高等农业院校毒理学综合实验教学设计及探讨——以水生态毒物为例

摘要 毒理学实验是高等农业院校相关专业的重要实践内容。通过实验教学，使学生掌握基本的毒理学试验技能，强化毒理学基本理论，为学生以后从事相关的毒理学工作打下基础。为了达到最好的实验教学效果，笔者分析了高等农业院校毒理学实验教学普遍存在的问题，并对毒理学实验教学的改革进行了初步探讨。

关键词 毒理学；综合实验；实验教学；水生态毒物

中图分类号 G642；R114 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）22-0325-02

高等农业院校中的许多专业开设有不同的毒理学课程，如《食品毒理学》《生态毒理学》《环境毒理学》，这些课程都是毒理学的不同分支，是毒理学基本理论和技术方法在不同领域的应用，具有共同的理论基础及实验技术方法。此外，毒理学是一门实践与理论相结合的课程，高等农业院校某些专业学生，如水产、食品及农学等专业毕业生的工作内容包括化学物的毒理学评价及毒理学科研，这就需要这些专业的学生具备一定的毒理学实验技能及综合应用能力。目前，大部分高等农业院校开设了毒理学实验课程，但教学效果不佳，存在一些问题，近年来，许多毒理学教师就毒理学实验教学改革不断进行探索，提出了各自的观点[1-2]。笔者也尝试对毒理学实验教学过程中存在的问题进行分析，并对毒理学实验教学改革进行了积极的探索。

1 毒理学实验教学存在的主要问题

1.1 教学内容陈旧，与实际应用脱节

目前毒理学实验教学内容包括一些经典的实验项目，如Ames试验、微核试验、动物实验基本技能等。这些实验教学内容既是毒理学实验技能的基础，也是进行毒理学评价必须掌握的技能。但随着现代技术的飞速发展，这些实验项目在方法、材料、步骤等方面已经进行了较大的改进，但高等农业院校毒理学实验教学项目还是多年前的方法，内容陈旧。此外，高等农业院校的毒理学实验未根据自身特点，围绕“农”的特色筛选符合自身的毒理学实验项目，而是参考医学、药学等专业的毒理学实验教学项目。因此，高等农业院校毒理学教学效果不佳，需要对实验教学内容进行整合。

1.2 实验课程设置不合理

毒理学和其他学科密切联系，是一门交叉学科，学习毒理学需要具备一些基础学科的知识和技能，如生理学、生物化学、药理学，但高等农业院校学生普遍缺乏这些学科的基础知识及实验技能，特别是动物实验技能[3]。大部分学生在上毒理学实验前未接触过任何实验动物，缺乏做动物实验的基础和动手能力。此外，现代毒理学实验发展迅速，需要具备一定的人体解剖及计算机分析能力，而这些都是高等农业院校水产专业学生所缺乏的。有的高等农业院校一些专业的课程设置中甚至没有安排毒理学实验课，学生除了枯燥的理论知识外，没有掌握任何毒理学操作技能。因此，高等农业院校水产专业的毒理实验教学不仅设置不合理，而且基础薄弱。

2 毒理学综合实验设计

对毒理学实验教学的设计是为了缩短毒理学理论及分项式教学的课时，在理论及分项实验教学之后，以化学物的毒理学评价或科研为目的，设置独立的综合实验环节，考虑到课时限制，将部分理论及实验教学整合到综合实验教学中。

2.1 基础理论知识及基本毒理学技能培训

把综合实验安排在毒理学理论及实验技能教学结束后，由于课时的限制，在开展综合实验之前，采用集中授课的方式对学生进行培训和动员，利用4个课时，以课堂讲授、演示、视频等多种手段强化及补充相关理论知识，重点围绕毒理学安全性评价整合相关的理论知识。此外，采用4个课时，以示范及实践的方式，强化培训学生掌握基本毒理学实验方法及技能，主要培训项目有：动物操作基本技能，包括抓取、固定、编号、随机分组、灌胃、注射、取血、处死等操作；Ames试验；骨髓微核实验；血清SOD等氧化指标检测；LD50计算；统计分析软件SPSS功能介绍及操作演示。

2.2 目标化学物的确定

毒理学综合实验以具体的化学物为对象进行毒理学评价实验。在选择具体的受试化学毒物时，应该考虑农业院校中可能开设毒理学实验的专业特点，尽量选择有代表性的、各专业交叉领域的化学物。以天津农学院为例，水产专业的水生态中某些毒物也可能出现在食品中，是食品毒理学的目标化学物，水生态同样也是环境毒理学的内容，是农学专业的学习内容之一，因此，让学生在水生态领域选择有代表性的化学毒物，如重金属、农药。将学生分成若干个实验小组，每个小组4～6人，指定小组长1名，每个实验小组完成各自的毒理学实验。各小组要选择合适的目标化学物，需要学生广泛查阅相关的文献，并分组进行讨论后确定受试化学物。通过确定目标化学物的过程，既可以使学生强化专业领域中的化学危害因素理论知识，又可以增强学生查阅文献及科研选题的能力。在实验之初，学生就已经对所选的化学物有较深的了解，有利于下一步实验的开展，与以往教师指令式的选题比较，这种选题方式更能调动学生的积极性。

2.3 实验项目及实施方案的确定

目前，我国化学物的毒理学评价是按照规定的评价程序进行的，对于各实验小组所确定的目标化学物，需要根据相应的毒理学评价程序进行，因此在确定具体的实验项目之前，必须查阅相关的毒理学评价法规，并根据毒理学评价程序确定各阶段的实验项目。通过这个过程可以使学生熟悉相关的毒理学评价程序。目前，我国关于食品毒理学评价程序分4个阶段进行，每一个阶段都安排有不同的毒性检测项目，学生不可能实施所有的实验项目，可在教师的指导下选择1个试验项目进行试验。不同的实验小组实施不同的毒理学实验。选定毒理实验项目后，各小组讨论制定实验方案，并撰写开题报告，内容包括实验目的、试验试剂耗材、实验动物、分组、剂量、试验方法及步骤、数据分析方法等环节。各实验小组尽量根据毒理学评价程序的要求准备试验。

2.4 综合实验的实施

根据各实验小组制定的实施方案开展实验，在实施过程中，指导教师应该合理的安排实验项目实施时间。对于急性毒性实验、致突变实验等实施时间较短的实验应该集中安排时间。而亚急性及亚慢性实验，每天实验1 h对动物进行基本操作，但要持续14～30 d，因此，设计此类实验的小组，应在教师的帮助下合理安排实验，可利用课后时间进行操作。小组内部也应该进行分工。项目实施过程中，教师应予以指导，规范操作，维持实验秩序。实验结束后，指导学生收集整理数据，并采用SPSS软件、EXCELL软件进行数据分析和作图，实验小组根据实验结果进行讨论，分析和总结实验过程，最后以小组为单位撰写实验报告。

2.5 实验成绩考核

传统的毒理学实验教学考核是依靠单项实验技能和实验报告进行的，不利于学生对毒理学实验的综合应用及科研思维的培养。为此，要改进毒理学实验考核模式，以综合实验为依据对学生进行考核。教师在对学生的实验成绩进行考核时，不能只简单根据最后实验结果和实验报告情况评定成绩，而要根据整个实验实施过程进行综合评价。从试验之初的培训，到最后的实施完成，将综合实验拆分为以下几个考核环节：理论及技能培训、文献检索及实验设计书、实验实施、数据整理与分析、小组讨论及撰写实验报告等，并根据培养目的和要求规定各环节占总成绩的权重，如数据整理分析环节定为30%，撰写实验报告定为20%。此外，除了实验部分，还须对学生完成实验的态度进行考核，可规定此部分权重占总成绩的5%。这种考核方式不仅可以全面评价学生毒理学实验教学效果，还可以锻炼学生的科研能力，发挥学生的主观能动性，培养参加科研的兴趣和爱好。

3 高等农业院校开设毒理学综合实验探讨

3.1 整合实验内容，培养学生对试验基本操作技能的掌握

以开展毒理学评价或科研为目的，注重学生对基础理论的理解及应用，通过综合实验的开展，注重培养学生学习毒理学的兴趣，提高创新能力。本次设计的毒理学综合实验最大特点就是围绕毒理学评价的目的设计实验，整合相关的实验项目和理论内容。在开展综合实验之前，以讲授及演示的方式进行培训，集中学习、补充及强化毒理学评价相关的各基础理论知识，并有针对性的加强实验技能培训。这种实验前的强化培训，有较强的针对性和目的性，既增强了学生实验和动手的兴趣，又起到了较好的实验前动员效果。

3.2 以综合实验强化分项实验的教学效果

毒理学实验和理论教学紧密结合，往往是理论部分结束就开展相应的实验教学。但由于学时分散，单个实验教学内容独立，学生往往难以将多个独立实验综合应用解决实际问题，从而降低了学生综合应用毒理学单项实验的能力，而现实工作中，毒理学评价及科研都是多项毒理学技能和实验项目的综合应用。因此设计了以目标化学物的毒理学评价或科研为目标的综合性毒理实验，在实验室中模拟毒理学评价或科研环境，要求学生按照实际工作的程序和标准开展实验，加深学生对理论知识的理解和核心毒理学实验技能的掌握。

3.3 加强教师自身能力培养，教学中增加教师与学生的沟通

毒理学与多学科紧密联系，相互渗透。指导教师需要具备较为全面的理论知识，加强学习基础学科，如人体生理、解剖、药理、生物化学等。此外，要指导学生完成综合毒理学实验，还需要教师具备熟练的实验技巧，特别是动物实验技能，教师还要具备一定的科研能力，能较好的应用多种科研软件。通过综合毒理学大实验，指导教师能在实验过程中与学生广泛的交流与沟通，在实验中指导学生掌握实验技能，培养兴趣，强化基础知识，与枯燥的课堂讲授及单一的实验课教学，学生与老师的互动性更强，教学效果更佳。

4 结语

毒理学实验是毒理学课程的基础，是毒理学教学过程中的重要实践环节。高等农业院校毒理实验教学应结合农业院校学生的特点，结合农业院校的优势和专业特色[4]，有选择和针对性的设计实验内容和项目，建立以实际应用为目标的新型毒理学实践教学体系。

5 参考文献

[1] 张海晖，段玉清，张红印，等.食品毒理学实践教学改革探索——综合性实验的设计与探索[J].陕西教育，2010（1）：147.

[2] 高晓平，黄现青，魏战勇.食品毒理学实验教学方法改革的探索[J].高等教育与学术研究，2008（9）：72-74.

[3] 王新，张建新.食品毒理学教学改革实践与思考[J].中国校外教育，2011（3）：73.

[4] 李明堂，杨靖民.以“农”为特色的递进式《生态毒理学实验》教学的思考[J].长春大学学报，23（4）：507-509.