生物技术本科专业教学改革思考

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【摘要】本文就目前高校生命科学相关专业的基础课程动物学教学所面临的一些问题，以及新形势下，现代社会对人才的新需求为出发点，结合作者近年来积累的一点教学经验，探讨了开设动物学课程的重要意义和必要性；以及几种激发学生的学习兴趣和提高学生自学能力和创新能力的方法和技巧，旨在达到优化教学效果，培养真正符合国家需求的创新性人才。

【关键词】动物学；生命科学；生物技术；创新动物学

作为生命科学相关专业的一门基础必修课，在大多数高校的生命科学学院中都有开设。动物学是从动物的结构、生理和生活方式来揭示动物生命活动的本质。动物学与其他生物科学、医学、兽医学、畜牧业以及人类生产和环境保护都有着密切联系[1]。

今日的动物学实际上已发展成为内容十分全面的学科。它以整个生物学的普遍规律为基础，不仅研究以动物为内容的学术和生产活动的各个方面，还以此来阐明广泛的生物学活动的本质，因而它已成为开拓人类未来和未知世界的重要手段。作为学子们踏入大学之门的第一门课程，它承担着激发学生热爱自然科学的兴趣，和探究生命奥秘的求知欲望；培养学生胆大心细的观察能力和动手能力，磨练学生对学习的耐心，树立严谨求实的对待科学的态度；为学好其他课程如动物育种学、生理学、免疫学、生态学、动物发育学等专业课打好基础，以及扩展专业视野；为今后拟从事农林医药相关领域的研发工作储备必备的知识和技能、磨练能力和品格；拓宽学生的知识面，助学生建立对生命的敬畏之情。笔者担任高校动物学专业必修基础课的教学任务数年，积累了一些经验，同时也发现了当前动物学教学存在的一些主观和客观的问题。笔者现就这些问题和解决方案提出一点自己的看法。以下是笔者在近几年的教学中，认为存在的两个棘手问题：第一，学时逐年缩减随着新的学科的兴起，教育改革的深化，社会发展对学子的新要求等诸多方面的因素的影响，动物学理论课程由以往的54学时逐渐减至现在的24学时，实验课降到16学时。而教材的内容是一个完整的学科体系，其内容量和知识点是很丰富的，如此少的学时，这对教与学而言，难度无疑是大大增加了。要在很少的学时内保证好的教学质量，使学生保持较高的学习兴趣，并掌握系统的学科知识，是每一个从事动物学教学工作教师所面临的难题。另外，就笔者了解，多个学校的理论课和实验课的安排存在一些不合理之处。例如，由于实验中心实验室数量有限，有时会将理论课与实验课安排在不同的学期来上。这可能会导致，理论课上的内容无法及时在实验课上得到验证，这也是影响教学效果的一个因素。第二，学生学习的被动性学生接受了数十年小学中学阶段的应试教育，习惯了灌输教学方式，总希望老师就重点考点内容突出地讲授，他们负责吸收，主动思考和理论联系实践的能力较弱[2]。

笔者从教的这几年的感受是，学生对于学习是被动的，他们习惯了中学时期的那种主要由老师将归纳总结好的知识以及解题经验直接讲授给他们，即被动的接受知识的学习习惯[3]，毕竟这种方式是最为舒适的一种学习方式。但大学教学的主旨之一是培养学生的创新能力。笔者一般在授课2-3次之后，让学生无记名地对该课程教学提些自己的意见、建议和看法，多数学生会提出以下几个建议：一是要老师在授课过程中将考点强调三遍，并且要老师对授课内容中的重点考点进行归纳总结，在下一次课时再予以复述；二是希望老师能按照课本来讲，尽量不要超出教材范围；三是该课程对今后就业有什么样的帮助或者是否为研究所考试的课程？以下是笔者实施并取得一定教学效果的几个解决方法：第一，尽量精简教材上的内容，适当介绍一些有趣的经典实验。在当今知识大爆炸的形势下，各高校开设的课程范围越来越广，数量日益增多。由此，一些传统经典的课程（包括动物学）的课时就大幅缩减。教师不能再像以往一样，详细讲解各门类动物的结构和基本特征、分类、起源与演化、地理分布等内容。教师只能精选每类中最具代表性的物种，来高度概括地介绍一下最具特色的形态特征、生活习性等，内容宽泛但无法深入。例如，在讲解节肢动物时，如果直接平铺直述地讲节肢动物特有的马氏管的主要功能是排泄[4]，未免显得空洞乏味，学生容易误解为，原来大学只是如此浅显，也就通过背记来对付考试而已。但是，若能介绍下剑桥大学的学者们是如何设计实验，应用电子探针、X射线技术来证明马氏管的主要功能是排泄。这些实验的描述，可以让学生了解动物学知识何获得的过程，这和了解知识本身同等的重要，同等的有趣味；更能激发学生探究生命奥秘的兴趣，也能培养学生的逻辑思维能力；同时，他们也从前人那里学习了如何设计科学实验，并了解了一些先进实验技术，同时，领略了科学的严谨性。第二，教学与科研相结合。目前，多数学校的教学采用的是讲授、设问预习、探索讨论等相结合的方式，但依然是以前两者为主，探讨环节仍然较弱。在教学过程中，教师可以先不直接讲授知识点，而是通过提问，设置悬念，激起学生的好奇心，诱导学生独立思考，鼓励学生亲自动手实验来观察和验证相关的知识。例如，让学生观察草履虫的运动特点，草履虫遇到障碍物时，会反转它的纤毛，先向后游泳一点，然后再向前游泳，从而避开障碍物[5]。这个动作是怎样由一个没有神经系统的动物来完成的？可以将学生分组，鼓励他们课外查阅文献，应用自己已有的知识提出假设，并自己动手设计一些简便易行的实验来探索和求证，从而获得原生动物门相关知识。再循序渐进地引导学生实验来观察溶液中不同的钙离子浓度会产生草履虫不同方向的游泳，通过去垢剂、三硝基甲苯X、甘油等处理，来阐明草履虫运动的生理机制，使学生的理论知识进一步升华，对动物的生理现象、生化特征、生活习性和不同生态环境之间的关系有了更深入的认识。通过这一系列学生亲自设计和参与的实验，学生不断获得了理论知识，更重要的是，在这一以自己为主导的探索过程中，其观察能力、动手能力、发现和解决问题的能力、独立思维能力等都得到锻炼，团队精神也得到一定的训练，这些能力或精神均是创新性人才必不可少的。这种教学与科研相融的教学方式，可以将学生的学习过程反被动为主动，又不失趣味性。第三，多学科知识的交叉融会应用。动物学的主要目的之一是利用物理科学来阐明动物的结构和生理学。例如对神经传导、游泳和骨骼成分的解释要分别地依靠物理化学、流体动力学和材料科学等。常使用简单的数学计算来论证解释的合理性。例如，仅仅提到扁虫的厚度小于一毫米是因为它们如果厚于一毫米的话，氧就不能足够快扩散到扁虫体内，那是没有什么意义的[5]。如果通过数学运算能够证明，一厘米厚的扁虫不能生存，那么学生能体会到数理化等多学科知识在生命科学中的应用，纠正他们“生物专业就是理科中的文科，靠背记就行了”的误区。20世纪以来，动物学的飞跃发展正是依赖于数理化等多学科间的相互渗透和研究手段的不断改进才，上升到了研究生命活动规律的高峰。教师有义务让学生意识到这一点，以便激励自己尽力学好各门功课，打好多学科基础，为成为国家创新性人才储备能力。第四，纠正学生的功利性学习态度。介于学生普遍关注的“这门课对将来就业或进一步深造有何好处？”这一问题，笔者认为，在理解学生担忧毕业去向的同时，教师也要循循善诱地让学生理解知识的“有用性”并非体现在能立即带来何种形式的利益，要纠正学生这种急功近利的思想，告诉他们当下主要任务是努力学习好各学科，积累知识，尽力全方位提升自己和储备能力。没有单一的哪一门课程能带来将来的就业或深造机会，而是通过多门课程中学习的知识，以及学习过程中掌握到的学习技能，并持之以恒，积累和沉淀到一定的时候自然就会有收获。也可结合一些具体事例，例如，为了研究昆虫的变态，V.韦格莱斯沃兹博士选择了最为合适的一种昆虫，一种红腹猎椿。随后他巧妙的实验设计，成功地揭示了活化激素、蜕皮激素和保幼激素是昆虫变态发育的关键分子机制[5]。韦格莱斯沃兹博士的英明选择基于其动物学深厚的学科功底，若非当年学生时期踏实地学习打下的坚实功底，那么就没有几十年后的英明选择。当然，笔者也尽可能的在相关章节介绍动物学知识在农林医药上的应用，比如，介绍鳝鱼、黄颡鱼等经济农作物的育种上的新研究进展，让学生很容易地将他们的日常生活食品与动物学研究范畴联系起来，从而感受到动物学的实际应用价值。第五，课间十分钟的充分利用。课间十分钟时间虽短，但是，也是促进老师和学生交流沟通的好时机。

老师可以主动地和学生聊天，聊一些轻松的话题。通过交流，老师可以大致了解当今学生的思想动态、兴趣爱好、生活习惯、学习状态等，这有利于老师指定更加切合新一代学生特点的教学方式。课间可以播放一些学生喜欢的轻松小视频，以愉悦学生们的身心，缓解上课时的紧张，真正做到让学生劳逸结合。笔者有时会选择一些著名的演讲中的幽默片段来播放，比如说历年的国际名校的毕业演讲，幽默风趣又不失教育意义，可谓一举两得；有时选择一些老一辈科学家访谈视频，摘选其中鼓舞人心的片段，让学生感受前辈们不为名利，执着追求，勇于奉献的精神。这对部分同学起到了非常积极的影响。动物学是一门经典的自然科学，随着生命科学日新月异的变化，如果我们依然沿袭以往的应试教育模式，很难引起学生的兴趣，很难激发学生的创造力。育人者只有不断地提升自身水平，积极主动地应对新形势下社会对人才的需求，灵活地变动教学内容，科学地运用多种教学方法，才能培养出符合时展和国家需要的创新性人才[6-7]。

参考文献：

[1]陈彦希，陈敦学，陈伟，等.实验动物学教学改革的思考[J].教育现代化,2018,5(08):57-58.

[2]刘皓，刘丽，张艳苹，等.发育生物学先期课程之动物学实验的基本技能训练[J].课程教育研究，2018,(33):171-173.

[3]徐忠东.浅谈大学动物学教学的几点体会[J].合肥师范学院学报，2002，20（3）：50-51.

[4]刘凌云，郑光美.普通动物学[M].北京:高等教育出版社，2009.

[5]R.麦克尼尔.亚历山大著（杜芝兰译）.无脊椎动物学[D].北京：化学工业出版社，2013.

[6]王海刚.提升高校人才培养质量坚持内涵发展的探索与实践——以陕西科技大学为例[J].中国轻工教育，2013，（3）：14-17.

[7]马立群，赵平.动物生理学教学改革初探[J].生物技术世界，2015（88）:141.

作者:马立群 薛 璐