毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系的改革與探索*

寇蕊蕊，馬曉敏，張翠琴，趙秀蘭，曾 濤，宋福永，張翠麗△

(山東大學(xué)齊魯醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院：1.預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心；2.衛(wèi)生毒理與營(yíng)養(yǎng)學(xué)系，山東 濟(jì)南 250012)

隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的污染物和新型化學(xué)物質(zhì)走進(jìn)并影響人們生活的方方面面，由此產(chǎn)生的社會(huì)和健康危害屢見(jiàn)不鮮。毒理學(xué)是預(yù)防醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生的一門(mén)主干學(xué)科，其基礎(chǔ)性和應(yīng)用性并重，主要研究外源有害因素(物理、化學(xué)、生物因素)對(duì)生物系統(tǒng)的損害效應(yīng)與生物學(xué)機(jī)制，并進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[1]。毒理學(xué)涉及學(xué)科眾多，包括食品與營(yíng)養(yǎng)毒理學(xué)、工業(yè)毒理學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)、農(nóng)藥毒理學(xué)、放射毒理學(xué)、軍事毒理學(xué)等[2]，因而，毒理學(xué)具有廣泛的實(shí)踐和應(yīng)用領(lǐng)域。而毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)作為毒理學(xué)的重要組成部分，具備極強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，既是對(duì)理論知識(shí)的有效補(bǔ)充和驗(yàn)證，也是學(xué)生動(dòng)手實(shí)際操作并掌握基本技能的重要環(huán)節(jié)，更是培育學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的可靠保障[3]，本科生科研創(chuàng)新訓(xùn)練是高等院校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要環(huán)節(jié)[4]。然而，毒理學(xué)理論知識(shí)較為抽象，學(xué)生普遍感到理解、記憶存在難度，迫切需要通過(guò)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)理論知識(shí)的消化，并將所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新性應(yīng)用[5-6]。而傳統(tǒng)的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式突顯，存在課程內(nèi)容更新不及時(shí)、理論與實(shí)踐脫節(jié)、基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多等問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，不能很好地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。因此，本研究擬對(duì)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系進(jìn)行改革，以學(xué)生為中心，優(yōu)化課程內(nèi)容，強(qiáng)化基本技能培訓(xùn)，開(kāi)設(shè)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培育解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提升自我學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇本校公共衛(wèi)生學(xué)院2018級(jí)預(yù)防醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)86名本科生作為研究對(duì)象，其中男生30名，女生56名，年齡20～23歲。

1.2方法 毒理學(xué)理論課為統(tǒng)一授課，比實(shí)驗(yàn)課提前1周進(jìn)行。

1.2.1優(yōu)化課程內(nèi)容，強(qiáng)化基本技能培訓(xùn) 本校毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)原有的課程內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，包括：(1)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原則和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒與處置；(2)經(jīng)口急性毒性試驗(yàn)及評(píng)價(jià)；(3)化學(xué)性肝損傷模型；(4)肝勻漿制備及丙二醛含量測(cè)定；(5)小鼠肝臟微粒體的制備及CYP2E1活性的測(cè)定；(6)Morris水迷宮檢測(cè)小鼠記憶力；(7)小鼠大腦組織中乙酰膽堿酯酶活性測(cè)定。為提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，基于教師的科研方向和實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)科研共享平臺(tái)的資源，將原有的實(shí)驗(yàn)(6)和實(shí)驗(yàn)(7)進(jìn)行融合，形成一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，首先評(píng)價(jià)外源性化學(xué)物對(duì)小鼠記憶的損傷，再進(jìn)行該外源化學(xué)物致小鼠記憶損傷的機(jī)制探討；將原有的實(shí)驗(yàn)(2)～實(shí)驗(yàn)(5)4個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)融為一個(gè)綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合任教教師肝損傷發(fā)生機(jī)制與干預(yù)研究的科研方向，進(jìn)行肝臟毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生查找可能對(duì)肝損傷有保護(hù)作用的物質(zhì)，首先對(duì)其進(jìn)行急性毒性評(píng)價(jià)，然后使用該物質(zhì)對(duì)選定的肝損傷模型進(jìn)行干預(yù)，檢測(cè)肝損傷標(biāo)志酶，制作肝組織石蠟切片并進(jìn)行蘇木精-伊紅染色，評(píng)價(jià)該物質(zhì)是否對(duì)肝損傷有保護(hù)作用；如果有保護(hù)作用，從抗氧化、調(diào)節(jié)代謝酶活性等角度探討可能的機(jī)制。通過(guò)多個(gè)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)融合，使學(xué)生真正體驗(yàn)科學(xué)研究的思路和過(guò)程。

同時(shí)，在毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系改革過(guò)程中，注重學(xué)生基本技能培訓(xùn)，針對(duì)以前存在的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒和處置操作掌握不扎實(shí)的問(wèn)題，在原有的4學(xué)時(shí)基本技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，每次課都給學(xué)生提供專(zhuān)門(mén)的區(qū)域和實(shí)驗(yàn)物品進(jìn)行基本技能訓(xùn)練。另外，制作了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒和處置操作視頻庫(kù)，包括動(dòng)物編號(hào)、給藥、取血、解剖、取臟器、處死等，并導(dǎo)入雨課堂作為學(xué)生學(xué)習(xí)的第二課堂，方便隨時(shí)觀看學(xué)習(xí)，助力提升學(xué)生的基本操作技能。

1.2.2激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作自主設(shè)計(jì)并完成創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn) 以前的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)，受試物的選取、試劑的配制、動(dòng)物染毒等過(guò)程，均由實(shí)驗(yàn)中心專(zhuān)職教師和助教負(fù)責(zé)完成。為了激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教師提前通過(guò)雨課堂發(fā)布任務(wù)，學(xué)生查閱資料或者結(jié)合時(shí)下關(guān)注的熱點(diǎn)選擇可能對(duì)肝損傷有保護(hù)作用的物質(zhì)，進(jìn)行PPT匯報(bào)展示，通過(guò)投票選出2種干預(yù)物質(zhì)進(jìn)行創(chuàng)新性試驗(yàn)。5～6名學(xué)生組成一個(gè)小組，通過(guò)組內(nèi)協(xié)調(diào)分工，利用課余時(shí)間查閱資料及相關(guān)文獻(xiàn)，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，包括實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇及分組、劑量的設(shè)計(jì)、受試樣品的配制、給藥方式及給藥周期、觀察指標(biāo)、質(zhì)量控制等方面，經(jīng)過(guò)多次小組討論后制定實(shí)驗(yàn)實(shí)施的初步方案。

實(shí)驗(yàn)課堂上，小組首先匯報(bào)各組制定的實(shí)驗(yàn)方案，教師和學(xué)生對(duì)該方案進(jìn)行評(píng)價(jià)或提出疑問(wèn)，小組成員進(jìn)行回答，教師在整個(gè)過(guò)程中進(jìn)行引導(dǎo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案及存在的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)歸納，確定最終的實(shí)驗(yàn)方案。在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，教師和助教進(jìn)行全過(guò)程指導(dǎo)，隨時(shí)為學(xué)生答疑解惑，提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析處理，并總結(jié)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，梳理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方案，分小組進(jìn)行最終的匯報(bào)展示。

1.3教學(xué)效果評(píng)價(jià)方法 實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始前與結(jié)束后，分別通過(guò)問(wèn)卷星發(fā)放問(wèn)卷調(diào)查、課上課下交流反饋及學(xué)生座談等形式，調(diào)查了學(xué)生對(duì)優(yōu)化后課程內(nèi)容的滿意度和學(xué)生對(duì)開(kāi)設(shè)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的自我評(píng)價(jià)，了解學(xué)生對(duì)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的認(rèn)知及對(duì)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系改革的接受意愿及建議，完成滿意度調(diào)查。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，問(wèn)卷調(diào)查資料以人數(shù)或百分比表示，組間比較采用兩個(gè)獨(dú)立樣本的非參數(shù)檢驗(yàn)。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

通過(guò)問(wèn)卷星共發(fā)出電子問(wèn)卷94份，回收有效問(wèn)卷86份，有效回收率為91.49%。

2.1學(xué)生對(duì)優(yōu)化后課程內(nèi)容的滿意度調(diào)查 學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，為了解學(xué)生對(duì)優(yōu)化后課程內(nèi)容的滿意度，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查了學(xué)生對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，學(xué)生對(duì)優(yōu)化后的課程內(nèi)容接受度較好，滿意度較高，總體滿意度在85%以上，特別是毒理學(xué)基本原則和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒與處置、目標(biāo)受試物經(jīng)口急性毒性試驗(yàn)及評(píng)價(jià)2個(gè)部分滿意度達(dá)到了94.19%和93.02%。見(jiàn)表1。

表1 學(xué)生對(duì)優(yōu)化后課程內(nèi)容滿意度的調(diào)查結(jié)果[n(%)]

2.2學(xué)生對(duì)開(kāi)設(shè)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的自我評(píng)價(jià) 在毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始前和結(jié)課后，作者分別對(duì)學(xué)生自身科研能力、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)及自我能力評(píng)價(jià)進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果顯示，通過(guò)一學(xué)期的教學(xué)改革，學(xué)生主觀反饋良好，在創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的匯報(bào)展示中，學(xué)生普遍認(rèn)為自身的自學(xué)及文獻(xiàn)學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、科研思維與素養(yǎng)等方面綜合素養(yǎng)得到了顯著提升；尤其是對(duì)毒理學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性、積極性，將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中的能力，參與創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的能力，發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析水平及團(tuán)隊(duì)合作及組織、溝通表達(dá)能力顯著提升，對(duì)比開(kāi)課前和結(jié)課后結(jié)果，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；同時(shí)，申報(bào)、參與創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的意愿大大增加，更是衍生出多項(xiàng)毒理學(xué)相關(guān)的國(guó)家級(jí)、校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，真正提升了學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力。見(jiàn)表2。

表2 毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課開(kāi)課前與結(jié)課后學(xué)生能力水平自我評(píng)價(jià)結(jié)果(n=86,n)

2.3學(xué)生對(duì)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程認(rèn)知和對(duì)課程體系改革的接受意愿調(diào)查結(jié)果 實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，97.68%的學(xué)生認(rèn)為毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是預(yù)防醫(yī)學(xué)課程體系的重要組成部分；通過(guò)一個(gè)學(xué)期毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，98.84%的學(xué)生認(rèn)為對(duì)自己預(yù)防醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)有很大幫助，充分體現(xiàn)了課程體系改革后學(xué)生對(duì)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的認(rèn)可程度。另外，作者進(jìn)行了創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)接受程度調(diào)研，發(fā)現(xiàn)90.70%的學(xué)生對(duì)本次新開(kāi)設(shè)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)很感興趣，與實(shí)驗(yàn)課開(kāi)課前相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-2.056，P<0.05)。同時(shí)，盡管開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)花費(fèi)了學(xué)生部分課余時(shí)間，需要學(xué)生完全投入學(xué)習(xí)中，仍然有89.86%的學(xué)生愿意接受，表明該課程體系改革取得了階段性成果。同樣相比于開(kāi)課前的調(diào)查，學(xué)生對(duì)于毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)接受程度明顯提高(Z=-2.074，P<0.05)，大大提升了學(xué)生對(duì)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)可度和學(xué)習(xí)興趣。見(jiàn)表3。

表3 預(yù)防醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的認(rèn)知和對(duì)課程體系改革的接受意愿(n=86)

續(xù)表3 預(yù)防醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的認(rèn)知和對(duì)課程體系改革的接受意愿(n=86)

3 討 論

《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加快醫(yī)學(xué)教育創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出：落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，以服務(wù)需求為導(dǎo)向，以新醫(yī)科建設(shè)為抓手，著力創(chuàng)新體制機(jī)制，分類(lèi)培養(yǎng)研究型、復(fù)合型和應(yīng)用型人才，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，著重提出加強(qiáng)培養(yǎng)體系建設(shè)，強(qiáng)化預(yù)防醫(yī)學(xué)本科專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)[7]。在目前新醫(yī)學(xué)興起的背景下，在高校爭(zhēng)取雙一流建設(shè)的浪潮中，教育界自上而下都在探索人才培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變[8-12]，以期培養(yǎng)滿足時(shí)代發(fā)展要求的復(fù)合型人才，不僅要著力造就能夠解決實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用型人才，而且要培育具備扎實(shí)實(shí)踐能力和勇于創(chuàng)新的綜合技術(shù)型人才。特別是此次新型冠狀病毒疫情的全球暴發(fā)及蔓延，對(duì)預(yù)防醫(yī)學(xué)和公共衛(wèi)生領(lǐng)域人才培養(yǎng)提出新的要求，也是對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量的嚴(yán)峻考驗(yàn)，因而，對(duì)各高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的確立和人才培養(yǎng)方案的完善提出了更加迫切的需求和更高的要求。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為本科人才培養(yǎng)體系的重要組成部分，可加深對(duì)理論知識(shí)的理解，并將所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力的基地，是激發(fā)學(xué)生科研意識(shí)的“搖籃”，是促進(jìn)學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨肀绢I(lǐng)和素養(yǎng)的關(guān)鍵[13-15]，是加強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力不可或缺的重要環(huán)節(jié)[16]，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與公共衛(wèi)生事業(yè)不斷發(fā)展與變革的課題[17]。

本次毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系改革通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間的邏輯性和系統(tǒng)性，增強(qiáng)了理論與實(shí)踐的接軌與融合；新加入的學(xué)生自主設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，鍛煉查閱文獻(xiàn)資料的自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)學(xué)生提出問(wèn)題-分析問(wèn)題-解決問(wèn)題的能力，同時(shí)有利于科研思維、創(chuàng)新能力的提高和培養(yǎng)；通過(guò)小組探討式的學(xué)習(xí)模式，還鍛煉了學(xué)生的邏輯思維、實(shí)踐能力、語(yǔ)言表達(dá)及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；利用學(xué)院大型科研儀器平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，在毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)中教會(huì)學(xué)生使用全自動(dòng)生化分析儀、酶標(biāo)儀、脫水機(jī)、石蠟包埋機(jī)、石蠟切片機(jī)、染色機(jī)、封片機(jī)、水迷宮等儀器的使用，開(kāi)拓了學(xué)生眼界，激發(fā)其對(duì)學(xué)習(xí)和科研的興趣；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，在引導(dǎo)學(xué)生的同時(shí)，對(duì)授課教師的能力和素養(yǎng)也提出了更高的要求，敦促教師扎實(shí)專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ)，增進(jìn)師生間良好的溝通與交流，將改革更深入實(shí)施，取得更好的效果[18]。在此次毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系改革中，形成了一套涵蓋綜合類(lèi)探究性實(shí)驗(yàn)、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)興趣實(shí)驗(yàn)、教學(xué)科研平臺(tái)開(kāi)放共享的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，注重教師科研與本科教學(xué)的有機(jī)融合，以學(xué)生為中心，以學(xué)生發(fā)展為根本，以培養(yǎng)復(fù)合型、創(chuàng)新型、應(yīng)用型預(yù)防醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生人才為目標(biāo)，充分發(fā)揮教師的引領(lǐng)作用，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，全方位提高學(xué)生綜合素質(zhì)，是將“以學(xué)生為中心”的理念全面貫徹和落實(shí)到毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的一次成功嘗試，為新時(shí)代預(yù)防醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)提供參考。

然而，基于對(duì)學(xué)生的訪談和教師團(tuán)隊(duì)的自我分析，本次毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系改革尚存在一些不足，例如創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)過(guò)程性評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確量化、調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性等，在下一步的教學(xué)研究中，將探討上述存在問(wèn)題的解決方案，進(jìn)一步完善毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系。