海洋无脊椎动物学实验课程体系构建的研究_吴仁协.pdf

第 35 卷 第 11 期2022 年 11 月江西电力职业技术学院学报Journal of Jiangxi Vocational and Technical College of ElectricityVol.35 No.11Nov.2022海洋无脊椎动物学实验课程体系构建的研究吴仁协，罗晓霞，王学锋，牛素芳，梁镇邦，谢恩义（广东海洋大学，广东 湛江 524088）摘 要：当前，涉海高校普遍对海洋无脊椎动物的实验教学不够重视，尚未建立独立的实验课程体系。通过分析海洋无脊椎动物学实验课程体系构建的必要性和意义，阐述了构建海洋无脊椎动物学实验课程体系的主要内容，为其他高校开展海洋无脊椎动物学实验课程教学提供借鉴，以促进海洋无脊椎动物学科发展和人才培养。关键词：海洋无脊椎动物；实验教学；课程体系中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1673-0097(2022)11-0141-030 引言海洋生物资源是人类社会赖以生存和开发利用的重要自然资源，为人类提供了丰富的食物、药物和工业原料。海洋无脊椎动物是海洋生物资源的重要组成部分，包含个体大小、形态结构、生理特点、栖息生境等差异很大的门类动物，是海洋生物中庞大而又复杂多样的一大类群。中国海岸线漫长，海域广阔，拥有丰富的海洋无脊椎动物，它们对我国开发海洋生物资源与保障海洋经济发展具有至关重要的作用。因此，海洋无脊椎动物学是我国涉海学科高校在培养海洋科技人才中不可或缺的教学内容之一。1 海洋无脊椎动物学实验课程体系构建的必要性和意义自中华人民共和国成立以来，我国政府组织研究机构开展了多次海洋生物资源调查活动，已基本了解中国海洋无脊椎动物主要门类的多样性、数量及区系特征。截至目前，已有数千篇关于海洋无脊椎动物学的研究论文和数百卷的学术专著1。这些研究成果足以建立系统的海洋无脊椎动物学课程教学体系。然而，迄今为止，我国仅有杨德渐分别于1999年和2006年主编了两个版本的 海洋无脊椎动物学 理论教材，且此后再无更新版本或其他同类教材2。对于海洋无脊椎动物实践教学，我国高校在20世纪50年代就开始进行野外实习教学，从1965年至今共出版了10本相关实习教材。但与海洋无脊椎动物学具有丰富多样的国外教材和取得了大量的教学成果相比，国内海洋无脊椎动物学无论是在实践教学方面还是在教材建设方面都存在不足。在实验教学方面，缺少系统性的课程体系。长期以来，海洋无脊椎动物实验大多被安排在海洋生物学(或动物学)实验或野外实习中，或者开设少量的相关实验课程3。截至目前尚未形成独立的、完善的海洋无脊椎动物学实验课程体系，甚至缺少专门的配套教材，不利于该学科的人才培养和新生研究力量的补充。从生物多样性来看，海洋无脊椎动物数量多、种类繁多、形态多样、分布广泛，易于获取实验教学标本。实验教学内容不但包括动物学科的主要实验方法和操作技能，而且涉及解剖学、生态学、进化论等学科知识，丰富多样且具有系统性，足以形成一门独立的实验课程。从教学体系来看，设立海洋无脊椎动物学实验课程不但可以填补理论教学的空白，而且是形成从理论教学基础到实验验证和操作的中间训练再到野外实习和实际应用的逐渐递进、互为补充、环环相扣的教学环节，从而完善海洋无脊椎动物学课程教学体系。此外，许多理论知识来源于实验的感性认识，通过实验可验证理论知识并加深学生对理论知识的理解，有助于学生通过理论联系实际来系统地掌握海洋无脊椎动物学的基础理论知识，提高学生的动手能力、观察能力和分析问题的能力，使学生秉持严谨认真和实事求是的治学态度。实验课是学生认识生物和从事生命科学研究工作所必学的基础性课程，具有与理论课同等重要的作用。因此，构建海洋无脊椎动物学实验课程体系是促进海洋无脊椎动物学科发展和人才培养的一个重要的实践教学环节，也是弥补当前该课程建设的不足和满足实验教学需求的迫切需要。2 海洋无脊椎动物学实验课程体系构建的主要内容2.1 课程性质和教学目标海洋无脊椎动物学实验课程是海洋无脊椎动物学或普通动物学、动物生物学、水生生物学等课程教学的重要组成部分，也可作为高等院校海洋渔业科学与技术、海洋生物学、水生生物学、水产养殖学等相关专业的基础实验课。实验课以动物学基本实验方法与操作为主线，侧重对动物学科基本实验技能的训练。实验课按照动物演化顺序和分门别类原则，包括主要海洋无脊椎动物类群的形态特征、内部结构、分类鉴定、多样性与适应性特征等教学内容。通过学习该实验课，可以验证和巩固海洋无脊椎动物学理论课程的基础知识，帮助学生理解理论教学的重点和难点，从而使学生对收稿日期：2022-09-12作者简介：吴仁协（1981），男，福建莆田人，副教授，主要研究方向为海洋渔业生物与资源科研与教学。基金项目：广东海洋大学海洋渔业科学与技术国家级一流本科专业建设点（课题编号：570320019）；2019年广东省高等教育教学改革项目“基于海洋渔业特色的 动物生物学 课程教学改革与实践”（课题编号：570220012）。142江西电力职业技术学院学报第 35 卷海洋无脊椎动物的多样性和系统演化有更加客观和深入的认识，为学生进一步学习有关后续课程知识和今后从事海洋生物多样性、渔业资源、渔业生产、渔业贸易、渔政管理和相关科研等工作奠定专业基础。实验课的教学目标侧重于加强对学生的基础训练、培养学生的动手能力和实际应用能力。因此，海洋无脊椎动物学实验课程的教学目标主要包括四个方面：一是熟练使用有关动物实验器械，掌握显微镜、解剖镜的使用方法、生物绘图技能，掌握动物学研究的基本技术规范、方法和手段及其发展动态。二是根据动物分类的基本原理和分析方法，通过实验掌握主要海洋无脊椎动物类群代表的外部形态、内部解剖结构等分类特征和分类鉴定方法，以及动物的多样性和演化规律，了解动物的生理、生态学基础知识和适应性特征。三是通过实验观察、实际操作，学生能够将理论联系实际，培养学生运用理论知识的能力、良好的观察能力，分析问题、解决问题的能力，创新能力。四是学生通过学习该课程，树立实事求是和严谨认真的科学理念，增强对海洋无脊椎动物多样性的保护意识，提高对海洋无脊椎动物资源合理利用和可持续发展理念的认识，并树立为学科发展作贡献和为海洋强国战略服务的爱国情怀，努力成为科学研究的模范践行者。2.2 教学内容的设置和教材建设基于课程的性质和教学目标，实验教学内容以观察海洋无脊椎动物重要类群的形态、解剖操作和分类鉴定为主。实验对象选择物种多样性较强或演化地位重要的类群，如原生动物、海绵动物、腔肠动物、线虫动物、轮虫动物、环节动物、星虫动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物、毛颚动物、半索动物、尾索动物、头索动物等，以体现动物演化从单细胞到多细胞、从两胚层到三胚层、从原口到后口、从简单到复杂的历程和基本规律。同时，对于一些重要的水产资源的类群，如软体动物和节肢动物，应多安排实验，以便体现出这些动物的丰富性和重要的经济价值。演化与适应是贯穿动物学科的一个核心逻辑线索，教学内容的设置要根据该线索将不同海洋无脊椎动物类群有机地串联起来，从多个角度进行比较，以揭示各类群的结构与功能在演化节点上的异同4。因此，海洋无脊椎动物学实验课程教学内容的设置既要遵循动物演化的一般规律，又要突出海洋无脊椎动物的多样性与复杂性，以及部分类群的重要性和特殊性，以达到教学内容既可覆盖一般性又能反映重点、难点和主次之分的设置目的。尽管涉海高校常开展海洋无脊椎动物学实验教学，但至今未有实验教材，也没有独立的实验教学环节，这意味着直接从理论学习到野外实践应用缺少了实验操作验证理论知识这一重要的中间训练环节。虽然野外实习在一定程度上能够起到实验教学的作用，但是在当前我国海洋生物资源严重衰退的情况下，在野外实习有限的时间和地点所能采集的动物标本非常有限，实习效果总体不尽如人意。可见，对于种类丰富度极高、生态学关系非常复杂的海洋无脊椎动物来讲，仅通过野外实习或者少量的实验教学内容难以全面、系统地掌握海洋无脊椎动物形态复杂性、多样性与适应性的特征。因此，加强海洋无脊椎动物学实验教材和实验标本库的建设是推动其教学发展的重要举措。2.3 组织和实施教学在开展实验教学前，教师除了可以为学生介绍实验指导说明外，还可以利用网络教学资源让学生观看实验演示视频，了解实验原理、实验流程、仪器操作和注意事项。在实验教学中，教师可通过播放海洋科普视频使学生对每节实验课涉及的海洋无脊椎动物的形态、栖息环境、摄食行为等有初步的认识，如此来，不但可以开阔学生的视野，而且可以活跃课堂氛围。在讲解实验目的、实验内容、主要方法，以及演示实验操作后，教师可以将学生分成若干小组(如23人为一组)进行实验操作，要求组内成员必须合理分工协作，每位学生都要动手操作。教师要随时观察学生的实验操作情况，针对学生操作错误或有疑问的地方，应当引导学生思考而不是直接告诉答案或解决方法，有意识地培养学生分析和解决问题的能力。在实验结束后，教师要及时提出问题让学生思考，如为什么说原生动物是最原始又最复杂的单细胞动物？为什么环节动物是高等无脊椎动物的开始？针对易混淆的知识点，比如对墨鱼、鱿鱼、章鱼的分辨，教师可采用实物讲解和观察比较法，变抽象为形象，找出三者形态特征的异同点。同时，教师要引导学生发现不同动物类群在形态结构和功能上的“异”与“同”，从动物实验结果理解海洋无脊椎动物的形态特征与系统演化之间的对应关系。除了室内的实验操作外，教师还可以组织学生外出采样，如在海边采集海水样品或观察贝类、虾蟹类的栖息环境，并将采集的标本带回实验室进行处理和鉴别，如此一来，学生不但可以观察新鲜的浮游动物和底栖动物，还能运用分类知识和方法。教师也可以带领学生到动物标本馆参观学习制作动物标本等。通过室内外相结合的教学方式，不仅可以激发学生的学习兴趣，还能加深学生对理论知识的理解，达到理论联系实际的教学效果。教师需要指导学生做好实验记录并撰写实验报告，要求实验记录应实事求是地体现出所观察到的实验现象和所得结果，以培养学生求真务实的科学态度，检验学生的实际应用能力。通过实验报告，教师既可了解学生对实验方法和操作的掌握情况，也可发现实验问题，并及时总结和解疑。通过组织和实施教学，学生掌握海洋无脊椎动物学的基本实验操作技能和实验方法，提高学生动手能力、观察能力和分析问题的能力，有助于学生将理论应用第 11 期海洋无脊椎动物学实验课程体系构建的研究143于实际，理解和巩固所学的课程知识。2.4 课程考核和评价根据课程性质、教学目的和教学方案，海洋无脊椎动物学实验课程考核应当注重对学生的实验过程和动手能力的考核，主要考核指标包括出勤率、课堂表现、实验报告、现场实验技能考核等项目。出勤率是考查学生对待课程态度的基本指标，涉及学生迟到、早退、缺课等情况。课堂表现重在考查学生在实验过程中的动手能力、观察能力、认知能力、应变能力以及实验操作的准确性和严谨性等表现情况5。根据不同实验内容，教师可采取灵活多样的课堂考核方法，如课堂竞答或随机抽题的方式，或者自行设计实验，以调动学生的主观能动性和创新性，全面评价学生的实验操作素养和创新能力。实验报告是考查学生是否科学记录实验过程和结果，以及对实验结果的思考情况。针对实验报告，应重点关注：专业用词和图表绘制是否规范，文字表述是否清晰和准确；生物绘图是否客观、专业，标注是否正确、整齐；实验讨论与分析是否科学、合理。现场实验技能考核是在完成某一阶段或全部课程内容教学时，考查学生对常见实验动物的形态特征、内部结构解剖或分类方法的掌握情况，并根据现场操作结果来打分。课程考核贯穿整个实验教学过程，并从多个具有可操作性指标来衡量学生的综合表现。课程评价是课程建设的重要反馈环节，也是课程优化的重要依据，包括过程性评价和总结性评价。海洋无脊椎动物学实验教学的过程性评价包括三个方面：一是通过观察学生对实验操作的投入程度、师生交流的积极性、课程氛围等来判断学生对实验课的参与度。二是通过问卷调查方式来评估阶段性教学效果，问卷内容包括理论课与实验课教学内容的衔接性，实验课内容是否合适，实验标本是否丰富，学生对授课方式的接受程度，实验