神經生物學實驗課教學探索

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摘要：神經生物學是新興前沿學科，教學體系還不成熟，尤其是實驗課的教學有許多值得探索和討論之處。本文針對基礎醫學專業開設的神經生物學實驗課，對實驗內容的選擇、實驗流程的安排、實驗過程中與學生的互動、實驗結果的討論等幾個方面進行了討論。

關鍵詞：神經生物學；實驗課；基礎醫學專業；教學

神經生物學是近年來發展較快的一門前沿學科。在我國的學科分類體系中，神經生物學屬于生物學下屬的二級學科。其學科范圍包括從分子、細胞，到神經系統、行為與高級認知活動等多個層次上的神經活動現象與規律，涉及分子神經生物學、細胞神經生物學、神經解剖學、神經生理學、神經藥理學、神經精神病學、認知與行為科學等多個領域。在歐美國家，神經生物學是醫學專業的一門重要的必修課。在國內許多院校中，神經生物學的本科教學正在積極探索之中。我校的神經生物學面向基礎醫學專業的本科二年級學生先行開設?？紤]到神經生物學是一門以實驗為基礎的學科，以及基礎醫學專業注重科研訓練的特點，在講授理論課的同時，安排了一定比重的實驗課。作為一門新興學科，神經生物學的教學還很不成熟，尤其是實驗課的教學很少有前人經驗可循，因此有很多值得探索和討論之處?，F將我在教學實踐中的幾點思考介紹如下。

一、實驗內容的選擇

所選擇的實驗內容應符合當前神經生物學的發展情況，并且滿足學生在今后學習和工作中的需要。應選擇一些具有神經生物學代表性的，或者經常在其他醫學相關學科中用到的神經生物學的實驗方法介紹給學生。此外，還應充分考慮學生的專業背景和前期課程。我?；A醫學專業本科生在前期已修完生物化學、分子生物學、細胞生物學、生理學等相關課程，已經能夠從分子和細胞水平理解神經活動現象和規律，并且已經完成形態學實驗和生理學實驗等基本操作技能訓練。因此，所選擇的內容應避免與前期實驗課的重復或相似，同時可以在探索神經精神活動方面作適當的深入，大膽引入較為復雜的動物實驗。我們分別從“腦的結構與功能”和“動物行為”兩個方面設計課程，前者包括“小鼠腦內乙酰膽堿的測定”、“小鼠腦內定位注射實驗”和“小鼠皮層腦電波記錄”；后者包括“運動、感覺的行為學”、“焦慮與抑郁情緒的評價”和“認知行為學”。通過課程，學生能從分子、結構、電活動和整體行為等多個層次親自動手探索，加深了在理論課上所學的知識。同時也了解了神經生物學中幾種具有特色的研究手段，例如腦立體定位儀、腦電信號記錄，以及曠場實驗、迷宮實驗、強迫游泳、社會交往箱等一系列行為學研究方法。這些實驗方法，都是學生在之前沒有接觸過的，并且在今后的學習和研究中很有可能用到的。

二、實驗流程的安排

神經生物學是一門以實驗為基礎的學科，我們盡最大可能的讓學生親手操作。為了保證實驗效果，需要對整個教學流程做精心安排?？紤]到過程中可能出現的問題和難點，應像理論課一樣事先做好備課筆記。認真編寫實驗講義，包括實驗目的、實驗原理、實驗材料、實驗步驟和注意事項等幾個部分。由于所選擇的實驗內容都是同學們之前沒有接觸過的，因此每次實驗課都從教師講解背景知識、實驗原理、實驗目的和注意事項開始。之后，教師做示范性實驗，同時講解每一步的操作過程并即時回答學生的疑問。在這一過程中，應盡可能說明每一步操作的細節，解釋具體操作的原理或原因。如果學生沒有疑問，則可采取自問自答方式講解可能出現的問題，或當場提問來吸引學生注意。在學生人數較多的班級，可以采用分批示教，或安排兩名助教同時示教，教師講解的方式進行教學。然后，根據設備和學生的數量，合理分組，宣布實驗開始。在學生動手實驗的同時，教師與助教在實驗小組間輪流走動和指導。發現有學生無法完成的步驟，可當場再次示范。實驗完成后，教師檢查實驗結果，并進行評價。最后要強調的是，對于一些所用器材和試劑較多實驗，務必事先根據人數列好清單，在課前擺放在實驗桌上。配置足量的試劑，并根據小組數量進行分裝，同時準備好備用的試劑和材料。

三、實驗過程中與學生的互動

由于所選擇的實驗內容對于本科生來說相對復雜，并不輕松，學生在實驗過程中不可能一切順利。實際情況常常是猶豫不決，困難重重，甚至無法進行，但這并不可怕。我們發現，只要教師及時發現問題，耐心講解和示范，往往一點就通。學生在實驗結束后，經常感到實驗技能有很大提升，從事實驗科學的興趣和信心也有所增強。因此，實驗過程中教師與學生間的互動對教學效果尤為重要。根據經驗，必須安排至少一名助教與教師一起在實驗小組間流動指導，才能滿足需要。教師與助教對于本次實驗操作需要非常精通，才能及時發現學生在操作中遇到的問題，并當場糾正。例如，在立體定位儀上固定小鼠的操作對于初學者來說有一定難度，教師應觀察學生的操作情況，及時進行示范和講解。而對于一些較為簡單的問題，例如小鼠位置過低，注射針超過定位儀移動極限等情況，則鼓勵學生開動腦筋，自己想辦法解決。另外，需要留心觀察并強調安全問題，叮囑學生防止注射器傷人，使用防咬手套捉取小鼠。

四、實驗結果的討論

實驗完畢后，學生往往不能自行判斷實驗結果，需要教師與每個實驗小組詳細討論實驗結果。例如，在立體定位注射完成后，教師指導學生觀察腦切片，判斷注射位置是否在指定腦區。如果不在，可能是哪些原因導致的。在行為學實驗完成后，教師指導學生分析所采集的圖像和數據，判斷動物的情緒或運動是否出現障礙。如果數據紊亂，沒有分析價值，則分析可能是哪些地方出了問題。在討論實驗結果時，應做到科學性、專業性、條理性和邏輯性，讓學生信服?？梢蕴岢鲆恍﹩l性和開放性的問題，請同學們思考。同時，對于實驗失敗的同學也要適當鼓勵。此外，還可以結合實驗，講授一些當前的研究熱點和前沿知識，最好是能結合重大疾病或臨床應用，激發同學從事科學研究的興趣。

五、結語

作為一門新興學科，神經生物學有很多特色之處。為了跟上時展，且有利于學生將來的學習和工作，神經生物學實驗課所選擇的教學內容相對難度較大。需要實驗前的精心設計和準備，實驗過程中的積極指導和互動，實驗結束后的悉心分析和討論。同時，要求教師精通實驗技能，善于引導和啟發學生。有必要進一步深入開展課程建設，在課程內容和教學方法上有所創新，推動教師水平和學生素質的共同提高。

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作者:田田 單位:南京醫科大學