實驗動物學(xué)SD大鼠綜合性實驗設(shè)計與探討

蘇小華　張勁松　李志東　那順巴雅爾　許訓(xùn)　陳一淑　劉吉貞

摘 要：實驗動物學(xué)實驗課程具有高度的實踐性與專業(yè)性。在生物技術(shù)專業(yè)以“SD大鼠”為實驗材料進行“雌雄鑒別、標(biāo)記、麻醉、采血、腎衰動物模型和自由練習(xí)”6個方面綜合性設(shè)計實驗。在以往的實驗方案中增加了腎衰動物模型和自由練習(xí)板塊。讓學(xué)生更加真切的認識鼠腎衰的造模原理、過程與癥狀，并讓其用更少的動物取得更多的實操經(jīng)驗，開闊了學(xué)生的科研思路的同時激發(fā)了學(xué)生的科研興趣，并能在實驗中如何貫徹實驗動物福利。

關(guān)鍵詞：實驗動物學(xué)；實驗；腎衰

中圖分類號：Q95-3 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）04-0079-03

Abstract： The course of laboratory animal science is highly practical and professional. With the "SD rats" as the experimental materials， the comprehensive design experiments in six aspects of "sex discrimination， mark， anesthesia， pulmonary edema animal mode of human disease， blood collection and free practice" related to biotechnology major were conducted in this study. The acute renal animal model and free practice were added in the previous experimental schemes， which enabled students learn about the modeling principle and symptoms of rat acute renal more clearly， broaden the scientific thinking and arouse their research interest. The students can gain more practical experience with fewer animals and deeply understand the experimental animal welfare.

Keywords： laboratory animal science； experiment； pulmonary edema animal mode

實驗動物學(xué)是一門專門研究實驗動物和動物實驗的新興邊緣學(xué)科，它是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，是生命科學(xué)的技術(shù)和條件，是衡量現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)的重要標(biāo)志。它涉及到醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域，如遺傳學(xué)、生理學(xué)、解剖學(xué)、病理學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、毒理學(xué)等學(xué)科與實驗動物學(xué)都有密切關(guān)系。目前是很多醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、農(nóng)學(xué)及生物類院校不同層次學(xué)生（本科和研究生）的必修課或選修課程。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國研究生高層次人才也在不斷的擴招，因此以往配套的實驗動物學(xué)實驗已經(jīng)不能完全滿足學(xué)生發(fā)展的需要。實驗教學(xué)是實施“卓越工程師培養(yǎng)計劃”、實現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)、加強學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。綜合性設(shè)計性實驗是實驗教學(xué)內(nèi)容、方法和手段改革的重要內(nèi)容之一[1]。本著提升實驗動物學(xué)教學(xué)效果，實驗設(shè)計中以SD大鼠為實驗材料進行綜合性實驗設(shè)計并進行教學(xué)效果評價。

1 實驗設(shè)計學(xué)生樣本選取

本次教學(xué)改革的研究對象我們選取了廣東醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院2016級生物技術(shù)專業(yè)（3）班和（4）班兩個班。（3）班學(xué)生30人，（4）班學(xué)生31人，共61人。本次課程，以小組為單位進行，連續(xù)4個課時（中途學(xué)生可以輪流休息）。本次課程主要推進程序為：（1）教師講授與指導(dǎo)；（2）學(xué)生基礎(chǔ)實驗；（3）腎衰模型制作與觀察或者自由練習(xí)；（4）動物尸體等額回收。教學(xué)完成后通過設(shè)計調(diào)查問卷與質(zhì)性分析，對此次綜合實驗效果進行評價。

2 大鼠實驗綜合性設(shè)計方案

本次課程按小組進行，共12組，每組5-6人，男女搭配進行。首先，教師進行理論和注意事項的講解。講解完成后學(xué)生按流程圖（見圖1）依次對SD大鼠進行操作[2，3]。需要強調(diào)的是：（1）雌雄鑒別，所有學(xué)生均需掌握；（2）標(biāo)記，所有學(xué)生均需掌握；（3）按體重劑量進行腹腔注射麻醉，麻醉后所有學(xué)生輪流用生理鹽水練習(xí)尾靜脈注射，所有學(xué)生均需掌握；（4）每組取2只大鼠按體重劑量腹腔注射50%甘油進行造模，造模完后動物放入籠中等待；（5）另外2只大鼠，學(xué)生可以自由進行練習(xí)，尊重學(xué)生選擇；（6）自由練習(xí)完成后采用心臟過量采血或頸椎者脫臼處死進解剖觀察。同學(xué)們也可以嘗試過量麻醉和空氣栓塞法進行安樂死，練習(xí)內(nèi)容尊重學(xué)生選擇；（7）造模后半小時左右，過量麻醉SD大鼠進行安樂死，解剖進行各個器官的辨認與觀察，學(xué)生可以交換對不同性別大鼠進行生殖系統(tǒng)的觀察，并與正常組大鼠進行比較，所有學(xué)生均需掌握；（8）實驗結(jié)束后強調(diào)學(xué)生對動物尸體清點，進行等額回收，學(xué)生課后整理按原計劃進行。

3 課堂實施效果分析

經(jīng)過這次課程的實踐，作者對生物技術(shù)專業(yè)（3）和（4）班全體同學(xué)做了問卷調(diào)查，隨機抽取 10 名同學(xué)做了質(zhì)性訪談，從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三維目標(biāo)來對綜合實驗設(shè)計進行評價。

3.1 教師個人感官體會

從個人角度出發(fā)，作者有如下體會。（1）實驗設(shè)計合理，學(xué)生可以順利按計劃進行。造模等待時間用于正常大鼠的解剖觀察，能夠有效利用了實驗時間。同時，每位同學(xué)都能參與實驗并根據(jù)興趣愛好自由練習(xí)。（2）以往2個學(xué)時更改為現(xiàn)在的4個學(xué)時，加大了教師工作量。但是造模過程簡單，大部分為學(xué)生操作，工作強度可以接受。（3）增加動物使用效率。對比以往大鼠實驗，學(xué)生只能進行簡單的性別鑒別、麻醉、注射和解剖等內(nèi)容。本次實驗設(shè)計中加入了人類疾病動物模型和自由練習(xí)板塊。而每組只多使用了一只大鼠。（4）節(jié)省了藥品和人工，特別是麻醉藥的使用。一次正常麻醉的用量做了兩次實驗，并且讓同學(xué)們學(xué)習(xí)不同的安死術(shù)方法。同時，兩次實驗內(nèi)容只需要一次準(zhǔn)備工作，減少了教師50%的課前準(zhǔn)備工作。（5）整個實驗過程操作安全性高，前期采用藥物麻醉，練習(xí)注射非常安全。后期采用注射過量甘油進行造模，整個造模和解剖觀察過程安全無毒性。（6）整個實驗設(shè)計響應(yīng)了實驗動物福利和“3R”原則，能夠讓教師在實際操作中用實際行動給學(xué)生演示什么是實驗動物福利和“3R”原則。因此，從教師角度出發(fā)這個實驗設(shè)計在實際運行符合實驗預(yù)期，值得推薦。

3.2 學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握

知識與技能的目標(biāo)是學(xué)生通過學(xué)習(xí)獲得了哪些基礎(chǔ)知識和基本技能[4]。其中，基礎(chǔ)知識主要包括大鼠的雌雄鑒別和解剖觀察?；炯寄苁侨绾螌Υ笫筮M行標(biāo)記、麻醉、采血、造模和安樂死。根據(jù)基礎(chǔ)知識和基本技能的內(nèi)涵，結(jié)合實驗?zāi)繕?biāo)，我們從以下幾個方面做了量化統(tǒng)計。具體可見表1。

從表1的統(tǒng)計結(jié)果來看，絕大多數(shù)同學(xué)在實驗中能夠掌握基礎(chǔ)知識與技能。期末考察與這一結(jié)論也非常吻合。通過這次綜合實驗設(shè)計，讓學(xué)生對實驗動物大鼠有了一個非常全面的認識。從實驗中學(xué)生學(xué)到了：大鼠的尾血管表淺適合采血和給藥；建立腎衰模型注意要點；急性腎衰有哪些癥狀；如何重復(fù)利用實驗材料等等知識。無論是量化統(tǒng)計的結(jié)果，還是期末考試的試卷分析，抑或是質(zhì)性訪談的結(jié)論，都說明在這次實驗設(shè)計能使學(xué)生高質(zhì)量的完成知識與技能的目標(biāo)。

3.3 學(xué)生學(xué)習(xí)與過程的掌握

過程與方法的目標(biāo)是指學(xué)生在獲得知識和技能的過程中掌握學(xué)習(xí)方法。學(xué)習(xí)方法是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所運用的一些方法，如合作學(xué)習(xí)的方法、自主學(xué)習(xí)的方法、探究學(xué)習(xí)的方法[4]。根據(jù)這次實驗設(shè)計的理念，結(jié)合課程目標(biāo)和性質(zhì)，我們從以下幾個方面做了量化統(tǒng)計。具體可見表 2。

結(jié)合前文分析來看，此次實驗設(shè)計與實施結(jié)合能夠幫助學(xué)生形成具體的學(xué)習(xí)方法。表2的量化統(tǒng)計與此次實驗設(shè)計目的形成了呼應(yīng)。從表2的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，學(xué)生們在實驗中，可以選擇自主動手或者團隊協(xié)作，也可以挑選自己喜歡或者以后可能需要用的實驗環(huán)節(jié)進行重點練習(xí)[5]。使學(xué)生的實驗技能既追求了共性又追求了個性發(fā)展。同時，學(xué)生學(xué)習(xí)到如何整合已學(xué)知識進行綜合分析的方法。總的來說在質(zhì)性訪談中，通過量化統(tǒng)計和質(zhì)性訪談的分析，我們發(fā)現(xiàn)在此次實驗設(shè)計能高質(zhì)量地完成過程與方法的目標(biāo)。

3.4 學(xué)生情感態(tài)度與價值觀的目標(biāo)達成情況

在這一維度的目標(biāo)中，情感主要是個體對他人和社會的積極情感。態(tài)度則是樂觀的生活態(tài)度、求實的科學(xué)態(tài)度和寬容的人生態(tài)度。價值觀不僅強調(diào)個人的價值，更強調(diào)個人價值和社會價值的統(tǒng)一[4]。根據(jù)此次實驗的設(shè)計的理念，結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，我們從以下幾個方面做了量化統(tǒng)計。具體可見表 3。

從表 3 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，此次實驗課程在引導(dǎo)學(xué)生形成積極情感態(tài)度上具有重要的作用，如善待實驗動物，遵守實驗動物福利和“3R”原則。質(zhì)性訪談的結(jié)果與量化統(tǒng)計的結(jié)果在一定程度上是十分相似的。在訪談中，很多學(xué)生表示在此次實驗中感受最深的是一個好的實驗方案不僅在于學(xué)生能學(xué)多少東西，更在于如果從實驗動物的角度出發(fā)，讓它們在實驗中更舒適，減少它們的痛苦。一個好的實驗方案還在于如何節(jié)省人力、物力和財力。同時，兩次分組也能讓同學(xué)更多的交流學(xué)習(xí)。另外，大部分同學(xué)都覺得一次性4個課時比2個課時會辛苦一些，但是由于中間可以輪流休息，能夠高質(zhì)量的完成實驗操作和實驗報告，還能節(jié)省實驗動物、實驗消耗品和藥品，辛苦是非常值得的。

4 結(jié)束語

實驗動物學(xué)SD大鼠綜合實驗設(shè)計在實驗動物學(xué)實驗中是一種新的嘗試，通過這次課程的實踐，作者認為本次實驗設(shè)計能夠讓同學(xué)更加真實的了解大鼠生理結(jié)構(gòu)、急性腎衰的造模原理、過程與癥狀，結(jié)合自由練習(xí)板塊，開闊了學(xué)生的科研思路并激發(fā)了科研興趣。更教會了學(xué)生如何用最少的動物獲取更多的操作機會。值得提倡的是學(xué)生更一步體會和學(xué)習(xí)了實驗動物福利和“3R”原則?？傮w來說，此實驗設(shè)計相對成功并值得嘗試。

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