实验驱动型教学模式在农业院校动物生理学教学中的应用

实验驱动型教学模式在农业院校动物生理学教学中的应用

巨向红，雍艳红，陈进军

(广东海洋大学动物医学系，广东湛江 524088)

摘要在动物生理学课程课时数不断减少，课容量持续加大的矛盾背景下，针对学生普遍对动物生理学实验课兴趣浓厚而对理论课关注度不够的现象，探索出了先观察实验现象，再组织理论教学来揭示生命现象发生的内在本质的教学方法，命名为“实验驱动型”教学模式。从该模式产生背景、思路、实证和保障等方面阐述了这一教学方法，以激发学生学习兴趣，提高动物生理学的教学效果。

关键词实验驱动型；动物生理学；教学改革

中图分类号S-01

作者简介巨向红(1977-)，男，甘肃泾川人，副教授，博士，从事畜禽应激性致病机理研究。

收稿日期2015-06-23

The Practice of Driven by Experiments Method in Animal Physiology of Agricultural Institutions

JU Xiang-hong, YONG Yan-hong, CHEN Jin-jun (Department of Veterinary Medicine, Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088)

AbstractTeachers must present an extended information as more as possible during limited course period in Animal Physiology. It was found that students have a stronger interest to experiment course, but not to theoretical course, a method named Driven by Experiments Method was developed, in which we conducted physiology experiments before correlated theoretical knowledge presented. This paper aimed to introduce the method from 4 aspects, including the developmental background, idea, example of using and methods of ensure. Thus, we hope to improve the teaching effect of Animal Physiology.

Key words Driven by experimental phenomena; Animal Physiology; Teaching reform

动物生理学是动物医学、动物科学和水产养殖等相关专业的基础课，是学生专业理论学习和专业技能培养的重要环节。但随着高等教育大众化的持续推进，学生能力、素质层次不齐，给教学工作提出了前所未有的难题[1]。加之社会对涉农专业的普遍偏见，使动物医学、动物科学等相关专业学生对专业的认可度普遍较低，学习兴趣不高。即使是有毕业后从事本专业方向计划的学生，也认为该课程不是专业课而厌学现象严重。如何培养学生的学习兴趣，提高学习主动性，从而为后续课程的开展奠定基础，是动物生理学课程教学改革的重点和难点。就此，笔者尝试了多种教学方法，发现先开展实验教学，再组织课堂理论学习，让学生带着弄清实验现象机理的“好奇心”进入课堂，能明显提高其在课堂中的专注度和参与感，暂将该方法命名为“实验驱动型”动物生理学教学方法。

1实验驱动型教学方法形成

1.1动物生理学课程的特点动物生理学是生物科学的一个分支，是侧重研究正常动物有机体机能活动规律的一门科学，是生命科学的核心。该学科旨在培养学生运用结构与功能统一、局部与整体统一、机体与环境统一的观点，辨证地观察、分析和解决生命现象有关问题的能力，为学习后续课程及从事畜牧兽医有关工作打下良好基础。另一方面，动物生理学是一门实验性学科，其所有的理论知识及对生命现象的揭示过程都建立在大量试验研究的基础上。 该课程的教学不仅要让学生了解已有的理论知识，还让学生学会通过实验设计、操作及实验现象的观察，来探索未知生命现象的可能规律。这就要求学生既要掌握动物生理学的理论知识，也要学会探索未知世界，从而提高理论水平和动手能力。

1.2实验驱动型教学方法的背景针对动物生理学教学的主体和现状，很多教学工作者做了大量教学方法和手段的改革尝试。如语言形象直观教学法，即教师在授课时，合理应用生动的语言和形象的描述，让复杂的问题简明化，使学习知识更加容易理解和掌握[2]。而多媒体辅助教学法是用课件中大量的视听信息冲击学生的思维兴奋点，调动学生的学习兴趣和求知欲望，加深学生的理解与记忆，培养和发展学生的思维能力[3]。PBL (Problem-Based Learning)教学法则强调以学生为中心，是一个发现问题、思考问题、讨论问题、解决问题的过程[4]。还有让学生和教师角色互换的角色转换法及案例教学法等[5]。这些教学方法都取得了一定的成效，但本课程内容信息量大，理论知识抽象、枯燥、不易理解记忆，加上课程的小型化，动物生理学难教与难学的问题仍然没有很好解决。而且不同层次高校面对的教学主体不同，必须探索针对于自身特点的教学方式。

1.3实验驱动型教学方法的思路兴趣是最好的老师。我国古代大教育家孔子曾说，“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，可见兴趣对学习的引领、加强作用。作为教师要使学生在学习动物生理学知识过程中，变枯燥为兴趣，变兴趣为乐趣，从而主动、积极地学习[6]。在多年的动物生理学教学过程中，笔者发现学生对实验课的积极性远高于理论课。如在实验课的前几天，学生会主动咨询有关下一次实验课的实验内容，预习实验指导书并撰写预习报告。在实验课中，即使是那些在理论课上专注度不高的学生，也能积极参与实验过程。另一方面，在期末考试中，笔者常在论述题中出一道这样的题目“谈谈您对动物生理学的学习体会和教学改革的建议”，绝大部分学生会提出希望增加实验课学时和增加实验动物数量等建议。而在学生的网络留言中，也基本表达出实验课程有趣而理论课程无聊的观点。

如何将学生对实验课的热情“嫁接”或“移植”到理论课的学习中，从而提高课堂教学效率和效果，是一个值得探索的问题。众所周知，所有科学问题都是作为“闭盒(Closed box)”问题开始的，若干可供选择的结构被密闭在“闭盒”中，研究它们的唯一途径是利用闭盒的输入和输出。这里的“闭盒”即为“黑箱”，它是指科学研究中一类内部结构无法打开或无法清楚展示和认识的系统[7]。“黑箱”在动物生理学实验过程中普遍存在。考虑先给学生建立“黑箱”，再利用他们对“黑箱”的好奇心，激发起学习生命活动规律的兴趣。笔者尝试了先开设实验课，再组织与实验内容相对应的理论课，即实验驱动型教学组织方式，能明显提高学生在理论课上的专注度。

2实验驱动型方法的实证

笔者为动物生理学设计了9个实验内容，包括了“血细胞计数”、“离体蛙心灌流”、“心血管活动的神经体液调节”、“心电图的描记”、“呼吸运动的调节”、“小肠平滑肌的运动特性”、“尿液生成的调节”、“小鼠能量代谢率的测定”和“脊髓反射的基本特征和反射弧分析”。这些实验基本涉及生理学各章中比较抽象、不易理解的生命现象。现以“离体蛙心灌流”和“尿液生成的调节”为例，阐述实验驱动型教学方法的运用过程。

实验前，教师先概述一下基本理论和过程，并演示青蛙的固定，心脏的暴露、插管和离体过程，然后由学生自主制作自己的实验模型，并分别添加Na+、K+、Ca2+、肾上腺素和乙酰胆碱等，生物信号采集系统记录实验现象。实验结果表明，一定浓度的肾上腺素、Ca2+可使心肌收缩幅度增大，而 Na+、K+及乙酰胆碱将减低心肌收缩幅度。但学生并不理解体液因子如何引起心肌收缩幅度以及心率的变化。学习主动的学生会通过查阅网络资源或教材去寻找答案。到理论课上，教师先与学生一起回顾实验的现象，再引申到心肌细胞的构成及电生理特征，如自律细胞的静息点位、动作电位发生过程。提示学生当蛙心灌入K+离子后，会使心肌细胞的静息电位降低，动作电位的去极化幅度下降是收缩幅度下降的主要原因。这不仅满足了学生在实验过程中产生的“好奇心”，也了解了心脏的电生理特征。

在“尿液生成的调节”实验中，教师演示后，学生分组制作出家兔的在体膀胱插管模型，并与生物信号采集系统的记滴器连接，观察耳缘静脉注射不同药物对尿液生成的影响。结果显示，注射葡萄糖、呋塞米和乙酰胆碱后尿液生成增多，而注射ADH和肾上腺素后尿液生成减少，而且在注射葡萄糖后尿液中尿糖鉴定呈阳性。这是生理学实验中的又一个“黑箱”。在组织理论课时，先回顾实验过程和结果，激发学生兴趣，再针对尿液生成调节的知识点，将葡萄糖与肾糖阈、糖转运蛋白、继发性主动转运及原尿的重吸收等知识点结合；将ADH与小管液中水的重吸收结合；将肾上腺素和乙酰胆碱与运动神经和植物性神经的支配结合。这就很好地将“乏味”的理论知识与“可见”的实验现象贯通，以学生的“好奇心”为载体，既增加了课堂的趣味性，也提高了学生的专注度。

3实验驱动型教学方法的保障

生命科学的发展日新月异，动物生理学教学面临课时数不断减少而课容量持续加大的问题，传统教学方式不能激发学生的学习兴趣和求知欲。实验驱动型教学方法是针对学生对实验课兴趣浓厚而对理论课关注度不高的现实，拟实现理论和实验的联动而提高课堂教学效果。这就对教师、学生和实验条件都提出了更高的要求。教师必须有扎实的专业知识和技能，有宽广的知识面，能制作出包含文字、图象、图形、声音和动画的高质量多媒体课件，并能形象化地传授知识，把最新的研究动态融入课堂教学内容中。另外，老师在传授给学生专业知识的同时，要有“树人”的意识，引导学生积极向上、奋力拼搏，树立正确的人生观和价值观。学生也要做到实验前预习，撰写实验预习报告，积极参与实验过程，思考实验现象发生的内在原因和完成高质量的实验报告。在实验条件方面，要不断引进先进的实验设备，力争提高实验的成功率[8]；增加实验动物数量，增加学生的动手机会。

4实验驱动型教学方法的效果

通过近几年对该教学方法的引用，明显感觉到课堂气氛更活跃了，学生提问的积极性更高了，对探索未知世界和从事科学研究的兴趣更浓了。当然，不同层次、不同门类的高校，动物生理学教学可能都有其自身的特点。而实验驱动型教学方法还要在实践中不断完善和发展，以更好地满足新时期对专业技术人才培养的新要求。

参考文献

[1] 霍书英,武现军,李玉荣.动物生理学“立体”教学模式探索与思考[J].河北农业大学学报：农林教育版,2013(2):49-51.

[2] 李丽华.浅谈直观教学法在解剖学教学中的地位与作用[J].中国教师,2009(S2):168-169.

[3] 程天印.多媒体条件下动物生理学教法的思考和实践[J].高教论坛,2007(3):48-50.

[4] 陈光倩,林丽雅,邓玉兰.PBL教学模式在生理学教学中的探讨[J].包头医学院学报,2010(3):107-109.

[5] 程美玲,白华毅,李国治,等.多种教学方法在动物生理学教学中的应用[J].云南农业大学学报：社会科学版,2012(1):91-94.

[6] 宁红梅,安志兴,葛亚明.浅析提高《动物生理学教学》效果的途径[J].中国科技信息,2010(2):231-232.

[7] 刘明轩.黑箱方法在生物学中的应用[J].沈阳师范学院学报：自然科学版,1999(2):62-64.

[8] 吕琼霞,刘玉梅,邓雯.动物生理学实验教学改革探析[J].畜牧与饲料科学,2010(10):69-71.