《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課的設計與探討

劉愛麗 劉迢迢

摘 ?要：實驗動物和動物實驗是生命科學領(lǐng)域內(nèi)必不可少的研究手段和基礎(chǔ)條件，實驗動物學作為眾多高校研究生的基礎(chǔ)課程，卻很少在本科階段開設。隨著國家創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要，申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目和進入科研實驗室參與教師科研課題的本科生越來越多，為本科生開設實驗動物學相關(guān)課程顯得尤為重要。文章闡述了為生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生開設《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課的必要性和可行性，并對課程的具體內(nèi)容和考核方式進行探討。

關(guān)鍵詞：實驗動物學;本科生;動物實驗;生物醫(yī)學工程;實驗技術(shù)

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）11-0126-03

Abstract： The experimental animals and animal experiments areindispensable research techniques and basic conditions in life science research. Experimental zoology is a basic course for many postgraduate students， but it is rarely opened at the undergraduate level. With the needs of cultivating innovative talent in the country， more and more undergraduate students apply for undergraduate innovation and entrepreneurship training programs and enter research laboratories to participate in teachers' research projects. It is especially important to provide experimental zoology related courses for undergraduates. The article expounds the necessity and feasibility of setting up the basic experimental technology elective course for experimental zoology for undergraduates majoring in biomedical engineering， and discusses the specific content and assessment methods of the course.

Keywords： experimental zoology; undergraduate students; animal experiments; biomedical engineering; experiment techniques

實驗動物學是生命科學領(lǐng)域內(nèi)的一門綜合性新興學科，以實驗動物和動物實驗為研究對象，是生命科學研究的重要支撐條件[1]。旨在培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)和實驗操作能力，為其從事動物實驗相關(guān)的科學研究奠定基礎(chǔ)[2，3]。目前已成為眾多高等醫(yī)學院校中研究生的一門基礎(chǔ)課程，但相關(guān)課程很少在本科階段開設。生物醫(yī)學工程是生物醫(yī)學與理工科的交叉學科，以醫(yī)工結(jié)合為基礎(chǔ)，培養(yǎng)具備生命科學、電子技術(shù)及信息科學的理論知識以及醫(yī)學與工程相結(jié)合的科學研究能力，能夠從事教學、研究以及管理等相關(guān)工作的專業(yè)人才。目前此專業(yè)本科生的生命科學相關(guān)知識僅限于《生理學》和《系統(tǒng)解剖學》兩門課程的學習，而實驗動物學方面的實驗操作能力有所缺乏。根據(jù)學院現(xiàn)有的儀器設備和實驗室條件，闡述為生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生開設《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課的必要性和可行性，并詳細探討擬開設課程的內(nèi)容設置和考核方式。

一、開設《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課的必要性

實驗動物作為現(xiàn)代生命科學實驗研究的四個基本要素AEIR之一（即動物、試劑、設備和信息），被稱為活的試劑和活的精密儀器[4]，是生物科學實驗研究的重要工具和基礎(chǔ)條件，在科學研究和實驗教學中具有突出貢獻[5]。動物實驗是指借助實驗動物，采用特定的實驗方法來檢驗或探索相關(guān)科學問題而進行的實驗研究。動物實驗作為科學領(lǐng)域內(nèi)必不可少的一種研究手段，也是實驗教學的重要形式，生物醫(yī)學科學的發(fā)展離不開動物實驗[6]。

為了響應國家教育部高等教育本科階段培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的號召，學校鼓勵在校本科生積極申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目，并進入科研實驗室參與教師的科研課題[7，8]。實驗動物和動物實驗基本知識和實驗技能的缺乏卻成為了很多生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生的阻礙。堅持教學和科研相結(jié)合的原則，為滿足該專業(yè)本科生對動物實驗的實際需求，培養(yǎng)本科生的科研素質(zhì)，擬開設《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課。該選修課以實驗動物理論知識和動物實驗基本操作技術(shù)為核心內(nèi)容，強化實驗動物學基礎(chǔ)知識的學習，側(cè)重實驗操作技能的鍛煉，從而培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力，為其獨立開展科研課題提供一定的基礎(chǔ)[9]。另外，隨著全國研究生數(shù)量的不斷增加，本科生階段實驗動物學的學習將成為一種新的競爭優(yōu)勢，可以幫助研究生更好地理解導師的研究方向和實驗課題，能夠使其更快地融入科學研究。

二、開展《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課的可行性

目前，生物醫(yī)學工程與技術(shù)學院的多個科研實驗室和科研項目涉及動物實驗，擁有多套實驗設備和成熟的動物實驗技術(shù)。同時，生物醫(yī)學工程與技術(shù)學院實驗教學中心于2018年獲批天津市實驗教學示范中心，具備強硬的軟硬件條件，足夠撐起《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課的教學任務。學院所有科研實驗室均對本科生開放，接納本科生在課外時間參與教師科研課題，已有不少本科生借助動物實驗平臺獲得多項國家級、市級以及校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目立項并結(jié)題。本科生完整參與教師科研課題并已公開發(fā)表多篇學術(shù)論文，為《實驗動物學基本實驗技術(shù)》的學習打下了良好的基礎(chǔ)。成熟的動物實驗技術(shù)和穩(wěn)定的實驗平臺為《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課的開設提供強有力的保障。

學院將與本校研究生《實驗動物學》課程的教學團隊合作，借助研究生實驗動物學課程的教師隊伍，對本科生進行理論知識的傳授，實驗課將由學院實驗教學中心多名熟練動物實驗技術(shù)的教師承擔。定期進行集體備課、討論學習、新課試講等教學活動，安排教師外出聽課和學習，打造一支具備較強專業(yè)素質(zhì)的教學團隊，能夠較好地完成此課程的教學任務。

三、《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課的課程內(nèi)容

目前，實驗動物學的傳統(tǒng)教學多以理論學習為主，實踐方面欠缺，不能滿足生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生對動物實驗技能的需求[10]。因此，該課程將以實驗課為重點，通過老師的講解、演示以及學生自身的學習，將所學理論知識充分融入課堂實驗，讓學生掌握實驗動物和動物實驗的基本操作技能，提高實際動手操作能力。

《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課分為理論課（8學時）和實驗課（22學時），共30學時。其中，理論課內(nèi)容包括實驗動物基礎(chǔ)理論知識、實驗技術(shù)操作方法、實驗動物倫理與福利，以及動物實驗安全;實驗課內(nèi)容主要為動物疾病模型的制備和篩查，采用實驗分組的形式，實驗教師指導協(xié)助，由學生單獨完成實驗，實驗結(jié)束后撰寫小論文。具體課節(jié)和學時安排如下：

第一節(jié)課 ?實驗動物學理論基礎(chǔ)（4學時）

第二節(jié)課 ?實驗動物學理論基礎(chǔ)（4學時）

第三節(jié)課 ?動物實驗技術(shù)基礎(chǔ)（3學時）

第四節(jié)課 ?動物疾病模型的制備 1（4學時）

第五節(jié)課 ?動物疾病模型的制備 2（4學時）

第六節(jié)課 ?動物疾病模型的制備 3（4學時）

第七節(jié)課 ?動物疾病模型的篩選（4學時）

第八節(jié)課 ?數(shù)據(jù)分析和論文撰寫（3學時）

第一節(jié)課將由教師講授實驗動物學基本概念和常見實驗動物的生理特性，實驗動物福利倫理、生物安全與質(zhì)量控制，實驗動物的品種與飼養(yǎng)，以及人類疾病動物模型的復制等理論知識。

第二節(jié)課將由教師講授動物實驗的基本操作技術(shù)，包括實驗動物選擇的原則、動物實驗的影響因素、動物實驗的準備、動物麻醉和給藥方法以及生物廢棄物的處理等實驗操作知識。

第三節(jié)課將由實驗老師講述接觸動物的常規(guī)防范措施和注意事項，向?qū)W生示范小鼠的抓握、固定和標記的技巧方法，講解動物行為學的概念及其研究方法，并采用多媒體等方式向?qū)W生展示。帶學生熟悉動物實驗所用的儀器設備、試劑耗材和操作流程等。

第四、五、六節(jié)分別為焦慮和癲癇等不同疾病動物模型的制備，由實驗老師提前準備實驗所需儀器設備、試劑耗材以及實驗組小鼠，向?qū)W生演示制備小鼠疾病模型的實驗流程，學生按照實驗分組和實驗操作步驟獨自完成動物模型的制備，實驗老師將從旁協(xié)助。

第七節(jié)為動物疾病模型的篩選，由實驗老師講解不同動物疾病模型行為學的檢測指標，由學生獨自進行行為學檢測，對前面三節(jié)課上制備的焦慮和癲癇等動物疾病模型進行篩選，判定動物模型制備是否成功，實驗老師將從旁協(xié)助。

第八節(jié)課由實驗老師為學生講解實驗數(shù)據(jù)的獲取、統(tǒng)計和分析方法，以及撰寫論文的注意事項，論文的撰寫應由學生獨立完成。

因《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課的課時較短，實驗內(nèi)容僅僅涉及動物模型制備的部分流程。為了充分調(diào)動本科生對動物實驗的興趣和科研積極性，鼓勵本科生將實驗教學內(nèi)容延伸到課外，根據(jù)意愿自行組成實驗小組，借助開放實驗室平臺和動物實驗技術(shù)，開展動物疾病模型制備的完整實驗，提高學生在課題設計、實驗觀察以及發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題等方面的能力，培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度和團隊合作精神，鍛煉本科生的自主科研能力。教師與各實驗小組學生建立持久的網(wǎng)絡交流群，不定時提供實驗指導，及時發(fā)現(xiàn)和解決他們在實驗過程中出現(xiàn)的各種問題，并有利于《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課的不斷完善和教學改革[11]。

四、《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課的考核方式

考核是檢驗和評價學生對此門課程學習效果的最佳方式，《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課在考核方式上側(cè)重自主學習、實驗操作和論文寫作等能力的培養(yǎng)，為學生今后進行科研工作打下基礎(chǔ)。參考其他高校實驗動物學課程的考核方式，結(jié)合生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)目標，為了調(diào)動學生學習的主動性和積極性，此課程將取消理論考試，采用實驗操作和論文撰寫相結(jié)合的考核方式，讓學生積極參與實驗課，鍛煉自主查閱文獻的能力，全面提高綜合素質(zhì)[4，12]。實驗操作考核占50分，論文撰寫考核占50分。實驗操作成績可根據(jù)學生的出勤情況、實驗操作的規(guī)范性和準確性以及實驗態(tài)度來評定，論文撰寫成績根據(jù)所寫論文的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容、實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析來評定。通過實驗操作和論文撰寫情況，綜合評估學生對此課程的掌握程度，有助于此課程的完善和改革。

五、結(jié)束語

實驗動物學作為一門綜合性技術(shù)學科，是生命科學領(lǐng)域必不可少的基礎(chǔ)條件。隨著申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目和進入科研實驗室參與教師科研課題的本科生越來越多，生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生對實驗動物學相關(guān)理論知識和基本實驗操作技能的需求顯得尤為迫切?！秾嶒瀯游飳W基本實驗技術(shù)》選修課將以培養(yǎng)學生實驗操作技能目標，鍛煉本科生的實際操作能力，培養(yǎng)學生科研意識和論文寫作能力，取消理論考試，加強實驗技術(shù)的學習要求。在課外時間提供開放實驗室平臺和實驗相關(guān)技術(shù)，鼓勵學生將課堂實驗內(nèi)容延伸到課外，自主設計和開展實驗課題，力求進一步提升科研能力，培養(yǎng)認真求實的科學態(tài)度，為本科生日后獨自開展科研工作奠定基礎(chǔ)。為了提升教學質(zhì)量，《實驗動物學基本實驗技術(shù)》選修課還需在實踐中不斷探索和改革。

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