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1、基于“三层次”实验教学的运动生理学实验教学新模式探索崔建梅 于芳 贾谊 李治（中北大学 体育学院，山西，太原，030051）摘要：运动生理学为体育院校诸多专业的必修课程，实验教学是必不可少的环节。为了改善学生运动生理学实验学习的效果，本文分析了现阶段运动生理学实验教学中存在的问题，提出了“基础型”、“综合型”及“设计型”三层次实验教学的新思路和实施方法，教学实践表明，三层次实验教学有效地提高了运动生理学实验教学水平，培养了学生的动手能力、分析问题能力和实验设计，取得了良好的教学效果。关键词：三层次实验教学；运动生理学实验；新模式探索New Teaching Model Exploration
2、of Exercise Physiology Experiment Based on Three Layers Experiment TeachingCUIJianmei YUFang JIAYi LIZhi(PhysicalInstitute, North university of China, Taiyuan Shanxi 030051, China)Abstract: Exercise physiology is a compulsory course for several majors in sport university, in which experimental teach
3、ing is very important part. To improve the exercise physiology experimental teaching effect, new ideas and implementation method of the three 1evels of experimental teaching system consisting of basic comprehensive contrivable experiment are presented by analyzing current problems in Exercise physio
4、logy experiment teaching. Teaching practice shows that the three-level experiment teaching system effectively improve the teaching level, cultivate the students handling ability, problem analysising and experiment designing ability in the sports physiology experiment and it has gotten fine teaching
5、effects. Key words: Three-level experiment teaching; Exercise physiology experiment; New teaching model Exploration国家十二五教育规划纲要指出，要大力实施人才强国战略，创新教育方式，突出培养学生科学精神，创造性思维和创新能力，而培养和造就高素质的人才必须对现行的高等教育教学理念与模式进行改革，探索新的教学模式，实验教学是当前教学体系整体的组成部分，它对学生创新和实践能力的培养具有十分重要的作用，就这方面来说，实验教学比理论教学更显得更为重要，因此作为锻炼学生动手能力的重要过程，实验
6、课的教学也越来越受到教育管理部门及高等院校的重视。运动生理学实验属于人体生理学实验的一部分，是高等体育院校学生主修实验的基本部分，运动生理学实验课程目的在于通过实验使学生初步掌握运动生理学实验的基本操作技能，验证课堂教学中所学习的基本理论知识，培养实际工作能力，通过实验养成科学求实的工作作风，为今后从事生理学教学，指导运动训练以及开展科学研究奠定基础。目前生理学实验教学还停留在验证基本理论这个层面，学生往往按部就班地验证理论课讲到的相关理论知识，再依据实验结果重述理论，从而忽视让学生走出课堂获取知识、拓宽知识结构的实验教学环节。因此，为了提高实验教学质量，进一步强化学生的实践能力和独立分析问题
7、、解决问题的能力，运动生理学实验教学方法的改革势在必行。1 现阶段运动生理学实验教学存在的问题运动生理学实验是体育院校必开基础实验课程，其内容根据运动生理学课程教学大纲所设置，运动生理学基本统一教材，因此在实验内容上来说，各个院系所开运动生理学实验内容基本一致，涉及骨骼肌收缩、血液循环、呼吸代谢、神经对肌肉的调节（动物实验）及身体机能评定等实验内容，实验涵盖了人体主要器官和系统部分，其中大部分实验为验证性，教学方法主要采用单项实验为主的小实验教学，他的优点是：学生通过验证性实验能较好地验证某些理论知识（比如通过青蛙坐骨神经-腓肠肌实验验证骨骼肌收缩与神经刺激的关系），加深学生对课堂理论知识的理
8、解和掌握，同时，亦有利于学生对基本实验技能、方法及能力的训练。但也存在弊端：1）由于课时的限制，学生一般不能参与实验的全过程，实验仪器的校准及准备、实验试剂的配置，学生对实验准备工作一无所知，缺乏独立开展工作的能力；2）实验教学教师以教为主，实验原理及目的、实验方法及步骤都由教师亲自讲解，学生按照教材及老师讲解的实验步骤及要求机械操作就可以完成对相关知识的验证，学生学习缺乏主动性，不利于学生综合素质的培养；3）实验项目多以验证性实验为主，综合设计实验较少，且要求较低，一般的实验设计及实验操作步骤均有老师讲解，学生只是实施具体操作，没有达到在实验设计、操作及科技论文的撰写等方面对学生进行全面训练
9、的目的。2 “基础型”、“综合型”及“设计型”三层次实验教学体系探索近年来，国内许多高校针对运动生理学传统实验教学体系存在的弊端，开展了丰富多彩的实验教学体系改革的研究，进行了多种有益的尝试。宁文晶的参与式教学法在运动生理学教学中的应用研究一文中设计了以师生共同“参与备课、参与课堂、参与探究创造、参与反思评价”为主的具体实施方案，发现运用参与式教学法不仅可以较大程度地激发学生的学习兴趣，开阔学生的思维，引导他们积极主动地参与教学活动，突出学生学习的主体地位，而且有利于教学信息的及时反馈及教师个性化的教学 1。宋丽莉等在植物生理学实验教学中根据学生认知特点建立相互衔接、渐进性的分层次实验项目体系
10、，对不同层次的实验项目采用多元化的导学方法和考核方法。同时通过植物生理学网络实验教学平台建设，积极探索与多层次的实验项目采用多元化考核方法，形成涵盖基础性实验-综合性实验-设计性实验的分层次实验教学体系 2。三层次实验教学是按照分层次、模块化、渐次递进的要求，将实验分为基础性实验、综合性实验和设计性实验三个层次，每个层次的教学有不同的培养目标、实验内容、教学方法。因此，建立涵盖“基础型”、“综合型”和“研究创新型”实验，以基础型为根本，以综合型为提升，以创新型及设计性实验为高级目标的复合型实验教学新体系是运动生理学实验提高学生动手能力，培养学生创新思维的重要保证 3。2.1 运动生理学基本实验
11、能力的培养对学生基本实验能力的培养主要安排一些必修验证性实验，学习基本运动生理学基本实验方法，培养学生的基本实验技术和能力，主要包括实验仪器设备使用原理、实验步骤及操作、数据记录和处理、实验结果的分析、实验报告的书写。要注意培养学生基本实验能力，如实验常用动物（大、小白鼠，青蛙）的生活习性及各种应用领域，设置的基础实验项目包括心肺功能的测试（心率、血压、肺活量、心电图及 polar 表的操作方法）；肌肉力量（握力、背力）的测试；人体反应时（声、光反应时）的测定；无氧功率及最大摄氧量的测试；血型的测试；动物实验微循环观察及坐骨神经腓肠肌标本制作及电刺激反应 4。培养学生的运动生理学实验能力的一个
12、重要方法是对上述实验需要的各种实验仪器的操作，有的仪器操作相对较难，比如 polar 表、心电图、Monark 功率自行车软件的操作，对学生实验过程中仪器的操作教师不要大包大揽，而是给学生讲解后由学生分组实验，亲自操作，以锻炼独立思考和解决问题的能力，调动学生学习的积极性。实验过程的出现仪器故障，要引导学生自己发现和克服。培养学生正确处理数据的能力，数据处理是运动生理学实验的一个难点和重点问题，决不仅仅是求平均值大小的问题，数据处理还需要统计学的相关知识，如果统计方法使用不当相同实验数据会因为数据处理的不同可能得出不同的结论。比如无氧功率测试的实验中，要求学生得到实验数据后不同项目之间进行比较
13、，比如足球专业学生与篮球专业学生无氧功率数据的比较，应该使用独立样本，如果错选了配对样本 T 检验，可能会使结果大相径庭。所以在上述实验过程中要引导学生正确处理数据，对不在正常范围的数据要找到原因，比如血压、心率及心电图结果异常时，一定要让学生找出引起数据异常的原因，是操作错误还是身体原因，对学生很重要。总之，在这一层次的教学中，教师应发挥主导作用，采取“详细讲解，教师示范，学生操作”的教学方法，学生要在教师的指导下，按要求独立完成实验，学习基本实验技能和方法。2.2 综合性实验能力的培养这个层次的综合设计性实验，是指学生运用所学知识和基础技能完成的实验。对培养学生理论与实际相结合、知识综合与
14、应用能力及对学生独立思考习惯的养成、创新精神的开拓都能起到很好的推动作用。在这一层次的教学中，采取教师提出要求，学生自己完成的方法，疑难问题教师可以提醒，但不要详细讲解，以培养学生自己设计实验能力和处理实际问题的能力，达到相对其自身能力的综合和创新。要注意适当引导和启发，如运动性疲劳的判断实验中，这个实验知识点较多，实验过程比较复杂，因此教师可以对学生设计的实验进行组后把关，给出相关建议，对设计方案进行逐一分析但不要象基础实验一样给出具体的方法和详细的步骤，但对学生普遍性的问题可以有针对性的进行讲解。由于综合性实验主要目的是培养学生综合应用知识能力，因此实验的难度及复杂度比验证性实验要高，所用
15、时间较长，因此实验组织形式不同于验证型实验，在时间上要充分保证，并且由于运动生理学实验涉及的仪器较多，对学生的综合知识要求较高，因此综合设计性实验大都安排在验证性实验教学完成后进行，在组织形式上，可由实验教师给出实验目的和实验条件，要求学生自己根据实验教材和理论课程及其他相关学科知识，分组，每组 5-6 名同学，每组同学通过查阅文献、根据实验仪器设计实验方案、完成实验准备、实施及分析到撰写实验报告。中北大学运动训练专业运动生理学实验为了与学生运动训练、比赛直接联系起来，增加了综合性实验训练水平的生理学评定实验中，通过测定受试者安静状态、定量负荷状态、最大负荷状态条件下的生理学指标评估受试者的训
16、练水平。这个实验知识点较多，实验过程比较复杂，涉及了心血管指标（血压、心率和心电图）、呼吸机能指标（肺活量、通气量等）、力量指标及反应时等测试，需要的仪器较多，而且还要分析不同训练水平的受试者不同机能状态下生理指标的变化，因此在安排上，必须分小组进行，一般 6 个学生为一小组，每个组有一名同学总负责，共同完成实验，最后共同撰写实验报告，实验小组之间在实验时间安排上要错开，以免实验仪器使用的冲突，在实验组织形式上，由于体育院校学生实验技能较差，实验教师要充分考虑，提前安排，有条不紊地指导学生开展实验。2.3 创新设计实验能力的培养这一层次的教学体现因材施教的原则，实验对学生全面开放，包括实验内容、实验时间、教学方法、仪器设备等。内容由实验教师根据学生的要求和实验室条件确定，减少盲目性、增强可操作性，教师只负责提供实验条件，具体实验设计、方法、步骤、数据采集处理、实验报告由学生自己独立完成，以培养学生的创新精神和发现、分析、解决问题的能力。创新型教学的实验内容不仅仅局限于教材内容，应鼓励学生运用实验来解决
