动物发育生物学课程教学改革

孟凡华 刘春霞 吴凯峰

摘要    动物发育生物学是生命科学学院生物科学专业卓越班的核心课程，该专业人才培养目标是提升学生的综合素质、夯实学生的专业基础、加强学生的实践能力水平。本文从改革教学内容、改革教学方法、增设虚拟实验、开发实训基地、更新考核办法等5个方面探讨了动物发育生物学课程的教学改革，以期调动学生学习积极性和主动性，达到最佳的教学效果。

关键词    动物发育生物学;教学改革;拔尖创新型人才

中图分类号    G642        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）13-0248-02                                                                                     開放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    Animal developmental biology is the core curriculum of the excellent class of biological sciences in the college of life sciences. The training goal of this professional is to improve the comprehensive quality of students， consolidate the professional foundation， and strengthen the practical ability. The paper explored the teaching reform of animal developmental biology courses from five aspects： reforming teaching content， reforming teaching methods， adding virtual experiments， developing practical training bases， and updating assessment methods， in order to mobilize students′ enthusiasm and initiative， achieve the best teaching effect.

Key words    animal developmental biology; teaching reform; outstanding innovative talent

动物发育生物学是目前生命科学领域中一门重要的综合型学科，是细胞生物学、分子生物学、遗传学、解剖学、胚胎学、生理学、进化生物学等多门学科知识体系的融合，包括理论和技术2个方面。内蒙古农业大学生命科学学院生物科学专业卓越班生源优秀、基础较好，办学的目的是将这部分学生培养成理论基础与实验技能兼优的拔尖创新型人才，为社会源源不断地输送优秀毕业生。因此，要求学生不但要具备扎实的专业理论基础，同时要全面掌握生物科学相关实验技能。为实现这个办学目标，在课程设置和教学内容方面就要进行合理设计与安排。动物发育生物学是生物类专业高年级的主干课程，具有理论性和实践性并重的特点，在整个专业课程中发挥着重要作用[1]。然而，由于动物发育生物学目前还处于发展阶段，学科知识系统性还不够成熟，新东西不断涌现，参考教材多样，造成教学内容不好把握、教学效果不够理想。同时多数院校实验课欠缺，导致学生很难深入、透彻地理解动物发育生物学的基本理论。目前分析了发育生物学的教学现状及存在的主要问题，按照培养目标的需要，进行了发育生物学课程教学改革与创新，制定了与该专业相适应的教学大纲，从教学内容编排、教学方法改进、实验课程增设、实训基地开发和更新考核办法等5个方面做了大量工作，为提高教学效果、更好地培养拔尖创新型人才服务。

1    改革教学内容

教学内容的确定是教学实施的关键。为了达到最好的教学效果，在内容选择上既要避免各学科知识的重复，还要注重基本知识与原理的普遍性和实例的代表性与实用性。同时，又要根据学生的实际需要，合理补充发育生物学的最新科研动态和进展，让学生及时了解当代动物发育生物学的巨大成就、最新发展动态以及广泛的应用前景，以激发学生的学习积极性和主动性[2]。为此，多次组织相关学科教师进行教学研讨，参考了大量动物发育生物学方面的书籍，查阅了大量期刊文献，确定了适合该类学生的教学内容。

1.1    确定动物发育生物学教学基本内容

教学基本内容是学生对本门课程系统知识掌握的基础，根据动物发育生物学课程特点，教师在讲授中按照动物个体发育程序模式展开，以生殖细胞发生、受精、卵裂、原肠胚形成、神经胚形成、器官形成、出生或孵化、变态、衰老和死亡为主线，循序渐进讲授贯穿整个生命过程的发育机制。要求学生明确动物发育包括两大核心问题，一是细胞分化机制，二是形态建成机制[3]。掌握这部分知识有利于掌握所有生物生命形成的过程和时序性调控机制，既让学生体会到生命发育的神奇，也激发其好奇心与学习兴趣，达到本门课程的基本教学目标。

1.2    明确动物发育生物学热点内容

动物发育生物学研究热点的讲授，可以调动学生主动思考的积极性，开拓学生的创新思路。经多次讨论明确了此部分知识点，主要包括动物发育的进化机制、环境对有机体发育的影响、发育与疾病、机体的衰老、性别决定机制、动物克隆技术及基因组和蛋白组在发育过程中功能的研究等[4]。这些内容既涉及到动物发育的深层次理论问题，也与临床和生产实践相关，是对课程基本内容的补充，也是课程的升华。

1.3    增加动物发育生物学最新研究进展

动物发育生物学处于一个日新月异的发展时期，新的研究技术和方法不断得到应用，新的理论观点不断被提出，新的应用成果层出不穷。一些新的理论不单是以往知識的深入和补充，甚至颠覆了旧理论的观点。在学习动物发育基本理论的基础之上，尽量给学生补充讲授最前沿的研究进展，如IPS细胞、CRISP/CAS9基因编辑技术、免疫细胞治疗等原理与应用[5]。同时把有价值的科研动态，特别是身边发生的一些事例讲授给学生，让学生感觉到科学的魅力，科技与生活息息相关，树立学生的专业信心，坚定其奋斗目标，以激发学生的学习兴趣，鼓励学生进入相关研究领域深造。

2    改革教学方法

教学方法的合理利用是学生更好理解理论知识的钥匙。为了取得更好的教学效果，改变了传统的教学方式，引入一些新的教学手段，激发学生的学习热情。

2.1    采用探究式教学方式

为充分体现“以学生为主体、教师为主导”的现代教育思想，改革了以往教师讲、学生听的传统教学模式。采用探究式教学，即教学过程中由教师启发诱导，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，为学生提供自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等参与尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式[6]。如讲授到人类疾病、自身健康、发育奇异、例外现象、未解之谜等问题时，组织学生结合教材内容，广泛查阅相关内容的最新研究进展，自己做PPT并在课堂上做报告，师生共同参与讨论。这种方式既让学生的教学主体地位得到了确立，同时也实现了因材施教和学生个性化发展的目的，效果良好。

2.2    改革传统多媒体教学方式

多媒体教学是一种直观、生动的教学手段，但单一使用多媒体教学效果并不理想。特别是动物发育生物学中有一些较难描述的过程，如生殖细胞发生、受精、卵裂、原肠胚形成、神经胚形成、器官形成、出生或孵化等。需要运用传统手段制作PPT的同时，结合Flash动画及Photoshop等软件将复杂的结构和多变的发育过程制作成形象生动的图片和动画，增强学生的感性认识，给学生留下深刻印象，具有事半功倍的效果。

2.3    合理利用网络教学手段

在教学中选择使用雨课堂和优慕课等优秀教学APP和教学平台，实行签到智能化，把试卷、课件等上传平台作为复习资料，学生可以永久性浏览，改变了学生单一通过笔记枯燥记忆课程内容的模式，使其可以随时随地利用手机和电脑进行复习和巩固。雨课堂试卷还可以实现网上答题和评判，减少了环境污染。新的尝试也给学生带来了新奇感和挑战。

另外，在授课过程中教师不定时让学生查阅一些动物发育生物学较为前沿的论坛（生物秀、生物谷等）和杂志（如Nature、Science 、Cell等），使学生深入了解这一领域的重大事件以及相关趣闻轶事，并且让学生登陆世界各大名校（如哈佛、剑桥等）的生物学论坛，可以帮助学生及时了解动物发育生物学领域的最新动态。

2.4    增设了参观实践教学方式

为了更好地理论联系实践，在教学方法改革中引入了参观实践教学，带领学生走进内蒙古师范大学、医学院标本室、深入相关企业奶牛性控基地让学生切身实地感受到动物实体标本、人体标本和技术应用，增强学习动力，也为学生毕业尽快融入社会做铺垫。

3    增设虚拟实验

在基础性实验中，为学生开设了鸡、牛蛙和小鼠的胚胎发育观察，包括胚胎获取、体外培养和石蜡切片制备等;在综合性实验中，主要是研究胚胎发育中某些基因表达模式和功能，涉及的技术主要有RT-PCR、Northern Blot、Western Blot、原位杂交和免疫组化等。另外，考虑到时间、空间、经费、教师和学生人数的限制，开展了网络虚拟实验以弥补其不足[7-8]。目前，主要涉及了真核基因表达的全过程，包括基因克隆、载体连接、转染、细胞培养和转基因细胞观察等环节，后期还会继续增设虚拟实验，如孤雌生殖胚胎制备、组织再生观察和胚胎移植操作等。这样就有效解决了生命科学学院在经费、场地、设备、材料等方面的困难，又增加了学生知识储备量。

4    开发实训基地

为了给学生提供现场教学、亲身体验实验操作的机会，特地开放了内蒙古自治区生物制造重点实验室，建立了本科实验室+重点实验室实践基地。该实验室有基因重组、细胞培养、显微注射、胚胎移植和组学研究团队，可以提供学生实验操作和技术指导，让学生学习的知识能得到系统应用，理论联系实际，知识点掌握更扎实。在现场教学中还给学生介绍近些年该领域取得的一些重要成绩，也为吸引优秀的本科人才、推动学校科研发展做了宣传，达到一个良性循环的目的。

教学中，教师还鼓励学生积极申报发育生物学相关领域科技创新项目，参与教师的科研，在本科期间可以独立完成包括课题设计、实验操作、数据统计和文章发表等系列科研工作，对于学生科研能力的提升起到重要的促进作用。

同时，在校外也积极和企业联合，如在一些性控、养殖、奶业等相关企业也开发了实训基地，为满足内蒙古地区经济发展需求培养更多更合适的优秀人才。

5    更新考核办法

原课程的考核主要由期末成绩90%和出勤10% 2个部分组成。为了调动学生参加实验操作的积极性和主动性，强化学生动手能力，削弱了理论考试成绩的占比，改为期末成绩占60%、实验成绩占30%和出勤10%。实验成绩设定3个考核指标：出勤10%、实验报告40%、實操考试50%。其中实操考试包括理论40%和实验操作60%，打破了学生交实验报告就能及格的常规。此考核办法既能让学生很好掌握实验技能，也实现了理论与实践的有效结合[9]。

6   结语

综上所述，从教学内容、教学方法、课程实验、教学基地和考核办法等多个方面进行了动物发育生物学课程的教学改革。改革后的教学模式不仅让学生掌握了必需的基础知识和必要的实验操作技能，同时开阔了学生眼界，使学生能及时接触到动物发育生物学的国际前沿进展。这极大激发了学生学习动物发育生物学的兴趣，调动了学生学习积极性和主动性，达到了最佳的教学效果。

7    参考文献

[1] 张育辉.发育生物学在生物科学中的地位及其教学内容研究[J].陕西师范大学继续教育学报，2003，20（3）：214-216.

[2] 刘丽，张艳苹，李锋，等.发育生物学课程建设与教学改革实践[J].教育现代化，2018，20（9）：54-56.

[3] 张子峰，吴冬梅，王永建，等.发育生物学课程教学改革探索[J].江苏师范大学学报（自然科学版），2017，35（4）：71-74.

[4] 彭勇波，赵霞.生物技术专业发育生物学教学改革初探[J].现代农业科技，2011（1）：23-25.

[5] 丁乃峥，李善妮.浅谈发育生物学实验教学改革及创新能力培养[J].生物学杂志，2011，28（3）：103-105.

[6] 李静，白素兰.发育生物学探究式教学探讨[J].遗传，2009，31（12）：1273-1277.

[7] 韩志芬，管冬元，郭春荣，等.分子生物学虚拟实验教学软件的应用[J].实验室研究与探索，2011，30（6）：284-286.

[8] 德伟，王子杰，陈雅，等. 探讨分子生物学虚拟实验的构建要素[J].南京医科大学学报（社会科学版），2013，55（2）：166-168.

[9] 刘春霞，赵国芬，张子义，等. 生物科学专业拔尖创新型人才培养方案初探[J].畜牧与饲料科学，2018，39（5）：100-102.