神经生物学实验课教学探索

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摘要：神经生物学是新兴前沿学科，教学体系还不成熟，尤其是实验课的教学有许多值得探索和讨论之处。本文针对基础医学专业开设的神经生物学实验课，对实验内容的选择、实验流程的安排、实验过程中与学生的互动、实验结果的讨论等几个方面进行了讨论。

关键词：神经生物学；实验课；基础医学专业；教学

神经生物学是近年来发展较快的一门前沿学科。在我国的学科分类体系中，神经生物学属于生物学下属的二级学科。其学科范围包括从分子、细胞，到神经系统、行为与高级认知活动等多个层次上的神经活动现象与规律，涉及分子神经生物学、细胞神经生物学、神经解剖学、神经生理学、神经药理学、神经精神病学、认知与行为科学等多个领域。在欧美国家，神经生物学是医学专业的一门重要的必修课。在国内许多院校中，神经生物学的本科教学正在积极探索之中。我校的神经生物学面向基础医学专业的本科二年级学生先行开设。考虑到神经生物学是一门以实验为基础的学科，以及基础医学专业注重科研训练的特点，在讲授理论课的同时，安排了一定比重的实验课。作为一门新兴学科，神经生物学的教学还很不成熟，尤其是实验课的教学很少有前人经验可循，因此有很多值得探索和讨论之处。现将我在教学实践中的几点思考介绍如下。

一、实验内容的选择

所选择的实验内容应符合当前神经生物学的发展情况，并且满足学生在今后学习和工作中的需要。应选择一些具有神经生物学代表性的，或者经常在其他医学相关学科中用到的神经生物学的实验方法介绍给学生。此外，还应充分考虑学生的专业背景和前期课程。我校基础医学专业本科生在前期已修完生物化学、分子生物学、细胞生物学、生理学等相关课程，已经能够从分子和细胞水平理解神经活动现象和规律，并且已经完成形态学实验和生理学实验等基本操作技能训练。因此，所选择的内容应避免与前期实验课的重复或相似，同时可以在探索神经精神活动方面作适当的深入，大胆引入较为复杂的动物实验。我们分别从“脑的结构与功能”和“动物行为”两个方面设计课程，前者包括“小鼠脑内乙酰胆碱的测定”、“小鼠脑内定位注射实验”和“小鼠皮层脑电波记录”；后者包括“运动、感觉的行为学”、“焦虑与抑郁情绪的评价”和“认知行为学”。通过课程，学生能从分子、结构、电活动和整体行为等多个层次亲自动手探索，加深了在理论课上所学的知识。同时也了解了神经生物学中几种具有特色的研究手段，例如脑立体定位仪、脑电信号记录，以及旷场实验、迷宫实验、强迫游泳、社会交往箱等一系列行为学研究方法。这些实验方法，都是学生在之前没有接触过的，并且在今后的学习和研究中很有可能用到的。

二、实验流程的安排

神经生物学是一门以实验为基础的学科，我们尽最大可能的让学生亲手操作。为了保证实验效果，需要对整个教学流程做精心安排。考虑到过程中可能出现的问题和难点，应像理论课一样事先做好备课笔记。认真编写实验讲义，包括实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤和注意事项等几个部分。由于所选择的实验内容都是同学们之前没有接触过的，因此每次实验课都从教师讲解背景知识、实验原理、实验目的和注意事项开始。之后，教师做示范性实验，同时讲解每一步的操作过程并即时回答学生的疑问。在这一过程中，应尽可能说明每一步操作的细节，解释具体操作的原理或原因。如果学生没有疑问，则可采取自问自答方式讲解可能出现的问题，或当场提问来吸引学生注意。在学生人数较多的班级，可以采用分批示教，或安排两名助教同时示教，教师讲解的方式进行教学。然后，根据设备和学生的数量，合理分组，宣布实验开始。在学生动手实验的同时，教师与助教在实验小组间轮流走动和指导。发现有学生无法完成的步骤，可当场再次示范。实验完成后，教师检查实验结果，并进行评价。最后要强调的是，对于一些所用器材和试剂较多实验，务必事先根据人数列好清单，在课前摆放在实验桌上。配置足量的试剂，并根据小组数量进行分装，同时准备好备用的试剂和材料。

三、实验过程中与学生的互动

由于所选择的实验内容对于本科生来说相对复杂，并不轻松，学生在实验过程中不可能一切顺利。实际情况常常是犹豫不决，困难重重，甚至无法进行，但这并不可怕。我们发现，只要教师及时发现问题，耐心讲解和示范，往往一点就通。学生在实验结束后，经常感到实验技能有很大提升，从事实验科学的兴趣和信心也有所增强。因此，实验过程中教师与学生间的互动对教学效果尤为重要。根据经验，必须安排至少一名助教与教师一起在实验小组间流动指导，才能满足需要。教师与助教对于本次实验操作需要非常精通，才能及时发现学生在操作中遇到的问题，并当场纠正。例如，在立体定位仪上固定小鼠的操作对于初学者来说有一定难度，教师应观察学生的操作情况，及时进行示范和讲解。而对于一些较为简单的问题，例如小鼠位置过低，注射针超过定位仪移动极限等情况，则鼓励学生开动脑筋，自己想办法解决。另外，需要留心观察并强调安全问题，叮嘱学生防止注射器伤人，使用防咬手套捉取小鼠。

四、实验结果的讨论

实验完毕后，学生往往不能自行判断实验结果，需要教师与每个实验小组详细讨论实验结果。例如，在立体定位注射完成后，教师指导学生观察脑切片，判断注射位置是否在指定脑区。如果不在，可能是哪些原因导致的。在行为学实验完成后，教师指导学生分析所采集的图像和数据，判断动物的情绪或运动是否出现障碍。如果数据紊乱，没有分析价值，则分析可能是哪些地方出了问题。在讨论实验结果时，应做到科学性、专业性、条理性和逻辑性，让学生信服。可以提出一些启发性和开放性的问题，请同学们思考。同时，对于实验失败的同学也要适当鼓励。此外，还可以结合实验，讲授一些当前的研究热点和前沿知识，最好是能结合重大疾病或临床应用，激发同学从事科学研究的兴趣。

五、结语

作为一门新兴学科，神经生物学有很多特色之处。为了跟上时展，且有利于学生将来的学习和工作，神经生物学实验课所选择的教学内容相对难度较大。需要实验前的精心设计和准备，实验过程中的积极指导和互动，实验结束后的悉心分析和讨论。同时，要求教师精通实验技能，善于引导和启发学生。有必要进一步深入开展课程建设，在课程内容和教学方法上有所创新，推动教师水平和学生素质的共同提高。

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作者:田田 单位:南京医科大学