實驗動物學SD大鼠綜合性實驗設計與探討

蘇小華　張勁松　李志東　那順巴雅爾　許訓　陳一淑　劉吉貞

摘 要：實驗動物學實驗課程具有高度的實踐性與專業性。在生物技術專業以“SD大鼠”為實驗材料進行“雌雄鑒別、標記、麻醉、采血、腎衰動物模型和自由練習”6個方面綜合性設計實驗。在以往的實驗方案中增加了腎衰動物模型和自由練習板塊。讓學生更加真切的認識鼠腎衰的造模原理、過程與癥狀，并讓其用更少的動物取得更多的實操經驗，開闊了學生的科研思路的同時激發了學生的科研興趣，并能在實驗中如何貫徹實驗動物福利。

關鍵詞：實驗動物學；實驗；腎衰

中圖分類號：Q95-3 文獻標志碼：A 文章編號：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

實驗動物學是一門專門研究實驗動物和動物實驗的新興邊緣學科，它是現代科學技術的重要組成部分，是生命科學的技術和條件，是衡量現代醫學科學的重要標志。它涉及到醫學的各個領域，如遺傳學、生理學、解剖學、病理學、生物化學、微生物學、免疫學、營養學、毒理學等學科與實驗動物學都有密切關系。目前是很多醫學、藥學、農學及生物類院校不同層次學生（本科和研究生）的必修課或選修課程。隨著科學技術的不斷發展，我國研究生高層次人才也在不斷的擴招，因此以往配套的實驗動物學實驗已經不能完全滿足學生發展的需要。實驗教學是實施“卓越工程師培養計劃”、實現素質教育和創新人才培養目標、加強學生實踐能力和創新能力培養的重要環節。綜合性設計性實驗是實驗教學內容、方法和手段改革的重要內容之一[1]。本著提升實驗動物學教學效果，實驗設計中以SD大鼠為實驗材料進行綜合性實驗設計并進行教學效果評價。

1 實驗設計學生樣本選取

本次教學改革的研究對象我們選取了廣東醫科大學基礎醫學院2016級生物技術專業（3）班和（4）班兩個班。（3）班學生30人，（4）班學生31人，共61人。本次課程，以小組為單位進行，連續4個課時（中途學生可以輪流休息）。本次課程主要推進程序為：（1）教師講授與指導；（2）學生基礎實驗；（3）腎衰模型制作與觀察或者自由練習；（4）動物尸體等額回收。教學完成后通過設計調查問卷與質性分析，對此次綜合實驗效果進行評價。

2 大鼠實驗綜合性設計方案

本次課程按小組進行，共12組，每組5-6人，男女搭配進行。首先，教師進行理論和注意事項的講解。講解完成后學生按流程圖（見圖1）依次對SD大鼠進行操作[2，3]。需要強調的是：（1）雌雄鑒別，所有學生均需掌握；（2）標記，所有學生均需掌握；（3）按體重劑量進行腹腔注射麻醉，麻醉后所有學生輪流用生理鹽水練習尾靜脈注射，所有學生均需掌握；（4）每組取2只大鼠按體重劑量腹腔注射50%甘油進行造模，造模完后動物放入籠中等待；（5）另外2只大鼠，學生可以自由進行練習，尊重學生選擇；（6）自由練習完成后采用心臟過量采血或頸椎者脫臼處死進解剖觀察。同學們也可以嘗試過量麻醉和空氣栓塞法進行安樂死，練習內容尊重學生選擇；（7）造模后半小時左右，過量麻醉SD大鼠進行安樂死，解剖進行各個器官的辨認與觀察，學生可以交換對不同性別大鼠進行生殖系統的觀察，并與正常組大鼠進行比較，所有學生均需掌握；（8）實驗結束后強調學生對動物尸體清點，進行等額回收，學生課后整理按原計劃進行。

3 課堂實施效果分析

經過這次課程的實踐，作者對生物技術專業（3）和（4）班全體同學做了問卷調查，隨機抽取 10 名同學做了質性訪談，從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三維目標來對綜合實驗設計進行評價。

3.1 教師個人感官體會

從個人角度出發，作者有如下體會。（1）實驗設計合理，學生可以順利按計劃進行。造模等待時間用于正常大鼠的解剖觀察，能夠有效利用了實驗時間。同時，每位同學都能參與實驗并根據興趣愛好自由練習。（2）以往2個學時更改為現在的4個學時，加大了教師工作量。但是造模過程簡單，大部分為學生操作，工作強度可以接受。（3）增加動物使用效率。對比以往大鼠實驗，學生只能進行簡單的性別鑒別、麻醉、注射和解剖等內容。本次實驗設計中加入了人類疾病動物模型和自由練習板塊。而每組只多使用了一只大鼠。（4）節省了藥品和人工，特別是麻醉藥的使用。一次正常麻醉的用量做了兩次實驗，并且讓同學們學習不同的安死術方法。同時，兩次實驗內容只需要一次準備工作，減少了教師50%的課前準備工作。（5）整個實驗過程操作安全性高，前期采用藥物麻醉，練習注射非常安全。后期采用注射過量甘油進行造模，整個造模和解剖觀察過程安全無毒性。（6）整個實驗設計響應了實驗動物福利和“3R”原則，能夠讓教師在實際操作中用實際行動給學生演示什么是實驗動物福利和“3R”原則。因此，從教師角度出發這個實驗設計在實際運行符合實驗預期，值得推薦。

3.2 學生基礎知識的掌握

知識與技能的目標是學生通過學習獲得了哪些基礎知識和基本技能[4]。其中，基礎知識主要包括大鼠的雌雄鑒別和解剖觀察。基本技能是如何對大鼠進行標記、麻醉、采血、造模和安樂死。根據基礎知識和基本技能的內涵，結合實驗目標，我們從以下幾個方面做了量化統計。具體可見表1。

從表1的統計結果來看，絕大多數同學在實驗中能夠掌握基礎知識與技能。期末考察與這一結論也非常吻合。通過這次綜合實驗設計，讓學生對實驗動物大鼠有了一個非常全面的認識。從實驗中學生學到了：大鼠的尾血管表淺適合采血和給藥；建立腎衰模型注意要點；急性腎衰有哪些癥狀；如何重復利用實驗材料等等知識。無論是量化統計的結果，還是期末考試的試卷分析，抑或是質性訪談的結論，都說明在這次實驗設計能使學生高質量的完成知識與技能的目標。

3.3 學生學習與過程的掌握

過程與方法的目標是指學生在獲得知識和技能的過程中掌握學習方法。學習方法是學生在學習過程中所運用的一些方法，如合作學習的方法、自主學習的方法、探究學習的方法[4]。根據這次實驗設計的理念，結合課程目標和性質，我們從以下幾個方面做了量化統計。具體可見表 2。

結合前文分析來看，此次實驗設計與實施結合能夠幫助學生形成具體的學習方法。表2的量化統計與此次實驗設計目的形成了呼應。從表2的統計數據來看，學生們在實驗中，可以選擇自主動手或者團隊協作，也可以挑選自己喜歡或者以后可能需要用的實驗環節進行重點練習[5]。使學生的實驗技能既追求了共性又追求了個性發展。同時，學生學習到如何整合已學知識進行綜合分析的方法。總的來說在質性訪談中，通過量化統計和質性訪談的分析，我們發現在此次實驗設計能高質量地完成過程與方法的目標。

3.4 學生情感態度與價值觀的目標達成情況

在這一維度的目標中，情感主要是個體對他人和社會的積極情感。態度則是樂觀的生活態度、求實的科學態度和寬容的人生態度。價值觀不僅強調個人的價值，更強調個人價值和社會價值的統一[4]。根據此次實驗的設計的理念，結合教學目標，我們從以下幾個方面做了量化統計。具體可見表 3。

從表 3 的統計數據來看，此次實驗課程在引導學生形成積極情感態度上具有重要的作用，如善待實驗動物，遵守實驗動物福利和“3R”原則。質性訪談的結果與量化統計的結果在一定程度上是十分相似的。在訪談中，很多學生表示在此次實驗中感受最深的是一個好的實驗方案不僅在于學生能學多少東西，更在于如果從實驗動物的角度出發，讓它們在實驗中更舒適，減少它們的痛苦。一個好的實驗方案還在于如何節省人力、物力和財力。同時，兩次分組也能讓同學更多的交流學習。另外，大部分同學都覺得一次性4個課時比2個課時會辛苦一些，但是由于中間可以輪流休息，能夠高質量的完成實驗操作和實驗報告，還能節省實驗動物、實驗消耗品和藥品，辛苦是非常值得的。

4 結束語

實驗動物學SD大鼠綜合實驗設計在實驗動物學實驗中是一種新的嘗試，通過這次課程的實踐，作者認為本次實驗設計能夠讓同學更加真實的了解大鼠生理結構、急性腎衰的造模原理、過程與癥狀，結合自由練習板塊，開闊了學生的科研思路并激發了科研興趣。更教會了學生如何用最少的動物獲取更多的操作機會。值得提倡的是學生更一步體會和學習了實驗動物福利和“3R”原則。總體來說，此實驗設計相對成功并值得嘗試。

參考文獻：

[1]田運生，劉維華，王景春.綜合性設計實驗項目建設的探索與實踐[J].實驗教學研究與改革，2012，2（29）：126-129.

[2]鐘渝，孫丹寧.不同麻醉方法對SD大鼠麻醉效果的比較[J].西南國防醫藥，2014，11（24）：1161-1163.

[3]陶琦，姚源璋.急性腎衰竭動物模型研究進展[J].中國中西醫結合腎病雜志，2013，7（14）：654-655.

[4]劉夢娟，曾貴川，劉瑤，等.面向數據挖掘課程的挑戰性綜合性實驗的設計與實踐[J].實驗科學與技術，2017，6（13）：1-3.

[5]韓雪軍，張鳳娟.對分課堂教學模式在《普通教育學》課程中的應用[J].呼倫貝爾學院學報，2018，1（26）：131-136.