医学实验动物学课程教学改革效果

分类：生物医学工程论文发表 时间：2021-02-02 11:07 关注：(1)

　　为适应国家对高等医学创新性人才的需求,医学院校相继为研究生及本科生开设了医学实验动物学课程,这对学生搭建实验动物知识框架、夯实实验动物学理论、提高实验动手能力起到了一定的作用。但离教育部对本科教育及研究生教育要突出创新性的要求有不小差距。基于此,笔者在实验动物学的教学过程中本着以“科研带教育,以教育促科研”的指导原则,采用教学与科研相结合。在理论教学中注重培养学生的科研意识,重点强调实验动物福利及动物实验伦理;在实验教学中让学生全程参与科研实验,构建“教研共同体”。通过教研融合教学改革大大提高了学生的学习兴趣及学生的实验动手能力和科研创新能力,在教学中收到较好的教学效果。

　　关键词:教研融合;实验动物学;科研创新;改革与实践

　　医学实验动物学是一门研究实验动物与动物实验的新兴应用学科,同时也是高等医学院校一门重要基础学科。作为生命科学重要的基础和支撑条件的实验动物及作为医学科学研究重要手段的动物实验也在高等医学院校日益受到重视。实验动物学课程作为一门重要的选修课在20世纪90年代末已在我校开设,经过了优化教学内容改革考核方式[1]、采用模块教学[2]及案例教学[3]等一系列课程的改革。虽然在普及实验动物学知识和提高学生动手能力方面发挥了一定的作用,但是离教育部对本科教育及研究生教育要创新教育方法,将学术研究成果引入课程,引导学生进行探究式及个性化学习等要求有较大差距。为此,我们在实验动物学的教学过程中采用教研融合的教学方法,在教学中取得了较好的教学效果。

　　1教研融合在实验动物教学中的意义

　　1.1教研融合符合国家提高学生创新能力的要求

　　面对国内外科技与人才的激烈竞争,培养具有科研创新能力的21世纪新型人才是当前我国高校教育普遍关注的热点[4]。教育部也要求本科生学习阶段的培养目标,除了就业能力的培养外还要求培养学生具有从事“研究工作的初步能力”[5]。因此,在教学过程中,除了要优化教学内容,使教学内容能体现时代性和前沿性以外,更要以教育促科研,以科研带教育,鼓励本科生参加科研活动。由此可见,教研融合构建“教研共同体”符合国家对本科教育的新要求,是培养创新型人才的必由之路。

　　1.2教研融合有助于培养学生的科研思维

　　实验教学是高等教育体系中非常重要的一部分,对提高学生的综合素质、培养学生理论联系实际的实践能力和创新精神有着不可替代的作用。在实验动物学的实验教学中强化科研育人功能,激发学生的学习兴趣。教研融合不仅可提高学生课题设计、实验观察及分析问题和解决问题的能力,还可培养学生严谨的科学态度和团队合作精神[6]。使学生在动物实验中更加注重动物伦理、注重生物安全、注重动物质量及动物实验操作的规范。借助实验动物科技中心的科研平台,让学生全程参与到教师的科研课题中,引导学生自主开展课外实践,提升学生的科研创新能力和学术能力。

　　1.3教研融合有助于同步提高教师的教学质量与科研能力

　　“以教育促科研,以科研带教育”。科研为教学注入了灵魂与新鲜血液,脱离了科研的教学将成为“无本之木”[7]。科研与教学的相互融合可以帮助教师对教学和科研过程同时产生更清晰的认识和思考,甚至可以导致其研究与教学方法的颠覆性改变。通过学生的头脑风暴,教师可以通过学生在实验过程中遇到的问题产生学术灵感,进而提高自己的科研能力。

　　2医学实验动物学课程教研融合的实施方案

　　2.1将实验动物科研平台应用于实验教学

　　在总结前期教学改革的基础上,提出以医学实验动物学课程的基本知识点为主线,采用教研融合的方法让学生参与到相关的动物实验的科研课题中,从实验设计、具体实施到数据分析及论文的写作,让学生直接参与到课题的研究中来。使其真正地学到“方法”、学会“思考”、懂得“运用”。借助实验动物科技中心的平台,利用中心有屏障实验室和高质量的SPF级动物的优势来开展实验动物的实验教学。

　　2.2与教师科研课题相结合,模拟科研实验开展实验研究

　　尝试将实验动物学的实验教学与教师的科研相结合。根据选课学生的专业分成3组,让他们分别参与到乳腺肿瘤研究课题、中医证候动物模型的构建课题及药食两用中药的安全性评价课题中,而这三个方面的研究内容都是课题组教师拟要开展研究的课题。学生根据教师课题的要求,结合自己的兴趣自愿组合,按12~15人组成1个兴趣小组,共分为3组,每组选出组长1名,实行组长负责制。由组长进行分工,让学生从实验设计、动物实验的分组、喂养、称重、给药到实验结束动物的处死、解剖及组织的采集,全程参与科研课题的实验。每组配1名指导教师,协助学生开展实验。实验前要求每位学生围绕课题认真查阅、学习相关资料并组织讨论,且每位学生都要参与小组讨论中并积极发言。

　　2.3改以往的考试加实验报告为现在的课题汇报和实验论文

　　以往的考核主要是学期结束时的期末考试及平时实验的实验报告,与开设实验动物学这门课程主要为提高学生综合素质和科研能力的初衷不符。这只为学生取得学分提供了较多方便,并没有达到医学实验动物学在医学院校提高学生科研创新和动手能力的目的。导致学生只重视理论考试,实验报告也是马虎了事,对实验过程中存在的问题和获得实验结果也没有进行深入的分析[8]。但此次教学改革要求在实验结束后每组选1位代表把所做的实验结果按课题形式在中心报告厅进行PPT汇报,其他学生在下面进行补充,并邀请3位实验动物中心的教师担任评委对课题进行点评并打分。鼓励学生以实验为基础申报大学生创新创业课题并指导学生写出高质量的论文,从对动物实验数据的收集整理、常用统计方法的选择及应用、动物品系的描述、伦理要求及注意事项等方面给予指点。要求学生对实验结果的讨论融入自己的思考和设想,为日后毕业论文的顺利完成打下一定的基础。

　　3医学实验动物学课程教研融合的实施效果

　　3.1大大提高了学生的学习积极性和主动性

　　医学实验动物学作为选修课没有得到学生足够的重视,多数学生是为了混学分,没有认识到本课程对今后工作及学习深造所起到的重要作用。以前做动物实验时学生往往是看的人多,做的人少,教学改革后该课程的实验课让选课的学生较早地接触科研动物实验动物模型的制作、采血给药、饲养管理、动物观察及异常处理等具体实验环节。对要进入屏障做实验的学生在进入屏障系统前均要接受进入屏障系统的理论培训,只有通过考试的学生才能进入屏障系统进行实验。例如药食两用的江香薷安全性评价课题实验动物在屏障饲养的时间长达1个月时间。为解决屏障饲喂同学习的矛盾,组长对同学进行分工,每天2人。第一次进屏障由带教教师和2位学生一同进屏障并现场指导进入屏障要注意的事项,第2天由第1天进入屏障的其中1位学生和另外1位新学生搭组,这样以老带新直至实验结束。实验均是学生利用下午下课至上晚自习这段时间饲喂动物、称重、给料、记录换笼等工作。许多学生都是下课之后直奔实验室,往往是做完实验食堂已经没有晚饭。尽管非常辛苦,但学生都能认真按要求把每天的工作做好,直至实验结束没有一个学生抱怨,反而是感觉收获不小。在课题结束后许多学生主动申请参与教师的科研课题,参与实验的积极性和主动性都较高。

　　3.2锻炼学生分析问题和解决问题的能力

　　采用教研融合让学生全程参与实验有助于他们对实验过程中出现的偶然结果进行认真的分析并提出解决的方案。例如参与乳腺肿瘤造模课题的学生发现人源性MCF7及鼠源性4T1成瘤差异大,于是查资料、问老师,发现肿瘤细胞及动物种属差异是影响模型成功的两个主要因素。通过试验比较了人源化肿瘤细胞MCF7及鼠源化肿瘤细胞4T1在裸鼠及KM小鼠接种所造成的成瘤差异,分析MCF7较4T1更难成瘤的原因,深刻了解了裸鼠在肿瘤研究中的优势。通过全程参与实验不仅提高了学生分析问题及解决问题的能力,而且增强了学生的科研思维和创新能力,为今后从事科学研究打下坚实的基础。

　　3.3提高了学生的科研创新及论文写作能力

　　利用实验动物科技中心这样一个公共服务平台在教学过程中将教学内容与教师的科研项目有机结合,为学生营造一个严谨、求真、创新及充满挑战和活力的学术氛围,引导学生科研创新能力培养及科研思维的养成。让学生既能感受到生命科学前沿知识的变化和魅力,又能提高学生的科研意识与专业兴趣。通过将科研渗透到教学中的方式,不仅使学生容易接受,而且使学生在知识、能力和素质上全面发展。在参与此次医学实验动物学教学改革学习的学生中,不少学生利用参与实验的经历积极申报大学生创新创业课题的申报及实验论文的撰写。今年已有2位学生因此成功申请了学校大学生创新创业课题并获资助,同时投稿实验论文3篇,其中1篇论文已通过了杂志社的审稿。

　　3.4教研融合帮助教师同步提高了教学质量及科研能力

　　科研为教学注入了灵魂与新鲜血液,脱离了科研的教学将丧失思辨性、前沿性和创新性。而教学则为科研带来了生机和活力[9]。“寓研于教”比教师自己独立从事研究要付出的更多,但通过同学生的思想碰撞可以产生更多的学术灵感,通过“干中学”,教师可以亲身体验更多的科研项目;与此同时,全程参与过实验的学生将成为教师的科研助手,成为教师的一种资源。教师在自身科研中出现人手短缺时(例如在做安全性评价处理动物要大批量实验取材时,这些曾经参与过实验取材的学生就成了教师很好的助手),只要在微群里发通知就有不少学生积极参与。这在一定程度上也说明教研融合不仅锻炼了学生,同时也反哺教师的科研。21世纪是生命科学世纪,生命科学的快速发展离不开高质量实验动物人才的培养。医学实验动物学是医学院校一门重要的应用基础学科,其教学效果的好坏对学生的科研创新和实践动手能力将产生重要的影响。通过学生全程参与科研实验课题的研究,培养了学生独立思考和解决问题的能力,提高了学生的实验动手能力及科研创新意识,为日后独立开展科研工作打下了坚实的基础[10]。虽然本次教学改革取得了较好的教学效果,但还有很多有待完善的地方,还有很长的路要走,有很多难点要突破。首先,“教研融合”教学改革让学生参与科研对教师的科研水平要求高,投入的成本大,在教学过程中的付出难以量化。其次,在高校以科研成果来评价教师的今天(诸如职称晋升、科研奖励及绩效无不与教师发表的论文、课题挂钩),不少教师是不愿意花费更多的时间和精力去从事教学改革工作。因此,再好的改革方案其推动实施还是离不开良好的管理和支持体系,只有改变以科研成果的来评价教师的评价体系,坚持“以本为本”,从本科教育开始培养学生的科研创新能力,我们的教学才有可能取得更好的效果。

　　作者：罗小泉 舒坤 徐伟 黄云 李中炼 张洁 刘志勇 章常华