生物醫(yī)學類實驗動物學教學思考
時間:2022-01-11 11:08:33
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[摘要]實驗動物和動物實驗是支撐生命科學和醫(yī)學研究的重要基礎條件,對培養(yǎng)研究生的專業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)至關重要。本文針對研究生實驗動物學的教學實踐,從動物福利與人文教育、標準化與課題設計、動手能力與課程設置三個方面探討提升研究生人文素養(yǎng)和實踐能力,提高動物實驗數(shù)據(jù)準確性和穩(wěn)定性的可行方法,旨在為提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量和教育強國建設添磚加瓦。
[關鍵詞]實驗動物學;研究生;人文教育;標準化;動手能力
高等院校研究生教育承擔著培養(yǎng)拔尖人才的社會責任,實驗動物學是現(xiàn)代生命科學研究的基礎學科,融合了自然科學和人文科學諸多學科知識,具有很強的綜合性和交叉性,對推動生物科學發(fā)展和提升研究生的綜合素養(yǎng)具有非常重要的作用。蘇州大學醫(yī)學部在研究生課程中開設實驗動物學課程由來已久。本文作者多年工作在教學一線,在教學實踐中充分認識到該課程對提升研究生科研能力和綜合素質(zhì)的作用,但也存在亟需深入思考和各方重視的問題,突出體現(xiàn)在以下3個方面。
1教學內(nèi)容應與時俱進
合格的研究生不僅要扎實掌握專業(yè)知識,還要有正確的道德觀。特別是學習實驗動物學課程的研究生大都為生物醫(yī)學類專業(yè),更應注意培養(yǎng)人文情懷,提高人文素養(yǎng),加強對“珍愛生命”的理解,具有社會使命感和責任感。育人育德是高校教師的主要任務,在傳授知識與技能的同時,需堅持“傳道授業(yè)”和“價值引領”相統(tǒng)一[1]。一方面,經(jīng)濟全球化的發(fā)展促生了社會價值觀的多元化,個人主義、拜金主義、功利主義等思潮難以避免地涌入校園[2]。另一方面,研究生的生源專業(yè)背景差異大、年齡跨度大,某些學生心智還不成熟,容易受到錯誤思潮的影響,缺乏良好的人文素養(yǎng)和對實驗動物的敬畏之心。教師需堅持立德樹人的教育宗旨,在傳授實驗動物學專業(yè)知識的同時,應加強價值引導和人文教育,努力引領研究生成為有溫度有情懷的高知人才[3-4]。動物實驗對生物醫(yī)學的發(fā)展具有舉足輕重的作用,實驗動物作為疾病模型和治療新策略的受試者,為人類健康做出了巨大犧牲,理應被善待和尊重。但個別研究生由于欠缺實驗動物倫理學知識,對實驗動物態(tài)度冷漠,實驗操作時手法粗暴,鑒于此,我們加強了實驗動物福利倫理知識的講授,向?qū)W生滲透動物康樂(well-being)和3R理論(減少、替代、優(yōu)化),使研究生熟知動物實驗倫理審批的重要性和必要性以及動物實驗倫理審查的要點,強調(diào)在實驗過程中避免對動物造成不必要的傷害,讓動物在康樂狀態(tài)下生存;采用鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜、及時止血、實驗結(jié)束后對動物施行“安死術”等措施減少動物的痛苦;引導研究生科學設計學位論文的動物實驗內(nèi)容,提高動物利用率,避免無意義的重復甚至濫用實驗動物,使更多學生懂得敬畏和善待實驗動物,逐步形成關愛生命、敬重生命的自覺性。與本科生相比,研究生呈現(xiàn)出更多的多樣化特征,如年齡構(gòu)成的多樣化、應屆本科畢業(yè)生或有工作經(jīng)歷生源特質(zhì)的多樣化、全日制或非全日制的學習形式多樣化和學術型或?qū)I(yè)型等學位類型多樣化等等[5],但作為研究生,都需要有更寬闊的視野和解決實際問題的能力。近年來,我們對研究生實驗動物學理論課的教學體現(xiàn)了學習內(nèi)容的多樣化,課程內(nèi)容除較強普適性的實驗動物和動物實驗知識點外,結(jié)合學科前沿,加大了有關基因修飾動物模型、免疫缺陷動物模型等內(nèi)容的傳授[6],重點突出基因修飾模型的構(gòu)建、保種、繁育管理以及各類免疫缺陷模型的應用等內(nèi)容,在研究生學位論文的課題設計中起到了重要作用。但奇思妙想落到實處需要實踐和操作,在科研團隊中研究生往往工作在第一線,應有較強的動手能力。實驗動物是活體,相對于一些理論性強的課程,實驗動物學課程學習對實踐性和操作性要求更高。在實驗動物學的整個課程教學中實驗課的地位毋庸置疑,但因?qū)W生人數(shù)眾多,受限于實驗室條件和教學經(jīng)費及師資短缺等,研究生動物實驗技能的培訓只能做到淺嘗輒止,實驗課教學長期以來無法切實開展。不少學生因欠缺動物實驗相關操作實踐,動手能力不佳,在獨立開展實驗動物相關科研工作時常常遇到難以解決的技術問題。有鑒于此,我們提出要確立實驗動物學課程理論與實踐并重的指導思想,一方面切實加強實驗課教學,開展針對大鼠小鼠的各種實際操作培訓,另一方面在現(xiàn)有教學條件下,對動物實驗涉及的基本技術進行整合和系統(tǒng)分類,通過信息平臺和教學平臺分享給學生,展示規(guī)范的操作流程和方法,強調(diào)操作細節(jié)和注意事項,幫助研究生理解和掌握技術難點,提高他們的感官認知和對技術要領的領悟力,有效緩解了研究生在操作實驗中遇到的問題。根據(jù)我們近年來對研究生實驗動物學教學內(nèi)容的調(diào)整,重新編排了教材,更強調(diào)內(nèi)容的時代感和實用性。
2教學手段要豐富多樣
當今社會是信息化時代,傳統(tǒng)教學方式已經(jīng)不能滿足研究生對實驗動物知識的渴求,必須借助各種網(wǎng)絡化、信息化、智能化的教學工具,豐富教學手段,提高課堂教學的效果。如講解實驗動物屏障設施時,可通過制作微視頻、三維動畫等,介紹屏障設施的布局、環(huán)境控制原理、人員進出要求等,比單純的圖片更有畫面感,加深對屏障設施功能和控制要求的理解;在動物實驗操作部分,通過制作每個操作的微視頻,結(jié)合解剖圖譜和文字,深入講解每一個操作要點和難點,使研究生對動物實驗操作有全面的了解,同時選擇優(yōu)秀的網(wǎng)絡資源,將相關材料等通過QQ、微信和在線大學等進行分享,在此基礎上結(jié)合實際操作培訓,使研究生動手能力普遍得到有效提高。在實驗動物基本概念講解中就某些關鍵概念,如近交系,單獨做一個關于近交系小鼠培育歷史的慕課(massiveopenonlinecourse,MOOC)和微視頻,使學生對近交系小鼠概念的了解更加深入。另外,為提高研究生對實驗動物課程的興趣,加深動物實驗對醫(yī)學生物學科研重要性的認知,我校每年都圍繞諾貝爾醫(yī)學生理學獎方向邀請校內(nèi)或校外著名教授做一個專題講座,充分提高大家對實驗動物學課程的認識和理解。通過采用一系列教學手段和方式,課堂教學的活躍度和效果明顯提升,學生學習的積極性也顯著提高。
3實驗設計應規(guī)范可行
實驗動物的使用是生命科學領域研究和探索的必要條件,實驗動物數(shù)據(jù)是否準確、穩(wěn)定直接關系到實驗結(jié)果的可靠性和可借鑒性[7-8]。研究生在進行課題設計和實施時若不注重實驗動物和動物實驗的標準化,往往造成實驗結(jié)果的不可重復性,不但使學術價值大打折扣,降低從事科學研究的意義,還可能造成對研究團隊聲譽的負面影響。研究生在設計課題時應認真思考如何獲取穩(wěn)定準確的動物實驗數(shù)據(jù),牢記“用標準的實驗動物進行標準的動物實驗是科研實驗的基本要求”[9]。實驗動物標準化包括實驗動物生產(chǎn)條件的標準化、實驗動物質(zhì)量標準化、飼養(yǎng)管理標準化、動物實驗規(guī)范化等部分。研究生須特別注意實驗動物的選擇和飼養(yǎng)環(huán)境以及操作的規(guī)范性。需根據(jù)實驗動物的遺傳特性結(jié)合各自的實驗目的和要求,選擇合適的實驗動物品種或品系;利用來源明確的實驗動物進行分批實驗時,要注意使用周齡相同的動物,否則容易造成實驗結(jié)果的偏差;須注意溫度、濕度、光照等穩(wěn)定的飼養(yǎng)環(huán)境對動物實驗結(jié)果的影響至關重要;還需關注動物飲食和飼養(yǎng)區(qū)域的設施設備等的標準化;研究生作為科研工作的主力軍,需注意提升動手能力和實驗技能,注重操作的規(guī)范化和標準化,因為實驗動物是活體,對不同的操作產(chǎn)生的應激也不同,動物實驗操作的不規(guī)范,如取材時間點和取材部位的偏差、靜脈注射、灌胃等操作的熟練度,均可影響實驗結(jié)果的可靠性和重復性。還需指出的是,前面探討的實驗動物福利也是獲得穩(wěn)定、可靠實驗結(jié)果的重要保證。因為在激惹、恐懼和緊張狀態(tài)下的實驗動物應激反應與正常狀態(tài)不同,會造成實驗數(shù)據(jù)偏差。研究生在科研工作中只有懂得選擇標準化的實驗動物,在動物實驗中準確使用標準化動物,才能獲得令人信服的可靠科研數(shù)據(jù)。在課堂教學時,我們根據(jù)生物醫(yī)學類研究生特點,專門布置動物實驗設計課后作業(yè),要求每5人一組,設計一個動物實驗,從動物選用、分組、實驗方法、處死方法、控制偏離等角度分步描述,作為平時成績的一部分計入課程總成績。在黨的報告中指出,“建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程”。研究生教育位于整個教育鏈的高端,提高研究生教育的質(zhì)量,培養(yǎng)有使命感、有家國情懷、有擔當?shù)难芯可囵B(yǎng)掌握本專業(yè)扎實系統(tǒng)的理論知識、具備實踐能力和創(chuàng)新精神的高科技人才是高等教育的緊迫任務。實驗動物是支撐我國生命科學和醫(yī)學研究的重要基礎要素,是國家科技發(fā)展與創(chuàng)新的重要戰(zhàn)略資源之一[10]。在實驗動物學的教學中需努力提升研究生的人文素養(yǎng)和實踐能力,讓研究生懂得用標準的實驗動物進行標準的動物實驗,獲取穩(wěn)定、準確的實驗數(shù)據(jù),為提高我國科技工作的國際地位,以及科教強國建設添磚加瓦。
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作者:周正宇 單位:蘇州大學實驗動物中心
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