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关键词:锆石;u-pb年代学;f同位素;麻粒岩相变质作用;下地壳;幕式生长;前寒武纪;华北克拉通
中图分类号:p5883 文献标志码:a
文章编号:672-656(202)04-000-11
0引言
大陆地壳的形成一般归结为2个典型的板块构造位置,即活动大陆边缘和板内[]。其中,板内的大陆生长与地幔柱的岩浆板底垫托作用或岩浆底侵作用(magmatic underplating)有关,而板缘的大陆生长则主要通过俯冲增生和弧陆碰撞来实现的。而且,会聚大陆边缘通常被认为是下地壳增生(包括幔源岩浆板底垫托作用和俯冲增生)的主要场所[2]。然而,很少有实例是来自活动大陆边缘的下地壳包体[2-3]。
麻粒岩包体和麻粒岩地体(尤其是高压麻粒岩)通常被认为是透视下地壳的窗口[2]。高压麻粒岩通常被认为代表高级的变基性岩,并以单斜辉石+斜长石+石榴子石+石英等矿物组合为主要特征[4-6], 至于其他次要矿物如角闪石和蓝晶石等是否出现,取决于水活度和全岩成分[7]。高压麻粒岩不同于榴辉岩的是其矿物组合中含有斜长石和(或)贫硬玉分子的单斜辉石,而中压麻粒岩不同于高压麻粒岩的主要特征是其矿物组合中含有斜方辉石,但是高压麻粒岩在峰期之后减压过程中可能会形成以后成合晶冠状体形式存在的斜方辉石[7]。高压麻粒岩出露相当广泛,从古元古代(如华北恒山杂岩[8])到新生代(如喜马拉雅山脉)的诸多大陆碰撞造山带中均有报道。前人研究结果显示,当变质温度超过800 ℃时,变质压力可能超过4 gpa[5],这意味着加厚地壳(或俯冲地壳)的下部经历了高温作用。另外,高压麻粒岩有时也与中温榴辉岩共生,如华力西造山带[9]。在特定地带鉴定出高压麻粒岩有助于对涉及大陆碰撞及相关过程中下地壳演化的认识,而对高压麻粒岩相变质作用的岩石学观察和年代学测定对理解变质作用和下地壳演化之间的关系至关重要。但是,获得精确的高压麻粒岩相变质作用的时代往往比较困难。这种困难主要来自于后期多阶段变质作用叠加以及相关过程导致的矿物间同位素体系(尤其是sm-nd和rb-sr)的重置或不平衡,因此影响了对岩石的形成过程和构造背景的认识。
在过去的20年里,众多研究者对华北克拉通前寒武纪变质基底和下地壳包体岩石开展了大量的岩石学、构造地质学、地球化学和地质年代学研究,并在其形成和演化上获得了若干重要进展,进一步将华北克拉通变质基底划分为东部陆块、西部陆块及分割东部和西部陆块的中部造山带[0-]。目前就东、西部陆块沿中部造山带在大约85 ga完成克拉通拼合已经达成共识[0-7]。拼合完成之后,在6~85 ga期间,克拉通内部和边缘经历了一系列的拉张和裂谷事件,形成了伴随有镁铁质岩浆群侵位的拗拉槽和边缘裂谷盆地,发育有斜长岩辉长岩纹长二长岩环斑花岗岩套和a型花岗岩,以及超钾火山岩的喷发[7-22]。值得注意的是,目前已报道的古元古代高压麻粒岩相变质作用主要来自于中部造山带[8,0-3,23],而东部陆块仅在胶东和信阳地区见有零星报道[24]。此外,对华北克拉通古元古代高压麻粒岩相变质作用的构造背景还存在2种不同的解释:一种观点认为这些高压
麻粒岩形成于东、西部陆块拼合的碰撞造山环境中[8,-4];另一种观点则认为它们是古元古代地幔柱活动的产物[8-20,24]。存在争议的一个重要原因是对高压麻粒岩相变质作用缺少直接的岩石学和年代学观察,尤其是在华北克拉通东南缘或东部陆块的南部。目前,在所研究的区域,仅见高压麻粒岩相变质作用的岩石学证据和模糊的(晚)古元古代年龄的分开报道。最近,xu等在徐州—宿州地区发现了榴辉岩(类)捕虏体,认为它们是华北克拉通镁铁质下地壳在大约220 ma时构造加厚形成的[25-27]。
关于华北克拉通的形成与演化,虽然受到广泛关注并日益引起国内外研究者的兴趣,但是大部分研究都集中于华北克拉通内部、北部和东、西陆块结合带或中部造山带,而东南缘下地壳的形成与演化研究则显得较薄弱。华北克拉通东南缘出露的变质基底(五河变质杂岩)和下地壳包体岩石无疑为这一研究提供了极好的天然实验室。最近的研究结果显示,五河变质杂岩中的变基性岩经历了80~90 ga的高压麻粒岩相变质作用[28-29]。徐州—宿州一带中生代侵入体中包体的岩石学、年代学和岩石地球化学研究也表明,这些包体大部分形成于24~25 ga并经过大约8 ga高压麻粒岩相变质作用[25-29]。但是,有关研究区下地壳岩石的成因、形成与演化仍是亟待解决的重要科学问题。
为了更好地了解华北克拉通东南缘前寒武纪地壳(尤其是下地壳)的形成和演化过程,笔者根据近年来对蚌埠地区出露的前寒武纪变质基底和宿州附近夹沟中生代闪长斑岩中捕虏体的研究成果和进展,结合研究区已发表的相关资料,总结了华北克拉通东南缘前寒武纪幕式地壳生长和多期变质作用与改造的岩石学和年代学证据。
地质背景
华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一,保留有大于36 ga的古老地壳物质残留[30]。地理位置上,华北克拉通西接祁连造山带,北邻天山—内蒙—大兴安岭造山带;在南端,秦岭—大别—苏鲁造山带把华北克拉通和扬子克拉通分开(图[26])。基于年代学、岩石组合、构造演化和p-t-t轨迹的不同,将华北克拉通划分为东部陆块、西部陆块及夹于其中的中部造山带[8,0,9,3]。笔者研究的蚌埠和徐州—宿州地区位于华北克拉通东部陆块的东南缘,距苏鲁造山带西端的郯—庐断裂带以西约00 km,距大别造山带北端约300 km (图)。区内变形的新元古代和古生代盖层,以及晚太古代到古元古代的变质基底侵入有大量小的中生代侵入体(如夹沟、班井和利国岩体;图)。这些中生代侵入体主要由闪长质和二长闪长质斑岩组成。研究区的前寒武纪变质基底主要出露在蚌埠地区(常称为“五河变质杂岩”或“五河群”[32]),并且被中生代含石榴子石花岗岩所侵入[图2(a)];而中生代侵入体中含有大量下地壳或幔源包体或捕虏体[25-26,29,33-34] [图2(b)]的徐州—宿州地区则无变质基底出露。近期研究表明,变质基底出露区(荆山、怀远和凤阳等地)发育的含石榴子石花岗岩主要是由华南三叠纪俯冲陆壳岩石在59 ma左右发生部分熔融形成的[35-36]。
研究区变质基底的岩石类型主要有(含石榴)斜长角闪岩、榴闪岩、石榴麻粒岩和片麻岩等;下地壳包体的岩石类型主要有(含石榴)斜长角闪岩、榴闪岩、石榴角闪石岩、石榴麻粒岩、含石榴角闪斜长片麻岩和花岗片麻岩等。此外,包体中还有含尖晶石石榴单斜辉石岩、含金云母单斜辉石岩和含尖晶石二辉石岩等形成于古生代((393symbolqb@ 7)ma)的幔源岩石,指示北秦岭向东延伸到华北克拉通东南缘(至少到安徽宿州地区)以及在华北克拉通与扬子克拉通之间存在一个已消失的新元古代洋壳[33]。
研究区前寒武纪变质基底岩石(五河变质杂岩),主要出露于“蚌埠隆起”区(如荆山、怀远和凤阳等地),岩石类型主要有含石榴斜长角闪岩、榴闪岩、石榴麻粒岩和片麻岩等。石榴斜长角闪岩呈构造岩块或条带状产于不纯的大理岩中[29,34-36],两者之间呈构造接触关系,反映了它们原岩的不同以及可能具有不同的演化历史,它们的原岩分别为岩浆岩和沉积岩。石榴斜长角闪岩(如样品07fy0)主要由石榴子石、斜长石和角闪石以及少量单斜辉石、榍石和微量金红石等矿物组成(图3(a)、(c)[29])。石榴子石在成分上是均一的,为铁铝榴石镁铝榴石钙铝榴石固溶体,锰含量较低。斜长石有3种产出形式:以包裹
体形式产于石榴子石中;以后成合晶形式与绿角闪石共生;以基质形式产出。富钛的棕色角闪石通常以包裹体形式产于斜长石[图3(b)[29]]或基质中,tio2含量(质量分数,后文同)高达
382%;而产于基质中或与斜长石共生产于后成合晶中[图3(c)]的绿色角闪石几乎不含ti。基质中残留的单斜辉石为透辉石。榴闪岩[图3(d)、(e)]主要由石榴子石、角闪石、斜长石和石英等组成,石榴子石在成分上相对均一,类似于样品07fy0的石榴子石组成;角闪石有2期,分别为早期的棕色高钛角闪石和晚期的绿色低钛角闪石,这些特征暗示榴闪岩样品也经历了类似的高压麻粒岩相变质作用及后期变质作用叠加。石榴麻粒岩的主要矿物组合为石榴子石+单斜辉石+斜长石+角闪石[图3(f)],这种矿物组合指示其经历了高压麻粒岩相变质作用[4-6]。
研究区下地壳包体的岩石类型很丰富,如(含石榴)斜长角闪岩、榴闪岩、石榴角闪石岩、石榴麻粒岩、含石榴角闪斜长片麻岩和花岗片麻岩等(图4[29,33])。其中,石榴斜长角闪岩(如样品07jg2)主要组成矿物为石榴子石、斜长石、角闪石、金红石、石英以及少量单斜辉石[图4(b)、(d)、(e)]。石榴子石晶体在尺度上为毫米级别,成分相对均一,为铁铝榴石镁铝榴石钙铝榴石固溶体。斜长石有3种产出形式:以包裹体形式产于石榴子石中;以后成合晶形式与单斜辉石和(或)角闪石共生;以基质形式产出。大部分金红石已退变为钛铁矿,单斜辉石被以角闪石+斜长石组成的后成合晶结构所替代[图4(d)、(e)]。有时可见裂隙中钾长石等矿物的分布[图4(b)],可能指示晚期的溶体交代作用结果。
石榴麻粒岩(如样品07jg4、08jg5)主要组成矿物为石榴子石、斜长石、角闪石、单斜辉石、石英、金红石、榍石和少量绿泥石[图4(a)、(f)~(h)]。单斜辉石为透辉石,有2种产出形式:与金红石和石英共生,以包裹体的形式产出于石榴子石和榍石中;以残晶形式与斜长石和角闪石共生产于后成合晶中。透辉石局部被绿泥石所交代[图4(f)]。含有金红石和角闪石针状出溶体的单斜辉石有时含有角闪石退变边[图4(g)]。石榴子石的典型特征是含有定向的针状金红石出溶体[图4(g)],成分上类似于样品07jg2的石榴子石。长石主要以基质或后成合晶形式存在[图4(f)]。基质中的金红石部分被钛铁矿所替代。
含石榴角闪斜长片麻岩(如样品07jg32)[图4(c)]主要矿物组合为石榴子石+斜长石+角闪石+金红石,金红石部分退变为钛铁矿,石榴子石被斜长石+角闪石后成合晶所环绕。此外,石榴角闪石岩的主要组成矿物为石榴子石、角闪石、金红石[图4(i)]:石榴子石有2期,包括具有针状金红石出溶体的早期石榴子石和晚期深色石榴子石;角闪石也有2期,分别为早期的褐色富铁、高钛角闪石和晚期的绿色低钛角闪石。
不同样品中的角闪石是按照leake等的分类方案[37]来命名的。棕褐色、富tio2角闪石为韭闪石和铁质韭闪石,而绿色、低tio2的角闪石为镁质绿钠闪石和浅闪石[图3(b)、(e),图4(i)]。表明这2类角闪石分别形成于不同的变质条件下,如麻粒岩相和角闪岩相条件下,因为前人研究已证明角闪石中ti含量随变质程度的增加而升高[6,38]。这种差别也得到了岩相学证据的支持:绿角闪石产出于后成合晶中,而棕褐色角闪石以包裹体形式产出。有些样品中含有较多的富钛角闪石,可能反映了它们不同的原岩成分。根据电子探针成分分析,不同类型的角闪石可能形成于不同的变质条件下(图5[39]),`这进一步证明本区下地壳岩石经历了多期变质叠加与改造过程。
综上所述,无论是变质基底还是下地壳包体岩石,它们大多数(除下地壳上部的岩石以外)都含有石榴子石、单斜辉石、金红石、斜长石和石英等峰期矿物组合,指示形成于高压(大约 gpa)麻粒岩相条件下[40]。另外,这些样品缺少诸如蓝晶石和硅线石之类的富铝矿物相,表明其原岩为岩浆岩而非沉积岩成因[4]。基于上述显微结构观察和矿物之间的关系,至少可以区分出峰期高压麻粒岩相(石榴子石+斜长石+单斜辉石+石英+金红石±富钛角闪石)变质矿物组合,以及后期角闪岩相(斜长石+绿角闪石+钛铁矿+榍石)和绿片岩相(绿泥石+方解石+磁铁矿)等退变质矿物组合。因此,研究区前寒武纪变质基底岩石以及大多数下地壳包体岩石所
历的最高变质条件为高压麻粒岩相。矿物组合与初步的温压计算结果表明,高压麻粒岩相变质阶段温度和压力分别为800 ℃~860 ℃和0~2 gpa[29]。但是,由于缓慢冷却,尤其是可能经历了缓慢折返作用的岩石(如样品07fy0),而导致矿物的fe-mg交换或重置[42],所计算的温度有可能代表高压麻粒岩相变质阶段的最小估计值[43]。
3幕式地壳生长与多期改造的年代学和f同位素证据
由于受到后期多阶段变质作用叠加的影响,sm-nd和rb-sr同位素体系发生了重置和(或)矿物之间的同位素不平衡,往往难以准确测定不同变质阶段的时代,而锆石无疑是理想的定年矿物。锆石是一种难熔矿物,具有很低的pb扩散速率[44],因而高级变质岩中锆石常常能保留多期次的岩浆作用和变质作用记录[45-49]。因此,锆石的原位u-pb定年是获得经历过复杂演化过程和多期变质作用岩石可靠时代的有效方法。但是,由于物理化学条件变化和每期变质时间长短的不同,导致早期的锆石结构发生改变和(或)新的锆石生长,从而造成高级变质岩中的锆石结构显示较大的变化性和复杂性[50]。锆石中的变质矿物包裹体能把年代学结果和变质作用直接联系起来,而对于那些反映岩石复杂的岩浆和变质作用历史的环带锆石所表现出的诸如不规则边界、不同的核幔边区域之类的复杂结构可以通过阴极发光(cl)图像揭示出来[5-52]。此外,锆石的lu-f同位素体系优于其u-pb体系,通常能抵抗后期蚀变和改造作用的影响[44,53-54],能保存近于初始的f同位素比值,并可以用来示踪岩石成因和源区研究[55-56]。
因此,单颗粒锆石u-pb和lu-f 同位素的联合分析数据已被证明能提供有关岩浆和变质事件以及岩石成因和壳幔演化的可靠详细信息[53-55,57-65]。正如前文所述,华北克拉通是一个古老的克拉通并经历了复杂的演化过程,为此,笔者根据最新研究成果以及已发表的有关华北克拉通东南缘变质基底和下地壳包体的锆石u-pb年代学和lu-f 同位素数据,探讨了研究区前寒武纪下地壳的形成和演化过程。
根据锆石阴极发光图像(图6[29,33-34])可以看出,研究区前寒武纪下地壳包体岩石经历了复杂的岩浆热事件和多期变质作用,大多数锆石显示核幔边结构,包括典型的岩浆锆石核和具有石榴子石+单斜辉石+金红石+斜长石等高压麻粒岩相矿物组合的8~9 ga变质锆石[29,33]以及具有高的ti温度(大于800 ℃)的248~249 ga麻粒岩相变质锆石[34]。锆石u-pb年龄结果统计(图7)显示,研究区经历了25~26、2 ga的岩浆热事件以及25~26、2、8~9 ga以及390、76 ma的变质事件。其中,形成于25~26 ga的下地壳岩石包括2类:一类是经历了2 ga和(或)8~9 ga高压麻粒岩相变质作用以及390、76 ma的变质改造,而且可能是因为这类岩石位于下地壳下部,在2 ga时靠近俯冲带,因而遭受大洋俯冲与变质作用的强烈影响而造成pb同位素均一化,形成了具有与约2 ga岛弧岩石一致的高放射成因pb同位素组成;另一类岩石则形成于255~264 ga,可能因处于下地壳上部而仅遭受了248~249 ga麻粒岩相变质作用,但没有2 ga和(或)8~9 ga变质叠加的岩石学和年代学记录,表现为典型的前寒武纪下地壳岩石特点的低放射成因pb同位素组成[34]。此外,强烈的约8 ga高压麻粒岩相变质作用可能是由于幔源岩浆底侵于下地壳底部而导致大规模地壳加热和增厚引起的,这也与该时期华北克拉通存在广泛的拉张、裂谷作用以及相关的镁铁质岩浆侵位等相吻合[8,20-2,29]。
锆石的f同位素分析(图8[33])指示,研究区前寒武纪下地壳经历了25 ga和2 ga的岩浆热事件。鉴于这2期锆石的ε-f(t)中有一部分样品为明显的正值(如5~2),反映它们的原岩来自于新生地壳,结合其原岩性质和地球化学特点,指示它们的岩石成因与2期俯冲增生事件有关[33]。此外,27~28 ga的继承锆石u-pb年龄(图7)和锆石f模式年龄[33-34]暗示研究区可能还存在更老的地壳物质或更早的地壳生长时期,这尚需进一步的研究。
4结语
()华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳的岩石组成复杂,反映一个不同形成时代和不同成因并经过多期不同程度变质作用与改造的形成、演化过程。
(2)华北克拉通东南缘在前寒武纪发生过幕式地壳生长,至少包括25~26 ga和2 ga这2期俯冲增生和约8 ga的垂向增生过程。由f模式年龄和继承
锆石限定的27~28 ga可能代表另一期地壳生长时间。
(3)华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳岩石至少经历过25~26、2、8~9 ga以及390、76 ma等多期构造热事件和不同程度的变质交代与改造,造成岩石中某些元素和同位素特征发生变异。
关键词:公共选修课;医学实验动物学;翻转课堂;构建
中图分号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)09-0163-02
翻转课堂”(Flipped Classroom),又被称作“颠倒课堂”(Inverted Classroom)[1],其大体做法是学生在课前进行自定步调的学习(观看视频讲座或阅读文献),课堂时间则用来深化概念和参与合作性的问题解决[2]。2011年起源于美国,被加拿大《环球邮报》评为2011年“影响课堂教学的重大技术变革”[3]。翻转课堂模式不但可以提升学生自主学习能力,更能发挥学生的创新能力,达到更好的教学效果[4]。医学实验动物学是动物医学、动物科学专业的一门专业选修课程,主要内容包括实验动物科学在医学研究中的延伸、善待动物、动物实验常用实验技术等,课程主要介绍了一些具体技术方法,注重能力的培养,传统的填鸭式教学已不适合这门新学科。因此,引入翻转课堂教学模式,让枯燥的教学内容生动形象化,使学生变被动为主动学习,很好地提高了学习效率。
1 翻转课堂教学模式在《医学实验动物学》教学中构建与应用
1.1 教学内容 课程组教师分别从人类疾病的动物模型、环境因素对实验动物和动物实验的影响、实验动物的环境设施及控制等章节中选取重点内容录制为微视频,建立成微视频库,进行翻转课堂教学模式的应用实践。
1.2 翻转课堂模式的构建 课程组教师根据授课内容设计了具体实践环节,包括课前、课堂、课后,详见图1。
1.3 翻转课堂教学模式在《医学实验动物学》教学中的应用
1.3.1 应用方案 选取15级动物检疫专业班级(32人)为教学对象,“环境因素对实验动物的影响”内容为例,进行实证研究。
1.3.2 实施过程 课前,学生已经学习了实验动物学总论和常用实验动物及其管理等内容。教师从对实验动物影响的因素中选取了温度、湿度、气流、气流速度及换气次数、噪音等作为重点,录制了一段时长近8min的微视频,并设计了思考题“归纳影响实验动物的环境因素有哪些?”,在课前网络。课堂,学生通过课前微视频自学,对影响实验动物的环境因素有了一定了解。教师课堂授课进行的顺利,课堂学习效率得到了提高。教师主要收集学生的疑问,进行讲解。课后,收集的学生学习反馈意见,整理得出结论。
1.4 应用效果
1.4.1 学生对翻转课堂教学模式的认可度 68.8%的学生认为翻转课堂很有必要,75%的学生认为翻转课堂很有效,反映了学生对翻转课堂模式的认可度很高,详见表1。
2 进一步加强翻转课堂模式的几点建议
2.1 制作高品质微视频,提升教师信息化素养 翻转课堂教学模式的关键是微视频的制作。一个生动、形象、有教育意义、有创造性的视频,能够激发学生的兴趣与思考。这就对专业课教师提出了更高的要求,不仅拥有过硬的教学能力,还应该具备高水平的信息化素养和课堂管理能力,可以制作出高水准的教学微视频,并合理的组织与安排课堂教学活动。
2.2 保障学生课前学习,反馈真实 学生的课前自学是翻转课堂有效的前提,因此,需要教务部门合理安排课程时间,任课教师及时上传教学视频,同学之间利用网络平台积极互动,制定出科学的学习跟踪方案,以保障学生课前自学的完成,信息反馈的真实。
2.3 建立多元化教学平台 在目前的教学中,使用的是班级QQ群、微信群作为网络平台。从搜集的反馈信息看,学生觉得网络平台较单一,比较起来更喜欢微信群,也建议建立微信公众号或者班级论坛等。90后的学生是崇尚个性学习的一代,丰富多元的教学平台才能满足各层次学生学习的需求。
3 结语
随着信息化社会的不断发展,教学的资源更加丰富,教学的手段也更加多样,教师主宰课堂的灌输式教学已经无法适应当前教育教学的需求,将信息技术广泛应用于教育教学领域已经成为时展的必然趋势[5]。起源于美国的翻转课堂的引入与本土化,是一个迫切又艰巨的研究课题[6],将其引入高校专业选修课《医学实验动物学》中实践,取得很好的教学效果。将翻转课堂模式引入医学实验动物学中是一种探索性的尝试,且初期遇到了各式各样的问题,在今后的教学中,教师需结合工作实际将其不断改进和完善。
参考文献
[1]严文法,包雷,李彦花.国外“翻转课堂”教学模式的理论与实践探析[J].电化教育研究,2016,(11):120-128.
[2]杨春梅.高等教育翻转课堂研究综述[J].江苏高教,2016(1):59-63.
[3]胡小勇,张瑞芳,冯智慧.翻转课堂中的问题导学策略研究[J].中国电化教育,2016(7):93-97.
[4]周贤波,雷霞,任国灿.基于微课的翻转课堂在项目课程中的教学模式研究[J].电化教育研究,2016(1):97-102.
[5]王国亮,詹建国.翻转课堂引入体育教学的价值及实施策略研究[J].北京体育大学学报,2016,39(2):104-110.
[关键词] 实验动物;动物实验方法;教学改革
[中图分类号] G420 [文献标识码] C [文章编号] 1673-7210(2012)04(a)-0171-02
Practice and experience of teaching reform of experimental animals and animal experiment methods course
LU Ping SHI Jingjing
School of Pharmacy, TCM of He′nan University, He′nan Province, Zhengzhou 450008, China
[Abstract] In accordance with the actual needs of postgraduate cultivation in higher colleges and universities of traditional Chinese medicine, teaching of the experimental Animals and Animal Experiment Methods course was reformed in order to improve the teaching effectiveness and ensure the quality of postgraduate cultivation. This paper introduces the teaching reform practice and experience of the course from the choice of teaching content, teaching methods, assessment methods, teaching effectiveness analysis and evaluation and other aspects.
[Key words] Experimental animal; Animal experiment methods; Teaching reform
实验动物与动物实验方法是研究实验动物与动物实验的理论及实践知识的一门课程。其主要任务是使学生学习实验动物和动物实验的基本知识和技能;其目的是使学生接受动物实验中基本技能的训练,熟悉和掌握一些常用动物实验的知识和技能,为今后独立开展科研课题的研究奠定基础。随着时代的进展,实验动物科学为生命科学的发展起着很大的推进作用,其重要性愈来愈为人们所认识[1]。但是,与西医院校相比,在中医药院校对学生动物实验等方面动手能力的培养,还远远不够。在多数中医药院校本科阶段的专业都没有开设相关课程,而只在药理学、生理学等课程中分散学习了动物实验的相关内容,因此造成学生们在实验动物和动物实验的方面基础知识相对薄弱,动手能力较差,也使部分高层次学生(硕士生、博士生)科研水平难以在短期内提高,以至于与现代中医药科研工作的要求形成反差[2]。因此,实验动物与动物实验方法课程在高等中医药院校研究生培养中的作用也越来越受到重视。而如何开展好实验动物与动物实验方法课程的教学,满足培养中医药院校研究生的需要,一直是从事该课程教学的教师思考的问题,自我校开设实验动物与动物实验方法课程以来,结合教学实践,从教学内容、教学方法、考核方法等方面对该课程教学进行了改革。
1 关于课程的教学内容
1.1 根据教学对象的实际需求选择适当的教学内容
通过教学发现,虽然中医药院校的研究生大多是中医药专业的毕业生,本科阶段通过一些课程的学习也多少做过动物实验,但大部分学生动物实验基本操作能力很差,许多学生连大、小鼠如何保定都不会正确操作,对实验动物的知识更是知之甚少,急需提高在实验动物和动物实验操作方面的能力。因此,虽然在本校该课程是硕士研究生的一门选修课,但很多研究生导师都要求学生选修这门课程,以便为之后的科研工作做好准备。
基于所培养研究生的实际需求,加上课程学时的限制,实验动物与动物实验方法课程在教学内容的选择上以动物实验方法为主,主要向学生介绍动物实验基本操作技术、科学研究中的动物实验方法及动物外科实验操作方法等内容,同时结合课程内容尽量多地安排不同类型的动物实验项目,在实践中培养和提高学生的动手能力;而实验动物的相关知识为辅,主要向学生介绍实验动物的概念、分类、选择,动物模型、常见实验动物品系的生物学特性及应用、影响动物实验结果的因素等内容,从而使学生们在今后从事动物实验时,能够从实验目的和需要出发,合理地选择和应用各种实验动物。而对与研究生以后科研工作关系相对较小的实验动物育种学和生态学方面的内容进行了适当的删减。
1.2 适当增加科研方法方面的内容
根据学生以后进行科研实验的需要,在教学过程中适当增加科研方法方面的内容。对于医药院校的研究生,今后的科研实验很多都与药物有关,药物的配制以及剂量的确定对获得准确、可靠的实验结果十分重要。因此,增加了常用中西药物或试剂浓度的表示方法、给药溶液的配制与换算、不同种属动物间剂量的换算、人与动物用药量的比例换算等内容。另外,对于研究生来说,学位论文是检验研究生科研能力、创新能力、理论基础、专业知识、学术水平的重要手段,是其培养质量的重要标志[3]。而在本科生阶段,学生缺乏科研论文写作方面的训练,有的同学甚至连实验记录和实验报告都不会写,或者很不规范,因此,该课程还增加了动物实验数据的收集整理、描述和运算,常用统计学方法的选择及应用,实验报告与论文的撰写及注意事项等内容,并结合相关实验项目让学生及时进行练习,使学生在进入实际科研工作之前,对相应的科学研究方法有所了解,为以后能够迅速准确地开展相关工作打下基础。
1.3 介绍实验动物和动物实验技术方面发展前沿内容
当今科技发展日新月异,在进行教学的过程中,也要注意不断补充和课程有关的一些开拓性、前沿性和应用性较强的内容。例如:讲解传统屏障系统特点的同时,介绍近年来倍受关注的独立通气笼具设备(IVC)的特点以及在清洁级以上实验动物饲养和饲养中的应用情况;讲授传统动物实验操作技术的过程中,介绍基因导入技术、克隆技术、胚胎移植技术、胚胎干细胞技术等知识在实验动物和动物实验当中的应用。通过这些内容的学习,让学生了解当前生物医学发展前沿的这些最新技术,扩大学生的视野,激发他们学习的热情,为今后的科学研究工作打下基础。
2 教学方法
实验动物与动物实验方法对于今后从事科研实验研究的研究生们来说是一门重要的基础课程。然而该课程涉及的内容较多、实践性强,而课时有限,为了满足教学需要,理论教学以多媒体教学为主,利用多媒体教学可视性强的特点,在课件中尽量补充大量的有关实验动物和动物实验方法等方面的图片及影像资料,以丰富教学内容增强学生的感性认识;而多媒体教学信息量大的特点也可以一定程度上缓解教学内容多而课时有限的矛盾。但是,多媒体教学能够指导学生的实验操作,而学生的实验能力的形成,只能通过实际训练才能获得[4]。因此,该课程的教学非常重视学生的实验操作练习,在每次理论教学完成后,都会安排与之相关的具体实验项目由学生独立完成,及时将理论和实践结合在一起,促进学生对理论知识的理解和掌握。在课程安排上,理论和实验课时比为1∶2,大大增加了实验课的比例,增加了学生动手实践的时间,有效提高了学生的实验操作能力。并且,在以后的教学过程中,将在部分章节中尝试引入自主授课式教学[5]或PBL教学[6]等多种教学方式,使课程教学手段更加多元化,提高学生学习的主动性,培养学生的创新思维。
3 考核方法
本课程的考核由三部分组成:①平时成绩。主要以实验报告为主,占总评成绩的30%。②期末实验操作考试。实行一对一考试,试题由相关理论知识和实验操作技能两部分内容组成,其中实验操作由学生独立动手完成,指导教师根据完成的情况评分。占总评成绩的60%。③撰写相关综述或小论文。要求学生查阅与动物实验或实验动物相关的文献资料,可以从不同方面进行论述,同时独立完成小论文。如果在批改过程中发现互相抄袭、内容雷同的,成绩均为零,并令其重做。该部分占总评成绩的10%。通过这些考核,一方面要求学生认真对待每一次课堂学习和实验操作训练,另一方面培养学生查阅文献、独立思考的能力,为以后独立撰写实验报告和科研论文打下基础。
4 教学效果分析与评价
通过这几年的实践,对我院2006~2010级选修该课程的研究生进行调查后发现,该课程得到了导师和学生们的认可。通过课后反馈了解到,课程中加强动物实验操作技术方面的内容有利于提高学生的实验操作能力,而对实验动物相关知识的讲解加深了学生对实验动物的认识,有助于今后科研工作中对于实验动物的有效利用。同时,学生们普遍认为,理论课与实验课的有机结合,特别是讲授完相关理论内容随后就进行实验操作的教学安排对强化理论内容的理解和操作技术的掌握非常有效,学生的问卷调查满意度达95%以上,取得了良好的教学效果。但目前还存在着教学课时不足,实验场地偏小,实验教学仪器台件数不足等情况[7-9]。今后,对于该课程的教学,还需继续努力改进、扩大知识面、改进教学方法,对教学安排和教学条件还要进一步完善,提高该课程的教学质量,促进中医药院校研究生科研能力的不断提升。
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【关键词】 中草药;中草药分子;方证组方;分子中药
0引言
中药是国粹,善治疑难重症,护佑着中华民族繁衍和昌盛数千年. 中药是在中医理论指导下用于治疗疾病的药物,故其治病具有“多用复方”、“多种成分”和“多个靶点”的特征. 但因中药成分十分复杂,加之用药习惯和制剂工艺恪守传统等原因,中药复方存在成分不清楚,作用机制不明确,制剂外观“粗、大、黑”,多数制剂起效较慢,质量难以控制等明显不足或缺陷. 这不仅使得现代人群抵制中药的意识增强,还直接导致中药失去国际竞争能力,甚至部分人已开始怀疑中药的科学性和动摇中药存在的必要性. 因此,如何解决中药的创新已成为21世纪全球共识的难题. 有科学家主张从中药材中提取、分离和纯化出化学成分,进而研制创新药物即1类新药;这无疑水平很高,也确实是发现和创制创新药物的重要方法之一,但研制出的制剂是化学药品,不再是中药!还有研究者强调从单味中药中获得有效部位群,这无疑也是新药研发的另一种方法,但研制出的药物一是失去了中医临床的中药复方特色,二是研制成的制剂归属于天然药物. 那么,中药如何进步和发展?中药如何适应中医临床?传统中药复方与中医临床方证理论如何继承和发扬?我们对此该做什么、能做什么呢?我们认为,中药与中医是中医药科学领域中即相对独立又互相制约、彼此互为生存又依从发展;鉴于中药的属性归于中医临床的特征,即中药是中医药理论体系的重要组成部分,是中医治病的主要手段,所以,中药创新的关键在于中医药理论的继承与创新,其次是研究方法的进步和创新.
1现代中医药新思想和新理论
1.1“中药分子”与“分子中药”等新概念中药的有效成分是发挥药理作用的基础. 我们采用现代中药化学组学和中药分子药理学研究技术,对不同中药,结合各药材已知的药理作用,将分离提取获得的各个有效成分或部位如挥发油、生物碱、黄酮、香豆精(素)、蒽醌、强心苷、皂苷、萜和多糖类等,按其化学性质如分子质量、极性或酸碱性质等特点相近者划分为化合物群,以活性分子为依据进行药理活性的比较研究,研究中药临床治病的多样性和多靶性,揭示中药的多成分即多分子效应机制. 我们认为中药和中药复方是由诸多具有特定骨架(即结构)和药理活性的分子组成,确定单味中药或复方制剂中的有效成分或部位,分析它们对中医“证”作用的主与次或区分其强弱,并将源于单味中药或复方中药中具有特定药理作用的有效成分或部位称为“中药分子”. 按照中医辨证论治原则,以中医“证”和病机为依据,继承并创立以治疗主证的中药分子为“君药”、协同或增强君药疗效者为“臣药”、治疗次证者为“佐药”、减毒或调和诸药者为“使药”等的中药分子配伍思想即为“方证组方”概念. 按照方证组方思想组方并研制成功的中药新药成为“分子中药”. 继而,把研究和分析中药或复方中的分子组成、结构、理化性质、药理活性及其机制和配伍规律的科学称之为“分子中药学”[1-3].
“中药分子”的命题早在上世纪90年代由刘德麟等[4-6]提出,主张中医理论必须现代化,并认为中药主要的整体效应可以归结为中药分子对机体生物分子的作用. 分析中药分子对机体生物分子作用的特点,不仅可以把握中药治病的整体效应规律,利于明确中药的疗效、药用部分、用量、炮制和制剂、服法、副作用、禁忌证、毒性反应、中药效应的多样性和多成分作用的综合性,更方便确定中药合用时的功能与主治、判断中药配伍的歧议和发掘中药的新用途. 他们推崇中药分子药理学是古典中药药理学的发展,是现代中药药理学的方向;力荐用中药分子方剂取代中药方剂. 王米渠等[7-8]认为中医在理论、临床、中药三方面的分子生物研究已取得一定成果,呼吁建立“分子中医学”和“中药分子药性学”,以在中医理论上拓展基因组学、生物信息学等方面的空间;使中药在中医临床疗效基础上说明分子机制. 吴凤锷[9]早年已提出“分子中药学”和“组合中药学”思想,提出在“组合中药学”理论指导下,将极其复杂的中药成分组成按化学结构和活性分解为若干群体,使问题简化,然后分别研究这些群体的化学组成和结构,将这些群体分为单味中药的表征性成分和非表征性成分,使其系统化,在查明组合分子的组成和药效以后,以单味中药的主要组合分子群组合成新型中药.
1.2新思想和新理论提出的时代背景和依据中医药学经历数千年至今,传统辨证论治的组方原则仍然是中药新药研制立方的依据,但这一组方原则因入药的每一味中药(不论是饮片还是原生药)本身就是由多成分组成的复方,加之恪守传统制备工艺(如粉碎、水煎煮和乙醇回流提取等)和方法,其制剂不仅难以克服“粗、大、黑”等缺陷,而且成分更为复杂(至少包括原药成分和次生成分). 所以,造成制剂落后和成分不清的主要原因有:第一,传统的中医药理论与现代中医药新观点缺乏有效的传承. 如传统中医药理论“八纲辨证”和“辨证论治”是谈用药需根据临床发病特征进行标本兼治的组方与治病的原则,虽然这一理论几千年来一直指导着传统中医药临床实践,其重要性不仅是传统中医药理论体系的精髓,而且对形成现代中医药理论体系亦具重要指导作用;但该理论同时也明显存在“应用抽象”和“随证变方”不确定性等缺陷. 因此,传统中医药理论比较适用于中医药临证医学的实践,对于现代中医药学的发展特别是研制中药新药明显不相适应. 第二,缺乏传统中医“证”的实验动物模型,致使传统中医药理论难予研究与求真,同时也导致现代中医药理论难以创新. 传统中医药理论,特别是很多古方、名方无不凝集着古时代祖先们以身试药、付出无数生命作代价、经历千百年临床实践的总结与结晶;随着人类社会思想的不断进步,文明意识的提高,社会与自然科学技术的飞速发展,特别是实验医学的兴起,人们开始意识到以身试药既不人道,又具风险;对此,人们便孜孜不倦探索着使用人类疾病替身进行试药的方法,即现代统称的人类疾病动物模型. 但遗憾的是,由于生物进化的很大差异和中医“证”的特殊性,致使许多人类疾病不能或很难用适合的动物复制出相同或相似的疾病模型. 所以,中医“证”的动物模型缺乏不仅导致中药的疗效难以评价,而且也制约着传统中医药理论的实验验证和发展. 第三,中药的临床取效往往呈现多组分(成分)、多靶点和多效应特征,加之一些人类疾病谱变异迅速的特点给药物的体内疗效基础研究带来极大困难. 综上所述,构建中药组方新理念、创建药物和证效评价的动物模型是研制中药新药的关键技术.
2中药分子药学与药理学评价
研究分子中药,中药分子药学与药理学评价是最基本的研究内容. 二者按方法学区分是相对独立的,按关联性来讲又是相互关联的. 处方筛选是中药新药研究的起始环节,组方思想往往从筛查“中药分子”的中药化学组学研究、及其“证效评价”即中药分子药理学的关联研究中产生,选择针对性强、主治病证专一、多年临床经验方或古方作为基础方,按照方证组方理论和中药化学组学等方法,提取、分离、纯化和分析组方中的中药组分,经中药分子药理学证效评价,确定方剂的工艺路线,明确体内各中药分子的作用靶标、效应强度或主次,优选疗效显著且副反应小的新制剂组方,进而创制分子中药新药.
3“分子中药”与“分子中药学”的区别与联系
“分子中药”、“分子中药学”等观点的提出是传统中医药理论的继承与发杨. 我们在此提出的“分子中药”系指体内物效作用及其机制明确的治病药物;所以,分子中药是物或产品的属性. 而"分子中药学"从其上述命题的内涵不难看出,它是发现和研究分子中药的思维、方法学的高度概括,阐述的是理论体系,是实施思想与实践的属性. 分子中药是分子中药学研究的结果或成果,是分子中药学的科研设计与研究的目标. 分子中药的本质是中成药,但其处方组成不是中药原生药或饮片,而是体内已经方证评价证实具有明确作用的有效成分或有效部位的复方,同时处方中的各组分遵从中医组方原理和治则,并应符合中成药制剂工艺及其质量标准.
4中医“证”的实验模型是创制分子中药的重要保障
4.1实验模型与分子中药的研究关系分子中药学的研究实质是以筛查中药分子为主线,寻找中药分子靶标及其作用机制为重点,评价各中药分子对中医“证”即西医疾病的作用强度并组方为条件,创制分子中药为终极目标的新药发现和创制的科学实践体系. 由此可见,动物模型不仅是研究传统中药药理及其作用机制的主要方法,更是分子中药学科学研究中不可缺少的最重要、最客观和最基本的评效探机方法. 由于分子中药的组方依据源于中药分子的证效评价及其比较研究的结论,故创建各种可用于中药分子药理活性发现和评价的实验模型,特别是代表中医“证”的生物分子、细胞、器官或组织及动物模型至关重要.
4.2国内已有的研究基础和进展在创制中药新药的过程中,因缺乏评价新药有效性的动物模型导致不少新药研究失败或限制了新药的发现. 因此,研究和复制与人类疾病相同或相似的证效评价动物模型一直是创新药物研制领域中备受关注的技术难题. 自上世纪80年代初,施新猷[10]和郭鹞[11]分别主编了我国第一部《医学动物实验方法》和《人类疾病的动物模型》专著,揭开了我国比较医学发展的序幕,同时也给新药研制的药效学评价提供了技术支撑. 之后的20余年,我们在实验医学研究领域创建了“泌尿系结石”、“视网膜动脉栓塞”、“心血管型放射病”等证效评价系列动物模型,改良了"再生障碍性贫血和红斑狼疮"动物模型;尤其是采用光化学损伤造模等先进手段,建立了家兔视网膜动脉血栓(血瘀证)模型,为中医眼科急重病的实验研究创造了条件. 在总结自身创制的方证评效动物模型的基础上,我们系统查阅和收集了国内、外实验医药学中的动物模型,并按照人类医学系统分类等方法,编撰出版《比较医学》[12],《现代医学实验动物学》[13],《中药药效学研究与评价》[14]等专著,不仅为新药药效学评价提供了实验、教学和研究方法,同时亦为中医药学和实验动物学等专业的广大教、医、研人员的科技工作提供了参考.
5我们的研究与探索
近年来,我们采用“方证组方”思想,从分子、细胞、器官和组织及动物模型等不同水平,对中药分子及其复方的药效和作用机制进行了较深入的研究,阐明方证分子组方配伍关系和物效基础,实现中药药效评价关键技术的整合. 在明确主靶点、强化主效应、降低副反应的基础上,创制高效低毒、成分明确和质量可控的现代分子中药方面已有初步心得和研究进展. 中药分子遵从“方证组方”概念创制分子中药新药,实现方剂从原生药材或饮片配伍到中药分子配伍的模式转化,为中药作用机制和新药筛选研究提供了方法学指导,这正是传统辨证论治中医药理论的继承和发展. 采用细胞和去势动物模型筛查出存在于槐角中具有雌激素受体竞争性抑制作用的中药分子即染料木素[15];研制的主治骨质疏松症的分子中药“染料木素胶囊”已于2004年获得国家SFDA 1类中药新药临床研究批文,目前正在进行Ⅱ期临床研究. 从水蛭[16]中分离获得具有显著活血化瘀作用的多肽成分,制备成用于治疗视网膜静脉阻塞[17]的“强力脉肽粉针剂”,正在进行临床前研究.
6展望
6.1古方是创制分子中药的基础方源目前,我国有据可查的中药古方至少10万余首,而且经过数千年的临床实践证明其临床有效和安全可靠. 但是,绝大多数古方系复方,其中有效成分的化学结构不清楚,作用靶点和分子机制更不明确. 因此,中药复方很难被主流医学和西方社会接受,在很大程度上限制了中药复方的推广和应用. 所以,采用现代中药分子的分析及其体内活性靶点研究,对于阐明中药古方的作用机制和配伍原理,向国际社会显示分子中药的科学内涵,已成为中国科学家亟待解决的一个非常重要而又艰巨的任务,更是创制分子中药最为简便可行的方法. 在这方面,陈竺等科学家为我们竖起了标杆,他们对民间用于治疗淋巴结核、皮肤癌等有效的验方(含砒霜、轻粉、蟾酥)逐一筛选,从复方到单味中药砒霜,又到化学纯三氧化二砷,终于研制成功“以毒攻毒”的“癌灵一号”注射液,创造了白血病临床治疗的“人间奇迹”. 对此,我们有理由相信,在不久的将来将创制出世界上第一个分子中药,让人们知道,中药讲得清楚,道得明白!
6.2分子中药是中药创新的必然和未来中药属于中医药学范畴是因为中医是“纲”,中药是“目”,“纲”举“目”张. 中药和中医即相对独立,又互为生存;是互生共存、相互交融的自然科学. 中药是中医药学的重要组成部分,是自然科学领域最具特色的学科之一;中药现代化就是将传统中医药的优势和特色与现代科学技术相结合,把中药推向现代化和国际化的过程. 中药现代化的关键在于中医药理论现代化. 因为中药是在中医理论指导下用于治疗疾病的药物属性,决定了中药不同于天然药物和化学药品;加之中药临床治病多强调主次证同治或兼治和辨证论治的整体调理治疗原则. 所以,中药创新的根本问题一是中医药理论必须创新;二是研究思路必须遵循阐明中药物质基础为主导的观念. 目前,随着学科间知识的交融与相互渗透,特别是广义医药学的分子生物学和人类基因组学等科学技术的迅猛发展,极大的促进了中医药的新观点和新理论的发现与提出. 本文已涉及到一些诸如“中药分子”、“方证组方”和“分子中药”及“分子中药学”等最新现代中医药新观点、新理论和新的科研命题,这些新思想或新观点不仅为现代中医药理论的形成奠定良好的基础,更重要的是将为创新中药的发现和研究提供了理论保障. 我们已经看到,一个崭新的现代中医药理论体系正在形成,分子中药必将成为未来全球医药市场最受亲睐的健康使者.
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关键词:食品毒理学 理论教学 实践教学
食品毒理学是研究食品中外源化学物的性质、来源、形成以及它们的不良作用与可能的有益作用和机制,并确定这些物质的安全限量和评定食品安全性的一门学科,为食品质量与安全专业的重要专业基础课之一。我国食品毒理学起步较晚,大概建立于20世纪50年代,至六七十年代,食品毒理学快速发展,对该学科的科学研究需求不断加大,从2002年起,一些高校和科研机构相继设置食品安全专业,由此《食品毒理学》成为食品质量安全专业的一门必修课程。近年来,很多老师就《食品毒理学》的教学方法及教学内容不断进行探索与实践,分别提出各自的观点。本文笔者也在不断尝试对食品毒理学的理论教学和实践教学方法进行有益改革、积极探索与创新,现就其在教学实践中的体会谈一下浅见。
一、深化理论教学改革,提高教学质量
1.改进理论教学,突出重点难点
食品毒理学具有与其他基础课不同的特点,所涉及生物学、生物化学、微生物学、化学、食品卫生学、食品营养学、生理学等相关学科的广泛知识,而食品安全专业多设在食品学院,所以其课程设置多与食品工艺相关,生理学、生物学相关课程无法全部安排,学生的医学基础知识面很窄,因此很多学生在学习中常常抓不住重点,找不到规律,花费很多时间却收不到好的效果。并且我校该门课程理论课只设置27学时,存在内容多而课时少的矛盾。为此,笔者在综合相关教材的基础上,补充生理学、生物学知识概念、抓住社会重大食品安全事件,合理安排各章节。根据教学大纲要求,将本课程分为总论和各论两大部分,主要讲解总论部分。在总论部分,重点讲解毒理学的一些基本概念,尽量把重点、难点和疑点讲明,描述性内容少讲,由学生课后自学。对于食品质量与安全专业学生来说,由于缺乏动物生理学、医学等相关背景知识,因此在讲解化学毒物在体内的生物转运、转化以及毒作用机制时,应重点讲解一些基本的概念和机制,不能太深入,否则容易造成学生越学越糊涂,结果事与愿违。另外,对于研究一些功能食品时候要对其进行必要的功能验证和安全性评价,其中必不可少就是进行毒性作用评价,因此在理论讲解的时候应重点讲解急性、亚急性、慢性毒性试验设计及毒性作用评价,以便为学生在以后科学研究中打下基础。在各论部分,综合当前食品安全涉及的主要内容,抓住社会重大食品安全事件,突出讲解目前比较热点食品安全问题,如二英污染、霉菌毒素中毒、转基因产品等。
2.不断更新教学内容
生命科学领域中新的理论和研究手段日益渗透到食品毒理学科,外源化学物中毒与危害的机理研究已进入分子水平。一些新发展的技术如基因重组、克隆技术、核酸杂交技术、PCR技术、DNA测序技术和一系列突变检测技术等已广泛应用于我国的各项食品毒理学研究。笔者在每学期上课之前都根据大纲要求,合理调整教学方案,补充新的教学内容,同时结合科研成果适当增加该学科研究的新进展,使学生了解现代食品毒理学的研究热点及发展趋势,提高学生的学习兴趣。
3.激发学生兴趣,开展探索式学习方法
在过去教学中我们多采用以教师讲授为主,学生被动接受为辅的教学模式,而忽视学生的接受能力。然而食品毒理学一些理论知识难理解、难记忆,对于食品质量与安全专业学生难以接受和理解,而且也不利于开发学生创新能力。为适应该学科发展的需要和培养高素质人才,探索食品毒理学教学方法,我们改变了传统的填鸭式的授课方法,引入启发式的教学方法,注重培养学生的归纳总结能力和主动学习能力。上课时更多采用与学生互动方式,及时获取学生对教学的反馈,及时调整教学方法。比如,当发觉课堂气氛不活跃时,可以改变教学方式,采用提问、讨论问题等形式,围绕基本概念及重点难点内容提出一些与日常生活实际密切相关的问题,让同学带着问题去思考。教学形式的灵活多样,往往可以达到事半功倍的效果。
二、加强实验教学,培养独立创造力,增加科研意识
1.改进实验教学内容,加深学生对理论和知识的理解和掌握
食品毒理学是一门基础学科,实验是毒理学的研究手段,也是学生了解和获得毒理学知识的一个重要的方法,对于食品质量与安全专业学生尤为重要。学生通过毒理学实验课,不仅可以验证某些毒理学理论,对于一些基础实验技术有一定的熟悉和掌握。学生通过观察实验动物的表现和反应不仅加强了对理论知识的理解并提高了学习效率而且有利于培养学生的观察分析和解决问题的能力以及动手能力。鉴于本课程实验课时有限,因此,笔者对实验课内容选择,尽量让学生掌握一些比较常用的基本实验技术,以便学生在以后科研工作中能学以致用;在实验顺序安排上采取由浅入深,循序渐进方式,做好理论教学与实验教学的衔接,使实验教学效果得到充分地体现,真正成为学生加强理论知识学习的辅助工具。
2.改革考核方法,加大实践课考核比例
对于学生的考核不能只凭期末考试就决定该生及格与否,应当全面考核。过去实践教学只作为整个教学的辅助部分,不进行考核或者占最后总评成绩的比例较小,由此造成一些学生重理论,轻实践的思想,因而实验教学效果不够理想,所以我们逐步加大实践课的考核比例,将实践考核所占比例提高至30%~40%。每次实验结束后,对实验报告进行批改评分,列为平时成绩最后计入总成绩,并在期中、期末考试中增加实验内容。
三、加强教师自身素质培养,提高食品毒理学教学效率
针对食品毒理学与多学科存在密切联系和相互渗透的特点,授课教师应不断提高自身的修养和综合素质。应加强对相关的基础学科如动物生理学、生物化学、微生物学、化学、食品卫生学、食品营养学等的学习,在教学过程中融会贯通,提高教学质量。笔者是兽医专业毕业,因此在实验动物学、动物生理学、生物化学、微生物学有较强功底,但在食品卫生学、食品营养学等相关课程的知识比较薄弱,因此平时我注意向老教师学习,利用业余时间学习食品卫生学、食品营养学等相关知识,并积极主动去听相关老师课程,在这两方面我有了很大的进步,教学水平有了显著提高,并及时地把本课程的内容补充于课堂当中,丰富了教学内容,提高了自身的教学水平。
总之,食品毒理学理论和实践教学是学科建设中重要环节,是一项长期系统工程,作为食品毒理学教师要不断进行教学实践探索,借鉴国内外的先进教学经验,对课程体系、教学内容、教学方法等方面不断创新,实现从传统教学模式向现代化教学模式的真正转变。
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