医学实验技术专业动物学教学实践

郭 萌, 蒋 辉, 王 迎, 陈柏安, 杜小燕

(首都医科大学基础医学院实验动物学系, 北京 100069)

医学实验技术专业动物学教学实践

郭 萌, 蒋 辉, 王 迎, 陈柏安, 杜小燕

(首都医科大学基础医学院实验动物学系, 北京 100069)

目的为医学实验技术专业动物学课程的教学提供借鉴经验。方法从教学内容、教学方法和考核方式等方面总结近五年的动物学教学实践。结果根据医学实验技术专业特点，设置了更符合本专业要求的动物学教学内容，运用了多种教学方法和实验教学改革措施，激发了学生学习热情, 取得了良好教学效果。结论这些经验对医学实验技术专业动物学教学具有参考价值

医学实验技术专业; 动物学; 教学实践

首都医科大学医学实验技术专业是基于前期实验动物技术专科教育实践，于2003年建立的本科专业。该专业注重对学生医学研究中涉及的动物实验理论、动物实验技术及基础医学研究思维和能力等方面的培养。动物学是医学实验技术专业教育的重要专业基础课。它是研究动物类群的形态结构、分类、生命活动规律、生命活动与环境关系以及发生发展规律的一门学科，涉及从原生动物到脊索动物的全部动物类群[1]。随着近年来我国医学和生命科学领域的快速发展，国家和社会对医学实验相关的实验动物专业人才需求发生了变化, 从过去的实验动物管理和动物实验技术人员向从事医学实验动物学研究与应用，特别是实验动物资源的开发利用与管理的高素质创新型复合型人才转变[2]。因此，作为医学院校开设的以实验动物为主要学习和就业方向的医学实验技术专业, 设置了动物学基础课程，其目的是让学生掌握动物学的基础理论和基本操作技能，为其后续实验动物学课程学习和研究奠定基础。然而, 医学院校的医学实验技术专业在动物学教学内容和教学方法等方面尚缺少可供借鉴的成功经验。本文总结了近五年来在本科动物学教学中的一些实践经验, 供其他院校相关专业教学参考。

1 理论教学

1.1 教学内容

动物学是医学实验技术专业培养中最为重要的专业基础课之一，在课程设置上将动物学确定为180学时的教学内容，其中理论课126学时、实验课54学时，理论课与实验课学时比例为2∶1，分两学期完成, 并选取《普通动物学》[1]作为教材，由具有动物学或动物学相关专业博士学位教师授课。根据医学实验技术专业人才培养需求，本专业动物学教学大纲以生物学专业动物学教学大纲为基础，增加了常见致病动物类群介绍，各门、纲动物间的比较解剖以及各类群动物在生物医药研究中的应用等内容，同时减少了生态学的相关内容。经过优化的教学大纲具有实验课程比例较高，总体课程容量较大的特点，总学时数和总理论课学时数多于生物学、动物医学、动物科学等专业，而总实验课学时数也与这些专业相当。这样的课程设置，不仅与医学实验技术专业的“从事医学实验动物学教育、研究、实验动物培育与管理的一专多能、具备一定开拓创新和组织管理能力的高层次复合型人才“的培养目标相一致，而且在一定程度上弥补了医学院校动物学课程中学生没有野外实习课程的缺憾。由于动物学内容丰富，庞杂，分支多, 从原生动物到脊索动物的各动物类群, 其形态结构特征、功能、分类与进化及与环境的关系各不相同, 易使学生在课程学习中走马观花, 抓不住重点。因此，结合医学实验技术专业特点和要求，动物学教学内容应以进化为主线，重点突出各动物类群的形态结构特征和功能特点，分析各类群与环境、进化的关系, 带领学生以动态发展的视角，从整体上把握各类群的特征与进化、环境的关系[3]。使学生充分掌握动物学的基本内容和原理。

虽然动物学在生命科学各学科中建立较早，体系较为完善, 但传统教学内容中仍存在诸多问题，如一些特殊类群的分类地位尚存争议，动物学理论的分子机理论据单薄等。随着近年来二代测序技术和具有物种通用性的规律间隔成簇短回文重复序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)/Cas9基因编程技术的蓬勃发展，动物学领域也涌现了诸多令人振奋的研究成果，可以在一定程度上补充传统教学内容中的这些问题。这就要求我们的授课教师将这些最新科学进展融合到动物学的经典教学内容当中，不仅能够极大提升学生的学习兴趣，而且有助于学生对动物学基本原理和发展趋势有更深刻的理解。

1.2 教学方法

1.2.1 多媒体教学 动物学是一门实践性很强的学科，学生在学习过程中应先建立直观的感性认识，经理解总结归纳升华为理性认识。然而，在课堂授课中仅仅依赖传统的标本、幻灯和板书无法很好地使学生对繁多的动物类群及其之间的关系建立起直观化、具体化、形象化的认识。而在医学院校的动物学课程体系中，由于没有野外实习，学生无法实际观察动物类群的分布、形态和习性等。因此，多媒体技术成为了动物学理论课教学的必要手段。通过多媒体视频或动画的播放，学生可以看到一些难以直接观察而又需要观察的生物学现象，超越时空的距离，使学生与动物世界进行零距离的接触，大大提升学生的学习兴趣[4]。例如，在讲授两栖纲起源时，涉及到总鳍鱼类和肺鱼类的结构特征和生活环境，这些生活于非洲的鱼类即使在水族馆也很难见到，通过相关纪录片内容的播放，使学生对其结构及其相应的习性有了直观了解，从而更易理解两栖纲从这两类鱼类起源的假说。又如，各种寄生类群的生活史复杂，容易混淆，课程涉及的9种常见寄生虫生活史通过生动逼真的动画放映，变静态为动态，变微观为宏观，将复杂漫长的生活史串联起来，便于区别记忆。

1.2.2 交互式教学 为了激发学生的求知欲和探索精神, 在教学中我们结合最新研究进展，以问题为导向，要求学生查找阅读文献，积极思考，变学生被动接受为师生互动，共同探讨。案例1 ，桦尺蠖的工业黑化现象是讲授进化论的教科书级案例。在19世纪中叶工业革命之前，英国大部分地区桦尺蠖为淡色、带斑点。随着工业革命导致的污染加重，在短短几十年间，该地区桦尺蠖从浅色斑点变成了黑色。这样，桦尺蠖就能隐藏在被灰尘覆盖的树叶草丛中，不易被天敌发现，从而保护自己。这一案例被称为达尔文进化理论的“完美注解”，即生物体内适应环境的有利突变经自然选择得到保留。这一案例学生容易理解，很多学生也在中学生物课中接触过。而在我们的讲授中，不仅仅涉及以上内容，更通过此案例引导学生思考如下两个问题：(1) 现在英国大气环境改善后，该地区桦尺蠖颜色是否发生改变？(2) 内在突变是进化驱动力，那么桦尺蠖的这种突变究竟是什么？它的分子基础是什么呢？我们以2016年6月自然杂志《一个转座子元件引起英国桦尺蠖的工业黑化》一文为主要依据，要求一组学生阅读准备并制作幻灯回答这两个问题[5]。案例2 ，蛇为什么没有腿？在讲授爬行动物有鳞目蛇亚目时，我们会向学生提问蛇为什么会没有腿？要求学生仔细阅读2016年发表在细胞杂志的文献《一个后肢增强子在蛇进化中的逐渐功能丢失》[6]，文中不仅找到了蛇没有腿的原因，更做到了让小鼠也没有腿。既趣味性十足，适于学生阅读，又解决了动物学的重要理论问题。学生阅读文献，并以课堂报告的形式为大家讲述蛇没有腿的机理和研究思路，进而扩展到脊椎动物后肢的进化。并回答老师和同学的提问，任课教师给予适当的引导、补充和总结。课堂报告成绩评定则以PowerPoint制作、内容、讲解及回答问题等方面打分。教师通过给予学生最新的动物学研究进展, 以问题为导向，充分调动了学生的学习主观能动性，激发了学生的科研思维，锻炼了学生的语言表达能力和逻辑组织能力。学生不再是被动接受知识, 而是主动获取最新研究进展,更深刻地理解动物学原理和前沿热点。在提升学习兴趣和效果的同时, 学生也成为知识的传播者。

2 实验教学

2.1 教学内容

动物学实验是通过各门、纲代表动物解剖、装片或标本的观察以及相关类群的比较观察等, 使学生掌握动物各门、各纲的主要特征及其主要类群。通过实验课教学验证、加深理解和巩固课堂所学知识，熟悉动物学的基本操作技术，提高动手能力及观察分析问题能力。

2.2 教学方法

首先，在动物学教学中充分利用学校及周边地区丰富的动物资源，如周围水域中的眼虫、蜗虫，校园中的蚯蚓和蝗虫等，带领学生参加教师的实验材料准备，以培养学生的科研能力和动手能力，充分调动学生的主动性，并对该地区该物种的生活环境、生活方式以及种群特征产生直观的认识。其次，代表动物的形态解剖实验是动物学实验教学的核心，对于认识该物种的内部结构及器官特征，并建立对该门或纲的整体特征认识具有不可或缺的作用，同时教师通过代表动物讲解使学生了解该物种在医学、生命科学领域的应用和价值。然而，传统实验课程设置通常为每次课解剖单一物种，这样的设置容易使学生在学习中产生割裂感，连续性差，而动物学的学习强调动物进化的动态性和连续性。因此，我们在教学中尝试将部分单一的解剖实验改成比较解剖实验, 涡虫与蛔虫、蚯蚓的比较，两栖类与爬行类的比较等。通过比较解剖使学生不仅了解到相关动物形态结构的异同，加深了学生从进化的角度认识和理解动物体的结构和功能及其与环境的关系，使学生在动物学实验学习中具有整体性和连续性，并为今后学习高等动物和人体解剖学打下基础。

3 考核方式

根据医学实验专业本科学生对动物学学习的特点，本课程的考核方式采取理论闭卷考试(60%)、实验考核(30%)和平时考核(10%)相结合的方式。考虑到医学实验技术专业的学生和本课程特点，在实验考核中侧重考核学生的实际操作能力，以实验报告考核为辅; 平时考核则以课堂提问、课堂报告以及考勤等几部分为依据进行综合评分。这样的考核方式避免了学生把重点放在机械记忆概念和理论知识上, 更能突出培养学生的动手能力和学习主动性。总之，在医学实验技术专业(医学实验动物方向)动物学课程的教学实践中，我们开展了理论和实验课程教学内容和方法的新尝试，并在学生动物学课程学习中取得良好效果，理论课和实验课出勤率均达到100%，期末平均成绩达80分，及格率100%，80分以上比率为59%。尤其是实验课80分以上者达到79%。而且，学生针对教学内容掌握，兴趣激发，与发展前沿联系，思维能力培养等方面情况给予教师的评教成绩达平均分97.94分(百分制)，居全校教师评教分数前30%。这些数据充分说明了学生对该课程具有浓厚兴趣，教、学效率俱佳，这些改革措施为医学实验技术专业的动物学教学建设积累了宝贵经验。

[1] 刘凌云, 郑光美. 普通动物学(第四版) [M]. 北京: 高等教育出版社. 2009, 3-5:496-522.

[2] 贺争鸣, 王洪军, 陈振文, 等. 加快实验动物高级复合型管理人才的培养[J]. 实验动物与比较医学, 2013, 33(2):160-161.

[3] 文陇英, 付义强, 聂丽, 等. 以进化为主线的动物学教学探讨[J]. 现代农业科技, 2013, 10:330-331.

[4] 徐纯柱, 郭自荣, 谢桂林, 等. 如何在动物学教学中提高多媒体技术的直观性[J]. 黑龙江畜牧兽医科技版, 2011, 23:146-147.

[5] Van't Hof AE, Campagne P, Rigden DJ, et al. The industrial melanism mutation in British peppered moths is a transposable element [J]. Nature, 2016, 534(7605):102-105.

[6] Kvon EZ, Kamneva OK, Melo US, et al. Progressive loss of function in a limb enhancer during snake evolution [J]. Cell,2016, 167(3):633-642.

Q95-33

B

1674-5817(2017)06-0488-03

10.3969/j.issn.1674-5817.2017.06.014

2017-06-09

国家科技支撑计划(No. 2015BAI09B01); 国家自然科学基金(Nos. 31402027)

郭 萌(1984-), 女, 讲师, 博士, 主要从事实验动物遗传与发育。E-mail: helloguomeng@163.com

杜小燕(1971-), 女, 副教授, 博士, 主要从事实验动物遗传与发育。E-mail:duduyan@ccmu.edu.cn