李文斐，張 哲

山東大學基礎醫(yī)學院，山東 濟南 250012

隨著我國健康科學和健康產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，培養(yǎng)兼具生物學知識和醫(yī)學知識的復合式生物醫(yī)學高級人才迫在眉睫，特別是隨著“健康中國”規(guī)劃的全面啟動實施，“具有中國特色、更高水平”“建設一流醫(yī)學專業(yè)、培養(yǎng)一流醫(yī)學人才”的政策目標被明確提出［1］。從2016年起，以培養(yǎng)優(yōu)秀基礎醫(yī)學領軍人才為目的，上海交通大學、哈爾濱工業(yè)大學以及山東大學等多所國內(nèi)高水平研究型大學先后增設了生物醫(yī)學科學（Biomedical Science，BMS）的本科專業(yè)，成為醫(yī)學創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)的重要組成部分［2-3］。目前，包括西北大學、汕頭大學和蚌埠醫(yī)科大學在內(nèi)，我國已有9所高校獲批開設該專業(yè)，以上海交通大學和山東大學為例，該專業(yè)以醫(yī)學院為主體，整合生物科學和醫(yī)學課程方面的優(yōu)勢，建立以分子醫(yī)學為核心，以神經(jīng)科學、系統(tǒng)生物學、干細胞與再生等為引領的“本-博連讀”一貫制教學體系。因而，如何科學地開展生物醫(yī)學人才的教學培養(yǎng)，滿足國家創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的迫切需求就成為目前醫(yī)學教育值得探索的方向。在生物醫(yī)學科學的發(fā)展歷程中，動物實驗及其相關技術至關重要，它融合了生命科學、醫(yī)學和生物學等學科的理論體系和研究成果，其教學成果對于學生的實驗技能和科學思維等方面將產(chǎn)生直接影響［4-5］。

“模式動物原理與技術”既是醫(yī)學實驗技術專業(yè)的重要基礎課程之一，又是培養(yǎng)基礎拔尖創(chuàng)新人才科學研究思維和提高動物實驗動手操作能力的綜合課程。該課程融合了生命科學、醫(yī)學和生物學等學科的理論體系、研究方法和研究成果，對學生的實驗技能和科學思維等方面將產(chǎn)生直接影響。作為醫(yī)學乃至整個生命科學研究的重要手段和支撐條件，“醫(yī)學模式動物學”課程教學已成為醫(yī)學課題有效實施的必要條件，其教學質(zhì)量直接影響醫(yī)學院校教學和科研水平。同時，隨著科學技術的進步以及醫(yī)學教育改革深化的需要，模式動物使用的數(shù)量和種類也更多，涉及的學科也更綜合，技術手段也更豐富［6-7］。在課程設置上，“模式動物原理與技術”是我校生物醫(yī)學科學專業(yè)本科生的必修課，具有應用性強、知識點多以及學科融合強的特點，需要不斷探索和優(yōu)化以適應新時期的教學需要［8］。筆者已連續(xù)開展了多輪針對生物醫(yī)學科學專業(yè)“模式動物原理與技術”的教學實踐，總結了一些理解和建議，下文對相關心得和體會與大家討論交流。

1 “模式動物原理與技術”學情分析

生物醫(yī)學科學專業(yè)是我校醫(yī)學拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的重要組成部分，獲批教育部 “強基計劃”和山東省一流本科專業(yè)建設點。專業(yè)按照“嚴入口、小規(guī)模、重特色、高水平”的原則培養(yǎng)“國內(nèi)頂尖、國際一流”的基礎醫(yī)學復合型拔尖創(chuàng)新人才?！澳Ｊ絼游镌砼c技術”是四年制生物醫(yī)學科學專業(yè)的專業(yè)必修課（大學三年級），該專業(yè)學生將按照3+1+2 碩士畢業(yè)或3+1+4博士畢業(yè)進行培養(yǎng)。學生已經(jīng)完成包括人體結構與功能、病原生物與免疫、生物醫(yī)學綜合實驗、疾病學基礎與藥物干預等在內(nèi)的專業(yè)核心課程的學習，即將進入實驗室，開始“科研輪轉訓練”，在實驗室中進一步了解生物醫(yī)學科學研究的前沿進展。

“模式動物原理與技術”課程涉及的學科非常多，知識看似簡單，但知識更新快，如果課程的系統(tǒng)性和邏輯性不強，學生容易混淆，因此教和學都有一定的難度。課程初期的教學方式單調(diào)，教學素材和資料有待豐富與完善。教學若仍沿用教師講授、學生被動聽的傳統(tǒng)模式，不利于調(diào)動學生的學習積極性，不利于培養(yǎng)學生的學習能力。由于理論與實驗的脫節(jié)，在學習過程中，學生很少有機會實地觀察特定模式動物的形態(tài)特征、生活習性以及生物學特性，進行實際動物實驗操作機會較少，因此很容易失去興趣。通過前期調(diào)研，目前“模式動物原理與技術”缺乏針對性的課程教材，課程學習完全依賴于課堂教師授課，師生間的互動多以教師問、學生答的方式進行，難以調(diào)動學生上課的興趣，導致學生學習效率不高。針對教學中存在的諸多問題，如何更好地整合基礎醫(yī)學院代謝性疾病研究中心、遺傳性疾病研究中心以及模式動物研究中心的教學資源，開展研究型教學，提高該課程的教學質(zhì)量、激發(fā)學生的學習興趣，成為課程教學重點關注的問題。

同時，系統(tǒng)性的醫(yī)學本科生科研訓練在我國并未廣泛開展，開展本科生科研訓練，加強科研素質(zhì)培養(yǎng)是醫(yī)學教育改革的重要內(nèi)容［9］。由于學生與實驗動物接觸的機會較少，對于利用模式動物開展實驗具有畏懼和抵觸情緒。因此，如何通過課程學習，讓學生對模式動物產(chǎn)生興趣，消除心理障礙，提高實驗動手操作能力，培養(yǎng)科研思維，進而潛心基礎研究，立志解決重大疾病防治問題是生物醫(yī)學科學人才培養(yǎng)模式的共性問題［3，5］。在復合型專業(yè)人才培養(yǎng)需要的前提下，學院整合了代謝性疾病研究中心、遺傳性疾病研究中心以及模式動物研究中心的教學資源，并由研究線蟲、果蠅、斑馬魚及小鼠等方向的科研導師和負責實驗動物福利倫理審查的實驗動物管理平臺教師一起，結合各自專業(yè)優(yōu)勢，開展研究型教學，助力學生的創(chuàng)新能力和科學精神的培養(yǎng)。

2 “模式動物原理與技術”教學的新探索

2.1 優(yōu)化教學內(nèi)容，切合專業(yè)背景

本課程與生殖工程、分子生物學、基因工程技術以及醫(yī)學倫理學等學科聯(lián)系緊密，需要兼顧理論知識和技術操作，相對缺乏系統(tǒng)性；此外，生命科學近年來進展迅速，教材編寫與科技前沿間不可避免地會有一定滯后性。因此，針對BMS專業(yè)的特點和培養(yǎng)目標，我們對教學內(nèi)容進行了調(diào)整。在知識傳授之外，能夠兼顧生物醫(yī)學創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程共分為11個章節(jié)，首先，在“緒論”概述模式動物的概念及其研究應用，圍繞線蟲、果蠅、斑馬魚和小鼠這四種國內(nèi)外高校常用模式動物，分別安排4個課時詳細介紹其研究歷史、生物學特征、常用操作技術和應用場景。教師結合其課題組具體的科研項目，導入相關模式動物在生物醫(yī)學研究中的前沿案例，激發(fā)學生的學習興趣。其次，結合授課內(nèi)容，剖析生命科學研究進展和熱點，比如以國內(nèi)科學家利用模式動物發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)血紅素“搬運工”以及記憶跨代遺傳機制的突破成果為例，激發(fā)學生科研思維和創(chuàng)新意識，從而實現(xiàn)學生的“知識-能力-素養(yǎng)”全面發(fā)展，并將基礎知識、技術應用、科研進展層層遞進、相互融合［10-11］。

此外，我們還設計了其他模式動物、非人靈長類、模式動物實驗設計與分析等3個章節(jié)，以混合教學和翻轉課堂的形式，讓學生通過提出感興趣的醫(yī)學前沿問題，隨后選擇合適模式動物并自主設計實驗方案。在這個過程中，學生通過查閱文獻，了解相關前沿問題的科研進展，增進對于模式動物的基礎知識以及常用操作技術的認識，推動學生自主學習能力的提升。最終，通過實驗動物福利和倫理、實驗動物和動物實驗生物安全、模式動物實習課等3個章節(jié)，強調(diào)模式動物作為人類的替身，為人類健康以及科學研究貢獻出了寶貴的生命，引導學生在今后的科學研究中嚴格遵守動物福利和醫(yī)學倫理，啟發(fā)學生思考生命的意義，形成正確的是非觀念。

2.2 優(yōu)化教學方法，適應時代發(fā)展

自2019級學生起，“00后”大學生逐漸成為我校生物醫(yī)學科學專業(yè)學生的主流。成長于中國移動網(wǎng)絡時代的“00后”學生，具備鮮明的時代特點，學習中有著明確的興趣導向，注重自我價值的實現(xiàn)［12-13］。針對新時期大學生的特點，在教學方法上，首先要激發(fā)學生對本門課程的興趣。習近平總書記在中央黨校建校80周年慶祝大會上指出，“興趣是激勵學習的最好老師”，即“有了學習的濃厚興趣，就可以變‘要我學’為‘我要學’，變‘學一陣’為‘學一生’”［14］。我們在課堂中貫穿啟發(fā)式提問，增加學生的能動性，提高學生的興趣，啟迪學生的思考。例如，在講授“線蟲基礎知識”時，設置與該模式動物特征相關的討論性題目，包括“為什么線蟲會成為第一個全基因組測序的多細胞生物？”“線蟲和人在基因結構和序列上有什么異同？”“為什么人體內(nèi)一半以上的DNA 是冗余序列？”等，通過這樣一系列問題的討論，學生對于模式動物的特點以及應用場景的認識得以加深，同時回顧了已經(jīng)掌握的遺傳學、生物化學與分子生物學等相關課程的知識，溫故而知新，新舊知識匯合碰撞出新的火花。其次，為了加深學生對于本門課程的了解，在教學中注重對于實驗動物研究科學史的講授。學科的科學史教育，對于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)具有積極的意義，并對探究型學習起著重要的作用［15］。例如，在講授“秀麗線蟲在生物醫(yī)學中的應用”時，授課教師不局限于介紹線蟲在綠色熒光蛋白（green fluorescent protein，GFP）發(fā)現(xiàn)中的關鍵作用，更通過回溯GFP蛋白發(fā)現(xiàn)、基因定位、克隆、表達、改造和應用的30多年過程，詳細介紹不同科學家的重要貢獻［16］。通過實際的例子，引導學生對科學研究產(chǎn)生興趣，并在日后的科學研究中敢為人先，做第一個吃螃蟹的人，樹立嚴謹?shù)乃季S理念，保持開放交流的心態(tài)。

實驗教學是模式動物教學實踐中至關重要的一環(huán)，能夠直觀地補充和拓展教師在課堂上的講授內(nèi)容。在教學過程中，我們設置了“模式動物實習課”，通過小班教學以及建立實驗小組的形式，在山東大學模式動物研究中心進行實地教學，該中心具有屏障環(huán)境設施1 790 余平方米，配備實驗動物病理室、微生物室、細胞室、臨床檢驗室、小動物水迷宮等實驗室。授課教師通過現(xiàn)場教學的形式，深化學生對于常用實驗操作的理解與掌握?！澳Ｊ絼游镌砼c技術”是一門強調(diào)理論聯(lián)系實踐的課程，具有很強的應用性，實驗教學也是模式動物教學實踐中至關重要的一環(huán)，能夠直觀地拓展教師在課堂上的講授內(nèi)容。

通過混合式教學等加強MOOC學習效果的有力手段，將線上學習與線下討論相結合，即學生先在網(wǎng)上學習教師預先錄制或指定的視頻資料，獲得初步知識，再在課堂上與教師就不懂的問題或有疑惑的問題進行研討學習，從而最大限度地提高學生對模式動物原理與技術的學習效果。通過視頻資料的建設與豐富，讓學生在課外時間完成針對知識點和概念的自主學習，課堂則變成教師與學生之間互動的場所，主要用于解答疑惑、匯報討論，提高教學效率，加深學生對于知識的理解，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，更好地進行教學改革。

2.3 優(yōu)化考核方法，建立多元評價體系

“模式動物原理與技術”是一門理論與實踐并重的課程，具有很強的應用性，因而對于生物醫(yī)學科學學生的考核應涵蓋在學生對知識的理解，以及科學實踐的能力。中共中央 國務院于2020 年10 月印發(fā)的《深化新時代教育評價改革總體方案》中也提出“堅持科學有效，改進結果評價，強化過程評價，探索增值評價，健全綜合評價，充分利用信息技術，提高教育評價的科學性、專業(yè)性、客觀性”，高等教育評價改革對教學評價提出了新要求，也指明了本課程考核方法的優(yōu)化方向［17］。

本門課程評價包括形成性評價（占40%）和終結性評價（占60%）兩部分，注重考查學生的動手能力和科研思維能力。在形成性評價中，平時考核占10%，包括考勤、回答問題、課堂表現(xiàn)等；章節(jié)考試占10%，主要是隨堂筆試等；期中考試以及自主學習各占10%，主要有作業(yè)、學習成果匯報、課程論文等，形成了一套全方位、多角度的多元評價體系。在作業(yè)布置上，教師會選擇與教學內(nèi)容相關的開放性問題，調(diào)動學生的積極性，鼓勵學生自主學習和探索。例如，在“其他常用模式動物”章節(jié)中，由于實驗動物和疾病動物模型的種類極為豐富，課堂上很難全面覆蓋，因而，我們讓學生從感興趣的“模式動物”或“生物醫(yī)學問題”出發(fā)，通過自主查閱文獻資料，介紹一種課堂教學中并未涉及的模式動物，并將該物種的獨特屬性與其在生物醫(yī)學研究中的具體應用相結合，突出該物種的不可替代性。在這個過程中，學生通過比較學習，能夠舉一反三，了解各種模式動物的特點與優(yōu)勢。結合構建國家海洋水產(chǎn)種質(zhì)資源庫、中國西南野生生物種質(zhì)資源庫等資源庫的工作，也進行了保護生態(tài)多樣性的課程思政。在潛移默化中，讓學生明白生物資源保護的意義。

3 總結與展望

本文結合生物醫(yī)學科學專業(yè)“模式動物原理與技術”的教學內(nèi)容，充分考慮學生專業(yè)以及學科體系的特點，總結了“模式動物原理與技術”教學實踐中的一些優(yōu)化措施和探索，包括：優(yōu)化教學內(nèi)容，切合專業(yè)背景；優(yōu)化教學方法，適應時代發(fā)展；優(yōu)化考核方法，建立多元評價體系等，提高該專業(yè)學生自主學習的興趣，培養(yǎng)學生解決科學問題的能力，為學生將來從事生物醫(yī)學科學研究奠定基礎。

同時，“模式動物原理與技術”涵蓋了開展生物醫(yī)學科學研究所需要實驗動物的基本知識與實驗技能。伴隨著生命科學研究的進步與發(fā)展，該學科已經(jīng)由簡單的表型觀察發(fā)展成由遺傳學篩序、疾病模型構建和藥物篩選等多方面所構成的新興學科，課堂講授與實驗操作的重點也在不斷地調(diào)整與變化中。在“新醫(yī)科”建設背景下，在我國“健康中國2030”規(guī)劃指導下，學習相關專業(yè)的學生和科研工作者數(shù)量也迅速增加，高等醫(yī)學教育需要逐漸轉變其既往固有模式［8，18］。在今后的授課中，我們將關注學科的發(fā)展動態(tài)，充分吸收國內(nèi)外模式動物教學改革的新成果，及時進行經(jīng)驗總結與教學內(nèi)容的優(yōu)化，培養(yǎng)能夠融會貫通醫(yī)學知識與生命科學知識、具備創(chuàng)新思維、國際視野和遠大理想的生物醫(yī)學科學研究和教育領域的領軍人才。