网络信息在学生学习动物生理学实验中的应用
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作者:郭建新 尹航 丛义梅 姜晓文
[摘要]自主收集并利用网络信息资源是充实大学课堂教学的一个重要学习方法，动物生理学实验课是一门实践操作性很强的学科，课堂上的操作由于时间短学生不能很好地消化与吸收，与动物生理学实验相关的网络信息资源为大学生自主进行学习动物生理学实验提供了平台。正确合理地利用相关的网络资源，掌握一些查找网络资源的方法，可以更好地完善学生对动物生理实验知识体系的学习，实现对动物生理学理论认识与实践的有机统一，这对培养学生对动物生理学学习的主观能动性、提升对该学科的综合能力、激发学生的创新思维具有重要作用。
[关键词]动物生理学实验;网络信息资源;大学生;自主学习
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]2095-3437（2020）05-0096-03
我国目前已经进入大数据时代，网络信息资源已经成为人们获取知识的重要途径，网络信息化的发展已经走在世界的前列。在“互联网+”时代，创造与传播知识、获取与使用知识不仅没有门槛，而且没有时间和地点的限制，知识的承载与表现形式灵活多变，互联网成为一个虚拟且真实存在的巨大的开放型知识库。随着“互联网+”与教育逐渐融合，动物生理学实验的相关网络信息也有各种各样的形式，如视频、动画、图片、公众号、精品课程等，同时网络信息资源具有的开放性、共享性，为学生自主学习动物生理学知识提供了良好的平台。大学是人生获取知识、增长才干的黄金时期。通过自主学习有助于调动和培育学生学习的积极性，让学生明确学习目标，提高学生学习知识的专注力，增强学生管理自控能力，有利于终身学习的培养。联合国教科文组织出版的《学会生存》一书中提出“未来的文盲不是不识字的人，而是没有学会怎样学习的人”。学会利用网络信息资源学习知识，是目前获取知识的一种重要途径。因此，如何引导学生利用动物生理学相关的实验网络资源获取知识，是动物生理学实验教学应该思考的一个内容。
一、传统生理实验课程教学存在的问题
动物生理学是研究正常动物生命活动现象及其规律的科学，在生命科学中占有很重要的地位，是农业院校的一门专业基础课。其授课范围包括动物科学、动物医学、动物生物技术、食品科学等，在人才培养目标体系中处于重要地位，为后继课程的学习奠定基础。动物生理学的很多知识都来源于实验，因此动物生理学实验课的教学就显得尤为重要，很多学校包括东北学业大学（以下简称“我校”）已经把它单独设置为一门课程，可见动物生理学实验的重要性。作为高等教育中的重要环节，动物生理实验教学不仅能提高学生的实验操作能力，巩固加深学生对动物生理学理论知识的理解，有助于学生促进理论知识与实践操作的有机结合，而且对学生自主学习、独立思考、实践技能的培养大有裨益。
传统的动物生理学实验课教学方式大多是教师对所做的实验原理和操作步骤以及实验注意事项进行讲解一实验示教一学生操作一教师总结，学生被动接受。在实验教学中，受学时所限，实验教学内容的安排只能以经典的实验为主，学生只是机械性地重复这些实验。此外，实验所需的设备使用过于频繁，这会对实验教学的实际效果产生影响。
仅仅通过课堂实验教学，学生虽然对所操作的实验内容有初步的认识，但是认识不深刻。在这种情况下，学生实验的重心往往放在实验的“正确性”上，盲目地看重实验步骤及结果是否表现为“理论现象”。如在刺激与反应的关系——神经干动作电位的引导中，有的学生因结果出现“倒置”的图像（与原图像方向相反）而否定了整个实验操作。由于缺乏对实验的深入理解，学生在实验中遇到突发问题时无法解决;由于害怕犯错，学生其忽视了在实验中独立思考的重要性。此外，虽然动物生理学实验课目前已单独设立一门课程，但是依然存在实验课教学课时不够的问题，每次实验课在有限时间内教师很难做到考查每名学生的预习情况，很难对实验过程中出现的问题进行全面指导，传授给学生的知识也有限，拓展深度不够，学生很难做到每个实验都做，对出现问题的部分或感兴趣的部分也没有反复做的时间。这影响了学生对动物生理学实验学习的积极性和对动物生理学知识掌握的灵活性。
二、网络信息资源在自主学习动物生理实验中的应用
在动物生理实验的自主学习过程中，丰富的网络信息资源便于学生完成课前预习、课后答疑以及课外拓展。以教学大纲内“刺激与反应的关系——神经干动作电位的引导”为例，学生在课前上网查阅得知神经干动作电位的产生原理，在观察神经干动作电位的图像时，通过自主学习进一步得知，神经干是由许多粗细不等的有髓鞘和无髓鞘神经纤维组成的混合神经，实验所测得的传导速度实际为复合电位的传导速度。蛙的坐骨神经中以Aa类纤维为主，所以实验结果中显示的实际上主要是Aa类神经纤维的动作电位。知识的拓展使学生对于测定神经干动作电位的传导速度充满兴趣，希望通过实验检验查阅的理论数据。在这个过程中，丰富的网上教学资源为学生自主学习生理学实验相关内容提供了极大的便利。
学生上网着重学习神经干动作电位传导速度测定的原理，并经过搜集相关实验内容，分析整合制定了测定蛙的坐骨神经傳导速度的实验方案，逐步整理出了实验步骤及相关实验仪器用具的连接处理。实验的最初阶段，由于实验器械的不同，导致了刚开始几次实验的失败。学生积极通过网络查阅相关资料，并就疑难之处和教师沟通交流，向研究生学姐学长请教，通过发现问题、分析问题、解决问题逐渐整合出合理的实验方案。在这个过程中，教师可以较为直观地观察到学生进行学习活动中思考和解决问题的过程，便于发现学生的特点，促进学生自主学习能力的提升，有助于因材施教。
三、利用网络信息资源进行自主学习充实课堂教学的方法
“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”恰当地利用网络信息技术可以让学生提高学习效率，对学习任务进行合理划分，而主动获取信息、思考解决方案，有助于学生科研能力的提升。移动互联网学习作为一种未来的学习模式在数字化学习的基础上通过有效结合移动计算技术带给学习者随时、随地、随身学习的全新感受。在测定蛙的坐骨神经动作电位传导速度实验中，网上相关实验课的教学资源为学生的实验设计提供了科学、有益的参考。 在实验操作方面，学生上网观看蛙的坐骨神经剥离的教学视频，细化了蛙的坐骨神经一胫腓神经标本的制备步骤，记录相关注意事项，为实际操作打好基础。在仪器使用方面，实验室使用的神经屏蔽盒的种类与网上查找的资料不同，BL-420生物机能实验系统近几年不断更新换代，通道引线的连接与查阅的教学材料中存在差异，导致产生的实验图像与网上查找的理论图像不符。为了更好地进行实验，学生借助网络找到了BL-420s系统的操作说明，通过进一步学习操作流程以及引线的连接原理，修改仪器的连接方式，从而改进了实验步骤与参数设定，最终得到了正确的图像。
在实验过程中，自主学习锻炼了学生看待问题的角度。一般情况下，蛙的坐骨神经传导速度为35-40m/s，而学生的实验结果与理论数值差异过大。对于这一问题，学生与教师沟通了实验的操作步骤和影响因素，进一步巩固了测定坐骨神经动作电位传导速度实验中每一步骤的具体原理，并在教师的提醒下注意记录仪器连接和实验数据，针对实验中的现象尝试从根本上分析误差产生的原因。网上相关实验知识的分享使学生在分析现象时有思路可循，这为制定解决方案提供了有效依据。
整合搜集的资料，小组成员总结了实验的影响因素和注意事项。
实验设计上是否为平行测定影响结果的准确性，应保持平行测定，保证实验条件相同，尽量选择体型相近的蛙做实验。在实验操作上，应始终保持神经湿润，在剥离神经后立即放入任氏液中，保证神经与神经屏蔽盒内的电极充分接触，并且在整个实验过程中，用滴管小心地滴加适量任氏液;实验操作过程中，如果神经在静电屏蔽盒内处理不当，就容易引起电极短路。学生改进为将剪裁好的滤纸片用任氏液浸湿后放人屏蔽盒内以保持神经湿润。此外，环境会对生物信息采集系统的运行产生影响，应尽量保持实验处于安静状态，避免实验室内大型仪器发出噪音对实验结果测定产生干扰，尽量避免桌面的震动。
经过一系列的资料查找与学习，学生对神经传导速度测定有了更深刻的认识。一些疾病如2型糖尿病、尿毒症、多发性肌炎等会产生神经病变，导致神经传导速度异常。通过测定动作电位的传导速度和观察动作电位图像的波幅，可评定周围神经传导功能，判定周围神经有无病变和发现亚临床神经损害，用于疾病的I临床诊断和预后的判定。哺乳动物中的白鼠与人类的代谢类型、生理病理方面较为接近，在科学研究中，多以大鼠为模型，通过测定神经传导速度研究疾病发生机理，观察药物对于神经传导速度的影响，从而检测药物的治疗效果。
学生对神经传导速度相关背景知识的延伸，引发了他们进一步对实验探究的兴趣，希望比较哺乳动物与两栖类动物神经传导速度的测定后方式的异同。由于本科实验教学内容不涉及哺乳动物神经传导速度实验，实验室没有测定大鼠载体神经传导速度的挂钩，在实验室购买的大鼠载体神经传导速度挂钩未到的情况下，学生通过查找网上的信息了解大鼠载体神经传导速度挂钩的具体作用后，学生小组成员决定自行设计组装器材制作固定电极代替挂钩。他们最开始尝试用铁架台缠绕引线并用胶带固定的方式代替排针，但铁架台对于电刺激的传递产生干扰，于是改为用木质的试管夹，将引线缠绕在其上，用胶带固定，而后固定在铁架台上以避免人为因素产生的误差。经过多次的测定后学生发现，实验数据趋于稳定。这一结果令小组成员十分兴奋。著名创新、创造力专家Ken Robinson曾谈道：“如果你没有准备好犯错，你将永远不会想出原创性的东西。”主动思考与创新让学生体会到了实验的乐趣，更让学生收获了一种成就感。
四、合理利用网络信息资源
（一）辩证看待网络信息资源，坚持独立思考
丰富的网络信息以及获取方式的简便对知识的学习有积极的一面，但是这也带来了信息获取的片段性、时效性和准确率降低等问题。“尽信书，则不如无书。”一方面，专业的网上教学平台的数量有限，网络教学资源的质量参差不齐，部分“新鲜出炉”的重要资讯往往为有偿分享或存在查看权限，这导致了学生所获得的信息资源更新速度慢，学生难以快速便捷获取相关方向科研的最新动态。另一方面，网络在提供海量数据资源的同时，也使快速获取有效资料具有一定难度。当针对某一问题的搜索有多种结果或存在质疑时，学生应及时与教师沟通探讨，对参考资料的可靠性和完整性进行进一步求证，学会筛选、辨别材料的实用性，不能盲目照搬。例如在测定大鼠神经干的动作电位时，实验步骤网上介绍了在体直接测定、在体间接测定和离体直接测定三种方法，结合实验目的和实际实验室器材配备的情况，在体直接测定的方法更适用于本次试验，便于学生测定大鼠的神经干动作电位传导速度的准确数值，有助于减小误差。并且在给大鼠注射1%戊巴比妥溶液进行麻醉时，应结合每千克体重标准用量与实验大鼠个体的体况评估是否需要追加注射或者适当减少用药。
（二）引进现代化教育技术，提升网络自主学习平台质量
近年来随着互联网+教育的快速发展，各高校分别推出了实验生理科学线上精品课程、“翻转课堂”等新的教学模式。实验生理科学线上精品课程和“翻转课堂”教学方式的出现能从根本上对教学结构进行改革，并且能充分发挥网络平台教学与课堂面授的优势，通过线上学生自主学习与线下教师互动教学有机结合，有效提高师生之间的教一学能动性。此外，像手机微信公众号（如山西动物生理实验平台）的建立与完善，以及目前许多公司基于互联网技术架构研发在线虚拟教学实验平台的建立与推广使用，这些都为学生根据个人的学习习惯自主安排学习进度提供了便捷，有助于学生提高自主学习的能力。随着计算机、各种分析软件等现代化教育技术在实验实践教学中的应用，生物机能学实验系统经历不断地更新优化从BL-310、BL-410、BL-420E到BL-420F，以适应时代的要求。这改变了传统动物生理实验教学模式，形成由计算机控制的综合性实验仪器系统，可同时记录多种生物信号，有效提高了实验的准确性，令学生可以快速掌握实验技能。
（三）明确学习目标，端正学习态度
网络信息技术是一把双刃剑。学生在运用互联网进行自主学习时，应端正自己的學习态度，树立明确的学习目标，自觉抵制不良信息的诱惑，增强自控能力。如今兴起的碎片化的阅读和信息传递方式使学生的注意力易被其他信息转移，并且在查找资料过程中弹出的大量相关搜索会扰乱学生的思路，影响学生的学习效率。因此，学生应当认识到这一点，当针对明确的学习任务去上网查找资料时，基于自己的兴趣浏览网页的推荐内容并不是学习，最好将问题集中在一起，再统一围绕中心问题查找有关资料，不要受相关信息的影响，以免打乱自主学习的节奏。
此外，网络存在一定局限性。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”学生依托于网络的线上学习与实际操作存在一定的差别，实际动手操作中获得的感官体验是网络学习不能替代的。
五、结语
随着网络技术的快速发展，动物生理实验课程的学习将朝着更自主化的方向前进。采用线上自主学习动物生理学知识与实践操作相结合的方式可以一举多得，不仅可以在结合实验课堂教学内容需要的前提下，最大限度地增加课外知识，还能激发学生学习生理学实验的积极性，开拓学生的视野，产生1+1远大于2的效果。网络信息资源在学生自主学习中的良性应用将有助于推进动物生理实验教学的改革，提升学生的综合能力，有利于培养现代社会的高素质智慧型人才。
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