將科學(xué)研究融入《醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)》課程教學(xué)初探

李秀芳 代 蓉 解宇環(huán) 淤澤溥

云南中醫(yī)學(xué)院藥理教研室，云南 昆明 650051

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醫(yī)學(xué)教育

將科學(xué)研究融入《醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)》課程教學(xué)初探

李秀芳 代 蓉 解宇環(huán) 淤澤溥*

云南中醫(yī)學(xué)院藥理教研室，云南 昆明 650051

《醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)》是生命科學(xué)領(lǐng)域中一門非常重要的綜合性課程，是云南中醫(yī)學(xué)院首批研究生優(yōu)質(zhì)課程之一，筆者對(duì)我校開設(shè)該課程近10年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，以期為進(jìn)一步提高該門課程的教學(xué)水平起到拋磚引玉的作用。

醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)；科學(xué)研究；教學(xué)

醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)是一門研究實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的綜合性新興學(xué)科，它融合了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)學(xué)、遺傳學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)等諸多學(xué)科的知識(shí)，具有很強(qiáng)的綜合性和交叉性，同時(shí)它的發(fā)展又推動(dòng)了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)和中醫(yī)藥學(xué)的發(fā)展，對(duì)科學(xué)研究尤其是生命科學(xué)研究起著越來越重要的作用[1]，目前，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)已逐漸發(fā)展成為一門具有自身理論體系的獨(dú)立學(xué)科[2]。醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)已成為高等醫(yī)藥院校多個(gè)專業(yè)研究生的一門必修基礎(chǔ)課。

由于必要的動(dòng)物學(xué)知識(shí)是進(jìn)行藥理學(xué)研究所不可缺少的，多本藥理方法學(xué)的專著如陳奇主編的《中藥藥理研究方法學(xué)》、李儀奎主編的《中藥藥理研究方法學(xué)》中都有專門篇幅介紹實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)知識(shí)，因此，云南中醫(yī)學(xué)院最初在中藥學(xué)專業(yè)研究生的“中藥藥理學(xué)通論”課程中用12個(gè)學(xué)時(shí)介紹了的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)知識(shí)。隨著研究生招生人數(shù)的增多，中醫(yī)學(xué)、針灸推拿學(xué)、藥學(xué)、中西醫(yī)結(jié)合基礎(chǔ)專業(yè)的研究生也要求學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的知識(shí)，于是筆者團(tuán)隊(duì)就將這部分內(nèi)容從“中藥藥理學(xué)通論”課程中獨(dú)立出來，并編寫了院內(nèi)教材，專門開設(shè)了“醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”課程，從課程開設(shè)至今已有十年的歷史，這對(duì)于我校普及醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的有關(guān)知識(shí)和提高研究生的動(dòng)手能力起到了一定的推動(dòng)作用。

云南中醫(yī)學(xué)院承擔(dān)研究生的“醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”課程教學(xué)的教師都是藥理學(xué)專業(yè)或相關(guān)專業(yè)的教師，他們擁有豐富的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行科學(xué)研究的經(jīng)驗(yàn)，這是該教學(xué)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在大多數(shù)老師動(dòng)物學(xué)知識(shí)相對(duì)不足的問題，因此，筆者針對(duì)“醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”在醫(yī)學(xué)院校教學(xué)中的重點(diǎn)是“動(dòng)物實(shí)驗(yàn)”，與農(nóng)業(yè)院校的重點(diǎn)是“實(shí)驗(yàn)動(dòng)物”有所不同，為揚(yáng)長(zhǎng)避短，該教學(xué)團(tuán)隊(duì)將大量科學(xué)研究有機(jī)地融入到“醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”的教學(xué)中，取得了較好的效果。2015年“醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”被遴選為云南中醫(yī)學(xué)院校級(jí)研究生優(yōu)質(zhì)課程，現(xiàn)將教學(xué)中的一些經(jīng)驗(yàn)與同行交流。

1 以真實(shí)的案例說明該課程對(duì)科學(xué)研究的重要性

“醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”的第一節(jié)課。首先給同學(xué)們介紹了一個(gè)真實(shí)的案例：我院有一位研究生在進(jìn)行藥物抗衰老實(shí)驗(yàn)研究的開題報(bào)告時(shí)，因沒有學(xué)習(xí)過本課程，不知道老年小鼠非常不易獲得，其開題報(bào)告中所選用的小鼠均為18月齡的老年小鼠。擬用果蠅做壽命試驗(yàn)，但沒有了解到當(dāng)時(shí)在云南買不到果蠅，因此由于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的來源問題，該研究生的開題報(bào)告差點(diǎn)沒有獲得通過，參加其開題報(bào)告的老師給其兩個(gè)建議：①買不到18月齡的老年小鼠，可使用藥物加速正常小鼠的衰老，從而復(fù)制衰老小鼠的模型用于其課題研究，例如可用D-半乳糖復(fù)制衰老小鼠模型；②壽命試驗(yàn)買不到果蠅可換用蠶。最終該同學(xué)修改了開題報(bào)告并順利完成了抗衰老實(shí)驗(yàn)研究。通過這個(gè)發(fā)生在身邊的同學(xué)身上的真實(shí)案例的介紹，進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)“醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”課程重要性的理解，使他們知道了必要的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)知識(shí)對(duì)即將開展的課題工作的重要性。

教學(xué)中筆者還經(jīng)常以醫(yī)學(xué)科研歷史上獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的一些科學(xué)家為實(shí)例介紹實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)研究的重要性。如德國(guó)細(xì)菌學(xué)家科赫(Robert Koch,1843～1910年)為例，其采用牛、羊和其他動(dòng)物作實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了結(jié)核桿菌，并確證了細(xì)菌與疾病的關(guān)系，提出了“科赫原則”，作為判斷某種微生物是否為某種疾病的病原的準(zhǔn)則，1905年科赫獲諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)[3]；俄國(guó)生理學(xué)家巴甫洛夫(1848～1936年)，以動(dòng)物為研究對(duì)象，在心臟生理、消化生理和高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)三個(gè)方面作出了重大貢獻(xiàn)。在研究消化生理過程中，歸納了條件反射的概念，開辟了高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)生理學(xué)研究，他的高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)學(xué)說對(duì)于醫(yī)學(xué)、心理學(xué)以及哲學(xué)等方面都產(chǎn)生了很大影響，1904年巴甫洛夫獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)[4]。1901～2009年期間，獲得諾貝爾獎(jiǎng)的獎(jiǎng)項(xiàng)中直接涉及25種動(dòng)物，共計(jì)120次[2]。

通過諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)的案例介紹，激發(fā)了大家學(xué)習(xí)“醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”的興趣。接下來再向同學(xué)們介紹這門課程的講授內(nèi)容，包括了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生物學(xué)特點(diǎn)、遺傳背景、習(xí)性以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的方法，通過課程的學(xué)習(xí)，將為研究生在課題設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇、動(dòng)物模型的制備、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的具體操作等方面奠定基礎(chǔ)，通過這樣循序漸進(jìn)的教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的興趣和積極性都得到了很大的提高。

2 以數(shù)據(jù)說明絕大多數(shù)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究離不開實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

在緒論的教學(xué)中，筆者應(yīng)用大量的數(shù)據(jù)來證明大多數(shù)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究離不開實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。2008年發(fā)表的全球?qū)嶒?yàn)動(dòng)物使用量資料估計(jì)[5]，全球179個(gè)國(guó)家每年會(huì)使用到1.15億只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。以全球每年生物醫(yī)學(xué)發(fā)表文獻(xiàn)量及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用數(shù)做對(duì)照，平均每篇生物醫(yī)學(xué)研究論文需使用的動(dòng)物數(shù)分別是：美國(guó)318只，英國(guó)212只，日本858只，中國(guó)臺(tái)灣845只。僅以英國(guó)為例，2010年英國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的使用量為3.7萬只[6]，2012年實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的使用量持續(xù)上漲，使用量超過4.1萬只[7]，2013年達(dá)到4.12萬只[8]，直到2014年才出現(xiàn)下降趨勢(shì)[9]?？梢?，生物醫(yī)學(xué)研究離開了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物將寸步難行。學(xué)生了解了這些數(shù)據(jù)后，一方面會(huì)加深對(duì)“醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”課程的重視，另一方面會(huì)增加他們對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的尊重，認(rèn)識(shí)到相當(dāng)多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和生物醫(yī)學(xué)論文是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物付出生命代價(jià)換來的，從而能夠更好地踐行實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的“3R”原則，即Replacement(替代)、Reduction(減少)和Refinement(優(yōu)化)，盡量減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物用量。

3 教學(xué)中大量應(yīng)用科研中的實(shí)例及進(jìn)展

本課程的一個(gè)教學(xué)重點(diǎn)是如何根據(jù)研究目的來選擇合適的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。在教學(xué)中教會(huì)學(xué)生各種常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生理解剖學(xué)特點(diǎn)非常重要，因?yàn)檫x擇了合適的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物往往可事半功倍，筆者常用以前科研中的事例來進(jìn)行說明。如一研究生需完成大鼠開胸結(jié)扎冠脈的實(shí)驗(yàn)，借小動(dòng)物人工呼吸機(jī)時(shí)，筆者建議他可選用家兔來做，因家兔胸腔內(nèi)構(gòu)造與其它動(dòng)物不同，胸腔中央由縱膈連于頂壁、底壁及后壁之間將胸腔分為左右兩部，互不相通，因此，開胸后打開心包胸膜暴露心臟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，只要不弄破縱隔膜，不需接入動(dòng)物呼吸機(jī)進(jìn)行人工呼吸[10]，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作。而如果選用貓、狗等其他動(dòng)物，開胸后一定要采用人工呼吸，才能進(jìn)行心臟操作。又如另一位研究生需要復(fù)制腦缺血研究腦梗塞的動(dòng)物模型，一般動(dòng)物由于腦部血供有側(cè)支循環(huán)，很難形成腦梗死。筆者建議他選用沙鼠，因?yàn)樯呈竽X血管構(gòu)造不同于其它動(dòng)物，腦椎底動(dòng)脈后交通支缺損，結(jié)扎其一側(cè)頸總動(dòng)脈，數(shù)小時(shí)后就有20%～65%的動(dòng)物出現(xiàn)腦梗塞，同側(cè)腦半球梗死。教學(xué)中通過這樣成功的科學(xué)研究的典型事例教學(xué)，讓學(xué)生體會(huì)到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的知識(shí)和科研工作密切相關(guān)，激發(fā)了學(xué)習(xí)積極性。

當(dāng)今科技發(fā)展日新月異，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)科也不例外，筆者在教學(xué)中介紹了一些實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)展最新動(dòng)態(tài)和成果，補(bǔ)充一些開拓性、前沿性和應(yīng)用性較強(qiáng)的內(nèi)容，例如轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因敲除技術(shù)、克隆技術(shù)等，通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，一方面能使學(xué)生了解這些最新技術(shù)，獲得大量的信息，為今后的研究工作打下基礎(chǔ)，另一方面，也能使他們對(duì)本門課程有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)，從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)的熱情。許多研究生在學(xué)習(xí)這門課程以前不清楚轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和克隆動(dòng)物的區(qū)別，對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的爭(zhēng)論也僅是憑著對(duì)崔永元或方舟子的喜好，學(xué)習(xí)了《醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)》后學(xué)生能夠更專業(yè)的以轉(zhuǎn)基因的科學(xué)原理參與討論。

4 科學(xué)研究過程和成果與學(xué)生分享

在教學(xué)中結(jié)合實(shí)際，將平時(shí)在科研工作中碰到的實(shí)際問題和解決過程以及最后取得的成果與同學(xué)們一起分享。例如，當(dāng)學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握了常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的基本的知識(shí)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法后，精心調(diào)選一些科研課題申報(bào)失敗的標(biāo)書，讓學(xué)生評(píng)審，對(duì)標(biāo)書進(jìn)行“糾錯(cuò)”，要求學(xué)生通過認(rèn)真的閱讀并結(jié)合已學(xué)過的知識(shí)，找出標(biāo)書中動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相關(guān)的缺陷，提出改進(jìn)的措施，對(duì)標(biāo)書進(jìn)行修改，通過這樣的訓(xùn)練，讓學(xué)生了解到，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的缺陷可能會(huì)成為導(dǎo)致的課題申請(qǐng)失敗的重要原因，從而學(xué)會(huì)在設(shè)計(jì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)時(shí)做到盡可能考慮周全，另一方面，也可以為研究生們今后的課題申請(qǐng)打下基礎(chǔ)，學(xué)生普遍對(duì)這種“糾錯(cuò)”學(xué)習(xí)表現(xiàn)出明顯的興趣。另外還會(huì)向同學(xué)們介紹本教學(xué)團(tuán)隊(duì)老師們的一些“獨(dú)門絕技”，激發(fā)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情，也使團(tuán)隊(duì)老師贏得了同學(xué)們的尊重。

5 參觀動(dòng)物室，現(xiàn)場(chǎng)感受科研氛圍

根據(jù)教學(xué)目的，組織研究生參觀學(xué)校動(dòng)物室，尤其是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境控制這一部分，涉及溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、通風(fēng)凈化系統(tǒng)、消毒隔離系統(tǒng)、錄像監(jiān)控系統(tǒng)、屏障系統(tǒng)中的人流、物流、動(dòng)物流等，在課堂上講解既抽象又枯燥，采用邊參觀邊講解的方式，取得了非常好的效果。低年級(jí)同在參觀動(dòng)物室過程中，還會(huì)看到高年級(jí)研究生在動(dòng)物室中做實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)感受科研氛圍，使他們對(duì)今后將從事的科研工作有了真切的感性認(rèn)識(shí)，如同醫(yī)學(xué)生參觀手術(shù)室,這對(duì)提高學(xué)生的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)參與意識(shí)有重要意義。

6 加強(qiáng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)課程

為了增強(qiáng)研究生的科研能力，筆者增加了科研設(shè)計(jì)的訓(xùn)練環(huán)節(jié)。提出設(shè)計(jì)要求，由學(xué)生自己完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇、模型的復(fù)制、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的分組、材料和試劑的準(zhǔn)備、方法步驟、觀察指標(biāo)、結(jié)果的表達(dá)和統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。這些作為本課程的平時(shí)成績(jī)。

以上是筆者將科學(xué)研究融入“醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)”教學(xué)的一些做法，經(jīng)過多年課程建設(shè)，本課程被遴選為云南中醫(yī)學(xué)院首批研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項(xiàng)目中唯一的一門全院性選修課。筆者及其因隊(duì)將以此為契機(jī)，進(jìn)一步探索改進(jìn)教學(xué)方法，從而將本課程建設(shè)好。

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(編輯：程鵬飛)

2016-10-15

云南中醫(yī)學(xué)院研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項(xiàng)目資助。

李秀芳，副教授，研究方向?yàn)橹兴幩幚韺W(xué)、毒理學(xué)教學(xué)和科研。E-mail: sofinelxf@163.com

淤澤溥，教授，研究方向藥理學(xué)和醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的教學(xué)和科研。E-mail: yuzepu@126.com

R-05

A

1007-8517(2017)01-0114-03