生物技術本科專業教學改革思考

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【摘要】本文就目前高校生命科學相關專業的基礎課程動物學教學所面臨的一些問題，以及新形勢下，現代社會對人才的新需求為出發點，結合作者近年來積累的一點教學經驗，探討了開設動物學課程的重要意義和必要性；以及幾種激發學生的學習興趣和提高學生自學能力和創新能力的方法和技巧，旨在達到優化教學效果，培養真正符合國家需求的創新性人才。

【關鍵詞】動物學；生命科學；生物技術；創新動物學

作為生命科學相關專業的一門基礎必修課，在大多數高校的生命科學學院中都有開設。動物學是從動物的結構、生理和生活方式來揭示動物生命活動的本質。動物學與其他生物科學、醫學、獸醫學、畜牧業以及人類生產和環境保護都有著密切聯系[1]。

今日的動物學實際上已發展成為內容十分全面的學科。它以整個生物學的普遍規律為基礎，不僅研究以動物為內容的學術和生產活動的各個方面，還以此來闡明廣泛的生物學活動的本質，因而它已成為開拓人類未來和未知世界的重要手段。作為學子們踏入大學之門的第一門課程，它承擔著激發學生熱愛自然科學的興趣，和探究生命奧秘的求知欲望；培養學生膽大心細的觀察能力和動手能力，磨練學生對學習的耐心，樹立嚴謹求實的對待科學的態度；為學好其他課程如動物育種學、生理學、免疫學、生態學、動物發育學等專業課打好基礎，以及擴展專業視野；為今后擬從事農林醫藥相關領域的研發工作儲備必備的知識和技能、磨練能力和品格；拓寬學生的知識面，助學生建立對生命的敬畏之情。筆者擔任高校動物學專業必修基礎課的教學任務數年，積累了一些經驗，同時也發現了當前動物學教學存在的一些主觀和客觀的問題。筆者現就這些問題和解決方案提出一點自己的看法。以下是筆者在近幾年的教學中，認為存在的兩個棘手問題：第一，學時逐年縮減隨著新的學科的興起，教育改革的深化，社會發展對學子的新要求等諸多方面的因素的影響，動物學理論課程由以往的54學時逐漸減至現在的24學時，實驗課降到16學時。而教材的內容是一個完整的學科體系，其內容量和知識點是很豐富的，如此少的學時，這對教與學而言，難度無疑是大大增加了。要在很少的學時內保證好的教學質量，使學生保持較高的學習興趣，并掌握系統的學科知識，是每一個從事動物學教學工作教師所面臨的難題。另外，就筆者了解，多個學校的理論課和實驗課的安排存在一些不合理之處。例如，由于實驗中心實驗室數量有限，有時會將理論課與實驗課安排在不同的學期來上。這可能會導致，理論課上的內容無法及時在實驗課上得到驗證，這也是影響教學效果的一個因素。第二，學生學習的被動性學生接受了數十年小學中學階段的應試教育，習慣了灌輸教學方式，總希望老師就重點考點內容突出地講授，他們負責吸收，主動思考和理論聯系實踐的能力較弱[2]。

筆者從教的這幾年的感受是，學生對于學習是被動的，他們習慣了中學時期的那種主要由老師將歸納總結好的知識以及解題經驗直接講授給他們，即被動的接受知識的學習習慣[3]，畢竟這種方式是最為舒適的一種學習方式。但大學教學的主旨之一是培養學生的創新能力。筆者一般在授課2-3次之后，讓學生無記名地對該課程教學提些自己的意見、建議和看法，多數學生會提出以下幾個建議：一是要老師在授課過程中將考點強調三遍，并且要老師對授課內容中的重點考點進行歸納總結，在下一次課時再予以復述；二是希望老師能按照課本來講，盡量不要超出教材范圍；三是該課程對今后就業有什么樣的幫助或者是否為研究所考試的課程？以下是筆者實施并取得一定教學效果的幾個解決方法：第一，盡量精簡教材上的內容，適當介紹一些有趣的經典實驗。在當今知識大爆炸的形勢下，各高校開設的課程范圍越來越廣，數量日益增多。由此，一些傳統經典的課程（包括動物學）的課時就大幅縮減。教師不能再像以往一樣，詳細講解各門類動物的結構和基本特征、分類、起源與演化、地理分布等內容。教師只能精選每類中最具代表性的物種，來高度概括地介紹一下最具特色的形態特征、生活習性等，內容寬泛但無法深入。例如，在講解節肢動物時，如果直接平鋪直述地講節肢動物特有的馬氏管的主要功能是排泄[4]，未免顯得空洞乏味，學生容易誤解為，原來大學只是如此淺顯，也就通過背記來對付考試而已。但是，若能介紹下劍橋大學的學者們是如何設計實驗，應用電子探針、X射線技術來證明馬氏管的主要功能是排泄。這些實驗的描述，可以讓學生了解動物學知識何獲得的過程，這和了解知識本身同等的重要，同等的有趣味；更能激發學生探究生命奧秘的興趣，也能培養學生的邏輯思維能力；同時，他們也從前人那里學習了如何設計科學實驗，并了解了一些先進實驗技術，同時，領略了科學的嚴謹性。第二，教學與科研相結合。目前，多數學校的教學采用的是講授、設問預習、探索討論等相結合的方式，但依然是以前兩者為主，探討環節仍然較弱。在教學過程中，教師可以先不直接講授知識點，而是通過提問，設置懸念，激起學生的好奇心，誘導學生獨立思考，鼓勵學生親自動手實驗來觀察和驗證相關的知識。例如，讓學生觀察草履蟲的運動特點，草履蟲遇到障礙物時，會反轉它的纖毛，先向后游泳一點，然后再向前游泳，從而避開障礙物[5]。這個動作是怎樣由一個沒有神經系統的動物來完成的？可以將學生分組，鼓勵他們課外查閱文獻，應用自己已有的知識提出假設，并自己動手設計一些簡便易行的實驗來探索和求證，從而獲得原生動物門相關知識。再循序漸進地引導學生實驗來觀察溶液中不同的鈣離子濃度會產生草履蟲不同方向的游泳，通過去垢劑、三硝基甲苯X、甘油等處理，來闡明草履蟲運動的生理機制，使學生的理論知識進一步升華，對動物的生理現象、生化特征、生活習性和不同生態環境之間的關系有了更深入的認識。通過這一系列學生親自設計和參與的實驗，學生不斷獲得了理論知識，更重要的是，在這一以自己為主導的探索過程中，其觀察能力、動手能力、發現和解決問題的能力、獨立思維能力等都得到鍛煉，團隊精神也得到一定的訓練，這些能力或精神均是創新性人才必不可少的。這種教學與科研相融的教學方式，可以將學生的學習過程反被動為主動，又不失趣味性。第三，多學科知識的交叉融會應用。動物學的主要目的之一是利用物理科學來闡明動物的結構和生理學。例如對神經傳導、游泳和骨骼成分的解釋要分別地依靠物理化學、流體動力學和材料科學等。常使用簡單的數學計算來論證解釋的合理性。例如，僅僅提到扁蟲的厚度小于一毫米是因為它們如果厚于一毫米的話，氧就不能足夠快擴散到扁蟲體內，那是沒有什么意義的[5]。如果通過數學運算能夠證明，一厘米厚的扁蟲不能生存，那么學生能體會到數理化等多學科知識在生命科學中的應用，糾正他們“生物專業就是理科中的文科，靠背記就行了”的誤區。20世紀以來，動物學的飛躍發展正是依賴于數理化等多學科間的相互滲透和研究手段的不斷改進才，上升到了研究生命活動規律的高峰。教師有義務讓學生意識到這一點，以便激勵自己盡力學好各門功課，打好多學科基礎，為成為國家創新性人才儲備能力。第四，糾正學生的功利性學習態度。介于學生普遍關注的“這門課對將來就業或進一步深造有何好處？”這一問題，筆者認為，在理解學生擔憂畢業去向的同時，教師也要循循善誘地讓學生理解知識的“有用性”并非體現在能立即帶來何種形式的利益，要糾正學生這種急功近利的思想，告訴他們當下主要任務是努力學習好各學科，積累知識，盡力全方位提升自己和儲備能力。沒有單一的哪一門課程能帶來將來的就業或深造機會，而是通過多門課程中學習的知識，以及學習過程中掌握到的學習技能，并持之以恒，積累和沉淀到一定的時候自然就會有收獲。也可結合一些具體事例，例如，為了研究昆蟲的變態，V.韋格萊斯沃茲博士選擇了最為合適的一種昆蟲，一種紅腹獵椿。隨后他巧妙的實驗設計，成功地揭示了活化激素、蛻皮激素和保幼激素是昆蟲變態發育的關鍵分子機制[5]。韋格萊斯沃茲博士的英明選擇基于其動物學深厚的學科功底，若非當年學生時期踏實地學習打下的堅實功底，那么就沒有幾十年后的英明選擇。當然，筆者也盡可能的在相關章節介紹動物學知識在農林醫藥上的應用，比如，介紹鱔魚、黃顙魚等經濟農作物的育種上的新研究進展，讓學生很容易地將他們的日常生活食品與動物學研究范疇聯系起來，從而感受到動物學的實際應用價值。第五，課間十分鐘的充分利用。課間十分鐘時間雖短，但是，也是促進老師和學生交流溝通的好時機。

老師可以主動地和學生聊天，聊一些輕松的話題。通過交流，老師可以大致了解當今學生的思想動態、興趣愛好、生活習慣、學習狀態等，這有利于老師指定更加切合新一代學生特點的教學方式。課間可以播放一些學生喜歡的輕松小視頻，以愉悅學生們的身心，緩解上課時的緊張，真正做到讓學生勞逸結合。筆者有時會選擇一些著名的演講中的幽默片段來播放，比如說歷年的國際名校的畢業演講，幽默風趣又不失教育意義，可謂一舉兩得；有時選擇一些老一輩科學家訪談視頻，摘選其中鼓舞人心的片段，讓學生感受前輩們不為名利，執著追求，勇于奉獻的精神。這對部分同學起到了非常積極的影響。動物學是一門經典的自然科學，隨著生命科學日新月異的變化，如果我們依然沿襲以往的應試教育模式，很難引起學生的興趣，很難激發學生的創造力。育人者只有不斷地提升自身水平，積極主動地應對新形勢下社會對人才的需求，靈活地變動教學內容，科學地運用多種教學方法，才能培養出符合時展和國家需要的創新性人才[6-7]。

參考文獻：

[1]陳彥希，陳敦學，陳偉，等.實驗動物學教學改革的思考[J].教育現代化,2018,5(08):57-58.

[2]劉皓，劉麗，張艷蘋，等.發育生物學先期課程之動物學實驗的基本技能訓練[J].課程教育研究，2018,(33):171-173.

[3]徐忠東.淺談大學動物學教學的幾點體會[J].合肥師范學院學報，2002，20（3）：50-51.

[4]劉凌云，鄭光美.普通動物學[M].北京:高等教育出版社，2009.

[5]R.麥克尼爾.亞歷山大著（杜芝蘭譯）.無脊椎動物學[D].北京：化學工業出版社，2013.

[6]王海剛.提升高校人才培養質量堅持內涵發展的探索與實踐——以陜西科技大學為例[J].中國輕工教育，2013，（3）：14-17.

[7]馬立群，趙平.動物生理學教學改革初探[J].生物技術世界，2015（88）:141.

作者:馬立群 薛 璐