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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇动物生理学论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
在学期初,将本学期要开设的实验内容以“实验教学进度表”的形式告知学生。让学生了解实验的内容、实验时间安排及进度,要求学生每个实验在上课前都要预习实验指导手册,并撰写预习报告;实验前要求对本次实验的目的、原理、步骤做到心中有数。生理学实验平台中现有一台教师用计算机和30台学生用计算机组成的网络互动实验室,可以把学生用机和教师用机组成一个局域网,教师可以在网络上搜索下载高水平的实验录像片和模拟实验,或者是教研室根据自身条件制作多媒体课件或录像,一起储存于实验用计算机内。录像内容可包括手术器械和仪器设备的正确使用、手术操作过程、实验要求和注意事项等。在正式实验课前应组织学生观看相关主要操作的视频,学生能看到每一步实验的正确操作方法,这样使学生对实验内容有了初步了解和把握,也能够直观了解整个实验的流程,帮助学生克服对未知实验的恐惧心理,在正式实验的时候做到心中有数。教师负责强调容易出错的地方,让学生针对关键步骤、主要环节进行讨论。另外,生理学实验中采用的多功能生物信号采集处理系统进行的动脉血压的直接测定及影响因素、胸内负压的测定及呼吸运动的调节、尿生成的调节等实验过程中的各项信息和数据可以自动、客观记录保存在电脑中,以便学生在实验前后随时调出进行观看和分析。
二、学生实验前准备
实验前准备工作主要包括:材料准备、试剂配制和仪器调试等。这些过程是实验室的基础科目,看似简单,稍不注意就会导致实验的不顺利或失败。但在实验课教学中,往往容易忽视这个环节,在以教师为主体的教学模式下,实验前的准备工作通常是由实验指导老师在实验开始前完成。改革后的实验课在以学生为主体的教学模式下,实验前对学生进行分组,推选小组负责人,说明实验要求、实验注意事项等;让学生按照预习过的实验流程自主做好实验前各项准备工作。这个环节不仅能让学生了解实验准备工作主要有哪些,同时让学生了解各种知识,最主要的是能让学生逐渐克服对实验的恐惧心理。如,“家禽血液样品的采集”这个实验要防止血液凝固,所以要用到抗凝剂,例如,选用3.8%的柠檬酸钠或者是1%的肝素。很多学生对抗凝剂的配制不了解,因此在配制前让学生查阅文献资料了解抗凝剂的配置方法。配制过程中我们特别注重培养学生正确的实验操作方法,像天平的正确使用,量筒以及容量瓶的正确使用等。另外,做复杂的实验前,要考虑到实验过程中可能会遇到的情况,准备好应急或者急救措施。还要利用实验室物品对实验装置进行改进,例如,自制静脉留置针、气管插管、动脉插管以及导尿管等。学生通过参与实验前准备工作,不仅能逐步培养严谨的学风,还能培养动手能力和团队协作能力。
三、开放式实验教学
[关键词]生理学 接受性学习 研究性学习
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)14-0097-03
近年来笔者在生理学课堂教学、实验教学、实验室开放、毕业论文等方面进行了新的尝试,形成了人体及动物生理学“接受―思考―探究―创新”教学模式。在这个教学模式中,进行了生理学教学“从接受性学习到研究性学习”的探索。
一、接受性学习和研究性学习的含义
教育理论界对研究性学习有广义和狭义两种解释:广义的解释是泛指学生主动探究的学习活动,它是一种学习的理念、策略、方法,适用于学生对所有学科的学习;狭义的解释是将其作为一门独立的课程,指在教学过程中以问题为载体,创设一种类似科学研究的情境和途径,让学生通过自己收集、分析和处理信息来实际感受与体验知识的产生过程,进而了解社会,学会学习,培养分析问题、解决问题的能力和创造能力。在生理学教学中,我们把研究性学习做前一种理解。接受性学习是人们在提出了“研究性学习”后,相应的对传统的学生学习方式的一种形象性概括,它是我国传统教育模式的核心。接受性学习包括两种形式:一种为机械的接受性学习,它采用单向传递式教学方式,学习者经过大量的诵读、记忆、模仿、操练来掌握前人积累的东西;另一种采用教师的讲授结合提问、讨论、练习为特征的教学方式,学习者需要在理解的基础上接受并掌握,被称为有意义的接受性学习。在生理学教学中,我们主要采用有意义的接受性学习。
二、在生理学教学中接受性学习与研究性学习的有效整合
现代教育理论指出,接受性学习和研究性学习是学生认识活动的两种基本方式。要认识两者的关系就必须先了解它们各自的特点。接受性学习的主要学习方式就是学生直接通过教师或者从书本、电视、网络等媒体直接获取结论,然后加以内化的学习方式。而研究式学习过程主要体现在学生在教师指导下,经历“设疑析疑解疑质疑”的问题研究过程。
显然,接受性学习不需经历曲折的探索过程就能获得知识和技能,而其在获取知识的途径上与研究性学习正好相反,有着本质的区别。前者中的角色是被动地接受,后者是主动去发现。两者各有其特点,又是辩证统一的。在生理学教学实践中由于学校条件限制、课时有限,不可能花更多时间去研究过程。因此,接受性学习,尤其是有意义的接受性学习与研究性学习同等重要,二者不可偏废,在生理学教学中要根据教学目标,从实际出发,引导学生选择合适的学习方式。
(一)以问题为中心的“接受―思考”课堂教学模式(有意义的接受性学习)
该模式主要采用有意义的接受性学习(传授―接受式)方式。传统的教学模式以教师为中心,以“一张嘴、一支笔”为工具,简单地联系起了这种教与学的关系。为探寻适合生理学教学的最佳方案,我们采用了以问题为中心或以问题为基础的“接受―思考”课堂教学模式。以问题引导教学,可围绕基本概念及重点内容首先提出一些临床病例和与日常生活有关的问题,如:在呼吸生理教学时,提出: “为什么以下情况会引起缺氧?1.贫血;2.亚硝酸盐中毒;3.CO中毒;4.高空或高原的大气压低;5.通风不良的矿井、密闭舱室;6.溺水;7.血管的狭窄或阻塞;8.心力衰竭;9.氰化物中毒;10.组织水肿。”这些问题的提出已把学生深深地吸引,驱使他们寻找答案。因此,教师可把抽象的理论内容融入问题中去,由浅入深层层分析,最后在一系列的理论基础之上得到答案,这样使学生对理论知识有了更深入地理解,培养了学生独立思考的能力,提高了他们的学习积极性,由过去那种让他学,变成现在的我要学。这种启发式、探讨式的教学方法激发了学生的探究兴趣和求知欲望,使他们带着问题去学习、思考、接受,充分发挥了学生发现问题、思考问题和解决问题的主观能动性。
有意义的接受性学习理论只适合于解释学生的知识学习,而且是陈述性知识的学习过程,不全适用于解释程序性知识的学习过程。因此建立在此基础上的教学方法和教学模式也是适用于课堂知识教学,而在能力培养和技能训练等方面的教学上却显得不足。
(二)以培养能力为中心的“探究-创新”实验教学模式(研究性学习)
该教学模式主要应用研究性学习(建构―探究式)方式。传统的生理学实验教学,采用“三部曲”教学方式,即教师讲授、教师示教、学生自做,它将学生的思维方式束缚于书本和教师讲解的内容上,导致学生缺乏独立思考能力,不利于创造性思维的养成。而研究性学习强调学生通过综合运用所学知识,在解决问题中(可以是教师预设的,也可以是学生从现实生活中发现的)培养创新意识和实践能力。研究性学习强调学生的主动性、过程与方法、理性质疑、实事求是的科学态度和精神。
实践教学环节是培养大学生创新能力的最有效途径。在生理学实验开设过程中,我们采取了先易后难、由浅入深的渐进式做法,即:1.在初始阶段,为求熟练掌握实验步骤和方法,采用演示验证性实验方法;2.在中间阶段,为提高分析问题和解决问题的能力 ,采用综合性实验方法;3.在中后阶段,为求连贯和系统设计能力 ,采用设计性、开放性实验方法。
(三)减少验证型实验,加强综合型实验,增加设计型实验
在实验条件有限的情况下,为了更好提高实验效果,使学生真正做到理论联系实际,实验验证理论,我们在生理实验教学中对一些实验内容安排作了一些改进,加大了综合型实验的比例,开设了学生自主设计型实验,取得了较好的效果。如把“大脑皮层运动机能定位”和“去大脑僵直”两个实验结合在一起,把“在体胃肠运动观察及其神经体液调节”、“渗透压对小肠吸收的影响”和“离体肠段运动及其影响因素”三个实验综合在一只动物身上开展,这样即避免实验动物的大量浪费,同时增加了同学的动手机会。综合实验在一个实验动物身体上多次手术,增加了操作机会及操作难度,提高了解决问题的能力。
由于一些传统的实验结果是已知的,所以在培养学生的独立思考能力方面有所欠缺,而探索式的实验能够让学生自己去探索未知,在操作中不是照搬操作过程,而是不断提出问题设疑。现在我们把部分传统的验证性实验改为设计性实验让学生自己去拟出实验思路,自己准备仪器、药品等。鼓励学生在完成预定实验后自己设计实验,增强学生的探索欲望。实验结束并不等于本次实验课教学的完成,而是把同学集中起来,就实验中遇到的问题先进行小组讨论,让大家各抒己见,然后由教师引导,让学生提出自己的见解。最后教师结合学生讨论,对实验进行总结分析,把学生对问题的各种认识引导到正确的方向上来。近年来,学生的自主性设计实验有“酒精对蟾蜍、蛙心率的影响”、“深呼吸、寒冷变换以及运动对血压的影响”、“各种污染物对鱼类呼吸的影响”等十多项。
(四)实验室开放促进了研究性学习、大学生创新实验和毕业论文的开展
改传统实验方式为“探究―创新”模式,要求实验室向学生开放,部分实验让学生自己设计,自己完成,并期望有所创新,以锻炼学生动手能力。对有所创新的实验设计,进一步通过毕业论文来完善。同时,根据本地实际,开发新的实验动物来源,既节约经费又进行了比较研究。
为了培养学生的科学研究能力,在教学中我们还开展了以“研究性学习”为主的“第二课堂”,以生物科学(师范)2008、2009级学生为例,开展的研究性学习课题有“烟草对生物的危害”、“噪声对听力的损害”、“解剖生理学教具制作”等。并结合有关健康节日如全国爱耳日、国际禁毒日、世界糖尿病日、世界艾滋病日等活动开展成瘾行为预防教育、营养教育、常见病流行病预防教育、性病艾滋病预防教育。这些活动激起了学生的极大兴趣,取得了良好效果。
毕业论文是学生在校期间最后的独立实践教育,是学生学习、研究与实践技能的全面总结。进入实验室进行自己的毕业论文课题实验之前,部分学生已经经过了“研究性学习”和“自主设计性实验”的训练,也有部分学生提前参加了教研室的科研项目工作,通过一段科研工作的参与,部分学生在研究领域里已经被“领进了门”,下一步则是如何深化的问题。
三、利用互联网为生理学教学提供丰富的研究性学习资源
目前,我校“人体及动物生理学”精品课网站已建立并挂靠校园网,同学们可以方便使用。研究性学习注重信息收集与处理的研究过程,在相当大的程度上需要借助网络支持,同时网络也拓展了研究性学习的时间与空间。校园网与研究性学习的结合,将充分体现研究性学习的开放性、问题性、过程性、实践性、合作性等。如何有效地利用校园网,构建基于网络环境的研究性学习模式在国内还是一个新的教学研究领域。
四、教学效果与教学反思
生理学“接受―思考―探究―创新”教学模式在培养学生知识应用能力、科研能力和创新意识等方面起到了积极作用,显著地提高了学生对理论知识、实验技术的应用能力,学生得到了初步的科研训练,创新意识显著增强。近年来,在动物生理学实验室进行研究性学习、开放性实验的学生完成了十多项实验设计并以第一作者多篇。学生们的学习热情是促使我们的教学改革深入开展的不竭动力。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 魏智清,于洪川,张振汉等.人体及动物生理学“接受-思考-探究-创新”教学模式的研究与应用[J].宁夏大学学报(自然科学版),2004,(25)(增刊):122-123.
[2] 张春晓,夏映红,章宏等.生理学实验教学中研究性学习的探索与思考[J].基础医学教育,2011,13(4):351-352.
[3] 于洪川,魏智清,张书起.建立综合设计实验平台,培养大学生的创新能力――高校生理学实验课程体系的教学实践与探讨[J].教育教学进展杂志,2007,(11):28-30.
[4] 谈永萍,于洪川,魏智清.开设生理学设计性实验的探索和实践[J].教育教学进展,2008,(5):4-6.
[5] 魏智清,于洪川,张振汉.在生理学教学中开展健康教育的尝试[J].宁夏工程技术,2004,(3)(教改专刊):53-54.
[6] 魏智清,于洪川,张振汉.在生理学教学中开展禁毒教育的尝试[J].宁夏大学学报(自然版),2005,(26)(增刊1):158-159.
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【关键词】 人体生理学;生理学实验;教学创新
人体生理学是研究人体生命活动基本规律的科学,是一门以实验为基础的学科。而人体生理学的实验对生理学的创立和发展起了重要作用。随着医学教育的飞速发展,医学教育的目标已向培养宽基础,富有创新精神的综合型人才目标转换,目的是使学生的知识结构和运用知识的能力适应生物科学发展的需要,已成为医学院校实验教学创新的重点内容。
人体生理学实验大部分是验证性重复性的实验,怎样将这些经典的实验,与提高素质教育,培养学生创新能结合起来,是摆在人体生理学实验面前的一个重要课题。21世纪素质教育的主旋律是知识创新,如何做到人体生理学实验教学的创新呢?
1 生理学实验教学创新的目的是培养学生创新意识
21世纪是教育教学改革的主旋律,基于实验先于理论,是理论课的基础,我校生理学教研室重新制定教学改革方案。由于各种因素的影响,高校实验教学还是停留在验证理论和演示现象的水平,学生在实验过程中表现出较大的被动性和盲目性。我们把实验课时的比例改为:基础实验50%、综合性实验40%、设计性实验10%。通过创新实验的学习与实践,让学生掌握基本的实验技能,促进学生知识、能力、素质协调发展。以往我校基本为分散孤立的实验室,教学内容以基础实验为主,经过升格为专科3年后教学模式已经转变。建立了基础医学实验中心。实验人员统一管理,经费统一使用场地统一安排,在管理上淡化学科界限,促进综合性学科的实质性整合。将实验课分为三个类,第一类为基础实验,如减压神经放电、气管插管等主要是使学生掌握和巩固好理论知识。第二类,综合性实验,如生理学与药理学,生理学与病理生理学学科间的综合性实验,目的是加强学科之间的有机联系,强化知识的综合运用。第三类为自主设计创新性实验,让学生了解科研的一般过程培养创新思维。同时我们还构建了不同的实验模块供不同专业学生选择。
2 通过生理学实验教学创新来培养学生的创新能力
现在的生理学实验教学内容主要是验证理论,忽视各实验项目间的有机联系,缺乏综合性实验项目和设计性实验项目,不利于培养学生的综合应用能力和创新能力。创新教育的开放性体现在教学内容上,为了实现培养目标的需要,结合教学大纲的要求,改变传统的按理论课安排实验课的教学模式。
2.1 实验课前准备 在传统的动物生理学教学中学生上课前不预习,下课后不复习,学生对基本的概念、原理和内容没有很好掌握,无法进行综合性和设计性实验。生理学实验涉及动物解剖解剖学、生理学及实验仪器的使用因此要做好实验前的各种准备工作。学生方面,我们准备了一些实验录像,课前利用自习时间集体观看。这样可以帮助学生预习实验内容及实验手术基本过程,了解试验器械的使用方法,熟悉试验动物的习性和捉拿方法,动物试验指导学生写出预习报告,让学生明确实验过程,使学生在教师进行示教过程中有观察目标,提高实验的当堂吸收率。教师方面,每次实验前教师进行预做实验,对遇到的问题全体讨论,预测该实验各项步骤可能得到的结果,对预期实验结果做出合理解释,做到带教前心中有数。
2.2 实验课安排 第一场实验我们安排生物信号采集系统的学习,以后的每次课都是在相应理论课之前上着实验,这样学生有利于学生理解和在掌握理论知识。
2.3 增强学生的动手操作的兴趣 我们把实验室设计成病房模样,每次都把实验动物当做患者,以加强学生尊重实验动物生命的教育和培养良好医德。实验分组为每组3个这样保证每个同学有机会动手,提高了学生的实际操作能力,也提高了学生在实验过程的创新能力。
2.4 实验结果要求要如实记录 要根据实验过程中观察和记录到的现象及数据,如实地记录,在实验报告本上贴原始记录。实验报告的书写是培养学生分析问题能力和创新的手段。对学生实验报告的书写,强调报告如实书写,实验的结论和讨论的书写时创造性的工作,应该严谨,尊重事实,杜绝虚假,不允许盲目抄袭书本或他人的实验报告。这有助于学生认真观察实验结果以及如实地分析实验结果。如果学生实验失败或出现相反的结果也要如实书写,并分析出现这种结果的可能,找出失败的原因。
2.5 改进实验教学方法 传统的实验教学方法是教材和教师为主,学生为辅。实验课上为了满足学生的求知欲和好奇心,我们的实验课重在引导,教师只要把原理和基本过程讲解完就留出大部分时间让学生自己操作,全程教师不可随意离开教室,对学生实验课遇到及提出的问题要及时给与引导。实验课后老师集中交流实验过程遇到的各种新情况,共同讨论出相应的解决办法。创新实验教学法为培养学生的创新能力提供了有效的途径。我们要求实验室12小时开放制,学生通过学习基本理论知识自己设计实验,申请实验项目,实验室提供平台,配备指导教师。设计性实验提高了学生的学习主动性和创造性,进行了科学实验全过程的初步训练,有利于培养学生的自学创新能力,科学思维能力和知识的综合运用能力;有利于培养学生严谨的科学态度。提高学生的综合素质。在进行设计性实验前,要预习根据实验目的和设计要求写出设计的实验方案。综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。综合性实验设计性实验有着无可比拟的优越性。例如我们把尿的浓缩与稀释功能与利尿药的作用机制进行综合,动脉血压的侧量和调节与降压药的作用进行综合,把呼吸运动的调节与兴奋呼吸药物作用机制进行综合。这样节约了实验用品,加强了学科之间的相互联系。利用现代化的仪器设备和先进的测试方法是培养出素质高、能力强的创新人才先决条件。我校于2009年开始实验的记录设备全面采用多媒体信号采集BL-420生物机能实验系统30套,装备了5个综合实验室,为四通道仪器仪器主要针对生理药理实验,根据实验动物的不同,可以做很多的实验,例如,蛙心收缩,蛙心灌流,腓肠肌强直,心电,血压实验,血压给药实验,尿生成实验,神经放电,呼吸实验,并大量使用多媒体课件和计算机模拟实验等为开展综合性设计性实验提供硬件条件。传统生物机能实验系统是构建在许多传统的生理仪器基础之上的,比如用分离的前置放大器、示波器(用于观察快速变化的生物波形)、记录仪(记纹鼓或二道生理记录仪)、刺激器、监听器等分离仪器所构成的传统生物机能实验系统。BL-420生物信号系统最大的优点在于学生可以通过该系统观察到各种生物机体内或离体器官中探测到的生物电信号以及通过换能装置也可以记录张力、压力、温度等生物非电信号的波形,从而对生物肌体在不同的生理或药理实验条件下所发生的机能变化加以记录与分析。总线结构,通用插槽,可灵活组合为4-8通道放大器,低噪声、低漂移高性能放大器,抗干扰能力强,线性度好,测量精度高四通道12位A/D同步采样,分析结果准确通道原始数据、微分、积分、频率、平均图形实时同步显示,结果处理用户可自行定制,个性化设计。能随时标记实验过程中发生各种情况。信息保存实验后可以随时调出进行分析和打印。使用该系统的主要优点是明显提高了教师的上课效率,提高实验的开出率及成功率,提高了学生的学习兴趣。增强了学生的课堂积极性,培养了学生运用现代化科学技术处理实验数据和进行实验的能力。建立了教学局域网教学系统,开展了实训教学与网络虚拟教学相结合。
3 实验创新效果评价方法。
通过生理学实验教学创新的培养在预习报告、实验操作、实验报告、结束操作考核等方面都取得明显效果。预习报告的书写前学生预习了教材的相关知识点,有的学生通过网络平台查看相关知识点有助于理论课的掌握同时也加强了对实验课的期待和兴趣。实验操作部分全程由学生独立操作教师在教室回答学生提出的各种问题在实验课的最后十分钟老师对整个过程进行点评对每组学生代表进行提问检测学生的掌握情况,保证了每一组学生的实验操作质量。实验报告的书写要求以实验现场记录的原始数据为依据不得虚构和抄袭他组实验结果,如果实验失败因该对失败的原因进行分析做出合理解释,这样培养了学生的实事求是的科学观。结束实验操作考核如要求学生在规定时间内现场进行实验操作,如家兔颈总动脉插管、家兔气管插管、蛙坐骨神经一腓肠肌标本制备、蛙心插管等,最后按要求写出结果分析。教师从学生在善待动物实验器材的使用方法实验器材的保护手术的操作规范、操作完以后对器材的清洁及实验台面的卫生打扫进行综合评价打分。这样学生的动手操作能力有了很大的提高对突况如大动脉出血也能及时结扎止血,并继续很好地完成了后面的实验过程。考这种综合评定课程成绩的方法较之以往采用的方法更加全面、客观与公正,能更好地评价实验教学效果和促进创新能力的培养。
我校近年来,加强了学生创新能力和实践能力的培养,确保学生尽早参加科研和创新能力活动。生理学实验教学是医学高等学校教学的重要部分,它肩负着培养具有创新意识、创新能力人才的重任。最后,随着新世纪对教育教学发展的更高要求,提高人才培养的能力和水平,更好地满足经济社会发展对高素质创新性人才的需要,创新实验教学在学生能力培养上一定能发挥更大的作用。
参考文献
[1] 王小平.生理学实验教学的教学创新,文教资料,2006:23.
[2] 姜长宝.本科生科研能力培养的途径与方法探讨[J].科技管理研究,2010(8):152-154.
关键词:执业兽医;本科教学;实践教学
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)35-0108-02
农业部为提高兽医教育水平,在2008年开始实行执业兽医考试制度。其主要目的就是全面提高兽医从业人员水平。大学是培养兽医的教学单位,如何调整教学大纲,适应执业兽医考试制度对大学毕业生要求,成为我们教学工作者要思考的问题。
一、从新定位培养目标,与国家官方兽医和执业兽医制度相适应为适应
国家官方兽医和执业兽医培训、考核、认证制度的实施,必须对现有培养目标进行重新定位,并在原有培养方案基础上按照官方兽医与执业兽医的要求制定相关培养方案[1]。
二、合理选用教材、修订课程教学大纲
在以往的教学大纲的制定中,教师只能讲解教材中的部分内容,其他部分自学。为适应新的要求,我们在重新修订教学大纲的过程中,要增加专业课程学时,以便教师能够将更多的知识点讲解给学生。同样在教材选用方面,不能只局限于教师自编教材,要选用规划教材[2],因为大部分规划教材为统编教材,这些教材广泛收集并借鉴了国内外同类教材的优点,最大程度地反应了本学科发展的新理论、新成果、新技术、新方法,满足执业兽医考试需求。
三、重视实践教学过程管理,提高实践教学课时比例
兽医专业实践教学环节包括课程实验、临床教学实习和毕业实习三大板块,这三个环节相互联系、层层深入,将理论知识不断糅合在一起。在制定大纲时适应执业兽医考试要求,提高实践教学学时比例,让学生有更多时间学习和掌握实验、实习等环节内容,提高实践动手能力。高校师生普遍重视理论教学、忽视实践教学,认为实践教学就是对理论的检验或验证,只要理论知识扎实,实践环节学生毕业后经过1~2年锻炼就可以了。实验教师教学工作积极性不高,教师在教学过程中敷衍了事,结果受教师影响相当一部分学生对实验课缺乏足够的重视,实验课前不预习、对实验过程不思考、对实验操作不认真、实验结果不分析、实验报告相互抄。教学实习和毕业论文实践环节存在同样的问题。所以必须重视实践教学,否则我们培养的学生难以胜任执业兽医所要求的标准。要知道实验课效果与教师的专业素质、责任心和课堂组织实施密切相关。实验教学是实践教学第一环节,它和理论教学同样重要,必须要重视实验教学,教师要认真备课、准备实验、上好实验课、严格审查实验报告。教师在教学过程中要有熟练和规范的实验操作技能,教师要不断进行理论知识的更新和拓宽,学习并掌握新技术和新方法,这是做好实验教学工作的前提和保证[3]。平时要培养学生严肃的学习态度、科学的实验方法和严谨的工作态度,要求学生重视实验技能的严格训练,不断提高实验技能,克服“重理论、轻实践”的思想。培养学生思考、分析、解决问题的能力。
四、尝试综合实践教学过程
建议在实验课程基础上,教学计划增加综合实验教学课程,要求实验课程中所用的实验对象不再是独立性的实验,而是综合性实验,也就是要以动物疾病为实验模型,改变原有单独课程体系实验,在实验课程前成立病例制作教师小组,由小组根据临床常发病及各门理论课程中涉及的内容制作传染病病例模型和普通病病例模型,综合实验课的实习内容完全从制作的这些病例模型展开。根据每种疾病的特点,在疾病发展的每个特征阶段,学生要利用所学所有专业课程知识和课程实验知识对病例模型进行综合分析,实施诊断和治疗。期间要通过对患病动物生理指标、生化指标、组织学、病理学、微生物学、寄生虫学及临床学科知识等各方面的检查,随时跟踪病例的病情发展,详细真实地了解病情的发展变化,从而将理论知识、实验技能有机地与真实疾病相结合,必将真正理解疾病的本质,并显著提高临床上对疾病的分析能力与判断能力。疾病的诊断不仅仅是对疾病性质的判断,更重要的是对疾病程度的掌握,因此要使学生的临床诊断能力由“定性”上升到“定量”就必须使学生能够全程跟踪病情的发展过程。随着病情的发展,在每个由量变到质变的阶段,也就是动物的临床表现发生明显改变的环节,要使学生能够利用“病理学、诊断、内科、外科、产科、寄生虫、传染病”等各科的理论知识以及各科所需要的化验、检查方法对动物进行全面的临床检查,并根据检查的结果给出阶段性诊断结论。动物疾病的病情是一个由轻到重的过程,在此过程中若不进行人为的干涉,则病情可能逐渐加重,因此在每个阶段都可以进行治疗,为使学生全面掌握病情的发展过程,需要待动物出现“典型”临床表现时实施治疗。治疗过程中要求学生应用所掌握的药理、内科、外科、产科、传染病与寄生虫病等方面的理论知识,以及各门课程中掌握的实验检查技能对疾病进行治疗实践,通过系统的治疗使学生将各种专业实验中掌握的方法和理论有机融合,并与实践接轨,真正提高学生的临床治疗能力[4]。动物五大类疾病包括内科病、外科病、产科病、传染病、寄生虫病,除了对这些疾病进行积极的治疗之外,更重要的是需要使学生掌握预防方法。因此需要建立对照模型,为使学生真正理解预防的内涵,要求对照模型由学生与教师共同制作完成,制作中一方面要减少模型中外界因素的处理水平,另一方面可提高动物的抗病能力,因此需要使学生掌握疾病的病因和本质。通过全程的对比分析学生将进一步理解疾病的发生机制,并掌握扎实的预防技能。通过综合实验教学,学生不仅会对疾病的本质及发展过程有更加深入的理解,还会掌握扎实的临床诊疗及预防技能。
参考文献:
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关键词:生物学 实验教学 技能培养
生命科学是实验性科学,生命科学研究及其应用的技术和手段是推动理论研究及相关产业形成发展的动力;同时,随着我国高校的大规模扩张,培养学生技术创新能力,拓展学生的就业面,直接服务于国民经济建设也已成为当前高校的重要任务之一。因此,我院实验教学体系与教学内容随着生命科学发展及社会需求进行了改革,创造生命科学本科生技能平台,强化学生的实验与实践技能,使毕业生既能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,也能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物科学及技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作。以适应飞速发展的生命科学与生物产业的需要。
生命科学本科生技能平台建设一直是我院本科教学中的重点之一。1978年学院成立了独立建制的生物学教学实验室;1996年,学院被批准建设“国家生物科学理科基础研究和教学人才培养基地”,同时建设生物学国家理科基地实验教学中心,2004年被遴选为江苏省生物学实验教学示范中心。
在生命科学本科生技能平台建设中,我们重点进行了下列几方面的改革与实践:
1 明确实验教学定位,创新实验教学理念。生命科学发展是依赖研究方法、技术和手段的创新,因此生物学实验教学中人才培养的理念应体现四个观念:
发展观:所培养的人才具有可持续发展观,掌握生命科学前沿技术;
整合观:能够整合并灵活运用生命科学研究方法和各种资源;
科学观:所培养的人才具备严谨求实的科学精神:
创新观:培养的人才富有原创性思维,为在科学研究、生产实践和社会建设中做出创新性的成果发挥作用。
2 注重生物学实验教学分层分类与系统性的结合,构建实践创新能力培养的教学体系。
2.1
以“口径宽、基础厚、能力强”为人才培养目标,注重整个课程体系中实验教学内容的整合,积极把最新科研成果转化为实验项目,按基础型实验、提高型实验(综合性、设计性、应用性实验等)、研究创新型实验设计实验内容,以培养和提高学生的实验能力。按基础实验、拓展实验、开放实验、科研训练和专业实习构建实验教学体系,综合性实验占总实验的20%,设计性实验占总实验的10%,创新性实验占总实验的10%。使生物学实验教学体系形成基础性实验、综合性专业训练、研究创新性实践三个层次。其中第1个层次主要是系统学习从宏观到微观的生物学知识,第2、3个层次重点是培养学生的实践能力和研究能力。
2.2 充分发挥南京师范大学生物学实验教学中心空间的巨大优势。统一布局基础实验室、专业实验室、拓展实验室、大型设备实验室及博物馆,加快创新实验室、模拟车间工厂和校内实践基地建设,在学院教师科研实验室中遴选培育可持续性发展的大学生科研训练的基地。开展低年级学生与高年级学生组合、本院学生与校内外学生联合等形式的科技创新实践团队建设,获得高水平的训练成果。
2.3 建设大学生创新与创业能力训练实验室:现代生物科学研究技术实验室和生物技术制品研发与产业化过程模拟训练实验室。
现代生物科学研究技术实验室:依托学科优势,从分子水平、细胞水平及系统生物学层次,构建生物化学与分子生物学技术、细胞生物学与遗传学技术、生物多样性与生态学技术、生物信息学等训练平台,开展研究性教学,开设设计性、综合性实验。开展SRT研究、毕业论文及大学生创业竞赛,学生自主选题与教师指导相结合,重在训练学生独立思考、查阅文献、自主设计实验的能力。在逐步学习和掌握实验技术、验证科学假设的同时,完成课题。将研究性学习、综合能力培养、科学研究成果及转化等产学研一体化理念寓于实验教学,培养创新型人才。
生物技术制品研发与产业化过程模拟训练实验室:建设生物发酵工程及其下游技术体系、生物活性成分提取、分离与纯化技术体系、生物功能分子功能评价技术体系与生物制品技术体系四个专业体系;与上述四大体系配套的生物工程下游技术、生物药学综合大实验二门实验教学课程体系。开展本科学生生物工程与生物制品相关的研究开发的初步训练和毕业实践,掌握基本的实验方法,培养创新精神和实践能力,为国家培养创业人才,为地方经济服务。
3 实验教学与科研、工程和社会应用实践结合。开放实验和科研训练为广大师生创造科研条件,促进学生科研水平和能力的提高,学生根据自己的科研兴趣在导师指导下申报科研训练项目,在良好的实验条件下取得了丰硕的科研成果。借助教师科学研究的基础,积极开展大学生创新与创业计划策划与竞赛,获得第五届“挑战杯”江苏省大学生创业计划竞赛的特等奖。
积极安排有针对性的专业实习,建设实习基地,使学生直接投入到疾病监控与预防、环境监控与保护、生物资源调查和收集、生物资源开发、生物茶品的工业化生产等实际工作。
多渠道、多方位开展社会实践活动,开创性地开展主题为科技兴农、环保宣传、水质调查、生物夏令营和卫生咨询等社会实践活动,服务地方的各项建设,取得了优异成绩。
强化动植物野外实习对全面训练与提高学生综合素质的重要作用。围绕实习基地区域及生物多样性的特点,通过立项的形式,开展有针对性的科研实践活动,培养学生理论联系实际的能力,促进学生知识、能力、素质协调发展,增强学生的创新意识。2008年和2009年都设立天目山野外综合实习科研训练计划项目。
4 注重实验教学的改革与创新的研究。实验教学,关键是让学生能够独立操作动手,是教技能、教方法,大学提供的就是良好的设备条件和技术服务,从菜种理想要求来看,生命科学的实验技能方法应是了解和掌握得愈多愈好,愈能开拓思路,愈能技高胆大有创新意识,有创造作为。为进一步推进我院本科教学创新,提高教学质量,强化绩效,鼓励广大教师注重教学工作,积极投身教学研究与改革,实施《国家理科基地高等教育教学研究与改革项目基金计划》。
我们鼓励广大教师、实验技术人员积极争取实验教学研究立项,鼓励自编教材,奖励实验教学研究成果,让生物实验教学培养出更多能动手干事、有扎实专业技术本领的优秀人才来。资助实验教学教师和实验技术人员参加各类的实验
教学研究与改革学习,通过本科的实验教学,努力改变学生不仅仅会“看”,更多是会“做”。强调技能培训,坚持技能考核过关,严格规范的进行专业实验技能学习,让学生能真正牢固的掌握专业技术本领,为今后的学习研究和工作打下扎实的基础。结合学院的学科优势和以往的实验教学特色项目从2000年起自编使用了八本实验讲义:“植物学实验”、“植物生理学实验”、“动物学实验”、“动物生理学实验”、“微生物学实验”、“细胞生物学实验”、“遗传学实验”和“生化下游技术实验”,收到了良好的教学效果。其中,“植物生物学实验”教材已出版,“动物生理学实验”还被南京医科大学采用,已使用了四届,受到好评。
设立实验内容完善、更新与创新研究基金,不断改革更新实验教学内容,提高技能培训的份量,强调实际动手能力的提高和实用方法技术的掌握,同时积极创造条件,跟进相应设备条件的改善和添置补充。
为了强化本科生科研素质和能力的培养,强化绩效,鼓励教师积极开展大学生科研训练计划,取得显著的科研训练效果与成果,为此,生命科学学院实施国家生物学理科基地基础人才培养创新能力训练基金计划。资助教师承担大学生科研训练项目与竞赛项目、大学生科研训练。
5 实验教学方法与手段信息化,实行准入制与开放式。完善生物学实验教学中心的实验教学与管理网络平台。利用blackboard平台,全面实行实验教学网络化,开发生命科学实验的系列多媒体教学软件和网络视频课程,推广虚拟、仿真等实验技术手段,辅助生物科学实验教学,实现生命科学实验的远程教学。现在的实验教学中心有了完善的教学资源和信息平台,它是我们倡导的实验教学要“精讲多练”的重要前提。拥有生物互动显微镜室,每门实验课程都建有基于“毕博平台”的网络课件,学生可以方便地在网上浏览实验多媒体课件,可以在网上预习,与老师交流等。学生在做实验前,必须通过预习考核,方可进入实验室。因此,每位学生做实验都是“有备而来”,所以教师只需讲解要点、难点,让学生有更多的时间动手操作。生物学实验教学中心网站集实验中心管理、实验教学、中心新闻、实验教学论坛、设备管理、学生预习、学生选课等功能于一身。
实验教学中心是校院两级管理、相对独立运作的开放性实体,实验教学实行准入制与开放式运行:①生物学基础实验教学实行预习准入制,学生在线完成教学内容预习和测试、获得合格后,进入实验室进行开放性操作,允许在一定时间范围内完成。②拓展性实验和学生SRT项目,实施全开放。
6 注重实验教学中心实验教学保障体系建设。硬件保障:生物学实验教学中心专用建筑面积达7200m2。中心下设仪器台套件数充足的生物学基础实验室和专业实验室、设备先进及精密的创新性实验室和大型设备实验室、资源丰富及实践性强的博物馆、生物工程中试车间及校内动、植物学实践基地。截至目前,实验仪器已超过2000台(套),资产超过2500万元,设备完好率100%,设备利用率100%。为开展研究性实验教学、开放性实验教学提供了保证。
经过多年的建设,南京师范大学生物学实验教学中心已经拥有一支教学梯队整齐、年龄与职称结构合理、学术背景多样、研究领域开阔、教学与实践经验互补的实验教学团队。参与实验教学的教师队伍中,现有教授15人、副教授12人、高级实验师4人、讲师和实验师3人、助教7人。博士学位获得者20人、硕士学位获得者12人。平均年龄不到40岁,以中青年教师为主体的师资配备,年龄梯队呈现出良好的发展潜力。分别来自于中国科学院、南京大学、南京农业大学、中国药科大学、南京师范大学等院校以及多位从国外留学回国的高层次人才,涉及生物学、农学、医学、药学、海洋、化学、食品、工程、环境科学、生态学等学科,具有良好的学缘结构,具有多学科交叉、互补的优势。
中心建制:生物学实验教学中心实行校院两级管理、相对独立的实体运作,工作任务相对独立,所有实验课程独立设课,承担生科院内外的全部实验教学任务,在生科学院教学委员会和实验教学中心管理委员会指导下,开展实验教学课程体系、实验内容、实验教学方法的改革与研究,进行教学实验室的建设与管理。
人事制度:设立实验教学关键岗、高职岗位,建立人性化、激励先进、职称及进修深造有发展空间的人事制度,稳定了实验教学队伍。
7 发挥南京师范大学师范教育特色,推进中小学实验教学。南京师范大学生命科学学院是江苏省中学生物教师培养基地,是中学教师生命科学理论更新和现代生物学教师技能培训的基地,承担国家中学生物学教学课程标准制定、教育与实验的编写及主办《中学生物学》杂志,每年承担江苏省中学骨干教师培训的实验教学任务。
8 利用南京师范大学生物学教学中心资源优势,发挥辐射作用。目前,生物学实验教学示范中心开设的实验课程数为12门,实验项目数144个。每年承担6个专业类(逾千名本科生)186000实验人时数的实验教学任务。2004年,生物学实验教学中心被江苏省教育厅遴选为首批面向南京仙林大学城的基础课共享共建实验室,是省校院三级共建项目,接受南京医科大学、南京中医药大学、常熟理工学院和南京晓庄学院等院校本科生来本中心进行实验课程学习,接受了省内外几十家高校的参观学习,已成为共享的生物学实验教学基地。
参考文献
两门课程涉及动物科学专业多门基础学科(如无机及分析化学、有机化学、动物生理学、动物生物化学、微生物学、生物统计学、计算机技术等)的知识应用,动物营养学和饲料学又为后续课程如动物(牛、羊、猪、鸡等)生产学等奠定基础并向其渗透。由此可见,动物营养学和饲料学的理论课教学和实验课教学起着承前启后的重要桥梁作用。动物营养学和饲料学实验课具有涉及知识面广,操作技术要求高,内容较复杂且与动物生产、饲料工业生产和科学研究联系密切等特点。例如:饲料成分分析和质量检验项目均为定量分析,对实验操作要求严格;饲料配方及产品设计要求将本课程所学知识与动物生产实际进行综合运用;利用饲养试验和消化代谢试验进行饲料营养价值评定时,耗时长,环节多,涉及知识面广,影响评定结果的因素多等。通过严格、系统的动物营养和饲料学实验教学实践,学生的实验操作技能、创新能力和综合素质将得到提高。
2动物营养与饲料学实验课教学面临的问题
目前,学校动物科学专业的本科生源由两部分组成,一部分为普通高中毕业生(统招生),另一部分为职业高中毕业生(对口生),并且对口生的比例高于统招生。对口生的基础知识尤其是化学基础相对较弱,而动物营养与饲料学的实验教学涉及饲料营养成分分析的项目则运用了较多的无机、有机及分析化学的相关知识,尽管对口生对动物营养专业的认识较为清晰,学习热情高,实验操作的积极性强,但是他们对这些实验项目原理的理解能力较差,多是照着实验指导的操作步骤照搬进行实验,在实验过程中主动发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力有待提高。此外,由于招生数量的增加,在前期的相关课程的实践教学过程中学生的实际操作机会减少,实验操作时的基本技能不扎实、不熟练,既影响实验的顺利进行,也会使实验结果的误差增加,从而在一定程度上干扰了实验中出现问题的正确分析和判断。动物营养与饲料学的实验课教学涉及饲料营养成分分析及其评定和饲粮配制及加工等多项内容,但受限于总的教学时数,两门课的实验教学课时少(36学时),一些实验项目难于开展。现行的教学计划和授课安排均是以2个学时为单元,给实验课的实施带来不便。因为动物营养与饲料学实验课教学具有特殊性,最突出的是耗时长。例如:进行家兔(或鸡)的消化(或代谢)实验要十多天时间;进行一个样品的粗蛋白测定需要5~6h,粗纤维测定需要7~8h。有些实验项目,如饲料钙含量和粗纤维含量的测定操作步骤较多,学生如不进行细致、严格的操作会在多个环节出现误差,影响测定结果,不利于提高学生上实验课的兴趣和积极性。另外,实验指导以及饲料分析的国家标准中的某些测定项目的操作存在一些细节问题,需要改进。
3动物营养与饲料学实验课教学改革探讨
3.1完善实验课教学计划与内容
在专业课程设置的基础上,制订适合的动物营养与饲料学实验课教学大纲,在有限的学时内,合理安排动物营养学和饲料学两门实验课的实验项目内容,注重衔接与侧重,避免重复。强调基本实验项目的确立,突出一些技术性和实用性强的部分,如饲料中概略养分、总能、钙和磷的分析以及配合饲料配方与产品设计等,以训练学生基本操作技能;联系饲料工业发展和饲料市场的实际,适度补充和更新一些实验内容,让学生接触到实用、先进的实验设备和实验方法,如饲料质量检测指标的分析等,以培养锻炼学生的实际工作技能;增加综合型、设计型、探究型的实验内容,如动物饲养试验、消化代谢试验等评定饲料营养价值的实验技术,以加深学生对动物营养学和饲料学理论知识的理解,训练学生综合分析解决问题的能力,使学生的科学研究和知识创新能力得到启迪。
3.2改进实验课教学方式
1)本课程实验项目耗时长,尤其是动物饲养实验和消化代谢实验,实验课授课以2学时为单元则无法完成实验内容,应合理调整实验课时间。需要利用课余时间、双休日等进行实验,要让教师和学生达成共识,激发实验教学教与学的积极性。
2)将学生的思维能力、创新能力培养贯穿于实验教学全过程,要求学生在实验课前要认真预习,对实验原理、方法以及相应仪器的构造、性能和使用方法有大体的了解,通过教师的讲解、示范,使学生对实验中可能出现的问题有所预判,对影响测定结果的关键环节加以重视。实验过程中要从严要求、规范化操作,真实客观记录实验数据,手脑并用,及时发现问题、分析和解决出现的问题,培养学生独立思考的习惯。
3)系统、合理地安排实验内容,围绕主题开展综合型、研究型实验,提高学生综合运用理论知识的能力。例如,在进行配合饲料配方设计时,先进行生长肥育猪配合饲料配方设计,再进行蛋鸡配合饲料配方设计,因其对钙的需求独具特点,最后进行产奶牛饲料配方设计,其设计方法与前两者有很大不同。在熟悉试差法的基础上,引入EXCEL设计方法,可极大提高运算速度。但两种方法均不能实现最低成本或最大收益饲料配方设计,由此,介绍计算机饲料配方软件的应用。对于浓缩饲料和添加剂预混料的设计则可以触类旁通,让学生进行自学。再如,就某配合饲料的营养价值评定,设置饲养试验和消化代谢试验,并进行饲料配方设计、试验饲粮配制、饲料养分及动物粪、尿的成分分析等多项实验,最后进行试验结果的统计分析,这样既训练学生的基本操作技能,又锻炼实际工作能力,还进一步培养学生综合分析、解决问题的能力。
4)强化基本操作技能,培养严谨的科学态度。当前,对饲料质量的要求越来越严格,饲料分析与饲料质量检测项目越来越多,现代化的精密分析仪器设备不断投入使用,给饲料行业的专业技术人员提出了更高的要求。有些学生还会考取研究生,进一步深造。为了适应社会对人才的需求及锻炼学生从事科学研究的能力,在动物营养与饲料学实验课教学过程中,着重学生基本实验技能的训练,提高学生实验研究的基本素质,注重学生端正、严谨科学态度的培养,为学生今后的发展打下良好基础。
5)注重细节,提高实验课时效。为了方便学生顺利完成实验操作,减少反复,降低实验误差,提高时效,对某些实验项目操作环节进行了改进。例如,将半微量凯氏定氮法中的消煮液及饲料钙测定(干法)中分解液的定容由国家标准和实验指导中的100mL改成200mL,学生可以放心地多次冲洗,保证消煮液或分解液转移完全。又如,凯氏定氮法测定饲料蛋白质时,国家标准和实验指导中的混合催化剂均为6.4g,但实践发现,消煮液冷却后,经常出现凝固,采用半微量法时,给定容带来不便,将其改为加入1牛角勺(约2g)混合指示剂,既简化操作,又避免上述问题的发生。再如,在用高锰酸钾滴定法测定饲料钙时,将对沉淀物的洗涤进行无草酸根离子检验的高锰酸钾溶液法改为10%氯化钡检验,会大大节省时间。还有,将比色法进行饲料总磷测定时的标准曲线绘制改为建立回归公式,既便于磷含量的确定,又提高了精确度。进行兔的消化试验和鸡的代谢试验时,在收粪盘上加一次性塑料布,就可加快粪样处理效率。如此等等。通过改进实验细节,可提高实验课时效。
4动物营养与饲料学实验课教学改革成效