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摘要:針對目前毒理學實驗教學存在的問題,如教學方法與手段陳舊、學生不夠重視或態度不認真等,運用虛擬仿真實驗教學、優化實驗項目、改革考核方式和規范實驗報告、貫徹動物倫理學理念等多種方式或措施進行教學改革嘗試。經過一系列教學改革后,學生學習積極性明顯提高,克服了對動物的恐懼心理,實驗技能和動手能力增強,而且實驗報告質量明顯提高,分析和解決問題能力也進一步增強,取得了較好的教學效果。
關鍵詞:毒理學;實驗教學;教學改革
毒理學基礎作為預防醫學的專業基礎課,是一門具有極強的理論性、實踐性和應用性的課程,因此,其實驗教學和理論教學同樣重要。其中動物實驗是毒理學的主要研究方法,它在毒理學教學占據了重要地位。它不僅能驗證和深化理論知識,而且還可以增強學生觀察、分析和解決問題的能力[1-3]。此外,實踐技能訓練也是毒理學教學過程一個不可缺少的重要環節[4]。因此,科學規范的開展毒理學實驗教學是培養高質量預防醫學人才的重要手段和形式。為了能使學生在實驗課的有限時間內熟練地掌握實驗方法和技能,進一步提高理論知識的實踐應用能力,本文就我們在毒理學實驗教學遇到的問題,對毒理學實驗教學方法和內容提出相應的對策,以便為高校毒理學教學同行深入探討起到拋磚引玉的作用。
1毒理學實驗教學存在的問題
1.1實驗教學方法或手段較陳舊或單一
在傳統課程的內容安排上,毒理學實驗教學主要是演示性與驗證性實驗,一般為教師先講解實驗原理目的、演示操作方法與步驟,然后學生按照實驗步驟進行操作[5-7]。當中所運用的教學手段較為簡單,僅僅為示教和講解,致使學生整體動手能力、發現問題、解決問題能力較為薄弱。這與實驗教學的目標是不符合的[8]。同時呆板、單調的教學方法也致使一部分學生的積極性下降。
1.2實驗過程重視不夠
在傳統教學過程,不管是教師還是學生都認為實驗課的地位低于理論課,因此,導致二者均忽略了實驗課的重要性[9]。毒理學實驗內容旨在要求學生親自動手操作與實踐,達到初步認識實驗動物、學會基本實驗技術以及實驗方案設計的教學目的。但在實驗過程中往往有部分學生不愿意動手,只作為旁觀者觀摩其他同學的操作。事實上對于學生而言,學習過程的重要性遠遠大于獲得的實驗結果[10,11]。此外,實驗教學的目的是進一步鞏固和深化理論知識,但因毒理實驗較為枯燥,導致學生通常是機械地完成實驗內容,缺乏對理論知識的思考與深化。
1.3學生積極主動性不夠,態度不認真
實驗過程中,部分學生動手積極性不高。毒理學實驗課主要以動物實驗為主,通常以大、小鼠作為主要的實驗對象。學生往往對動物存在恐懼心理或擔心動物不干凈,有異味,不愿接觸動物。再者,毒理學考試成績構成比例通常為7∶3(理論考試∶實驗課成績),以致出現學生對實驗課重視度不夠、實驗態度不端正等情況。此外,很多學生撰寫實驗報告時,習慣照抄實驗講義,甚至學生之間存在相互抄襲,致使教師無法客觀地評估學生對實驗內容的理解、掌握程度。
2改進毒理學實驗教學的建議
2.1采用虛擬仿真新技術進行教學,實現教學手段多樣化
毒理學實驗一般需要數量較多的動物,花費較多。涉及動物染毒的實驗,實驗周期往往較長,場地要求較高。隨著社會文明程度的提高,動物倫理學提出“優化、減少、替代”3R原則,要求實驗通過優化實驗設計或采用體外實驗替代傳統的整體動物實驗,以期減少實驗動物的數量和痛苦。因此,我們可以借助先進的計算機技術,將虛擬現實技術轉化為虛擬仿真實驗教學資源,構建虛擬仿真實驗教學網站平臺[12]。這樣不僅可以實現優質教學資源的開放共享,還可以減少實驗動物的使用,符合動物倫理學的要求。針對實驗周期長、使用動物數量大或實驗過程極其繁瑣的實驗項目,我們可以采用虛擬仿真技術進行教學。我院針對毒理學基礎課程,已開發了一項綜合性實驗,即肝微粒體制備及混合功能氧化酶活性測定,目前已投入使用。學生對新開設的虛擬仿真課程興趣濃厚,表現積極,教學效果良好。此外,教師還利用多媒體技術,制作精美的PPT課件,插入圖片和視頻,極大激發了學生的興趣。例如,在實驗動物染毒方法和生物材料制備實驗項目中,利用圖片和視頻講解動物的染毒方法、生物材料制備,學生很快就掌握了基本的操作;在小鼠骨髓微核實驗里,利用微核圖片制成圖冊,學生可以在電腦或手機端瀏覽圖片,對顯微鏡下觀察有很大的幫助。
2.2調整和優化實驗教學項目
我們原有5個毒理學實驗項目,包括實驗動物染毒方法和生物材料制備、經口急性毒性實驗、小鼠骨髓微核實驗、大鼠肝微粒體制備及混合功能氧化酶活性測定、病理組織切片觀察。經口急性毒性實驗中,以往教學方法是由實驗室老師準備好試劑和設計劑量組,學生按部就班進行操作。為了培養學生的自主能動性和思維能力及提高動手能力,現在改由學生自行設計劑量和配制試劑。結果發現,這一措施激發了學生積極主動性,他們不僅動手、操作能力增強,且通過自行設計實驗劑量與分組,做到理論聯系實際,進而提高學生的綜合能力。在原有實驗內容的基礎上,增加案例分析討論(安排在末次課)。根據教學大綱要求,我們精選案例內容和巧妙構思問題,將毒理學的基本概念、生物轉化和轉運、毒作用影響因素、一般毒性作用實驗和致突變、致畸、致癌實驗、管理毒理學和安全性評價等章節和內容融會貫通,這樣學生就能及時消化吸收理論知識,加深了對理論知識的理解記憶,而且學會了實驗方案設計。
2.3改革考核方式,激發學生主動性
以往毒理學實驗成績占總課程成績的30%,而且實驗教學的考核主要是通過實驗報告的書寫來體現的,但僅憑實驗報告不能很好地反映學生的動手、操作能力,難以實現對學生實踐能力與創新思維的培養[13,14]。而且也導致一部分學生不重視實驗課,在實驗過程中不夠主動,懶于動手,旁觀其他同學操作,很容易出現相互抄襲實驗報告的現象。為此,我們加大實驗課占分比例,由原先的30%提高到40%,并增加了技能操作考核。考核內容包括:實驗動物性別辨認;抓取與固定;染毒方法,包括灌胃、腹腔注射、靜脈注射、皮下注射;動物處死、解剖、血樣和臟器采集等。我們在實驗動物染毒方法和生物材料制備項目中,首先由老師進行講解和示范,學生再反復動手練習,針對不規范的操作,教師要隨時指導和糾正,最后對學生進行操作考核。我們發現,在增加技能操作考核的要求后,學生不愿意動手的現象極大減少或消失,部分學生從開始不敢抓取動物,經歷自己動手實踐和教師指導,到考核階段都能熟練操作,達到了“人人動手、提高實踐技能”的教學目的[15]。
2.4規范實驗報告格式
實驗報告格式規范化能夠鞭策學生更高質量地完成實驗任務[16]。一般來說,毒理學實驗報告可分為三個部分:實驗概述部分、記錄部分和分析討論部分。我們要求學生對實驗原理目的、基本內容、實驗操作步驟等不生搬硬套,結合實際和理論課進行簡要概括;對于實驗現象、數據部分,要求學生真實、詳盡地記錄,盡可能以圖表形式表示。比如,組織或細胞鏡下觀察可以畫圖表示,以便于培養學生嚴謹的實驗態度、實事求是的精神;我們一直強調實驗報告的精髓在于分析與討論,鼓勵學生根據實驗過程出現的問題或異常現象和實驗結果分析原因,表達自己的見解,或者提出實驗改進措施或方案。我們發現,對實驗報告做了規范化要求后,實驗報告質量明顯提高,學生之間相互抄襲的現象減少,學生也加深了對理論知識的理解和記憶,其分析問題和解決問題也得到了提高。此外,每次上課前,教師還針對上次實驗報告的常見錯誤進行講解和糾正,使學生及時發現錯誤并改正,進一步加深理解和掌握。
2.5實驗教學過程始終貫徹動物倫理學理念
實驗動物倫理學是毒理學的組成部分,在毒理學實驗教學中我們始終貫徹動物倫理學理念。在首次實驗課實驗動物染毒方法和生物材料制備中,我們特別強調“愛護動物,尊重生命”、3R原則,對動物尸體要統一收集和處理等,提醒學生在動物煩躁激怒時要及時安撫。同時,要求學生針對首次實驗內容與操作過程撰寫心得體會。不少學生反映,通過動物實驗操作感受到實驗動物的痛苦,感激實驗動物為科學獻身,處死時盡可能采用“安死術”以減少痛苦,將動物倫理學貫徹到實踐當中。綜上,針對在毒理學實驗教學存在的問題,實施了提高實驗教學效果的一些辦法。教師只有不斷地接受挑戰,按照學生的特點和教學要求改進實驗內容與教學手段,認真總結教學經驗,努力尋求有利于提高實驗技能的教育方法和手段,才能有效地滿足學生對新知識的需求,培養學生的實踐能力和創新思維,以培育出較高質量、適應性強的預防醫學專業人才。
作者:區仕燕 鄭艷燕 黃曉薇 鄒云鋒 李少軍 姜岳明 單位:廣西醫科大學公共衛生學院衛生毒理學教研室 廣西醫科大學公共衛生學院教研科