关于中医药院校实验动物学课程改革的几点思考

王灵芝 ，赵丕文 ，张硕峰 ，胡秀华 ，孙文燕 ，王如峰

（1北京中医药大学生命科学学院，北京1000102；2北京中医药大学中药学院，北京100102）

实验动物学（laboratory animal science）是20世纪50年代后期所兴起的一门研究实验动物和动物实验的综合学科。我校作为国家中医药重点院校，在本科、研究生等各层次均开设了该课程，通过理论与实践教学相结合，使得不同专业的学生对实验动物的法规、营养、环境、疾病控制等基本理论有所了解和掌握，同时能够学会如何正确选择和应用实验动物进行科学研究，为今后开展相关专业研究工作打下了扎实的基础。该课程的教学引起了广大教学和科研工作者的广泛关注[1]。然而，学生专业知识背景、学制及层次不同，与此同时随着生命科学的发展，诸如基因编辑新技术的出现，使得基因编辑动物广泛应用，这些都需要教学工作者重新思考教学方法和教学内容，以适应新时代的要求。

一、熟悉该学科的最新发展前沿与趋势

经过近一个世纪的发展，大约有200多种实验动物，和20000多自交系、近交系、遗传工程动物、疾病动物模型可用于科研与临床研究[2]。实验动物为诸如瘟疫、布氏杆菌病、白喉、破伤风、天花等许多传染性疾病的研究和治疗做出了巨大贡献。2019年岁末，由2019-nCoV引起的新型冠状病毒肺炎在全球肆虐，给广大群众的生命和健康带来了严重的威胁[3]，在疫苗研发过程中更加体现了实验动物学的重要性。此外，实验动物在低温麻醉、脑手术、心脏手术和器官移植等重要临床问题的解决发挥了巨大作用。随着转基因技术、基因敲除和敲入技术的发展，所获得的多种基因修饰动物可用于人类疾病的病理生理研究。科研工作者可根据科研需要从Jackon实验室、欧洲突变小鼠库、MMRRC（由美国NIH资助的繁殖、分销和冷冻保存基因修饰小鼠和小鼠ES细胞系的机构）、南京大学模式动物研究所或上海南方模式生物研究中心购买。因此，今后如何使用和关怀实验动物、实验动物资源问题，在药物研发和疾病研究中如何正确选择实验动物模型是我们教学工作者应该密切关注的该学科前沿问题[2]。随着该学科的发展，比较医学也引起了该领域专家的高度重视，它可以通过个体、器官、细胞和分子水平的系统类比研究，介绍各种实验对象与人类正常和疾病状态之间的本质联系，从而了解疾病发生的机制和规律，为寻找和严重更符合人类疾病研究和药物研发等需要的实验模型提供依据，作为实验动物学与医学的交叉学科，它重点研究人类与不同动物在医学问题中的异同，最终增进人类健康[4,5]。

二、重视伦理学教育

实验动物为医学发展起到了不可或缺的作用，实验动物福利与伦理备受关注，在教学过程中应该加强该方面的理论和相关法规的学习。让学生真正养成“尊重生命，科学、合理、仁道地使用动物”。将尊重动物生命的原则、保证相关人员安全原则、遵守人类道德标准的原则、必要性原则以及利益平衡原则贯穿在整个教学过程中[6]。3R（replacement,reduction,refinement）原则是实验动物学的灵魂，我们应该在全校范围建立动物实验设计委员会，所有涉及实验动物的实验方案应该将其整个实验设计、数据分析方法事先汇报给该委员会，从而确保动物实验的重复性同时获得尽可能多的有用数据。对于学习能力较强的学生，可以借鉴国外经验[7]尝试引导他们建立远程动物实验设计辅助平台，帮助初学者设计实验方案。在这过程中可以启发同学们不断思考如何优化计算机软件、信息反馈、统计学分析方法等科学问题，寓教于学，从而起到事半功倍的效果。教学中让学生明白人类必须善待动物，尊重和珍惜生命，尽量避免给动物带来损伤和痛苦，尽可能的给动物提供更多的福利。实验动物福利应该充分体现在生理福利、环境福利、卫生福利、心理福利和行为福利等五个方面。通过实验教学引导学生注意实验动物环境的清洁，特别是对于SPF级动物和免疫缺陷动物，从最基本的笼具清洁环节抓起。教学中可以肿瘤实验动物福利为例，使学生明白抗肿瘤动物实验设计的伦理学细节。同时注意被实验动物抓伤咬伤后急救措施的指导。为了更好的配合该课程的教学及科研，今后期望我们的动物实验整个实施过程都在动物伦理委员会的不断监督与管理之下，及时发现动物的异常状态，如相互咬伤、外观形态异常、甚至死亡，荷瘤鼠的肿瘤生长过大等情况，及时邮件或者电话通知课题负责人，以便采取措施。这样使学生通过实验动物饲养、动物实验规范以及人性化的操作对实验动物伦理学有一个全面清晰的认识。

三、增强与科研、医药企业的联系

大学的主要责任为教学、科研与服务社会。我们在任何课程的教学中都要贯彻该宗旨。在教学实施过程中，紧密联系科研实际，以增强学生的积极性与主动性。针对2019年末的新型冠状病毒性肺炎，我们在课堂中让学生明白 AIDS、SARS、埃博拉病毒登革热、禽流感等疾病仍然在全球散播，而实验动物在病原体-宿主相互作用、免疫调节、疫苗和治疗药物评价等方面发挥中药作用。同时引导学生思考：动物对新型病原体的敏感性如何？是否有相应的动物诊断试剂？是否有动物可以模仿疾病发生、发展的全过程？动物模型系统（animal model system）能够反映系统疾病的全过程，可弥补单个动物模型在疾病模拟中的不足，对于同一病原体，引发学生思考不同的动物模型系统在基因组、受体、免疫、病理学和传播能力等方面的有何异同？例如，秦川等成功建立SARS病毒感染恒河猴模型，增强学生的感性认识[8]。

四、灵活安排教学内容

中医药院校涉及中医学、中药学、药学、针灸推拿、护理学、生物工程等不同专业，有高职、本科、硕士生和博士生，学制差别也较大，他们对于该课程知识、实验技能的需求也不完全相同，因此需要根据不同的培养对象科学而又合理的安排教学计划，各有所侧重，真正做到因材施教，因人施教。对于硕士研究生来说，更应该侧重实验动物的选择、常用动物模型的选择与应用，中医药研究中证候模型是我们专业特色，要让学生明确中医证候与西医疾病的关系，证候模型研制中动物的选择、模型的诊断与评价体系、以及证病结合模型的设计；同时，研究生也应该注重实验动物遗传工程技术、行为学技术、分子影像技术，增加学生实验动手的机会，以提高实验课程的深度和难度；对于本科生来说，以基本法规、基本知识和基本技能为教学出发点，注意提高学生的学习兴趣，同时兼顾实验动物的新技术、新进展，比如基因敲除与敲入技术，基因编辑技术等，为将来的进一步深造打下坚实的基础。而对于高职学生除了基本知识讲授外，更应该注意实验方法的掌握和动手实践能力的培养，如动物的抓取、保定和标记；动物的给药方法、检查方法、麻醉和安乐死方法，使同学们更加熟悉常用实验动物的品系、习性、生理结构及实验方法，使他们能够真正做到训练有素。在所有的实验教学中要注重分析问题和解决问题能力的培养，用科学思维来理解实验动物学，培养学生的科学创造力。只有学生主动参与，而不是被动接受，才能最大限度的获得有效认知，提高学生的科学推理能力。

五、注意教学方法和考核方式的灵活性

教师要始终发挥教学的主导作用，勇于不断进行教学改革，顺应时代和科学发展的需要。实验动物学是一门交叉学科，集理论性、实践性与法律性很强的学科，同时中医药院校涉及的专业和学制又多样化，学生的专业背景不同，学习兴趣也不尽相同，为了满足学生自主学习、个性化学习的需求，可采取多种教学方法。可以利用“互联网+”平台，积极推进实验动物学的MOOC建设，将线上教育与传统的线下课堂教育相结合，积极开展实践教学改革[9]。针对新型冠状病毒感染肺炎疫情对我国高校的正常开学和课堂教学造成了一定的影响，教育部专门下发了《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》，各高校应在疫情防控期间开启线上课程平台，合理制定在线教学组织与实施方案。目前关于实验动物学课程的线上教学资源较少，为此中医药院校应该着手该课程教学视频的录制，及时通过校园网络公布教学资源，同时注意在线教学课堂纪律和考试纪律规章制度的制定，学生学习评价措施的完善，做好监督与执行。充分利用我们的教学BB平台、校内网络教学系统、公共课程服务平台等多种形式，开展线上教学、组织开展线上讨论、答疑辅导等教学活动，布置随堂作业，进行同步测验等学习考核；同时勇于探索该课程的演示实验和模拟实验。从而确保在非正常情况下，该课程教学的顺利进行。

实验动物学是一门集理论性和实践性于一体的课程，所以应该采用多种教学模式[10,11]。随着，教学理念的不断变化，教学形式不断革新，形成了多种教学模式，如讲授式教学 （lectcure-based learning，LBL）、 以 问 题 为 基 础 的 教 学（Problem-based Learning，PBL），以案例为基础的教学（case-based learning， CBL）、以团队为基础的教学（team-based learning，TBL）等。 这些教学模式各有优势，应该在教学实践中合理交叉应用，以提高教学质量。在去过讲授式教学作为传统的教学模式，传授信息量大，但是容易忽略学生的积极性和主动性。PBL是以问题为导向，以学生为中心的教学方式，备受全球医学院校的青睐。在实验动物学的理论知识的学习过程中可以采用LBL与PBL相结合的教学方法，结合具体教学内容，以问题为导向，以学生为中心，学生自学结合课堂讨论，加速学生对基础知识的理解和掌握。而实践教学部分，涉及到动物实验操纵和技能，应采用实验案例教学法和TBL模式相结合，通过具体的实验案例使得不同专业的学生对动物实验的抓取、固定、采血等实验技术和不同的动物手术有感性的认识，同时以团队为基础的学习，克服单人实际操作中遇到的困难，可促进学生间分工与协作意识，从而提升学习兴趣以及沟通和交际能力。此外，教学评价体系也应该逐渐改革，过去以试卷考试为主，由于在线课程的逐渐兴起，需要采用多种考评方式，比如实验课除了提交实验报告外，还可以鼓励学生设计实验方案，通过文献查阅，科学论文的撰写，提高其科学素质；也可让学生分组，选择和设计个性化和中医药特色的开放式实验[12]，既缓解了学生动手能力训练不足，也充分利用了实验资源。

总之，实验动物学是一门综合性交叉学科，是深刻推进中医药现代化的中药手段，直接影响着中药物质基础和作用机制解析的顺利进行，直接影响着中医药现代化进程。因此它在整个中医药教育中起着重要作用。我们应该清醒的认识到该课程与欧美高等院校的差距与不同，注重动物伦理学教学，改善动物福利，注重证候模型的研制，加大教学投入，改善该学科的教学基础条件和设施，注意该学科专业人才和教学人才的培养，提高教学质量，从而适应新时代对高科技人才和实验动物学科发展的需要。