实验动物学SD大鼠综合性实验设计与探讨

苏小华　张劲松　李志东　那顺巴雅尔　许训　陈一淑　刘吉贞

摘 要：实验动物学实验课程具有高度的实践性与专业性。在生物技术专业以“SD大鼠”为实验材料进行“雌雄鉴别、标记、麻醉、采血、肾衰动物模型和自由练习”6个方面综合性设计实验。在以往的实验方案中增加了肾衰动物模型和自由练习板块。让学生更加真切的认识鼠肾衰的造模原理、过程与症状，并让其用更少的动物取得更多的实操经验，开阔了学生的科研思路的同时激发了学生的科研兴趣，并能在实验中如何贯彻实验动物福利。

关键词：实验动物学；实验；肾衰

中图分类号：Q95-3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）04-0079-03

Abstract： The course of laboratory animal science is highly practical and professional. With the "SD rats" as the experimental materials， the comprehensive design experiments in six aspects of "sex discrimination， mark， anesthesia， pulmonary edema animal mode of human disease， blood collection and free practice" related to biotechnology major were conducted in this study. The acute renal animal model and free practice were added in the previous experimental schemes， which enabled students learn about the modeling principle and symptoms of rat acute renal more clearly， broaden the scientific thinking and arouse their research interest. The students can gain more practical experience with fewer animals and deeply understand the experimental animal welfare.

Keywords： laboratory animal science； experiment； pulmonary edema animal mode

实验动物学是一门专门研究实验动物和动物实验的新兴边缘学科，它是现代科学技术的重要组成部分，是生命科学的技术和条件，是衡量现代医学科学的重要标志。它涉及到医学的各个领域，如遗传学、生理学、解剖学、病理学、生物化学、微生物学、免疫学、营养学、毒理学等学科与实验动物学都有密切关系。目前是很多医学、药学、农学及生物类院校不同层次学生（本科和研究生）的必修课或选修课程。随着科学技术的不断发展，我国研究生高层次人才也在不断的扩招，因此以往配套的实验动物学实验已经不能完全满足学生发展的需要。实验教学是实施“卓越工程师培养计划”、实现素质教育和创新人才培养目标、加强学生实践能力和创新能力培养的重要环节。综合性设计性实验是实验教学内容、方法和手段改革的重要内容之一[1]。本着提升实验动物学教学效果，实验设计中以SD大鼠为实验材料进行综合性实验设计并进行教学效果评价。

1 实验设计学生样本选取

本次教学改革的研究对象我们选取了广东医科大学基础医学院2016级生物技术专业（3）班和（4）班两个班。（3）班学生30人，（4）班学生31人，共61人。本次课程，以小组为单位进行，连续4个课时（中途学生可以轮流休息）。本次课程主要推进程序为：（1）教师讲授与指导；（2）学生基础实验；（3）腎衰模型制作与观察或者自由练习；（4）动物尸体等额回收。教学完成后通过设计调查问卷与质性分析，对此次综合实验效果进行评价。

2 大鼠实验综合性设计方案

本次课程按小组进行，共12组，每组5-6人，男女搭配进行。首先，教师进行理论和注意事项的讲解。讲解完成后学生按流程图（见图1）依次对SD大鼠进行操作[2，3]。需要强调的是：（1）雌雄鉴别，所有学生均需掌握；（2）标记，所有学生均需掌握；（3）按体重剂量进行腹腔注射麻醉，麻醉后所有学生轮流用生理盐水练习尾静脉注射，所有学生均需掌握；（4）每组取2只大鼠按体重剂量腹腔注射50%甘油进行造模，造模完后动物放入笼中等待；（5）另外2只大鼠，学生可以自由进行练习，尊重学生选择；（6）自由练习完成后采用心脏过量采血或颈椎者脱臼处死进解剖观察。同学们也可以尝试过量麻醉和空气栓塞法进行安乐死，练习内容尊重学生选择；（7）造模后半小时左右，过量麻醉SD大鼠进行安乐死，解剖进行各个器官的辨认与观察，学生可以交换对不同性别大鼠进行生殖系统的观察，并与正常组大鼠进行比较，所有学生均需掌握；（8）实验结束后强调学生对动物尸体清点，进行等额回收，学生课后整理按原计划进行。

3 课堂实施效果分析

经过这次课程的实践，作者对生物技术专业（3）和（4）班全体同学做了问卷调查，随机抽取 10 名同学做了质性访谈，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标来对综合实验设计进行评价。

3.1 教师个人感官体会

从个人角度出发，作者有如下体会。（1）实验设计合理，学生可以顺利按计划进行。造模等待时间用于正常大鼠的解剖观察，能够有效利用了实验时间。同时，每位同学都能参与实验并根据兴趣爱好自由练习。（2）以往2个学时更改为现在的4个学时，加大了教师工作量。但是造模过程简单，大部分为学生操作，工作强度可以接受。（3）增加动物使用效率。对比以往大鼠实验，学生只能进行简单的性别鉴别、麻醉、注射和解剖等内容。本次实验设计中加入了人类疾病动物模型和自由练习板块。而每组只多使用了一只大鼠。（4）节省了药品和人工，特别是麻醉药的使用。一次正常麻醉的用量做了两次实验，并且让同学们学习不同的安死术方法。同时，两次实验内容只需要一次准备工作，减少了教师50%的课前准备工作。（5）整个实验过程操作安全性高，前期采用药物麻醉，练习注射非常安全。后期采用注射过量甘油进行造模，整个造模和解剖观察过程安全无毒性。（6）整个实验设计响应了实验动物福利和“3R”原则，能够让教师在实际操作中用实际行动给学生演示什么是实验动物福利和“3R”原则。因此，从教师角度出发这个实验设计在实际运行符合实验预期，值得推荐。

3.2 学生基础知识的掌握

知识与技能的目标是学生通过学习获得了哪些基础知识和基本技能[4]。其中，基础知识主要包括大鼠的雌雄鉴别和解剖观察。基本技能是如何对大鼠进行标记、麻醉、采血、造模和安乐死。根据基础知识和基本技能的内涵，结合实验目标，我们从以下几个方面做了量化统计。具体可见表1。

从表1的统计结果来看，绝大多数同学在实验中能够掌握基础知识与技能。期末考察与这一结论也非常吻合。通过这次综合实验设计，让学生对实验动物大鼠有了一个非常全面的认识。从实验中学生学到了：大鼠的尾血管表浅适合采血和给药；建立肾衰模型注意要点；急性肾衰有哪些症状；如何重复利用实验材料等等知识。无论是量化统计的结果，还是期末考试的试卷分析，抑或是质性访谈的结论，都说明在这次实验设计能使学生高质量的完成知识与技能的目标。

3.3 学生学习与过程的掌握

过程与方法的目标是指学生在获得知识和技能的过程中掌握学习方法。学习方法是学生在学习过程中所运用的一些方法，如合作学习的方法、自主学习的方法、探究学习的方法[4]。根据这次实验设计的理念，结合课程目标和性质，我们从以下几个方面做了量化统计。具体可见表 2。

结合前文分析来看，此次实验设计与实施结合能够帮助学生形成具体的学习方法。表2的量化统计与此次实验设计目的形成了呼应。从表2的统计数据来看，学生们在实验中，可以选择自主动手或者团队协作，也可以挑选自己喜欢或者以后可能需要用的实验环节进行重点练习[5]。使学生的实验技能既追求了共性又追求了个性发展。同时，学生学习到如何整合已学知识进行综合分析的方法。总的来说在质性访谈中，通过量化统计和质性访谈的分析，我们发现在此次实验设计能高质量地完成过程与方法的目标。

3.4 学生情感态度与价值观的目标达成情况

在这一维度的目标中，情感主要是个体对他人和社会的积极情感。态度则是乐观的生活态度、求实的科学态度和宽容的人生态度。价值观不仅强调个人的价值，更强调个人价值和社会价值的统一[4]。根据此次实验的设计的理念，结合教学目标，我们从以下几个方面做了量化统计。具体可见表 3。

从表 3 的统计数据来看，此次实验课程在引导学生形成积极情感态度上具有重要的作用，如善待实验动物，遵守实验动物福利和“3R”原则。质性访谈的结果与量化统计的结果在一定程度上是十分相似的。在访谈中，很多学生表示在此次实验中感受最深的是一个好的实验方案不仅在于学生能学多少东西，更在于如果从实验动物的角度出发，让它们在实验中更舒适，减少它们的痛苦。一个好的实验方案还在于如何节省人力、物力和财力。同时，两次分组也能让同学更多的交流学习。另外，大部分同学都觉得一次性4个课时比2个课时会辛苦一些，但是由于中间可以轮流休息，能够高质量的完成实验操作和实验报告，还能节省实验动物、实验消耗品和药品，辛苦是非常值得的。

4 结束语

实验动物学SD大鼠综合实验设计在实验动物学实验中是一种新的尝试，通过这次课程的实践，作者认为本次实验设计能够让同学更加真实的了解大鼠生理结构、急性肾衰的造模原理、过程与症状，结合自由练习板块，开阔了学生的科研思路并激发了科研兴趣。更教会了学生如何用最少的動物获取更多的操作机会。值得提倡的是学生更一步体会和学习了实验动物福利和“3R”原则。总体来说，此实验设计相对成功并值得尝试。

参考文献：

[1]田运生，刘维华，王景春.综合性设计实验项目建设的探索与实践[J].实验教学研究与改革，2012，2（29）：126-129.

[2]钟渝，孙丹宁.不同麻醉方法对SD大鼠麻醉效果的比较[J].西南国防医药，2014，11（24）：1161-1163.

[3]陶琦，姚源璋.急性肾衰竭动物模型研究进展[J].中国中西医结合肾病杂志，2013，7（14）：654-655.

[4]刘梦娟，曾贵川，刘瑶，等.面向数据挖掘课程的挑战性综合性实验的设计与实践[J].实验科学与技术，2017，6（13）：1-3.

[5]韩雪军，张凤娟.对分课堂教学模式在《普通教育学》课程中的应用[J].呼伦贝尔学院学报，2018，1（26）：131-136.