“动物学”实验课程的教学改革和实践探究

［摘 要］ “动物学”实验是生命科学本科的专业基础课程，在巩固基础知识与理论结合实践中发挥着重要作用。随着科技的进步，知识体系、人才培养模式及教育教学方法也随之发生变化，因此，亟须进一步推动和加强实验课程的改革和创新。从培养教师综合素养、精进业务能力、优化教学内容、革新教学模式、融入思想政治教育及建立科学客观的评价体系等方面提出相应的方案和措施，以期激发学生的学习积极性，培养学生的创新精神，提高实验教学效果，为全面提升高等院校“动物学”实验教学水平和质量提供新途径和新方法。

［关键词］ “动物学”实验；高等院校；实验教学；教学改革；教学模式

［作者简介］ 田 然（1990—），女，四川绵竹人，理学博士，南京师范大学生命科学学院副教授，主要从事比较基因组与分子进化研究；徐士霞（1978—），女，山东邹城人，理学博士，南京师范大学生命科学学院教授，主要从事动物分子遗传学与进化发育遗传学研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）09-0000-04 ［收稿日期］ 2022-07-05

“动物学”实验是生物科学本科专业人才培养方案中的重要组成部分，不仅有助于学生巩固和运用动物学基础理论和基本知识，而且是培养学生基本实验技能、锻炼独立操作能力和团队协作能力的有效手段，对提高学生的科研思维、科学素养和创新能力具有重要作用［1］。传统的“动物学”实验课程通常包括动物形态结构观察、解剖实验及系统分类等，其目的是通过对外部和内部器官结构的观察，使学生进一步掌握各门类动物的主要特征，以及动物由低等到高等、由简单到复杂的进化路径及其与特殊生态环境适应的关系，加深学生对理论知识的理解记忆。然而，随着生命科学领域的技术发展，知识体系在不断更新，学生的认知规律也有所改变；特别是受新冠肺炎疫情的影响，多个理论课程纷纷转入线上教学，实验课程面临着新的挑战，进一步凸显了“动物学”实验教学改革的必要性。本论文分析了传统教学模式的不足，并从7个方面进行经验总结，以期为“动物学”实验教学改革提供新思路，提高“动物学”实验教学效果，进一步提升教育教学质量，同时促进其他相关系列课程的建设。

一、加强青年教师的综合素质培养，提高对实验教学的重视

青年教师是高等学校教师队伍发展的骨干和后续力量，助力青年教师的成长是学校师资队伍建设的关键所在。然而，当前部分高校仍存在重科研而轻教学的思想，特别是对于青年教师，身兼科研和教学双重任务，对科研的积极性很高，但对于教学却不够重视，尤其是实验教学方面，缺乏系统的培训，探索和革新的积极性尤为不足。因此，作为一线的教师，要从战略高度认识实验教学的重要性，不断提升专业能力，加强综合素质的培养［2］。为进一步提高青年教师的教学能力水平与综合素质，保障高校教育教学活动高质量、高效率地运行，须合理制定成长目标和成长方案，建立一对一教学导师制度，实施骨干教师示范引领，通过开展骨干教师示范课及学术沙龙等，让青年教师有“师”可“遵”、有“范”可“模”，并将“传帮带”帮扶活动渗透到日常教育教学活动中［3］；建立教学团队和教研组，通过学习实验教学团队中资深教授的教学经验和教学方法，迅速提高教学业务能力；正确利用教学资源平台，通过在线备课、授课培训打卡，深化能力素质，提升教师专业能力；积极参加教研组定期组织的教学和教改研讨会、学校组织的名师培训班及新教师技能大赛等，在实践中提升青年教师对课程的理解和对教学方法的掌握，促进其教学组织能力、教育科研能力、语言表达能力、与学生交往能力等综合素质的提高，引领教师争先出彩。

二、将科学研究引入实验教学

实验教学是理论联系实践的重要环节，但绝不是理论课程的简单重复。实验内容除了要与理论课程大纲同步配套以外，还应注重本领域重要科技成果的引入，不断地保持课程内容的吸引度和新颖性，将科研与教学结合，达到教学融入科研、科研促进教学的目的，以提高实验教学水平。以两栖类身体结构适应性特征研究为例，首先，引入著名两栖爬行动物学家赵尔宓院士的事例，赵尔宓院士从事两栖爬行动物学研究五十余年来，撰写多篇学术著作系统总结了我国爬行动物分类方面的研究成果。通过在课堂内引导学生认识和了解我国的著名科学家，有助于帮助学生增加民族自信。然后，对我国近些年两栖爬行领域取得的重要研究进展进行介绍，包含多样性调查研究、保护理论和方法、谱系地理和适应性进化研究等，强调我国科研工作者在两栖爬行领域取得的前瞻性和创新性成果，以此拓宽学生的知识面，并激发学生对动物学研究的兴趣。进而切入本节课学习的重点和难点，要求学生在观察骨骼系统进化时，注意附肢骨的结构组成，并列举几个附肢丢失的典型物种，例如蛇和少数蜥蜴，再介绍其附肢丢失的分子遗传学机制和进化发育机制，相关基因和调控元件的进化、表型改变与环境适应之间的关系等。这种将实验教学与科学研究相互渗透的模式，既能丰富实验课程，促进学生的学习热情，也能激发他们的创新精神和探索意识。

三、优化教学内容，提高学生动手操作能力

多数生命科学专业学生会在生命科学竞赛、大学生创新项目、毕业设计及今后的研究生深造中用到实验设计和实验操作技能。尤其是在科学研究中，常常会用到斑马鱼、小鼠、大鼠、非洲爪蟾等模式动物，学生实验操作的顺利与否直接决定了课题的进展和质量［4］。因此，重视实验动物的教学不仅可以训练和规范学生的操作技能，而且为以后的科学研究打下坚实的基础。比如，在鱼类身体结构适应性特征观察教学中，主要以鲫鱼为例，要求学生对外形、内部结构和骨骼进行观察。较鲫鱼而言，斑马鱼体型小，在实际解剖过程中需要借助解剖显微镜进行操作，可能存在一定的困难。因此，教师可以在鲫鱼解剖的基础上，增加兴趣小组环节，鼓励学生挑战自我，对斑马鱼主要内脏器官，如肝脏和肠道进行组织取样，不仅可以借助斑马鱼进一步巩固已经掌握的知识，同时学习解剖显微镜的使用，熟悉显微解剖操作要领，练习解剖技巧。在哺乳类身体结构适应性特征研究教学中，可对实验小鼠的品系选择、繁殖和饲养等实验动物常规操作进行介绍，在基础解剖和形态观察的基础上，增加一些实验动物实用技能训练，如抓取固定、取血及灌胃、尾静脉注射、腹腔注射、肌肉注射等多种给药方式；同时，加强对实验动物福利理念的培养，这将有助于学生快速融入未来的科研工作，并能合理地善待实验动物，意义非凡。

四、开启线上与线下相结合的教学实践模式

疫情防控期间，线上教学成为学生学习的主要渠道。线上教学有其独特的优势，教师在课前可整合多种信息资源，将相关课件、电子书籍、材料等推送给学生，帮助学生完成预习和知识拓展；课上教师利用学习平台，及时查看学生学习状态，测试完成程度，强化学生对课程知识的理解和掌握；教师可以通过学生反馈的信息及时调整教学方法，增强教学效果，提升业务能力，从而实现“教”与“学”的双赢。然而，“动物学”实验是一门实践性较强的课程，而实验操作内容不适合线上教学，这使得全面开展线上实验授课存在一些问题［5］。因此，教师在实验教学过程中应充分利用多种教学资源，汲取线上和线下教学的优点，将二者有机结合。例如，在第一章《原生动物实验》教学中，将采集和培养草履虫、眼虫的过程录制成视频向学生展示，相比于枯燥的文字而言，学生更愿意从视频中了解原生动物实际的生活环境和采集方法，从第一堂课开始培养学生对实验课程的兴趣，激发学生的积极性，是一个良好的开端。在各门类动物解剖教学中，教师可提前进行预演，将具体操作步骤和解剖过程制作成视频或微课等多媒体课件，将学生需要掌握的结构和器官在视频或者图片中重点标注。在线下课程中，学生可反复观看关键性操作步骤，既直观又高效，针对性更强。课后学生可线上提交实验报告、实验操作视频，分享学习心得和感悟，鼓励学生提出意见和建议，教师及时调整课程教授方法，以期获得良好的教学效果。

五、改进实验教学模式，鼓励走出课堂

传统实验课程大多是在固定的教室和固定的时间，按照规定的教学方案给学生授课，学生只需要根据教师的讲解和实验的流程一步步操作，就能顺利完成课程任务，但久而久之，学生可能会对这种授课形式感到厌倦，对实验课失去兴趣，难以调动积极性［6］。高等院校要充分利用产学研相结合的发展优势，发展教学的多样性，建立开放性课堂，带领学生走出教室，进入动物园、植物园、海底世界、城市公园观摩学习，或是组织学生进行近郊实习，感受大自然，并实地验证课堂所学动物学知识和理论，从而做到认识科学、热爱科学、利用科学；可与多家本地动物保护机构合作，如南京江豚水生生物保护协会、南京野鸟保护协会等，鼓励学生参加长江江豚保护、爱鸟周等线上线下公益活动，让学生加入活动组织者或科普志愿者等行列中，在对公众宣传保护知识和保护理念的同时，也对所学理论知识有更加感性的认识和理解，并发挥其在野生动物保护中的作用，这对树立生态保护意识、积极参与生物多样性的保护尤其重要。

六、将思想政治教育渗透到实验教学中

2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上提出了“各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”的教育理念［7］。在此背景下，在高校课程中融入思想政治建设显得尤为重要。课程思政的实施主要依托于课程，在践行过程中，需要将思想政治教学理念及内容渗透到专业教学中，确保能够通过专业教学强化思想政治教育。“动物学”实验课程不同于一般理论课程，需要在专业知识体系下，增强实验操作能力，因此，需要教师具备更为全面的专业知识和技能［8］。此外，“动物学”实验课程具有很强的实际应用性，像解剖方法、动物识别和分类等可在平时生活中进行运用和鉴别。特别对于以后从事中学生物教师的学生来说，在以后的生物教学中也能运用相关实验技能，具有很强的实践性。因此，将课程思政融入“动物学”实验课程教学中，可广泛地引发学生的共鸣，从而引导学生建立正确的价值观念。在教学过程中，不仅需要对知识点进行层层梳理，同时也需要加强思想道德教育，对学生进行正向的引导，让学生能够认识到学科内涵和系统知识的重要性，以便今后在工作岗位上能肩负起相应的职责，更好地完成工作任务。此外，可以引入一些经典案例进行借鉴和反思，比如在17世纪至20世纪期间，国外不少动物探险考察队到我国收集样本，包括多种珍稀动植物样本，导致我国重要生物资源流失。而如今，随着我国生命科学领域的发展，培养了一批批杰出的生物学家，我们自己可以进行动植物资源样本收集和分类学研究，为生物资源的开发和利用提供科学依据。在基础教学知识的讲解下，通过相应的案例分析，实施思想政治教育，让学生树立民族自信和文化自信，激发学生的科研兴趣，培养钻研能力，从而弘扬社会主义核心价值观。

七、建立科学客观的评价体系

在“动物学”实验课程教学后，学生通常只需要按照教师的要求完成相应的课后作业，一般包括绘制形态解剖图，比如绘制环毛蚓的横切面、纵切面、消化系统、生殖系统等，或者是课堂上跟随教师的讲解和演示，解剖某特定组织器官，指明特殊器官的所在位置和功能，如鳌虾的步足、河蚌的足神经节等。传统的考核体系主要是教师基于学生实验报告的完成情况及实验课上的表现情况给予合适的分数，但缺乏客观和科学的评价，学生难以知晓并改进作业中存在的问题，因此，建立完善和科学的教学评价体系，有利于学生对知识点的进一步理解［9］。教师在根据实验报告评价的基础上，可增加随堂检测，即对学生的实验操作进行当堂打分，明确学生的扣分点并给出具体的提交建议；此外，建立实验随机分组，实行小组内和小组间的互相评价，并对评价过程进行记录。通过教师评价、组内评价、组间评价及过程评价的有机结合，使学生充分认识自身的问题和不足，采取有针对性的改进，实现知识增长和能力提升，从而让教学评价方式更为客观和具体。

实验教学是高校教育体系中必不可少的部分，在复合型高素质人才培养中发挥着重要作用。在原有教学方式的基础上，“动物学”实验课程推陈出新，致力改革，重视青年教师业务能力和综合素质的锻炼。通过教学内容的优化和教学模式的改进，丰富且新颖的教学内容更易激发学生的学习兴趣，调动其学习积极性。同时，在对知识进行层层梳理的基础上融入思想政治教育，帮助学生树立正确的价值观。然而，实验教学的改革是一项长期的任务，需要不断地探索创新，摸索行之有效的方案，才能为生命科学领域输送更为优质的人才。