腎間質纖維化動物模型在基因調控實驗教學中的應用

肖菲 戴歡子

[摘要] 目的 探討腎間質纖維化動物模到在基因調控實驗教學中的應用。 方法 選取2016年9月～2017年9月陸軍軍醫大學2014級及2013級醫學生物技術專業60名本科生作為研究對象，按照簡單隨機法分為兩組，每組30名學生。對照組采用常規方法進行基因調控實驗教學，觀察組采用腎間質纖維化動物模型進行基因調控實驗教學。比較兩組老師及學生評教情況、學生結課考試成績及學生對教學效果的評價。 結果 觀察組教師及學生對教學過程、教學引導、教學效果評分高于對照組，差異均有統計學意義（P < 0.05或P < 0.01）。觀察組學生教學后理論考試、實踐技能考試成績均高于對照組，差異均有高度統計學意義（P < 0.01）。觀察組對于教學方法總體印象好、培養實驗動手能力、學生通過實驗課能夠很好地掌握理論知識、實驗能培養學生的創新思維、培養學生團隊協作能力、所接受教學方式滿意的學生占比均高于對照組，差異均有高度統計學意義（P < 0.01）。 結論 腎間質纖維化動物模型應用于基因調控實驗教學中，能夠提高學生的學習興趣及學習成績，并提高教學質量。

[關鍵詞] 腎間質纖維化動物模型；基因調控；實驗教學

[中圖分類號] R692 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2018）12（a）-0061-04

基因工程為近年發展的一門新型生物技術科學，以分子生物學及分子遺傳學為基礎，最早誕生于20世紀70年代，經過約40年的發展，已獲得許多令人振奮的成績，不僅給各行各業帶來一場空前變革，同時對社會產生深遠的影響[1-2]。基因表達調控部分內容也隨著基因工程的發展而變得豐富，但因其理論性與系統性較強，成為學生學習過程中的“一塊難啃的骨頭”[3-4]。基因調控部分內容抽象難懂，表面看似獨立，但又與其他內容交錯相關，給教師的授課及學生的學習均帶來很大困難[5]。因此，如何能夠在有限的課時內，提高醫學生物技術專業的學生掌握基因調控理論知識及相關實驗操作技能，增強學生的感性認識，提高學習興趣，更好地將理論知識與實踐相融合，本研究將探討腎間質纖維化動物模型在基因調控實驗教學中的應用效果，為基因工程實驗教學提供參考依據。具體報道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年9月～2017年9月陸軍軍醫大學2012級和2013級醫學生物技術專業60名本科生作為研究對象，按照簡單隨機法分為兩組，每組30名學生。對照組男15名，女15名，平均年齡（21.33±1.71）歲，采用常規方法進行基因調控實驗教學學習；觀察組男14名，女16名，平均年齡（20.83±1.54）歲，采用腎間質纖維化動物模型進行基因調控實驗教學學習。兩組學生均完成基因調控理論學習，對基因調控有一定認識。兩組學生一般情況比較差異無統計學意義（P > 0.05），具有可比性。

1.2 方法

兩組學生教學均由1名中級職稱教師承擔，且兩組學生授課內容及教學課時均一致。

1.2.1 對照組 采用常規方法進行教學。根據大綱內容教學，以帶教老師為主體、以講課及病理切片觀察為中心。實驗老師制訂教學計劃，編寫教案，準備課件。授課時先概括本次課程注意內容，然后逐一講述腎間質纖維化形成過程、病理切片制作過程、與正常腎間質病理切片的區別，學生聽課做筆記并觀察病理切片。

1.2.2 觀察組 采用腎間質纖維化動物模型進行基因調控實驗教學學習。將30名學生分為6小組，每組5名學生，按照以下步驟進行。①模型制作[6]：統一由老師在實驗課4周前制作動物模型，采用水合氯醛（350 mg/kg）腹腔注射麻醉大鼠，于腹部左側切開，分離大鼠輸尿管，采用5號手術縫線結扎腎盞處及腎下極輸尿管，術中注意保護腎包膜，避免損傷，術后將腎放置原位，術畢逐層縫合，關閉腹腔，術中嚴格遵守無菌操作。②實驗課前要求學生復習相關理論知識，在實驗課時每小組分發一只動物模型老鼠，麻醉后處死，取腎組織于4%甲醛中固定、乙醇脫水、石蠟包埋后制作3.5 μm切片，進行HE染色后光鏡下觀察腎小球、腎間質情況。③觀察病理切片后，首先由小組派成員對切片特點進行講述，該過程中老師可進行引導，使得病理切片特點講述更為完全，并引導學生學習問題中帶出的其他相關知識及基因調控機制。④教師總結，對于學生所認為的難點、疑點進行講解，另外適當擴展最新前沿知識，激發學生對于探索基因調控的興趣。

1.3 觀察指標

1.3.1 教學情況評教 評價內容包括教學態度、教學內容、教學過程、教學引導、教學效果，共5個部分，每個部分20分，總分為100分。

1.3.2 考核成績 教學前及教學后，對學生進行基因調控理論考試及病理切片制作技能考核。

1.3.3 教學反饋調查表 自制調查量表，內容包括教學方法總體印象好、培養實驗動手能力、學生通過實驗課能夠很好地掌握理論知識、實驗能培養學生的創新思維、培養學生團隊協作能力、對所接受教學方式滿意。

1.4 統計學方法

采用SPSS 19.0統計學軟件進行數據分析，計量資料用均數±標準差（x±s）表示，兩組間比較采用t檢驗；計數資料用率表示，組間比較采用χ2檢驗。以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1兩組教師及學生評教情況比較

兩組教師及學生對教學態度、教學內容評分比較差異無統計學意義（P > 0.05）；而對于教學過程、教學引導、教學效果，觀察組教師及學生評分明顯高于對照組教師及學生評分，差異均有統計學意義（P < 0.05或P < 0.01）。見表1～2。

2.2 兩組學生結課考試情況比較

教學前，兩組學生理論考試成績及實踐技能考核成績比較，差異無統計學意義（P > 0.05）；教學后，觀察組學生理論考試及實踐技能考試成績均高于對照組，差異均有高度統計學意義（P < 0.01）。見表3。

2.3 兩組學生教學反饋調查表結果比較

觀察組對于教學方法總體印象好、培養實驗動手能力、學生通過實驗課能夠很好地掌握理論知識、實驗能培養學生的創新思維、培養學生團隊協作能力、所接受教學方式滿意的學生占比均高于對照組，差異均有高度統計學意義（P < 0.01）。見表4。

3 討論

在高等教育新形勢下，提高學生綜合素質已成為當前高校教學發展主流趨勢。綜合素質是指學生應該具備扎實的理論基礎及熟練的實驗能力[7]。目前傳統教學過程中多注重學生的基礎知識及理論知識的學習，但是在橫向聯系知識點時卻較為困難，同時學生的主動性較差，實驗動手能力較弱，因而使得學生的再學習能力不足[8-9]。基因工程為一門綜合學科，不僅理論性極強，且需要學生能夠將理論與實驗相結合，才能夠更好地理解理論知識[10]，因此，如何培養良好思維習慣、提高自學能力，對于教師是一個巨大挑戰。基因調控為基因工程中重要的組成部分，其不僅理論知識復雜，不易理解，并且教學課時較少，學生難以在短時間內掌握[11-13]。因此，尋找新的教學模式具有重要意義。

教學中發現，學生多認為基因表達調控為一部分獨立內容，不能夠系統地將其與基因工程其他內容相聯系，但是將表達過程與轉錄和翻譯聯系起來，學生則會認為該部分內容與全面內容有聯系[14]。經過多年教學，筆者發現通過舉例說明，能夠使獨立的知識點具體化、系統化；例如在關于基因表達特異性的時候，可以向學生提問：為什么女性會有經期與絕經期？學生則會快速回答與激素有關，這樣就可以將激素與基因調控聯系到一起，進而引導學生聯想基因表達的定義為基因表達至有生物功能的多肽或者蛋白質的過程，然后將此問題再與基因表達相聯系；再引導學生探索為什么這種現象僅在一段時間內出現，這與基因表達具有階段特異性有關。而關于基因調控可以將其與腎間質纖維化動物模型結果相聯系，讓學生更好地理解基因調控。

研究發現[15-16]，將實驗動物輸尿管結扎1周后即可出現腎間質纖維化病理特點，同時伴有許多可量化的細胞及分子病理生理特點。在腎間質纖維化動物模型中，其轉化生長因子-β1、腫瘤壞死因子-α、血管緊張素Ⅱ等表達明顯增加，而轉化生長因子-β1被認為是在腎間質纖維化進展中起到關鍵作用[17-18]。本次研究采用結扎大鼠輸尿管制作腎間質纖維化動物模型，應用于基因調控實驗教學中，發現觀察組教師及學生對于教學過程、教學引導、教學效果評分較高；結果說明，腎間質纖維化動物模型應用于基因調控教學，使學生提前查閱相關資料及復習理論知識，不僅減輕老師的教學負擔，同時提高教學質量，激發學生自主學習的動力。

研究發現[19-20]，動物模型基因突變明確，但在制作動物模型過程中，需要尊重動物生命，遵守倫理原則，以確保實驗模型來源。本次研究將腎間質纖維化動物模型應用于基因調控實驗教學中，能夠克服傳統教學中以老師為中心的授課模式，可有效地調動學生學習的主動性。本次研究結果顯示，觀察組學生理論、實踐技能考核成績均較高；結果提示腎間質纖維化動物模型可對提高學生理論知識及實驗操作能力具有重要意義。結果顯示，采用腎間質纖維化動物模型組學生對教學方法總體印象、培養實驗動手能力、學生通過實驗課能夠很好地掌握理論知識、實驗能培養學生的創新思維、團隊協作能力、滿意率均優于傳統教學法組。結果說明，腎間質纖維化動物模型能夠更加形象地展現基因調控結果，并且能夠緩解學時不足問題，同時培養學生團隊協作精神。

綜上所述，動物模型是生命科學研究中不可缺少的實驗材料，其具有明確的基因改變及顯著的基因表達特征，為基因工程中教學的良好材料。本次研究采用腎間質纖維化動物模型進行基因調控實驗教學，利于提高學生的學習興趣及主動學習的積極性，促進學生對理論知識的理解，足以顯示動物模型在生命科學實驗教學中的潛力，值得廣泛應用于基因工程的實驗教學中。

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（收稿日期：2018-05-18 本文編輯：任 念）