毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革分析

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摘要為符合應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式，對(duì)2013級(jí)生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革。認(rèn)為毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題主要是課程設(shè)置存在局限性，學(xué)生積極性普遍不高，綜合實(shí)踐能力難以提高。在改革方法上，主張對(duì)學(xué)生進(jìn)行集中培訓(xùn)，定期集中討論，討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。將設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)過(guò)程，調(diào)動(dòng)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性，更培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神與綜合實(shí)踐能力。認(rèn)為今后應(yīng)給學(xué)生更大的自由度，增加毒理學(xué)評(píng)價(jià)的其他實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞毒理學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);設(shè)計(jì)型

毒理學(xué)主要研究外源化學(xué)物對(duì)生物體損害作用及其毒作用機(jī)制，是理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科［1］，其基本的研究方法是科學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)具有非常重要的意義［2］。作為毒理學(xué)教學(xué)的重要組成部分和補(bǔ)充，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能夠加深學(xué)生對(duì)毒理學(xué)基礎(chǔ)理論的理解，而且對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、獨(dú)立思考能力具有十分重要的意義。南京大學(xué)金陵學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院生物科學(xué)與工程系開(kāi)設(shè)了應(yīng)用生物化學(xué)與藥學(xué)、公共營(yíng)養(yǎng)與食品安全監(jiān)管2個(gè)專(zhuān)業(yè)方向，毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)是這2個(gè)專(zhuān)業(yè)方向的必修課。為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和觀察、搜集、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，提高毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和增強(qiáng)畢業(yè)生競(jìng)爭(zhēng)力［3］，學(xué)院對(duì)2013級(jí)生物專(zhuān)業(yè)本科生毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革，打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)格局，將設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)理念引入毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性，以學(xué)生為主，教師為輔，順利地完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)。筆者以該次教學(xué)改革為出發(fā)點(diǎn)，探討提高毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的方法，同時(shí)也期望為我國(guó)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供參考。

1存在問(wèn)題

1．1課程設(shè)置存在局限性

以往的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括:實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的一般操作、小鼠急性經(jīng)口染毒LD50測(cè)定、小鼠精子畸形實(shí)驗(yàn)、小鼠骨髓細(xì)胞微核實(shí)驗(yàn)、肝微粒體制備、全血膽堿脂酶測(cè)定、酶聯(lián)免疫分析實(shí)驗(yàn)、皮膚刺激實(shí)驗(yàn)。這樣的傳統(tǒng)課程設(shè)置存在局限性:一方面缺乏綜合型實(shí)驗(yàn)，這樣分散的小實(shí)驗(yàn)難以讓學(xué)生把各項(xiàng)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，很難理解并掌握毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序;另一方面，每次實(shí)驗(yàn)課時(shí)較短，只有4h，對(duì)于小鼠精子畸形實(shí)驗(yàn)、小鼠骨髓細(xì)胞微核實(shí)驗(yàn)等染毒周期較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)，只能讓學(xué)生從解剖小鼠開(kāi)始操作，觀察正常小鼠的精子和微核為主，不能進(jìn)行前期的染毒操作，也很難觀察到陽(yáng)性結(jié)果，而這恰恰也是毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)中非常重要的步驟，卻因?yàn)闀r(shí)間限制刪減了。

1．2學(xué)生積極性普遍不高

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要以驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)為主，教師講解示范，學(xué)生跟學(xué)照做。該教學(xué)模式造成的最大問(wèn)題是很多學(xué)生缺乏主動(dòng)性，有的甚至產(chǎn)生惰性，不愿動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)，直接照搬別人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)。很多學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告以照抄教師的講義為主，機(jī)械呈現(xiàn)觀察結(jié)果，不重視結(jié)果分析，不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程顯得很被動(dòng)。正因?yàn)槠渲行枞径镜膶?shí)驗(yàn)都刪減了染毒的步驟，學(xué)生只能觀察正常小鼠的組織器官，很難觀察到染毒后會(huì)出現(xiàn)的異常形態(tài)，這讓很多學(xué)生在對(duì)結(jié)果的觀察過(guò)程中慢慢失去了耐心，同時(shí)也失去了對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。

1．3學(xué)生綜合實(shí)踐能力難以提高

毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)作為毒理學(xué)基礎(chǔ)理論教學(xué)的重要補(bǔ)充，旨在通過(guò)毒理學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力和獨(dú)立思考能力。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生如完成任務(wù)般參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程，書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，被動(dòng)完成教師指令，不注重自身動(dòng)手能力的鍛煉，很多學(xué)生直到課程結(jié)束仍不能熟練運(yùn)用基本的操作技術(shù)，如灌胃，亦對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏獨(dú)立思考，形成了“張嘴就問(wèn)”的習(xí)慣，這將不利于創(chuàng)新精神與綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2改革方法

為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺陷，在原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上加設(shè)了毒理學(xué)設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)。首先，對(duì)學(xué)生進(jìn)行集中培訓(xùn)，向?qū)W生介紹綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的及內(nèi)容，強(qiáng)化相關(guān)理論，鞏固相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作技能，教授統(tǒng)計(jì)分析方法，理清思路，安排任務(wù)，介紹考核辦法。如教師確定實(shí)驗(yàn)課題為“不同劑量環(huán)磷酰胺對(duì)小鼠精子畸形的影響”，要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)鞏固小鼠精子畸形實(shí)驗(yàn)的原理和步驟，并用詳實(shí)的數(shù)據(jù)反映出環(huán)磷酰胺對(duì)雄性小鼠生殖功能的影響。整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期包括小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)(7d)、灌胃染毒(5d)、常規(guī)喂養(yǎng)(30d)幾個(gè)部分，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后采集血清測(cè)定大鼠血清睪酮和乳酸脫氫酶含量;處死小鼠，分離睪丸、附睪、肝臟和脾臟，稱(chēng)重，計(jì)算臟器重量系數(shù);取精子制片觀察精子畸形情況，記錄畸形精子數(shù)量、畸形類(lèi)型及計(jì)算畸形率，并向?qū)W生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作中的相關(guān)注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)課題和框架確定后，將學(xué)生分為5人一組，以團(tuán)隊(duì)形式完成實(shí)驗(yàn)。要求每組在實(shí)驗(yàn)正式開(kāi)始前，利用課余時(shí)間查閱文獻(xiàn)，寫(xiě)出詳細(xì)實(shí)驗(yàn)方案和步驟，包括實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇與分組、環(huán)磷酰胺的灌胃劑量、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的要求、實(shí)驗(yàn)質(zhì)量控制、實(shí)驗(yàn)各步驟的時(shí)間安排、小組人員的分工以及注意事項(xiàng)。之后教師對(duì)各組的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行指導(dǎo)與完善，方案通過(guò)教師審核的小組即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作并開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)成績(jī)分團(tuán)隊(duì)得分和個(gè)人得分兩部分，各占50%，前者以各小組的團(tuán)結(jié)協(xié)作情況及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)衡量，后者以個(gè)人在團(tuán)隊(duì)中的貢獻(xiàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告衡量。其次，定期集中討論。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，教師組織各組學(xué)生每周介紹一次實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，對(duì)實(shí)驗(yàn)期間發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行商討協(xié)調(diào)并妥善解決。最后，討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師指導(dǎo)學(xué)生收集整理數(shù)據(jù)，并采用ELISACalc軟件、SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖。各小組闡述本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論分析和總結(jié)實(shí)驗(yàn)，然后撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

3取得的成效

3．1學(xué)生主動(dòng)性大大提高

當(dāng)教師把設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的題目、要求以及考核方案告知學(xué)生后，大部分學(xué)生對(duì)從未接觸過(guò)的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型很感興趣，對(duì)染毒的結(jié)果也很好奇，從實(shí)驗(yàn)初始就躍躍欲試，主動(dòng)性大大提高。盡管開(kāi)始有少數(shù)學(xué)生不太適應(yīng)，帶有一定畏難情緒，經(jīng)過(guò)一段適應(yīng)期后，都能積極投入到查閱文獻(xiàn)、計(jì)劃實(shí)驗(yàn)方案等準(zhǔn)備工作中。與既往教師說(shuō)一步、大家做一步不同，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，分組方案、染毒劑量等具體步驟以及分工和時(shí)間安排都由各組自行確定，學(xué)生從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索，表現(xiàn)出前所未有的積極性和主動(dòng)性。

3．2充分發(fā)揮創(chuàng)新實(shí)踐能力

此次改革中，小鼠分組、染毒劑量、質(zhì)量控制、人員分工及時(shí)間安排都以學(xué)生為主進(jìn)行制訂并完成。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，各組積極查閱相關(guān)資料，匯總查閱結(jié)果，大家在一起討論分析，確定實(shí)驗(yàn)方案，尤其是各劑量組染毒劑量以及質(zhì)量控制的相關(guān)要求，之后提交教師審核通過(guò)。各小組根據(jù)小組成員的實(shí)際情況協(xié)調(diào)人員分工，充分利用課余時(shí)間，合理安排。在這些過(guò)程中，大家積極發(fā)表意見(jiàn)，或提出理論依據(jù)，或舉出數(shù)據(jù)例證，或強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)上的注意事項(xiàng)，并與教師積極互動(dòng)，提出問(wèn)題、一起分析和解決問(wèn)題，充分展現(xiàn)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)未曾有的創(chuàng)新實(shí)踐能力，這對(duì)學(xué)生以后的學(xué)習(xí)工作是非常有幫助的。

3．3提高團(tuán)結(jié)協(xié)作精神

綜合實(shí)驗(yàn)不能只靠個(gè)人就能完成，需要小組成員之間、組與組之間配合完成。在教師的提議下，各組選出組長(zhǎng)，分配并協(xié)調(diào)組員的工作，安排值日。組員之間、組與組之間既互相督促也互相幫助，取長(zhǎng)補(bǔ)短。團(tuán)隊(duì)和個(gè)人的表現(xiàn)都是實(shí)驗(yàn)成績(jī)的一部分，個(gè)別曾經(jīng)一貫依賴(lài)他人完成實(shí)驗(yàn)的學(xué)生也能付出一己之力，甚至表現(xiàn)出前所未有的積極性，營(yíng)造出團(tuán)結(jié)協(xié)作的實(shí)驗(yàn)氛圍。大家也領(lǐng)會(huì)到團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神對(duì)于任何工作都是必要的。

3．4加強(qiáng)教師自身能力培養(yǎng)

毒理學(xué)與多學(xué)科緊密聯(lián)系，其設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)不僅需要教師具備較為全面的理論知識(shí)、熟練的實(shí)驗(yàn)技巧，還需要具備一定的科研能力和素養(yǎng)。綜合型實(shí)驗(yàn)是一種以學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)方式，這就要求教師更重視授人以漁，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力，甚至包括語(yǔ)言和口頭表達(dá)能力;激發(fā)學(xué)生的科研興趣，使其領(lǐng)悟科研方法和思維方式，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

4展望

4．1給學(xué)生更大的自由度

在教學(xué)改革中，學(xué)生的積極性比以往的傳統(tǒng)教學(xué)有所提高，說(shuō)明給學(xué)生更大的施展空間能夠提升其實(shí)驗(yàn)的興趣和求知欲。由于第一次在該專(zhuān)業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，沒(méi)有完全放開(kāi)讓學(xué)生去設(shè)計(jì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)，比如實(shí)驗(yàn)受試物、染毒方式和實(shí)驗(yàn)流程都是由教師制訂，學(xué)生執(zhí)行。在此次改革取得良好成效的基礎(chǔ)上，今后將逐步放開(kāi)，給學(xué)生更大的自由度，由學(xué)生挑選實(shí)驗(yàn)種類(lèi)，確定受試物和染毒方式，制訂完整的實(shí)驗(yàn)方案，教師僅充當(dāng)指導(dǎo)者、建議者的角色，相信這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、觀察能力、獨(dú)立思考能力，提高其創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?huì)有很大幫助。

4．2增加毒理學(xué)評(píng)價(jià)的其他實(shí)驗(yàn)

毒理學(xué)評(píng)價(jià)有規(guī)定的程序，包括第1階段:急性毒性實(shí)驗(yàn);第2階段:遺傳毒性實(shí)驗(yàn)，30d喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)致畸實(shí)驗(yàn);第3階段:亞慢性毒性實(shí)驗(yàn);第4階段:慢性毒性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革只涉及第2階段眾多檢測(cè)項(xiàng)目中的1種———小鼠精子畸形實(shí)驗(yàn)，為了讓學(xué)生熟悉毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序，將來(lái)在實(shí)驗(yàn)條件允許的情況下，可安排毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序中各階段不同的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目，由學(xué)生分組選做，各組選定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，分別討論制訂實(shí)驗(yàn)方案，具體內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)試劑耗材、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、分組、劑量、實(shí)驗(yàn)方法及步驟、數(shù)據(jù)分析方法等。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，可以使學(xué)生深入理解毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理和設(shè)計(jì)思路、掌握并熟練實(shí)施毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序，這對(duì)學(xué)生將來(lái)在相關(guān)崗位的工作大有裨益。

4．3結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)

南京大學(xué)金陵學(xué)院生物科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)包括營(yíng)養(yǎng)學(xué)與藥學(xué)2個(gè)專(zhuān)業(yè)方向，作為專(zhuān)業(yè)核心課的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)一直參考醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)不明顯。為了凸顯其專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，需引導(dǎo)不同專(zhuān)業(yè)方向的學(xué)生選擇相關(guān)領(lǐng)域有代表性的受試物進(jìn)行驗(yàn)證性或探索性的實(shí)驗(yàn)。比如將與人們生活密切相關(guān)的食物毒素或具有毒副作用的藥物引入到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，由學(xué)生按照選定的受試物自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并獨(dú)立完成，這樣不僅能把專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)和基本技能結(jié)合得更緊密，還能激發(fā)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)探索欲和創(chuàng)新精神，真正做到學(xué)以致用。

5結(jié)語(yǔ)

教學(xué)改革是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，在初次改革取得一定成效的基礎(chǔ)上，今后將不斷總結(jié)、設(shè)計(jì)出更為合理的毒理學(xué)設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并將實(shí)驗(yàn)成果拓展到其他實(shí)驗(yàn)課程，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與綜合實(shí)踐能力的目標(biāo)。

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作者：彭安芳 李莉 羅擁政 梁文英 單位：南京大學(xué)金陵學(xué)院