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增强“医学实验动物学”课程趣味性的教学探索

2022-10-13于鸿浩马基斯辜澜涛

科教导刊 2022年22期
关键词:动物学动物实验教学

骆 薇,于鸿浩,李 勇,马基斯,辜澜涛

(桂林医学院生物技术学院细胞与遗传教研室 广西 桂林 541199)

实验动物学是诞生于20 世纪中期的一门涉及多学科的交叉学科,其中包括医学、生物学、遗传学、畜牧学、微生物学、营养学、环境学、胚胎工程、基因工程、细胞工程、环境工程等。在生物、医学以及相关学科快速发展的今天,学习相关专业的学生和科研工作者数量也迅速增加,教学和科研中对动物的数量需求越来越多,也产生了许多不同种类的实验动物,比如通过基因编辑产生的各种疾病动物模型,另外对实验动物质量标准提出了新的严格要求。进行动物实验的次数也呈指数式增长。阐明了许多新的生命现象、疾病发生、药理、病理、生理的重要机制。毫不夸张地说,实验动物学支撑着医学和生物学的发展。所以,实验动物学课程的设置和建设越来越受到世界各国政府和广大科技工作者的重视。我们国家很多高校都对生物学和医学学生开设了实验动物学这门课程。如何在教学实践过程中提高教学质量,让学生学到相应的知识,掌握专业能力。在此,作者谈一谈在实验动物学教学实践过程中的体会和心得,总结几点理解和建议,与大家讨论交流。

1 实验动物学教学的现状

实验动物学是一门专门研究实验动物和动物实验的学科,是医学专业学生必须掌握的基础知识,进行动物实验也是医学专业学生所要掌握的专业技能。该课程融合了许多学科,包括动物遗传学、生化、生理、解剖、病理、微生物、营养、毒理、动物环境卫生与繁殖等学科。涉及的学科非常多,知识看似简单,但系统性和逻辑性不强,容易混淆,知识更新也很快。学生学习和老师教学都有一定的难度。在学习过程中,学生很少有机会形象具体地观察到实验动物的形态特征、生活习性以及生物学特性,更别说进行实际动物实验操作。因此很容易失去学习对实验动物学的兴趣。我们在教学过程中也发现越来越多的大学生对实验动物的接触和了解基本为零,相当多的同学对利用实验动物进行实验心存恐惧。因此,实验动物教学的重点和中心工作,应该是引导学生对实验动物产生兴趣。为了满足培养专业技术型和创新型生物和医学人才的要求,关于实验动物学的教学和课程建设,高等医学院校需要与时俱进,探索对实验动物学的教学实践进行改革和优化。本文以培养学生兴趣为出发点,探索从不同角度和途径对实验动物学教学,包括教学内容、教学方法、实验教学和考核办法等进行改革优化的方法。

2 优化教学内容

因为实验动物学牵涉的学科庞杂,所要讲授的内容缺乏系统性,在对学生讲授之前,就需要依据学生的专业特点和他们所具备的知识结构进行学情分析。我们对实验动物学的知识结构进行了概括,如第一章实验动物学概论和动物实验设计方法,可以抛出问题,让学生思考到底什么动物才是实验动物,实验动物具体有些什么用途,举例说明;怎样正确利用实验动物来研究我们关注的科学问题。围绕着这三个问题,引导学生在思考中掌握实验动物的应用价值及动物实验的常用设计方法。其中,我们首先以常用实验动物的生物学特性及其应用为主,来阐明实验动物的特点及其科研应用价值。然后将实验动物学概论和动物实验设计方法,动物遗传和微生物质量标准化及检测,动物饲养设施、环境、卫生防疫等标准化操作,现代动物实验技术、实验动物的选择和动物实验的准备作为本课程的重点进行讲述。让学生清楚医学实验中实验动物的选择及应用,比如各种人类疾病研究的动物模型,包括典型的近交系动物,杂交动物和基因突变系动物(免疫缺陷小鼠,肥胖症小鼠等)等。同时对胚胎工程和转基因技术产生的实验动物进行介绍,最终使学生构建起系统的实验动物学的知识,获得实验动物学相关的理论知识和实验技能。

3 优化教学方法

对于医学学生,不仅要求掌握实验动物学的基础知识,还应该掌握利用实验动物进行医学科研实验的基本技能,建立科学的实验思维。对于实验动物学的基础理论知识,采用生动、形象的教学方法进行讲述是完全可行的。在教学过程中,教师可以选取一些简单有趣问题或者例子作为切入点,首先激发学生对实验动物学的兴趣。比如可以利用实验动物学知识介绍一些受大众关注的热点科技前沿,采用问题型教学模式,在新课导入时设置一些有趣味性的情境,然后提出一些大家比较关注的问题。这样在课堂一开始就抓紧学生的注意力,使他们循着教师的问题而思考,激发出学生对问题答案强烈的好奇心和求知欲。

例如各种实验动物的生物学特性,可以先从它们在生物医学研究中的应用或科研案例进行讲述。我们先抛出问题:21 世纪危害人类身体健康的三大杀手(疾病)是什么?第一杀手——心脑血管疾病,如高血压;第二杀手——糖尿病;第三杀手——肿瘤,如乳腺癌。在此基础上引导学生思考,怎样来预防和治疗这些疾病——对这些疾病进行重点研究。那么我们直接把患有这些疾病的人作为对象进行研究是否可行——答案显然是否定的,对患者本身直接观察和分析是有限制的,非常不方便的,获得的结果也很难保证准确性。在医学研究中,唯一的办法是利用对应的疾病动物模型(它们也被当作人类的替难者)进行研究,其结论可能直接有益于人。进一步讲述一些生物学特性为自发性高血压的大鼠,如棕色BN 大鼠和白化SHR 大鼠,可应用于研究心血管疾病发生、病理和药物等方面;高发乳腺癌的DBA/2 小鼠和C3H 小鼠,可用于研究乳腺癌的发生和防治;另外突变系糖尿病小鼠,3―4 周龄血糖高达682mg/100ml,是研究糖尿病很好的疾病模型。最后结合学校相关的科研情况,介绍实验室一些老师具体的课题和科研案例。从学生熟悉的内容讲起,拓展学生的认知,有利于学生对未知知识产生求知欲和学习兴趣,在学习过程中加深学生对实验动物学知识点理解和记忆。

此外,我们教师在制作各种常用实验动物品系或品种的PPT课件时,可以增加各种实验动物的相关图片以及它们生活的动态视频材料。如果条件允许,甚至可以把活体实验动物带入课堂,让学生更加形象和直观地观察,将抽象而枯燥的理论知识变得具体和形象起来,方便学生感知、理解和记忆知识点,印象更加深刻。

最后,我们可以建立实验动物学习小组,在同一小组中,让学习成绩兴趣浓厚和成绩好的学生带动和督促其他学生。各个小组还可以根据不同的兴趣特长,开展一些实验动物学相关前沿问题的讨论和小课题研究。尽可能让更多的学生参加进来,得到充分的训练机会。学生通过实验极大地加深了对实验动物思考和了解,真正构建起他们的实验动物学知识框架。

4 提高实验教学的地位

实验教学是实验动物学教学实践中极其重要的部分,能够极大地印证、补充和拓展理论教学内容,同时对训练和培养学生的动手能力、探索和创新精神以及团队合作意识至关重要。实验教学的特点是通过实验操作将繁杂而抽象的课本知识形象化,具有较强的直观性和操作性,让学生系统且深刻地掌握所涉及的知识点,提高我们的教学效果。因此在实验动物理论教学的基础上,应该注重提高动物实验教学在课程中的地位。在教学过程中,教师可以采用虚拟仿真教学与动物活体实验教学两者搭配进行,还可以搭建开放实验室平台,生产标准的实验动物,提供便利和精良的实验条件给学生进行动物实验。同时要优化实验内容,包括基本动物实验操作,另外还可以指导学生开展创新实验和申请大学生创新项目,比如药物安全性评价和药效实验研究;肿瘤学实验研究;微生物、寄生虫病学研究;遗传学和遗传病学研究等。另外,我们会从课题的设计、实验动物的选择、实验操作过程中需要注意的细节以及动物实验中应注意遵从动物福利“三R 原则”等方面给学生以指导和实际帮助,增加他们的实验研究兴趣,强化他们的实验技能和动手能力。

5 优化考核方法

如果实验动物学考核学习的主要方式仅仅是理论基础考试,形式未免太过单一。这样使得很多学生为了应付考试,只是在考试前一段时间死记硬背一些重要知识点应付过关。学生对知识是否理解,或者能否运用这些知识动手做一些动物实验,解决某些实际问题,很难通过理论考试得到答案。所以仍需要对实验动物学学习成绩的考核方式进行优化和改革,传统的考核以理论考试成绩为主。我们的改革方向应该注重学生课外的教育,降低理论考试成绩的比例,甚至形成一套以实验操作成绩为主、基本知识考核为辅的考核方法。为培养动手能力强、实验技能扎实的学生打下基础。

6 实验动物学教学改革的展望

改革是发展的原动力,教学改革也是提高实验动物学教学水平的途径和原动力。以增加学生的学习兴趣为目的,从教学理念、内容、方法等方面进行优化、改革、创新。通过激发和调动学生的兴趣,最终让学生以积极主动和热情愉快的心态投入到实验动物学的学习中,成为学习的主人。这样才能真正让我们学生掌握深厚理论基础的同时,具备扎实的实验动手能力以及科研创新能力。相信通过对实验动物学教学实践改革和优化后,我校的实验动物学课程建设将会得到长足的进步和骄人的成绩,培养更多具有动物学科研实验技能,能够为社会医疗健康以及科研行业服务的实验动物学专业人才。

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