物学教学改革的不断探索和实践,力求让学生充分认识到实验动物学在生命科学研究领域的地位和作用,掌握基本的理论知识和操作技能,并能自觉地将其正确地应用到各自的专业领域,为以后依法从事动物实验研究工作奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]卢丽,陈.实验动物学教学改革探索与实践[J].南方医学教育,2010,(4):31-32.
动物学是高等院校生物类专业学生必修的一门专业基础课,动物学教学质量的高低,对于学生相关后续专业课程的学习具有非常重要的关联作用。动物学具有很强的实践性,实验教学环节作为沟通理论与实践的桥梁,是培养学生掌握动物学基本实验技能,学习实验设计、提升实验数据的综合分析能力和开拓创新思维的重要手段,是提高学生创新能力的切入点。传统的动物学实验课以验证性的解剖实验和形态观察实验为主,侧重对学生基本技能的培养,往往忽略对学生综合能力和创新能力的培养,传统的教学模式已不再适应社会对人才需要的要求。这就要求动物学实验教学必须跟上学科发展的步伐,要求教育工作者认真分析动物学实验教学的现状和特点,进行有益的探索和尝试,对原有的实验教学体系进行改进,建立新的实验教学体系。笔者结合多年动物学实验教学经验,对高等院校动物学实验教学体系的优化提出一些建议,以期对进一步提高动物学实验教学质量有所帮助。
1.动物学实验教学体系存在的不足之处
长期以来各高校动物学实验教学中通常存在以下共性缺点:(1)学生不参与实验的前期准备工作,单纯为做实验而做实验,做实验的目的不明确,对实验的思路、目的、设计缺乏全局的思考;(2)各高校动物学实验教学内容都大同小异,把“形态观察实验和验证动物学解剖实验”作为主要实验教学内容,涉及动物学其他相关领域的实验内容较少;(3)实验教学方法死板、手段落后,实验课缺乏趣味性;(4)实验教学考核方法单一,不能很好地反映出教学效果;(5)实验室管理存在一定问题,实验室在开放时间上不能满足学生课余时间连续开展实验的需要,有些实验资源不能很好地共享。
2.动物学实验教学体系优化措施
2.1优化整合实验教学内容。
我们首先应针对原先实验内容、类型相对单一的情况进行了重新调整,将实验划分为基础性实验、综合性实验和设计性(研究创新型)实验三大类。对实验大纲进行修改,优化整合基本实验,整合后的内容设置可以从以下两个方面考虑,一是从动物形态的构建,即从细胞、组织、器官到系统,再到动物整体的思路设置实验;二是从动物进化过程,即从单细胞到多细胞,从简单到复杂,从水生到陆生,从低等到高等,从无脊椎动物到有脊椎动物的进化过程设置实验。
2.2重视实验基本技能的训练。
动物学实验课的一个重要教学目标就是实验基本技能的培养和训练。比如:实验材料的采集和培养、显微镜的使用、动物标本的制作、生物绘图、动物的解剖、实验报告的撰写等。有些学生不重视基本技能的训练,有的学生不是拿着解剖器具无从下手,就是随意乱剖,实验效果非常差,有的学生甚至连显微镜的基本操作都不会。因此,实验教师应严格要求学生课前预习和熟悉实验内容。在学生自己操作实验前,教师应该先进行演示实验,并对操作的注意事项加以强调,在学生实验过程中随时发现问题随时予以纠正。
2.3重视实验教学与科研相结合。
教学与科研是高等学校专业教师工作的最主要两个方面。处理好二者的关系,不论是对提升教师的个人能力,还是对提高教学质量,都具有重要意义。大学的教学具有探究性特点,教学活动具有科研性是突出的特征。在动物学实验教学中,将教师的科研课题内容引入教学课堂,根据实验教学的条件设计出综合性实验,使实验课堂上具有学术气氛,在教学中培养学生善于开拓的科学研究能力和勇于创新的科学精神。比如在教学过程中将我校教师主持的科研课题“河北省小五台自然保护区褐马鸡生物习性和人工扩繁技术研究”的有关内容引入教学课堂,让学生自己设计一些探索性实验。有的学生设计了褐马鸡的生活习性实验,有的学生设计了褐马鸡的消化器官的解剖实验,还有的学生设计了褐马鸡的人工饲料饲喂效果实验。学生们观察其形态特征、运动和摄食,并进行解剖实验,实验结束后归纳褐马鸡的消化器官结构特点及其对生活环境的适应。这样实验课不仅巩固和扩充了理论知识,而且学习了实验技能和方法,培养了学生的动手能力,同时也协助教师完成了科研工作,取得了非常好的教学效果。
2.4改进实验教学方法。
在实验教学过程中充分利用现代化实验教学手段,将网络教学手段和多媒体课件广泛应用于动物学实验教学中,努力加大信息量,积极拓展实验课教学的有限空间,改变传统的“嘴巴+黑板+粉笔”的实验课理论教学模式。通过现代化的教学手段把实验原理、方法、步骤和过程生动形象地、直观地展现给学生,使学生的听觉、视觉和触觉全面参与感知活动,最大限度地调动学生的学习热情、积极性,从而提高学习效率。此外,在实际教学过程中,应坚决摒弃传统的“满堂灌”教学法,鼓励学生大胆质疑,鼓励发散思维、求异思维,让学生成为学习的主体,引导学生自主探索学习。
2.5改革实验室管理体制。
传统动物学实验教学通常要求学生在固定的时间、空间内完成预定的实验,这对于培养学生良好的时间观念是有益的。但反过来讲,把实验内容的选择、实施禁锢在一个有限的时空范围内,在某种程度上限制了学生主观能动性的发挥,所以必须打破这种传统的实验教学思维方式。而开设综合型、设计型实验所需仪器设备较多、所需时间较长且不固定,学生无法在预定的学时内和固定的空间完成实验,需要利用课余时间或其他的实验室来完成,这就对传统的实验室管理模式提出了新的要求。为了有效解决上述问题,满足人才培养的要求,就必须对实验室管理体制进行改革,以“统管共用、资源共享”的理念来管理实验室和实验资源。
2.6改革实验教学考核方法。
实验考核是检查实验教学质量的一个有效手段,实验考核不仅能检查学生对知识和技能的掌握程度,了解学生的动手能力及理论知识的不足之处,还能督促学生认真进行实验,此外还可以检查教师的教学效果。考核的重点要定位在对学生创新能力的考核上,我们建议把传统的依据实验报告考核成绩的方法进行改革,把考核成绩分解为4部分:实验理论考核成绩、实验操作考核成绩、实验报告成绩以及平时成绩(主要指平时上课的学习态度),各成绩所占权重教师可以根据不同专业具体情况灵活制定,最终使实验考核成绩公平、公正,客观体现“高分高能”的原则,充分保障学生的学习热情。
3.结语
动物学实验教学是高等院校动物学教学的重要组成部分,是培养学生观察能力、操作能力、思维能力和运用能力的一个重要手段,也是培养学生创新精神和能力的一个有效措施。在今后的动物学实验教学中,我们将进一步优化和完善动物学实验教学体系,丰富高校实验教学管理理论,以提升学科水平,为培养学生创新实践能力发挥应有的作用。
参考文献:
[1]张贵友,张荣庆.生命科学实验教学体系的改革与创新[J].实验技术与管理,2009,2(26):5-8.
[2]杨毅,杨艳燕.生物学基础实验教学改革的实践与构想[J].生物学杂志,2004,21(1):46-48.
[3]刘艳平,刘静,郑杰.深化教学改革,提高教学质量[J].中国现代医学杂志,2002,12(21):109-101.
[4]李予霞,高剑峰,李鑫,陈副龙.生物类专业生物化学实验教学体系的改革与实践[J].河南农业科学,2009,13(2):163-164.
[5]谢志浩动物学实验教学的几点改进[J]实验室研究与探索,2003(1):31-32.
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.11.041
Continuous Reform and Exploration to Improve the Teaching
Effect of Zoology Experiment Course
WANG Liming
(Xinyang Normal University, Xinyang, He'nan 464000)
Abstract Zoology Experiment Course is a compulsory course for students majoring in Life Science. Based on the existing conditions, the author has done continuous exploration from the aspects of teachers, students, teaching methods to improve the teaching effect of Zoology Experiment Course.
Key words Zoology Experiment; teaching reform; bioscience
动物学实验课程是本科师范院校生命科学专业的一门专业必修课。动物学实验课程的目的是通过实验课教学、验证,加深理解和巩固课堂讲授所学知识,熟悉动物学的基本操作技术,提高动手能力、独立工作能力及观察分析问题的能力,培养科学的、严谨的治学态度、实事求是的学风。①随着社会的发展,科技的进步,对人才培养的要求也越来越高,同时,在中学新的课程标准下,对中学教师的实验技能和探究能力具有更高的要求。②这就要求我们要不断进行改革尝试,以适应新时代对师范院校本科生培养提出的新的要求。
1 教学改革实践
1.1 任课教师不断充实提高自己
动物学实验教学效果的好坏,与任课教师的综合素质密切相关。③教员的任教能力在高校教学工作中占有举足轻重的地位,关系着高校教学质量的高低。④ 在日常教学中我们任课教师要不断地充实提高自己的知识水平和教学水平。我们可以借鉴其他高校优秀的动物学实验课件,最新的教学研究成果等。如河蚌解剖是普通动物学实验必开的实验课,寻找河蚌的3对神经节是该实验的难点,不易找到。参考李爱景等的《河蚌3对神经节解剖分离技术》便很容易找到3对神经节。⑤同时,还要重视教学改革研究,通过不断的教学改革研究,更新自己的教学理念,提升自己的教学水平。
1.2 调动学生的主观能动性
这些年动物学基本都是一个学期的课程,研究生入学考试中动物学所占的比例越来越小,致使动物学课程越来越被忽视,学生对于动物学的关注度也越来越低;动物学实验课程,学分少,课时少,期末通常以随堂测验的形式结束整个课程;这些使学生对动物学实验课的重视程度越来越低。同时,我校学生也具有如熊国勇等总结的师范生在实验教学中所具有的不良表现,如:部分学生缺乏好奇心,解剖时部分学生不敢或不愿动手操作,仅在一旁充当看客,种种原因导致占主体地位的学生不能发挥学习的主观能动性,不能够深刻地体会学习内容,不利于师范生彻底地掌握实验内容和实验能力。⑥
为了提高动物学理论和实验课堂的教学效果,必须调动学生的主观能动性。我们采取的办法是:给予适当的压力。例如:讲授的时候提出问题,随机找几个同学回答,这样在一个同学进行回答时,其他同学都会积极去思考,可以很好地提高学生的注意力;分组讨论时,在各组讨论结束后,让各小组选代表到讲台上讲解他们组讨论出来的实验步骤,注意事项等;不定期地进行随堂测验,检查学生的实验情况,并将成绩计入学期总成绩。
实验报告是检查学生实验效果的一个重要方面。以往实验报告主要是绘图为主。这样有利于学生掌握动物的形态结构,但容易造成的问题是,学生不仔细观察,简单抄袭书籍或网络上已有的图形,达不到训练学生的观察思考能力和总结能力的目的。针对这一点,必须改变现有实验报告的形式,我们减少了实验报告绘图的内容,增加了一些动物门的特征,一些适应性特征等总结,近似动物形态特征比较等内容,这样既可以使学生掌握基本的绘图方法,同时也可以锻炼学生的归纳总结能力,使学生通过动物学实验能更深刻的理解理论课的教学内容。最关键的一点教师要认真批改实验报告,使学生能够及时得到反馈,并要求学生及时修改错误,不应付了事,认真对待。
1.3 课堂教学方法的改革实践
在动物学实验日常教学实践中,我们尝试用不同的方法进行教学,以下是我们常用的一些教学方法实践体会。
(1)讲授法:以往的教学方法主要是讲授法,教师先讲完然后学生开始实验,学生实验过程中不明白,再问指导教师。这种方法的好处是,可以在30分钟左右将实验内容、方法步骤等讲授清楚。但其弊端非常明显,大部分学生在老师讲完之后能记住的很少,通常不能顺利完成实验,部分环节还需请教老师讲解指导。很大一部分学生干脆偷懒,应付了事。但此方法在动物学实验教学中是必不可少的,如显微镜的使用方法,解剖的基本方法注意事项等。所以,在同学有一定的实验基础之后,此法应适当少用。
(2)演示法:教师演示实验的操作步骤,并指出需要观察的结构等。优点是,能够是学生明确整个实验的流程,更易于上手实验。缺点是,大部分学生只是有样学样,不利于学生积极思考;同时,在教师演示的时候,通常只有教师周围的几个学生能看清楚,一些细小的结构不能让所有学生看清楚。此法配合多媒体设备进行可以改善其缺点,使学生能够更清晰地掌握实验的操作步骤,动物结构等。由于我们实验室暂时还没有相关的多媒体演示设备,在实践教学中我们通常会分几次向同学们演示,使更多的人都看到演示的实验方法、步骤、结构等。
(3)边讲边做:这种方法是教师讲解一步,学生做一步。这样方法的好处是,在老师的讲解引导下学生都能够顺利按照实验步骤完成实验,但是一般用时较长,课堂一般比较混乱,不宜管理,而且不利于锻炼学生独立思考能力。实际教学过程中,不建议整堂都用此法,只是在实验中的一些较难部分采取此法,可以取得不错的效果。
(4)分组讨论:教师先不讲授实验课内容,而是让学生通过预习,分组讨论总结出实验步骤、注意事项等,然后由小组代表发言,教师补充。这一方法能够充分调动学生的积极性,较好地培养学生分析解决问题和探索创新的能力。但这种方法必须得在学生已经掌握一定的实验技能之后才能实施。所以此法在整个动物学实验课程的前半段不宜采用。
其实各种教学方法都有自己的优缺点,不能一概而论,轻言其已经过时或是不合适。在实际课堂教学中,我们应是多用方法交叉运用,充分发挥各个教学方法的优点。
2 我校动物学实验课程存在的问题及改革的方向
2.1 我校动物学实验课程存在的问题
目前我校动物学实验课程:动物学实验课程一般开设13~14个实验,相对比较全面,但多是验证性实验,综合性和设计性实验较少;每次实验3个学时,时间比较短,不利于大型实验的开展;实验人数较多,每届学生人数为200~300人,一般40~60人一个实验班,2名教师同时指导,这容易造成课堂混乱,个别不积极的学生容易被忽略而得不到指导;实验室缺少必要的多媒体设备等等。
2.2 我校动物学实验课程改革的方向
针对我校动物学实验课程现存的诸多问题,我校动物学实验课程的改革方向应为:合理制定教学计划,为动物学实验课程留出足够的时间,便于开展综合性等单次需时较多的实验;合理制定教学大纲,教学计划等,整合现有的实验内容,减少验证性实验,增加综合性和设计性实验;改善实验室条件,增设实验室,增加多媒体教学设备,改大班授课为小班授课,充分利用先进的教学手段,提高教学效率和效果。
总之,随着科学技术的发展,时代的进步,对人才培养的要求不断提高,动物学实验课程的也要不断变化发展。动物学实验课程虽然是一门单独的课程,但其改革也是一个系统工程,需要多方面的配合。动物学实验改革不应只是自身的改革,还要与动物学理论课和动物学野外实习等相关课程紧密结合,甚至要和整个生物科学本科教学相互配合,共同改革发展。同时改革也不是一蹴而就的,要结合学校的自身条件,循序渐进,逐步推进。
注释
① 刘凌云,郑光美.普通动物学实验指导(第3版)[M]北京:高等教育出版社,2010:1.
② 温茹淑,郑清梅,钟福生等.浅述动物学实验教学中学生实验的基本技能及技能培养[J].嘉应学院学报(自然科学),2011.29(2):61-70.
③ 张志强,杨启超,鲍传和.提高动物学实验课教学效果的几点思考和体会[J].安徽农学通报,2008.14(12):99-100,116.
Tan Xiangwen; Xu Jinhua;Wang Zongbao; Wu Duansheng
Liu Xin;Yao Feng
(①Department of Laboratory Animal Science,University of South China,Hengyang 421001,China;
②School of Pharmacy and Life Science,University of South China,Hengyang 421001,China)
摘要: 实验动物学对生命科学发展具有重要支撑和促进作用。在实验动物学教学中,对教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了改革和探索,激发学生对科研的兴趣,着力培养本科生的科研能力,取得了较好的效果。
Abstract: Laboratory animal science has become an important effect of support and promotion in life sciences development. In the teaching process of laboratory animal science, a series of teaching reforms have been performed and explored. The reforms deal with several aspects, such as teaching content, teaching measures, and examination manners. The basic approach was to excite students' research interest, focus on training undergraduate students' scientific research capability. A good effect of teaching reforms has been obtained.
关键词: 实验动物学 教学 本科生 科研能力
Key words: laboratory animal science;teaching;undergraduate student;scientific research ability
中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)26-0202-02
0引言
随着科学技术的发展和社会对高素质人才的需求,高校学生作为国家人才精英的储备库,他们的科研、创新能力如何将对国家的整体实力产生重要的影响[1]。《高等教育法》把具有从事本专业“研究工作的初步能力”作为本科生培养的学业标准重要目标之一[2]。国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)明确指出,高等教育要“支持学生参与科学研究”。在校本科学生参加科研活动不仅有利于其创新能力的培养,而且是使其专业知识得以活化的一个有效的途径[3]。科研能力是指属于各学科领域研究者共同具备的一种能力。其狭义是指从事具体科学研究工作的能力,主要包括创新能力、观察能力、实际操作技能等。随着社会进步及科学技水平的快速提高,人们对科研能力有了更广义的要求,即除了能从事具体的科学研究工作外,还包括组织管理能力、团结协调能力、文字和语言表达能力等要素[4]。实验动物学(Laboratory animal science)是研究实验动物和动物实验的一门新兴学科,是随着医学、生物学的发展而兴起的一门融生物学、医学、畜牧兽医学等知识为一体的综合性新兴交叉学科,对生命科学的发展起着越来越重要的支撑和促进作用,直接影响着许多生物医学研究课题的确立、实施。人类基因组计划,基因结构与功能组学的研究等重要研究都离不开高质量实验动物的广泛应用。对于生物医学专业本科生而言,养成科学思维,掌握动物实验科学研究方法十分重要。作者长期从事实验动物学理论与实验课的教学工作,重视教学改革,就如何提高本科生的科研能力进行了探索与实践,取得了较好的效果。
1理论教学注重培养本科生的科研意识
理论教学是培养学生科研能力的重要途径。科研活动需要创新思维与创新方法,每一门课的教师都应当将创新的思想有意识地贯穿于教学过程始终,在自觉引导学生学习书本知识的同时,促使其善于发现问题、思考问题、解决问题,提出新思想、新观点。实验动物学虽然起步较晚,但已形成其独有的理论体系和学科特色,是一门应用性很强的学科。如何将这众多的教学内容在有限的时间里传授给学生,培养科研意识,是每一位实验动物学教师应该认真研究的重要课题。
1.1 编写合适的教材教材是科学知识的载体,也是培养人才的需要。实验动物学尚无全国通用统编教材,2001年我们组织了省内10余位实验动物科技人员,在原来内部教材《医学实验动物学》基础上,编写了《实验动物学》(2001年,湖南科技出版社)作为教材。该教材在查阅了国内外大量文献,博国内同类教材之长的基础上,根据作者自己多年来从事实验动物学的教学、科研经验,尽可能反映实验动物学最新研究进展,将有关科研成果融入到教材中去,为上好实验动物学课程、培养学生科研意识提供了良好基础。此后我们又编写了《实验动物学实验指导》(2004年,国防科技大学出版社)、《现代实验动物学技术》(2007年,化学工业出版社)等著作供学生参考使用。2008年,《实验动物学》被评为校级精品课程。
1.2 使用多媒体教学我们从2001年开始使用多媒体教学,目的是使教学过程更为灵活多样、丰富多彩,提高课堂教学效果和质量,便于学生对该课程内容的理解和掌握。尤其是图片、精心设计制作的动画演示,图文并茂,既反映了课程特点和知识点的要求,又充分的反映了学科的特点和趋势,使枯燥复杂的实验动物环境、实验动物饲养过程、动物科研实验变得简单易懂而且非常生动,如克隆绵羊一多莉的诞生,在PPT中插入视频演示,引起了学生强烈的兴趣。目前实验动物学理论教学全部使用多媒体教学手段,每个老师都制作了具有自己特点的教学课件,大家相互交流,取长补短,形成了相互学习、资源共享的良好风气并在实际使用中不断更新完善。多媒体教学使实验动物学理论教学更加生动和直观,在实践中取得了较好效果,受到了学生的欢迎。
1.3 讨论法教学,强化本科生科研意识现代生物医学研究对实验动物和动物实验都提出了更高要求,特别是实验动物标准化方面,提出了严格要求,以期取得好的实验结果。教学与科研是高校教师的重要工作职能。我们积极开展了实验动物学科学研究,形成了以糖尿病与动脉粥样硬化动物模型研究及水生实验动物育种及应用研究为主要方向的科研特色,同时我们参与实验动物生产与供应、动物实验管理、实验动物质量检测、环境质量检测、实验动物许可证年检等事宜,对实验动物与动物实验有着深刻的实践经验。在教学中,我们根据本科生科研意识不充分、科研兴趣不浓、科研能力不强的特点,结合经典的科研实例或围绕作者的科研方向、科研成果和最新研究进展,有意识提出科研问题,开展课堂讨论,强化互动性,在解答疑惑的过程中引导学生积极思考,激发学生对科研的兴趣,培养学生科研意识。
2实验教学着力提高本科生的实践动手能力,培养科研思维
实验教学是实现高质量人才培养目标的一个重要环节,它是对理论教学的验证、补充和拓展,具有直观性、实践性和探索性强的特点,在培养学生科学素养方面,具有理论课教学所无法替代的作用,能够培养、训练学生的操作能力和创新能力,锻炼学生的科研能力,可以为他们将来进入工作岗位或研究生阶段的深造奠定良好基础[5-6] 。实验动物学具有很强的实践性。近几年来,我们在实验课程教学中进行了一系列改革探索,使实验动物学实验的教学水平和效果都得到了很大程度的提高。
2.1 改革实验内容,增设综合性、设计性实验有些实验内容为验证性实验,操作过于简单,如常用实验动物的抓取与固定、雌雄性别鉴别、编号标记方法以及外科手术方法等,对学生缺乏吸引力,无法激发学生主动学习的积极性。为此,我们减少了验证性实验,增设了综合性实验:如人类疾病动物模型的制备,增设了设计性实验如红鲫遗传学标记方的法检测等,让学生自主设计实验方案。学生必须根据自己的实验目的查找资料,选择相应的材料,确定实验方法,得到最终实验结果并作出分析判断,从而突出了技能训练,将技能培养贯穿于整个学习中,使学生拓宽了知识面,调动了自主学习的兴趣和积极性,增加了动手机会,实践能力得到了提高,有利于学生科研能力的培养。同时,有些实验无法用实物或不便于用实物演示,或是场地、仪器的限制,我们增设了录像、多媒体课件等现代教育技术手段。SPF动物饲养操作,因是屏障环境,受场地限制,我们制作了光盘,通过观看光盘中教师的实验演示,使学生在很短的时间内,就可直观的掌握更多的实验内容,节省了课堂时间,增加了课时的有效性,培养了严谨的科学态度和科学思维方法。动物实验涉及动物伦理的问题。在实验中,我们要求学生善待动物,注重动物福利,在使用实验动物进行教学、科研、检定时必须符合“3R”原则,符合国家的法律、法规,从而使学生树立爱护实验动物的意识。
2.2 改革考核方式,培养实践能力考核是对学生一段时间内学习效果的检验,通过考核,能科学检验学生掌握实验动物学知识的水平,恰当衡量学生动物实验的动手能力,真正体现学生环境保护与善待动物的精神[7]。实验动物学为考查科目,少数学生平时上课不认真,实验课程不注重动手能力,最后考试的时候搞突击。为此,我们改一次闭卷考试定成绩为闭卷考试与实验成绩相结合的方式定成绩。实验成绩采用将平时实验成绩和实验操作考试成绩相结合的办法,各占50%。平时实验成绩可根据学生的实验态度、实验操作的规范性,实验结果、实验报告的完成情况综合评定。实验操作考核方面,以实验带教老师为主考,学生每2人一组,考核内容以动物实验基本操作为主,如常用实验动物的抓取、固定、麻醉,器械的使用等是否准确、规范化。这样不仅培养了学生的独立开展动物实验研究的能力,也培养了个人的团队合作精神。
2.3 加强实验室建设,以满足实验教学的需要加强实验室建设是提高实验教学质量的重要保证。我们积极争取学校、上级部门的资金投入,如中央财政支持地方高校发展专项资金―动物实验平台已获批准,将极大改善实验室条件,为大学生实施科研训练提供保证。为增强实验教学的效果和质量,我们还有计划送实验教学人员外出培训进修,以加强实验教学人员队伍建设,不断提高他们的业务素质。此外,加强实验室的科学管理,也是提高实验教学质量和水平的重要保障。
3推行本科生导师制,培养本科生科研能力
随着素质教育理念的确定,完全学分制的推行,如何培养大学生学会学习、学会做人、学会创新,即大学生能够根据未来经济社会的发展和科学技术的进步以及人才市场的需求,构建适应于时代需求的知识与能力结构是当前高等教育的核心课题。本科生导师制借鉴了研究生导师制的经验,是一项帮助本科大学生树立正确的人生观,督导学生学业,确保学生个性化发展的纵向管理体制。每名导师可带大约3―4名本科生。导师可以结合自己所授学科特点和科研方向,对学生进行学习策略和学习方法的指导,指导学生开展研究性学习,培养学生的自主学习能力,并可以指导所带学生的毕业论文。
3.1 直接参与科学研究在导师的指导下,由学生作为主持人申请科研项目,如大学生研究型学习与创新实验项目、大学生科研项目等。通过申请科研项目或参与导师的科研项目,全程参与科学研究,有利于提高大学生的创新精神,推动大学生科研能力的提升。无论哪种模式,学生在选题、查阅资料、设计研究方案和技术路线、经费预算、撰写课题研究报告等方面较大限度地发挥了主观能动性,增加学生动手动脑的机会,激发了他们独立思考和创新意识,同时也培养了他们的团队协作精神。
3.2 实施毕业论文毕业论文是本科教育的最后一个重要环节,其目的是通过毕业论文这一教学环节,培养学生综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能来分析和解决本专业某一实际问题的能力,使学生科研能力得到一次完整的综合训练。本科生在导师指导下,通过选题、开题、实验实施、数据分析、文献综述、论文写作等环节来提高综合运用知识的能力、分析和解决实际问题的能力,巩固、提高了学生所学的理论知识、实验方法和技能,科研能力和创新意识得到了培养。
4结语
在实验动物学教学中,教师应当将教学的重点由原来传统的单一知识传授型转移到以素质教育为主的教学上来,以科研促进教学,培养学生的科研能力。今后我们还要继续深化实验动物学教学改革,面向不同专业,调整教学内容,改革教学方法,将科研意识贯穿于教学全过程,促进实验动物和动物实验的标准化,促进生命科学研究的进步和发展,使实验动物学教学真正适应高等院校人才培养目标的需要。
参考文献:
[1]王海燕,涂敏.科研能力的培养应从本科生抓起[J].中国科教创新导刊,2009.31:168,170.
[2]姜长宝.本科生科研能力培养的途径与方法探讨[J].科技管理研究,2010,8:152-154.
[3]易晓明,赵琨.加强在校本科学生科研能力培养之浅探[J].中国科教创新导刊,2008,2:31.
[4]周霞,王晓兰,蒋建军,王静梅,马勋.谈本科生科研能力的培养[J].兵团教育学院学报,2008,18(2):9-10.
【基金项目】全国教育科学;“十五”规划重点课题(DFB030284),广西教育科学“十五”规划课题(2004C30),新世纪广西高等学校教育教学改革工程“十一五”第一批立项项目(2009B012)
【中图分类号】G648 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)06-0029-02
动物学是高等师范院校生物学专业的一门重要专业基础课。研究性学习作为一种新型的学习方式,是我国教育界现在极力倡导的。根据这种新的教学理念和以实验为根基的动物学的学科特点,表明了进行动物实验有利于培养学生的创新思维和实践能力。因此,在动物学教学中实施研究性学习成为必然。
1.研究性学习
1.1 研究性学习的定义
研究性学习指的是在教师的指导下,学生从一定的情境出发,以研究的方式来学习新知识,并相应地使研究意识、能力和精神得到提高[1]。研究性学习通常从自然、社会和生活中选择和确定专题,以问题为主线,通过发现问题、分析问题和解决问题的过程来探究专题,培养学生的创新精神和实践能力,使学生学会学习,促进学生的全面发展。
1.2研究性学习的特点
与传统的学科本位的学习方式相比,研究性学习是一种以探究为本位的学习活动,它尊重每一个学生的现实生活,着眼于培养具有完整人格、善于实践、自主学习、勇于创造的适应新型学习社会的人[2]。综合来看,其特点可以归纳为实践性、自主性、交互性、过程性、开放性[3]。在研究性学习中,学生参与的过程就是一个实践的过程,整个学习过程都由学生自主决定,教师只起指导作用。在开放的过程中,学生主要进行知识的探究,其不再被动地接受教师传授的知识,而是在教师的指导下自主地发现问题、分析问题,通过问题的解决探求出结论。
2.在动物学教学中实施研究性学习
2.1整合内容,专题教学
根据动物学教学大纲的要求对教学内容进行有机的编排和整合,然后以专题的形式进行教学。教学内容主要整合为各种不同研究方向的精华内容,这些内容囊括了动物学的爬行类、昆虫类、灵长类、鸟类等领域。一门课程,如果自始至终都由同一位教师完成,即使教师的授课内容很精彩,学生的兴趣也会下降、注意力也不容易集中。根据动物学教研室教师的研究方向,我们安排了多位教师进行动物学教学工作,教师针对自己的研究特长进行教学,以专题形式进行,一位教师一个专题,这样有利于学生领略不同名师的风采和研究领域,同时有助于学生选择自己感兴趣的方向进行研究学习。
2.2媒体多样,激趣诱学
运用讲授、设问、课堂讨论、基本技能演习等传统的教学方法讲述的内容主要包括动物学各分类的基础知识、实验和野外实习的基本技能,教师对这些基本内容进行讲述时,学生主要以倾听和训练为主。为了最大程度地激发学生的兴趣和让学生更好地掌握动物学的课程内容,教师在教学过程中辅以挂图、标本、幻灯、投影、录像、生物绘图等形象、活泼的手段。这多种多样的教学媒体主要来自教师们长期积累的资料和研究成果,具有一定的代表性,生动形象。如教师在教学过程中播放了与专题相关的一系列视频,通过这些形象生动的教学手段,学生的学习热情和创新思维被激发,有助于加深学生对教学内容的了解,为学生进行更深一步的探讨奠定了基础。
2.3改革考核,增强效果
2.3.1评价方式多样,全面检查效果
为了充分调动师生教与学的积极性,同时也为了全面客观地对学生的学习成绩和能力进行评定,我们采取了多样化、全过程的综合评价的考核方式,考核包括平时成绩和课程论文两大块。平时成绩包括出勤考核、课堂提问讨论、实验操作和实验报告。课程论文则由学生以小组形式完成,学生根据自身的实际情况,在学习过程中选择自己感兴趣的专题自愿组成小组,利用课余时间查找资料、确定课题、设计实验、进行实验完成小论文。课程论文的成绩以完成论文的质量为参考进行评定。这种集平时成绩和课程论文为一体的多样化、全过程的综合评价的考核方式全面检查了学生的学习效果,在一定程度上提高了学生的积极性和创造性,有助于学生研究性学习的进行。
2改革实验教学模式,培养学生创新能力
动物学是一门以观察和实验为基本研究方法的实验性学科。传统的动物学实验教学内容主要包括教师准备、讲述实验原理及注意事项、学生参与完成实验、写出实验报告等四个步骤。但在整个实验过程中,有部分学生参照实验指导书边看边做,敷衍了事;有部分学生不愿亲自动手,照抄了事,这样的实验课就完全没有发挥出其应有的作用。随着水产业的发展,动物学作为水产养殖专业(本科)的基础课,其基本知识内容和基本实验方法已经显得太单一,对学生创新意识和科学思维的培养已经有所欠缺。因此,必须根据水产养殖学科的发展趋势,改革传统的教学模式,创新实验教学体系。根据水产养殖学专业(本科)的特点,结合现在国内同类型的教材,我们改革了动物学实验教学的内容,改变了传统的按照理论课安排实验课的教学模式[5],在基础验证性实验的基础上,开设了综合性实验,并在综合性实验课后适当地开设一些设计性实验[6],形成了验证性实验、综合性实验及设计性实验3个层次层层递进的实验内容体系,将训练学生基本实验技能和加强学生综合运用现代实验技术的能力放在培养的重点,从而为学生提供更多实验学习的机会。
3注重比较和归纳,培养良好学习方法
动物学教材以进化为主线,同理,动物学的教学也离不开进··技技术术创创新新化这条主线。教学中要突出进化这条主线就离不开比较法,有比较才有归纳。不同门类的动物既可以纵向做比较,也可以横向做比较,通过比较归纳出不同门类动物特点的异同。比如在讲授动物学第6章节腔肠动物的胚层分化这一知识点时,就可以将后面第7章节扁形动物的三胚层拿来进行纵向对比。在讲到鱼类渗透压的调节时,除了横向比较软骨鱼与硬骨鱼的调节方式以外,还可以同时介绍一下哺乳类渗透压的调节方式[7],再引导学生回顾一下原生动物的渗透压调节,使学生能够通过横向、纵向比较和归纳,加深其对动物保持内环境稳定重要性的认识。又比如在讲到节肢动物的基本特征时,可以引导学生将环节动物的基本特征与节肢动物做比较归纳,不仅可以方便学生掌握各门动物的基本特征,同时也便于学生理解性记忆。因此动物学的教学中要注重比较和归纳,培养学生掌握正确有效的学习方法,锻炼学生准确分析知识的能力。同时任课教师多应用归纳和比较的方法讲课,无形中也会激发学生运用归纳和比较的方法去学习和掌握知识。
4注意理论联系实际,提高学生学习热情
动物学教学更需要强化实践性教学,注意理论联系实际,增强学生的实际动手能力,提高学生的学习热情。一方面可加强动物学实验室和实践基地的建设,目前信阳农林学院水产科学系拥有1个国家级校内水产养殖实训基地,水产养殖水面30.5亩。同时信阳农林学院水产科学系还在广州、上海、深圳、海南、厦门等沿海水产养殖发达地区,建立了包括武汉新世界高新农业发展有限公司柏泉基地、厦门利洋水产科技有限公司、湖北天峡鲟业有限公司、上海阳恩饲料有限公司兴化养殖场等在内的校外实训基地17个,这些实践实训基地为动物学的实践性教学创造了良好的条件。另一方面可加强对于动物学实践性教学的效果监控,建立起规范且有效的实践性教学考核制度及考核方法,特别是信阳农林学院水产科学系还根据水产养殖技术专业(本科)的专业特点,认真制定了一系列专门针对实践技能的考核制度和考核方法,同时对学生严格实行实践性教学考核制度[8]。考核不合格的学生,要求坚决给予他们补考或重修[9],严格把好动物学实践性教学质量关。
5优化考试方法,端正学生学习态度
通常考试被认为是检查和督促学生学习的一种方法[10]。在以往的动物学考试中,占主导地位的还是期末考试的卷面成绩,这就导致学生平时不学习,考试之前临时突击,死记硬背,企图靠最后几天复习将考试应付过去,这样的学习效果可想而知。因此,为了端正学生学习态度,有必要建立更为完善合理的考试制度,实践中的具体做法是将理论考试与实验课考试相结合:其中理论考试占整个考试成绩的50%,考试的内容主要包括五部分(单选、填图、判断、多选、简答),力争把动物学这门课程的知识点都包含进去,从而保证动物学这门课程试题内容的全面性;同时也要注意试题的难易程度,加大试题的区分度,保证动物学这门课程试题内容的客观性。实验课考试占整个考试成绩的30%,另外要注意在实验课成绩评定中,克服以往只单独依据实验报告好坏确定成绩的弊病,加大学生动手操作能力、分析实验结果等在考核中所占的比重,坚决杜绝出现不做实验只交实验报告的学生。学生平时表现(除平时代课教师的上课考勤之外,还包括学生课堂回答问题的情况及其课后作业的完成情况)占20%;这样将理论考试、实验考试以及平时表现结合在一起的模式有利于学生基本技能目标的培养[11],有利于激发学生内在甚至潜在的学习能力,从而能更好体现素质教育的要求。同时,考试内容的多样化以及试题难度和广度的变化,不仅端正了学生的学习态度,也极大促进了学生学习的主动性和积极性。
(1)本专业的学生基础课程设置跨度大,而且学了很多工程专业的基础课,不同于医学和生物专业的学生有医学背景和生物基础,他们不能够很快掌握很多实验动物的基本概念和词汇,因此给教学带来很多困难。
(2)应用传统的实验动物学的教材要讲58个学时的课,还有32学时的实验课,而本专业的学生,实验动物学课程设置只有32个学时,而且目前还没有设置实验课教学,因此课程的讲授内容需要做很大的调整和缩减,才能适应本专业的学生的教学要求。
(3)本专业的学生对实验动物学的兴趣不大,上课的时候,同学由于初次接触医学和生物类的课程,所以很多对这些不熟悉,也没什么兴趣。课堂效果不好,学生互动较少,因此这是教学中重要的教改内容。
(4)作为新开课程,教师授课时教学经验不足,不能充分调动学生的积极性,照本宣科地去讲课,不结合实际科研工作和应用去讲,讲课的幻灯做的也欠图文并茂,给教学带来很多问题。
(5)实验动物学是一门传统的基础研究课程,是一门以操作技术为主的学科,实验教学应是整个教学的重要组成部分,而我们的教学体系中没有设置实验课程,是我们教学改革的主要环节。
2实验动物教学改革的内容
鉴于本专业的交叉学科特点,我们采用如下方法进行教改实践:
(1)对本学科专业的26名学生进行无记名问卷调查,经统计发现76%的学生对本课程兴趣不浓厚,58%的学生讲到授课教师的教学经验不足,83%的学生对实验动物学中的疾病动物模型和动物实验设计方面的内容比较感兴趣,66%的同学希望以后开设实验动物学的实验课,提高自身的动手能力。
(2)采取责任教授引导,主讲教师讨论的方法,对实验动物学的教学内容进行规划,减少了很多与生物医学工程关系不大的授课内容,这样可以使得学生在短时间内有效地掌握相关知识。
(3)课堂讲授时,通过生动的幻灯和教学录像代替死板的文字,用实际的研究经验去代替书本的照本宣科,以诱发学生的学习兴趣,取得了很好的教学改革效果。
(4)在教学同时,让学生走进实验动物房,进行参观和实际动手操作训练,而且开展了本科生导师制,让学生跟着老师去掌握动物实验的基本操作。
(5)我们开展了学生展示,让学生自己在课堂上设计动物实验,把常见的一些疑难杂症带到课堂,学生对肿瘤、癌症等热点问题有很大的兴趣,亲自设计实验,课堂互动很好,取得很好的教学效果。
(6)在教材的选取上,以前的教材文字太多,图片太少,不太适合学生使用。因此,需要选用图片多的教材来激发学生的兴趣,更适合交叉学科的学生使用。
(7)加强了教师队伍的技能培训,主讲教师均参加了中国实验动物学会举办的实验动物从业人员培训,培训合格均获得实验动物从业人员上岗证书。通过培训,听到了教学经验丰富的专家们栩栩如生的实验动物教学,受益匪浅,并且把这些学到东西传授给学生时,取得很好的教学效果。
(8)开展了学生实地参观北京大学医学部实验动物中心,还有我们学院的实验动物房,让学生近距离接触实验动物,亲自抓鼠、注射等,大大提高了学生的兴趣。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)08-0237-01
1.实验动物学在生物医学中的特点与重要性
随着现代科学技术的发展,实验动物学是新崛起的一门边缘学科,生命科学是它主要的研究对象,医学与生物学的结合是它的研究核心,生命科学在不断向前发展,实验动物学在其中起着必不可少的支撑与促进作用,同时对于实验动物学本身来说,它已经具备了自己独立的理论体系和自己学科的特点。现在大多数医学类的高等院校都在本科与研究生阶段的学生中设立了实验动物学这门医学类的课程,它在医学、生物学的教学研究中起着非常重要的作用并且它自身是一门独立学科。实验动物学的发展水映了生物医学中研究水平的高低,这些年来在很多的分支领域人们都做了动物实验,也得到了一些很重要的结论,不少新发现都跟这些结论有密切关系。在生命科学的发展过程中,实验动物学的内容也在逐渐的丰富和完善,如:动植物的克隆技术、转基因技术、胚胎干细胞的有关研究等都跟实验动物学有密切关系,在人类疾病的研究中运用转基因技术制造有关的动物模型就达上千种,并且它们在生物医学的研究中应用广泛。实验动物学相关知识的掌握和较高水平是做上面实验研究的前提条件,这也是该课程的教学目标,尤其是在研究生的教学系统中是一项重要的基础部分知识。
2.《实验动物学》课程教学中存在的问题
该学科被设立了没几年,还没有在全国统一使用的教学大纲与教材,设立这门课程的各个高校分别根据自己的实际情况制定了教学大纲与教材,但在不少方面还处在摸索的初步阶段,如学时、深度的设计和考核内容、范围等还在不断地调整中被把握;另外不同层次的学生对教学知识的接受程度也存在很大差异。即便如此,实验动物学在高等医学的教学中也有着非常重要的地位。所以对该课程的建设需要加大力度,在实践中不断地探索、不断地改革,扎实和加快该学科的发展步伐。在实验动物学的教学中老师的教学观念和思想比较落后,课程内容上更新很缓慢,很大程度上不能满足教学的需求和该课程的发展。所以在研究生的教学中教学的思想与观念迫切需要改革与提高。
实验动物学课程在研究生的教学中,不少学校不重视实验课程中的实践操作,老师讲解更多的是理论上的知识点和有关的习题,学生在实验课上也不认真操作、学习,还发生了不少逃课现象;老师的教学方法落后,让学生背那些实验器材的名称、实验过程中的步骤和现象中的重点内容,这种机械性的方法不仅让学生对该们课程提不起兴趣,还不能让学生有效的掌握所学的知识,整个实验课堂都是死气沉沉的;老师没有付出多少关注对学生在实验过程中的创新思想,只是让学生对老师教的实验过程做多次操作,实验报告都是在实验前就准备好的,学生要照着上面的步骤做,使学生不能锻炼自己的思考能力和创新思维。另外,在实验动物学的多媒体教学中如PPT、视频、网络等教学手段在研究生教学中应用的不多,在一定程度上影响了教学质量。
3.实验动物学课程教学过程中的改革实践
互动特点的教学方式,这需要教师与学生之间不断地进行沟通、对话,使老师和学生都发挥他们在课程上的积极性与能动性,使整个教学课堂活跃起来,使老师与学生两方面都达到最佳效果。例如:实验动物在生物学中的特征在讲这节课的时候,把它们的特征如(大鼠、小鼠、兔子等)用一些真实性很强的彩色图片或者是清晰度很高的视频展现给学生,使学生对它们有初步的感性认识,以便以后深入的学习。对研究生来说,他们的基础知识与专业知识都比较丰富,身体和心理上都已经成熟,形象与逻辑两方面的大脑思维都较为发达,对于问题进行思考时广度、深度与敏锐程度都是非常好的,对于学习他们目的明确并且有较好的主动与自觉性,善于自己发现、分析和解决在实验动物学课程中的问题。这些都说明互动特点的教学方式很适合在研究生的课堂教学过程中使用。
现代社会计算机的普及范围很广,在实验动物学改变教学方法的内容中,计算机网络的应用能在很大程度上改善和提高实验教学过程中的质量与效果,如果实验室演示教学的效果不是很好地话,运用计算机信息技术的教学手段就能很好的解决这个问题。运用多媒体方式的教学设备如投影仪向学生展示实验的操作步骤,把数码类型的显微镜和多媒体连在一起给小动物做显微注射、手术等,对这些精细的实验操作进行演示,使实验过程既清晰又生动。实验动物学课程要求老师在课堂上少讲让学生多练,对实验的重点进行点拔,对个别学生进行专门指导等。实验中所有学生都要进行动手操作,老师要加强对他们的指导,指出实验中的错误操作给学生认真详细的讲解并纠正。此外在实验课外,要通过一些实验动物学的专题讲座、兴趣小组、科研类型的课题组等其他形式,让研究生多多参与不同实验内容的动物实验。在计算机网络的课堂上,要建立足够的实验动物学课程的课件,制作与常见疾病有关的动物模型与动物实验中的手术操作过程这两项活动的视频。
实验动物学这门学科不但具有基础性的特点,还跟多门学科有很大联系所以还有综合应用的特点,在其他学科的发展过程中有很多可以借鉴的地方供该学科理论体系的发展与更新。所以加大力度关注其他学科的发展情况,以便对实验动物学课程中的教学内容及时进行更新与调整。在研究生教学中,教学内容要对学生的科研课题有帮助。
参考文献:
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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)05-0133-02
目前,关于国内精品课程的建设,各高校都有着自已不同的观点与经验。在重庆师范大学的精品课程建设过程中,作为校级重点课程的动物学课程于2004年被评为了重庆市第二届市级精品课程。在多年来的精品课程建设过程中,依托重庆市动物生物学重点实验室及重庆市“十一五”动物学重点学科,课程组成员倾注了许多时间与精力,力求将该精品课程建设成为国家级精品课程或推选为国家级精品课程的后备课程。在此期间,通过不断的教学改革与研究,无论是从课程体系、教学环境以及教学方法与手段方面,都取得了卓有成效的业绩,具体总结如下:
一、全面利用多媒体辅教学方法应用于理论与实践教学
完成了全部理论课教学内容的多媒体课件制作并完全进行多媒体教学。与此同时,完成了全部实验课程的课件制作,且重点对实验课进行了改革,并取得了良好的教学示范效果。由于引进了许多现代新的教学元素融入形象生动的教学过程中,更激发了学生学习兴趣,并促使学生对该课程知识的牢固掌握。
二、加强实验实践教学环境的建设
实践性教学环节的改革也是精品课程建设的重要内容。近几年根据学校的总体建设规划,借重庆市动物生物学重点实验室及重庆市“十一五”动物学重点学科建设平台,对动物学教学实验室和实验实践教学环境进行了改善。为创造更好的实践教学环境,我们增购了许多设备,如宽屏幕的等离子电视,投影仪、显微观察与摄像系统、实物展示台、自创了“显微观察系统”与“实践教学互动系统”,教学中,取得更好的教学成效。同时,我们重视实验实践教学的常规管理并且强化常规教学,科学合理安排各种实习活动,以助学生更好地进行理论联系实际。为培养学生对科学研究兴趣和完成优质的毕业论文,教学实验室与研究实验室也都面向学生开放,使学生较早参加科研和创新活动,培养学生创新精神。学生可以通过实验室及校外实习基地,进行设计性、创新性实验、课程设计等,不仅可加深他们对专业知识及前沿知识的了解,同时也培养了学生较强的动手和实践能力。在重庆市动物生物学重点实验室、重庆市动物学重点学科建设基础上,设备仪器方面不断完善、更新。早在自行设2003年就自行设计了有特色的互动实验教学系统(主要由显微数码摄像系统、宽屏幕等离子电视、投影仪,展示台等组合而成的互动教学实验室)沿用至今。通过自行设计的互动实验教学系统,解决了过去教学难点中难以观察的微型动物(如草履虫、眼虫、水螅及涡虫等),通过该系统可清晰直观地示范教学,该系统实用、方便、经济,在国内独具特色。此系统由于其良好的示范教学效果,已在我校大学城校区本科教学相关实验室内推广,起到了精品课程以点带面的作用。
三、动物学课程体系及教学内容改革研究
在贯彻教育部教学大纲基本原则的前提下,重点突出动物学课程的经典与现代结合的特点。形成相对完整和完善《动物学》的课程体系,以更灵活的方式、更完善的体制去满足目前生物科学各专业学生的学习需要;提高学生的学习积极性,拓展学生思路,进而达到提高学生技能以更好地适应社会的目的。故根据教学资源的优势,我们将对动物学课程体系按照生物科学专业与生物技术专业构建成为动物学和动物生物学两大课程体系。作为一门具有典型示范作用的精品课程,该体系将解决现行教材教学内容体系的局限、必修课课时偏少等种种问题,以便与国际间同类相关课程接轨,并且该体系的实施结果则说明该改革是卓有成效的。
四、实验材料的新型培养方法,确保了实践教学之需
动物学实验教学中的许多实验材料,不仅受限于采集时间及当地气候条件,同时也由于其个体微小,传统培养方法的局限难以获得较好的教学效果。采用新型的粗培养和克隆培养相结合的方法,获得了优质的实验材料,保证了教学需要,同时提高了实践教学的质量,还为兄弟院校(如重庆大学等)的教学与科研提供实验材料。
五、标本室的创新性研究和管理,保障了精品课程的教学
动物学标本在动物学的教学科研过程中起着举足轻重的作用。因此,对于生物学标本的保存,尤其是对于一些珍贵罕见标本的保存是十分重要且必要的。进行动物学教学标本的包埋、保存等制作方法的探索与建立,为教学提供了有力的保障。在精品课程建设的近三年内,课程组主要成员探索性地采用新配方的不同树脂对不同动物标本进行包埋的方法进行了相关的研究,并取得了明显的成果。目前已申请国家发明专利4项与实用新型专利1项,其中,3项国家发明专利和1项实用新型专利已获批,另1项目前正处于公示中。本研究也深受学校各方面的重视,并由主管校长特批了相关项目支持该研究的进行,同时本研究也受到本领域的相关专家学者的关注。本工作正在延续中。
六、实验室面向本科学生(本专业和全校)开放,确保全面提高学生素质
积极组织学生参加本实验室推出的开放性实验和各类的及各种课外兴趣科研活动,鼓励学生利用实验室条件,利用课余时间开展探索性实验:面向本专业本科生开放实验室,一方面让学生参与动物学实验技术学习,学习生物绘图,参与标本制作、鉴定,提高兴趣、增加学生的动手能力。另一方面为学生完成毕业论文提供了研究平台,此开放旨在让学生提前进入实验室,进行科学研究的良好训练,以提高本科生毕业论文的水平和质量。面向全校非生物专业学生以开放性实验供其选修:如标本采集、制作、鉴定,人体常见寄生虫病病原体的认识与疾病预防,重庆地区常见昆虫的鉴定,珍稀动物的观赏与种类识别等系列实验,为提高非生物专业学生的综合素质作出了有效的尝试,形成了培养学生综合素质的教育基地之一。
七、专题学习小组法的建立、实施及成效
通过与国外院校进行学术及教学方法的交流,吸纳国外优秀的教学方式方法、经验及教学形式进行本科教学的改进。学生组成专题学习小组,在教师指导下分别选择动物学课程范围内的专题进行调查研究、资料收集、实验验证、完成所选的专题,专题学习结果以海报、展板或专题讨论的形式进行或展出,并由教师与学生双方进行最后的评定。以此提高了学生对本课程学习的质量,促进学生的学习积极性,增强学生的学习能力,锻炼学生动手收集资料及实验的能力,体现团队协作精神。实践证明,该方法的建立与推广不仅获得了学生的认同与赞许,同时由于本方法取得了良好的教学效果,目前已被本学院的其他老师学习采用。
八、程序化试题库的创建及使用
本课程组于2003年起就着力进行动物学试题程序化的建设工作。目前,我们已建立的动物学的计算机试题库可经常性进行增补、更新或调整,分为人工抽取或自动抽取两种模式,并可根据出题要求随机组成不同题型、不同难度梯度、不同分质的试题进行组成。这样,使试题库变得更人性化、自动化和科学化,亦可避免人为主观因素而导致其他相应问题的产生。
综上所述,尽管目前动物学精品课程取得了可喜的成绩,但精品课程的建设就像人的学习一样是永无止境的,我们将在未来的日子里继续努力,并不断完善课程体系,构建精品课程共享平台,不断应用有效的教学方法应用于教学实践,取人之长,补已之短,使我们的动物学精品得到不断的完善,真正发挥精品课程的辐射作用!
参考文献:
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高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。作为师范大学的生物学系,实践性教学环节又是培养学生能力的关键。脊椎动物学野外实习作为动物学实践教学中不可缺少的重要组成部分,是巩固和加深课堂教学、培养学生理论联系实际和独立工作能力的重要环节,也是丰富学生动物学和生态学知识、增强环境保护意识、激发学生学习兴趣的有效途径。搞好野外实习是提高教学质量、培养学生实际工作能力的关键。
近十年来,由于环境和资源的较大改变、高师院校生物科学专业招生规模的扩大以及实习经费投入不足等多种因素的影响,使脊椎动物学野外实习面临着严峻的考验。一些学校把脊椎动物学实习与无脊椎动物学实习合并,或将动物学和植物学实习合并进行,有的甚至干脆取消了野外实习而改为参观。这些做法无疑对教学效果尤其是对学生能力的培养产生了不利的影响。在这种情况下,我们在学校的重视和大力支持下,进一步明确了实习目的和培养目标,在实习时间、内容、组织方式和素质教育等方面进行了改革。使脊椎动物学野外实习的效果明显改善,学生对实习的满意度显著提高,野外实习对生物科学专业人才培养的作用得到了更有效地发挥。
一、合理安排实习时间
以往的实习都是安排在暑假期间进行(7月中、下旬),这时动物学与植物学的课堂教学已经结束,学生掌握了必要的基本知识,通过野外实习加以拓展和巩固,可以收到良好的效果。其缺点是错过了脊椎动物实习的最佳时间,因为在黑龙江省每年6月初是鸟类等脊椎动物繁殖和活动的高峰。为了解决这一矛盾,我们在学校的全力支持下,合理安排课程及考试时间,把实习时间改在6月1日~15日,这样既保证了实习的最佳时间和实习效果,又不影响如全国大学生英语四、六级考试(一般安排在6月15日~20日之间)和临近学期末学校共同课和公共选修课的考试,还不占用学生和教师的假期休息时间,这种安排深受欢迎。
二、努力改进实习内容
过去的脊椎动物学实习内容中标本采集和标本制作所占比例过大,而其他内容较少。而过多的采集标本会对动植物资源造成破坏,也会在社会上造成不良的影响,不利于群众保护野生动物意识的提高。因此我们在实习中改变了标本采集和制作的内容,只采集数量较多、较为常见的鱼类、两栖类以及啮齿类来学习标本制作方法,而对其他所有动物都采取只观察不采集、不处死、不做标本的做法。同时增加了鸟类繁殖行为观察和环志、动物数量统计方法、群落结构及群落演替、生物与非生物环境的关系、生物多样性研究、动物行为研究方法以及当地的经济活动和人民生活与生态保护的关系等内容。使实习内容由标本采集和物种识别为主转变为数据采集和定量研究为主。真正做到了改“杀生”为“放生”、改“捕捉”为“观察和研究”。在实际操作过程中明显增强了学生爱护自然环境、自觉保护动植物资源的意识,也教育和影响了当地群众。
实习中我们还利用实习基地与中国大型猫科动物饲养繁育中心(横道河子虎园)相比邻的有利条件,组织一次系统的参观,教师对园中的几十种珍稀动物从鉴别特征、形态、生活习性和保护现状等方面进行详细讲解,这样既丰富了实习内容,又激发了学习兴趣。
三、应用先进的实习手段
由于实习时间较短,实习内容多,涉及动物学、植物学和生态学领域,因而配备现代化的_野外工作装备是完成好野外实习的重要保障。近五年来,学校加大了经费投入,购置了全球卫星定位仪(GPS)、数码摄像和照相设备、笔记本电脑、多媒体投影机、无线电跟踪仪、对讲机、夜视仪和高倍望远镜等等,为改革实习内容和方法提供了物质基础。教师或学生在野外拍摄的图像当天就能展示给其他同学,采集到的数据可以得到及时的处理。后续年级的学生可以利用这些资料在实习之前进行预习,还可以为教师的科学研究提供第一手资料。由于实习装备的不断改善,大大提高了实习的效率、保证了实习效果。
四、采取灵活的组织形式
脊椎动物学野外实习的重要内容之一是鸟类野外识别和观察,而这一内容需要安静、对鸟类无干扰的情况下才能很好地完成,也就是观察小组人数越少越好。过去由于每年招生人数在60~90人之间,指导教师人均指导15人左右即可保证观察效果。1999年以来每年招生都在120~180人之间,因此造成了指导教师人数远远满足不了实习需要的矛盾,每人指导30~40名学生,这将严重影响实习效果。为此我们一方面聘请身体素质好、有经验的已退休的教师协助指导,另一方面将高年级研究生经过提前培训补充到指导教师队伍中来,这样既可以保证指导教师的人数,又给研究生创造了野外教学实践的好机会。在实习中为解决有经验的老教师与新参加的研究生指导水平的不平衡,我们安排所有参加指导的人员先期到达实习地点进行集体备课,努力提高年轻教师和研究生的业务水平,同时还在每一次外出时都按一定的分组顺序轮换一次指导教师,这样就保证了每一组学生都学到丰富多样而又相同的知识。这种把客观的“大组”化简为适用的“小组”的组织形式收到了很好的实习效果。
五、严格要求,强化素质
野外实习是高师生物学教学的特色,通过实习可以增进学生之间、尤其是师生之间的沟通和了解,既为学生表现自我、展示自我提供了平台,也为教师进行素质教育创造了有利条件。在每一天的活动安排上,力求内容丰富而紧凑,采取准军事化管理,根据鸟类繁殖期的活动规律和其他动物的生活习性,安排了四个活动时段,5:00~7:00进行鸟类识别;8:30~11:30进行两栖爬行类和鸟类识别及生境观察;14:00~17:00进行生物多样性及景观生态实习;19:00~21:00进行晚自习(预习实习指导、写预习报告、整理实习记录),活动内容要比学校的课堂教学还要多。实习过程中,要求统一身着迷彩服、统一行动,指导教师也同时随队活动,并严格要求、及时指导,学生的预习报告和作业在当天批阅并及时反馈。在做专项小课题过程中,学生要在每天早3:00就到观察点进行观察,晚8:00才回到驻地。面对周围环境的寂静、早晚的寒冷、蚊虫的叮咬、不时的风吹雨打、正午的暴晒,虽然又苦又累,但这当中既有观察动物行为的乐趣,更有同学们互相帮助、轮换吃饭和休息等团队协同工作所带来的幸福感受。通过跋山涉水、早出晚归,培养了学生艰苦奋斗、吃苦耐劳以及团队协作的精神。此外在进入课题研究之前,学生根据自愿或随机组合的方式成立研究小组,与老师一起分析课题并查找相关资料,让学生通过3~5天的独立观察和研究。在完成课题过程中,大家分工明确,团结协作,有的观察,有的记录,有的绘图,各司其责。在带队教师指导下写出研究报告、再按小组选派代表进行答辩交流,其他同学进行提问、质疑。学生们的研究报告也为今后的教学科研提供了难得的基础材料。每年都有几名同学的研究报告获学校科技论文大奖,其中有的论文已在省级刊物上公开发表。在这一系列活动中既让学生参与了科学研究,提高了科学素养,又培养了他们独立分析问题、解决问题的能力。也使学生认识到我们的野外实习,不是游山玩水,而是可以学到许多在课堂上难以学到的知识,为今后进行动物学教学和动物学野外工作以及动物学的科学研究打下基础。
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)19-0150-02
科技发展的日新月异,使得实验动物学在科学研究和相关产业发展中的支撑与促进作用不断加强,实验动物科学的重要性在于:一方面它是医学、生物学研究的重要手段和支撑条件,直接影响着许多生物学、医学研究课题的确立、实施和结果的可靠性;另一方面,它的提高和发展又把许多领域课题的研究引入新的境地,其发展水平的高低也是衡量一所医学院校教学、科研水平的重要标志之一[1]。本文就南通大学实验动物中心为了提高教学质量,培养理论知识丰富、实践动手能力和创新意识强的实验动物专业人才,对教学内容及教学方法等方面进行的创新性改革总结如下。
一、更新教学理念,体现创新思想
创新教育理念从根本上包含以下三个方面:即以人为本的教育观念、促进学生全面发展的质量观念及培养创新人才的教育价值观念。要树立创新教育理念,必须彻底转变传统的“三中心”(课堂、书本、教师)教学观念,将创新教育的思想渗透在教学中。学生在校时间近80%是在课堂教学中渡过的,自然而然,课堂教学就成为实施创新教育的主渠道。那么,如何在实验动物学课堂教学中实施创新教育呢?
首先,教师需要更新教学理念、转变角色行为,从知识的传授者转变为学生学习的组织者、引导者和合作者。其次,实验动物学本身是一门综合性新兴学科,随着生命科学技术的飞速发展而不断产生新技术,不断出现开拓性、前沿性和应用性较强的知识,这些知识信息量大、内容丰富、涉及学科广泛,如实验动物的居住涉及建造学,空调送风系统涉及到电子信息学,动物的饮水饮食涉及营养学等。这就要求教师必须树立终身学习的观念,更加关注本学科最新的科研动态、进展,吸纳最新科研成果,把握专业知识的前沿。或通过自身的学习、或通过进修、或通过实践环节完善知识结构和专业技能。只有这样,教师在课程教学时,才会有最新的视角、最充实的内容,让学生感到学有所得,大大提高课堂的创新性效果。
二、整合教学内容,丰富教学方法
实验动物学学科特点在于专业性强、应用性强,但系统性较差,理论课的教学往往比较枯燥和晦涩。因此,我们对教学内容进行了整合修订,对实验动物学传统理论进行了必要的删减及压缩,围绕学习目标巧妙地激发学生的学习兴趣,产生兴趣和疑问,并最终在教师的引导下解惑。
我们开设本课程的专业学生在其他基础课如生理学、病理学、细胞生物学等课程中,都已经使用到部分实验动物。但我们的调查表明,这些学生对实验动物理解并不是很透彻,对实验动物及动物实验在生物医学研究中的地位和作用认识不足,认为“实验大、小鼠必须在屏障环境中饲养,操作很不方便,费用也大,不就是用个老鼠做实验,需要那么复杂吗?”我们在教学中将这样的问题留给学生去思考,归纳分析实验动物使用清洁级或SPF级的必要性,配合多媒体课件展现不同等级实验动物对于饲料、垫料、生活环境等的差别,最后再总结实验动物微生物等级分类。通过这样的方式,将一系列教学内容联系在一起。学生均反映这种教学方法使“教条化”的理论变得生动,贴合实际,易于接受。“动物实验很残忍,是不是应该终止动物实验?”“终止动物实验医学发展会不会停滞不前?”对此开展一个实验动物伦理专题,通过实例论证动物实验的重要性、动物实验和动物福利的辩证关系,或者让同学分为正、反方,分别查阅相关资料,利用课堂进行辩论,这样不仅在教学过程中体现了动物伦理道德教育,还激发了学生主动学习的热情,提高了学生分析问题、解决问题的能力。
在合理整合教学内容的同时,针对不同的教学内容还需使用多样化的教学方法。如实验动物环境控制这一部分,涉及空调温湿度调节系统、通风净化系统、消毒隔离系统,录像监控系统以及屏障系统中的人员流动、物品流动、动物流动等知识。纯粹在课堂上讲解理论知识既抽象又枯燥。我们根据教学目的采取“实践教学法”,组织学生对屏障设施、普通设施、隔离设施进行实地观察,并在老师的指导下亲身体验整个环节,取得了非常好的教学效果。教材建设总带有一定的滞后性和局限性,难以反映当代科技发展的现状。在基因敲除动物、转基因动物、生物反应器,胚胎移植、ENU诱变技术等前沿知识学习过程中,我们单纯以传统的讲授方式,学生会觉得既抽象又离我们的现实生活很遥远。在教学过程中,我们以引导学生对本章节相关内容进行文献检索和查询,慢慢过渡到由学生自主阅读医学、生物学发展史中与实验动物相关的具有里程碑意义的经典文献或最新文献的方式,真正把学生带到实验动物学发展的前沿,加强对学习本学科意义的认识,了解课本中学不到的知识、概念和最新进展。
三、转变实验教学模式,注重实践能力培养
诺贝尔物理奖得主美籍华人朱棣文曾一针见血指出:中国学生学习非常刻苦,书面成绩优秀,但动手能力差,创新精神明显不足。传统的实验动物学实验教学模式多采用注入式,大部分实验是遵循传统的教师实验前准备、讲解操作步骤并进行示范、学生实验、形成实验报告的模式。因此学生仅需机械性、按部就班地“依样画葫芦”进行模仿,不需主动思维和创新。这样的教学方式限制了学生的思维空间,难以培养学生的创新能力。实验动物科学是基础医学与临床医学之间的桥梁学科,是一门实践性很强的学科,为学生提供从事生命科学研究领域不可或缺的有关实验动物和动物实验的基本理论知识和基本技能[2],需要学生不断动手操作积累经验。在教学过程中,我们发现有的学生出于恐惧心理或觉得动物实验很残忍,只是在旁边观察同组另外同学的操作,自己却不动手;甚至还有学生听完老师讲解不做实验就开始急于写实验报告了。而对于一些大动物,只能在老师和几个学生的操作下完成,大部分同学只能是旁观者,只记下实验数据,这完全是实验的“大锅饭”,学生做这种实验自然无趣。机械、呆板、不够贴近真实过程的实验教学就不能与理论教学很好地结合互动,限制了学生创造力、想象力的发挥。通过对学校的办学定位、本科生教学目标、毕业生就业方向等问题的系统性分析,我们在教学过程中采取以下措施。
1.针对基础验证型实验进行“示范式教学”,如大、小鼠、豚鼠、兔、犬等常用实验动物的抓取、固定、雌雄鉴别、编号标记、常用给药及取血方法等,鼓励学生参与到整个实践教学过程中。不仅应该强调让学生熟练掌握这些技术的操作要点,更应该注重学生对实验原理、适用范围、影响因素等的理解,增强学生的“触觉”、“视觉”,真正做到举一反三,学以致用。此部分实验内容不仅要考虑到其经典性,更应注重科学的设计和周密的组织,在实验开始阶段有针对性地进行专门训练。只有这样,学生才会有扎实的实验基础,对今后综合设计实验及研究创新型实验的完成起到事半功倍的作用,有利于学生创新性思维的逐步形成。
2.针对综合设计型实验进行“开放式教学”,通过实验项目的实施,使得学生主动地获取信息、查阅文献、搜集资料、做好实验记录、分析实验结果,并将实验结果通过小论文的方式总结出来,成为自己的知识,变被动学习为主动学习。同时,学生通过对文献资料的筛选、思考,寻找研究的创新点,设计出有效可行的设计方案,并将自己的设想及时与同学、老师进行交流,变主动学习为创造性学习。
3.针对研究创新型实验进行“自主式教学”,借助本中心江苏省开放性动物实验中心及南通市动物实验公共服务技术平台等有利条件,为学生搭建参与创新型实验的平台。针对部分学有余力的学生,支持其参与课外科研训练,使学生能根据自己的实际情况(个人兴趣、发展方向、今后从事专业等),选择合适的实验内容和时间主动学习。一方面提高学生科研能力,另一方面又可“反哺”教师科研,促进教师申报各级各类相关课题。
以上综述了本教研室近年来实验动物学教学改革创新的具体内容与取得的效果,供同行评议、参考。在以后的教学活动中,我们将不断完善理论知识和创新实验技能,发挥好医学实验动物学支撑医学、生命科学研究的学科职能,使学生深入领会实验动物学在生命科学、医学研究中的地位与作用,培养更多具有较高动手能力、适应社会需求的专业人才。当然,我们的探索还处于初步阶段,通过什么途径、方式、策略进一步完善实验动物学创新教育内容和体系,更好地培养学生的创新思维模式、加强学生的创新意识、提高其创新能力,还有待实验动物科学教育者们不断的探索和努力。