實驗動物學實驗課教學及培訓中的幾點改革及成效

趙善民, 余琛琳, 林麗芳, 孫 偉, 崔淑芳

(第二軍醫大學實驗動物中心, 上海 200433)

實驗動物學實驗課教學及培訓中的幾點改革及成效

趙善民, 余琛琳, 林麗芳, 孫 偉, 崔淑芳

(第二軍醫大學實驗動物中心, 上海 200433)

實驗動物學是一門應用型課程，其中實驗課教學是實驗動物學教學的重要內容。與理論教學相比，實驗課教學具有直觀性強，綜合能力要求高，以及突出創新性等特點，其對學員素質教育與創新能力培養方面有著不可忽視和替代的重要作用。本文針對醫學實驗動物學實驗課教學過程中存在的諸多問題，通過調整教學內容，拓展教學方式，改變考核形式，加強隊伍建設等舉措，形成了教學、研究、服務保障一體化建設的發展路線; 建立起以能力培養為主線的實驗教學體系; 學科團隊初具規模，特色教學初現端倪; 教學效果良好，學員操作能力進一步提升。

實驗動物學; 實驗課; 教學; 改革; 成效

實驗動物是現代生命科學研究的基礎和支撐條件之一，在生物醫藥研究中有著不可替代的重要作用[1-3]。實驗動物學作為一門綜合性學科，包括實驗動物和動物實驗兩大方面的內容。實驗課的特點之一是具有較強應用性，其教學目標是培養理論基礎扎實、實踐能力強、富有創新精神的科技工作者[4]。開展本門課程教學的目的也是希望學員能夠學以致用，將相關知識應用到將來的學習和科研中去，因此實驗教學課程是實驗動物學教學的重要組成部分。同時, 實驗教學也是一種培養學生理論與實踐相結合的方式, 是掌握基本技術、提高學員科學分析、思維能力和創新能動性的有效方法[5,6]。我校實驗動物學教研室長期開展生物技術專業本科、臨床八年制、研究生、實驗動物從業人員崗前培訓等實驗動物教學工作，在實驗課教學與培訓過程中做了一些嘗試性教學改革與實踐，并取得了良好效果。

1 實驗課教學與培訓中存在的問題

1.1 教學與科研及生產實踐相脫節，造成資源相互隔離

教學及培訓工作有其固定的內容和模式，因此對資源需求每年相差不大。管理者往往局限于教學工作的傳統模式，忽略新資源的引入，特別是忽略科研工作及生產實踐中的最新資源向教學資源的轉換。因此，實驗課教學中存在明顯的教育資源與科研、生產資源相隔離的現象，導致資源的浪費。例如，雖然在實驗動物實施管理中不斷創新，卻忽略了及時將這些管理理念及舉措傳輸給學員; 雖然開展大量的動物實驗，卻沒有有效將這些實驗用于實驗課教學。

1.2 教學內容較為單一，未充分考慮學員專業背景

實驗動物學具有交叉學科的特點，不同專業來源的學員具有不同層次的外科學基礎，例如臨床八年制學員前期已經學習過解剖學、外科手術學等專業知識，他們能夠較好較快學會在動物身上的操作技術和手術方法等，在教學設置中可以選擇操作難度比較高的手術方式。生物技術專業學員則不具備外科手術的技能，學員甚至沒有接觸過動物實驗，因此在教學內容設置上，應該偏重于基礎操作。研究生學員多數已經開展過實驗動物相關操作，在教學中可以增加專業應用。但目前實驗課教學大多沒有充分考慮學員的專業背景。

1.3 教學手段不夠豐富、內容設置不夠豐滿

主要表現在實驗動物模型制備課程中，每種動物模型均有多種制備方法。例如制備胃潰瘍動物模型常用的方法有: 應激法、藥物法、燒灼法等，所用方法不同，引起潰瘍病變也各有特點。以前教學中通常僅選擇一種典型方法制備模型，學員無法切身體會到各種模型制備的利弊。采用乙醇誘導應激性胃潰瘍動物模型時，學員只需給大鼠灌服體積分數75%乙醇1 mL即可[7]。此方法制備動物模型雖然方法簡單、癥狀典型，但學員需要等待1 h后觀察癥狀，這段時間無法充分利用。

1.4 考核形式單一，部分實驗技術難以開展

實驗課考核形式僅有筆試、實驗操作考核、論文設計方案撰寫三種形式，考核形式比較單一。此外，實驗動物涉及大量高難度或者新的實驗技術和方法，這些技術往往難以在教學中開展。例如轉基因動物的制備是實驗動物學中的重要內容，作為轉基因動物制備核心技術的胚胎注射技術難以在實驗課中學習。

1.5 教員任教能力和技能需不斷提高

教員的任教能力和技能在教學中起到舉足輕重的作用, 如何提高教員的任教能力成為近年來高教界的熱點之一[8,9]。隨著生物工程技術的迅猛發展, 新的實驗技術和方法不斷應用于實驗動物模型制備或者研究中，如基因組編輯三大利器轉錄激活因子樣效應因子核酸酶(TALEN)、鋅指核酸酶(ZFN)和規律成簇間隔短回文重復/凋亡蛋白酶(CRISPR/Cas)等的發展，不斷藉此培育出新的動物模型或動物品系[10,11]，而這其中的很多技術也非短時間能夠掌握, 因此, 教員也需要及時全面的掌握前沿技術。

2 具體措施及成效

2.1 深入進行教學研究, 推進教學改革實踐, 形成了教學、研究、服務保障一體化建設的發展路線

對于高等院校而言，教學與科研是相輔相成、缺一不可的，堅持教學與科研相結合，是培養學員創新能力的主要手段，而實驗課教學是科研與教學的最佳結合點[12]。實驗動物教學作為一門醫科院校的公共基礎課，具有與其他學科進行融合的條件。因此, 教研室針對學員背景不同的特點，大力開展教學研究，并將相應的研究成果應用于教學實踐，促進教學與科研的相互結合，推動教學工作的提升。此外，教研室探索了將教學、科研、服務保障項目轉化為實驗教學資源的具體模式，形成了教學、研究、服務一體化建設的理念。建立了把本課題組承擔的科研課題、橫向課題以及外單位集中在本單位的實驗項目轉化為實驗教學內容的具體模式。依托所開展科研課題建立了實驗動物資源開發教學平臺、動物外科技術教學平臺、多功能生物技術教學平臺和比較醫學教學平臺。這些平臺年均可接納200余人進行相關技術學習。并進一步結合自制及來源于其它途徑的動物實驗操作視頻材料, 初步構建了既有本學科基本實驗技術，又融合本單位研究和服務保障工作的實驗教學資源庫。

2.2 結合教育背景，調整教學內容，建立不同類型的實驗教學體系

在原改革基礎上[13,14], 繼續壓縮理論課學時，結合教學網站、視頻講座等材料增加自學內容，精簡授課內容。將壓縮的理論課學時調整至實驗課教學(表1)。對于部分難以在課堂實踐的實驗技術，教研室制作了一套基于實驗動物飼養管理技術規范的演示視頻，并刻制光盤，同時開發制作了基于實驗動物高端技術的演示示范視頻專輯，學員可以根據需要參照學習，亦可以通過第二課堂參與科研室科研工作，學習相關技術。并且，教研室針對不同專業背景學員研究設置不同教學內容，構建了能夠充分反映本學科前沿領域新知識、新技術，同時與醫學、藥學、手術外科學等相關學科密切交融的能力培養為主的實驗教學內容體系。針對在校學員，教研室實驗課教學形成了三種教學模式: 以抓取固定、性別鑒定、給藥方式和樣品采集等為基礎的基本教學模式；以動物模型制備為導向的引導性教學模式；與學員所學專業相結合的動物實驗教學模式。此外，經過多年的探索實踐，教研室建立起適合我國實驗動物從業人員培訓的全新的實驗教學內容體系。教研室進一步結合國際實驗動物行業發展趨勢，針對我國實驗動物行業現狀及發展對高級管理人員的需求特征，探索建立了實驗動物高端復合型管理人才培訓體系。

表1 實驗課原教學內容與增加內容

2.3 鼓勵創新方法，拓展教學方式，操作能力進一步提升

實驗動物學的許多技術也是教研室經常開展的工作，因此實驗課教學不僅僅局限于課堂教學。教研室探索建立教學、科研、服務保障項目轉化為實驗教學資源的具體模式，將常用實驗動物生物學特性及應用、實驗動物環境設施等內容的教學方式改革為現場示范教學。對于在校學員教學，教研室通過設置第二課堂、假期實訓崗位等手段增加學員的學習機會，學員可以結合興趣，選擇不同崗位，強化動物設施的運行管理、實驗動物飼養管理等知識，學習實驗動物生物凈化技術、動物質量檢查技術、環境設施檢查技術等知識。目前教研室實驗動物學實驗課的教學內容不斷豐富，教學形式也較為靈活，有效保證了教學與培訓質量。對學員及培訓人員進行的教員教學滿意度調查進行統計分析顯示，其對教學滿意度由89%提升至95%。學員實驗操作考核平均成績也達到了90分以上，所培訓學員均能一次性通過實驗動物從業人員資格考試。針對實驗動物模型課中，實訓內容不夠飽滿的問題，教研室設計了多種方式構建動物模型。采取“藥物造模＋手術造模”的方式，精選不同方法構建同一疾病動物模型，例如，在采用甘油誘導大鼠腎功能衰竭動物模型的同時，采用腎缺血再灌注制備大鼠腎功能衰竭模型。在采用乙醇誘發大鼠應激性胃潰瘍模型的同時，加入水禁束縛法誘導大鼠胃潰瘍動物模型的制備。通過多種方法呈現不同特點的動物模型，使學員理解人類疾病動物模型的開發價值和應用領域。

2.4 改變考核形式, 完善評價體系

針對在校學員，進一步優化實驗課考核方式，在常規實驗技術考核、實驗報告考核、論文考核等考核方式的基礎上，增加實驗情況考察和創新能力考察。如: 動物模型制備時進行動物成模情況考察，即根據模型癥狀、成功率等指標評價學員實驗課表現，切實反映學員們的操作能力。同時鼓勵學員創新，對于優化實驗方法并取得良好效果的學員予以加分。此外，運用德爾菲法與層次分析法構建從業人員培訓考核方式與考核綜合評價指標體系[15]，建立了客觀、全面、科學的實驗動物從業人員考核指標評價體系。

2.5 加強隊伍建設，學科團隊初具規模，特色教學成效初現端倪

實踐證明具有高素質教員隊伍是院校生存發展之本[16,17]。教研室重視并不斷吸納優秀人才充實教員隊伍。在此過程中，教研室注重吸納不同專業背景人才充實教員隊伍，形成團隊協作、優勢互補的教學團隊。教研室對青年教師制定并完善以提升教學、科研、業務三方面能力為主的培養計劃，通過詳實的培養規劃，結合定期選派部分教員參加國內外的高新技術學習培訓，逐步提升了任課教員理論知識水平、操作能力和任教能力[18]。同時，教研室不斷從實驗動物相關機構聘請高級科研或管理人員從事實驗動物從業人員培訓的工作及研究生教學，并在長期實踐過程中，注重培訓教師隊伍的選撥與管理制度的研究。教研室經過多年的人才梯隊建設，建立了一支由23 名專業技術人員組成的教員隊伍，團隊成員平均年齡 34 歲，其中高級職稱 5 人，碩士以上學歷 17 名，專業涉及實驗動物學、動物營養學、動物遺傳學、動物生理學、獸醫病理學、毒理學、微生物學、分子生物學等專業。在教學開展過程中，教研室根據教員專業背景，設置教學內容，形成團隊協作、優勢互補的教學模式，并從實驗動物機構高級科研人員中選撥建立了實驗動物從業人員培訓團隊，該團隊能夠勝任實驗動物科學相關新知識與新技術、國家發展戰略、國內外相關法律法規制度、管理學(組織決策管理、人力資源管理、財務管理等)、市場營銷學、國學禮儀等六方面的教學培訓工作。教研室進一步研究制定了培訓內容與更新調整制度, 保證了實驗動物培訓內容的先進性。

3 總結

實驗動物學在高等醫學院校教學體系中, 屬于交叉學科, 具有很強的實用性, 實驗課的教學水平是衡量一個國家地區或大學生命科學研究水平高低的標志之一[19]。動物實驗在科學研究中的地位日益顯著，越來越多的科研項目均需借助動物實驗進行驗證[20]。以往的實驗動物教學模式多是重理論輕實踐，而醫科院校學員并非實驗動物專業，他們更加注重如何將所學的實驗動物知識和技術應用到今后的研究工作中。因此，優化理論教學占比，提升動物實驗教學水平，將理論知識盡量融入到實驗課實踐過程中，以提升學員的創新能力和動手能力是今后實驗動物課教學的發展方向。

[1] 劉美麗, 王江雪, 周鋼, 等. 生物醫學工程專業實驗動物學教學方法的探索與實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2013, 32 (12):157-158.

[2] 田楓, 康愛君, 鄭振輝. 不同層次需求的實驗動物學教學特點[J]. 中國比較醫學雜志, 2014(9):78-82.

[3] 李維國, 師長宏, 趙勇. 高等院校實驗動物教學中動物實驗體系的改革和構建[J]. 繼續醫學教育, 2015(8):22-23.

[4] 梁麗. 構建分層次實驗教學體系 培養創新型人才[J]. 實驗室研究與探索, 2014, 33(1):217-219.

[5] 任婷婷, 張璟, 趙晶, 等. 醫學本科生基礎實驗教學中創新能力的培養[J]. 中華神經外科疾病研究雜志, 2015, 14(5): 454-456.

[6] 楊春燕, 尹延慶, 謝銳, 等. 提高外科學實驗教學質量的體會[J]. 中國實用醫藥, 2014(23):275-276.

[7] 王慧, 周星, 張一云, 等. 小鼠三種急性胃潰瘍模型的比較[J]. 實驗動物與比較醫學, 2012, 32(1):17-19.

[8] 龐捷敏, 范潔梅. 高職院校年輕教師自我導向發展的金字塔能力結構探析[J]. 職業技術教育, 2010, 31(1):51-55.

[9] 李麗. 淺談如何提高年輕教師教學質量[J]. 醫學信息, 2014, (1):11-12.

[10] Wade M. High-throughput silencing using the CRISPR-Cas9 system: a review of the benefits and challenges [J]. J Biomol Screen, 2015, 20(8): 1027-1039.

[11] Ul Ain Q, Chung JY, Kim YH. Current and future delivery systems for engineered nucleases: ZFN, TALEN and RGEN [J]. J Control Release, 2015, 205:120-127.

[12] 曾治君. 實驗動物發展現狀及趨勢[J]. 科技廣場, 2010, (10):105-108.

[13] 崔淑芳, 江鵬亮, 余琛琳, 等. 實驗動物學實驗課教學的改革[J]. 醫學研究雜志, 2009, 38 (8):122-123.

[14] 湯球, 孫偉, 崔淑芳, 等. 實驗動物科學的教學改革與效果[J]. 實驗動物與比較醫學, 2007, 27(1): 60-62.

[15] 黃紅友, 黃惠根, 陳凌. 德爾菲法在標準臨床護理教學路徑設計中的應用[J]. 護理研究, 2014, (29):3702-3704.

[16] 楊蕾, 李家德. 教員隊伍建設中的困境與出路探析[J]. 西北醫學教育, 2009, 17(3):512-514.

[17] 張光. 高校教師隊伍的學緣優化[J]. 經濟與社會發展, 2007, 5(5):202-204.

[18] 趙善民, 崔淑芳, 湯球, 等. 提升實驗動物學年輕教員任教能力的幾點措施[J]. 現代生物醫學進展, 2014, 14(22): 4369-4371.

[19] 張永斌, 傅江南, 劉忠華, 等. 高校實驗動物中心的定位和創新發展[J]. 實驗室研究與探索, 2015, 34 (7): 228-230.

[20] 李繼平, 金劍, 秦川. 實驗動物在醫學創新研究與發展中的作用[J]. 中國醫藥導報, 2014, 11(31): 152-155.

Q95-33

B

1674-5817(2016)05-0400-04

10.3969/j.issn.1674-5817.2016.05.017

2016-05-30

上海市科研計劃項目(13140900800, 12140900700)

趙善民(1986-), 男, 碩士, 主要研究方向: 人類疾病動物模型。E-mail: zhaoshanmin2006@163.com

崔淑芳, 教授。E-mail: youngstar_sf@163.com