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浅谈地方农林院校普通动物学课程中的实验课程改革

2022-07-06李彦明

黑龙江动物繁殖 2022年3期
关键词:动物学实验报告动物

张 宇,李彦明

(1.山西农业大学 动物科学学院,山西 太谷 030801;2.山西农业大学 动物医学学院,山西 太谷 030801)

普通动物学是地方农林院校中生物类专业的一门内容丰富的专业基础课程,涉及到动物界不同类动物的形态结构、分类情况和生态等有关内容。作为一门学科,普通动物学具有悠久的发展历史,它是人们在与自然界的长期相处中逐渐发展起来的,并随着科学实验的融入进一步丰富完善。

普通动物学课程涉及的动物门类较多,前后不同种类的动物之间既有联系又有区别,学生在学习过程中容易发生混淆,从而容易失去学习兴趣。另外,动物学实验指导书中的某些图示太过抽象,与实物比较可能有差距,也给学生课前预习和实验操作带来了一定难度。此外,动物学实验还存在学时少、学生学习兴趣不高、简单重复的验证性实验多、进行深入探索的研究性实验少或者没有等客观因素。在这种教学背景下,教师为了增强学生的学习兴趣、强化学生的动手能力、培养学生的科学思维,在已有的条件下对传统实验教学的部分内容和考核体系进行了初步探索,并在整个实验过程中无痕融入课程思政元素,现总结如下。

1 激发学生学习兴趣,提前做好预习

对于学习内容本身就较为枯燥的普通动物学实验课程来说,大一学生实验基础较薄弱,如何引导学生产生学习兴趣便成为首要难题。教师在每次正式实验前都会预先为学生展示动物标本或模型,同时与课本上的图例进行对比,并拓展相关的科学材料和研究进展。学生通过观察动物标本或模型,再与课本上的示范图进行对比,对动物的形态结构和所属门类等特征有了一个直观上的理解,产生了对该种动物的求知欲,激发科学探究的兴趣。例如在进行家鸡的系列实验时,教师组织学生观察了许多鸟类标本,使之对鸟的基本形态结构有了初步认识。然后在正式做实验之前,教师安排学生利用课余时间自行查阅相关资料,结合课堂上教师的理论讲解,让学生分析、归纳、总结鸟类适应飞翔生活的结构特点,遇到问题时还可与教师交流讨论。这种方式增强了学生和教师之间的交流互通,变教师主导为学生主导,活跃了学习氛围。通过课前预习,学生做实验时心里有底气,同时带着疑问上课也提高了学生学习的积极性,学习效率大为提高,知识掌握得也更加牢固。另外,教师还可以让学生提前参与到普通动物学实验的准备工作中,增强学生的责任意识。贾小东在部分实验项目的教学活动中让学生采集或者购买部分实验材料,以锻炼学生的自主能力,发挥学生的主观能动性。

2 优化实验内容,科学安排实验课程

普通动物学实验课程课时有限,内容多且繁杂。如果按照教材内容,那么几乎每章都可开设实验,这在实际操作中是不可能实现的。对于教师来说,如何在保证实验课程完整性的情况下最大限度地让学生高效率掌握知识、提高动手能力和思考能力就变得尤为关键。李宏群等整合和补充动物学实验内容,把一些实验项目放到野外实习、团学活动、竞赛和实践周等,例如开展创新实验技能大赛等,可以有效丰富课堂内容。结合实验指导书、教材内容和学时等实际情况,遵循动物界从低等到高等、从简单到复杂的进化规律,教师整合和精选了相关的实验内容,在保证完成实验教学任务的前提下,对原有的实验内容进行有机整合和合理优化。例如在学习腔肠动物和扁形动物的内容时,由于腔肠动物是两胚层动物、辐射对称体制(珊瑚纲动物除外)和具有网状神经系统,而从扁形动物开始之后的动物都属于三胚层动物,并且扁形动物为两侧对称体制和具有梯形神经系统,教师把这两章的实验内容进行了整合,统一为“腔肠动物和扁形动物玻片和标本的观察”。通过腔肠动物和扁形动物玻片的对比实验观察,学生能更好地对两胚层、三胚层的结构进行有效对比,发现它们之间的联系和区别;再加上浸制标本和动物模型的对比观察,明确辐射对称体制和两侧对称体制的进步作用和意义,这样有利于对不同门类动物特征的理解和掌握,见图1。

图1 腔肠动物和扁形动物实验整合情况Fig.1 Experimental integration of coelenterate and platyhelminthes

3 提高学生的实验动手操作与观察能力

普通动物学实验课程的核心和最终目的是,通过开展实验教学有力增强学生的动手能力和观察能力,把课本上枯燥的理论知识内化为学生的实践能力,也为后续专业课程学习奠定良好基础。在整个实验操作过程中,教师采取多种有效方法提高学生的操作能力:(1)增加实验分组,限定各组人数,尽量让更多的学生能够参与到实验中。例如在使用显微镜观察切片或装片的时候,一般每组人数限定在20人左右,满足每位学生都有一台显微镜可以亲自操作观察;在解剖牛蛙的实验过程中,每组人数在2~3人之间,这样可以增加学生的操作机会。(2)设置提问环节,启发学生思考,让学生在实验操作中动手动脑。例如在解剖家鸡的过程中,实验进行一半的时候,教师随机提问学生“鸡内金”在哪里?它的表面粗糙程度如何?有什么作用?在回答问题的同时,教师还让学生现场展示观察到的“鸡内金”,让学生在动手和动脑中提高对动物结构的观察能力和分析能力。(3)分组讨论,共同商议,确保实验观察的准确性。例如在观察以雌、雄蛔虫为代表的假体腔结构时,显微镜下观察到的实物图与教材和实验指导书上的示意图会有明显差异,这时候以同一个试验台的学生为一组,让他们共同讨论各自观察到的示意图上的各部分结构,然后再选派代表给教师汇报他们观察和讨论的结果,理解有误之处由教师指正。

4 考核体系的改革

普通动物学实验课程的传统考核方式主要是以最后实验报告的分数为主。教师在批阅中有时会发现学生照抄别人的实验报告,因此实验分数无法准确反映学生对于实验的掌握程度。另外,由于学生人数多、经费不足和实验条件的限制,对每位学生单独进行实验操作考试也不太现实。进行实验教学改革后,学生的实验成绩主要体现在两个方面:(1)实验报告分数。教师要求学生在实验结束之后,根据实验指导书的内容和实验的具体过程,独立自主书写实验报告。实验报告内容除了包括实验目的、材料与方法、操作过程和作业与思考之外,学生还可以在实验报告中书写实验过程中的注意事项、实验成功或失败的原因、个人反思等有关内容。教师在最后批阅实验报告时,结合学生的实验操作质量、书写内容的丰富程度和书写态度等情况,给出一个相对公平的实验分数。(2)期末考试试卷中的实验分数。以前的考试试卷基本不涉及实验内容方面的知识,改革后教师会加入一些与实验有关的题目,例如填图题、简答题或选择题等,占5~10分的分值,以此促使学生重视实验内容。另外通过这些试题培养学生的科学思维,启发他们积极思考,同时考察了学生对动物学实验基本知识和基本原理的掌握情况,从而有效提高实验课的学习质量。徐莉等对动物学实验课程成绩的评定除了参考实验报告之外,还重视实验过程考核,学生的实验成绩由15%实验预习、50%课堂表现、15%实验报告及作业完成情况和20%期末考试四部分组成。林晨认为,动物学实验考核可以包括课堂答辩、撰写学术论文和现场操作测试等,多样化的考核形式可以比较全面和公正地反映学生的实验水平。

5 课程思政的无痕融入

习近平总书记于2016年在全国高校思想政治工作会议上强调,“其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。”在此思想指引下,教师在普通动物学实验教学过程中无痕融入课程思政元素,有效提高了育人质量。其课程思政元素主要体现在以下几方面:(1)科学的求知态度。普通动物学实验虽然看起来相对比较简单,但它是前人经验的总结,是最基本的实验操作,学生要在提前预习相关知识的基础上认真完成实验操作,在整个操作过程中要一丝不苟,形成科学、严谨的学习态度。(2)诚实的守信态度。除了对代表动物外部形态和内部解剖结构的观察之外,有些实验还需要对研究对象进行测量和计数。学生在测量和计数时得到的数据可能与教材上的数据有出入,有时还有比较大的误差,这时对于测得的实验数据也要如实记录,不能弄虚作假。实验结束后,学生在书写实验报告的时候要认真分析,说明两者产生差距的原因。(3)合作的团队精神。在解剖鲤鱼、牛蛙和家鸡的实验过程中需要分组,通常每组由3~5个学生组成,他们一起合作完成整个实验操作。在实验中需要有人保定实验动物,有人测量,有人记录数据,这就需要小组成员分工协作、共同完成有关操作。在整个过程中可能会产生一些小的矛盾,出现一些新的问题。学生要互相包容体谅,力争圆满完成整个操作实验。(4)严谨的探索精神。观察动物切片或装片的时候,学生在光学显微镜下观察到的显微结构可能与课本和实验指导书上的结构有所差异,这就要求他们首先要仔细观察和分析课本和实验指导书上的内容和图示,然后在观察实验室准备的动物切片或装片时认真对比,发现它们之间的共同点,辨认出动物切片或装片的具体结构。光学显微镜下看到的实物图与课本和实验指导书上的图示存在差异,这主要是不同的厂家在制作切片或装片的过程由于制作方法、熟练程度、动物材料和切割部位不同等原因造成的。

6 小结

普通动物学课程的实验改革势在必行,众多农林院校的有关研究人员提出了不同的措施和方案,都是为了提高学生的学习兴趣、更好地促进后续相关专业课程的学习。作为地方农林院校,山西农业大学普通动物学教研组结合课程特点和实际情况,在提前预习的基础上有效激发学生的学习动力,根据课程内容和课时情况有效调整实验安排,并对考核体系进行了调整,同时在各个实验环节融入课程思政。通过采取这些措施,不仅增加了学生对普通动物学实验的重视程度,而且对学生的学风转变起到了良好的作用,同时还锻炼了学生的科学思维和动手能力,培养了学生的道德素质。除此之外,学校/学院也应该从宏观层面加强对普通动物学实验的重视程度,在实验教学资金方面给予补助,在条件允许的情况下联系有关单位(如动物园、海洋馆等)让学生进行社会实践,把理论教学的“第一课堂”延伸到校外实习单位的“第二课堂”。另外随着科技的发展,利用现代信息技术发展虚拟仿真实验是目前动物学实验改革的一个重要方向。扬州大学陈一兵等通过信息化技术构建了动物学课程逼真的实验操作环境和实验对象,不但可以加强实验教学效果,而且还可以有效提高学生自主学习的程度。

总而言之,普通动物学课程的实验改革是一项复杂、长期的系统工程,在改革过程中难免会出现各种各样的新问题,但只要秉持“一切为了学生,为了学生一切”的服务思想,从实际情况出发,教师和学生共同出谋划策,采取多种有效的积极措施,使教师的“教”和学生的“学”一起形成合力,激发学生的学习兴趣,不断提高学生的学习效率,使学生从思想上、行动上真正意识到普通动物学实验的重要性,那么未来的实验改革必将取得更大的成果。

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