動物形態(tài)學
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動物形態(tài)學研究動物體內(nèi)外的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及它們在個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)展過程中的變化規(guī)律。動物形態(tài)學(AnimalMorphology)是動物學一支,該學科研究動物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及它們在個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)展過程中的變化規(guī)律。所含括的范圍很廣,可分為幾個科學:包括解剖學、比較解剖學、細胞學和組織學、古動物學和胚胎學等。
動物形態(tài)學 - 概述
動物形態(tài)學形成于公元前四世紀。達爾文進化論的創(chuàng)立使形態(tài)學研究獲得飛躍發(fā)展,19、20世紀初,宏觀形態(tài)學研究已相當深入。綜觀動物形態(tài)學發(fā)展趨勢,形態(tài)與功能多樣性、應(yīng)用形態(tài)學、發(fā)育形態(tài)學、生態(tài)形態(tài)學和神經(jīng)生
物學中的形態(tài)學成為前沿課題。我國動物形態(tài)學發(fā)展現(xiàn)狀是:無脊椎動物形態(tài)學雖有相當成就,但與國外差距甚大;在原索動物和脊椎動物研究方面,文昌魚的形態(tài)發(fā)生研究曾居世界先列,但在研究對象、領(lǐng)域和方法學方面有待進一步開拓;在生物學和醫(yī)學方面雖取得了豐碩成果,但與國外差距十分顯著。我國近期的發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)考慮搶救和建立傳統(tǒng)形態(tài)學的研究隊伍;培養(yǎng)新型的形態(tài)學研究學術(shù)帶頭人;有重點地開展動物形態(tài)學的全面研究,重點是教學必需的重要代表動物,我國特產(chǎn)、瀕危物種動物和經(jīng)濟動物。
動物形態(tài)學 - 幾種動物特征
一、原生動物
(1)身體由單個細胞構(gòu)成。大小一般在幾微米到幾十微米之間。原生動物整個身體就是一個細胞,是最低等、最原始的動物,它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能在現(xiàn)有各類動物中是最簡單、最原始的,反映了動物界最早祖先類型的特點。
(2)具有一般動物所表現(xiàn)的各種生活機能。作為完整有機體,它們同多細胞動物一樣,有各種生命功能,諸如應(yīng)激性、運動、呼吸、攝食、消化、排泄以及生殖等。由細胞質(zhì)分化出各種細胞器來實現(xiàn)相應(yīng)的生命功能。例如用來運動的有鞭毛、纖毛、偽足,攝食的有胞口、胞咽,防衛(wèi)的有刺絲泡,調(diào)節(jié)體內(nèi)滲透壓的有伸縮泡等。
(3)營養(yǎng)方式多樣
一是植物性營養(yǎng),又稱光合營養(yǎng),如綠眼蟲等;二是動物性營養(yǎng),又稱吞噬營養(yǎng),如變形蟲、草履蟲等;三是滲透性營養(yǎng),又稱腐生營養(yǎng),如孢子蟲、瘧原蟲等。
二、多孔動物
(1)最原始、最低等的多細胞動物,又稱多孔動物,統(tǒng)稱為海綿
(2)體型多數(shù)不對稱。
(3)沒有器官、系統(tǒng)和明確的組織。
(4)具有水溝系。
三、腔腸動物coelenterate
(1)體型呈輻射對稱。輻射對稱是一種原始的對稱形式,即通過身體的中軸,有多個切面能把身體分成相等的部分。兩輻射對稱是由輻射對稱向兩側(cè)對稱發(fā)展的中間形式。
(2)具有兩胚層,這兩層細胞是胚胎發(fā)育到原腸胚時期所形成的外胚層和內(nèi)胚層。出現(xiàn)原始的消化循環(huán)腔,有口無肛門,它的口既是攝食的口,又是消化后的食物殘渣排出的地方。
(3)出現(xiàn)組織分化。主要分化為上皮肌肉細胞、腺細胞、間細胞、刺細胞、感覺細胞和神經(jīng)細胞,其中上皮組織占優(yōu)勢。
(4)具原始的肌肉結(jié)構(gòu):上皮細胞內(nèi)包含肌原纖維,上皮與肌肉沒分開,稱皮肌細胞。
(5)具原始的神經(jīng)系統(tǒng)——神經(jīng)網(wǎng),是原始的神經(jīng)組織。
(6)代表動物:水螅、藪枝螅。
動物形態(tài)學 - 課程改革
為了有效地將以研究形態(tài)結(jié)構(gòu)為主的課程教學提高到一個嶄新的水平,結(jié)合動物醫(yī)學院實驗室近三年來建設(shè)的情況,本文從構(gòu)建動物形態(tài)學課程的必要性和動物形態(tài)學課程教學改革者二個大的方面論述了如何提高動物理學形態(tài)學實驗課程的教學質(zhì)量.這對于培養(yǎng)動物醫(yī)學、動物科學、動物藥學和動植物檢疫專業(yè)的學生的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)與實踐能力具有非常重要的意義。
2003年在湖南省教育廳的大力支持下,湖南農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院基礎(chǔ)實驗室被列入了省基礎(chǔ)示范實驗室建設(shè)范圍。屬于該實驗室之一的形態(tài)學功能室由動物生物學、動物解剖學、動物組織學與胚胎學和動物病理學等主要研究形態(tài)結(jié)構(gòu)的課程組成。由這些課程所構(gòu)成“動物形態(tài)學”是動物科學專業(yè)、動物醫(yī)學專業(yè)、動物藥學專業(yè)和動植物檢疫專業(yè)的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。動物形態(tài)學實驗是這門課程的一個十分重要的組成部分,它十分強調(diào)實踐技能與動手操作技能的培養(yǎng),實驗的重要性勿庸置疑。為了有效地提高這門課程的教學質(zhì)量,結(jié)合我們實驗室近三年的建設(shè)情況,本文將談一談我校動物形態(tài)學實驗課程體系的構(gòu)建及實驗教學的改革。
1動物形態(tài)學實驗課程體系構(gòu)建的背景
以前動物形態(tài)學實驗教學沒有達到其應(yīng)有的效果。其原因主要在于以下三個方面:第一,“以課程為中心”的教學模式使本屬于形態(tài)學研究范圍的課程沒有進行整合,而是每一門課程都有相對應(yīng)的獨立的教研室和實驗室,分別獨立完成教學任務(wù)。第二,在傳統(tǒng)的教育模式影響下,本應(yīng)體現(xiàn)整體性的知識被人為地分成獨立的幾塊。例如:解剖學科講“腎臟的組織結(jié)構(gòu)”時講授了腎臟的位置、形態(tài)、大小、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、光澤、顏色和它與周圍組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系以及腎臟為什么會具有排泄功能;組織胚胎學課程講“腎臟的顯微結(jié)構(gòu)及其與功能的關(guān)系”時也講大體的解剖學結(jié)構(gòu);病理學課程講授疾病狀態(tài)的腎臟為什么會出現(xiàn)排泄功能紊亂時必將正常腎臟組織的大體結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)再一次進行學習。這樣,“腎臟的結(jié)構(gòu)與功能”這一完整的知識的學習就在二年多的時間內(nèi)由三門課程分割成為三段完成。結(jié)果是,每講一門課程時必有一定程度的重復,同時又都不是一個完整的知識體系。這樣,在形態(tài)學實驗教學中過分地強調(diào)課程界限,沒有注重系統(tǒng)性和整體性,從而不利于學生把握知識的連貫性。第三,按照傳統(tǒng)的教學計劃與教學內(nèi)容來講授形態(tài)學范疇的各門實驗課時,由于存在相互獨立教學的問題,有些實驗內(nèi)容重復、實驗方法相近,許多儀器設(shè)備相同。這樣,學校有限的經(jīng)費不僅是分散投資,而且又是一定程度的重復投資。從而學校對各課程實驗教學經(jīng)費投入不足,儀器設(shè)備陳舊,各課程所在教研室的儀器設(shè)備利用率低。
2動物形態(tài)學實驗課程體系的構(gòu)建
2.1將所屬形態(tài)課程的實驗有機地融合為一門“動物形態(tài)學實驗”課程
基礎(chǔ)獸醫(yī)學中形態(tài)課程包括“動物生物學”、“動物解剖學”、“動物組織學與胚胎學”和“動物病理學”等可觀察到各器官形狀的基礎(chǔ)課程。其實驗教學主要是用肉眼或顯微鏡觀察組織標本以驗證課堂教學的內(nèi)容。由于這些課程同屬形態(tài)學科,其實驗內(nèi)容均涉及到組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化,有相當大的共性,在實驗內(nèi)容、實驗方法和實驗設(shè)備等方面有較大的重疊。為此,我們將這幾門課程的實驗融合為一門“動物形態(tài)學實驗”。學生通過開設(shè)的一系列實驗項目的學習后,能主動地將這幾門課程中相對獨立的有關(guān)知識彼此銜接、融會貫通,形成一個低等動物如何進化到高等動物(動物生物學的研究內(nèi)容)、從正常結(jié)構(gòu)(動物解剖學、動物組織胚胎學研究內(nèi)容)到異常結(jié)構(gòu)(動物病理學的研究內(nèi)容)變化的比較完整的認識。與此同時,通過這些實驗項目的學習,學生能了解并掌握形態(tài)學科在科學研究中常用的方法、手段和實驗設(shè)計思路。這樣學生既鞏固了已學過的理論知識,又發(fā)揮了他們的主觀能動性,強化了他們的基本操作技能。
2.2重新構(gòu)建新的實驗類型
傳統(tǒng)的實驗教學基本上都遵循一個模式,即老師講解實驗?zāi)康囊、原理、操作方法和注意事項等,然后由學生按照實驗指導按部就班地去做。這些實驗項目無論怎樣說都是屬于驗證性的,在實驗過程中,,學生只好循規(guī)蹈矩、照葫蘆畫瓢。經(jīng)過近三年的實踐,我們在有限的時間內(nèi)減少了常規(guī)的驗證性實驗項目,增加了綜合性和創(chuàng)新性實驗項目。因為驗證性實驗旨在驗證所學理論知識,加強學生對理論知識的理解和記憶。單純開設(shè)這一類型的實驗項目,遠遠跟不上當今時代變革和科技進步的步伐。與此同時,這一類型實驗項目無法將重點置于學生基本專業(yè)技能的訓練、主觀能動性的發(fā)揮、科研能力的培養(yǎng)、綜合能力的訓練和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)與提高;也無法充分挖掘?qū)W生的學習潛能,提高學生的學習欲望和熱情;谏鲜鲈颍覀儗系膶嶒烅椖款愋瓦M行了一定的調(diào)整:將原來的幾個單純的驗證性項目合并為一個綜合性項目,將原來的綜合性實驗項目根據(jù)學科當今的發(fā)展趨勢改造為創(chuàng)新性實驗項目。綜合性和創(chuàng)新性實驗項目能全方位多層次地鍛煉學生的綜合能力,也能發(fā)動學生將學過的知識運用到實際當中去,達到學以致用、舉一反三的目的。以實驗三十“動物疾病病理”為例,這是創(chuàng)新性實驗項目,在實驗實施的過程中,我們以實驗動物為研究對象,強調(diào)學生從多角度多范圍制造致病因子,復制多種疾病的動物模型,然后要求學生通過前面所學到的大體解剖方法、組織結(jié)構(gòu)顯微觀察的方法以及有關(guān)的理論知識來分析各種疾病的病理變化。在這一過程中學生無疑要通過肉眼觀察和顯微觀察各大器官的病理變化之后才能推測出發(fā)病的作用機制,這必須要求學生學會了前面的綜合性實驗項目中涉及到的實驗技術(shù),如:既要懂得常規(guī)解剖方法、組織制片技術(shù),又要懂得尸體剖檢方法。盡管這一實驗項目的開展需要較大的工作量,但他們的確學到了不少的東西,而且他們的聰明才智在這里得到了淋漓盡致的體現(xiàn)。
2.3構(gòu)建新的教學實習的模式
過去的教學實習由顯微測微尺的使用、室外照相、沖洗印相與放大以及石蠟切片的制作(包括正常和病理組織石蠟切片的制作)等幾部分構(gòu)成。這種舊模式的實施,沒有將動物形態(tài)學所有課程所要掌握的基本技術(shù)囊括進去,學生沒有自始至終將一個實習項目的所有內(nèi)容進行鞏固與加深,并在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生探索性的新理念和觀點。自從我們購置投影儀、數(shù)碼裝置、多媒體互教顯微系統(tǒng)、徠卡冰凍切片機和櫻花切片機等重要實驗設(shè)備以來,我們對教學實習的內(nèi)容進行了一定程度的擴充,組建了動物形態(tài)學教學實習平臺。新的教學實習模式既可以讓學生進一步回顧以前所有實驗項目內(nèi)容,又可以讓他們的潛能得以自由充分的發(fā)揮,以達到“各盡所能、人盡其才”的理想效果。比如:我們教學實習項目有“特種經(jīng)濟動物(貓和狗)的比較解剖觀察及動物組織實驗技術(shù)”與“動物疾病模型的復制”二個實習項目。通過第一個實習項目的學習,學生不僅可以獲得特種經(jīng)濟動物與一般家畜家禽各大系統(tǒng)器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)差異的感性認識,又可以通過對這些感性認識進一步比較分析,然后查閱大量資料,找出這些差異是如何與其生活習性和生理功能相互聯(lián)系起來的。由上述可知,經(jīng)過這一項目的實習,學生既可以對前面實驗過的動物的重要骨骼、肌肉、神經(jīng)和血管的大體解剖、各器官組織切片顯微觀察作進一步的回顧與熟悉,又可以將這些已獲得的技能進一步升華。通過第二個實習項目的學習,學生自行復制動物疾病模型,作好實驗記錄,如體溫情況、精神狀態(tài)等,然后作尸體剖檢,對系統(tǒng)病理學進行觀察、在老師的誘導下制作病理大體標本和眼觀重要器官的病理變化,制作病理切片和觀察切片,獲取實驗結(jié)果并撰寫小論文,小組論文答辯和討論。通過這一系列內(nèi)容的學習,學生既可以復習前面所學病理實驗內(nèi)容,又培養(yǎng)了他們的嚴謹務(wù)實的科學態(tài)度和科研作風,為他們進一步深造創(chuàng)造了一個良好的開拓創(chuàng)新環(huán)境和條件。
3動物形態(tài)學實驗教學的改革
3.1實驗教學方法的改革
“動物形態(tài)學實驗”的特點決定了它與以往實驗教學的方法不同。不能按傳統(tǒng)的觀念,僅將實驗作為理論教學的一種延續(xù)輔助手段,或僅讓學生在實驗課中加深掌握理論知識和鞏固一般形態(tài)上的認識和區(qū)別。而“動物形態(tài)學實驗”課程是要求學生了解實驗過程,在實驗室增加動手操作和參與實驗的機會,倡導實驗過程和實驗結(jié)果并重。這樣,在教學方法上就不應(yīng)該項遵循傳統(tǒng)的“程序式教學法”,在教學手段上提倡學生多動手操作,參與實驗設(shè)計,使他們在整個學習過程中由被動變主動,激發(fā)學生學習上的自信心和觀察事物的興奮感。以實驗三“羊的活體解剖”為例,每個學生班(26人)宰殺2頭羊,其中一頭為正常狀態(tài)下的羊,另一頭為疾病狀態(tài)下的羊。每個學生班分為二小組,其中一小組宰殺正常狀態(tài)下的羊,另一組宰殺疾病狀態(tài)下的羊,然后在教師的指導下,由學生親自主刀將各頭羊進行活體解剖。最后學生對兩種狀態(tài)下的羊的各大系統(tǒng)、重要神經(jīng)和血管、肌肉進行仔細地觀察,從大體解剖上找出正常狀態(tài)下和疾病狀態(tài)下組織器官的差異性,然后動手取材制作正常狀態(tài)和疾病狀態(tài)下重要器官的組織切片,從顯微鏡下找出這兩種狀態(tài)下這些器官的顯微結(jié)構(gòu)有什么不同,分析原因并得出結(jié)論。通過這一綜合性實驗的實施,我們發(fā)現(xiàn),這種“以學生為中心,以教師為導向”新的實驗教學模式所產(chǎn)生的效果與傳統(tǒng)方法所產(chǎn)生的效果有顯著的不同。它糾正了學生在課堂上僅僅重視實驗結(jié)果而忽視實驗過程的現(xiàn)狀。按照這種新的方法進行實驗教學,在教師的引導下每個學生的創(chuàng)造潛能都得以充分的體現(xiàn)。他們的思維可以伸延到大腦的各個角落,從而每個學生都為自己找到了一個“寬范圍”的想象空間去求異思維,最終使一個個較復雜、較深入的問題得以準確地解決。
3.2實驗教學手段的改革
3.2.1購置的新教學儀器設(shè)備顯著地增強了師生在課堂上的交流與互動的能力
《動物組織胚胎學》和《動物病理學》這兩門形態(tài)課程實驗的共性是都需要借助生物顯微鏡來認識器官組織的顯微結(jié)構(gòu)特點,而且組織切片的觀察在這兩門課程的實驗中占有相當大的比重。傳統(tǒng)的教學安排是每次實驗當中,每個學生使用一臺顯微鏡,各自觀察本次實驗所規(guī)定的組織切片,然后在課堂上完成生物匯圖,作為實驗報告上交。這樣,在觀察組織切片時,學生與學生之間、學生與教師之間互不相干,各自觀察自己的切片。最后的結(jié)果是,作為一個班集體,有少數(shù)部分優(yōu)秀的學生還是能看懂本次實驗所有的組織切片,并完成實驗報告;有相當大的一部分學生能完成實驗報告但只看懂了其中一部分切片結(jié)構(gòu),還有少部分學生根本就不去看顯微鏡,而是將顯微鏡和組織切片置于一邊,全部精力用于完成生物匯圖。這種狀況產(chǎn)生的重要原因之一是教學設(shè)備的陳舊,舊的教學設(shè)備的使用無法架起師生相互聯(lián)系的橋梁。盡管我們曾經(jīng)對實驗課堂教學形式作了一定程度的改革,學生每次實驗課后的收效與以前相比還是有很大的提高。但由于設(shè)備的限制,我們還是認為結(jié)果不太理想,在有限的時間內(nèi)實驗教師無法對每一位學生掌握實驗內(nèi)容的情況了如指掌。為了進一步提高我們的實驗教與學的效果,保證每位學生最大程度地掌握每次實驗內(nèi)容,形態(tài)學功能室于2005年購置了一套新的形態(tài)學實驗教學設(shè)備“DLT2000多媒體互動顯微示教系統(tǒng)”。該設(shè)備包含有:攝像系統(tǒng)、圖像管理系統(tǒng)、圖像分析系統(tǒng)、Nikon顯微鏡、語音傳輸系統(tǒng)、學生對講終端、主控桌臺、主控電腦、圖影儀和顯示屏幕等主要構(gòu)件。自從使用這套設(shè)備后,實驗教師通過主控電腦可以掌握每位學生在課堂上的學習態(tài)度,因為每位學生是否使用顯微鏡以及觀察切片的整個過程最終都歸口于實驗教師的主控電腦上了。同樣,學生通過圖影儀及顯示屏幕也可以了解其他同學是否在認真地觀察組織切片情況。這一設(shè)備的另一優(yōu)點是,如果學生在實驗過程中遇到看不懂的結(jié)構(gòu)時,可以通過語言傳輸系統(tǒng)和學生對講終端來實現(xiàn)與教師的交流和溝通,然后教師可通過Nikon顯微鏡和攝像系統(tǒng)將這位學生所指示的結(jié)構(gòu)通過圖影儀和顯示屏幕現(xiàn)場演示給每位學生看,直到他們弄懂。所以通過使用這套新的實驗教學設(shè)備,每位學生能很好地完成每一次實驗內(nèi)容,實驗教師與學生在課堂上的交流與互動性顯著增強。另外,老師上課也沒有過去吃力,因為教師就沒有必要對每位學生逐個調(diào)試顯微鏡以指導他們?nèi)フ业狡渌璧慕M織結(jié)構(gòu),達到了一舉多得的效果。
3.2.2多媒體教學設(shè)備的使用,增強了動物形態(tài)學實驗教學的形象性和生動性
形態(tài)學課程實驗是始終貫穿“形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察”這一條線索。形態(tài)結(jié)構(gòu)的認識單純憑紙上談兵達不到應(yīng)有的學習效果,而且學生會覺得單調(diào)和枯燥。為了配合形態(tài)學實驗教學“理論聯(lián)系實際、大體聯(lián)系鏡下、病理聯(lián)系臨床、局部聯(lián)系整體”的指導思想,形態(tài)學功能室廣泛收集了大量的圖片資料,制作了一批精制優(yōu)美的實驗教學課件,這些課件美觀莊重、圖文并茂、病變典型。通過使用多媒體教學,老師上課沒有過去吃力,上課時的形象性和生動性加強,學生學習時的趣味性和新奇感加濃,體現(xiàn)了良好的師生互動能力。
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