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[中图分类号]R318 [文献标识码]C [文章编号]1673-7210(2007)05(c)-130-01
生物医学研究的主要任务是预防与治疗人类的疾病,保障人民健康。它是通过临床研究和实验室研究两个基本途径来实现的,而不论临床研究还是实验室均离不开动物实验。特别是医学科学从“经验医学”发展到“实验医学”阶段,动物实验就显得尤其重要。动物实验方法的采用及发展,促进了医学科学的迅速发展,解决了许多以往不能解决的实际问题和重大理论问题。生理学家巴甫洛夫曾经指出:“整个医学,只有经过实验的火焰,才能成为它所应
当成为的东西。”
1 人与动物的异同
目前,大多数人的看法是人与动物既有相同之处,又有不同所在,似乎这是一种很辩证的看法,但这不是一种彻底的辩证看法,实际上,人们必须回答人与动物在生物学上是大同小异或是小同大异?如果动物与人的相同仅仅是个别的、特殊的,那么今天我们进行的大量动物实验就是一种极大的浪费。
一个阿米巴、一只青蛙与一个人其外表上截然不同,但它们都具有生命最基本的特征,它们都必须通过与外界环境进行物质交换来维持其内环境的相对稳定性,一旦这种稳定受到破坏,就可能造成机能障碍甚至死亡。人与许多动物一样,是由细胞构成的,这些细胞基本上都由膜、浆、核三部分构成。脊椎动物构成机体的器官基本上是类似的,尽管人体机能的调节比许多动物复杂,但它们的基本调节方式都是神经体液调节。例如:前列腺素不但在人体内存在,而且在低等动物(如柳珊瑚)体内存在,甚至于香蕉里也有大量的前列腺素。正因为许多基本生理过程人与动物是一样的,所以动物实验才能对医学的发展做出贡献。
2 动物实验的意义
动物实验科学发展的最终目的,就是要通过对动物本身生命现象的研究,进而推用到人类,探索人类的生命奥秘,控制人类的疾病和衰老,延长人类的寿命。随着医学生物科学突飞猛进的发展,随着人类基因组逐渐被破译,动物实验的重要性愈来愈被人们所认识,它已被认为是人类追求幸福生活的支柱。当前我们正处于世界范围新技术革命的非常时期,生物工程、微电子技术、新材料和新能源正在突飞猛进地发展,作为生命科学研究的基础条件――动物实验,已受到世界各国的普遍重视,这是因为在生物科学领域内,不能用人去实验,因此我们必须借助动物实验去探索生命的起源,揭开遗传的奥秘,攻克癌症的堡垒,研究各种疾病与衰老的机理。
3 动物实验在医学领域的应用
在生命科学中,人类的健康和福利研究离不开动物实验,在对人的各种生理现象和病理机制及疾病的防治研究中,实验的动物是人的替难者,比如癌症是威胁人类健康的最大疾病,由于在肿瘤的移植、免疫、治疗等研究中使用了裸鼠、悉生动物和无菌动物的实验,对各种恶性肿瘤的致癌原因尤其是化学致癌物质、病毒致癌、肿瘤的病毒免疫、治疗等方面的研究有了极大的进展,计划生育研究有相当大的工作是在动物身上工作的。巴甫洛夫条件反射试验和我国生物学家朱洗的无外祖父的蟾蜍,即由动物实验进行成功。各种疾病如高血压、动脉硬化、心脏病、甲状腺疾病、糖尿病、肺炎、神经系统疾病、畸形、传染病、外科疾病、免疫疾病等各方面的机理,都经动物实验加以阐明或证实,因此,有人统计生物医学的科研课题有60%以上需要动物实验,有许多课题的研究离开了动物实验就寸步难行。此外,制药和化学工业产品如不用动物进行安全试验,包括三致(致癌、致畸、致突变)试验,给人类应用将会造成十分严重的后果。由此可见,动物实验在医学的发展过程中起着极其重要和推动性的作用。
4 动物实验是医学发展的客观需要
自从有了人类以来,就存在一个如何与疾病斗争的问题,最初在既无医又无药的情况下,除了一些迷信方法外,人们最早尝试的方法可能就是利用天然存在的各种动植物来治病,有些可能成功,有些可能失败,从神农到李时珍,他们研究的方法基本相似,或是根据以往的临床实践,或是亲身试验,他们积累了大量的宝贵的经验,为医药的发展做出了杰出的贡献,但这种试验方法既费事又危险。从我国秦汉的“神农本草”记载的369种药物到李时珍《本草纲目》的1 892种药物耗费了1 000多年的时间。现在世界上1年新合成的化学药物近20万种,即使可以找到这么多自愿受试者,它的代价也高得令人不能接受。这种局面就强迫我们不得不用动物来代替人进行试验。为了促进医学事业的发展,我们必须正视过去动物实验存在的缺点、动物实验客观上的困难。总之和临床观察一样,动物实验的出现是医学发展的客观需要。由于种种原因,可造成动物实验与临床观察脱节,但不能构成否定动物实验的理由。为促进医学发展,关键的问题在于正确处理这个问题,动物实验应由过去比较注重分析性实验逐步转向更多的注重综合性的实验,笔者主张在条件许可的情况下临床也应做一些分析性的实验。我们应当特别注意分子生物学和遗传工程学给我们提供的机会,注意在具有多种动物品质的模型进行实验,当然在进行这一番努力后临床医学与动物实验仍会有重大差别,也正因为如此,医学研究的这两种方法将长期存在,不能互相取代。
关键词:实验动物学;生物医学;动物模型
1实验动物学在国内外发展现状
由于生物动物学得天独厚的优势,很多多家都早早进行了这方面的研究。英国、美国、日本、法国分别在47、50、53、56年成立生物学研究方向中心。联合国教科文组织与生物科学协会以及医疗科学国际组织联合在1956年成立了国际实验动物委员会,现今已经有45个国家参与。在这些国家努力下,实验动物学的发展十分迅速,甚至早早就设立了独立的科学研究部门。研究实验动物学的部门也越发建立起法律、法规逐步完善教育、管理、科研。这样的有组织的发展,促进了有关生物学的各方面发展。美、日等国家更是专门设立了大规模独立的研究,用于发展生物实验。时间来到近些年,很多国家为了加强实验动物学的发展,都设立的专门的大学来培养人才。医学院、兽医院和很多综合性的大学也孕育而生,为了培养专业的人才,学校都设有高水平、大规模、先进性的设备确保实验中心的研究工作。动物保护协会在动物实验中也提出:Replacement(替代)、Reduc-tion(减少)、Refinement(优化)这三个宗旨。提出实验中尽可能少地使用动物,如果能另寻它法最好。善待动,物对实验动物饲养和管理尽量以最佳条件,使动物实验的设计、操作达到最佳的方案。我国实验动物学的发展近况:我国实验动物研究学起步较晚,1918年元北平中央防疫处刚开始用小白鼠进行防疫试验。20世纪30年代,几个大城市少数的科研单位开始进行小规模的实验饲养。在解放后实验动物工作才算正式发展起来,20世纪50年代为预防各大传染病我国在各地建立起研究单位,并开始大规模的饲养繁殖。1982年我国科委主持召开全国首次实验动物科技的会议,正式将实验动物科技加入规划,先后建立起4个国家级实验动物中心。1987年成立了中国实验动物学会。1988国家科委经国务院批准,颁布了《实验动物管理条例》。1994年国家技术监督局了实验动物的国家标准,从此我国的生物实验动物开始走上了科学、标准的轨道。目前,我国科学工作者在实验动物学方面的研究做了大量工作,当然也取得了很大成就。实验动物的管理条例也愈发成熟,各级省、市、自治区都成立了实验动物管理机构。并各大医学院校设立了实验动物学课程,一些院校还设立了实验动物专业,并且招收硕士、博士研究生。中国政府和日本合作开设中国实验动物培训中心,培训出了大批良好的人才。我国培训这些人才,都为实验动物科学的发展起到了至关重要的作用。据1995年不完全统计,全国生产大鼠、小鼠、豚鼠、兔、犬、猴、地鼠、猪、SPF鸡等实验动物约900万只。在数量上大部分地区基本可以满足科技工作的需要,实验动物的生产已开始向企业化、商品化、社会化方向发展。
2动物模型的优越性
2.1避免在人身上进行实验带来的风险
临床试验是最有效果知道试验结果的医学方式,但是临床上外伤、中毒等试验研究是十分有难度的。还有急性和慢性呼吸系统疾病等不可能在人身上反复试验的。因此动物可以作为人类的试验者,在工作人员反复研究下可以反复观察试验体的情况进行研究。克服人类在研究中遇到的伦理和社会限制问题,试验中可能为了试验需要损伤动物器官或处死动物。
2.2可以严格控制实验条件
临床上很多疾病是复杂的,就来一个换有肾脏疾病的病人来说,他也同时患有心脏病或肺脏疾病。即使患有同样疾病的两个人也会因自身的特点年龄、性别、体重、健康状态等等原因疾病的发展而产生千差地别的影响。而动物就能克制这些因素的发生,各方面的因素甚至湿度、温度、私聊方面都能严格控制。无论是在营养学、卫生学、肿瘤学、环境等方面,同一时期内很难在人身上取得一定数量的定性疾病材料。动物模型不仅仅在数量上可以得到满足,而且还可以通过投服一定剂量的药物或移植。
2.3有利于全面认识疾病的本质
临床研究多会有局限性,病原体的感染会应为动物的不同而表现出不同的特点。通过人畜感染患病比较研究,可以研究出同一病原体对不同机体带来各种损害、不良反应。从中工作人员能发现某种疾病的本质,有利于解释在人体上的病历变化。动物疾病模型的另一个成效的用途:能仔细观察环境或遗传因素对疾病发生后的发展情况,对于全面地认识疾病本质有重要意义。
3结论
关键词:开放实验室;动物医学实验;概述;管理现状;管理思考
实验室是学生获得知识应用能力和积累实践经验的重要基地,在动物医学实验教学中,开放式实验教学更利于学生发挥参与教学的主动性,使其自觉地参与教学研究,提高了学生发现问题、解决问题的能力,同时也培养了学生的职业综合素养和实践能力。结合当开放性实验教学的发展,可发现动物医学实验室管理还存在很大的优化空间,如果能够针对开放式实验教学模式下动物医学实验室管理的问题进行科学的分析,就能够有效的提高动物医学实验室管理水平,使生命科学研究得到更好的发展。
一、开放性实验教学概述
1.开放性实验教学的特点
开放性实验室打破了传统实验室严格的时间限制,使实验室资源得到了更有效的整合和利用。但随之而来的是更繁重的管理工作,由于实验室的开放性,实验室工作人员要随时随地的为有实验需要的人进行服务,实验者可以通过预约等,调整自己参与实验的时间,这样进行试验的大批人就分散开来,缓解大批人一同进入实验室进行实验的压力,但也增加了实验室工作人员的工作压力。因此,开放性实验需要高科技的支持,应用高科技减轻实验室管理的繁重工作,使实验室各项管理工作有条不紊。例如,门禁考勤管理、条码产品管理、实验室对外开放管理等,高科技的应用使开放型实验室的建设更完美,促进了动物医学实验教学的发展,更好的支持了学校实验教学和科研项目。此外,开放型实验教学满足了学生随时随地的地进行实验的需求,能够激发学生参与实验的热情,也使学生能够逐渐的摆脱对老师的依赖,通过实验去验证自己对理论的研究结果,使知识的应用更加熟练,同时还能够培养学生的创新意识和动手能力,提高了生物学培养人才的质量。
2.开放性实验教学与传统实验教学的比较
开放性实验与传统实验相比,存在着很大的优势。首先,在人才培养方面,开放性实验教学更利于创新性人才的培养,这种教学模式能够激发学生的实验参与兴趣,激发学生的潜能,使其能自愿的投入到对知识的研究使用中。而传统实验教学,实验资源紧张,每一次实验都是老师带领学生进行,学生的主体地位难以发挥。在实验当中,学生的自觉性和参与主动性很差,有的学生,甚至只是跟着“看热闹”,学生的参与性极、主动性都很差,学生的动手能力培养不足,学生分析问题、解决问题的能力也较差,这显然不能满足当代社会的人才需求标准。其次,两种实验教学方法的教学效果差异较大。开放性实验教学,更能发挥学生的积极性和主动性,使学生处一种轻松的、自由的实验环境中,这更利于学生对知识的掌握和研究,实践表明,开放式实验教学模式下动物医学实验的教学效果有明显提高。而传统实验教学,学生参与实验教学非常的被动,难以发挥其积极性和主动性,每一次实验基本都是老师推着学生“走”,学生参与实验只是为了单一的验证教学理论,被动地接受知识。老师只是为了完成教学任务,对学生的创新思维、动手能力的培养认识不够,也没有主动地激发学生潜能的思想。因此,教学的效果不如开放式实验教教学效果好。再次,开放式实验教学不受时间限制,在相对自由的实验时间的选择模式下,能够激发学生主动参与实验、设计实验的意识,让学生逐渐的摆脱对老师的依赖,学生可结合自己的时间空闲合理的安排实验的时间,这样学生在实验过程中才能更有效的发挥其研究学习能力,使实验效果更上一层楼。而传统实验教学,学生只能在安排好的时间内进行实验,而且基本都是在老师的带领下进行实验的,并且因为实验安排的时间比较集中,学生人数多,学生参与实验、动手实验非常的被动、压抑,还会影响到实验的安全性和准确性。很多时候,实验就成了形式上的教学参与,学生学不到知识,在实验中也无法获得知识应用的技巧,实验就失去了原有的意义。
3.动物医学实验的概况分析
动物医学实验是一种非常繁琐、复杂、严谨的实验,所有实验所具备的特点,所需要注意的安全性,在动物医学实验中都会有所要求。而且,动物实验的实验材料特殊,研究范围极广。因此,动物实验比其他实验更具有繁琐性、复杂性等特点,而且对实验者的操作能力,技术能力要求很高。此外。动物实验室的实验器材精密,分类多、价钱昂贵,因此,动物实验室的管理更要细心、认真、负责。传统动物医学实验对不同实验划分得非常的明确。例如,原生理学实验、理生理学实验等,这些都是分开的,实验在不同的实验室进行。所有的实验器材需要单另购置,分实验室保管。特别是一些专用设备,利用率低,保管、养护难度大。开放式实验教学建立以来,动物医学实验的各种设备的应用率有明显的提高,但是对这些仪器、设备的保管、养护难度却更大了,动物医学实验的特点决定了其实验室管理的复杂性和繁琐性。因此,基于开放式实验教学的动物医学实验室管理给工作人员提出了更大的挑战,对人力、物力等资源的配置提出了更高要求。
二、开放性实验教学的动物医学实验室管理现状分析
1.实验室队伍建设跟不上,实验室管理压力大
开放式实验教学的动物医学实验室管理。对工作人员的技术能力、管理能力等,提出了更高要求。因此,实验室队伍建设跟不上成了当前实验室管理压力大的直接原因。首先,开放式实验室允许实验者可以随时进入实验室进行实验,那就需要实验室管理者进行密切的配合。而当前很多开放式的动物医学实验室没有专门的管理人员,大多都是在职人员身兼数职,管理人员除了有教学任务、实验指导任务,等,还要负责实验室的管理等工作,可以说非常的忙。同时,实验室的管理工作比较复杂,教学的任务也比较繁重,动物医学实验指导难度也大,指导任务重,这些都说明一个问题。就是实验室工作队伍的组建必须跟上来。其次,动物医学实验中发现,学生之间、师生之间、师师之间的配合不够密切。这也表明了,实验指导老师的理论水平和实践水平都需要有所提高,同时要培养实验参与人员的合作意识和集体意识。再次,传统的动物医学试验大多只能达到验证理论教学的目的。开放式实验教学对动物医学实验的效果提出了更高的要求。要求动物医学实验由原来的验证性向设计性、综合性过渡,那就需要老师具有更强的指导能力。在教学中能够激发学生参与实验的主动性,积极发挥学生在教学参与中的主体地位,才能更好的培养学生的探索精神、研究精神和创新能力。使其在试验中有较强的动手能力,这样才能把对学生发现问题解、决问题的能力培养落到实处。这也需要一个强大的实验室队伍的支持,使动物医学实验室管理达到更高层次,确保实验的质量和效果。
2.实验问题多,实验效果差
动物医学实验本身就是个复杂的、难度很大的实验,加之实验室管理中的各种问题,致使开放型实验教学模式下的动物医学实验室实验也很难达到预期效果。学生实验操作随意性大,对实验的重要性认识不足,实验操作中的动手能力较弱,对于实验缺少整体的、长远的规划,在这种“混乱”的实验参与形势下,实验很难达到理想的效果。此外,实验室设备成旧,对仪器的管理使用不规范,也影响了实验的效果。总之,基于开放式实验教学的动物医学实验室管理新思想、新技术、新科技的应用还不够,实验教学的设计、实施还需要进一步完善。同时,动物医学实验的课题陈旧,学生对于一些先进的、超前的知识应用意识不足,也没有主动的发现问题、研究问题的能力,这些都影响了实验室教学效益的发挥。
3.资源共享度低,实验室管理问题多
实验室管理,同样对于实验效果有着很大的影响,当前动物医学实验室管理问题多,资源共享低,也是开放式实验教学极需改进的地方。第一,动物医学实验室设备多为专用设备,实验对于设备的质量及实验者的操作技术能力要求都很高。而在实际中,动物医学实验资源分散,共享程度低,很多专用的实验设备、仪器等也是重复购买、重复投资,其使用价值和使用效益不能最大的发挥出来。第二,随着各高校的扩招,动物医学实验室更是紧张,在实验需求与有限的资源矛盾不断加深的情况下,如果还不能做到统一规划、统一管理,是这些实验资源达到更好的共享效果,那么动物医学实验室的管理将会更混乱。一方面,开放式实验教学的优势无法发挥,实验效果难以保障,实验的质量也很难提高。另一方面,教学方法得不到完善,课题研究太局限,学科知识的创新应用不够,人才培养达不到高端水平。
三、开放性实验教学的动物医学实验室管理的思考
1.建设师资队伍,提高实验质量
高素质的师资队伍建设是提高生物医学实验室管理的前提。在开放式实验教学环境下动物医学实验室管理,首先,要具有一只强大的师资队伍,要确保老师和管理人员对实验室有充分的管理时间和管理精力,避免动物医学实验室成为参考文献[1]钟敏,袁干军,李汉广等.高校开发式实验教学的研究与实践——基于生物工程人才的培养[J].河北农业大学学报:农林教育版,2014,(03).[2]孟建宇,李蘅.微生物学开放式实验教学模式的改革探索[J].中国细胞生物学学报,2014,(09).[3]李建奎,魏春华,杨小燕.地方本科院校动物生理学实验教学改革与实践初探[J].长江大学学报自然科学版:石油/农学(中旬),2013,(12).[4]王雪艳.高等院校开放式实验教学模式的构建与探索[J].集美大学学报:教育科学版,2014,(04).[5]张强,王松华,孙玉军等.应用型本科院校《生物化学》[J].长江大学学报自然科学版(下旬),2016,(07).基于开放式实验教学的动物医学实验室管理思考“有人用,没人管”的教学地基。这就要求,一方面,老师有充分的时间来完成教学和实验室管理任务,对自己的时间进行全面的、合理的安排,统筹规划教学、指导实验和管理实验室的时间,为学生参与试验、科研课题提供更便捷的服务。另一方面,学校要重视对实验室管理老师的专业素质培养,加强实践教学的力度,使动物医学实验室在开放式实验教学的模式下有更好的管理效果。其次,结合现代科技和生物医学的发展,有计划、有目的的引导老师多参与实践,不断的提高实验室老师的理论水平和实践能力、实验技能等,使其在动物医学实验中发挥更强的指导能力,使动物医学实验从验证性实验顺利的过度到设计性、综合性实验,以提高学生知识综合应用能力。再次,动物医学实验本身难度较大,需师生之间、生生之间的密切配合,才能顺利进行,并确保实验的质量。而且老师之间也要做好协调,避免生物医学实验过程中出横生枝节。因此,开放式实验教学需要参与人员的密切合作,要发挥集体的能力,要充分发挥老师的指导、协调作用,发挥学生在教学参与中的主体地,才能确保实验的质量和实验效果。
2.善用信息技术,提高实验效果
开放式实验教学,必须在现代科学信息技术的支持下才能得以实现。基于开放式实验教学的动物医学实验室管理,首先,要重视计算机网络的应用,通过计算机网络应用对动物医学实验进行实验设计,模拟实验过程。让学生在实验以前充分的了解实验的步骤内容等等,在实验前做好充分准备,这样能有效地提高学生实验过程中的操作能力、思维能力和创新能力,提高动物医学实验的实验质量。其次,用计算机网络进行线上教学,提前将要进行的实验制作成课件或微课等,学生通过网络学习了解实验内容,并引导学生一利用计算机网络搜寻、整理相关的实验资料,让学生做到对整个实验的心中有数,这样实验中学生才能发挥更强的动手能力和创新意识。同时,老师可以利用计算机网络等平台,了解学生实验后体会,对这些信息进行整理、分析,科学合理地改进实验设计,使开放式实验教学的优势充分的发挥出来。再次,注重实验设备的更新和维护,并注重智能化的实验室管理设备的引进。让学生和老师认识到学校对于动物医学实验的重视,激发学生参与实验的热情,使其能主动地、积极地参与进来,提高学生实验过程的动手能力、思考能力、研究能力,使开放式的动物医学实验室管理能够达到更高水平,使其在专业人才培养中发挥更大效益。
3.转变教学思想,提高实验室管理水平