動物形態學

動物形態學形成於公元前四世紀。達爾文進化論的創立使形態學研究獲得飛躍發展，19、20世紀初，宏觀形態學研究已相當深入。綜觀動物形態學發展趨勢，形態與功能多樣性、應用形態學、發育形態學、生態形態學和神經生

物學中的形態學成為前沿課題。我國動物形態學發展現狀是：無脊椎動物形態學雖有相當成就，但與國外差距甚大；在原索動物和脊椎動物研究方面，文昌魚的形態發生研究曾居世界先列，但在研究對象、領域和方法學方面有待進一步開拓；在生物學和醫學方面雖取得了豐碩成果，但與國外差距十分顯著。我國近期的發展戰略應考慮搶救和建立傳統形態學的研究隊伍；培養新型的形態學研究學術帶頭人；有重點地開展動物形態學的全面研究，重點是教學必需的重要代表動物，我國特產、瀕危物種動物和經濟動物。

一、原生動物

(1)身體由單個細胞構成。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，它們的形態結構和生理功能在現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，諸如應激性、運動、呼吸、攝食、消化、排泄以及生殖等。由細胞質分化出各種細胞器來實現相應的生命功能。例如用來運動的有鞭毛、纖毛、偽足，攝食的有胞口、胞咽，防衛的有刺絲泡，調節體內滲透壓的有伸縮泡等。

(3)營養方式多樣

一是植物性營養，又稱光合營養，如綠眼蟲等；二是動物性營養，又稱吞噬營養，如變形蟲、草履蟲等；三是滲透性營養，又稱腐生營養，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，統稱為海綿

(2)體型多數不對稱。

(3)沒有器官、系統和明確的組織。

(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對稱發展的中間形式。

(2)具有兩胚層，這兩層細胞是胚胎髮育到原腸胚時期所形成的外胚層和內胚層。出現原始的消化循環腔，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、感覺細胞和神經細胞，其中上皮組織佔優勢。

(4)具原始的肌肉結構：上皮細胞內包含肌原纖維，上皮與肌肉沒分開，稱皮肌細胞。

(5)具原始的神經系統——神經網，是原始的神經組織。

(6)代表動物：水螅、藪枝螅。

為了有效地將以研究形態結構為主的課程教學提高到一個嶄新的水平，結合動物醫學院實驗室近三年來建設的情況，本文從構建動物形態學課程的必要性和動物形態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學實驗課程的教學質量。這對於培養動物醫學、動物科學、動物藥學和動植物檢疫專業的學生的專業知識結構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，湖南農業大學動物醫學院基礎實驗室被列入了省基礎示範實驗室建設範圍。屬於該實驗室之一的形態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結構的課程組成。由這些課程所構成“動物形態學”是動物科學專業、動物醫學專業、動物藥學專業和動植物檢疫專業的一門必修的專業基礎課。動物形態學實驗是這門課程的一個十分重要的組成部分，它十分強調實踐技能與動手操作技能的培養，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量，結合我們實驗室近三年的建設情況，本文將談一談我校動物形態學實驗課程體系的構建及實驗教學的改革。

1動物形態學實驗課程體系構建的背景

以前動物形態學實驗教學沒有達到其應有的效果。其原因主要在於以下三個方面：第一，“以課程為中心”的教學模式使本屬於形態學研究範圍的課程沒有進行整合，而是每一門課程都有相對應的獨立的教研室和實驗室，分別獨立完成教學任務。第二，在傳統的教育模式影響下，本應體現整體性的知識被人為地分成獨立的幾塊。例如：解剖學科講“腎臟的組織結構”時講授了腎臟的位置、形態、大小、結構、質地、光澤、顏色和它與周圍組織結構的關係以及腎臟為什麼會具有排泄功能；組織胚胎學課程講“腎臟的顯微結構及其與功能的關係”時也講大體的解剖學結構；病理學課程講授疾病狀態的腎臟為什麼會出現排泄功能紊亂時必將正常腎臟組織的大體結構和顯微結構再一次進行學習。這樣，“腎臟的結構與功能”這一完整的知識的學習就在二年多的時間內由三門課程分割成為三段完成。結果是，每講一門課程時必有一定程度的重複，同時又都不是一個完整的知識體系。這樣，在形態學實驗教學中過分地強調課程界限，沒有注重系統性和整體性，從而不利於學生把握知識的連貫性。第三，按照傳統的教學計劃與教學內容來講授形態學範疇的各門實驗課時，由於存在相互獨立教學的問題，有些實驗內容重複、實驗方法相近，許多儀器設備相同。這樣，學校有限的經費不僅是分散投資，而且又是一定程度的重複投資。從而學校對各課程實驗教學經費投入不足，儀器設備陳舊，各課程所在教研室的儀器設備利用率低。

2動物形態學實驗課程體系的構建

2.1將所屬形態課程的實驗有機地融合為一門“動物形態學實驗”課程

基礎獸醫學中形態課程包括“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容。由於這些課程同屬形態學科，其實驗內容均涉及到組織形態結構的變化，有相當大的共性，在實驗內容、實驗方法和實驗設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“動物形態學實驗”。學生通過開設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容）、從正常結構（動物解剖學、動物組織胚胎學研究內容）到異常結構（動物病理學的研究內容）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，學生能了解並掌握形態學科在科學研究中常用的方法、手段和實驗設計思路。這樣學生既鞏固了已學過的理論知識，又發揮了他們的主觀能動性，強化了他們的基本操作技能。

2.2重新構建新的實驗類型

傳統的實驗教學基本上都遵循一個模式，即老師講解實驗目的要求、原理、操作方法和注意事項等，然後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於驗證性的，在實驗過程中，學生只好循規蹈矩、照葫蘆畫瓢。經過近三年的實踐，我們在有限的時間內減少了常規的驗證性實驗項目，增加了綜合性和創新性實驗項目。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於學生基本專業技能的訓練、主觀能動性的發揮、科研能力的培養、綜合能力的訓練和創新思維的培養與提高；也無法充分挖掘學生的學習潛能，提高學生的學習慾望和熱情。基於上述原因，我們對老的實驗項目類型進行了一定的調整：將原來的幾個單純的驗證性項目合併為一個綜合性項目，將原來的綜合性實驗項目根據學科當今的發展趨勢改造為創新性實驗項目。綜合性和創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，強調學生從多角度多範圍製造致病因子，複製多種疾病的動物模型，然後要求學生通過前面所學到的大體解剖方法、組織結構顯微觀察的方法以及有關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後才能推測出發病的作用機制，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，如：既要懂得常規解剖方法、組織製片技術，又要懂得屍體剖檢方法。儘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裡得到了淋漓盡致的體現。

2.3構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製作（包括正常和病理組織石蠟切片的製作）等幾部分構成。這種舊模式的實施，沒有將動物形態學所有課程所要掌握的基本技術囊括進去，學生沒有自始至終將一個實習項目的所有內容進行鞏固與加深，並在此基礎上產生探索性的新理念和觀點。自從我們購置投影儀、數碼裝置、多媒體互教顯微系統、徠卡冰凍切片機和櫻花切片機等重要實驗設備以來，我們對教學實習的內容進行了一定程度的擴充，組建了動物形態學教學實習平台。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容，又可以讓他們的潛能得以自由充分的發揮，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“特種經濟動物（貓和狗）的比較解剖觀察及動物組織實驗技術”與“動物疾病模型的複製”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濟動物與一般家畜家禽各大系統器官的形態結構差異的感性認識，又可以通過對這些感性認識進一步比較分析，然後查閱大量資料，找出這些差異是如何與其生活習性和生理功能相互聯繫起來的。由上述可知，經過這一項目的實習，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，學生自行複製動物疾病模型，作好實驗記錄，如體溫情況、精神狀態等，然後作屍體剖檢，對系統病理學進行觀察、在老師的誘導下製作病理大體標本和眼觀重要器官的病理變化，製作病理切片和觀察切片，獲取實驗結果並撰寫小論文，小組論文答辯和討論。通過這一系列內容的學習，學生既可以複習前面所學病理實驗內容，又培養了他們的嚴謹務實的科學態度和科研作風，為他們進一步深造創造了一個良好的開拓創新環境和條件。

3動物形態學實驗教學的改革

3.1實驗教學方法的改革

“動物形態學實驗”的特點決定了它與以往實驗教學的方法不同。不能按傳統的觀念，僅將實驗作為理論教學的一種延續輔助手段，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上的認識和區別。而“動物形態學實驗”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果並重。這樣，在教學方法上就不應該項遵循傳統的“程序式教學法”，在教學手段上提倡學生多動手操作，參與實驗設計，使他們在整個學習過程中由被動變主動，激發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下的羊，另一頭為疾病狀態下的羊。每個學生班分為二小組，其中一小組宰殺正常狀態下的羊，另一組宰殺疾病狀態下的羊，然後在教師的指導下，由學生親自主刀將各頭羊進行活體解剖。最後學生對兩種狀態下的羊的各大系統、重要神經和血管、肌肉進行仔細地觀察，從大體解剖上找出正常狀態下和疾病狀態下組織器官的差異性，然後動手取材製作正常狀態和疾病狀態下重要器官的組織切片，從顯微鏡下找出這兩種狀態下這些器官的顯微結構有什麼不同，分析原因並得出結論。通過這一綜合性實驗的實施，我們發現，這種“以學生為中心，以教師為導向”新的實驗教學模式所產生的效果與傳統方法所產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果而忽視實驗過程的現狀。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造潛能都得以充分的體現。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“寬範圍”的想象空間去求異思維，最終使一個個較複雜、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》這兩門形態課程實驗的共性是都需要藉助生物顯微鏡來認識器官組織的顯微結構特點，而且組織切片的觀察在這兩門課程的實驗中佔有相當大的比重。傳統的教學安排是每次實驗當中，每個學生使用一台顯微鏡，各自觀察本次實驗所規定的組織切片，然後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。最後的結果是，作為一個班集體，有少數部分優秀的學生還是能看懂本次實驗所有的組織切片，並完成實驗報告；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構，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於一邊，全部精力用於完成生物匯圖。這種狀況產生的重要原因之一是教學設備的陳舊，舊的教學設備的使用無法架起師生相互聯繫的橋樑。儘管我們曾經對實驗課堂教學形式作了一定程度的改革，學生每次實驗課後的收效與以前相比還是有很大的提高。但由於設備的限制，我們還是認為結果不太理想，在有限的時間內實驗教師無法對每一位學生掌握實驗內容的情況了如指掌。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容，形態學功能室於2005年購置了一套新的形態學實驗教學設備“DLT2000多媒體互動顯微示教系統”。該設備包含有：攝像系統、圖像管理系統、圖像分析系統、Nikon顯微鏡、語音傳輸系統、學生對講終端、主控桌台、主控電腦、圖影儀和顯示屏幕等主要構件。自從使用這套設備后，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於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。這一設備的另一優點是，如果學生在實驗過程中遇到看不懂的結構時，可以通過語言傳輸系統和學生對講終端來實現與教師的交流和溝通，然後教師可通過Nikon顯微鏡和攝像系統將這位學生所指示的結構通過圖影儀和顯示屏幕現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備，每位學生能很好地完成每一次實驗內容，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試顯微鏡以指導他們去找到其所需的組織結構，達到了一舉多得的效果。

3.2.2多媒體教學設備的使用，增強了動物形態學實驗教學的形象性和生動性

形態學課程實驗是始終貫穿“形態結構的觀察”這一條線索。形態結構的認識單純憑紙上談兵達不到應有的學習效果，而且學生會覺得單調和枯燥。為了配合形態學實驗教學“理論聯繫實際、大體聯繫鏡下、病理聯繫臨床、局部聯繫整體”的指導思想，形態學功能室廣泛收集了大量的圖片資料，製作了一批精製優美的實驗教學課件，這些課件美觀莊重、圖文並茂、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，體現了良好的師生互動能力。