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关键词:实验动物学;创新性教学;教学理念;教学方法
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)19-0150-02
科技发展的日新月异,使得实验动物学在科学研究和相关产业发展中的支撑与促进作用不断加强,实验动物科学的重要性在于:一方面它是医学、生物学研究的重要手段和支撑条件,直接影响着许多生物学、医学研究课题的确立、实施和结果的可靠性;另一方面,它的提高和发展又把许多领域课题的研究引入新的境地,其发展水平的高低也是衡量一所医学院校教学、科研水平的重要标志之一[1]。本文就南通大学实验动物中心为了提高教学质量,培养理论知识丰富、实践动手能力和创新意识强的实验动物专业人才,对教学内容及教学方法等方面进行的创新性改革总结如下。
一、更新教学理念,体现创新思想
创新教育理念从根本上包含以下三个方面:即以人为本的教育观念、促进学生全面发展的质量观念及培养创新人才的教育价值观念。要树立创新教育理念,必须彻底转变传统的“三中心”(课堂、书本、教师)教学观念,将创新教育的思想渗透在教学中。学生在校时间近80%是在课堂教学中渡过的,自然而然,课堂教学就成为实施创新教育的主渠道。那么,如何在实验动物学课堂教学中实施创新教育呢?
首先,教师需要更新教学理念、转变角色行为,从知识的传授者转变为学生学习的组织者、引导者和合作者。其次,实验动物学本身是一门综合性新兴学科,随着生命科学技术的飞速发展而不断产生新技术,不断出现开拓性、前沿性和应用性较强的知识,这些知识信息量大、内容丰富、涉及学科广泛,如实验动物的居住涉及建造学,空调送风系统涉及到电子信息学,动物的饮水饮食涉及营养学等。这就要求教师必须树立终身学习的观念,更加关注本学科最新的科研动态、进展,吸纳最新科研成果,把握专业知识的前沿。或通过自身的学习、或通过进修、或通过实践环节完善知识结构和专业技能。只有这样,教师在课程教学时,才会有最新的视角、最充实的内容,让学生感到学有所得,大大提高课堂的创新性效果。
二、整合教学内容,丰富教学方法
实验动物学学科特点在于专业性强、应用性强,但系统性较差,理论课的教学往往比较枯燥和晦涩。因此,我们对教学内容进行了整合修订,对实验动物学传统理论进行了必要的删减及压缩,围绕学习目标巧妙地激发学生的学习兴趣,产生兴趣和疑问,并最终在教师的引导下解惑。
我们开设本课程的专业学生在其他基础课如生理学、病理学、细胞生物学等课程中,都已经使用到部分实验动物。但我们的调查表明,这些学生对实验动物理解并不是很透彻,对实验动物及动物实验在生物医学研究中的地位和作用认识不足,认为“实验大、小鼠必须在屏障环境中饲养,操作很不方便,费用也大,不就是用个老鼠做实验,需要那么复杂吗?”我们在教学中将这样的问题留给学生去思考,归纳分析实验动物使用清洁级或SPF级的必要性,配合多媒体课件展现不同等级实验动物对于饲料、垫料、生活环境等的差别,最后再总结实验动物微生物等级分类。通过这样的方式,将一系列教学内容联系在一起。学生均反映这种教学方法使“教条化”的理论变得生动,贴合实际,易于接受。“动物实验很残忍,是不是应该终止动物实验?”“终止动物实验医学发展会不会停滞不前?”对此开展一个实验动物伦理专题,通过实例论证动物实验的重要性、动物实验和动物福利的辩证关系,或者让同学分为正、反方,分别查阅相关资料,利用课堂进行辩论,这样不仅在教学过程中体现了动物伦理道德教育,还激发了学生主动学习的热情,提高了学生分析问题、解决问题的能力。
在合理整合教学内容的同时,针对不同的教学内容还需使用多样化的教学方法。如实验动物环境控制这一部分,涉及空调温湿度调节系统、通风净化系统、消毒隔离系统,录像监控系统以及屏障系统中的人员流动、物品流动、动物流动等知识。纯粹在课堂上讲解理论知识既抽象又枯燥。我们根据教学目的采取“实践教学法”,组织学生对屏障设施、普通设施、隔离设施进行实地观察,并在老师的指导下亲身体验整个环节,取得了非常好的教学效果。教材建设总带有一定的滞后性和局限性,难以反映当代科技发展的现状。在基因敲除动物、转基因动物、生物反应器,胚胎移植、ENU诱变技术等前沿知识学习过程中,我们单纯以传统的讲授方式,学生会觉得既抽象又离我们的现实生活很遥远。在教学过程中,我们以引导学生对本章节相关内容进行文献检索和查询,慢慢过渡到由学生自主阅读医学、生物学发展史中与实验动物相关的具有里程碑意义的经典文献或最新文献的方式,真正把学生带到实验动物学发展的前沿,加强对学习本学科意义的认识,了解课本中学不到的知识、概念和最新进展。
三、转变实验教学模式,注重实践能力培养
诺贝尔物理奖得主美籍华人朱棣文曾一针见血指出:中国学生学习非常刻苦,书面成绩优秀,但动手能力差,创新精神明显不足。传统的实验动物学实验教学模式多采用注入式,大部分实验是遵循传统的教师实验前准备、讲解操作步骤并进行示范、学生实验、形成实验报告的模式。因此学生仅需机械性、按部就班地“依样画葫芦”进行模仿,不需主动思维和创新。这样的教学方式限制了学生的思维空间,难以培养学生的创新能力。实验动物科学是基础医学与临床医学之间的桥梁学科,是一门实践性很强的学科,为学生提供从事生命科学研究领域不可或缺的有关实验动物和动物实验的基本理论知识和基本技能[2],需要学生不断动手操作积累经验。在教学过程中,我们发现有的学生出于恐惧心理或觉得动物实验很残忍,只是在旁边观察同组另外同学的操作,自己却不动手;甚至还有学生听完老师讲解不做实验就开始急于写实验报告了。而对于一些大动物,只能在老师和几个学生的操作下完成,大部分同学只能是旁观者,只记下实验数据,这完全是实验的“大锅饭”,学生做这种实验自然无趣。机械、呆板、不够贴近真实过程的实验教学就不能与理论教学很好地结合互动,限制了学生创造力、想象力的发挥。通过对学校的办学定位、本科生教学目标、毕业生就业方向等问题的系统性分析,我们在教学过程中采取以下措施。
1.针对基础验证型实验进行“示范式教学”,如大、小鼠、豚鼠、兔、犬等常用实验动物的抓取、固定、雌雄鉴别、编号标记、常用给药及取血方法等,鼓励学生参与到整个实践教学过程中。不仅应该强调让学生熟练掌握这些技术的操作要点,更应该注重学生对实验原理、适用范围、影响因素等的理解,增强学生的“触觉”、“视觉”,真正做到举一反三,学以致用。此部分实验内容不仅要考虑到其经典性,更应注重科学的设计和周密的组织,在实验开始阶段有针对性地进行专门训练。只有这样,学生才会有扎实的实验基础,对今后综合设计实验及研究创新型实验的完成起到事半功倍的作用,有利于学生创新性思维的逐步形成。
2.针对综合设计型实验进行“开放式教学”,通过实验项目的实施,使得学生主动地获取信息、查阅文献、搜集资料、做好实验记录、分析实验结果,并将实验结果通过小论文的方式总结出来,成为自己的知识,变被动学习为主动学习。同时,学生通过对文献资料的筛选、思考,寻找研究的创新点,设计出有效可行的设计方案,并将自己的设想及时与同学、老师进行交流,变主动学习为创造性学习。
3.针对研究创新型实验进行“自主式教学”,借助本中心江苏省开放性动物实验中心及南通市动物实验公共服务技术平台等有利条件,为学生搭建参与创新型实验的平台。针对部分学有余力的学生,支持其参与课外科研训练,使学生能根据自己的实际情况(个人兴趣、发展方向、今后从事专业等),选择合适的实验内容和时间主动学习。一方面提高学生科研能力,另一方面又可“反哺”教师科研,促进教师申报各级各类相关课题。
以上综述了本教研室近年来实验动物学教学改革创新的具体内容与取得的效果,供同行评议、参考。在以后的教学活动中,我们将不断完善理论知识和创新实验技能,发挥好医学实验动物学支撑医学、生命科学研究的学科职能,使学生深入领会实验动物学在生命科学、医学研究中的地位与作用,培养更多具有较高动手能力、适应社会需求的专业人才。当然,我们的探索还处于初步阶段,通过什么途径、方式、策略进一步完善实验动物学创新教育内容和体系,更好地培养学生的创新思维模式、加强学生的创新意识、提高其创新能力,还有待实验动物科学教育者们不断的探索和努力。
参考文献:
1动物福利
福利在英语字典中译为material benefits, well being, welfare,这是一个经济学名词,原来主要用于企业管理中。动物福利不是动物权利,它包括动物的生命和健康,虽然各国的文字描述并不统一,但其实质都是指让动物在比较康乐的状态下生存,在无痛苦或尽量减少痛苦的状态下死亡。
在1976年美国人休斯提出了动物福利这一概念,这是指农场饲养中的动物与其环境协调一致的精神和生理完全健康的状态,在详细描述中,休斯将动物的福利定义为两种,包括生理福利和心理福利。而现今国际上所公认五大自由也是这两种福利的体现。
首先生理福利在五大自由的体现即在食物上享有不受饥渴的自由;生活环境应该舒适的自由;同时应享有不受痛苦伤害和疾病威胁的自由。这三者都是动物生存的基本条件,三者的满足是保持动物生理健康的保障。其中不受饥渴的自由,即饲养人员在饲养时或者相关人员在进行与动物相关活动时都应及时补充动物所需的饲料和饮水瓶中的水,不使其感受到饥饿或者干渴;其二,享有生活舒适的自由,即相关人员应该为动物提供舒适卫生,符合其生理特点的生活环境;其三应享有不受痛苦伤害和疾病威肋、的自由。这是基于前两者的基础上,尽量为动物提供干净整洁的环境,减少疾病产生的可能性,同时如果动物感染疾病,相关人员应立即采取措施,减少动物所感受到的痛苦。而相较于生理福利,动物的心理福利难以用仪器来测量,更不用说使用具体的指标进行评测。最主要的原因是人类与动物之间并没有有效而直接的交流沟通渠道,换句话说就是人类不可能理解动物的真实想法和确切需求,因此在动物心理福利的评判上加入了大量人类的主观评测。目前,心理福利在科学家通过多年的研究后总结认为动物应享有生活无恐惧感和悲伤感的自由;同时应享有表达天性的自由。生活无恐惧感和悲伤感的自由,表示在饲养过程中,工作人员应爱护动物,不得随意殴打、虐待动物,或者在工作活动中应尽量注意举止行动,不得发出极大声响惊吓到动物,尤其是像豚鼠之类的实验动物,极易受遭到惊吓,更应该小心。另一点是各种动物都具有各自的天性,如猴有攀爬的天性,鸟有飞翔的天性,当然完全满足其天性是不可能的,但是可以在尽可能的范围内改善他们生存的空间和环境以满足它们的天性;同时要兼顾不同动物的习性,例如拿走一只母鸡的产蛋箱,会使它感到痛苦悲伤,但对于一头阉牛或一只母羊却不会有同样的问题。以上所描述的这些都是动物福利的体现。
2实验动物福利
2. 1实验动物要了解实验动物福利,首先我们需
要来了解什么是实验动物?它与一般动物有何区别? 由欧洲共同体于1986年的《关于使各成员国有关用于实验和其他科学目的的动物的保护法律、法规和行政规章接近的理事会指令》中第2条定义实验动物,是指己经应用于实验或者将要应用于实验的动物。我国原国家科学技术委员会于1988年制定并颁布的《实验动物管理条例》中则明确规定该条例中提到的实验动物是指经人工饲育,对其携带的微生物实行控制,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。在其后出版的一些实验动物学教材中也沿用了这一定义。在2004年修订的《北京市实验动物管理条例》第2条将实验动物定义为经人工饲养、繁育,对其携带的微生物及寄生虫实行控制,遗传背景明确或者来源清楚的,应用于科学研究、教学、生产和检定以及其他科学实验的动物。对三者进行比较可以看出对实验动物定义是渐进的细化,同时我们从定义可以看出实验动物与其他动物存在明显的区别。其一:实验动物的来源。它是由人工培育且具有比较明确的遗传背景和清楚的来源,不同于一般野生动物是在自然中生育成长的;其二:它本身携带的微生物和寄生虫是受到控制的,这与家禽家畜或者其他观赏动物,伴侣动物也是不一样的;其三:它的存在目的。比如伴侣动物是以供玩赏、陪伴之目的而饲养的动物,农场动物则以为人类提供肉质产品及食物为目的,实验动物则是为了生命科学的发展及人类健康的目的而应用于科学研究、教学、生产和检定以及其他科学实验的动物。
综上所述,实验动物与其他各种动物都是存在极大差别的,从它出生的那一刻起就一直被人类的活动所影响和掌控,它的存活完全依赖于人类,不管是日常的活动和生存环境还是最终的死亡,它存在的价值就是完完全全的贡献于人类。它的生存环境是受到控制,要求非常严格的。基础的环境因素主要包括实验室温度、湿度、光照度、噪声、氨浓度、送风次数等,这些因素更是直接影响到实验动物的生理节律,精神状态和健康状况,从而间接地影响到进行科学实验所获得数据结果的准确性、可靠性。为实验动物创造舒适,尽力满足它们需求的环境条件,一方面是为了避免因为环境因素而造成科学实验不必要的误差,减少个体差异性;一方面也是出于人类文明,公共道德的考虑,实验动物作为人类的替身,为人类医药健康事业献身,我们也应该提倡保护他们的福利。
2. 2实验动物祸利由上文内容可知,实验动物也属于动物,只是在某些方面区别于其他动物,因此,实验动物福利也包括上述所说到的动物福利。同时在动物福利的基础上,实验动物福利还需要遵循3R原则。这一原则由动物学家Russell和微生物学家Burch于1959年提出,现已逐渐被广大实验动物饲养及实验人员接受及广泛应用,3R原则具体即替代(replacement)、减少(Reduction)和优化(Refinement)。替代是指尽量使用无知觉的实验材料代替活体动物,或者使用低等动物代替高等动物进行试验的科学方法,而现在比较先进的做法是编写程序,运用计算机技术进行模拟实验,这在很大程度上是对实验动物福利的一种解放;减少即指在科学研究中进行在动物实验时,使用比较少量的动物来获取同样多的试验数据或者使用一定数量的动物尽量获得更多的试验数据的科学方法;优化则是指在进行实验设计时实验方案及指标选取的优化,以及实验过程中实验技能和实验条件的优化,如今这一原则己获得广大科研工作者的认同,这一观念也越来越深入人心。而在2005年,美国芝加哥的伦理化研究国际基金会还在3R的基础上提出了4R原则,增加了Responsibility(即责任)作为第4个原则,要求人们在生物学实验中增强伦理观念,呼吁实验者对人类和动物都要有责任感。
实验动物作为自然界中存在的独立个体,是与人类一样具有个体的自由的,当人类将实验动物用于科学实验中的时候,其前提其实是己经剥夺了动物的个体自由权利,因此,我们在与之接触过程中更应尽可能的为他们创造环境,保护其应享有的福利。
3动物福利现状
3. 1国外动物福利发展自1822年(Martins act an act to prevent the cruel and improper treatment of cattie《防止残酷和不良对待牲畜法》又被称为《马丁法案》的有关动物福利的法律颁布至今,欧美等国己经在动物福利保护的道路上走过了一百多年,相关的法律法规相对来说己经比较完善,如英国在颁布《马丁法案》后于1849年,颁布了《防止虐待动物法》。该法规定,任何人如果对动物进行殴打、不良对待、过分使用、虐待或酷刑折磨,或者致使上述行为发生,均属犯罪行为。均将受到罚款。另外,法律还规定了执法当局从此有权对此类行为进行指控、起诉。直到1850年以后,动物福利的法律开始关注用于科学实验的动物身上,于是,在1876年英国议会通过了《防止动物虐待法》。到了1911年,英国议会通过了著名的《动物保护法》(Protection of animals act)。该法将英伦三岛当时和之前的各个防止虐待动物的法规进行了整理和补充。2005年,英国议会提出了新的《动物福利法》( Animal welfare act)草案,取代了《动物保护法》,这部法律在2006年年底通过,并于2007年4月6日正式生效。美国在动物福利保护这方面也走在前沿,1963年,美国颁布了《实验动物使用和饲养管理指南》,这是最早的关于实验动物福利的指南,到1966年,美国颁布了《动物福利法》,这是最早的一部与实验动物管理有关的法律,并在1970年、1976年、1985年和1990年先后四次对《动物福利法》进行修订,后又颁布了《饲养管理和使用脊椎动物在检验、研究和教育中的法规》,所有部门都要遵守这一法规。其他如日本、加拿大等国家也相继出台相关法律,保护动物及实验动物福利。
3.2国内动物福利发展我国引入动物福利理念时间较晚,无论是科技条件方面还是在观念方面都与国际上存在较大差距,动物福利制度建设并不十分完善,但我们仍在继续努力。虽然没有专门的法律对动物福利进行规范,但我国在1988年出台了《实验动物管理条例》,对实验动物的饲养、使用等方面进行了规定,在2001年对其进行修改,并首次将动物福利写入法规。1997年,3R原则首次出现在《关于九五期间实验动物发展的若干指导意见》,其它颁布的条例法规有《实验动物质量管理办法》《实验动物许可证管理方法(试行)》等,都提到了动物福利与动物伦理,开始逐步加强对实验动物管理。2006年9月3日,我国了《关于善待实验动物的指导性意见》,这让我国动物福利立法又向前迈出了可喜的一步。且现在越来越多的地方性实验动物管理法规条例都将动物福利的内容增加了进去,如2005年实施的《北京市实验动物管理条例》中就明确规定,任何从事实验动物工作的单位和个人,都应当维护动物福利,保障生物安全;从事动物实验的人员应遵循替代、减少和优化的原则来进行实验设计,要使用正确的方法对待实验动物。同年《湖北省实验动物管理条例》修订后,就明确做出规定,实验者应当为动物创造良好的生存条件。2008年《江苏省实验动物管理办法》将实验动物科普与福利单列为一章,这在国内还是首次,这也充分说明了实验动物福利工作的重要性以及受重视性。2010年10月1日起实行的《广东省实验动物管理条例》中也特别提到了实验动物福利,包括进行替代,减少以及优化实验设计,实验中,对实验动物进行麻醉及最后实行安死术。
而在我国的其他地区,如台湾,动物福利制度己经比较接近国际化。在1990年时台湾夏良宙学者就提出,动物福利可以简述为:善待活着的动物,减少死亡的痛苦,同时在台湾还设有专门的动物福利组织以及网站,在 1998年制定《动物保护法》,2000年1月19日颁布了《动物保护法实施细则》,其中都有相关于实验动物福利保护方面的内容。而在2004年修订的《动物保护法》,对动物保护以及福利进一步做了比较翔实的规定;香港特别行政区在回归后于1999年,颁布了《香港防止残酷对待动物条例》,之后香港特别行政区又针对实验动物颁布了《实验动物照料与使用守则》。
目前我国除了台湾其他地区并未出台明确保护动物福利的法律。虽然现有《野生动物保护法》,但该法仅限于保护珍稀动物,普通的野生动物以及圈养动物并不在它的保护范围之内,而且该法律对伤害野生动物行为的规定也非常少,更多的是针对非法获取野生动物用以盈利行为的制裁和惩罚。因此我国目前应借鉴其他欧美大国的动物福利立法经验,尽早出台明确性的动物福利法。
一、克隆技术的发展使克隆人成为可能
上世纪初,韦伯(H.J.Webber)创造了“克隆”这一词,其含义指由单个祖先个体经过无性繁殖而产生的其他个体。由于该词构词简短,容易发音,能清晰表达出准确的意思,因此这一术语很快得到学术界的认同并加以广泛使用[1](P.160)。1952年,科学家开始用青蛙进行克隆实验。从此以后,动物克隆的试验结果不断涌现。1970年克隆青蛙实验取得突破,青蛙卵发育成了蝌蚪。1984年第一只胚胎克隆羊诞生。1997年2月24日,英国罗斯林研究所的科学家用取自一只6岁成年羊的乳腺细胞培育成功一只克隆羊。1998年7月,日本科学家利用成年动物体细胞克隆的两头牛犊诞生。2000年1月,美国科学家宣布克隆猴成功。2000年3月14日,曾参与克隆小羊“多莉”的英国PPL公司宣布,他们成功培育出5头克隆猪。
随着一系列克隆技术突破的完成,克隆人从技术上来讲已成为可能。有的科学家认为,从技术上说克隆人并不比克隆其他哺乳动物更困难。克隆人即将出世的消息也不断传来。意大利著名的“克隆狂”安蒂诺里曾宣布,克隆胎儿将于2003年1月问世。2003年第一期《发现》杂志也把2002年“命名”为“克隆年”,理由是克隆技术在当时已经进入了克隆人的阶段。该杂志断言:“虽然世界不想要克隆人,但克隆人却将要出现。”
但是至今我们没有见到克隆人的问世,原因是尽管克隆技术出现了长足的进步,但是仍然存在着一些目前尚没有解决的问题。在理论上,分化的体细胞克隆对遗传物质重编(细胞核内所有或大部分基因关闭,细胞重新恢复全能性的过程)的机理还不清楚;克隆动物是否会记住供体细胞的年龄,克隆动物的连续后代是否会累积突变基因,以及在克隆过程中胞质线粒体所起的遗传作用等问题还没有解决。在实践中,存在着低着床率、高流产率的问题,维尔穆特研究组在培育“多莉”的实验中,融合了277枚移植核的卵细胞,仅获得了“多莉”这一只成活羔羊,成功率只有0.36%,同时进行的胎儿成纤维细胞和胚胎细胞的克隆实验的成功率也分别只有1.7%和1.1%。此外,生出的许多个体表现出生理缺陷或畸形。以克隆牛为例,日本、法国等国培育的许多克隆牛在降生后两个月内死去[2]。观察结果表明,部分牛犊胎盘功能不完善,其血液中含氧量及生长因子的浓度都低于正常水平;有些牛犊的胸腺、脾和淋巴腺未得到正常发育;克隆动物胎儿普遍存在比一般动物发育快的倾向,这些都可能是死亡的原因。
虽然存在各种各样的问题,但几年来克隆技术的发展表明,世界各科技大国都不甘落后,谁也没有放弃克隆技术研究。同时,克隆人的出现越来越成为可能,人们对其可能产生的伦理问题表现出了空前的担心。
二、克隆技术带来的伦理问题
人们对克隆人可能带来的社会伦理的担心由来已久。1978年科幻小说家D·罗维克写了一本书《克隆人》。书中描述了一位67岁的富商,独身而没有子女。他对遗传工程非常感兴趣,并且了解了科学界没有对外公开的可能引起争议的一系列试验。他愿意花费巨资制造一个他自己的复制品。他找到了愿意为他做克隆人的医生和生物学家,并最终在1976年成功地克隆了一个健康的小男孩。这本书引起了整个西方社会的轰动。这以后人们对克隆人所可能产生的后果更加忧虑。诺贝尔奖获得者乔舒亚·雷德贝格博士认为“在哺乳类或人类中完成这项工作绝不会有特殊困难”,但是“它把人类推到了一场进化上的大骚乱的边缘”[1](P.170)。法国国家医学科学院在1997年6月5日通过决议,认为“克隆体必将构成对人类尊严的侵犯,他将不再被视为一种目的而成为一种手段,我们不再称其为人,而将其视为一种可供操作的物件,它还与以多样性为依托的生物法则格格不入,正是这一多样性促进了人类的进步”。综合起来考虑,我们认为克隆人可能带来如下一系列的伦理问题:
1.用人体来做实验时产生的伦理问题
克隆人的过程中,首先需要将一个体细胞的细胞核取出与一个去掉细胞核的卵子结合,然后将这个卵子植入母体发育。这里首先有一个人的胚胎实验问题。国外某些伦理学家认为这侵犯了人的胚胎的权利,特别是当这种研究用于非治疗性目的时更是如此。也有一部分人认为早期胚胎根本不是人的个体,不存在什么利益需要保护,不存在什么尊严需要尊重[3](P.137)。笔者认为即便这里不存在个人胚胎的权利尊严利益问题,也存在一个全人类的尊严的问题。这里的尊严不仅仅是对人类的尊重,还涉及到人类的生存问题,规避重大灾难的问题。人类繁衍至今,还从来没有自己通过技术制造自己,那只是传说中的女娲和圣经中的上帝干过的事情。这样做产生的后果是什么?我们怎样去把握它?这些都需要伦理学做出深入的研究,规避技术可能带来的重大灾难也正是现代伦理学的任务之所在。
进而当把这个进行无性生殖的卵子或胚胎植入母体让他成长发育时,其他一系列的伦理问题就又产生了,这主要涉及妇女儿童的权益与尊严问题。在用动物做实验时,一些动物保护主义者和一些伦理学家甚至认为存在着伦理问题,认为这给动物带来了痛苦,伤害了它们的感情。法国国家农学研究院2000年10月21日制定的动物实验伦理学章程中规定:动物是具有感受性的生命体,并具有认知能力与情感。它们具有感受痛苦的能力。从事动物实验者有义务保障它们的身体和待遇状况不受无谓的威胁。避免使它们遭受无价值的痛苦应是实验者思考问题的前提。对人来讲,这个问题就更加突出。如果用人体来做实验,可能伴随着大量的流产问题,这将给这些妇女带来痛苦和伤害;也可能克隆出比例很高的不正常人,比如怪胎、生理上有遗传缺陷的人,这些不幸的事情事先难以预测和阻止。而这些都会给当代或下代人以及社会带来痛苦和负担。这和生物医学伦理中的不伤害原则发生了冲突。这些问题的解决需要技术的大幅度提高和完善。
2.有关人类价值的问题
即使现代分子生物学技术可以使人的基因得以重组优化而能够复制出一些社会精英来,可是技术是一把双刃剑,既然能复制出正面人物,也同样能复制出反面人物。也可能被一些别有用心的人用来复制出大批他可以加以利用的人来,这样他就充当了造物主的角色,克隆出来的人成了他的工具,从而人的价值和尊严也将荡然无存。从伦理学来看,这种克隆人导致的人自身不被看作是目的,而沦落为一种工具,无疑是对人的尊严的一种挑战,康德认为人“要这样行动,以便将人类,包括你自己及其他所有的人,永远只当作目的而不是单纯的手段”[4](P.372)。而这种目的的克隆正是把人当作工具和手段,是不符合伦理学原理的。从技术价值的角度来看,科学技术是人类征服和改造自然的工具,是用来为全人类谋求福祉的,它的价值也在于此。现在用克隆技术产生出个别人要加以利用的人来,这样的话,人性即将被改变,科学技术对全人类的价值将不复存在。
创始人关于人的价值的思想,正是从批判把人工具化、手段化,把人降格为物的角度提出的。马克思抨击私有制(尤其是资本主义)贬低人的价值和尊严时写道:“对我来说,你是生产那在我看来是目的的物品的手段和工具,而你对我的物品也具有同样的关系。……我们每个人实际上把自己变成了另一个人心目中的东西;你为了占有我的物品实际上把自己变成了手段、工具、你的物品的生产者”[5](vol42,P.36)。显然,马克思反对把人工具化、手段化。主张人的尊严应当受到尊重,认为它是历史的产物并且随历史的发展而发展。马恩强烈批判资本主义的工业社会将人异化为机器的奴隶,成为少数人谋取利益的工具,而认为人类本身的自由和全面发展应该是人的自身的目的或人的本质。马克思说“一个种的全部特性、种的类的特性就在于生命活动的性质,而人的类特性,恰恰就是自由的自觉的活动”[5](vol42,P.96)。他主张建立一个与“人类本性”相一致的、将人当作真正目的的未来社会。他写道:在这个必然王国的彼岸,作为目的本身的人类能力的发展,真正的自由王国,就开始了[5](vol25,P.927)。当克隆技术成熟的时候,我们能不能正确使用它来为人类服务,从人出发而复归为人,以人为本,这将是对我们的考验。
3.当代人的选择和克隆人的社会定位问题
从理论角度讲,我们可以使用基因重组技术把我们认为是决定好的性状的基因组合起来,从而产生出我们认为最优秀的人。在这里一个伦理问题又产生了,所谓的“好”是我们当代的理解,是我们自己现时的标准。下一代人和我们具有同样的理解吗?答案是否定的。德国著名哲学家伽达默尔阐述了视界的不同和变化的问题。有无数不同的视界,造成不同的理解和判断。而又绝不会有封闭的视界。在他看来,“人类生活的历史运动在于这个事实,即它决不会完全束缚于任何一种观点,因此,绝不可能有真正封闭的视界。倒不如说,视界是我们悠游于其中,随我们而移动的东西”[6](P.768)。所以我们认为是“好”的特征他们可能不接受。举一个例子来说,唐代妇女以胖为美。如果以这种审美观点克隆胖美人,当她长大后发现不被人认为很美,她乐意吗?既然克隆人与我们具有不同的理解,我们有什么权利将我们上一代人的价值标准,我们的善恶观念和审美观念,通过技术的方法强加给他们呢?克隆技术为我们提供了选择的可能,但是这种选择的权利我们怎样去使用?我们能做好造物主吗?准确的答案和方法目前还没有。在人类进化的若干年中,正是由于遗传具有不确定性,才构成了对人类的重要保障,以防止任何可能发生的出于他人意愿或目的、对个人命运进行预定的行为。如果早就能对个人命运进行控制,人类社会现在究竟是什么样子我们不得而知。出于对人类负责的态度,我们使用克隆技术要慎之又慎。
克隆人如果真的产生出来了,如何处理各种社会伦理关系将显得十分尴尬。假定一对夫妇使用丈夫的遗传物质克隆了一个小男孩,那妻子是这个小男孩的生身母亲吗?如果说是,小男孩并不带有她的遗传物质。而说不是,他确由她所生。而对于丈夫来讲呢?小男孩是他儿子呢?还是另一个他自己?这样,世代的秩序和个人身份的确立被打乱了。而这种秩序和定位是构成人和社会的最基本的部分,我们每个人都历练于其中,如果这种秩序和定位产生了混乱,人和社会的意义将发生偏移。这个问题如何解决呢?对这些问题,还没有一套社会认同和接受的伦理规范。
总之,克隆技术给我们带来了各种各样的伦理问题,许多问题是我们以前没有遇到过的,甚至有些是根本性的问题。和对待其他事情一样,对待这些问题有两种极端的态度,一种是恐惧,一提到克隆人,想到它可能带来的严重后果,便谈虎色变,避而远之,坚决禁止;另一种是对新事物表现出强烈的兴趣,不惧怕后果,不顾各种阻挠,大力发展。这两种做法都不足取。后者遭到了社会有识之士包括许多科学家在内的反对,而前一种态度则貌似一种理性的负责的态度,实则不然。技术是能禁止的了的吗?伦理原则必须要固守以前的框架吗?
三、克隆技术的发展与科技伦理的开放性
对于克隆技术可能带来的一系列伦理问题,许多组织和国家都作出了强烈的反应。联合国教科文组织在1997年11月11日的全体会议中通过《关于人类染色体的一致宣言》,在其正文第11条中规定“那些损害人类尊严的行为,诸如以生殖为目的的克隆技术,应当予以禁止”。美国伦理咨询委员会在1997年6月呈交给美国总统的一份报告中阐明了他们的立场:“不论是在公共范畴还是私人领域,试图以克隆方式,即通过移植体细胞核的方法制造一个婴儿,对于任何一个人来说都是从精神上不能接受的。”
来自不同层面的许多声音要求禁止人类克隆,然而,事实上几年来克隆技术的发展表明,世界各科技大国谁也没有终止克隆技术研究。这一点上英国政府的态度非常具有代表性,在1997年2月底宣布中止对“多莉”研究小组投资后不到1个月,英国科技委员会就对克隆技术发表专题报告,表明英国政府将重新考虑这一决定,他们认为盲目禁止这方面的研究并不是明智之举,关键在于建立一定的规范让它为人类造福。这表明了克隆技术还是要发展,不能因为可能产生的伦理学问题而禁止它的发展,问题的关键在于怎么发展。这就涉及到技术发展规律和伦理学的开放性问题。
技术是一把双刃剑,既有对人类有利的一面,也有其可能产生不利的一面。克隆技术也是如此,它可能给人类带来巨大的利益,这构成了它向前发展的巨大动力;但它也可能给人类带来严重的后果,这是人们对其产生忧虑并限制其发展的原因。由于利益的存在,全面绝对的禁止无从谈起。上述英国政府的态度和开篇提到的联合国大会关于禁止克隆人决议未获通过的事实说明了这一点。而目前采取的限制手段也不可能阻挡住克隆技术的发展。
首先,科学和技术一经产生,它的发展就具有了内在的动力和一定的规律,就不是我们可以通过强制而随意控制和消灭得了的。技术的发展本身有其内在的逻辑性,它具有在积累的前提下自我创新的能力,在一定规模上自我增长的能力,通过调整自身的状态和趋势适应环境的能力,自我扩大应用层面和范围的能力等[7](PP.48—51)。技术的运动是积极和开放的,即使人类介入并加以控制,其自身的规律和作用仍然存在。科学史上的许多事实可以证明这一点。譬如刚发明的时候,许多人反对使用,但是很快就普及开来。
其次,科学技术的创造和发明主体——科学家对未知的事情具有强烈的探索欲望。诺贝尔奖获得者、著名美籍华人、实验物理学家丁肇中教授在为南京航空航天大学作学术报告时说过一段话:“科学很大一个作用是满足人的好奇心,这是人和动物的最大区别”。出于好奇而进行研究是科学家的本性,甚至他们中有一部分人对克隆人有强烈的兴趣。政府不让搞,他们偷偷摸摸也要搞。这也是克隆技术不易控制的一个重要因素。
就目前的一些伦理学原则来讲,也并没有要求我们全面停止这项技术的研究。现代功利主义对待这些问题采用的是“冒险—获利”原则,它要求对研究和应用技术进行详尽的分析,作出综合性评价,估算研究或试验所带来的利益是否超过了可能受伤害的危险,冒险相对于利益及获得知识的重要性来说是否合理。获利大于伤害即是可行的。康德反复强调的是要充分考虑“人的尊严”、“人的自”、“个人的自决权”。德国著名哲学家哈贝马斯提出了协商伦理学的原则,它通过社会各方的对话和反思,建立起相应的伦理道德原则,并使各方在其中实现自己的预期利益。在这里反复强调了对人的利益和需求的理解,提出以理性应对科学研究对人类带来的风险和分担社会责任的思想。协商伦理不再认为道德具有绝对的特性,它可以随社会环境而改变。“道德是为人创造的,而不是人为了道德”。由于和现时的伦理学不符而禁止克隆技术研究,与以上伦理学精神相悖。所以,与其要严格禁止克隆技术的发展,不如遵循因时而异的态度加以控制并引导其发展。
社会伦理观念具有一定的传统性和保守性,但是,新技术的快速发展会带来新鲜事物,产生新的情况,必然对已有的观念提出挑战。思想史表明,随着时间的推移,人们会逐渐适应新的思想,增加对那些存有疑虑的技术的信任。时间本身在这个过程中没有发挥直接的作用,而是新事物的不断涌现促使产生了新的观念,新的观念逐渐深入人心。近些年来,伦理学家对新的生物伦理学理论进行了有益的探讨。对他们提出来的一些问题,公众也进行了激烈的辩论,这为理论和实践的结合提供了契机。伦理学应该根据面临的实际情况,提出新的价值观和行为规范去对待新事物的发展。
关键词:生理学 教学 生物医学工程
一、引言
生物医学工程学是多学科交叉边缘学科,结合了生物学、医学、工程学等专业。生物医学工程的前身是生物医学电子学专业,其建立起源于电生理学。国内众多理工科、医科及综合性院校都开设了生物医学工程专业,其培养目标是使毕业生能够理解、阐明并应用数学、物理学、工程学原理解决医学问题;能够成功地从事职业实践并继续深造;具有独立的学习和工作能力,高度重视职业及伦理责任。相应的课程设置主要包括工程类课程和医学类课程等。
其中,生理学是研究生命现象及其本质,全面介绍人体各系统的功能及活动本质的学科,内容详尽,覆盖知识面广。不论对于医科院校还是工科院校,生理学是生物医学工程专业必修基础医学课程之一,对于将工科课程与医学知识有机融合起到不可替代的桥梁作用。生理学作为生物医学工程专业中一门有代表性的基础医学课,其课程设置需考虑如何平衡有限学时与广泛的生理学知识点、结合考虑工科院校学生的思维个性、工科院校的生物医学工程专业的培养方案特色等。本文重点讨论工科院校生物医学工程专业生理学的教学问题。
二、生理学教学的现状分析
(一)授课对象与医学院教材的冲突
目前国内尚无生物医学工程专用的生理学教材,而大多数院校选用人民卫生出版社的《生理学》教材。首先,该生理学教材原本针对医药卫生专业撰写,有很强的专业性,与生物化学、组织与胚胎学、病理学、药理学等众多基础医学课程关联密切,又离不开临床医学课程知识。其次,生理学是一门以实验科学为基础的学科。再次,生理学课程的系统性非常强,当选择性讲授教材内容时对知识点的取舍需非常慎重。对于缺乏基础医学知识、医学实验技能及实验经验的工科院校学生而言,在有限的学时内完全照搬传统教材是不现实的,而且严重影响学生的学习效果。
(二)教师背景与生物医学电子学专业知识的冲突
工科院校中生理学教师多为医学类专业出身,而基于生理学为综合性实验学科,医学背景的教师能将生理学中有关基础医学和临床医学背景的概念、理论解释清楚,但是对于生理学中诸多涉及理工科的实验技术及仪器原理却不一定能理解透彻,并阐述清楚。因为没有扎实的工科知识背景和丰富的生理学实验经验,是无法与工科背景的学生良好的互动,从而影响生理学的教学效果。
三、对策分析与讨论
(一)教学大纲及生理学教材的建设
须对生理学的教学大纲内容谨慎斟酌。要综合考虑以下几方面的因素。第一,引导和培养学生的学习兴趣,适当增强疾病与健康管理的内容。第二,结合本院校系的学科特色,增强教学大纲内容与本院校系生物医学工程专业学科特色的关联。第三、工科院校的生理学学时安排比较少。例如,重庆大学生理学的理论学时是32个,第三军医大学生理学理论学时是70个。因此建议重点讲特定生理系统的研究方法,对于未讲授内容,建议学生自学。在此基础上,编撰适合工科院校生物医学工程专业的特色生理学教材。
重庆大学生物医学工程系的学科特色是电子信息与仪器,所以在具体生理系统原理及介绍中,尽量结合该生理系统的相关医学仪器为例,一方面,应用实例有助于学生更生动地理解该生理系统的工作原理,另一方面,也能将空洞的生理学理论与后续的医学仪器原理及设计课程结合起来,引导学生理解医学仪器的设计原理,提高学生对专业的兴趣。
例如,讲授肺在生理状态下的弹时,补充呼吸疾病患者的肺丧失弹性情况做对比;在讲授第五章呼吸调节类型分为自主呼吸与随意呼吸时,强调临床上重症患者在清醒状态与睡眠,麻醉状态下呼吸机的意义;讲授呼吸系统的呼吸运动原理时,结合人工呼吸、简易呼吸机及智能性呼吸机的原理与设计等。
(二)生理学教师应增强仪器及设备专业知识的培训
提高工科院校生理学授课教师的综合素质,可从三方面开展工作。第一,增强生理学教师的专业技能培训,包括派遣其到医药院校生理学教研室旁听生理学精品课程,丰富基础医学和临床医学知识;同时增加生理学教师参加各种生理学实验及新型医疗仪器的使用培训,增强各种医疗仪器原理及操作技能。第二,生理学教师的选拔,要重视医学背景与工科背景的综合。例如,本科为医学专业,研究生阶段为工科背景或者本科为工科背景,研究生阶段为医学专业为佳。第三,通过开展科研项目来训练生理学教师,从而丰富生理学教师的综合专业技能。一个科研项目的顺利完成,融汇贯穿了医学问题的发现、生理机制分析及工科技术解决方案的全过程。重庆大学于2012年7月与第三军医大学成立生物医学工程联合学院,对两校的生物医学工程专业本科生实行相同的培养方案中,医学类课程由第三军医大学教师与重庆大学教师组成联合课程教学组进行授课。
事实上,生理学教师的综合性高素质要求也符合生物医学工程专业本科教育的广泛性特征。在本科教育排名第一的约翰霍普金斯大学认为:最新的生物医学工程本科教育就是使其能继续在研究生、医学以及职业学校中接受教育或在产业领域谋求职业。
(三)加强生理学实验及实验教材的建设
生理学是一门实验性学科,生理学教学的建设离不开生理学实验室及实验教材的建设。一方面,生理学的概念和理论来源于大量动物实验和临床病例;另一方面,生理学实验可以让学生对课本上的概念和理论有更加感官、形象的认识,训练学生的实验技能,提高学生的学习兴趣。
工科院校生物医学工程专业教研室在开展生理学实验的过程中,不具备医药院校的实验条件,所以应该充分发挥工科院校的特色,充分利用现有的工科院校特有的实验资源。工科院校的教师和学生对生理学实验中各种仪器的理解更深刻,仪器操作能力更强,对各种生理信号分析处理水平更高。首先,增强医学仪器在生理学实验设置中的比重。利用学生对强大的虚拟软件的熟悉,通过医学仪器的操作,加强学生对生理系统机制的理解。其次,提高各种生理信号分析处理在实验内容中的比重。充分利用工科学生对数据处理软件的熟悉对生理信号进行深度处理,增强学生对生物医学信号的印象和理解。例如,重庆大学生物医学工程专业生理学的设置应该结合本系生物医学电子与仪器的优势,在生理学实验的设置中增强医学电子信号的检测比重,具体表现在增加各种生物医学传感器的实验,开展各种生理信号的采集实验。
四、小结
生理学在生物医学工程专业课程体系中承担着承上启下的综合性作用。首先,生理学教学需传授给学生丰富复杂的基础医学理论与实验知识,从而训练学生在将来的学习与研究中能提出需要解决的医学问题。再次,使学生理解各种生物医学仪器的设计原理,提高学生学习各种医学仪器设计的兴趣。因此,生理学教学的宗旨无论是对教学大纲,还是专业教师以及生理学实验都提出了更高的要求。所以,生理学的教学改革研究需要理清发展思路,充分利用工科院校的特色资源,发挥工科院校的教学优势,准确定位本单位的教学大纲,提高专业教师的综合素质,丰富生理学实验,最终才能提高教学水平,把学生培养成能够成功从事职业实践并继续深造的合格的生物医学工程本科毕业生。
参考文献:
[1]高莉,刘健,陈强,浅谈工科院校生物医学工程专业生理学的课程建设[J],医学信息,2009,22(10):2007-2009
[2]李小慧,吴建盛,理工院校生物医学工程专业解剖生理学教学的思考,中国电力教育,2013(10):161—162