綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索與應(yīng)用

王華 趙玲俐 孫美芳 張二磊 徐德祥 王取南 張程 張君

【摘要】目的：探討綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與評價(jià)。方法：選取我校2013級衛(wèi)生檢驗(yàn)與檢疫專業(yè)30名本科生開展毒理學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，本次課程全程由兩位理論授課教師和1位實(shí)驗(yàn)技術(shù)員組成教師團(tuán)隊(duì)，課前兩周把該班學(xué)生分成5組，每組6人，其中每組選1位同學(xué)任組長，擬定題目為“對乙酰氨基酚誘導(dǎo)小鼠急性肝損傷作用及其氧化損傷機(jī)制探討”，主要由學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、預(yù)實(shí)驗(yàn)、正式實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(jì)分析以及撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。結(jié)果：實(shí)驗(yàn)報(bào)告顯示，各組學(xué)生普遍反映該綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是一個(gè)以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，真正讓學(xué)生全程參與實(shí)驗(yàn)，了解實(shí)驗(yàn)全貌，在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中培養(yǎng)學(xué)生親自動(dòng)手和團(tuán)隊(duì)合作意識，提高分析問題和解決問題的能力，并加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理與統(tǒng)計(jì)分析訓(xùn)練。但也有部分同學(xué)反映花費(fèi)時(shí)間較多，個(gè)別同學(xué)實(shí)驗(yàn)悟性較差而影響本組的總體實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)論：綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)值得在今后毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 毒理學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革

【基金項(xiàng)目】安徽醫(yī)科大學(xué)青年教師教學(xué)研究項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱：綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在毒理學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）06-0209-02

一、毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

毒理學(xué)是一門研究外源因素對機(jī)體的損害作用及其機(jī)制，并進(jìn)行安全性評價(jià)和危險(xiǎn)度管理的科學(xué)，是公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)類的二級學(xué)科。毒理學(xué)基礎(chǔ)是預(yù)防醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生檢驗(yàn)和食品質(zhì)量與安全等專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。毒理學(xué)基礎(chǔ)理論涉及生理學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、病理學(xué)、藥理學(xué)和預(yù)防醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科，許多理論內(nèi)容過于抽象和難懂難記，這就急需實(shí)踐教學(xué)來鞏固和驗(yàn)證相應(yīng)的毒理學(xué)理論知識。此外，隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，人類使用和接觸到的環(huán)境有害因素種類繁多，同時(shí)人類健康和疾病受到的威脅也十分嚴(yán)重，為此，社會(huì)也急需通過毒理學(xué)實(shí)踐教學(xué)來培養(yǎng)大量的毒理學(xué)專業(yè)人才以投身到毒理學(xué)研究和評價(jià)中去。

傳統(tǒng)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)主要由一次次單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)組成，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)之間無相互關(guān)聯(lián)，且這些實(shí)驗(yàn)均是在教師精心設(shè)計(jì)和周密安排下，實(shí)驗(yàn)員老師在每次實(shí)驗(yàn)前充分準(zhǔn)備受試動(dòng)物、實(shí)驗(yàn)器材和試劑，甚至部分實(shí)驗(yàn)的動(dòng)物染毒也是由老師負(fù)責(zé)完成。在這些獨(dú)立實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生每次在授課教師示教后負(fù)責(zé)完成每次實(shí)驗(yàn)的中間操作過程，而在較短的課堂時(shí)間內(nèi)難以掌握實(shí)驗(yàn)的原理、意義以及技術(shù)要點(diǎn)，原因是實(shí)驗(yàn)前后思考不足，更有可能是長期的思維定勢僅僅要求學(xué)生模仿示教、動(dòng)動(dòng)手即可，學(xué)生整體動(dòng)腦內(nèi)容太少，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性未能調(diào)動(dòng)起來，直接后果是不能把枯燥的毒理學(xué)基礎(chǔ)理論知識和實(shí)踐內(nèi)容聯(lián)系起來，使學(xué)生對毒理學(xué)基礎(chǔ)理論的掌握和理解十分匱乏，更不要說對毒理學(xué)產(chǎn)生興趣，這也導(dǎo)致學(xué)生在近年來考研志愿填寫中不能把毒理學(xué)放在優(yōu)先選擇的重要原因。這提示，傳統(tǒng)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)未能滿足當(dāng)前發(fā)展的社會(huì)需求，需要對毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法加以改革和探索。

二、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的概述

當(dāng)前，社會(huì)對本科畢業(yè)生的要求越來越高，不僅需要掌握基本的理論知識和實(shí)踐基本技能，也需要有一定的科研思維、解決問題的能力和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)。針對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的不足，已有學(xué)者嘗試用問題為中心（PBL）的教學(xué)方法在神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師教學(xué)中探索與實(shí)踐。本教學(xué)課題組通過查閱大量文獻(xiàn)、開展教學(xué)研討基礎(chǔ)上，習(xí)得綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以達(dá)到以上教學(xué)目的。綜合性實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生具有一定基礎(chǔ)知識和基本操作技能的基礎(chǔ)上，運(yùn)用某課程的綜合知識對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的復(fù)合性實(shí)驗(yàn)，其主要目的是對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能進(jìn)行綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力以及查閱資料、數(shù)據(jù)處理與綜合分析問題的能力；而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁蠛蜅l件下，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器和試劑并加以實(shí)施的實(shí)驗(yàn)，其主要目的在于調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識和科研創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、提出問題和解決問題的能力。眾多文獻(xiàn)結(jié)果表明，綜合性實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)、臨床急救護(hù)理學(xué)、藥理學(xué)和病理學(xué)等實(shí)踐教學(xué)中均取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生普遍反映該方法對調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識、提高他們的實(shí)驗(yàn)操作技能等方面效果顯著。然而，綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在毒理學(xué)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)中尚無系統(tǒng)研究結(jié)果。因此，我們提出如下思路：以學(xué)生為主體、以課題為主線，在授課教師的全程輔助指導(dǎo)下，學(xué)生自主完成查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)和總結(jié)報(bào)告等過程，詳細(xì)流程見圖1所示。這種新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法將會(huì)大力提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，真正培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、科研創(chuàng)新能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和應(yīng)變能力等，從而提高毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

三、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索

1.學(xué)生設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)方案 我們對2013級衛(wèi)生檢驗(yàn)與檢疫專業(yè)30名本科生開展毒理學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，本次課程全程由兩位理論授課教師和1位實(shí)驗(yàn)技術(shù)員組成教師團(tuán)隊(duì)，課前兩周把該班學(xué)生分成5組，每組6人，其中每組選1位同學(xué)任組長。擬定題目為“對乙酰氨基酚誘導(dǎo)小鼠急性肝損傷作用及其氧化損傷機(jī)制探討”，通過初步培訓(xùn)，要求各組同學(xué)分頭查閱資料、實(shí)驗(yàn)論壇求助等方法設(shè)計(jì)本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。一周后由各組學(xué)生代表匯報(bào)，并與授課教師交流討論后確定最終實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，詳見圖2所示。

2.實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備 通過授課教師介紹毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)相關(guān)的理論知識、學(xué)生觀摩《毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)和方法》教學(xué)錄像和學(xué)生親身實(shí)踐動(dòng)物實(shí)驗(yàn)基本操作等方式，幫助學(xué)生盡快做好毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)技能儲(chǔ)備。此外，提前訂購本次綜合性實(shí)驗(yàn)可能用到的動(dòng)物、試劑和耗材，且要預(yù)約相關(guān)檢測儀器。

3.學(xué)生開展預(yù)實(shí)驗(yàn) 按照擬定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，5位組長在授課教師指導(dǎo)下完成預(yù)實(shí)驗(yàn)，主要參與少量小鼠選擇、編號、稱重、劑量設(shè)計(jì)與分組、染毒、生物材料收集以及指標(biāo)檢測。

4.正式實(shí)驗(yàn)實(shí)施 所有小鼠禁食12 h后開始染毒，于染毒后24 h開始收集小鼠血清和肝臟（取材前8 h所有小鼠禁食），剖殺前稱量體重，對所有小鼠肝臟拍照、稱量重量，血液常溫凝固2 h后離心收集血清，各組學(xué)生上午完成血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）活力測定（需要制作標(biāo)準(zhǔn)曲線），下午進(jìn)行肝臟還原型谷胱甘肽（GSH）含量測定（需要制作標(biāo)準(zhǔn)曲線）。本實(shí)驗(yàn)中小鼠選擇、禁食、稱重、分組、染毒步驟由各組派學(xué)生代表完成，而生物材料收集及其后續(xù)檢測過程均要求全體學(xué)生參與。

5.學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫 所有實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，各組學(xué)生進(jìn)行所有組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集與整理，統(tǒng)計(jì)分析、圖表制作，然后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告內(nèi)容報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與統(tǒng)計(jì)分析、討論、心得與反饋。匯總各組實(shí)驗(yàn)報(bào)告后，發(fā)現(xiàn)各組學(xué)生普遍反映該綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)真正讓學(xué)生全程參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、實(shí)施、結(jié)果分析與討論，在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中培養(yǎng)學(xué)生親自動(dòng)手和團(tuán)隊(duì)合作意識，提高分析問題和解決問題的能力，并加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理與統(tǒng)計(jì)分析訓(xùn)練。但也有部分同學(xué)反映花費(fèi)時(shí)間較多，個(gè)別同學(xué)實(shí)驗(yàn)悟性較差而影響本組的總體實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

四、結(jié)語

通過綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展，可以讓學(xué)生了解對乙酰氨基酚致小鼠急性肝臟損傷及其作用機(jī)制探討的全過程，熟悉研究設(shè)計(jì)流程和各種實(shí)驗(yàn)的技術(shù)要點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識和創(chuàng)新意識。此外，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫中也提高數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析能力和結(jié)果表達(dá)能力。該研究成果為最終提高“毒理學(xué)基礎(chǔ)”的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新復(fù)合型的毒理學(xué)專業(yè)人才提供客觀依據(jù)。

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作者簡介：

王華（1981.01-），男，安徽巢湖人，漢族，副教授，博士，主要研究方向：毒理學(xué)教學(xué)與科學(xué)研究。