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【关键词】实验动物学中医药院校教学改革
实验动物学是一门研究实验动物及动物实验的综合性新兴学科,它融合了生物学、医学、兽医学、遗传学等诸多学科的知识,具有很强的综合性和交叉性,同时它的发展又推动了基础医学、临床医学、预防医学和中医药学的发展,对科学研究尤其是生命科学研究起着越来越重要的作用,因而受到了相关部门的高度重视,也逐步步入了高等医学院校的课堂,是中医药院校多数专业研究生必修的一门基础课,也是部分中医、中药、药学、生物工程、中西医结合专业本科生的选修课程[1]。我院在研究生和本科生中开设这门课程也有近十年的历史,这对于我院普及实验动物学的有关知识和提高学生的动手能力起到了一定的推动作用。但由于教师队伍的不专业(多为实验动物中心的工作人员或病理、生理教研室的教师),加之教学大纲及教学内容的不统一、考核办法的过时以及该课程是选修课的缘故,使得教学效果不好,流于形式化,达不到预期的目的,对学生动手能力的培养也就无从谈起[2]。为此,笔者在实验动物教学实践中大胆进行教学改革,更新教学观念,改革教学模式,改进教学方法与考试考核办法,在我院中西医结合专业研究生及中医、中药、药学等本科班教学中取得了较好的效果。
1更新教育观念,确立了理论与实践并重的指导思想
在以前的实验动物学教学过程中,我们基本上以讲授实验动物学的基本理论为主,忽视了实验操作和动手能力的培养,学完后即进行理论考试,与当时开设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。因为实验动物学是一门实践性较强的学科,单纯讲授理论对于以往很少接触实验动物的学生来说,往往非常抽象,效果也不好。因此,在实验动物学教学过程中,有必要更新教学观念,确立以理论与实践并重的指导思想,改过去的以理论学习为主为现在的以理论与实践相结合为重点,改过去仅重视课堂学习为现在还重视实践操作,采用更加行之有效的教学方法逐步提高实验动物学的教学水平和教学质量,为学生进入实验室和走上社会工作岗位打下良好的基础。在具体实施过程中,要紧紧围绕提高学生动手能力为目的这个中心,制订切实可行的教学计划,适当减少理论课时数,增加实验课时数,使实验课时占到总课时的40%左右。同时丰富教学内容,使实验教学不单纯停留在实验动物的捉拿、保定、麻醉、采血、给药等基本操作上,而是把科学设计实验、选择合适动物复制中医证候动物模型进行相关的中医药实验等综合项目放在学生的实验课上,确保学生动手能力的提高。
2丰富教学内容和改革教学方法,探索适合本学科特点的新的教学模式
实验动物学的主要内容包括如何培养出高质量的符合各种实验要求的实验动物以及如何利用这些符合要求的实验动物合理地设计、开展动物实验并获得准确可靠的实验结果。对于中医药院校的毕业生,他们未来大多是实验动物的使用者。因此,对如何培养标准的实验动物的内容可略讲,而对如何利用实验动物进行科学实验的内容要详讲。在教学内容的选择上根据学生的具体情况要有所侧重。对研究生来说,重点要讲授实验动物的选择和应用、动物模型的复制技术、影响动物实验效果的因素及其控制、相关的动物实验方法、最新的法规和动物实验的进展,增加学生实验动手的机会,提高实验课程的深度和难度;对本科生来说,重点要提高学生的学习兴趣,着重讲述实验动物学的新技术、新进展(转基因技术、克隆技术、基因敲除技术)、实验动物的一般操作技术等。坚持以基础知识为根本,侧重相关知识、前沿知识的原则,通过对实验动物学知识的学习,使学生对实验动物的教学内容和方法,对其历史、现状、前沿等方面的知识有整体的了解。在教学过程中根据不同的教学内容采用不同的教学方法。除传统的教学方法以外,还采用演示法、参观法、实验法等[3],以提高教学效果。
2.1演示法实验动物学的内容十分丰富,在信息化的今天,实验动物学课堂教学就不能再停留在单纯的黑板加粉笔上,而应该充分利用现代化的教学辅助手段,不然的话会造成教师努力讲,学生认真听,但收效不大的现象,为此,教师在讲授这门课程时,不能一味地采用讲授、描述等传统方法帮助学生理解和记忆,还应灵活运用各种现代化的教学辅助手段,如投影、幻灯、多媒体课件等,把要讲的内容形象化,视、听并用,以增强学生的感性认识,同时又有助于调动学生的学习积极性。如介绍实验小鼠的常用品种、品系时,可以将KM小鼠、DBA小鼠、C57BL/6小鼠、615小鼠的图片通过多媒体展示出来,并结合图片介绍它们的生物学特性及在生物医学中的应用,使学生能形象、直观地理解和记忆,加深对不同品种、品系小鼠的认识,改变过去认为实验小鼠就只有单纯白色,而没有黑色、野生色、灰色等的错误观念;再如介绍该学科较前沿的转基因和克隆技术时,也可以通过多媒体向学生展示嵌合体小鼠、绿色荧光小鼠、移植技术使身上能长出人耳朵的裸鼠及动物无性繁殖(即克隆)的动物,激发学生学习本课程的兴趣。
2.2参观法实验动物的环境控制是实验动物学一个十分重要的内容,但在讲授屏障环境时,涉及到屏障环境的温、湿度调节系统、通风净化系统、消毒隔离系统以及屏障环境系统内要做到人流、物流、动物流“三流”分开时,在课堂上讲,教师往往难以讲清楚,学生也难以听懂。如能根据教学目的,组织学生到实地参观并讲解,那么效果将十分好。屏障系统除感染性实验室以外,一般多为正压,学生通过实地参观进入实验室时开启每一扇门迎面吹来的气流就可以切身感受到屏障环境内不同区域存在着的压差;通过实地参观,可以更好地理解屏障环境要进行人、物及动物分流的重要性,了解消毒隔离系统的操作规程。为今后走上工作岗位,进入实验室工作掌握第一手感性资料。
2.3实验法在实验动物学的实验教学中,教师应尽量以学生为主体,自己仅充当指导与协作者,让学生多动手、动脑,以激发学生的兴趣,培养其知难而进的勇气。让其独立完成实验的各个步骤,从而提高学生学习这门课程的积极性和动手能力。对于诸如捉拿、保定、麻醉、采血、给药等基本操作技术,在进行示范之后,要让学生亲手操作,对于学生因将动物抓得太紧引起动物窒息死亡和灌胃灌到气管里导致动物死亡等的错误操作要及时予以纠正;对于不同动物为何要采取某种采血和给药的方式。如小鼠采血为什么多采用尾静脉和摘眼球采血而不用心脏采血,主要原因是因为动物小,心率太快,无法进行心脏采血,让学生在实践中找答案。这样在教师指导下,既能让学生熟练掌握实验技术,培养实际操作技能,又能对一些实验方法有更深的了解。
当然,实验动物学教学除了以上方法以外,还可以采用讨论或问题式教学方法。倡导以教师为主导、学生为主体、形式多样、生动活泼的师生双向交流、教学相长的教学模式,积极营造“平等、和谐、求知、创新”的课堂教学氛围,充分调动教与学的积极性[4]。如对某抗肿瘤药物的实验研究可以同学生一起讨论为什么要选择这种动物(如裸鼠)而不选择别的动物,同时还可以对造模接种的部位、给药的方式及药效的评价等进行探讨,让学生对抗肿瘤实验研究从实验设计开始到实验结束全过程有一个全面的认识,为全面提高学生素质打下坚实的基础。
3加强考试考核改革,培养“高分高能型”的科技人才
多年来,在我国人才培养中经常会出现学习成绩很好,毕业后工作能力一般的所谓“高分低能型”人才现象,造成这种“高分低能”现象的主要原因是考试考核重理论轻实践、重分数轻能力的结果。对于实验动物学教学同样存在这种情况,学生通过该课程的学习是否对实验动物学的基本知识有比较系统的了解,能否应用实验动物学的基本知识去分析和解决问题,能否熟练地开展有关动物实验,能否对动物实验的各个环节进行严格的控制和科学的处理,既能反映学生“学”的效果,也能反映教师“教”的水平。以前多是通过理论考试,根据学生的分数来评定学生“学”的效果和教师“教”的水平。不可否认,这样的评价方法有一定的科学性、合理性和可操作性,但对像实验动物学这样一门实践性较强的学科就有一定的局限性。为了避免出现“高分低能”现象,培养“高分高能”人才,在本学科的教学改革过程中,加强了考核办法的改革,对理论考试的基本概念部分可通过问答、思考、判断题等形式考查;对综合应用部分可提出某个科研设想,由学生自行设计,并根据其设计方案评分,同时加强实践基本操作考核,将实验成绩单列,并将实践动手能力考核成绩提高到该门课程总成绩的40%。综合评定学生的学习效果。
尽管在实验动物学教学改革方面做了一些工作,但仍存在许多亟待探索和解决的课题,如本课程内容及相关基础课(生理、病理、药理实验课)合并的改革;编写全国中医药院校统一的教科书;建立专业化的实验动物学教学队伍;开设教师进修培训基地,加强实验动物学科建设等。我们期望中医药实验动物教学工作能够得到教育行政管理部门及广大实验动物科技工作者的高度关注。
【参考文献】
[1]邹移海,黄翔,连至诚,等.中医实验动物学[M].广州:暨南大学出版社,1999:11.
[2]黄文华,张灯成.与大学生探讨实验动物学在医学研究中的重要性[J].西北医学教育,2002,10(4):243.
【关键词】 动物实验动手能力结构功能学习兴趣生物科学素养
【 abstract 】 high school biology study should strengthen the animal experiment content, raises student's beginning ability, deepen our understanding of the animal organs of perceptual knowledge structure and function, strengthen the students' interest in study and biological science.
【 key words 】 animal experiment ability structure function study interest biological science
生物和医学技术发展日新月异,高中生不但要从书本上了解生物医学的知识,也要实际动手操作,获得感性认识,培养兴趣。生物学是一门以实验为基础的自然科学,动物实验是学生认识和研究生物科学的重要手段,通过动物实验,可以加深对动物器官结构功能的感性认识,培养学生学习的基本技能和观察、分析综合运用生物学知识的能力。而且可以提高学生学习生物学的兴趣,培养实事求是的科学态度。因此,加强动物实验内容对培养学生巩固、综合、运用所学生物学知识十分有益。
让高中生了解实验动物的概念
高中生应该了解实验动物不同于家养或野生的动物。实验动物是指经人工饲育,对其携带微生物实行控制,遗传背景明确或者来源清楚的用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。动物试验是以实验动物为材料,采用各种方法在实验动物身上做试验,研究动物在实验过程中的反应、表现及发生、发展规律和有关技术问题。实验动物作为人类的替身,可以用来验证一个又一个的生命科学真理,例如探索生命现象,开发新药等。
让高中生了解实验动物的福利和保护
高中生应该了解没有实验动物的巨大贡献,人类对于生命的理解是绝对不可能达到现在这一程度。目前发达国家都相继颁发了实验动物管理条例、法规或规范,已实现了实验动物生产的标准化、商品化和社会化,并且形成了完整的实验动物教育、科研、生产管理与应用体系。我国也出台了实验动物的管理法规。我们应该为实验动物提供良好的饲养环境,干净通风的饲养房间,柔软舒适的垫料,供给充足的专门配制的食物和清洁的水,控制动物的密度,提供动物玩耍的物品,正常的昼夜变化频率。按时打扫饲养动物的房间,更换笼中的垫料。目前发达国家普遍开展了以替代、减少、优化的运动。实验动物的福利还体现在在实验中减少动物的痛苦,进行有损伤的操作前要进行麻醉,处死实验动物时要快,减少其痛苦。
三、利用动物实验让学生增强对动物器官结构功能的感性认识
对于高中生来说,没有条件进行尸体解剖来了解人体的结构,用动物进行替代是一个很好的选择。例如,要了解人体或其它哺乳动物内部结构,我们可以用解剖大鼠来学习这些知识。用生理盐水和戊巴比妥钠粉剂配制成1%戊巴比妥钠,按4ml/kg对大鼠腹腔注射麻醉,麻药起效后将大鼠用橡皮筋和大头针固定在解剖台上,用解剖剪剪开大鼠的皮肤、肌肉和腹膜,进入腹腔,用棉签拨开观察胃肠肝胰脾等器官结构和位置。通过这样的解剖学习,学生们可以对人体器官结构和位置有更深刻的感性认识,有利于提高学生的生物科学素养和对生物学和医学的兴趣。在研究动物器官功能方面,我们可以利用蟾蜍来初步认识生物大脑和脊髓的作用。用大头针从蟾蜍头与身体的结合部向大脑方向插入,左右移动破坏大脑,发现蟾蜍肢体变得僵硬,对刺激无反应。然后用大头针向脊柱中插入,破坏脊髓,发现蟾蜍肢体变得瘫软。同样,我们也可以利用蟾蜍观察心脏跳动,用剪刀剪开蟾蜍胸部和腹部的皮肤肌肉,进而剪开胸骨,观察蟾蜍心脏跳动情况,然后把心脏周围血管剪断,游离心脏,放入纯净水中,发现心脏跳动逐渐减弱。同样把一颗蟾蜍心脏放入自来水中,心脏跳动的时间明显延长。这些动物实验能培养学生的动手能力和学习兴趣,促使学生思考生物学现象背后的道理。另外,现在网络发达,学生可以通过上网学习在实验中感兴趣的问题。
在动物实验中培养学生的团队协作精神
现在的学生多是独生子女,与他人合作的能力欠缺。动物实验通常需要多人协作完成,学生在分组共同完成动物实验的过程中,培养了团队协作精神,建立了良好的人际关系,促进了同学之间的交流。
综上所述,对高中生开展动物实验教学有很多好处,能培养学生的动手能力,加深对动物器官结构功能的感性认识,增强学生的学习兴趣和生物科学素养。
参考文献
[1] 赵英.重视高中生物实验教学培养学生科学素养[ J ] .科学教育,2011: ( 17 ).
[2] 秦声东.生物课外实验的意义[ J ] .科技博览,2009: ( 36 ).
[3] 李俊仙.浅议高中生物实验能力的培养[ J ] .商品与质量,2011: ( 6 ).
在本科免疫学实验教学中,凝集反应、沉淀反应、补体参与的免疫反应、免疫标记技术、细胞免疫功能测定等实验是经典实验,也是医学生必修实验。由于课时数的限制,以往实验教学模式是技术人员将一些耗时长的实验环节事先完成,学生按照课本指示完成其中一些操作。结果导致学生难以理解各个孤立的实验项目之间的有机联系以及实际意义,难以掌握实验的基本操作技能,也缺乏继续学习的兴趣和积极性。为了改变这些弊端,我们以医学免疫学基本理论和基本技能为主线,将传统的实验内容设计为一个系统的整体性研究项目,包括了从抗原制备动物免疫、免疫血清采集和分离、抗体效价测定和功能分析、免疫酶标记技术测定等一系列实验项目。根据实验教学的指导思想及目的,本项目设置了两大主体实验,“绵羊红细胞抗血清(溶血素)的制备及效价观察”和“牛血清白蛋白抗血清的制备及效价观察”。前者是颗粒性抗原,后者是可溶性抗原,制备的抗血清检测方法均不同。这两大实验从脱纤维绵羊红细胞的制备和牛血清白蛋白抗原浓度、免疫佐剂的配制,免疫程序、途径的设计,抗原剂量、动物注射次数的掌握、免疫时间间隔的确定,家兔心脏采血,抗体的提取,直至运用直接凝集法、电泳检测技术、双向扩散实验等检测相应抗体效价等一系列实验活动,将以往单个独立的实验贯穿起来,组成一个大实验,基本知识和基本技能训练融于项目之中,增强了学生动手能力,促进大学生科技创新活动展开。
2实验教学模式改革
为了改变由实验指导老师“抱着走”的传统教学方法,我们在本次实验改革别注重对学生自主学习能力的培养。实验开始前,将实验课件挂在教研室的网站供学生提前预习,学生们利用课余时间到图书馆查阅相关资料并设计实验方案。根据不同的抗原、免疫途径和剂量,有意识地将每班分成三个实验小组,从两种免疫抗原———颗粒型抗原和可溶性抗原入手,使学生在进入实验时就必须搞清楚这两种抗原的概念,促使学生不得不翻阅书本和查阅资料。在弄懂了实验原理和方法的基础上,学生自己设计方案,在带教老师的指导下,着手实施实验步骤,分析实验中出现的问题,以确保学生在实验时能够全面理解免疫概念、方法、效应机制等问题。本实验免疫的抗血清由于动物机体的差异,免疫的抗血清效价均不同,每一组的抗血清检测结果均未知,这就避免了同学之间抄袭实验报告的情况。“连贯性模块式”教学综合运用病原生物学、免疫学、生物化学、分子生物学、实验动物学等实验技术和方法;采用课堂内外相结合,学生为主体、以组为单位的项目制教学模式。具体实施过程中学生以小组为单位,利用课余时间来完成部分实验,学生对配制试剂、动物免疫、血清制备等过程都亲自操作,掌握了实验项目的整体性和连续性。开展本项目第2、3次实验上课要连续,不能隔周,因为凝集反应中的绵羊红血球要求新鲜配制,心脏抽取的溶血素要马上测定效价,补体参与的免疫反应试验要在第3次实验课完成,第2次和第3次实验课程安排时间要在同一天,分上下午完成,第4次实验安排免疫酶标、金标记技术测定和细胞免疫功能测定,在第5次实验开始前,学生继续利用这段业余时间进行可溶性抗原的免疫工作来提高抗体效价。对流免疫电泳和双向琼脂扩散试验则安排于最后阶段的功能检测实验中。本实验项目的每一个步骤都是学生自己安排,大大提高了学生继续学习的兴趣和积极性,培养了学生实践能力和协同能力,增强其在今后工作中的责任心和使命感。
3实验教学评价体系改革
本次改革的另一重点是对学生成绩评定系统的改革。每个学生在完成项目教学后要求撰写一份规范的研究小论文,成绩评定采用百分制。评分标准包括:方案设计、实验操作和习惯、团队合作能力、数据记录和分析、综合分析和科学思辨能力等内容。学生通过实验设计、实验记录、实验报告、实验讨论、结果报告这一系列的项目实施锻炼后,学习的主动性和积极性有明显的提高。
4实验教学改革的思考
【关键词】小白鼠;口服;软膏;LD50测定
化学药品的急性毒性试验,LD50的测定仍是很重要、很科学的测定手段[1][2][3]。受试药品是液体采取注射法。是固体或半固体需改变给药途径。红药膏是半固体药品,用药物的原剂型采取小白鼠直接口服测定LD50,在操作和理论上是创新和改进。报告如下:
1材料和方法
1.1材料
1.1.1动物:小白鼠65只,体重分别为20±0.2g,性别各半,月龄2m。分笼饲养7日以上,择优者试验。
1.1.2分析天平。
1.1.3塑料管为园形空芯,长8cm,直径0.15cm。配合适管芯,管芯直径弱小于0.15cm。
1.1.4垫纸:小方形薄纸。
1.1.5小白鼠固定器:本所设计,制造方法另文报导。
1.1.6塑料盘碟:装受试药膏。
1.1.7导针:直径小于0.15cm的细铁或细钢针作导针。
1.1.8药品:红药膏生产批号:20110629。置冰箱冷却3天后切成0.1×0.2cm小块放冰箱备用。
1.2方法
1.2.1分组:小白鼠65只。多备几只以补充试验中外伤或窒息致死数。
1.2.2预试:确定小白鼠正式试验时的5个口服剂量。方法是随机取健康小白鼠8只,分别给服任意值“红药膏100mg、225mg、337.5mg、357mg、482mg、782mg、813.2mg、934.23mg”。服药后观察1周,前5只存活正常,后3只因口服剂量大而死亡。据“预试”结果订出试验组5个剂量即计划服药量分别为260mg、364mg、509.6mg、713.44mg和998.82mg,组间比率为1.4。
1.2.3分组:据以上制订剂量,把50只小白鼠随机分配成5个剂量小组。小组以上述剂量而命名:为260mg组、364mg组、509.6mg组、713.44mg组和998.82mg组,每组10只。
1.2.4与软膏口服LD50相关的5个剂量概念:
1.2.4.1 计划服药量:即标准服药量。系指以上各小组应该服入的标准服药量。喂药中,盘碟等工具上附着的软膏,(即丢失的软膏)。致服入的药量小于“计划(标准)服药量”,把计算的标准服药量视为“计划服药量”。
1.2.4.2 预计损失量:喂药时碟、塑料管、包纸和垫纸上粘附的红药膏总量。通过25只小白鼠喂药后的统计,“预计损失量”约为“计划服药量”的百分之50.69±10.29,即喂药前准备药膏不可少的估计值。
1.2.4.3暂订服药量:即实际喂药量。为“计划服药量”与“预计损失量”之和。
1.2.4.4 实际损失量:操作时实际损失的总量。如附在器械上的药膏量是变数,可能比“预计损失量”高、相等或低。所以“实际损失量”是实际丢失的药量。“预计损失量”是估计损失的药量。
1.2.4.5实际服药量:即真正服药量或近似标准量。用“预计服药量”,减去“实际损失量”,等于“实际服药量”。此剂量接近各组的“标准服药量”。
1.2.5装盘:把药膏小块按已知组的“暂订服药量”即“实际喂药量”装盘。方法:把放入冰箱冷冻2-3天后稍硬的红药膏切成0.1cm×0.2cm左右的小块。再按“暂订服药量”装入已称重量的碟内置冰箱备用。
1.2.6将受试的50只小白鼠以每组10只随机按以上5个标准剂量分成5组依次编号。小白鼠无需麻醉,需用“固定器”妥当固定。头部和尾部暴露在外。
1.2.7将“垫纸”铺手术台上。再将“固定器”固定的小白鼠放在“垫纸”上,便于收集撒落的药膏。
1.2.8 取规定量软膏碎片盘,用“导针”挑起药膏小碎片,装入带管芯的塑料管内,长1.0cm~1.2cm。装毕平放“垫纸”上备用。
1.2.9 操作者左手持小白鼠的“固定器”,直立放置“垫纸”上。右手取装药的塑料管,从小白鼠口角插入缓慢推动管芯。一次少量推入,防止吞咽不协调窒息死亡。推药之初,小白鼠主动配合吞咽。如喂药量过多或时间过久,小白鼠常拒绝吞咽或因神志模糊不能吞咽。此时操作者可用塑料管尖端,轻轻将口内残留药慢慢推进,直至口腔无药膏为止。推药时,动作应轻柔缓慢,防止药膏堵塞气管致小白鼠窒息死亡。管中药膏推完后,再将碟内药膏放入塑料管内再喂。如此反复操作,直至盘中“试服量药膏”完全喂完。装药盘中会残留粘连很牢的药膏,试验前后均要称盘碟、垫纸、包纸、带芯塑料管的重量。便于计算软膏损耗量,记录“实际损失量”。喂药后的小白鼠,观察7-14天的表现。每个剂量喂10只以上。
2结果
2.1试验算出“实际服药量”与“计划服药量”有差距。以“实际服药量”为基础,据数学“近似值原理”:“近靠近,活靠小,死靠大”的原则,归靠某一“计划或标准服药量组”,得出“实际服药量”,观察7-14天。死亡情况按归靠“计划剂量组”的原则,得出小白鼠口服红药膏死亡的结果是:剂量(mg/20g)分别:260、364、509.6、713.44、998.82。动物数(ni):10、10、10、10、10。死亡数(ri ):0、3、4、6、10。死亡率(pi):0.0、0.3、0.4、0.6、1.0。 (因小白鼠平均体重为20g,所以口服剂量单位为mg/20g。如按照mg/kg,应增加50倍,计算不便。故按实际情况改为mg/20g)。
2.2计算:按寇氏法(Karber氏法)[2]计算如下:
3讨论
应用“LD50试验”测定“红药膏”的急性毒性试验,测得的数据能反映红药膏对人体的毒性[1][2][3]情况。
LD50测定先解决给药途径。注射法、直肠给药法、皮肤给药法、呼吸道吸入等给药法[4],小白鼠身体太小不宜应用,最好是口服给药。小白鼠价廉、性情温和、容易饲养,数量上易达到统计学要求。为了测定服药剂量的准确性,不应掺和其他药物,应保持药膏原剂型直接口服。Karber氏法(寇氏法)是本试验的主要依据。用此法测定半固体或固体药物的LD50,值得推广。
参考文献
[1]《工业毒理学实验方法》组编.工业毒理学实验方法.上海科学技术出版社,1979,9-10、40-61、391-392.
[2]上海第一医院卫生统计学教研组.医学统计方法.上海科学技术出版社,1979,206-207,214-215.
根据教育心理学的理论,创新能力的培养主要解决两个方面的问题,一是想不想(敢不敢)创新的问题,即创新意识的问题;二是能不能创新的问题,即创新能力的问题。根据以上理论,我们在教学改革中围绕这两个问题开展了全方位、多途径的教学改革,取得了较好的实效。
一理论教学
(一)激发学生的问题意识
我们在医学免疫学、病原生物学、生物化学、医学遗传学、人体发育学和生理学课程教学中,摒弃传统的“满堂灌”式教学方法,注重结合教学内容,采用讨论式教学模式,鼓励学生提出问题、发现问题,积极发表不同观点,激发学生的问题意识,围绕问题学习。例如我们在病原生物学教学讲授流感病毒时,摒弃原来的讲授流行情况、生物学性状、致病性与免疫性等常规,开篇就提出六大问题:甲型H1N1为什么最初叫做猪流感病毒?与猪有什么关系? H1N1中H、N分别代表什么? 2009年流行的为什么是一种新型流感病毒?流感不过是一种感冒为何全球如此紧张?是否过度紧张?传染方式有何特别?吃八角是否能有效对付流感?让学生们头脑里充满问号,通过这些问题的提出,引发学生的学习兴趣,也为学生们建立问题意识提供思路。
(二)帮助学生形成建构主义的知识观和学习观,注重引导学生关注理论的形成过程
建构主义知识观也就是知识的相对论。汪氏等认为传统教学之所以不能很好地开发学生的创造力,原因之一就是教育者把知识看成绝对的、凝固的、静止的、一成不变的,而建构主义知识观则认为知识只是一种解释、一种假设,不是问题的最终答案,所以学习的过程是新旧经验冲突而引发的观念转变和结构重组,显然,引入建构主义知识观有益于学生创新意识的培养。我们在医学免疫学教学中,讲到免疫的传统概念和现代概念,就是引入建构主义知识观的最好时机。
同时,我们还引入探究式教学方式,注重发掘课程中有利于创新能力培养的因素,注重讲理论、概念被发现的过程。例如,在医学微生物学和免疫学教学中,我们补充讲干扰素是如何被发现的,干扰素的副作用,病毒是如何被发现的,人类面对病毒的困惑,青霉素是如何被发现的,抗菌素耐药性的形成等等,讲病毒的发现源于“一种疾病”、“两个关键技术”、“5个关键先生”、“一个旧理论被打破”,通过这些讲述,传授科学研究的方法,帮助学生了解科学创新的规律,了解学科领域的现状和发展趋势,了解科学难题。
(三)以“正面教导”的方式激发创新精神
课堂教学中注重与学生分享自己的科技创新成果,讲历史上发明创造的成功案例,为学生树立一个创新发展的榜样,引导学生围绕问题自主寻找答案,并为学生组织“学习报告会”,让学生展示自己的学习成果,该学习演讲成绩计入平时成绩,占总评成绩的10%~30%。例如,我们指导学生完成“虫草素钌﹙Ⅱ﹚配合物的合成及其对大鼠肝癌细胞作用的初步研究”获得广东省第九届大学生课外学术科技作品竞赛一等奖就是一个成功案例,学生在学习了化学结构改造这部分内容后,有了合成”虫草素钌﹙Ⅱ﹚配合物”的想法,把中药成分进行结构改造,这是这个课题最具创意的地方,与学生分享后,身边的人、身边的事,大大促进了他们的创新欲望。
(四)培养学生的创新思维能力
通过布置各类开放性作业、案例分析,培养学生的发散性思维与聚合性思维、直觉思维与分析思维、纵向思维和横向思维、批判性思维等。例如我们布置的作业包括“读伤寒玛丽故事的感想”(发散性思维、直觉思维)“给方舟子的一段话挑毛病”(批判性思维)等。
二课外教学
(一)通过布置撰写小论文的任务,讲解相关书写要求、批阅、点评,引导学生围绕问题寻求答案
我们在医学免疫学、生理学、人体发育学、预防医学等课程的教学中,要求学生围绕某主题写出文献综述或调查报告,并在课堂教学中详细讲述文献综述、调查报告等论文形式的书写要求、作用和意义,针对学生们参加大学生论文大赛中常见的论文书写的错误,指出常见错误和误区,在批阅学生的作业后再作详细点评。同时,推荐质量高的论文正式发表,让学生“完成任务有动力,任务完成有喜悦”,推动学生的创新能力培养。该作业计入平时成绩,占总评成绩的10%。
(二)开放实验室,指导大学生论文大赛、大学生课外科技大赛、大学生创新课题
参考许多高等院校的做法并结合我院实际,我们教师所在科研实验平台、项目组实验室均向本科生开放,形成实验室里有教师、博士生、硕士生、本科生这样的工作团体,形成相互促进、相互学习的良好氛围,创设有利于创造力发挥的环境。教师利用晚上、寒暑假积极主动指导本科生参加各类论文大赛和课外科技大赛,指导大学生创新课题研究,培养学生的创新能力和责任心,拓展学生的视野,有效发挥他们的创造才能,近3年我们共7位老师指导10项省级大学生创新实验项目、20多项校级创新项目的完成。
另外,通过老师担任学校大学生论文大赛评委,担任大学生论文大赛点评嘉宾、基础知识擂台赛评委等形式为学生创作的科技论文“把脉”指导。
学生们通过参加各类课题的申报、实施、答辩,在实践中获得创新能力的提高。
(三)为学生社团开办基础科研能力培养系列讲座
为切实提高学生的科研能力,树立正确的科研观念,提高本科生科研课题的创新性,近年我们先后为大学生社团和二级单位开办学术讲座,围绕科研论文的书写、进入实验室注意事项、科研思路的来源、科研课题的实施、介绍几本好杂志、经络的应用及研究概况、内经及针灸原理的应用及研究、课题设计零距离、为医之道、尽善尽美等议题举办讲座,培养学生的科学素养。
(四)促进和引导学生进入科研团队,尤其是国家级科研课题项目组,接受科学素养的熏陶
本科生参与教师科研活动是培养创新能力的重要举措,我们近年来在吸收本科生进入实验室方面也做了不懈努力,近5年累计约117人次学生参与教师科研工作,尤其我们通过主动报名加面试方式,遴选了部分学生进入学院国家级科研课题项目组科研团队,学习查阅文献、阅读文献、综合分析文献,了解国内外科研动向,学习科学研究的基本知识和技能。教师结合自己承担的科研课题为学生们辅导实验动物学、分子生物学、DME、统计学等科学研究的主要课程,学生在实验中学习新思路、新方法、新技术,获得创新的能力。
统计表明,在近年来进入科研团队学习的学生中,能获得国家级、省级课题“挑战杯”大奖的学生均来自进入承担国家级课题的科研团队的学生群体,充分说明国家级科研团队在培养大学生创新能力培养中起着非同一般的作用。
三实验教学
如果说理论课教学重在培养学生的创新意识和创新精神,实验课教学则是创新能力培养的综合性培养平台,是培养学生实际工作能力的重要课程。我们在多个班种中实施基于团队学习模式的自主设计性实验,采用发放学习资料、学生自组学习小组(5-6人)、布置学习任务引导学生关注身边的科学,引入自身的加入和体验,围绕任务设计实验方案教师遴选科学意义大、创新意识强、可行性大的实验方案,(对于科学意义不大、设计不合理的项目,予以淘汰),学生完成实验方案形成实验报告,最后进行论文答辩和教师点评。该教学改革体现了尊重学生的合理学习兴趣与爱好,增强了学习任务的趣味性和学生学习的自主性,引入了合作和竞争的理念,大大激发了学生学习动机,对于创新能力的培养起了极大的推动作用。发放144份问卷调查显示:70%学生表示对该实验感兴趣,81.5%表示对实验流程满意,73.1%表示有必要开设自主设计性实验,40%认为自主设计性实验成绩占课程总评成绩的比重恰当。
四教学成果
经过5年来的实践,我们指导本科生获得省级以上“挑战杯”大奖4项,其中获得国家级奖两项;指导学生参加“省级大学生创新实验项目”10项;指导本科生参加学校学生学术论文大赛获奖和指导本科生校级创新实验项目19项;指导本科生在核心期刊8篇,发表相关教学论文19篇。
五问题与不足
创新能力培养是高等院校教学工作的永恒话题,在实践中我们发现尚存在需要改进的地方,例如,由于学生学分压力、传统考试压力仍很大,能用于创新实践能力锻炼的时间不够充裕。另外,教师的教学理念需要不断更新,学生的创新更需要教师创新教学模式,教师要不断学习,认清目前教育教学中出现的弊端,勇于改革和实践。我们还需要加强教学的艺术性,让我们教学活动更新颖和更富于变化。
参考文献
[1]汪凤炎,燕良轼.教育心理学新编[M].暨南大学出版社, 2007.