駱 薇,于鴻浩,李 勇,馬基斯,辜瀾濤
(桂林醫(yī)學(xué)院生物技術(shù)學(xué)院細(xì)胞與遺傳教研室 廣西 桂林 541199)
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)是誕生于20 世紀(jì)中期的一門涉及多學(xué)科的交叉學(xué)科,其中包括醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)、畜牧學(xué)、微生物學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、環(huán)境學(xué)、胚胎工程、基因工程、細(xì)胞工程、環(huán)境工程等。在生物、醫(yī)學(xué)以及相關(guān)學(xué)科快速發(fā)展的今天,學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生和科研工作者數(shù)量也迅速增加,教學(xué)和科研中對動(dòng)物的數(shù)量需求越來越多,也產(chǎn)生了許多不同種類的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,比如通過基因編輯產(chǎn)生的各種疾病動(dòng)物模型,另外對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出了新的嚴(yán)格要求。進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的次數(shù)也呈指數(shù)式增長。闡明了許多新的生命現(xiàn)象、疾病發(fā)生、藥理、病理、生理的重要機(jī)制。毫不夸張地說,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)支撐著醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的發(fā)展。所以,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)課程的設(shè)置和建設(shè)越來越受到世界各國政府和廣大科技工作者的重視。我們國家很多高校都對生物學(xué)和醫(yī)學(xué)學(xué)生開設(shè)了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)這門課程。如何在教學(xué)實(shí)踐過程中提高教學(xué)質(zhì)量,讓學(xué)生學(xué)到相應(yīng)的知識,掌握專業(yè)能力。在此,作者談一談在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)教學(xué)實(shí)踐過程中的體會和心得,總結(jié)幾點(diǎn)理解和建議,與大家討論交流。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)是一門專門研究實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的學(xué)科,是醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識,進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也是醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生所要掌握的專業(yè)技能。該課程融合了許多學(xué)科,包括動(dòng)物遺傳學(xué)、生化、生理、解剖、病理、微生物、營養(yǎng)、毒理、動(dòng)物環(huán)境衛(wèi)生與繁殖等學(xué)科。涉及的學(xué)科非常多,知識看似簡單,但系統(tǒng)性和邏輯性不強(qiáng),容易混淆,知識更新也很快。學(xué)生學(xué)習(xí)和老師教學(xué)都有一定的難度。在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生很少有機(jī)會形象具體地觀察到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的形態(tài)特征、生活習(xí)性以及生物學(xué)特性,更別說進(jìn)行實(shí)際動(dòng)物實(shí)驗(yàn)操作。因此很容易失去學(xué)習(xí)對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的興趣。我們在教學(xué)過程中也發(fā)現(xiàn)越來越多的大學(xué)生對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的接觸和了解基本為零,相當(dāng)多的同學(xué)對利用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)心存恐懼。因此,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物教學(xué)的重點(diǎn)和中心工作,應(yīng)該是引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生興趣。為了滿足培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)型和創(chuàng)新型生物和醫(yī)學(xué)人才的要求,關(guān)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的教學(xué)和課程建設(shè),高等醫(yī)學(xué)院校需要與時(shí)俱進(jìn),探索對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行改革和優(yōu)化。本文以培養(yǎng)學(xué)生興趣為出發(fā)點(diǎn),探索從不同角度和途徑對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)教學(xué),包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核辦法等進(jìn)行改革優(yōu)化的方法。
因?yàn)閷?shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)牽涉的學(xué)科龐雜,所要講授的內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性,在對學(xué)生講授之前,就需要依據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)和他們所具備的知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行學(xué)情分析。我們對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行了概括,如第一章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)概論和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,可以拋出問題,讓學(xué)生思考到底什么動(dòng)物才是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物具體有些什么用途,舉例說明;怎樣正確利用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物來研究我們關(guān)注的科學(xué)問題。圍繞著這三個(gè)問題,引導(dǎo)學(xué)生在思考中掌握實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的應(yīng)用價(jià)值及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的常用設(shè)計(jì)方法。其中,我們首先以常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生物學(xué)特性及其應(yīng)用為主,來闡明實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的特點(diǎn)及其科研應(yīng)用價(jià)值。然后將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)概論和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,動(dòng)物遺傳和微生物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化及檢測,動(dòng)物飼養(yǎng)設(shè)施、環(huán)境、衛(wèi)生防疫等標(biāo)準(zhǔn)化操作,現(xiàn)代動(dòng)物實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備作為本課程的重點(diǎn)進(jìn)行講述。讓學(xué)生清楚醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇及應(yīng)用,比如各種人類疾病研究的動(dòng)物模型,包括典型的近交系動(dòng)物,雜交動(dòng)物和基因突變系動(dòng)物(免疫缺陷小鼠,肥胖癥小鼠等)等。同時(shí)對胚胎工程和轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行介紹,最終使學(xué)生構(gòu)建起系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的知識,獲得實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)相關(guān)的理論知識和實(shí)驗(yàn)技能。
對于醫(yī)學(xué)學(xué)生,不僅要求掌握實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的基礎(chǔ)知識,還應(yīng)該掌握利用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行醫(yī)學(xué)科研實(shí)驗(yàn)的基本技能,建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思維。對于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的基礎(chǔ)理論知識,采用生動(dòng)、形象的教學(xué)方法進(jìn)行講述是完全可行的。在教學(xué)過程中,教師可以選取一些簡單有趣問題或者例子作為切入點(diǎn),首先激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的興趣。比如可以利用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)知識介紹一些受大眾關(guān)注的熱點(diǎn)科技前沿,采用問題型教學(xué)模式,在新課導(dǎo)入時(shí)設(shè)置一些有趣味性的情境,然后提出一些大家比較關(guān)注的問題。這樣在課堂一開始就抓緊學(xué)生的注意力,使他們循著教師的問題而思考,激發(fā)出學(xué)生對問題答案強(qiáng)烈的好奇心和求知欲。
例如各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生物學(xué)特性,可以先從它們在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用或科研案例進(jìn)行講述。我們先拋出問題:21 世紀(jì)危害人類身體健康的三大殺手(疾病)是什么?第一殺手——心腦血管疾病,如高血壓;第二殺手——糖尿病;第三殺手——腫瘤,如乳腺癌。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生思考,怎樣來預(yù)防和治療這些疾病——對這些疾病進(jìn)行重點(diǎn)研究。那么我們直接把患有這些疾病的人作為對象進(jìn)行研究是否可行——答案顯然是否定的,對患者本身直接觀察和分析是有限制的,非常不方便的,獲得的結(jié)果也很難保證準(zhǔn)確性。在醫(yī)學(xué)研究中,唯一的辦法是利用對應(yīng)的疾病動(dòng)物模型(它們也被當(dāng)作人類的替難者)進(jìn)行研究,其結(jié)論可能直接有益于人。進(jìn)一步講述一些生物學(xué)特性為自發(fā)性高血壓的大鼠,如棕色BN 大鼠和白化SHR 大鼠,可應(yīng)用于研究心血管疾病發(fā)生、病理和藥物等方面;高發(fā)乳腺癌的DBA/2 小鼠和C3H 小鼠,可用于研究乳腺癌的發(fā)生和防治;另外突變系糖尿病小鼠,3―4 周齡血糖高達(dá)682mg/100ml,是研究糖尿病很好的疾病模型。最后結(jié)合學(xué)校相關(guān)的科研情況,介紹實(shí)驗(yàn)室一些老師具體的課題和科研案例。從學(xué)生熟悉的內(nèi)容講起,拓展學(xué)生的認(rèn)知,有利于學(xué)生對未知知識產(chǎn)生求知欲和學(xué)習(xí)興趣,在學(xué)習(xí)過程中加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)知識點(diǎn)理解和記憶。
此外,我們教師在制作各種常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品系或品種的PPT課件時(shí),可以增加各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的相關(guān)圖片以及它們生活的動(dòng)態(tài)視頻材料。如果條件允許,甚至可以把活體實(shí)驗(yàn)動(dòng)物帶入課堂,讓學(xué)生更加形象和直觀地觀察,將抽象而枯燥的理論知識變得具體和形象起來,方便學(xué)生感知、理解和記憶知識點(diǎn),印象更加深刻。
最后,我們可以建立實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)習(xí)小組,在同一小組中,讓學(xué)習(xí)成績興趣濃厚和成績好的學(xué)生帶動(dòng)和督促其他學(xué)生。各個(gè)小組還可以根據(jù)不同的興趣特長,開展一些實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)相關(guān)前沿問題的討論和小課題研究。盡可能讓更多的學(xué)生參加進(jìn)來,得到充分的訓(xùn)練機(jī)會。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)極大地加深了對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物思考和了解,真正構(gòu)建起他們的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)知識框架。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)教學(xué)實(shí)踐中極其重要的部分,能夠極大地印證、補(bǔ)充和拓展理論教學(xué)內(nèi)容,同時(shí)對訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、探索和創(chuàng)新精神以及團(tuán)隊(duì)合作意識至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)操作將繁雜而抽象的課本知識形象化,具有較強(qiáng)的直觀性和操作性,讓學(xué)生系統(tǒng)且深刻地掌握所涉及的知識點(diǎn),提高我們的教學(xué)效果。因此在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物理論教學(xué)的基礎(chǔ)上,應(yīng)該注重提高動(dòng)物實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課程中的地位。在教學(xué)過程中,教師可以采用虛擬仿真教學(xué)與動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩者搭配進(jìn)行,還可以搭建開放實(shí)驗(yàn)室平臺,生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,提供便利和精良的實(shí)驗(yàn)條件給學(xué)生進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。同時(shí)要優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,包括基本動(dòng)物實(shí)驗(yàn)操作,另外還可以指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和申請大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目,比如藥物安全性評價(jià)和藥效實(shí)驗(yàn)研究;腫瘤學(xué)實(shí)驗(yàn)研究;微生物、寄生蟲病學(xué)研究;遺傳學(xué)和遺傳病學(xué)研究等。另外,我們會從課題的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇、實(shí)驗(yàn)操作過程中需要注意的細(xì)節(jié)以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意遵從動(dòng)物福利“三R 原則”等方面給學(xué)生以指導(dǎo)和實(shí)際幫助,增加他們的實(shí)驗(yàn)研究興趣,強(qiáng)化他們的實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力。
如果實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)考核學(xué)習(xí)的主要方式僅僅是理論基礎(chǔ)考試,形式未免太過單一。這樣使得很多學(xué)生為了應(yīng)付考試,只是在考試前一段時(shí)間死記硬背一些重要知識點(diǎn)應(yīng)付過關(guān)。學(xué)生對知識是否理解,或者能否運(yùn)用這些知識動(dòng)手做一些動(dòng)物實(shí)驗(yàn),解決某些實(shí)際問題,很難通過理論考試得到答案。所以仍需要對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)學(xué)習(xí)成績的考核方式進(jìn)行優(yōu)化和改革,傳統(tǒng)的考核以理論考試成績?yōu)橹?。我們的改革方向?yīng)該注重學(xué)生課外的教育,降低理論考試成績的比例,甚至形成一套以實(shí)驗(yàn)操作成績?yōu)橹鳌⒒局R考核為輔的考核方法。為培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)技能扎實(shí)的學(xué)生打下基礎(chǔ)。
改革是發(fā)展的原動(dòng)力,教學(xué)改革也是提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)教學(xué)水平的途徑和原動(dòng)力。以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為目的,從教學(xué)理念、內(nèi)容、方法等方面進(jìn)行優(yōu)化、改革、創(chuàng)新。通過激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣,最終讓學(xué)生以積極主動(dòng)和熱情愉快的心態(tài)投入到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的學(xué)習(xí)中,成為學(xué)習(xí)的主人。這樣才能真正讓我們學(xué)生掌握深厚理論基礎(chǔ)的同時(shí),具備扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力以及科研創(chuàng)新能力。相信通過對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)教學(xué)實(shí)踐改革和優(yōu)化后,我校的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)課程建設(shè)將會得到長足的進(jìn)步和驕人的成績,培養(yǎng)更多具有動(dòng)物學(xué)科研實(shí)驗(yàn)技能,能夠?yàn)樯鐣t(yī)療健康以及科研行業(yè)服務(wù)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)專業(yè)人才。