《实验动物学基本实验技术》选修课的设计与探讨

来源:用户上传      作者:

　　 摘  要：实验动物和动物实验是生命科学领域内必不可少的研究手段和基础条件，实验动物学作为众多高校研究生的基础课程，却很少在本科阶段开设。随着国家创新型人才培养的需要，申报大学生创新创业训练计划项目和进入科研实验室参与教师科研课题的本科生越来越多，为本科生开设实验动物学相关课程显得尤为重要。文章阐述了为生物医学工程专业本科生开设《实验动物学基本实验技术》选修课的必要性和可行性，并对课程的具体内容和考核方式进行探讨。
　　关键词：实验动物学;本科生;动物实验;生物医学工程;实验技术
　　中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：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
　　 實验动物学是生命科学领域内的一门综合性新兴学科，以实验动物和动物实验为研究对象，是生命科学研究的重要支撑条件[1]。旨在培养学生的科研素质和实验操作能力，为其从事动物实验相关的科学研究奠定基础[2，3]。目前已成为众多高等医学院校中研究生的一门基础课程，但相关课程很少在本科阶段开设。生物医学工程是生物医学与理工科的交叉学科，以医工结合为基础，培养具备生命科学、电子技术及信息科学的理论知识以及医学与工程相结合的科学研究能力，能够从事教学、研究以及管理等相关工作的专业人才。目前此专业本科生的生命科学相关知识仅限于《生理学》和《系统解剖学》两门课程的学习，而实验动物学方面的实验操作能力有所缺乏。根据学院现有的仪器设备和实验室条件，阐述为生物医学工程专业本科生开设《实验动物学基本实验技术》选修课的必要性和可行性，并详细探讨拟开设课程的内容设置和考核方式。
　　一、开设《实验动物学基本实验技术》选修课的必要性
　　实验动物作为现代生命科学实验研究的四个基本要素AEIR之一（即动物、试剂、设备和信息），被称为活的试剂和活的精密仪器[4]，是生物科学实验研究的重要工具和基础条件，在科学研究和实验教学中具有突出贡献[5]。动物实验是指借助实验动物，采用特定的实验方法来检验或探索相关科学问题而进行的实验研究。动物实验作为科学领域内必不可少的一种研究手段，也是实验教学的重要形式，生物医学科学的发展离不开动物实验[6]。
　　为了响应国家教育部高等教育本科阶段培养创新型人才的号召，学校鼓励在校本科生积极申报大学生创新创业训练计划项目，并进入科研实验室参与教师的科研课题[7，8]。实验动物和动物实验基本知识和实验技能的缺乏却成为了很多生物医学工程专业本科生的阻碍。坚持教学和科研相结合的原则，为满足该专业本科生对动物实验的实际需求，培养本科生的科研素质，拟开设《实验动物学基本实验技术》选修课。该选修课以实验动物理论知识和动物实验基本操作技术为核心内容，强化实验动物学基础知识的学习，侧重实验操作技能的锻炼，从而培养学生的科研创新能力，为其独立开展科研课题提供一定的基础[9]。另外，随着全国研究生数量的不断增加，本科生阶段实验动物学的学习将成为一种新的竞争优势，可以帮助研究生更好地理解导师的研究方向和实验课题，能够使其更快地融入科学研究。
　　二、开展《实验动物学基本实验技术》选修课的可行性
　　目前，生物医学工程与技术学院的多个科研实验室和科研项目涉及动物实验，拥有多套实验设备和成熟的动物实验技术。同时，生物医学工程与技术学院实验教学中心于2018年获批天津市实验教学示范中心，具备强硬的软硬件条件，足够撑起《实验动物学基本实验技术》选修课的教学任务。学院所有科研实验室均对本科生开放，接纳本科生在课外时间参与教师科研课题，已有不少本科生借助动物实验平台获得多项国家级、市级以及校级大学生创新创业训练计划项目立项并结题。本科生完整参与教师科研课题并已公开发表多篇学术论文，为《实验动物学基本实验技术》的学习打下了良好的基础。成熟的动物实验技术和稳定的实验平台为《实验动物学基本实验技术》选修课的开设提供强有力的保障。 　　学院将与本校研究生《实验动物学》课程的教学团队合作，借助研究生实验动物学课程的教师队伍，对本科生进行理论知识的传授，实验课将由学院实验教学中心多名熟练动物实验技术的教师承担。定期进行集体备课、讨论学习、新课试讲等教学活动，安排教师外出听课和学习，打造一支具备较强专业素质的教学团队，能够较好地完成此课程的教学任务。
　　三、《实验动物学基本实验技术》选修课的课程内容
　　目前，实验动物学的传统教学多以理论学习为主，实践方面欠缺，不能满足生物医学工程专业本科生对动物实验技能的需求[10]。因此，该课程将以实验课为重点，通过老师的讲解、演示以及学生自身的学习，将所学理论知识充分融入课堂实验，让学生掌握实验动物和动物实验的基本操作技能，提高实际动手操作能力。
　　《实验动物学基本实验技术》选修课分为理论课（8学时）和实验课（22学时），共30学时。其中，理论课内容包括实验动物基础理论知识、实验技术操作方法、实验动物伦理与福利，以及动物实验安全;实验课内容主要为动物疾病模型的制备和筛查，采用实验分组的形式，实验教师指导协助，由学生单独完成实验，实验结束后撰写小论文。具体课节和学时安排如下：
　　第一节课  实验动物学理论基础（4学时）
　　第二节课  实验动物学理论基础（4学时）
　　第三节课  动物实验技术基础（3学时）
　　第四节课  动物疾病模型的制备 1（4学时）
　　第五节课  动物疾病模型的制备 2（4学时）
　　第六节课  动物疾病模型的制备 3（4学时）
　　第七节课  动物疾病模型的筛选（4学时）
　　第八节课  数据分析和论文撰写（3学时）
　　第一节课将由教师讲授实验动物学基本概念和常见实验动物的生理特性，实验动物福利伦理、生物安全与质量控制，实验动物的品种与饲养，以及人类疾病动物模型的复制等理论知识。
　　第二节课将由教师讲授动物实验的基本操作技术，包括实验动物选择的原则、动物实验的影响因素、动物实验的准备、动物麻醉和给药方法以及生物废弃物的处理等实验操作知识。
　　第三节课将由实验老师讲述接触动物的常规防范措施和注意事项，向学生示范小鼠的抓握、固定和标记的技巧方法，讲解动物行为学的概念及其研究方法，并采用多媒体等方式向学生展示。带学生熟悉动物实验所用的仪器设备、试剂耗材和操作流程等。
　　第四、五、六节分别为焦虑和癫痫等不同疾病动物模型的制备，由实验老师提前准备实验所需仪器设备、试剂耗材以及实验组小鼠，向学生演示制备小鼠疾病模型的实验流程，学生按照实验分组和实验操作步骤独自完成动物模型的制备，实验老师将从旁协助。
　　第七节为动物疾病模型的筛选，由实验老师讲解不同动物疾病模型行为学的检测指标，由学生独自进行行为学检测，对前面三节课上制备的焦虑和癫痫等动物疾病模型进行筛选，判定动物模型制备是否成功，实验老师将从旁协助。
　　第八节课由实验老师为学生讲解实验数据的获取、统计和分析方法，以及撰写论文的注意事项，论文的撰写应由学生独立完成。
　　因《实验动物学基本实验技术》选修课的课时较短，实验内容仅仅涉及动物模型制备的部分流程。为了充分调动本科生对动物实验的兴趣和科研积极性，鼓励本科生将实验教學内容延伸到课外，根据意愿自行组成实验小组，借助开放实验室平台和动物实验技术，开展动物疾病模型制备的完整实验，提高学生在课题设计、实验观察以及发现、分析和解决问题等方面的能力，培养学生严谨求实的科学态度和团队合作精神，锻炼本科生的自主科研能力。教师与各实验小组学生建立持久的网络交流群，不定时提供实验指导，及时发现和解决他们在实验过程中出现的各种问题，并有利于《实验动物学基本实验技术》选修课的不断完善和教学改革[11]。
　　四、《实验动物学基本实验技术》选修课的考核方式
　　考核是检验和评价学生对此门课程学习效果的最佳方式，《实验动物学基本实验技术》选修课在考核方式上侧重自主学习、实验操作和论文写作等能力的培养，为学生今后进行科研工作打下基础。参考其他高校实验动物学课程的考核方式，结合生物医学工程专业本科生的培养目标，为了调动学生学习的主动性和积极性，此课程将取消理论考试，采用实验操作和论文撰写相结合的考核方式，让学生积极参与实验课，锻炼自主查阅文献的能力，全面提高综合素质[4，12]。实验操作考核占50分，论文撰写考核占50分。实验操作成绩可根据学生的出勤情况、实验操作的规范性和准确性以及实验态度来评定，论文撰写成绩根据所写论文的结构和内容、实验数据的统计与分析来评定。通过实验操作和论文撰写情况，综合评估学生对此课程的掌握程度，有助于此课程的完善和改革。
　　五、结束语
　　实验动物学作为一门综合性技术学科，是生命科学领域必不可少的基础条件。随着申报创新创业训练计划项目和进入科研实验室参与教师科研课题的本科生越来越多，生物医学工程专业本科生对实验动物学相关理论知识和基本实验操作技能的需求显得尤为迫切。《实验动物学基本实验技术》选修课将以培养学生实验操作技能目标，锻炼本科生的实际操作能力，培养学生科研意识和论文写作能力，取消理论考试，加强实验技术的学习要求。在课外时间提供开放实验室平台和实验相关技术，鼓励学生将课堂实验内容延伸到课外，自主设计和开展实验课题，力求进一步提升科研能力，培养认真求实的科学态度，为本科生日后独自开展科研工作奠定基础。为了提升教学质量，《实验动物学基本实验技术》选修课还需在实践中不断探索和改革。
　　参考文献：
　　[1]王利梅，施如席，刘佳，等.如何上好实验动物学课程教学进行专业人才培养[J].世界最新医学信息文摘，2017，17（27）：116-122.
　　[2]李进涛，王利梅，角建林，等.医学实验动物学课程教学实践与思考[J].基础医学教育，2016，18（8）：632-635.
　　[3]吴艳玲，张先，崔振宇，等.“双一流”模式下高校研究生实验动物学课程教学模式探索[J].中国比较医学杂志，2018，28（11）：111-114.
　　[4]杨玲，张泉，王怡，等.实验动物学实验教学改革的探索和实践[J].教育教学论坛，2016，45：174-175.
　　[5]杨正梅，王胜，杨根岭，等.医学院校实验动物学实验教学体会[J].基础医学教育，2015，17（6）：508-510.
　　[6]张仕斌，孔德营.医学硕士研究生实验动物学课程教学改革[J]. 现代医药卫生，2016，32（8）：1251-1254.
　　[7]刘建卫，章明星，潘建明，等.中医院校本科生阶段开设“实验动物学”选修课的探索[J].中国比较医学杂志，2018，28（11）：123-125.
　　[8]崔亚利，耿梅英，徐瑞涛，等.“实验动物学”教学中培养本科生专业能力的实践与思考[J].河北农业大学学报（农林教育版），2017， 19（1）：92-95.
　　[9]罗满林，顾为望.实验动物学[M].北京：中国农业出版社，2002.
　　[10]张爱华，曾文滔.医学院校实验动物学教学改革实践与探讨[J]. 中国比较医学杂志，2017，27（3）：93-95.
　　[11]李维国，赵勇，师长宏.高等院校实验动物教学中动物实验体系的改革和构建[J].山西农经，2015，5：124-125.
　　[12]冷扬，鲍波，苏小华，等.医学院校实验动物学教育现状及教学改革思考[J].南京医科大学学报（社会科学版），2013，55：175-178.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14846814.htm