前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇动物学的概念范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
一、在体育运动中认识“速度”
速度是表示物体运动快慢的物理量,用位移与发生这段位移的时间的比值来定义.直接和学生这样来解释速度,未免显得单薄,课堂上为加深学生对概念的理解,我们经常举一些例子.考虑到大多数体育运动都和速度有关,因此很容易围绕学生所熟悉的体育项目,构建出较为生动的概念认识情境.
例如,百米赛跑这一田径项目中,最终以比赛选手运动到终点的时间来表示他们的成绩好差,相同的位移,时间越短则表明速度更快;而实际比赛场面的观看过程中,观众又往往对比的是哪一位运动员冲在最前面,哪一位运动员落在最后,他们是通过相同时间里,发生位移的大小来评价成绩的好坏.这两种视角都是正确的.除了要引导学生建立“速度”这个概念外,在速度这一概念的学习中,我们还要引导学生区分平均速度和瞬时速度,我们可以结合博尔特的百米记录――9.58 s来构建问题情境,让他们求解博尔特比赛过程中的平均速度,并且提问,运动员在百米赛跑过程中每一瞬间的速度都是这么多吗?据此让学生结合短跑比赛的加速阶段、途中阶段、冲刺阶段,这三个不同阶段的运动特点来区分平均速度和瞬时速度.
当然,情境的建立未必需要请“奥运冠军”作为外援.我们还可以引导学生回忆学校运动会上的场景,站在百米终点的裁判是怎么计时的呢,他们和运动员一样是听枪声的吗?学生会回想起,裁判是看到发令枪产生的白烟开始计时的.教师适时地提出问题,为什么要这样安排呢?学生可以通过讨论,结合光速为3×108 m/s,而声音的速度只有340 m/s,最终得到结论,看到白烟开始计时,是更为严格的把握住运动员起跑的瞬间.
二、体育运动中认识“弹性形变”
物体在外力作用下发生形变,当外力撤走后,物体又恢复原状,我们把这一形变称之弹性形变.弹性形变是产生弹力的前提.为了帮助学生具体了解弹性形变,笔者在教学情境构建时,经常会投影一些体育运动的图片.
例如:射箭项目中,运动员将弓拉开,弓和弦都发生了弹性形变,运动员松手将箭射出去的过程,正是弓和弓弦恢复原状的过程;撑杆跳高这一项目中,运动员手持撑杆,向前助跑,加速,到了合适位置时,压杆,使撑杆发生形变,在其恢复原状的过程中,给运动员弹力,让运动员越过某一高度.在这模型中,我们可以顺便给学生讲运动员进行撑杆跳高的过程,因为动作不规范,用力过猛,会导致撑杆被压断,从而发生危险,据此可以让学生了解到,弹性形变的发生必须是在弹性限度以内,超过这个限度,就变成塑性形变.
其实体育运动中的弹性形变还有很多,教师讲解几个例子之后,鼓励学生站起来交流自己相似地发现.例如拍皮球过程中,皮球就有明显的弹性形变;又比如蹦床项目是借助蹦床良好地弹性,将人弹到空中,让人在空中完成各种技巧性的动作.不难看出,上述例子的分析过程不仅帮助学生了解弹性形变的存在,同时帮助学生了解到弹力的方向与弹性形变的关系,比如弓弦发生形变,它给箭的力方向向前,与它自身恢复原状的方向相同.此时,教师还应趁热打铁,引导学生回忆[HJ1mm]拔河过程中,手中的绳子会在大家一起骤然发力时,突然变细,引导学生一起认识到这其实也是弹性形变,绳子产生弹力的原因就是因为发生了收缩,正因为如此,绳子的力才会沿其收缩的方向.
三、在体育运动中认识摩擦力
摩擦力是继弹力之后,高中阶段介绍的第二个接触力,从摩擦力的产生条件来看,相互接触并发生挤压的两个物体间因为具有相对滑动或是相对运动趋势,而发生的阻碍相互滑动或相对运动趋势的力.学生在初中也有过相关认识,但是高中对这一部分的要求更高,而且学生对相关概念的认识难度也很大.如何克服该难点,需要教师在情境创设上狠下功夫.
体育运动中有关摩擦力的现象比比皆是,在不同的体育项目或体育器材中,摩擦力有不同的影响.
例如,径赛中运动员都会穿底部装有钉子的鞋,那些钉子长短不一:短跑项目中,选手的鞋钉要长一些,有利于增大静摩擦力,从而有利于加速度的获得,提升选手的成绩;长跑项目的选手所穿鞋子会装有较短的鞋钉,这主要考虑的是,长跑项目考验的是耐力,对摩擦力的大小要求不高,够用就行,而且短一些的钉子,鞋子穿上去更加舒适,更利于选手水平的发挥.而田赛项目中使用的铅球、标枪等,都要求有光滑的表面,类似的结构能够有效地减小其在空中飞行时与空气间的摩擦阻力,有利于选手成绩的提高.
再例如,经常看体操表演或是举重比赛的学生还会发现,选手在比赛之前,会在手上涂上一些白色的粉末,这种物质俗称“镁粉”,其化学成分是碳酸镁,它的密度很小,呈现为颗粒状,有很强的吸湿效果.运动员在比赛或表演的过程中,消耗大量的能量,因此身体会产生大量的汗水,湿滑的手掌与器械接触时,容易打滑,从而导致动作的失误,严重时还会造成身体伤害.因此,比赛前运动员在手掌等位置涂上镁粉,有助于汗水吸收,而且还可以增大界面间的有益摩擦,有助于防止运动伤害,有助于竞技水平的发挥.
四、在体育运动中认识“动量定理”
动量定理是高中力学里的一大难点,它的内容是,物体的动量变化量等于它在该过程中所受到合外力的冲量.冲量可表示为力与时间的乘积,即P=Ft.由此出发,当物体的动量变化量是一个定值时,力的大小与其作用时间是反比的关系,即时间越长,物体的冲击力就越小;时间越短,物理的冲击力就越大.
关键词 进化;动物学;教学
中图分类号 G642.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)10-0330-02
动物学是研究动物的种类组成、形态结构、生活习性、繁殖、发育与遗传、分类、分布和发展以及有关生命活动特征和规律的学科,包括动物与环境之间的物质、能量和信息交流等生命现象,随着科学的发展,动物学也在不断发展,新的理论和新的研究方法不断出现,动物学的内容也在不断改变和更新完善,目前动物学已经衍生出许多分支学科,同时与其他学科的关系也越来越密切,应从动物的细胞、组织、器官和系统水平上了解动物的发生和演化,树立生物体形态、结构、功能与环境相适应及其进化的观点。
1 动物学教学中存在的问题
在动物学教学中,许多学生反映动物学是一门比较难学的课程,由于以前所用教材是面向广大读者,所涉及的内容面广,知识点多,信息量大,动物学名词及概念繁多,形态解剖特征描述偏多,需要记忆的内容较多,另外教学安排实验课时数较少,教学重点不突出,缺乏系统性。如果过于注重教学中章节内容的完整性,在规定课时内则很难完成既定的教学任务,必须合理调整课程内容体系,克服各教学环节求全的弊端[1],在教学过程中应该适当调整教材内容,以系统进化树为主线,将形态与机能、代谢与适应相结合,重点对进化发展史上出现重大转折性的关键门类剖析比较,在讲解形态、生理、生态、分类等基本知识的基础上,注重生物学原理的分析,适当减少叙述性和描述性的内容,将大量对动物形态结构、解剖以及分类的描述作为野外实习的部分内容。
2 以新视角重新组织动物学理论教学
哈佛大学在讲授鸟类进化时,其主要特点如下:一是将教学与科研密切结合,学生根据自己的兴趣选题组成小组讨论,教师讲授每个章节后,让学生讲解最近发表的相关文献,同时请校内外专家做专题报告。例如在讲完鸟的羽毛后,学生就羽毛的结构及进化结合文献做了分析和讨论,另外还请研究羽毛色素的博士生做报告,让学生全面了解羽毛的结构、形态和颜色在鸟类进化中发挥的作用;在讲到神经系统时,请研究鸟类神经系统的博士生介绍相关的研究成果,从结构到蛋白水平剖析神经系统;在讲授协同进化后,先后请校外专家以巢寄生和合作繁殖的两、染色体特点、线粒体及核基因的差异等研究结果生动说明协同进化;课程结束做总结时,请专家就鸟类进化方面的研究成果概况,列举了近期的大量文献,内容丰富,使学生全面系统地了解鸟类进化。二是课堂气氛活跃,师生互动,学生时常提出问题,教师详细解答。学生的问题是建立在对学科浓厚的兴趣和自学的基础上,因此提出的许多问题都很有价值。三是将课题讲授与野外观察紧密相联,使课程生动有趣,在情人节,教师以粉红色的PPT背景展示鸟的求偶、繁殖和育雏过程,等到繁殖期4月底和5月初带学生晚上去野外观察。在讲到鸟的生境及生活习性时,带学生去海边及各种生境观察鸟的习性。考试通过大量标本让学生说明其结构、功能以及生境等。通过灵活多样的教学,加深学生对鸟类进化的理解,融会贯通,知识结构全面系统[2]。
著名遗传学家和进化生物学家Theodosius Dobzhansky提出:“如果没有进化之光,生物学的一切将变得无法理解”[2],可见进化生物学的思想和方法已经融入了动物学的各个方面,生物进化是生物学的核心概念之一,对于学生理解生命世界非常关键。生物进化的历程和机制,都是生物进化研究的主要内容,进化思想应贯穿于课程的始终,例如在讲授原腔动物和扁形动物门时以寄生虫更换宿主为例说明协同进化以及动物对环境的适应机制;一些主要结构出现的意义,如两侧对称、三胚层、假体腔、真体腔、羊膜卵、恒温、胎生及哺乳的出现;在上节肢动物门一章时首先提出为什么节肢动物门是地球上种类最多、分布最广的门类;通过两栖纲和爬行纲的对比,说明水生环境和陆生环境的结构及适应特征;在讲到鸟纲时结合鸟的形态结构强调3个双重(双重呼吸、双重调节、完全双循环)[3],说明机体与环境的适应关系;在讲授完鱼纲和鸟纲后,组织学生野外观赏,并结合仿生学加深对其结构和功能的认识,类似的实例给学生留下了深刻的印象。以生物重演率为例加深对动物进化的理解,生物重演律对了解各动物类群的亲缘关系及其发展线索极为重要,生物重演律是一条客观规律,它不仅适用于动物界,而且适用于包括人类的整个生物界。通过对生物重演律的反复讲解,学生融会贯通,触类旁通,能够灵活用于解释各种生命现象。
将多种教学手段和教学方法相结合,在讲授脊索动物的起源和进化和动物进化基本原理2章后,播放国内外有代表性的视频节目如动物世界、进化及生命的起源,使学生加深对动物进化的理解;有些内容结合图片教师由“点”到“面”归纳总结,如鸭嘴兽被称为生物进化途中的杰作,它具有“鸟、兽”两面性:有鸭子(鸟类)般的扁嘴,身体后面只有1个孔即泄殖腔孔,这个孔“一孔三用”,粪便、尿液、生殖细胞都从这个孔排出[4],以此延伸到动物的生殖和排泄、心脏结构、呼吸和消化、神经及体温等特点的进化,在讲述进化线索时结合国内外的最新科研成果报道,通过化石资料、形态特征、遗传信息以及蛋白质水平来理解进化。
3 动物学实验课及实习的改进
在实验教学中,以现有的实验教材为基础[5],将实验教材归为解剖和分类2个部分,通过解剖和标本制作加深对动物形态结构进化的理解,亲眼目睹各器官的进化特征;动物分类要求学生不仅会使用检索表,而且会根据形态特征编制检索表,明确进化特征。以前的实验课有大量的解剖内容,我们将减少解剖动物尤其是脊椎动物,杀死大量动物成本高、代价大,效果并不是很好,例如青蛙、鸟和兔子的解剖,都改为野外观察形态特征,结合生境了解其与环境的适应性关系[6]。在峨眉山实习中,改变以前野外实习只定位在动物的辨认、标本的采集和制作的层次上,把加强技能训练和提高学生综合能力作为实习的指导思想,通过介绍达尔文的比格尔航海之行及采集标本考察后,完成了巨著物种起源,创立了进化论的事例,使学生明确实习目的,引导学生更多的关注动物的起源、进化及其与环境的关系,实习前将峨眉山博物馆的动物照片制作成图片,待野外实习结束,再回到博物馆参观标本,结合地质年代、环境演变来探索动物的起源和进化,同时在博物馆结合系统进化树对所学知识归纳总结,既使学生系统掌握所学知识,还开阔了视野,培养了他们的科研能力。昆虫纲在自然界分布最广,种类最多,在学习该章节时,带领学生野外观察,通过实地考察让学生理解生态学中的一些概念及意义,使学生了解其适应机制,同时捕捉昆虫制作标本,解释它们的适应性特征以及广泛分布的原因,深刻理解机体与环境的关系。进化思想有助于学生更好地领悟生命科学研究的基本方法,有助于学生树立科学的世界观和方法论,因此进化在动物教学中具有重要的地位。
4 结语
总之,动物学不仅是一门专业基础课,而且是一门综合性很强的学科,乐山师范学院地处峨眉山,四川特有的地理环境尤其是峨眉山丰富的动物资源,是生物教学及研究的宝库,教师在进行教学的过程中,要充分利用地利之宜,将课堂、标本馆、博物馆及野外生境有机的结合起来;在教学中充分调动学生的积极性,采用研讨式教学,将被动的满堂灌变为学生主动的提问,教师讲授的同时穿插学生讨论,让学生组成小组对感兴趣的课题做专题演讲,如通过鸟的羽毛结构来探究鸟的进化历程,羊膜卵的结构和功能认识卵生、胎生以及卵胎生的意义,这样既启发了学生的创新思维,还激发了他们的学习兴趣;教学方法尽量采用多媒体使图文并茂、生动直观,结合最新科研动态讲授相关知识,在讲到动物与环境的关系时,可通过插播相关视频,既活跃了课堂气氛,又拓展了学生视野。在课程的设计上应该是纵横交错的一个知识构架,始终贯穿进化这条主线,结合各种方法使动物学这门课程变得生动鲜活,同时体现该课程的系统性和完整性。
5 参考文献
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关键词:PBL 教学法 医学实验动物学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)04(b)-0053-02
基于问题的学习(Problem Based Learning),简称PBL,也称作问题式学习[1~2]。是以学生为主体,以问题为中心,在教师的整体把握和指导下,强调学生的主动参与。目前PBL教学法已经成为国际上受到广泛重视的一种教学方法[3]。实验动物学是一门新兴的综合性边缘学科,在医学和生命科学等学科的教学和科研领域起着重要的支撑作用。医学实验动物学的宗旨是培养医学学生灵活运用实验动物学知识和技能解决学习、科研中的实际问题[4]。在素质教育的新形势下,如何解放思想、转变观念,加强与相关学科合作,保持学科的与时俱进,探索适合医学院校的实验动物学教学方法,充分发挥实验动物学学科优势,支撑、促进生命科学的进步和发展,是摆在教学者面前的重要任务。本文初步探讨了医学实验动物学PBL教学法。
1 PBL教学法应用于医学实验动物学教学的优势
1.1 树立主动学习观念,培养积极思考的习惯
传统的医学实验动物学教学基本上都是由老师讲解有关实验动物和动物实验方面的知识,学生基本上是被动的接受知识,学习的积极性不高。采用PBL方法后,学生的自我学习能力大大加强,学会了通过文献检索、收集资料等途径找出问题的最佳答案,这种通过自己解决问题所获得的知识,印象会更深刻,理解会更透彻。
1.2 增强团队意识,提高语言表达能力
PBL教学法这种教学模式比较灵活,有学生的自主学习,有小组的讨论学习,还有课后的思考作业,很多问题的答案都是书本上找不到的,这就要求学生应用网络、学习软件、图书馆、文献检索系统等途径获取答案,然后转换成自己的语言表达出来。这种教学模式不但能够培养学生分析问题的能力,还能锻炼学生的语言组织能力和概括归纳能力,而且大大提高了学生的团队协作精神与人际沟通能力,有助于学生综合素质的培养。
1.3 教师自身素质和能力得到了提高
PBL教学有助于教师的各方面能力的提高,在实施PBL教学中,老师的角色发生了很大的转变,从传统教学的主导者转变为学生自学的引导者和监督者。指导老师必须具备较宽的知识面和较强的带教能力。教师在教学前需要对问题进行深入分析,并对教学过程中可能衍生出来的问题做好充分的准备,因此,PBL教学法的实施提高了教师的教学效果和自身的专业理论知识和科研能力。
2 PBL教学法在我校医学实验动物中的应用
2.1 根据教学大纲,设计问题
医学实验动物学科是一门多学科交叉的课程,涉及遗传学、微生物学、营养学等学科。在医学实验动物学PBL教学中如何精心设计问题是PBL教学法应用的前提、基础和关键,是PBL教学法的核心。在PBL教学中设计的问题应以教学大纲的要求为核心,并考虑教学目标、学生现有水平、知识结构等因素,还要注重问题的实用性。提出的问题要涵盖医学实验动物学的基本概念、各种实验动物的特点与应用等,并且对学生有一定的挑战性,让学生有自由探索的空间。例如在人类疾病动物模型这一章节中提出“目前,我国15岁及以上人群高血压患病率24%,全国高血压患者人数2.66亿,每5个成人中至少有1人患高血压病。高血压的研究已成为心血管研究领域中的热点问题,为更好地研究高血压的发病机制及治疗方法,动物实验已成为其研究的重要手段,你能设计一个高血压动物模型吗?”这一问题,让学生在具体的设计动物模型中掌握有关人类疾病动物的概念、分类、特点、原则与方法等知识。
2.2 耐心指导学生使用检索工具、查阅资料
在教学过程中,教师耐心指导学生利用网络、书籍,查阅相关信息。结合本学科特点,教师还提供给学生国内外有关实验动物的常用网站、平台、书籍和报刊,例如中国实验动物信息网(http://)、实验动物资源库(http:///index.jsp)、美国杰克逊实验室(http://)等。这样不仅教会学生解决课堂问题的方法,还教会学生灵活运用各种资源,设计及操作简单的动物实验,比如实验前的文献检索、实验动物的选择、动物模型的建立、动物实验的基本操作等等,对学生今后在校内进行的各种动物实验以及毕业后涉及到的动物实验都大大有所帮助。
2.3 构建学习小组,认真分析讨论
将7~8名学生组成一个学习小组,要求每个小组每次讨论有组长、主持人、记录人。每次课前由组长们进行抽签决定本次课该小组的问题,组长负责分工、协调。课上先由教师阐明本次教学的重点,然后小组内每位成员积极参与、讨论,通过思维碰撞、相互学习、形成共识、得出答案。当学生在学习和讨论中遇到困难时可以向老师寻求帮助,但不是寻求答案。例如,在绪论部分有一个问题是“2013年4月24日,乌克兰Lviv,乌克兰动物保护组织的成员满身‘鲜血’,抗议使用动物进行实验。作为一名医学学生,你是如何看待动物保护与动物实验的呢?”学生对这个问题特别感兴趣,分成了两队进行辩论,辩论中学生们以社会上广泛关注的活熊取胆、注水猪肉、虐兔女、截车救狗、人肉搜索虐猫女等事件作为论述依据,证明了无论虐待或拯救过激都不是正确的做法。通过大家的讨论、分析、总结,真正地懂得了动物是人类的朋友,特别是实验动物,它们为了人类的福利与健康,代替人们遭受着各种实验的苦楚,因此我们必须尊重实验动物,重视其福利。作为一名医学学生,要知道如何正确运用3R(替代、减少、优化)原则更好地科学利用和合理保护动物,3R运动最终使实验动物的使用量逐步减少,质量要求越来越高,动物实验结果的准确性、可靠性也不断提高。
2.4 汇报与总结
在学生进行了资料查阅、小组讨论之后,每个小组由组长负责对该组的题目做出认真的总结,并推荐一位报告人进行总结发言,汇报小组的研究题目。最后指导教师对学生的讨论和学生得出的答案做出鼓励性评价,教师要重视对自主讨论结果的处理,应对学生的讨论作必要的归纳、总结,使问题的结论更加明确、更有条理。可以根据教学目的、教学内容间的内在联系,结合学生的讨论,对所讨论的问题作必要的扩展和延伸,以加深学生对讨论题的理解。对于自主讨论交流后,学生觉得还有困惑的或还需进一步探讨的问题可以留作课后开展后续探究。
PBL教学模式是一个全新的教学改革方式,与传统教学模式互补[5],重在培养学生的自主学习能力。目前在实施PBL教学中也面临一些问题,如师资力量不足,教学资源条件不足,无现成的教材和大纲,传统教育观念根深蒂固,PBL教学经验不足等等[6]。如何将PBL教学法合理地运用在医学实验动物这门课程中,需要进行更系统的改革与完善,需要我们在今后的教学实践中做出更大的努力与思考。
参考文献
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[4] 王晓红,陈凤芹,陈丽.医学实验动物学教学内容及方法的探索与改进[J].卫生职业教育,2013,31(13):97-98.
【关键词】
医学生;实验动物福利;教育
作者单位:510515南方医科大学实验动物中心
通讯作者:顾为望 E-mail:
1 实验动物福利的提出与发展
19世纪末,随着生物医学的发展和社会文明的进步,动物越来越多地用于生物医学研究的实验中,实验动物的福利成了人们关注的焦点。实验动物的福利就是在以科学研究为目的的实验动物的生产和使用中最大限度地保证动物健康、安乐、舒适,从而获得客观、科学、准确的科研数据[1]。
近几年实验动物福利问题受到了国际关注,2008年11月,欧洲实验动物科学协会联盟称,它希望更新法规以更好地保护整个欧洲的实验动物;2010年4月,新闻报道称,欧盟将实施动物实验新法规,新的欧盟条约中有条款提到,“联盟国应该给足动物应有的福利,因为动物是有感知的生物[2]。”
落实和贯彻实验动物福利已成为国际趋势,是社会文明和经济发展到一定阶段的必然产物,在未来建立一个国际通用的实验动物福利标准已成为共识。
2 我国实验动物福利的现状
中国实验动物科学的起步很晚,基础很差,但自80年代以来发展迅速,前国际实验动物科学委员会主席罗塞尔曾感慨道:“我亲眼看到中国的实验动物科技事业在不到十年的时间里,走完了西方国家半个世纪的路程。”尽管我国的实验动物科学突飞猛进,有关政策及标准不断完善,实验动物福利问题引起越来越多的重视,但在维护实验动物福利方面,我国与国外相比有很大的差距。
我国的实验动物福利只有相关的管理办法和部分条款,可操作性不强,缺乏明确具体的处罚规定,导致人们普遍漠视实验动物福利;在教学中,由于施教者动物福利意识的淡漠,并不会在涉及到动物实验的实际操作和演示中向学生传达有关维护动物福利的信息,而给学生造成实验动物只是一种资源和工具的印象:动物在清醒的状态下或未麻醉彻底就进行操作、实验结束后不给予人道处死使动物在巨大的痛苦中逐渐死亡、在垃圾堆中也时常会看到奄奄一息的实验动物,这些场面令人极为难受;只有少数实验性专业和研究生教学中开设实验动物学课程,导致医学生对实验动物福利缺乏认识,甚至毫无概念,在实际操作中不能切实维护实验动物福利,其中有些人甚至无视实验动物的痛苦,戏弄甚至伤害它们。目前情况,因为没有受到正规的实验动物福利教育,大部分医学生在设计实验和实际操作时根本不会顾及到实验动物的感受。
3 重视医学生实验动物福利教育的意义
3.1 培养术德兼备的合格人才的需要
“大医精诚”,“精”指专业熟练,“诚”指品德高尚。所谓“大医”,除了高超精湛的医术,还要仁慈博爱,悲天悯人。仁慈博爱方能做到“以天地之心为己心,视人之子犹己之子,勿以势利之心易之”,悲天悯人方能做到深切同情,感同身受,以人为本,尊重生命。医学生在学习阶段,生理、病理、毒理、解剖、外科手术等多门课程都要涉及实验动物,毕业后无论从事科研还是临床,依然离不开实验动物,如果对动物的痛苦和福利漠视,纵使可以“精术”,却很难“立德”,更难以确保对病患“一视同仁,贵义贱利”、“一心赴救,视病犹亲”、“廉洁淳良,不唯名利”、“宽厚仁和,倾诚无忌”,有“术”无“德”是教育的失败,更是社会的损失。
3.2 有助于医学生道德上的自我完善
残忍的对待实验动物会使人堕落。同情和怜悯是人性的组成部分,人类如果对动物残忍,就会钝化和减弱他们对动物的痛苦的恻隐之情,进而在与别人交往的过程中,弱化甚至泯灭自身可以助人的本性。对动物残忍实际上是“恃强凌弱”,长期如此,这种心理和行为会投射到人类内部,演变成强势个体虐待弱势个体,丧失良知、爱心和同情心。
3.3 提高医学生的思辨能力
加强医学生的实验动物福利教育,还有助于他们学会辩证地、科学地思考问题。动物福利和动物利用是对立统一的两个方面。提倡动物福利,不等于人类不能利用动物,不能做任何的动物实验,重要的是应该怎么合理、人道地利用动物,怎样科学地设计实验使实现研究目的所使用的实验动物数量降低到最少,怎样改善条件使饲养和使用过程中实验动物受到的损伤和痛苦最小,著名的“3R”原则就是在平衡科研欲求与动物痛苦的基础上产生的。
3.4 获得准确、真实、可靠的实验结果的需要
动物实验能够在医学科学研究中发挥重要作用,前提是必须选择符合标准的、健康的、遗传背景清楚的实验动物,同时还要排除各种干扰因素,消除不利影响。受污染、受虐待以及发育不良、营养欠佳的实验动物用于实验,其结果必然失去准确性、真实性和可靠性,甚至得出错误的结论。此外,实验实施之前,如果对动物进行温柔地抚慰,动物会显得比较平和、温顺,有的甚至能配合操作者进行实验;反之,如果操作者态度恶劣、动作野蛮粗暴,动物也会产生反抗情绪,有时动物会有意与人作对,拒不配合,实验很难继续进行,即使勉强进行下去,也得不到真实、准确的实验结果[3]。
3.5 发表学术文章的角度
为了保证实验结果的准确性和可重复性,以及符合一定的社会伦理原则,严谨的科学刊物在接受和发表涉及实验动物的文章时,都要求动物的来源、饲养和操作等遵循相应的法律、法规或条例[3],比如《CELL》的投稿规定,当实验动物是脊椎动物或更高级的动物时,在实验操作部分中要有明确的实验方案得到专门委员会认可的陈述;《NATURE》杂志对作者的要求与《CELL》的基本一致;《Biology of Reproduction》的投稿须知更详细,其中提及了美国三个部门对受试动物管理和爱护等方面的规章。因此,从发表学术文章的角度也应该加强医学院校学生的实验动物福利教育。
3.6 打破贸易壁垒的制约
目前中国的医药产业蓬勃发展,中国成为新药研发中心的必备因素都已具备[4],需要大量的医学生从事生物技术研究和承接生物医药合同外包服务,而药品的检定中实验动物的质量以及福利状况都会影响对外贸易。因此,我国加入WTO后,必须重视实验动物福利,加强医学生的实验动物福利教育,否则这将成为制约我国对外贸易的技术壁垒[5]。
3.7 人类有善待实验动物的责任
实验动物作为特殊的动物群体是生物医学研究不可缺少的基础和支撑条件,实验动物以及较早的普通动物对生命科学特别是医学的发展做出了巨大的贡献,从1901年到2006年总共106年的诺贝尔生理学或医学奖中,70年的获奖直接涉及25种动物,其中常规实验动物如小鼠、大鼠、兔、犬、豚鼠、地鼠、猫、猪、猴、鸡、蛙的使用频率是91次,非常规实验动物如鸟类、马、鱼、蛇、果蝇、蜜蜂、线虫等是27次。过去半个世纪的医学与兽医学的进步大于人类历史上的任何时期,假如没有进行涉及动物的实验工作,这种进步是不可能的[3]。
3.8 体现社会文明的进步
一个国家的国民对待动物的态度如何,是衡量一个社会文明程度的重要标志。人类是地球上最具智慧和潜能的生命,但人类也归属于动物大家庭,与其他动物共享这个星球,而没有“主宰”其他动物的权利。随着社会文明的进步,人类应当扩大关怀的范围,设身处地考虑动物的处境,善待动物,尤其应善待对人类有着巨大贡献的实验动物,尊重生命,尽量减少动物不必要的痛苦。爱因斯坦说:“我们的任务是一定要解放我们自己,这需要扩大我们同情的圈子,包容所有的生灵,拥抱美妙的大自然。”加强医学生的实验动物福利教育,是社会文明进步的需求。
4 如何加强医学生的实验动物福利教育
4.1 普遍开设实验动物学课程,加大实验动物福利教学比例
实验动物福利的内容作为实验动物学这门课程的重要组成部分,可以贯穿实验动物学的各个方面予以强调突出,生物学、医学、药学、护理学专业以及其他有关生命科学的在校生,包括专科生、本科生、研究生,都应把实验动物学和实验动物福利的内容作为必修的课程;各门学科的教学中凡涉及到动物实验部分,始终贯彻“3R”原则:即替代、减少、优化,将科学发展的需要与实验动物福利相结合,阐明如何科学合理地使用实验动物。
4.2 发挥教师的主导作用,加强实验动物福利教学
切实保障实验动物福利,要做到知行合一。这要求培训教师本身具有较高的素质,师资队伍比较稳定,身教胜于言教,首先教师要加强自身对动物福利内涵的认识,定期接受以实验动物福利规章制度、相关技术为主的培训,在实际的教学工作中以身作则,通过言传身教对学生产生影响,潜移默化中使动物福利的观念和意识深入人心;涉及到动物实验时,在实验的设计和实验动物的使用上做到最大程度的科学、合理并兼顾仁爱,同时依据自身条件并参照相关法规建立符合实际情况的、切实可行的实验动物福利制度,遵照执行。
4.3 定期开展讲座,广泛宣传教育
医学院校成立实验动物保护协会,定期宣讲实验动物福利理念,对本校教师和学生以及社会民众普及实验动物福利知识,举行祭奠实验动物的仪式等,以促进培养医学生、科研工作者和全体教职员工善待动物、尊重生命的观念,同时近一步敦促全社会推动实验动物福利事业的发展[6]。
综上,重视并保障实验动物福利是科学文明社会发展的必然结果,对医学生进行实验动物福利教育意义重大,无论是从高校培养高素质合格人才的角度,还是为了医学生自身的完善和发展,加强实验动物福利教育都势在必行,刻不容缓。
参 考 文 献
[1] 贺争鸣,李根平,李冠民,等.实验动物福利与动物实验科学.北京:科学出版社,2011:13.
[2] 王宁,王萧,王金林.基于动物福利的实验动物管理.第九届中国实验动物科学年会论文集,2010:522.
[3] 秦川.医学实验动物学.北京:人民卫生出版社,2008:152-153,13,8.
[4] 卢胜明,赵德明.中国实验动物产业化发展现状及方向研究. 实验动物科学,2008,25(4):33-44.
随手可得的“工具”
其实,工具可以非常简单,一片树叶,一根树枝。小学语文课本里《乌鸦喝水》的故事里,乌鸦也不过凭借的是一块块石子。无独有偶,在位于西太平洋的新喀里多尼亚岛有一片热带雨林,一只乌鸦看到毛毛虫钻到了树洞里。它用嘴无法将毛毛虫叼出来,于是乌鸦就找来一根木棍树洞中,然后在一旁悄悄地等待。不久,毛毛虫误把木棍当作树枝,大摇大摆地爬了出来,结果成为乌鸦的盘中美餐。这根小木棍就是乌鸦用以达到目的的工具。正如人们给予工具粗略的定义,动物借以完成某一特定任务的任何物体,并且这个物体的使用使得任务变得容易。换句话说,要不是这根木棍,毛毛虫很难成为乌鸦的美食。
20世纪,使用工具是动物认知研究的中心概念。关于动物使用工具的实验室研究和野外研究不断地取得进展,这也使得人们对于动物的行为能力和认知能力有了更深层次的理解,工具的具体特征不只转变了行为,而更多的是感知能力,有时候是沟通能力。
黑猩猩可以用前肢用力地敲击某个表面;如果黑猩猩用手中的石块去敲击,那么这股力量就会被放大。红毛猩猩可以用手指触到藏在小洞中的物体;它手中的一根小棍能够帮助它触到更深的地方或伸入到更加狭窄的洞口中。感官输入同样重要,尤其是触觉输入,它们同样发挥着调节作用。黑猩猩能够感知到石块可以让它的手臂力量得到更大的发挥,并可以对某一表面施加更大的敲击力。而对于红毛猩猩来说,即使看不到确切的接触位置在哪,它同样可以感知到小棍是否触及到洞底或是否被某些物体或生物体挡住。正如日本崎玉大学的伊瑞克博士提出的:“工具就是手在肢体和感觉层面上的延伸。”
目标明确的“使用”
关于使用工具最清晰的定义最早见于美国生物学家珍妮・古多尔:为了达到某一即刻目的,将外部物体做为嘴或喙,手或爪的延伸部分的行为。我们也可以在动物学家贝克关于工具使用的定义结构中看出:动物是为了产生某些影响而采取行动的。因此,在众多动物使用工具的例子中,行为和目标总是存在着非常微妙的关系。诸多的例子似乎也可以说明这一点。
一只年轻的猩猩惊喜地发现笼子外放着可口的食物,它垂涎欲滴,可是它的手无法取到食物,怎么办?它先用两根短木棒分别试了一下,不能解决问题。于是,它便用坚利的牙齿把两根木棒的一头咬尖,中间套上一截空心管子,这两根短棒便被接成一根长棒了。借助这一工具,猩猩终于吃到了远处的食物。
此外,动物不仅会用工具来取食,还会把工具当武器用。秃鹰和小动物打架时,站在60多米外用石头掷击对方;狒狒用树枝来打有毒的蝎子,直到对方动不得为止;黑猩猩更是经常挥动树枝来威胁其敌手。
不过,科研人员发现,在某些具体行为中,简单地将目标和产生的作用联系在一起是不够的。看看为什么这样说吧,想像一只动物正将某一物体砸向地面。当动物的行为停止时,物体安然无恙,但是,地面却由于物体的撞击变平了。这算使用工具吗?从工具使用角度来说,这一行为包括两个相似的场景,其中一个属于工具使用,而另一个则不是。
场景一:一只黄蜂把一颗鹅卵石砸向地面。当黄蜂的动作停止时,鹅卵石原封未动,但是,在距离它的巢穴开口不远处的地面却被砸得更加结实和平坦了。
场景二:一只黑猩猩将手中的一颗坚果砸向地面。当黑猩猩的动作停止时,坚果还是没有被砸开,但是,坚果接触到的地面部分却被偶然地砸平了。
很明显,要想区分开场景一和场景二到底哪一个属于工具使用,这些总体性的描述还是远远不够的。一种很自然的区分方法是从区分这些行为的目的方面寻找突破口。在场景一中,黄蜂的目的就是要平整巢穴周围的地面;在场景二中,黑猩猩的目的是要砸开坚果。进一步地说,目标在这些行为中所起到的作用不同。在黄蜂的例子中,工具是鹅卵石,目标是地面;在黑猩猩的例子中,目标是坚果,而不存在工具。因此,行为学家为动物使用工具所下的定义显然包括了很多表象是使用工具但实际不是使用工具的事例。
简单原始的“制造”
野生猩猩居然会用树枝做成的长矛来刺捕河中的鱼,再一次印证了科研人员以前的发现,某些动物不但会用现成的工具,而且还会自己制造工具。20世纪60年代,动物学家珍妮・古多尔曾经报道过黑猩猩的例子:黑猩猩会把树枝上的叶子摘去,然后将其截为适当的长度,伸进白蚁洞,当取出枝条时,上面沾满了白蚁,黑猩猩随之就把它们当点心吃。同黑猩猩一样,某些鸟类也会这种“钓虫”小计。1996年,新西兰奥克兰大学的动物学家在南太平洋岛域考察时,意外地发现了新加利多尼亚鸦会用它们的嘴切断小树枝,并使小树枝一端弯曲,因而制造出了钩形工具而钓出了树洞里的虫子。
更为有趣的是,科研人员在实验室里也观察到了新加利多尼亚鸦的这种现象。只不过,这次工具不是树枝,而是科研人员做实验的铁丝。要知道,新加利多尼亚鸦在野生状态下可从来没有见过铁丝的。这样看来,新加利多尼亚鸦好像与生俱来就具有制造工具的能力。
但这种能力在黑猩猩身上或许并不是天生的。西非森林里的黑猩猩已经学会用两块石头配合把坚果敲开。这种工作难度很大,因为除了要使用两块石头外,它们还要设法对准坚果。科研人员发现,每当成年黑猩猩用石头砸坚果时,无论是年轻的、年幼的,还是刚出生的小黑猩猩,它们都会在一旁仔细观察。于是,几年之后,它们也能逐渐掌握这种用石头砸坚果的技巧。
科研人员认为,任何动物,如果采用教导与学习的方法,将其种类的行为模式传给后代,即具有“文化”的特征。这和新加利多尼亚鸦出于本能的行为是不同的,新加利多尼亚鸦的天赋能力更确切说是自身需要而进化出来的一种适应性反应。但无论是本能反应还是学习得来的,动物的这项技能至多是萌芽状态的制造工具。毕竟,人类制造工具是有计划和远见的,运用了智慧和理性的思维;动物的行为只是基因遗传的结果,而基因里所携带的信息则是长期积累的结果。其次,动物的制造工具或许是偶发性的,工具利用以后,绝对不会有保存的概念。再者,人类可以利用工具制造另一种工具也是其他动物所不能同日而语的。