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【摘要】目的：探讨综合设计性实验在毒理学实验教学中的应用与评价。方法：选取我校2013级卫生检验与检疫专业30名本科生开展毒理学综合设计性实验教学，本次课程全程由两位理论授课教师和1位实验技术员组成教师团队，课前两周把该班学生分成5组，每组6人，其中每组选1位同学任组长，拟定题目为“对乙酰氨基酚诱导小鼠急性肝损伤作用及其氧化损伤机制探讨”，主要由学生完成实验设计、预实验、正式实验、数据收集与统计分析以及撰写实验报告。结果：实验报告显示，各组学生普遍反映该综合设计性实验是一个以学生为中心的实验教学方法，真正让学生全程参与实验，了解实验全貌，在实验实施过程中培养学生亲自动手和团队合作意识，提高分析问题和解决问题的能力，并加强对实验数据的整理与统计分析训练。但也有部分同学反映花费时间较多，个别同学实验悟性较差而影响本组的总体实验结果。结论：综合设计性实验值得在今后毒理学实验教学实践中推广应用。
【关键词】综合设计性实验 毒理学 实验教学 教学改革
【基金项目】安徽医科大学青年教师教学研究项目，项目名称：综合性、设计性实验在毒理学基础实验教学中的应用研究。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0209-02
一、毒理学实验教学的现状
毒理学是一门研究外源因素对机体的损害作用及其机制，并进行安全性评价和危险度管理的科学，是公共卫生与预防医学类的二级学科。毒理学基础是预防医学、卫生检验和食品质量与安全等专业本科生必修的专业基础课。毒理学基础理论涉及生理学、生物化学、细胞生物学、病理学、药理学和预防医学等多个学科，许多理论内容过于抽象和难懂难记，这就急需实践教学来巩固和验证相应的毒理学理论知识。此外，随着社会生产的发展，人类使用和接触到的环境有害因素种类繁多，同时人类健康和疾病受到的威胁也十分严重，为此，社会也急需通过毒理学实践教学来培养大量的毒理学专业人才以投身到毒理学研究和评价中去。
传统毒理学实验主要由一次次单项实验组成，大多数实验之间无相互关联，且这些实验均是在教师精心设计和周密安排下，实验员老师在每次实验前充分准备受试动物、实验器材和试剂，甚至部分实验的动物染毒也是由老师负责完成。在这些独立实验中，学生每次在授课教师示教后负责完成每次实验的中间操作过程，而在较短的课堂时间内难以掌握实验的原理、意义以及技术要点，原因是实验前后思考不足，更有可能是长期的思维定势仅仅要求学生模仿示教、动动手即可，学生整体动脑内容太少，学生的学习积极性未能调动起来，直接后果是不能把枯燥的毒理学基础理论知识和实践内容联系起来，使学生对毒理学基础理论的掌握和理解十分匮乏，更不要说对毒理学产生兴趣，这也导致学生在近年来考研志愿填写中不能把毒理学放在优先选择的重要原因。这提示，传统毒理学实验已经未能满足当前发展的社会需求，需要对毒理学实验教学方法加以改革和探索。
二、综合设计性实验的概述
当前，社会对本科毕业生的要求越来越高，不仅需要掌握基本的理论知识和实践基本技能，也需要有一定的科研思维、解决问题的能力和创新能力等综合素质。针对传统实验教学方法的不足，已有学者尝试用问题为中心（PBL）的教学方法在神经内科医师教学中探索与实践。本教学课题组通过查阅大量文献、开展教学研讨基础上，习得综合性、设计性实验可以达到以上教学目的。综合性实验是在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上，运用某课程的综合知识对学生实验技能和实验方法进行综合训练的复合性实验，其主要目的是对学生的实验操作技能进行综合训练，培养学生的实验动手能力以及查阅资料、数据处理与综合分析问题的能力；而设计性实验是在给定实验目的、要求和条件下，由学生自行设计实验方案、准备实验仪器和试剂并加以实施的实验，其主要目的在于调动学生主动学习的积极性，激发学生团队协作意识和科研创新意识，培养学生独立思考、提出问题和解决问题的能力。众多文献结果表明，综合性实验或设计性实验在营养与食品卫生学、临床急救护理学、药理学和病理学等实践教学中均取得了良好的教学效果，学生普遍反映该方法对调动学生的主动学习积极性、培养他们的创新意识、提高他们的实验操作技能等方面效果显著。然而，综合设计性实验在毒理学基础实践教学中尚无系统研究结果。因此，我们提出如下思路：以学生为主体、以课题为主线，在授课教师的全程辅助指导下，学生自主完成查阅资料、设计实验、实施实验和总结报告等过程，详细流程见图1所示。这种新型实验教学方法将会大力提高学生主动学习的积极性，真正培养学生的团队协作能力、科研创新能力、实验动手能力和应变能力等，从而提高毒理学实验教学质量。
三、综合设计性实验在毒理学实验教学中的探索
1.学生设计综合性实验方案 我们对2013级卫生检验与检疫专业30名本科生开展毒理学综合设计性实验教学，本次课程全程由两位理论授课教师和1位实验技术员组成教师团队，课前两周把该班学生分成5组，每组6人，其中每组选1位同学任组长。拟定题目为“对乙酰氨基酚诱导小鼠急性肝损伤作用及其氧化损伤机制探讨”，通过初步培训，要求各组同学分头查阅资料、实验论坛求助等方法设计本次实验设计方案。一周后由各组学生代表汇报，并与授课教师交流讨论后确定最终实验设计方案，详见图2所示。
2.实验前准备 通过授课教师介绍毒理学实验基础相关的理论知识、学生观摩《毒理学实验基本技术和方法》教学录像和学生亲身实践动物实验基本操作等方式，帮助学生尽快做好毒理学实验相关的理论和实验技能储备。此外，提前订购本次综合性实验可能用到的动物、试剂和耗材，且要预约相关检测仪器。
3.学生开展预实验 按照拟定的实验设计方案，5位组长在授课教师指导下完成预实验，主要参与少量小鼠选择、编号、称重、剂量设计与分组、染毒、生物材料收集以及指标检测。 4.正式实验实施 所有小鼠禁食12 h后开始染毒，于染毒后24 h开始收集小鼠血清和肝脏（取材前8 h所有小鼠禁食），剖杀前称量体重，对所有小鼠肝脏拍照、称量重量，血液常温凝固2 h后离心收集血清，各组学生上午完成血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）活力测定（需要制作标准曲线），下午进行肝脏还原型谷胱甘肽（GSH）含量测定（需要制作标准曲线）。本实验中小鼠选择、禁食、称重、分组、染毒步骤由各组派学生代表完成，而生物材料收集及其后续检测过程均要求全体学生参与。
5.学生实验报告撰写 所有实验结束后，各组学生进行所有组的实验数据收集与整理，统计分析、图表制作，然后撰写实验报告，报告内容报告实验题目、实验目的、实验材料、实验内容、实验结果与统计分析、讨论、心得与反馈。汇总各组实验报告后，发现各组学生普遍反映该综合设计性实验真正让学生全程参与实验设计、准备、实施、结果分析与讨论，在实验实施过程中培养学生亲自动手和团队合作意识，提高分析问题和解决问题的能力，并加强对实验数据的整理与统计分析训练。但也有部分同学反映花费时间较多，个别同学实验悟性较差而影响本组的总体实验结果。
四、结语
通过综合设计性实验的开展，可以让学生了解对乙酰氨基酚致小鼠急性肝脏损伤及其作用机制探讨的全过程，熟悉研究设计流程和各种实验的技术要点，激发学生学习的主观能动性，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的实验操作技能，增强学生的团队协作意识和创新意识。此外，在实验报告撰写中也提高数据统计分析能力和结果表达能力。该研究成果为最终提高“毒理学基础”的实践教学质量、培养创新复合型的毒理学专业人才提供客观依据。
参考文献：
[1]张玉媛，王春华， 高金霞，等. 毒理学基础实验教学改革的探索[J]. 山西医科大学学报， 2010， 12（12）： 1183-1185.
[2]王玉. PBL联合LBLm教学模式在神经内科临床规培医师教学中的应用[J]. 安徽医学， 2015， 36（7）： 891-893.
[3]吴新开， 朱承志， 钟义长. 综合性实验的综合原则[J]. 实验室研究与探索， 2007， 26（6）： 89-91.
[4]肖建富，高瞻，李桂新. 综合性实验的界定与作用探析[J]. 实验技术与管理， 2008， 25（12）： 162-165.
[5]黄品梅， 黄道平， 梁锦. 开发综合设计性实验促进创新人才之培养[J]. 实验室研究与探索， 2010， 29（6）： 93-95.
[6]张起祥.综合性、设计性实验研究[J]. 黑龙江高教研究， 2008， 166（2）： 165-166.
[7]刘冬英，陈海珍，王林静，等.营养与食品卫生学开设综合性实验的探索[J].卫生职业教育，2010，28（5）：78-79.
[8]钱荣， 谢虹， 吴雪红. 综合设计性实验在急救护理学实验教学中的应用研究[J]. 护理学杂志， 2009， 12（12）： 71-73.
作者简介：
王华（1981.01-），男，安徽巢湖人，汉族，副教授，博士，主要研究方向：毒理学教学与科学研究。
【关键词】综合设计性实验 毒理学 实验教学 教学改革
【基金项目】安徽医科大学青年教师教学研究项目，项目名称：综合性、设计性实验在毒理学基础实验教学中的应用研究。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0209-02
一、毒理学实验教学的现状
毒理学是一门研究外源因素对机体的损害作用及其机制，并进行安全性评价和危险度管理的科学，是公共卫生与预防医学类的二级学科。毒理学基础是预防医学、卫生检验和食品质量与安全等专业本科生必修的专业基础课。毒理学基础理论涉及生理学、生物化学、细胞生物学、病理学、药理学和预防医学等多个学科，许多理论内容过于抽象和难懂难记，这就急需实践教学来巩固和验证相应的毒理学理论知识。此外，随着社会生产的发展，人类使用和接触到的环境有害因素种类繁多，同时人类健康和疾病受到的威胁也十分严重，为此，社会也急需通过毒理学实践教学来培养大量的毒理学专业人才以投身到毒理学研究和评价中去。
传统毒理学实验主要由一次次单项实验组成，大多数实验之间无相互关联，且这些实验均是在教师精心设计和周密安排下，实验员老师在每次实验前充分准备受试动物、实验器材和试剂，甚至部分实验的动物染毒也是由老师负责完成。在这些独立实验中，学生每次在授课教师示教后负责完成每次实验的中间操作过程，而在较短的课堂时间内难以掌握实验的原理、意义以及技术要点，原因是实验前后思考不足，更有可能是长期的思维定势仅仅要求学生模仿示教、动动手即可，学生整体动脑内容太少，学生的学习积极性未能调动起来，直接后果是不能把枯燥的毒理学基础理论知识和实践内容联系起来，使学生对毒理学基础理论的掌握和理解十分匮乏，更不要说对毒理学产生兴趣，这也导致学生在近年来考研志愿填写中不能把毒理学放在优先选择的重要原因。这提示，传统毒理学实验已经未能满足当前发展的社会需求，需要对毒理学实验教学方法加以改革和探索。
二、综合设计性实验的概述
当前，社会对本科毕业生的要求越来越高，不仅需要掌握基本的理论知识和实践基本技能，也需要有一定的科研思维、解决问题的能力和创新能力等综合素质。针对传统实验教学方法的不足，已有学者尝试用问题为中心（PBL）的教学方法在神经内科医师教学中探索与实践。本教学课题组通过查阅大量文献、开展教学研讨基础上，习得综合性、设计性实验可以达到以上教学目的。综合性实验是在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上，运用某课程的综合知识对学生实验技能和实验方法进行综合训练的复合性实验，其主要目的是对学生的实验操作技能进行综合训练，培养学生的实验动手能力以及查阅资料、数据处理与综合分析问题的能力；而设计性实验是在给定实验目的、要求和条件下，由学生自行设计实验方案、准备实验仪器和试剂并加以实施的实验，其主要目的在于调动学生主动学习的积极性，激发学生团队协作意识和科研创新意识，培养学生独立思考、提出问题和解决问题的能力。众多文献结果表明，综合性实验或设计性实验在营养与食品卫生学、临床急救护理学、药理学和病理学等实践教学中均取得了良好的教学效果，学生普遍反映该方法对调动学生的主动学习积极性、培养他们的创新意识、提高他们的实验操作技能等方面效果显著。然而，综合设计性实验在毒理学基础实践教学中尚无系统研究结果。因此，我们提出如下思路：以学生为主体、以课题为主线，在授课教师的全程辅助指导下，学生自主完成查阅资料、设计实验、实施实验和总结报告等过程，详细流程见图1所示。这种新型实验教学方法将会大力提高学生主动学习的积极性，真正培养学生的团队协作能力、科研创新能力、实验动手能力和应变能力等，从而提高毒理学实验教学质量。
三、综合设计性实验在毒理学实验教学中的探索
1.学生设计综合性实验方案 我们对2013级卫生检验与检疫专业30名本科生开展毒理学综合设计性实验教学，本次课程全程由两位理论授课教师和1位实验技术员组成教师团队，课前两周把该班学生分成5组，每组6人，其中每组选1位同学任组长。拟定题目为“对乙酰氨基酚诱导小鼠急性肝损伤作用及其氧化损伤机制探讨”，通过初步培训，要求各组同学分头查阅资料、实验论坛求助等方法设计本次实验设计方案。一周后由各组学生代表汇报，并与授课教师交流讨论后确定最终实验设计方案，详见图2所示。
2.实验前准备 通过授课教师介绍毒理学实验基础相关的理论知识、学生观摩《毒理学实验基本技术和方法》教学录像和学生亲身实践动物实验基本操作等方式，帮助学生尽快做好毒理学实验相关的理论和实验技能储备。此外，提前订购本次综合性实验可能用到的动物、试剂和耗材，且要预约相关检测仪器。
3.学生开展预实验 按照拟定的实验设计方案，5位组长在授课教师指导下完成预实验，主要参与少量小鼠选择、编号、称重、剂量设计与分组、染毒、生物材料收集以及指标检测。 4.正式实验实施 所有小鼠禁食12 h后开始染毒，于染毒后24 h开始收集小鼠血清和肝脏（取材前8 h所有小鼠禁食），剖杀前称量体重，对所有小鼠肝脏拍照、称量重量，血液常温凝固2 h后离心收集血清，各组学生上午完成血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）活力测定（需要制作标准曲线），下午进行肝脏还原型谷胱甘肽（GSH）含量测定（需要制作标准曲线）。本实验中小鼠选择、禁食、称重、分组、染毒步骤由各组派学生代表完成，而生物材料收集及其后续检测过程均要求全体学生参与。
5.学生实验报告撰写 所有实验结束后，各组学生进行所有组的实验数据收集与整理，统计分析、图表制作，然后撰写实验报告，报告内容报告实验题目、实验目的、实验材料、实验内容、实验结果与统计分析、讨论、心得与反馈。汇总各组实验报告后，发现各组学生普遍反映该综合设计性实验真正让学生全程参与实验设计、准备、实施、结果分析与讨论，在实验实施过程中培养学生亲自动手和团队合作意识，提高分析问题和解决问题的能力，并加强对实验数据的整理与统计分析训练。但也有部分同学反映花费时间较多，个别同学实验悟性较差而影响本组的总体实验结果。
四、结语
通过综合设计性实验的开展，可以让学生了解对乙酰氨基酚致小鼠急性肝脏损伤及其作用机制探讨的全过程，熟悉研究设计流程和各种实验的技术要点，激发学生学习的主观能动性，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的实验操作技能，增强学生的团队协作意识和创新意识。此外，在实验报告撰写中也提高数据统计分析能力和结果表达能力。该研究成果为最终提高“毒理学基础”的实践教学质量、培养创新复合型的毒理学专业人才提供客观依据。
参考文献：
[1]张玉媛，王春华， 高金霞，等. 毒理学基础实验教学改革的探索[J]. 山西医科大学学报， 2010， 12（12）： 1183-1185.
[2]王玉. PBL联合LBLm教学模式在神经内科临床规培医师教学中的应用[J]. 安徽医学， 2015， 36（7）： 891-893.
[3]吴新开， 朱承志， 钟义长. 综合性实验的综合原则[J]. 实验室研究与探索， 2007， 26（6）： 89-91.
[4]肖建富，高瞻，李桂新. 综合性实验的界定与作用探析[J]. 实验技术与管理， 2008， 25（12）： 162-165.
[5]黄品梅， 黄道平， 梁锦. 开发综合设计性实验促进创新人才之培养[J]. 实验室研究与探索， 2010， 29（6）： 93-95.
[6]张起祥.综合性、设计性实验研究[J]. 黑龙江高教研究， 2008， 166（2）： 165-166.
[7]刘冬英，陈海珍，王林静，等.营养与食品卫生学开设综合性实验的探索[J].卫生职业教育，2010，28（5）：78-79.
[8]钱荣， 谢虹， 吴雪红. 综合设计性实验在急救护理学实验教学中的应用研究[J]. 护理学杂志， 2009， 12（12）： 71-73.
作者简介：
王华（1981.01-），男，安徽巢湖人，汉族，副教授，博士，主要研究方向：毒理学教学与科学研究。