彭安芳 李莉 羅擁政

摘要 為符合應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式，對(duì)2013級(jí)生物科學(xué)專業(yè)本科生毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革。認(rèn)為毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題主要是課程設(shè)置存在局限性，學(xué)生積極性普遍不高，綜合實(shí)踐能力難以提高。在改革方法上，主張對(duì)學(xué)生進(jìn)行集中培訓(xùn)，定期集中討論，討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。將設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)過程，調(diào)動(dòng)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性，更培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神與綜合實(shí)踐能力。認(rèn)為今后應(yīng)給學(xué)生更大的自由度，增加毒理學(xué)評(píng)價(jià)的其他實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)開展實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 毒理學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；設(shè)計(jì)型

中圖分類號(hào) S-01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）02-0241-02

Abstract In order to match the training mode of applicationoriented talents， teaching reform of toxicology experiment was carried out in undergraduates of 2013 biological science subject. The problems of traditional toxicology experiment teaching are the limitations of the curriculum， the lack of student enthusiasm， and the difficulties of improving the comprehensive practice ability. In the reform methods， the article proposed to take concentrated training to students， and discuss the experimental results regularly. The designed comprehensive experiments were introduced into the teaching process， which mobilized the students subjective initiative to do the experiment， and also cultivate the students innovative spirit and comprehensive practical ability. The author advised to provide greater freedom of space for students， increase other experiments of toxicology evaluation， and carry out experiments combining with professional characteristics.

Key words Toxicology；Experiment teaching；Reform

毒理學(xué)主要研究外源化學(xué)物對(duì)生物體損害作用及其毒作用機(jī)制，是理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的一門學(xué)科[1]，其基本的研究方法是科學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)具有非常重要的意義[2]。作為毒理學(xué)教學(xué)的重要組成部分和補(bǔ)充，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能夠加深學(xué)生對(duì)毒理學(xué)基礎(chǔ)理論的理解，而且對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、獨(dú)立思考能力具有十分重要的意義。南京大學(xué)金陵學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院生物科學(xué)與工程系開設(shè)了應(yīng)用生物化學(xué)與藥學(xué)、公共營(yíng)養(yǎng)與食品安全監(jiān)管2個(gè)專業(yè)方向，毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)是這2個(gè)專業(yè)方向的必修課。為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和觀察、搜集、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，提高毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和增強(qiáng)畢業(yè)生競(jìng)爭(zhēng)力[3]，學(xué)院對(duì)2013級(jí)生物專業(yè)本科生毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革，打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)格局，將設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)理念引入毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性，以學(xué)生為主，教師為輔，順利地完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)。筆者以該次教學(xué)改革為出發(fā)點(diǎn)，探討提高毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的方法，同時(shí)也期望為我國(guó)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供參考。

1 存在問題

1.1 課程設(shè)置存在局限性

以往的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的一般操作、小鼠急性經(jīng)口染毒LD50測(cè)定、小鼠精子畸形實(shí)驗(yàn)、小鼠骨髓細(xì)胞微核實(shí)驗(yàn)、肝微粒體制備、全血膽堿脂酶測(cè)定、酶聯(lián)免疫分析實(shí)驗(yàn)、皮膚刺激實(shí)驗(yàn)。這樣的傳統(tǒng)課程設(shè)置存在局限性：一方面缺乏綜合型實(shí)驗(yàn)，這樣分散的小實(shí)驗(yàn)難以讓學(xué)生把各項(xiàng)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容聯(lián)系起來，很難理解并掌握毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序；另一方面，每次實(shí)驗(yàn)課時(shí)較短，只有4 h，對(duì)于小鼠精子畸形實(shí)驗(yàn)、小鼠骨髓細(xì)胞微核實(shí)驗(yàn)等染毒周期較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)，只能讓學(xué)生從解剖小鼠開始操作，觀察正常小鼠的精子和微核為主，不能進(jìn)行前期的染毒操作，也很難觀察到陽(yáng)性結(jié)果，而這恰恰也是毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)中非常重要的步驟，卻因?yàn)闀r(shí)間限制刪減了。

1.2 學(xué)生積極性普遍不高

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要以驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)為主，教師講解示范，學(xué)生跟學(xué)照做。該教學(xué)模式造成的最大問題是很多學(xué)生缺乏主動(dòng)性，有的甚至產(chǎn)生惰性，不愿動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)，直接照搬別人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)。很多學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告以照抄教師的講義為主，機(jī)械呈現(xiàn)觀察結(jié)果，不重視結(jié)果分析，不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程顯得很被動(dòng)。正因?yàn)槠渲行枞径镜膶?shí)驗(yàn)都刪減了染毒的步驟，學(xué)生只能觀察正常小鼠的組織器官，很難觀察到染毒后會(huì)出現(xiàn)的異常形態(tài)，這讓很多學(xué)生在對(duì)結(jié)果的觀察過程中慢慢失去了耐心，同時(shí)也失去了對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。

1.3 學(xué)生綜合實(shí)踐能力難以提高

毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)作為毒理學(xué)基礎(chǔ)理論教學(xué)的重要補(bǔ)充，旨在通過毒理學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力和獨(dú)立思考能力。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生如完成任務(wù)般參與實(shí)驗(yàn)過程，書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，被動(dòng)完成教師指令，不注重自身動(dòng)手能力的鍛煉，很多學(xué)生直到課程結(jié)束仍不能熟練運(yùn)用基本的操作技術(shù)，如灌胃，亦對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏獨(dú)立思考，形成了“張嘴就問”的習(xí)慣，這將不利于創(chuàng)新精神與綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2 改革方法

為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺陷，在原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上加設(shè)了毒理學(xué)設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)。

首先，對(duì)學(xué)生進(jìn)行集中培訓(xùn)，向?qū)W生介紹綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的及內(nèi)容，強(qiáng)化相關(guān)理論，鞏固相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作技能，教授統(tǒng)計(jì)分析方法，理清思路，安排任務(wù)，介紹考核辦法。如教師確定實(shí)驗(yàn)課題為“不同劑量環(huán)磷酰胺對(duì)小鼠精子畸形的影響”，要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)鞏固小鼠精子畸形實(shí)驗(yàn)的原理和步驟，并用詳實(shí)的數(shù)據(jù)反映出環(huán)磷酰胺對(duì)雄性小鼠生殖功能的影響。整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期包括小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)（7 d）、灌胃染毒（5 d）、常規(guī)喂養(yǎng)（30 d）幾個(gè)部分，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后采集血清測(cè)定大鼠血清睪酮和乳酸脫氫酶含量；處死小鼠，分離睪丸、附睪、肝臟和脾臟，稱重，計(jì)算臟器重量系數(shù)；取精子制片觀察精子畸形情況，記錄畸形精子數(shù)量、畸形類型及計(jì)算畸形率，并向?qū)W生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作中的相關(guān)注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)課題和框架確定后，將學(xué)生分為5人一組，以團(tuán)隊(duì)形式完成實(shí)驗(yàn)。要求每組在實(shí)驗(yàn)正式開始前，利用課余時(shí)間查閱文獻(xiàn)，寫出詳細(xì)實(shí)驗(yàn)方案和步驟，包括實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇與分組、環(huán)磷酰胺的灌胃劑量、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的要求、實(shí)驗(yàn)質(zhì)量控制、實(shí)驗(yàn)各步驟的時(shí)間安排、小組人員的分工以及注意事項(xiàng)。之后教師對(duì)各組的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行指導(dǎo)與完善，方案通過教師審核的小組即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作并開始實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)成績(jī)分團(tuán)隊(duì)得分和個(gè)人得分兩部分，各占50%，前者以各小組的團(tuán)結(jié)協(xié)作情況及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)衡量，后者以個(gè)人在團(tuán)隊(duì)中的貢獻(xiàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告衡量。其次，定期集中討論。實(shí)驗(yàn)開始后，教師組織各組學(xué)生每周介紹一次實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，對(duì)實(shí)驗(yàn)期間發(fā)生的問題進(jìn)行商討協(xié)調(diào)并妥善解決。

最后，討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師指導(dǎo)學(xué)生收集整理數(shù)據(jù)，并采用ELISACalc軟件、SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖。各小組闡述本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論分析和總結(jié)實(shí)驗(yàn)，然后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

3 取得的成效

3.1 學(xué)生主動(dòng)性大大提高

當(dāng)教師把設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的題目、要求以及考核方案告知學(xué)生后，大部分學(xué)生對(duì)從未接觸過的實(shí)驗(yàn)類型很感興趣，對(duì)染毒的結(jié)果也很好奇，從實(shí)驗(yàn)初始就躍躍欲試，主動(dòng)性大大提高。盡管開始有少數(shù)學(xué)生不太適應(yīng)，帶有一定畏難情緒，經(jīng)過一段適應(yīng)期后，都能積極投入到查閱文獻(xiàn)、計(jì)劃實(shí)驗(yàn)方案等準(zhǔn)備工作中。與既往教師說一步、大家做一步不同，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，分組方案、染毒劑量等具體步驟以及分工和時(shí)間安排都由各組自行確定，學(xué)生從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索，表現(xiàn)出前所未有的積極性和主動(dòng)性。

3.2 充分發(fā)揮創(chuàng)新實(shí)踐能力

此次改革中，小鼠分組、染毒劑量、質(zhì)量控制、人員分工及時(shí)間安排都以學(xué)生為主進(jìn)行制訂并完成。實(shí)驗(yàn)開始前，各組積極查閱相關(guān)資料，匯總查閱結(jié)果，大家在一起討論分析，確定實(shí)驗(yàn)方案，尤其是各劑量組染毒劑量以及質(zhì)量控制的相關(guān)要求，之后提交教師審核通過。各小組根據(jù)小組成員的實(shí)際情況協(xié)調(diào)人員分工，充分利用課余時(shí)間，合理安排。在這些過程中，大家積極發(fā)表意見，或提出理論依據(jù)，或舉出數(shù)據(jù)例證，或強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)上的注意事項(xiàng)，并與教師積極互動(dòng)，提出問題、一起分析和解決問題，充分展現(xiàn)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)未曾有的創(chuàng)新實(shí)踐能力，這對(duì)學(xué)生以后的學(xué)習(xí)工作是非常有幫助的。

3.3 提高團(tuán)結(jié)協(xié)作精神

綜合實(shí)驗(yàn)不能只靠個(gè)人就能完成，需要小組成員之間、組與組之間配合完成。在教師的提議下，各組選出組長(zhǎng)，分配并協(xié)調(diào)組員的工作，安排值日。組員之間、組與組之間既互相督促也互相幫助，取長(zhǎng)補(bǔ)短。團(tuán)隊(duì)和個(gè)人的表現(xiàn)都是實(shí)驗(yàn)成績(jī)的一部分，個(gè)別曾經(jīng)一貫依賴他人完成實(shí)驗(yàn)的學(xué)生也能付出一己之力，甚至表現(xiàn)出前所未有的積極性，營(yíng)造出團(tuán)結(jié)協(xié)作的實(shí)驗(yàn)氛圍。大家也領(lǐng)會(huì)到團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神對(duì)于任何工作都是必要的。

3.4 加強(qiáng)教師自身能力培養(yǎng)

毒理學(xué)與多學(xué)科緊密聯(lián)系，其設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)不僅需要教師具備較為全面的理論知識(shí)、熟練的實(shí)驗(yàn)技巧，還需要具備一定的科研能力和素養(yǎng)。綜合型實(shí)驗(yàn)是一種以學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)方式，這就要求教師更重視授人以漁，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力，甚至包括語(yǔ)言和口頭表達(dá)能力；激發(fā)學(xué)生的科研興趣，使其領(lǐng)悟科研方法和思維方式，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

4 展望

4.1 給學(xué)生更大的自由度

在教學(xué)改革中，學(xué)生的積極性比以往的傳統(tǒng)教學(xué)有所提高，說明給學(xué)生更大的施展空間能夠提升其實(shí)驗(yàn)的興趣和求知欲。由于第一次在該專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，沒有完全放開讓學(xué)生去設(shè)計(jì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)，比如實(shí)驗(yàn)受試物、染毒方式和實(shí)驗(yàn)流程都是由教師制訂，學(xué)生執(zhí)行。在此次改革取得良好成效的基礎(chǔ)上，今后將逐步放開，給學(xué)生更大的自由度，由學(xué)生挑選實(shí)驗(yàn)種類，確定受試物和染毒方式，制訂完整的實(shí)驗(yàn)方案，教師僅充當(dāng)指導(dǎo)者、建議者的角色，相信這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、觀察能力、獨(dú)立思考能力，提高其創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?huì)有很大幫助。

4.2 增加毒理學(xué)評(píng)價(jià)的其他實(shí)驗(yàn)

毒理學(xué)評(píng)價(jià)有規(guī)定的程序，包括第1階段：急性毒性實(shí)驗(yàn)；第2階段：遺傳毒性實(shí)驗(yàn)，30 d喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)致畸實(shí)驗(yàn)；第3階段：亞慢性毒性實(shí)驗(yàn)；第4階段：慢性毒性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革只涉及第2階段眾多檢測(cè)項(xiàng)目中的1種——小鼠精子畸形實(shí)驗(yàn)，為了讓學(xué)生熟悉毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序，將來在實(shí)驗(yàn)條件允許的情況下，可安排毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序中各階段不同的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目，由學(xué)生分組選做，各組選定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，分別討論制訂實(shí)驗(yàn)方案，具體內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)試劑耗材、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、分組、劑量、實(shí)驗(yàn)方法及步驟、數(shù)據(jù)分析方法等。通過這個(gè)過程，可以使學(xué)生深入理解毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理和設(shè)計(jì)思路、掌握并熟練實(shí)施毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序，這對(duì)學(xué)生將來在相關(guān)崗位的工作大有裨益。

4.3 結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)開展實(shí)驗(yàn)

南京大學(xué)金陵學(xué)院生物科學(xué)與工程專業(yè)包括營(yíng)養(yǎng)學(xué)與藥學(xué)2個(gè)專業(yè)方向，作為專業(yè)核心課的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)一直參考醫(yī)學(xué)專業(yè)的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，專業(yè)特點(diǎn)不明顯。為了凸顯其專業(yè)特點(diǎn)，需引導(dǎo)不同專業(yè)方向的學(xué)生選擇相關(guān)領(lǐng)域有代表性的受試物進(jìn)行驗(yàn)證性或探索性的實(shí)驗(yàn)。比如將與人們生活密切相關(guān)的食物毒素或具有毒副作用的藥物引入到實(shí)驗(yàn)中來，由學(xué)生按照選定的受試物自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并獨(dú)立完成，這樣不僅能把專業(yè)理論知識(shí)和基本技能結(jié)合得更緊密，還能激發(fā)學(xué)生的專業(yè)探索欲和創(chuàng)新精神，真正做到學(xué)以致用。

5 結(jié)語(yǔ)

教學(xué)改革是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，在初次改革取得一定成效的基礎(chǔ)上，今后將不斷總結(jié)、設(shè)計(jì)出更為合理的毒理學(xué)設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并將實(shí)驗(yàn)成果拓展到其他實(shí)驗(yàn)課程，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與綜合實(shí)踐能力的目標(biāo)。

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