毒理学实验教学改革探究

毒理学实验教学改革探究

摘要:针对目前毒理学实验教学存在的问题,如教学方法与手段陈旧、学生不够重视或态度不认真等,运用虚拟仿真实验教学、优化实验项目、改革考核方式和规范实验报告、贯彻动物伦理学理念等多种方式或措施进行教学改革尝试。经过一系列教学改革后,学生学习积极性明显提高,克服了对动物的恐惧心理,实验技能和动手能力增强,而且实验报告质量明显提高,分析和解决问题能力也进一步增强,取得了较好的教学效果。

关键词:毒理学;实验教学;教学改革

毒理学基础作为预防医学的专业基础课,是一门具有极强的理论性、实践性和应用性的课程,因此,其实验教学和理论教学同样重要。其中动物实验是毒理学的主要研究方法,它在毒理学教学占据了重要地位。它不仅能验证和深化理论知识,而且还可以增强学生观察、分析和解决问题的能力[1-3]。此外,实践技能训练也是毒理学教学过程一个不可缺少的重要环节[4]。因此,科学规范的开展毒理学实验教学是培养高质量预防医学人才的重要手段和形式。为了能使学生在实验课的有限时间内熟练地掌握实验方法和技能,进一步提高理论知识的实践应用能力,本文就我们在毒理学实验教学遇到的问题,对毒理学实验教学方法和内容提出相应的对策,以便为高校毒理学教学同行深入探讨起到抛砖引玉的作用。

1毒理学实验教学存在的问题

1.1实验教学方法或手段较陈旧或单一

在传统课程的内容安排上,毒理学实验教学主要是演示性与验证性实验,一般为教师先讲解实验原理目的、演示操作方法与步骤,然后学生按照实验步骤进行操作[5-7]。当中所运用的教学手段较为简单,仅仅为示教和讲解,致使学生整体动手能力、发现问题、解决问题能力较为薄弱。这与实验教学的目标是不符合的[8]。同时呆板、单调的教学方法也致使一部分学生的积极性下降。

1.2实验过程重视不够

在传统教学过程,不管是教师还是学生都认为实验课的地位低于理论课,因此,导致二者均忽略了实验课的重要性[9]。毒理学实验内容旨在要求学生亲自动手操作与实践,达到初步认识实验动物、学会基本实验技术以及实验方案设计的教学目的。但在实验过程中往往有部分学生不愿意动手,只作为旁观者观摩其他同学的操作。事实上对于学生而言,学习过程的重要性远远大于获得的实验结果[10,11]。此外,实验教学的目的是进一步巩固和深化理论知识,但因毒理实验较为枯燥,导致学生通常是机械地完成实验内容,缺乏对理论知识的思考与深化。

1.3学生积极主动性不够,态度不认真

实验过程中,部分学生动手积极性不高。毒理学实验课主要以动物实验为主,通常以大、小鼠作为主要的实验对象。学生往往对动物存在恐惧心理或担心动物不干净,有异味,不愿接触动物。再者,毒理学考试成绩构成比例通常为7∶3(理论考试∶实验课成绩),以致出现学生对实验课重视度不够、实验态度不端正等情况。此外,很多学生撰写实验报告时,习惯照抄实验讲义,甚至学生之间存在相互抄袭,致使教师无法客观地评估学生对实验内容的理解、掌握程度。

2改进毒理学实验教学的建议

2.1采用虚拟仿真新技术进行教学,实现教学手段多样化

毒理学实验一般需要数量较多的动物,花费较多。涉及动物染毒的实验,实验周期往往较长,场地要求较高。随着社会文明程度的提高,动物伦理学提出“优化、减少、替代”3R原则,要求实验通过优化实验设计或采用体外实验替代传统的整体动物实验,以期减少实验动物的数量和痛苦。因此,我们可以借助先进的计算机技术,将虚拟现实技术转化为虚拟仿真实验教学资源,构建虚拟仿真实验教学网站平台[12]。这样不仅可以实现优质教学资源的开放共享,还可以减少实验动物的使用,符合动物伦理学的要求。针对实验周期长、使用动物数量大或实验过程极其繁琐的实验项目,我们可以采用虚拟仿真技术进行教学。我院针对毒理学基础课程,已开发了一项综合性实验,即肝微粒体制备及混合功能氧化酶活性测定,目前已投入使用。学生对新开设的虚拟仿真课程兴趣浓厚,表现积极,教学效果良好。此外,教师还利用多媒体技术,制作精美的PPT课件,插入图片和视频,极大激发了学生的兴趣。例如,在实验动物染毒方法和生物材料制备实验项目中,利用图片和视频讲解动物的染毒方法、生物材料制备,学生很快就掌握了基本的操作;在小鼠骨髓微核实验里,利用微核图片制成图册,学生可以在电脑或手机端浏览图片,对显微镜下观察有很大的帮助。

2.2调整和优化实验教学项目

我们原有5个毒理学实验项目,包括实验动物染毒方法和生物材料制备、经口急性毒性实验、小鼠骨髓微核实验、大鼠肝微粒体制备及混合功能氧化酶活性测定、病理组织切片观察。经口急性毒性实验中,以往教学方法是由实验室老师准备好试剂和设计剂量组,学生按部就班进行操作。为了培养学生的自主能动性和思维能力及提高动手能力,现在改由学生自行设计剂量和配制试剂。结果发现,这一措施激发了学生积极主动性,他们不仅动手、操作能力增强,且通过自行设计实验剂量与分组,做到理论联系实际,进而提高学生的综合能力。在原有实验内容的基础上,增加案例分析讨论(安排在末次课)。根据教学大纲要求,我们精选案例内容和巧妙构思问题,将毒理学的基本概念、生物转化和转运、毒作用影响因素、一般毒性作用实验和致突变、致畸、致癌实验、管理毒理学和安全性评价等章节和内容融会贯通,这样学生就能及时消化吸收理论知识,加深了对理论知识的理解记忆,而且学会了实验方案设计。

2.3改革考核方式,激发学生主动性

以往毒理学实验成绩占总课程成绩的30%,而且实验教学的考核主要是通过实验报告的书写来体现的,但仅凭实验报告不能很好地反映学生的动手、操作能力,难以实现对学生实践能力与创新思维的培养[13,14]。而且也导致一部分学生不重视实验课,在实验过程中不够主动,懒于动手,旁观其他同学操作,很容易出现相互抄袭实验报告的现象。为此,我们加大实验课占分比例,由原先的30%提高到40%,并增加了技能操作考核。考核内容包括:实验动物性别辨认;抓取与固定;染毒方法,包括灌胃、腹腔注射、静脉注射、皮下注射;动物处死、解剖、血样和脏器采集等。我们在实验动物染毒方法和生物材料制备项目中,首先由老师进行讲解和示范,学生再反复动手练习,针对不规范的操作,教师要随时指导和纠正,最后对学生进行操作考核。我们发现,在增加技能操作考核的要求后,学生不愿意动手的现象极大减少或消失,部分学生从开始不敢抓取动物,经历自己动手实践和教师指导,到考核阶段都能熟练操作,达到了“人人动手、提高实践技能”的教学目的[15]。

2.4规范实验报告格式

实验报告格式规范化能够鞭策学生更高质量地完成实验任务[16]。一般来说,毒理学实验报告可分为三个部分:实验概述部分、记录部分和分析讨论部分。我们要求学生对实验原理目的、基本内容、实验操作步骤等不生搬硬套,结合实际和理论课进行简要概括;对于实验现象、数据部分,要求学生真实、详尽地记录,尽可能以图表形式表示。比如,组织或细胞镜下观察可以画图表示,以便于培养学生严谨的实验态度、实事求是的精神;我们一直强调实验报告的精髓在于分析与讨论,鼓励学生根据实验过程出现的问题或异常现象和实验结果分析原因,表达自己的见解,或者提出实验改进措施或方案。我们发现,对实验报告做了规范化要求后,实验报告质量明显提高,学生之间相互抄袭的现象减少,学生也加深了对理论知识的理解和记忆,其分析问题和解决问题也得到了提高。此外,每次上课前,教师还针对上次实验报告的常见错误进行讲解和纠正,使学生及时发现错误并改正,进一步加深理解和掌握。

2.5实验教学过程始终贯彻动物伦理学理念

实验动物伦理学是毒理学的组成部分,在毒理学实验教学中我们始终贯彻动物伦理学理念。在首次实验课实验动物染毒方法和生物材料制备中,我们特别强调“爱护动物,尊重生命”、3R原则,对动物尸体要统一收集和处理等,提醒学生在动物烦躁激怒时要及时安抚。同时,要求学生针对首次实验内容与操作过程撰写心得体会。不少学生反映,通过动物实验操作感受到实验动物的痛苦,感激实验动物为科学献身,处死时尽可能采用“安死术”以减少痛苦,将动物伦理学贯彻到实践当中。综上,针对在毒理学实验教学存在的问题,实施了提高实验教学效果的一些办法。教师只有不断地接受挑战,按照学生的特点和教学要求改进实验内容与教学手段,认真总结教学经验,努力寻求有利于提高实验技能的教育方法和手段,才能有效地满足学生对新知识的需求,培养学生的实践能力和创新思维,以培育出较高质量、适应性强的预防医学专业人才。

作者:区仕燕 郑艳燕 黄晓薇 邹云锋 李少军 姜岳明 单位:广西医科大学公共卫生学院卫生毒理学教研室 广西医科大学公共卫生学院教研科