基于能力提升的鱼类生理学立体化教学模式与实践

辛天蓉 夏 斌

（南昌大学生命科学学院，江西南昌 330031）

鱼类生理学是南昌大学水产养殖学专业的一门核心课程，它系统介绍鱼类在不同环境条件下体内系统的生理功能特点和变化情况，与环境保护、医药卫生、生物工程等方面联系密切，并与鱼类养殖生产实际紧密相关。按照培养方案，该课程要求毕业生实现的能力主要有自主学习、自我发展能力，获取、应用知识能力。然而，由于课程所涉内容繁杂、概念抽象、理论性强，加之课时紧张、教学创新不足，学生普遍反映课程难学、枯燥，能力提升效果差[1]。在国家提出“全面发展，突出专长，提升能力”人才培养目标的大背景下，创新教育理念、借力信息技术、优化教学设计、改进评价方式，构建鱼类生理学课程立体化教学模式，提升学生专业能力，是一线任课老师必须正视并有效突破的现实课题。

1 鱼类生理学课程特点及教学现状

1.1 鱼类生理学课程的特点

1.1.1 知识面广。鱼类生理学作为动物生理学或比较动物生理学的一个重要分支学科，其内容与环境保护、医药卫生、生物工程、生理生化等多学科知识相关联，涉及知识面广。加之生理学课程具有理论性强、概念抽象、机制多元等共同特征，部分学生对该课程望而生畏。

1.1.2 内容繁多。鱼类是脊椎动物中种类数量最多、生物多样性最为复杂的类群，其身体各个器官特点和生理功能都会随着生态环境改变而出现适应性变化，这就导致该门课程体系庞大、内容分散复杂，学生理解和掌握相关知识点都存在较大难度[2]。

1.1.3 理论性强。鱼类生理学课程的教学体系以鱼类的基本结构和生命活动规律为基础，以鱼类的器官系统为主线，系统阐释鱼类在各种生态环境下，身体各个器官系统的生理功能、特点和适应变化的情况。这些内容具有重要的学术理论意义，有助于阐明动物界特别是脊椎动物各种组织器官及其生理功能在长期进化过程中形成及发展的规律。其中重难点多，理论性较强。

1.1.4 课时偏少。南昌大学鱼类生理学课程选用林浩然院士编著的十一五规划教材，全书75 万字，包括营养生理、摄食和消化生理、呼吸生理、代谢与生长、血液和血液循环生理、排泄和渗透压调节、生殖生理、内分泌生理、免疫、神经生理、感觉器官及其生理功能共11 章内容[3]。在培养方案中，该课程设置32 计划学时。在现有课程体系下，即使不因法定节假日耽搁任何一节课，也难以完成全部教学内容。

2 鱼类生理学课程的教学现状

在传统的教学模式下，鱼类生理学课程的理论教学主要是通过“教师在课堂上讲解、学生课后自主消化”的基本方式推进。受教学内容与课时矛盾的影响，课堂上基本呈“满堂灌”之势。教师授课时对基础知识的重视程度高，但忽视了互动性、创新性等教学模式的运用，对学生的科研思维和创新能力培养不足。在教学效果层面，由于师生互动少、教学互促不足，教学主要局限于课堂内。学得好的同学获得肯定评价不充分、不及时，学得差的同学得不到及时反馈和辅导，易丧失学习兴趣，故整体教学效果欠佳。在实验教学方面，传统教学模式下也存在着实验项目层次性安排不合理，基础性、验证性实验有余，综合性、设计性实验不足，学生的个性化创新能力培养不足；实验小组成员分工随意、过程管理不严，学生的团队精神和综合能力培养欠缺。

3 鱼类生理学课程立体化教学模式构建

立体化教学模式是以课程教学为抓手、以专业能力为核心、以教学平台为助力，综合运用所有教育资源和手段，立体化、全方位融“教—学”于一体，关注创新与运用的教学模式。立体化教学模式将教学艺术与教学科学完美结合在一起[4]，它以信息技术为助力[5]，因其对学生主体地位的强调，使其在制定教学方案时能够充分与学生的实际结合起来，更能够切合学生对于学习内容的要求[6],具有提升学生开创性思维的效用[7]。遵循立体化教学的基本原理，结合鱼类生理学课程特点，综合利用学校各方有益资源，在前期调查研究数据支持下，本课程教学团队从理论教学、实验教学、课程评价3 个维度，构建了该课程的立体化教学模式。

3.1 鱼类生理学理论教学立体化建设

鱼类生理学理论教学立体化建设遵循以下基本理念：以学生为根本，以教学资源多维立体化为基础，以教学过程开放、交互、共享为支撑，以培养能力、增强实效为目标。具体实施路径如下。

3.1.1 搭建立体化的教材体系。教材是理论教学的基本“硬件”。立体化教材体系立足传统纸质教材，以课程内容体系为中心，借助多形式、多层次、多场景的教学资源和教学服务，形成内容结构匹配、功能形式互补、优质资源共享的教材资源有机体。教材具体包括权威教材、主要参考书目、CAI 课件、电子教案与讲稿、课程教学视频、电子图书、在线试题库、课程微信群动态教学资料等，这些教材资源功能各异，但又相辅相成。

3.1.2 重组模块化的教学内容。鱼类生理学能够让学生了解鱼类组织结构特征及其生命活动规律，培养学生运用生理学原理和研究方法解释鱼类生命活动现象的能力，从而更好地为学习水产养殖专业其他课程奠定基础。该课程的指定教材包括11章，内容抽象、概念繁杂。为了拓展和优化鱼类生理学的教学内容，激发学生创新意识，教学团队基于“模块”设计理念，借助立体化的教材体系适当调整课程内容的先后顺序，将原有教学内容分解重组形成鱼体的物质代谢与能量转换、鱼类的生殖和发育生理及其调控、鱼类的应急反应与免疫应答、鱼类生理功能的神经和体液调节4 大模块。同时，基于学科研究前沿动态，采用比较和综合方式，拓展学科“新知识”，更新“旧知识”，使课程知识更加动态化、层次化、立体化。这既凝练了教学内容，又提升了教学效果[8]。

3.1.3 优化“导学+精讲”式的教学设计。首先，在课堂教学前教师先简要概括本章核心概念，画出围绕核心概念的课程结构图，并通过学校网络教学平台、班级微信群等形式提前推送给学生，帮助其建立知识框架，同时提出教学目标和要求。其次，在讲授新课之前，改变由教师对上节课内容简单回顾的传统做法，由学生回顾复述上节课的主要内容，帮助学生形成知识主线和知识框架。另外，在核心概念的讲授过程中，提出学生感兴趣且互动性强的问题，既可激发学生学习的积极性与主动性，又能让学生对知识点产生深刻印象，便于其理解和长期记忆。最后，每章结束后，要求学生围绕核心概念对章节内容进行总结并画出思维导图，将较为复杂知识以简单清晰的脉络展现出来，这样不但可以提升学生注意力、记忆力与思维能力，更能够启发学生联想力与创造力。

3.1.4 融合“网下+网上”二元化教学空间。借助学校网络教学平台示范工程项目，通过加强鱼类生理学网络课程的建设和应用，弥补课堂教学课时较短的局限。可利用本校的超星网络教学平台，上传教学内容课件、教学录像、要点提示、配套作业、复杂疑难知识点的关联视频和三维动画、补充性拓展资料等，将鱼类生理学抽象的理论内容和实验内容形象、生动、科学地展示给学生，从而有效强化学生的感性认识，实现学生自主式学习为主的教学目标。为满足学生主体性学习的需求，需构建理论知识掌握与能力训练相结合的网络学习平台。平台需充分体现以学生为主体、以老师为主导的思想，提倡自主学习，培养其创新精神。鱼类生理学网络课程平台分为八大模块：课程主页、各章内容、复习题、实验指导、教学大纲、相关链接、参考文献和在线留言。复习题是网络课程具有重要特色的模块，在这个模块内编制了四大类型的复习题：填空题、选择题、普通名词解释和问答题，构成较全面的在线自评自测系统；实验指导中部分实验内容则通过虚拟现实将实验步骤和过程科学准确地展示出来，用于学生实验前的预习；参考文献将介绍鱼类生理学的国内外最新相关资源和相关网站，可让学生获得最新的鱼类生理学知识；在线留言则将实现学生与学生、教师与学生和教师与教师间的线上及时交流。

3.2 鱼类生理学实验教学立体化设计

鱼类生理学是一门以实验为基础的学科，其诸多知识和理论都建立在大量实验验证的基础之上。因此，立体化的实验教学设计是鱼类生理学立体化教学模式不可获缺的部分。为此，主要从以下方面着手实施。

3.2.1 强化实验教学中的理论指导，提升学生理论分析能力。在长期的教学中，笔者发现学生在实验时只是机械地按实验步骤操作，很少对实验过程深入思考，无法对理论知识再理解并升华，不利于调动学生的学习主动性及思维能力的提高。为此，在实验过程中，笔者要求学生把每一步的基本原理和操作条件都作说明,指导老师以设置问题的形式引导学生思考，使学生通过实验既能掌握基本操作，又能把握涉及的基本原理及实验操作条件。

3.2.2 优化实验项目层次安排，提升学生创新能力。目前，学校鱼类生理学课程安排了32 学时，教学时间相对有保障。为了培养学生的创新能力，笔者将实现项目划分为基本理论实验、经典性实验、综合性实验、设计性实验和仿真性实验[6]。在实验项目计划安排上，以讲清楚实验目的和原理为基础，引导学生设计综合性实验证经典理论，锻炼其综合运用知识的能力；可鼓励学生根据所学知识设置新的实验参数或实验过程，通过分析不同实验结果探索实验原理；也可结合课程理论知识，联系课程团队科研课题，吸纳部分动手能力强、科研兴趣高的同学加入课题组，指导学生开展设计性、仿真性实验[9]。

3.2.3 细化实验组织安排，构建立体化实验教学体系。首先，在实验过程安排上，形成“教—学”线上、线下联动机制，发挥实验小组主体功能。教师每次实验课前在网络教学平台发布问题，要求学生结合问题通过查阅文献自主设计实验方案。通过选举组建固定化的实验小组，各组在协调、自我管理的基础上共同完成试验方案制定、实验耗材和药品的申领、实验试剂的配置、试验方案的执行、实验结果讨论分析和总结，培养学生的团队协作和思考分析能力。其次，在实验时空利用上，综合利用课余时间，集中实验课、在研的科研项目实验组等实验条件和资源。对于个别基础性实验，布置学生课外自行组织完成；利用相对充足的实验课时，组织同学在公共实验室完成大多数实验项目；对于部分设计性、仿真性实验，结合教师在研科研项目，由团队教师和研究生指导部分动手能力强、科研兴趣高的同学在专业实验室完成。通过上述综合举措，形成多层次、立体化的鱼类生理学实验教学体系，使整个过程中学生处于自主学习状态，使其学习目的明确、创造性思维活跃，调动学习兴趣和创造力。

3.3 鱼类生理学课程考评的立体化设计

科学合理的考评体系是保证课程教学和人才培养实效的重要支撑。立体化教学模式效能的全面发挥离不开课程考评体系的改革和完善。对此，笔者做了如下尝试。

3.3.1 建立以形成性评价策略为指导的过程考评体系。过程和结果是密切关联的2 个基本范畴，合理的过程评价对于实现满意的结果至关重要。形成性评价即让考察、评价贯穿整个课程教学，方式上也更加随机、灵活。鱼类生理学课程的过程考评指标主要包括课堂学习状态、平时作业情况、阶段性任务的执行情况、实验报告完成情况以及小组合作学习情况等。教师应将这些过程评价指标及其权重在第一次理论课堂教学时明确告知学生。

3.3.2 构建以多元化评价指标为要素的结果考评体系。在结果评价上，笔者尝试改变学生最终成绩由平时成绩、理论成绩和实验成绩3 个基本单元组成，在每个评价单元设置多元化评价指标要素。例如，平时成绩占总评成绩的15%，总分以100 分计，由考勤（30 分）、作业（40 分）、课堂讨论（10 分）、在线互动（15 分）、其他（5 分）构成；理论成绩占总评成绩的60%，通过期中（占40%权重）和期末（占60%权重）2 次卷面考试成绩综合评定；实验成绩占总评成绩的25%，总分以100 分计，由实验准备10 分（含实验预习4 分，实验基本理论4 分，出勤与纪律2 分）、实验过程60 分（含动手积极性10 分，实验技术路线10 分，操作规范性10 分，观察、记录和处理能力20 分，清场处理10 分）、实验报告30 分（含书写报告内容10 分，结果表达10 分，分析讨论10分）。

通过上述过程评价中的形成性评价策略和结果评价阶段多元化指标体系，构建鱼类生理学课程考评体系的立体化模式。

4 结论

立体化教学模式符合现代教学理念，契合新时代大学生学习特点和能力培养要求。鱼类生理学课程立体化教学模式在南昌大学水产专业部分班级运用后，课程教学效果和学生综合能力都明显高于对照班级。在学生网上评教中，该课程获得了98.8 分的高分，位居全校课程网上评教前10%，该门课程也连续多年荣获学校授课质量优秀奖和优秀提名奖。三年间该班同学先后获校级、省级、国家级大学生创新项目立项8 项，在全国大学生生命科学创新创业大赛中获得二等奖和三等奖各6 项，全国大学生生命科学竞赛获得二等奖和三等奖各1 项，“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖和三等奖各3 项等。实践证明，立法化教学模式既能有效提高课程教学效果和学生专业能力，也有利于提高教师运用现代化教学手段的水平，值得在今后的课程教学实践中不断推广和完善。