醫學實驗技術專業動物學教學實踐

郭 萌, 蔣 輝, 王 迎, 陳柏安, 杜小燕

(首都醫科大學基礎醫學院實驗動物學系, 北京 100069)

醫學實驗技術專業動物學教學實踐

郭 萌, 蔣 輝, 王 迎, 陳柏安, 杜小燕

(首都醫科大學基礎醫學院實驗動物學系, 北京 100069)

目的為醫學實驗技術專業動物學課程的教學提供借鑒經驗。方法從教學內容、教學方法和考核方式等方面總結近五年的動物學教學實踐。結果根據醫學實驗技術專業特點，設置了更符合本專業要求的動物學教學內容，運用了多種教學方法和實驗教學改革措施，激發了學生學習熱情, 取得了良好教學效果。結論這些經驗對醫學實驗技術專業動物學教學具有參考價值

醫學實驗技術專業; 動物學; 教學實踐

首都醫科大學醫學實驗技術專業是基于前期實驗動物技術專科教育實踐，于2003年建立的本科專業。該專業注重對學生醫學研究中涉及的動物實驗理論、動物實驗技術及基礎醫學研究思維和能力等方面的培養。動物學是醫學實驗技術專業教育的重要專業基礎課。它是研究動物類群的形態結構、分類、生命活動規律、生命活動與環境關系以及發生發展規律的一門學科，涉及從原生動物到脊索動物的全部動物類群[1]。隨著近年來我國醫學和生命科學領域的快速發展，國家和社會對醫學實驗相關的實驗動物專業人才需求發生了變化, 從過去的實驗動物管理和動物實驗技術人員向從事醫學實驗動物學研究與應用，特別是實驗動物資源的開發利用與管理的高素質創新型復合型人才轉變[2]。因此，作為醫學院校開設的以實驗動物為主要學習和就業方向的醫學實驗技術專業, 設置了動物學基礎課程，其目的是讓學生掌握動物學的基礎理論和基本操作技能，為其后續實驗動物學課程學習和研究奠定基礎。然而, 醫學院校的醫學實驗技術專業在動物學教學內容和教學方法等方面尚缺少可供借鑒的成功經驗。本文總結了近五年來在本科動物學教學中的一些實踐經驗, 供其他院校相關專業教學參考。

1 理論教學

1.1 教學內容

動物學是醫學實驗技術專業培養中最為重要的專業基礎課之一，在課程設置上將動物學確定為180學時的教學內容，其中理論課126學時、實驗課54學時，理論課與實驗課學時比例為2∶1，分兩學期完成, 并選取《普通動物學》[1]作為教材，由具有動物學或動物學相關專業博士學位教師授課。根據醫學實驗技術專業人才培養需求，本專業動物學教學大綱以生物學專業動物學教學大綱為基礎，增加了常見致病動物類群介紹，各門、綱動物間的比較解剖以及各類群動物在生物醫藥研究中的應用等內容，同時減少了生態學的相關內容。經過優化的教學大綱具有實驗課程比例較高，總體課程容量較大的特點，總學時數和總理論課學時數多于生物學、動物醫學、動物科學等專業，而總實驗課學時數也與這些專業相當。這樣的課程設置，不僅與醫學實驗技術專業的“從事醫學實驗動物學教育、研究、實驗動物培育與管理的一專多能、具備一定開拓創新和組織管理能力的高層次復合型人才“的培養目標相一致，而且在一定程度上彌補了醫學院校動物學課程中學生沒有野外實習課程的缺憾。由于動物學內容豐富，龐雜，分支多, 從原生動物到脊索動物的各動物類群, 其形態結構特征、功能、分類與進化及與環境的關系各不相同, 易使學生在課程學習中走馬觀花, 抓不住重點。因此，結合醫學實驗技術專業特點和要求，動物學教學內容應以進化為主線，重點突出各動物類群的形態結構特征和功能特點，分析各類群與環境、進化的關系, 帶領學生以動態發展的視角，從整體上把握各類群的特征與進化、環境的關系[3]。使學生充分掌握動物學的基本內容和原理。

雖然動物學在生命科學各學科中建立較早，體系較為完善, 但傳統教學內容中仍存在諸多問題，如一些特殊類群的分類地位尚存爭議，動物學理論的分子機理論據單薄等。隨著近年來二代測序技術和具有物種通用性的規律間隔成簇短回文重復序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)/Cas9基因編程技術的蓬勃發展，動物學領域也涌現了諸多令人振奮的研究成果，可以在一定程度上補充傳統教學內容中的這些問題。這就要求我們的授課教師將這些最新科學進展融合到動物學的經典教學內容當中，不僅能夠極大提升學生的學習興趣，而且有助于學生對動物學基本原理和發展趨勢有更深刻的理解。

1.2 教學方法

1.2.1 多媒體教學 動物學是一門實踐性很強的學科，學生在學習過程中應先建立直觀的感性認識，經理解總結歸納升華為理性認識。然而，在課堂授課中僅僅依賴傳統的標本、幻燈和板書無法很好地使學生對繁多的動物類群及其之間的關系建立起直觀化、具體化、形象化的認識。而在醫學院校的動物學課程體系中，由于沒有野外實習，學生無法實際觀察動物類群的分布、形態和習性等。因此，多媒體技術成為了動物學理論課教學的必要手段。通過多媒體視頻或動畫的播放，學生可以看到一些難以直接觀察而又需要觀察的生物學現象，超越時空的距離，使學生與動物世界進行零距離的接觸，大大提升學生的學習興趣[4]。例如，在講授兩棲綱起源時，涉及到總鰭魚類和肺魚類的結構特征和生活環境，這些生活于非洲的魚類即使在水族館也很難見到，通過相關紀錄片內容的播放，使學生對其結構及其相應的習性有了直觀了解，從而更易理解兩棲綱從這兩類魚類起源的假說。又如，各種寄生類群的生活史復雜，容易混淆，課程涉及的9種常見寄生蟲生活史通過生動逼真的動畫放映，變靜態為動態，變微觀為宏觀，將復雜漫長的生活史串聯起來，便于區別記憶。

1.2.2 交互式教學 為了激發學生的求知欲和探索精神, 在教學中我們結合最新研究進展，以問題為導向，要求學生查找閱讀文獻，積極思考，變學生被動接受為師生互動，共同探討。案例1 ，樺尺蠖的工業黑化現象是講授進化論的教科書級案例。在19世紀中葉工業革命之前，英國大部分地區樺尺蠖為淡色、帶斑點。隨著工業革命導致的污染加重，在短短幾十年間，該地區樺尺蠖從淺色斑點變成了黑色。這樣，樺尺蠖就能隱藏在被灰塵覆蓋的樹葉草叢中，不易被天敵發現，從而保護自己。這一案例被稱為達爾文進化理論的“完美注解”，即生物體內適應環境的有利突變經自然選擇得到保留。這一案例學生容易理解，很多學生也在中學生物課中接觸過。而在我們的講授中，不僅僅涉及以上內容，更通過此案例引導學生思考如下兩個問題：(1) 現在英國大氣環境改善后，該地區樺尺蠖顏色是否發生改變？(2) 內在突變是進化驅動力，那么樺尺蠖的這種突變究竟是什么？它的分子基礎是什么呢？我們以2016年6月自然雜志《一個轉座子元件引起英國樺尺蠖的工業黑化》一文為主要依據，要求一組學生閱讀準備并制作幻燈回答這兩個問題[5]。案例2 ，蛇為什么沒有腿？在講授爬行動物有鱗目蛇亞目時，我們會向學生提問蛇為什么會沒有腿？要求學生仔細閱讀2016年發表在細胞雜志的文獻《一個后肢增強子在蛇進化中的逐漸功能丟失》[6]，文中不僅找到了蛇沒有腿的原因，更做到了讓小鼠也沒有腿。既趣味性十足，適于學生閱讀，又解決了動物學的重要理論問題。學生閱讀文獻，并以課堂報告的形式為大家講述蛇沒有腿的機理和研究思路，進而擴展到脊椎動物后肢的進化。并回答老師和同學的提問，任課教師給予適當的引導、補充和總結。課堂報告成績評定則以PowerPoint制作、內容、講解及回答問題等方面打分。教師通過給予學生最新的動物學研究進展, 以問題為導向，充分調動了學生的學習主觀能動性，激發了學生的科研思維，鍛煉了學生的語言表達能力和邏輯組織能力。學生不再是被動接受知識, 而是主動獲取最新研究進展,更深刻地理解動物學原理和前沿熱點。在提升學習興趣和效果的同時, 學生也成為知識的傳播者。

2 實驗教學

2.1 教學內容

動物學實驗是通過各門、綱代表動物解剖、裝片或標本的觀察以及相關類群的比較觀察等, 使學生掌握動物各門、各綱的主要特征及其主要類群。通過實驗課教學驗證、加深理解和鞏固課堂所學知識，熟悉動物學的基本操作技術，提高動手能力及觀察分析問題能力。

2.2 教學方法

首先，在動物學教學中充分利用學校及周邊地區豐富的動物資源，如周圍水域中的眼蟲、蝸蟲，校園中的蚯蚓和蝗蟲等，帶領學生參加教師的實驗材料準備，以培養學生的科研能力和動手能力，充分調動學生的主動性，并對該地區該物種的生活環境、生活方式以及種群特征產生直觀的認識。其次，代表動物的形態解剖實驗是動物學實驗教學的核心，對于認識該物種的內部結構及器官特征，并建立對該門或綱的整體特征認識具有不可或缺的作用，同時教師通過代表動物講解使學生了解該物種在醫學、生命科學領域的應用和價值。然而，傳統實驗課程設置通常為每次課解剖單一物種，這樣的設置容易使學生在學習中產生割裂感，連續性差，而動物學的學習強調動物進化的動態性和連續性。因此，我們在教學中嘗試將部分單一的解剖實驗改成比較解剖實驗, 渦蟲與蛔蟲、蚯蚓的比較，兩棲類與爬行類的比較等。通過比較解剖使學生不僅了解到相關動物形態結構的異同，加深了學生從進化的角度認識和理解動物體的結構和功能及其與環境的關系，使學生在動物學實驗學習中具有整體性和連續性，并為今后學習高等動物和人體解剖學打下基礎。

3 考核方式

根據醫學實驗專業本科學生對動物學學習的特點，本課程的考核方式采取理論閉卷考試(60%)、實驗考核(30%)和平時考核(10%)相結合的方式。考慮到醫學實驗技術專業的學生和本課程特點，在實驗考核中側重考核學生的實際操作能力，以實驗報告考核為輔; 平時考核則以課堂提問、課堂報告以及考勤等幾部分為依據進行綜合評分。這樣的考核方式避免了學生把重點放在機械記憶概念和理論知識上, 更能突出培養學生的動手能力和學習主動性。總之，在醫學實驗技術專業(醫學實驗動物方向)動物學課程的教學實踐中，我們開展了理論和實驗課程教學內容和方法的新嘗試，并在學生動物學課程學習中取得良好效果，理論課和實驗課出勤率均達到100%，期末平均成績達80分，及格率100%，80分以上比率為59%。尤其是實驗課80分以上者達到79%。而且，學生針對教學內容掌握，興趣激發，與發展前沿聯系，思維能力培養等方面情況給予教師的評教成績達平均分97.94分(百分制)，居全校教師評教分數前30%。這些數據充分說明了學生對該課程具有濃厚興趣，教、學效率俱佳，這些改革措施為醫學實驗技術專業的動物學教學建設積累了寶貴經驗。

[1] 劉凌云, 鄭光美. 普通動物學(第四版) [M]. 北京: 高等教育出版社. 2009, 3-5:496-522.

[2] 賀爭鳴, 王洪軍, 陳振文, 等. 加快實驗動物高級復合型管理人才的培養[J]. 實驗動物與比較醫學, 2013, 33(2):160-161.

[3] 文隴英, 付義強, 聶麗, 等. 以進化為主線的動物學教學探討[J]. 現代農業科技, 2013, 10:330-331.

[4] 徐純柱, 郭自榮, 謝桂林, 等. 如何在動物學教學中提高多媒體技術的直觀性[J]. 黑龍江畜牧獸醫科技版, 2011, 23:146-147.

[5] Van't Hof AE, Campagne P, Rigden DJ, et al. The industrial melanism mutation in British peppered moths is a transposable element [J]. Nature, 2016, 534(7605):102-105.

[6] Kvon EZ, Kamneva OK, Melo US, et al. Progressive loss of function in a limb enhancer during snake evolution [J]. Cell,2016, 167(3):633-642.

Q95-33

B

1674-5817(2017)06-0488-03

10.3969/j.issn.1674-5817.2017.06.014

2017-06-09

國家科技支撐計劃(No. 2015BAI09B01); 國家自然科學基金(Nos. 31402027)

郭 萌(1984-), 女, 講師, 博士, 主要從事實驗動物遺傳與發育。E-mail: helloguomeng@163.com

杜小燕(1971-), 女, 副教授, 博士, 主要從事實驗動物遺傳與發育。E-mail:duduyan@ccmu.edu.cn