動物生理學是一門研究動物體的機能、機能的發展變化及對環境條件所引起的反應的學科,側重研究正常動物有機體機能活動或生命活動規律,在人才培養中起著承前啟后的作用,是生命科學的核心[1,2].動物生理學注重培養學生科學實驗的基本功,實驗操作性很強,對提高學生的科研素質和創新能力是一個有效的途徑[3].
習近平總書記在中央政治局第九次集體學習時對教育工作作出明確指示,要把提高人才培養質量作為工作重點。提高人才培養質量,必須"深化教育改革,推進素質教育,創新教育方法".傳統的動物生理學實驗教學側重強調以實驗驗證理論的教學思想,學生按照實驗教材操作步驟按部就班地完成實驗,限制了學生獨立思考的空間,忽視了學生的主動性和創造力[4,5].建立新型的生理學實驗教學模式,是適應素質教育的思想的必然要求,也是培養知識型向技能應用型人才轉變的重要驅動[6,7].如何提高動物生理學教學效果,探索有效的新型教學模式,筆者依據自身幾年的教學實踐經驗,作出以下幾點總結。
一、有效利用多媒體等教學設備,提高課堂教學效果
動物生理學是一門操作性課程,動手能力要求較高。實驗課程的開設在理論課程之后的1到2周,學生對理論知識已有大體的掌握,但動手能力仍然較弱。
單純的講解效果遠不如實際操作的視覺收效明顯,為了讓學生對實驗操作有直觀的認識,多媒體的使用很有必要。多媒體教學可以化抽象為具體,化復雜為簡單,信息量大,理論知識的講解與直觀的實驗操作步驟同步進行,可以達到事半功倍的效果。提前錄制的示教錄像可以使學生完整地看到實驗的操作要領,確保每一位學生熟悉實驗操作流程。特別是對儀器有限和動物資源緊缺的教學條件,教學錄像可以使每個學生對實驗操作都有一個直觀的認識。尤其是一些涉及動物或是機體器官功能性實驗時,教學錄像的作用尤為突出。如"蛙心離體灌流"和"蛙心室的期外收縮和代償間歇"等,若采用傳統的示教方法,不僅耽誤時間,還會因為操作臺空間的限制導致一部分同學看不清操作方法,教學效果大打折扣。多媒體教學可很好地彌補動物生理學實驗教學中的不足,是實驗教學中的重要工具和有益補充。此外,還可以在課前制作相應的PPT,Flash等,將實驗課程的內容生動形象地展示在學生面前,使學生樂其所學。
二、引進新型實驗設備,優化實驗教學環境,提高實驗精準性
將計算機技術和現代實驗教學軟件應用于實驗當中,可提高實驗的準確性,也可節約教學資源。比如,生理學實驗中,許多實驗都通過對動物生理活動信號的采集來觀察動物生理活性在不同條件下的變化。傳統的信號采集一般使用的是電動記紋鼓或二道生理記錄儀等,基本都是將動物的生理信號直接轉化為機械信號進行記錄,遇到記錄指針卡頓或墨汁外溢對實驗結果都有較大的影響,修改麻煩,對記錄紙張浪費較大,增加實驗成本。筆者所在實驗室近幾年引進了MedlabE生物信號采集器,可將動物生理信號采集轉化為電信號,準確記錄動物生理信號的微小變化,在計算機系統上清晰地反映出來。相比傳統的記錄方法,不僅實驗操作時間大大縮短,可在動物機體活性良好的條件下快速完成實驗,提高實驗結果的準確性,而且在計算機上方便對結果進行分析修改,將正確的結果一次打印即可。
Medlab E系統對常規生理學實驗進行了打包,操作流程簡單,易于掌握,可自行設計參數和選擇程序,既增加了實驗數據采集的穩定性,又可根據不同層次學生的需求選擇不同的實驗,增加了實驗的創造性和趣味性,便于對學生進行分類輔導。
三、重視學生主體地位,充分發揮學生的主觀能動性,激發學生的創新意識
實驗是探索未知的過程。為了提高動物生理學實驗課程的趣味性,激發學生的主觀能力性,我們應適當地減少教師講授的時間,避免面面俱到。通過基本原理的講解,實驗操作基本注意事項的說明,盡量引導學生主動通過實驗得出正確的結論。通過提出問題,啟發他們去思考問題、解決問題,激發學生的好奇心和求知欲,及獲得正確實驗結果的成就感。如蛙"坐骨神經-腓腸肌標本制備"實驗中,實驗前提出與實驗相關的問題,引導學生自己在實驗過程中思考解決,并安排學生進行小組討論。實驗過程中,指導老師負責對相關問題匯總解答。實驗對象的不同會產生不同的結果,引導學生不拘泥于固有的實驗結論,善于發現新問題,引導學生從不同的角度分析問題和解決問題,培養學生嚴謹的實驗態度和科學的實驗方法。
發揮主觀能動性,要注重學生創新意識的培養。創新是科學研究的基本素質,沒有創新就沒有進步。在動物生理學基礎實驗教學中,讓學生取得較大的創新雖然不易,但是培養學生的創新意識及創新思維,則是實驗教學中應加以重視的。創新意識、創新思路很大程度上與教學方式相關。比如,在實驗教學中,對實驗原理和背景的講解應巧設疑問,循循善誘,啟發學生的創新思維;鼓勵學生對實驗過程進行適當合理的改進等。創新,不僅可鞏固對已有知識的掌握,還可"借題發揮",滿足學生對新事物的探索心理和求知欲望。
四、堅持興趣與實驗相結合的培養思路,鼓勵學生自主設計并獨立完成實驗
實驗教學中發現,學生對實驗的興趣不僅局限于書本上,往往會有新奇的想法并愿意付諸實踐。這時,可鼓勵學生嘗試自主設計實驗,完成對想法的求證。
學生根據實驗需要組成興趣小組,利用已掌握的實驗技能和基本原理,在查閱相關資料的基礎上,根據現有實驗條件,自主設計實驗方案,教師對實驗方案進行審核修正。學生自主設計開展實驗,使學生接受從提出問題到獨立解決問題的全程訓練,以達到活學活用、培養能力、提高素質、開拓創新的目的。為更好地幫助學生完成設計性實驗,指導老師也應做好相關的指導工作。比如,適當地選擇設計性實驗項目,根據學生現有的知識水平和操作技能進行適當程度的創新;認真審核實驗方案,在尊重學生創新精神的原則下,對實驗方案進行改進完善,使之合理可行。
實驗方案確立之后,教師本著"學生為主,教師為輔"的原則,有針對性地解決學生在實驗過程中遇到的問題,鼓勵學生勇于創新,大膽設想,敢于突破。自主設計實驗打破了以往傳統實驗的局限性,有效地提高了學生的橫向思維模式和分析、解決問題的能力,對學生綜合科研素質是一個很好的鍛煉。
五、堅持嚴謹治學的科研態度,規范實驗數據處理和實驗報告寫作
實驗報告是對實驗結果的總結,是實驗的重要組成部分。養成良好的實驗報告寫作習慣,對培養學生的邏輯歸納能力、綜合分析能力及文字表達能力十分重要,也是科學論文寫作的基礎。
推進素質教育和創新教育方法的最終目的是培養多種能力協調發展的實用性人才。要提高學生的學習能力,樹立正確的學習目的,加深對實驗課的重視8].實驗報告是檢驗學生學習效果的直觀反映。實驗報告著重考察實驗結果分析、問題與討論。教師要善于引導學生運用所學的基本原理對實驗結果進行科學合理的分析,促使對基本知識加深理解與掌握,在尊重事實的基礎上,進行客觀分析,不要簡單地重復書本上的理論,鼓勵學生創造性的見解和科學認知9].
本科生剛接觸實驗,還不熟悉實驗報告的寫作要求,存在不少問題。如文字基礎較薄弱,實驗書寫不夠規范;不重視實驗結果的分析和討論,抓不住重點;書寫態度不端正,照搬照抄書本,等。教師應對每次的實驗報告進行及時修改與點評,促使學生端正學習態度,加深學生對實驗課的重視。特別對于有志于從事科研的學生來說,學會搜集資料、撰寫畢業論文或學術論文都是非常必要和有益的訓練,要將每次的實驗報告以科研論文的形式寫作,既要明確實驗目的、實驗原理、儀器與試劑、實驗步驟,還要包括對結果的分析和討論,培養學生認真、嚴謹,實事求是的科學態度。
六、總結和展望
我校是一所師范類型院校,為培養學生的動手能力和實踐能力,提高我校學生的師范技能,近年來加強了包括實驗課程建設在內的教學投入,加強了對學生創新能力和實踐能力的培養,為推進素質教育和創新教育方法提供了良好的生長空間。隨著教學經驗的積累和新型教學模式的逐步構建,一定會取得比以往更好的成績。當然,動物生理學的教學模式改革遠不止文中提到的這些,在教學管理和教學方法上,針對每個學校和每個教師也會有不同的方法。本文只是根據近幾年來自身的教學感悟作出一些探索和總結,希望和大家一同分享和學習。
參考文獻:
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