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[摘要]:为满足培养具有创新能力的高素质教师人才的需要,对师范院校生理学实验课教学进行了系统的改革和实践。通过修正实验教学计划,优化实验教学内容,增开综合性、设计性实验,采取以问题为基础的教学方法,组织学生课外科学研究试验,尝试构建以学生为主体的生理学实验教学模式,提出师范院校生理学实验教学改革中存在的问题,构建课程优化方案。
[关键词]:创新能力 实验教学 模式
生理学实验的教学目标是培养学生的创新能力和研究能力,是培养高素质高水平的教师人才。通过实验教学对学生的实践能力和科学思维能力得到系统地培养和提高。生理实验课的目标不仅要培养学生的动物实验技能,巩固生理学的基本理论,更重要的是指导学生掌握生理学实验研究的基本方法,探究意识和创新能力,建立最基本的生理学实验模式,启发学生建立科学的思维方式,为动物实验科学研究奠定良好的基础。但由于生理学课程在师范院校受到的重视程度不够,处于边缘地位,造成生理学实验课教学改革起步较晚,也不成体系。因此,根据生物科学教育特点、自身条件和生物科学教育的发展趋势,于2003年着手修订生理学实验教学计划,制定新的教学大纲,调整实验教学内容,减少传统的验证性实验课程内容,增加综合性、创新性实验项目,优先开设了能够体现中学生物教师实验操作和设计能力的实验,构建了以验证实验为基础训练、以综合实验为强化能力培养、以设计实验为能力创新的实验课教学体系,从2004届生物科学专业开始,实施新的教学模式,教学方法和教学手段,转变实验课的教学理念,对生理学实验课进行了初步的教学改革和教学实践,并取得了较好的教学成果。
一、修订实验课程教学计划,合理分配实验项目,优化实验教学内容
目前,生理学实验课程内容陈旧,难以适应对研究型人才培养的需求,生物教育专业尤其突出。目前,我们仍然在沿用经典的生物学分科体系来设置课程,使得很多学科前沿知识和和大量新的研究成果难以进入课程。另外,我国新一轮的基础教育课程改革,要求改变课程内容旧内容和过多的验证性实验内容,加强课程内容与学生生活以及现代化社会、科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验。在保证学科经典内容的前提下,更新、充实教学内容,使学生能随时了解生物学科发展动态,把握学科发展的方向,同时,注重学生对科学过程的了解和体验,重视科学精神的培养,以适应教师专业化的要求。
教学计划主要包括两个方面的内容,一是删减经典的验证性实验;二是增加综合性和设计性实验项目。旧的教学计划实验项目是10个实验,其中验证性试验项目占7项,只有3个属于综合性实验,无设计性实验。经过修改教学计划后,实验项目增加至14项,保留经典验证性实验3项,综合性实验增加至9项,增加2个设计性实验项目。经过2004年~2008年4年的教学实践和学生的反馈调查证明,教学内容的调整,使得学生在实验设计、实验数据的分析、实验结果的讨论以、参考文献的查阅以及撰写论文的能力等多方面都有显著地提高。既掌握了实验的基本技能,又在实验中培养了创新和研究能力。
二、多方面引导学生对生理科学研究的兴趣,提高学生自主性实验设计的能力
1.通过经典的实验案例,诱发学生对生理学实验的研究兴趣
教师的宗旨是传道授业,授之以渔乃教师授业之根本。而学生在学习中,往往由于种种因素表现为浮躁和功利性,所以造成学生重视考试成绩高于技能的培养和提高的不正学风。如何培养和提高学生对生理学研究的兴趣呢?生理学是一门实验科学,讲授经典的实验研究方法和历史背景,会诱发学生对生理学实验研究的好奇心和探究兴趣。如F.G,Banting(1891—1941)给狗结扎胰管6~8周后,摘出胰腺,进行提取,将提取物给实验性糖尿病的狗注射,证明其有降低血糖作用,发现胰岛素,并用胰岛素治疗糖尿病的研究。Otto Loewi发现神经脉冲的化学传递的研究,他以串联方式灌流两个离体心脏,通过刺激上游心脏迷走神经后,上游心脏心率减慢,同时,上游心脏流出液使下游心脏的心率也减慢,而证明迷走神经释放一种使心率减慢的物质(后来证明是ACH),奠定了神经递质学说的基础。Furchgott在其三明治实验中证明了内皮完整的血管可使去内皮血管舒张,即血管内皮释放一种使血管舒张的因子(即NO)。他首次证明了一种结构非常简单的气体信号分子。那么,教师在讲授这些经典的研究发现时,不仅要传授实验研究的过程和方法,更重要的是要介绍科学家研究的历史背景,其目的是引导学生对生理学研究的兴趣:科学家研究实验的创新之处是什么?研究的理论意义是什么?如何设计这样简单而巧妙的实验等,更好地诱发学生对科学研究的兴趣。
2.加强学生科研素质的培养
随着大学教育体制的改革,学生人数的扩招,以及受应试教育的影响,大学生的学习理念僵化,科学研究和创新素质严重不足,主要表现在:①思维僵化,缺乏对课本观点和问题的思考;②学生重视考试成绩,缺乏基本原理的掌握和思考,缺乏实践环节和实验技能的训练;③死记硬背基础理论知识,逻辑思维能力差;④学习目标不明确,注重科目考试分数,忽视能力增长。⑤实验研究思路不清,实验设计不严谨。对此,我们对教学方法进行了科学化、合理化改革。针对以上情况,制定相应的训练方法和计划,提高学生的科研素质。
(1)重视实验课与理论课的知识关联。课堂教学中要注重对生理学原理的讲解,包括原理发现之初的问题及科学争论,生理学原理研究和发展过程。其中,要在讲授中强调研究方法和思路以及成功或失败的研究课题,从而促发学生对生理学研究产生动力。
(2)布置设计性实验项目及研究内容,培养学生自主性实验设计能力。学生自主学习和研究的主动意识薄弱,思维空间狭窄,是限制学生自主设计实验和创新的最大阻碍。安排课余时间进行模拟实验的操作,使学生了解生理学实验研究的方法,训练科研思维,增强学生对实验原理、实验目的、实验意义的理解,以增强学生对实验设计的信心,为科研奠定基础。
(3)组建科研小组,开展实验设计和方法的讨论,以问题引导的方法激励学生自发思考,主动参与课外科研活动。教师作为小组成员参与科研小组讨论活动,不硬性规定实验内容和实验项目,只提供讨论的主题,提示实验研究信息,鼓励学生自主思考,使学生根据讨论的结果,参考实验指导撰写实验计划,并实施探究。在此过程中,教师对学生做出的实验计划要进行纠错指导,对失败实验只究其因,不究其果,实验结束后要进行总结和讲评。
(4)强化实验研究的写作训练。在培养学生的创新能力和研究能力中,更为重要的环节就是学生写作科学能力的训练。改变传统的实验报告写作形式,要求以论文的形式书写实验报告。每个同学的实验报告都要求体现:①实验内容摘要;②前言;③对实验材料、仪器、药品的详细描述;④实验过程;⑤实验方法(包括数据的处理结果、表格的制作等);⑥结果分析和讨论六个方面的内容,独立完成,严禁抄袭。
3.制定考核标准
为避免学生只注重实验报告的成绩而忽视实验环节,改变只凭实验报告给出实验成绩的做法,成绩考核分项进行评定。(1)实验计划和预习报告占30%;(2)小组讨论参与度占10%;(3)实验过程的能力表现与合作效果占30%;(4)实验报告的写作占30%。制定此考核方案,其目的在于全面培养和提高科研素质,同时,也淡化考核分数学生只注重分数不注重能力提高的现象。经过实现上述考核方案,使得学生的实验成绩得到全面的、综合地进行评定,提高和发展了学生的研究能力和科研素质。
三、加强教师实验技能的培训,重视实验操作和指导过程
教师实验技能是生理学实验和实验设计得以高质量进行的重要保证。教师不仅要具备丰富的理论知识,更重要的是要具备熟练的实验操作技能和解决实验过程中出现的各种问题。所以,要增大教师实验技能的培训力度,保证实验指导教师具备娴熟的实验技能,这样才能确保实验得以顺利进行。在实验中,教师要合理地安排实验步骤,科学地实施实验过程,正确地指导实验操作。
生理学实验教学的改革和实施是一项需要教师付出更多精力和精神的教育工程。教师必须具备奉献精神,必须脚踏实地、一丝不苟地对待教学中每一个环节,充分发挥学生的主体潜能作用,加强生理学实验研究方法和科学精神的培养,重视主题教育观。小而言之,培养学生的实验技能,包括综合分析问题的能力、独立思考和解决问题的能力、创新思维的能力、科研能力和合作精神,以求提高生理学实验教学质量;大而言之,就是为适应新时期的需要,为社会和国家培养高素质的创新人才和科研人才。
参考文献:
[1]王健春,孙晓霞,李天舒.学生自主设计综合实验在病理生理学实验课中的实践[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2006,8(4):528-529.
[2]乔建卫.生理学实验中培养学生自主学习和创新能力的方法[J].中华医学写作杂志,2005,12(13):1143-1144.
[3]管茶香,罗自强,易露茜等.开设学生独立设计生理学实验课的探索[J].中国现代医学杂志,2004,14(11):152-153.
[4]陈勇.“人体及动物生理学实验”课程教学模式改革初探[J].安徽农学通报,2007,13(23):146-147.
[5]权玉萍.从教师专业化看高师生物教育专业课程设置[J].黑龙江高教研究,2006,1(141):76-78.
[6]王竹立,陈克敏,林明栋.高等医学院校机能学实验“三合一”教改的回顾与前瞻[J].中国高等医学教育,1999,(2):54-59.
[7]王敏,周明正,张天礼.医学实践教学的改革与实践[J].中国高等医学教育,2006,(12): 71-72.
[8]秦惠洁等.实验教学培养创新人才的实践与建议[J].实验室研究与探索,2000,19(5):11-14.
[9]李扬等.浅论实验教学对培养创新能力的作用[J].实验室研究与探索.2000,19(6):9-11.
[10]吴卫东.新世纪高师教学改革思考[J].黑龙江高教研究,2000,3:36-38.
(作者单位:广东韩山师范学院)
[关键词]:创新能力 实验教学 模式
生理学实验的教学目标是培养学生的创新能力和研究能力,是培养高素质高水平的教师人才。通过实验教学对学生的实践能力和科学思维能力得到系统地培养和提高。生理实验课的目标不仅要培养学生的动物实验技能,巩固生理学的基本理论,更重要的是指导学生掌握生理学实验研究的基本方法,探究意识和创新能力,建立最基本的生理学实验模式,启发学生建立科学的思维方式,为动物实验科学研究奠定良好的基础。但由于生理学课程在师范院校受到的重视程度不够,处于边缘地位,造成生理学实验课教学改革起步较晚,也不成体系。因此,根据生物科学教育特点、自身条件和生物科学教育的发展趋势,于2003年着手修订生理学实验教学计划,制定新的教学大纲,调整实验教学内容,减少传统的验证性实验课程内容,增加综合性、创新性实验项目,优先开设了能够体现中学生物教师实验操作和设计能力的实验,构建了以验证实验为基础训练、以综合实验为强化能力培养、以设计实验为能力创新的实验课教学体系,从2004届生物科学专业开始,实施新的教学模式,教学方法和教学手段,转变实验课的教学理念,对生理学实验课进行了初步的教学改革和教学实践,并取得了较好的教学成果。
一、修订实验课程教学计划,合理分配实验项目,优化实验教学内容
目前,生理学实验课程内容陈旧,难以适应对研究型人才培养的需求,生物教育专业尤其突出。目前,我们仍然在沿用经典的生物学分科体系来设置课程,使得很多学科前沿知识和和大量新的研究成果难以进入课程。另外,我国新一轮的基础教育课程改革,要求改变课程内容旧内容和过多的验证性实验内容,加强课程内容与学生生活以及现代化社会、科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验。在保证学科经典内容的前提下,更新、充实教学内容,使学生能随时了解生物学科发展动态,把握学科发展的方向,同时,注重学生对科学过程的了解和体验,重视科学精神的培养,以适应教师专业化的要求。
教学计划主要包括两个方面的内容,一是删减经典的验证性实验;二是增加综合性和设计性实验项目。旧的教学计划实验项目是10个实验,其中验证性试验项目占7项,只有3个属于综合性实验,无设计性实验。经过修改教学计划后,实验项目增加至14项,保留经典验证性实验3项,综合性实验增加至9项,增加2个设计性实验项目。经过2004年~2008年4年的教学实践和学生的反馈调查证明,教学内容的调整,使得学生在实验设计、实验数据的分析、实验结果的讨论以、参考文献的查阅以及撰写论文的能力等多方面都有显著地提高。既掌握了实验的基本技能,又在实验中培养了创新和研究能力。

二、多方面引导学生对生理科学研究的兴趣,提高学生自主性实验设计的能力
1.通过经典的实验案例,诱发学生对生理学实验的研究兴趣
教师的宗旨是传道授业,授之以渔乃教师授业之根本。而学生在学习中,往往由于种种因素表现为浮躁和功利性,所以造成学生重视考试成绩高于技能的培养和提高的不正学风。如何培养和提高学生对生理学研究的兴趣呢?生理学是一门实验科学,讲授经典的实验研究方法和历史背景,会诱发学生对生理学实验研究的好奇心和探究兴趣。如F.G,Banting(1891—1941)给狗结扎胰管6~8周后,摘出胰腺,进行提取,将提取物给实验性糖尿病的狗注射,证明其有降低血糖作用,发现胰岛素,并用胰岛素治疗糖尿病的研究。Otto Loewi发现神经脉冲的化学传递的研究,他以串联方式灌流两个离体心脏,通过刺激上游心脏迷走神经后,上游心脏心率减慢,同时,上游心脏流出液使下游心脏的心率也减慢,而证明迷走神经释放一种使心率减慢的物质(后来证明是ACH),奠定了神经递质学说的基础。Furchgott在其三明治实验中证明了内皮完整的血管可使去内皮血管舒张,即血管内皮释放一种使血管舒张的因子(即NO)。他首次证明了一种结构非常简单的气体信号分子。那么,教师在讲授这些经典的研究发现时,不仅要传授实验研究的过程和方法,更重要的是要介绍科学家研究的历史背景,其目的是引导学生对生理学研究的兴趣:科学家研究实验的创新之处是什么?研究的理论意义是什么?如何设计这样简单而巧妙的实验等,更好地诱发学生对科学研究的兴趣。
2.加强学生科研素质的培养
随着大学教育体制的改革,学生人数的扩招,以及受应试教育的影响,大学生的学习理念僵化,科学研究和创新素质严重不足,主要表现在:①思维僵化,缺乏对课本观点和问题的思考;②学生重视考试成绩,缺乏基本原理的掌握和思考,缺乏实践环节和实验技能的训练;③死记硬背基础理论知识,逻辑思维能力差;④学习目标不明确,注重科目考试分数,忽视能力增长。⑤实验研究思路不清,实验设计不严谨。对此,我们对教学方法进行了科学化、合理化改革。针对以上情况,制定相应的训练方法和计划,提高学生的科研素质。
(1)重视实验课与理论课的知识关联。课堂教学中要注重对生理学原理的讲解,包括原理发现之初的问题及科学争论,生理学原理研究和发展过程。其中,要在讲授中强调研究方法和思路以及成功或失败的研究课题,从而促发学生对生理学研究产生动力。
(2)布置设计性实验项目及研究内容,培养学生自主性实验设计能力。学生自主学习和研究的主动意识薄弱,思维空间狭窄,是限制学生自主设计实验和创新的最大阻碍。安排课余时间进行模拟实验的操作,使学生了解生理学实验研究的方法,训练科研思维,增强学生对实验原理、实验目的、实验意义的理解,以增强学生对实验设计的信心,为科研奠定基础。
(3)组建科研小组,开展实验设计和方法的讨论,以问题引导的方法激励学生自发思考,主动参与课外科研活动。教师作为小组成员参与科研小组讨论活动,不硬性规定实验内容和实验项目,只提供讨论的主题,提示实验研究信息,鼓励学生自主思考,使学生根据讨论的结果,参考实验指导撰写实验计划,并实施探究。在此过程中,教师对学生做出的实验计划要进行纠错指导,对失败实验只究其因,不究其果,实验结束后要进行总结和讲评。
(4)强化实验研究的写作训练。在培养学生的创新能力和研究能力中,更为重要的环节就是学生写作科学能力的训练。改变传统的实验报告写作形式,要求以论文的形式书写实验报告。每个同学的实验报告都要求体现:①实验内容摘要;②前言;③对实验材料、仪器、药品的详细描述;④实验过程;⑤实验方法(包括数据的处理结果、表格的制作等);⑥结果分析和讨论六个方面的内容,独立完成,严禁抄袭。
3.制定考核标准
为避免学生只注重实验报告的成绩而忽视实验环节,改变只凭实验报告给出实验成绩的做法,成绩考核分项进行评定。(1)实验计划和预习报告占30%;(2)小组讨论参与度占10%;(3)实验过程的能力表现与合作效果占30%;(4)实验报告的写作占30%。制定此考核方案,其目的在于全面培养和提高科研素质,同时,也淡化考核分数学生只注重分数不注重能力提高的现象。经过实现上述考核方案,使得学生的实验成绩得到全面的、综合地进行评定,提高和发展了学生的研究能力和科研素质。

三、加强教师实验技能的培训,重视实验操作和指导过程
教师实验技能是生理学实验和实验设计得以高质量进行的重要保证。教师不仅要具备丰富的理论知识,更重要的是要具备熟练的实验操作技能和解决实验过程中出现的各种问题。所以,要增大教师实验技能的培训力度,保证实验指导教师具备娴熟的实验技能,这样才能确保实验得以顺利进行。在实验中,教师要合理地安排实验步骤,科学地实施实验过程,正确地指导实验操作。
生理学实验教学的改革和实施是一项需要教师付出更多精力和精神的教育工程。教师必须具备奉献精神,必须脚踏实地、一丝不苟地对待教学中每一个环节,充分发挥学生的主体潜能作用,加强生理学实验研究方法和科学精神的培养,重视主题教育观。小而言之,培养学生的实验技能,包括综合分析问题的能力、独立思考和解决问题的能力、创新思维的能力、科研能力和合作精神,以求提高生理学实验教学质量;大而言之,就是为适应新时期的需要,为社会和国家培养高素质的创新人才和科研人才。
参考文献:
[1]王健春,孙晓霞,李天舒.学生自主设计综合实验在病理生理学实验课中的实践[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2006,8(4):528-529.
[2]乔建卫.生理学实验中培养学生自主学习和创新能力的方法[J].中华医学写作杂志,2005,12(13):1143-1144.
[3]管茶香,罗自强,易露茜等.开设学生独立设计生理学实验课的探索[J].中国现代医学杂志,2004,14(11):152-153.
[4]陈勇.“人体及动物生理学实验”课程教学模式改革初探[J].安徽农学通报,2007,13(23):146-147.
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[6]王竹立,陈克敏,林明栋.高等医学院校机能学实验“三合一”教改的回顾与前瞻[J].中国高等医学教育,1999,(2):54-59.
[7]王敏,周明正,张天礼.医学实践教学的改革与实践[J].中国高等医学教育,2006,(12): 71-72.
[8]秦惠洁等.实验教学培养创新人才的实践与建议[J].实验室研究与探索,2000,19(5):11-14.
[9]李扬等.浅论实验教学对培养创新能力的作用[J].实验室研究与探索.2000,19(6):9-11.
[10]吴卫东.新世纪高师教学改革思考[J].黑龙江高教研究,2000,3:36-38.
(作者单位:广东韩山师范学院)