肾间质纤维化动物模型在基因调控实验教学中的应用

[摘要] 目的 探讨肾间质纤维化动物模到在基因调控实验教学中的应用。 方法 选取2016年9月～2017年9月陆军军医大学2014级及2013级医学生物技术专业60名本科生作为研究对象，按照简单随机法分为两组，每组30名学生。对照组采用常规方法进行基因调控实验教学，观察组采用肾间质纤维化动物模型进行基因调控实验教学。比较两组老师及学生评教情况、学生结课考试成绩及学生对教学效果的评价。 结果 观察组教师及学生对教学过程、教学引导、教学效果评分高于对照组，差异均有统计学意义（P < 0.05或P < 0.01）。观察组学生教学后理论考试、实践技能考试成绩均高于对照组，差异均有高度统计学意义（P < 0.01）。观察组对于教学方法总体印象好、培养实验动手能力、学生通过实验课能够很好地掌握理论知识、实验能培养学生的创新思维、培养学生团队协作能力、所接受教学方式满意的学生占比均高于对照组，差异均有高度统计学意义（P < 0.01）。 结论 肾间质纤维化动物模型应用于基因调控实验教学中，能够提高学生的学习兴趣及学习成绩，并提高教学质量。

[关键词] 肾间质纤维化动物模型；基因调控；实验教学

[中图分类号] R692 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2018）12（a）-0061-04

基因工程为近年发展的一门新型生物技术科学，以分子生物学及分子遗传学为基础，最早诞生于20世纪70年代，经过约40年的发展，已获得许多令人振奋的成绩，不仅给各行各业带来一场空前变革，同时对社会产生深远的影响[1-2]。基因表达调控部分内容也随着基因工程的发展而变得丰富，但因其理论性与系统性较强，成为学生学习过程中的“一块难啃的骨头”[3-4]。基因调控部分内容抽象难懂，表面看似独立，但又与其他内容交错相关，给教师的授课及学生的学习均带来很大困难[5]。因此，如何能够在有限的课时内，提高医学生物技术专业的学生掌握基因调控理論知识及相关实验操作技能，增强学生的感性认识，提高学习兴趣，更好地将理论知识与实践相融合，本研究将探讨肾间质纤维化动物模型在基因调控实验教学中的应用效果，为基因工程实验教学提供参考依据。具体报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年9月～2017年9月陆军军医大学2012级和2013级医学生物技术专业60名本科生作为研究对象，按照简单随机法分为两组，每组30名学生。对照组男15名，女15名，平均年龄（21.33±1.71）岁，采用常规方法进行基因调控实验教学学习；观察组男14名，女16名，平均年龄（20.83±1.54）岁，采用肾间质纤维化动物模型进行基因调控实验教学学习。两组学生均完成基因调控理论学习，对基因调控有一定认识。两组学生一般情况比较差异无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。

1.2 方法

两组学生教学均由1名中级职称教师承担，且两组学生授课内容及教学课时均一致。

1.2.1 对照组 采用常规方法进行教学。根据大纲内容教学，以带教老师为主体、以讲课及病理切片观察为中心。实验老师制订教学计划，编写教案，准备课件。授课时先概括本次课程注意内容，然后逐一讲述肾间质纤维化形成过程、病理切片制作过程、与正常肾间质病理切片的区别，学生听课做笔记并观察病理切片。

1.2.2 观察组 采用肾间质纤维化动物模型进行基因调控实验教学学习。将30名学生分为6小组，每组5名学生，按照以下步骤进行。①模型制作[6]：统一由老师在实验课4周前制作动物模型，采用水合氯醛（350 mg/kg）腹腔注射麻醉大鼠，于腹部左侧切开，分离大鼠输尿管，采用5号手术缝线结扎肾盏处及肾下极输尿管，术中注意保护肾包膜，避免损伤，术后将肾放置原位，术毕逐层缝合，关闭腹腔，术中严格遵守无菌操作。②实验课前要求学生复习相关理论知识，在实验课时每小组分发一只动物模型老鼠，麻醉后处死，取肾组织于4%甲醛中固定、乙醇脱水、石蜡包埋后制作3.5 μm切片，进行HE染色后光镜下观察肾小球、肾间质情况。③观察病理切片后，首先由小组派成员对切片特点进行讲述，该过程中老师可进行引导，使得病理切片特点讲述更为完全，并引导学生学习问题中带出的其他相关知识及基因调控机制。④教师总结，对于学生所认为的难点、疑点进行讲解，另外适当扩展最新前沿知识，激发学生对于探索基因调控的兴趣。

1.3 观察指标

1.3.1 教学情况评教 评价内容包括教学态度、教学内容、教学过程、教学引导、教学效果，共5个部分，每个部分20分，总分为100分。

1.3.2 考核成绩 教学前及教学后，对学生进行基因调控理论考试及病理切片制作技能考核。

1.3.3 教学反馈调查表 自制调查量表，内容包括教学方法总体印象好、培养实验动手能力、学生通过实验课能够很好地掌握理论知识、实验能培养学生的创新思维、培养学生团队协作能力、对所接受教学方式满意。

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（x±s）表示，两组间比较采用t检验；计数资料用率表示，组间比较采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1两组教师及学生评教情况比较

两组教师及学生对教学态度、教学内容评分比较差异无统计学意义（P > 0.05）；而对于教学过程、教学引导、教学效果，观察组教师及学生评分明显高于对照组教师及学生评分，差异均有统计学意义（P < 0.05或P < 0.01）。见表1～2。

2.2 两组学生结课考试情况比较

教学前，两组学生理论考试成绩及实践技能考核成绩比较，差异无统计学意义（P > 0.05）；教学后，观察组学生理论考试及实践技能考试成绩均高于对照组，差异均有高度统计学意义（P < 0.01）。见表3。

2.3 两组学生教学反馈调查表结果比较

观察组对于教学方法总体印象好、培养实验动手能力、学生通过实验课能够很好地掌握理论知识、实验能培养学生的创新思维、培养学生团队协作能力、所接受教学方式满意的学生占比均高于对照组，差异均有高度统计学意义（P < 0.01）。见表4。

3 讨论

在高等教育新形势下，提高学生综合素质已成为当前高校教学发展主流趋势。综合素质是指学生应该具备扎实的理论基础及熟练的实验能力[7]。目前传统教学过程中多注重学生的基础知识及理论知识的学习，但是在横向联系知识点时却较为困难，同时学生的主动性较差，实验动手能力较弱，因而使得学生的再学习能力不足[8-9]。基因工程为一门综合学科，不仅理论性极强，且需要学生能够将理论与实验相结合，才能够更好地理解理论知识[10]，因此，如何培养良好思维习惯、提高自学能力，对于教师是一个巨大挑战。基因调控为基因工程中重要的组成部分，其不仅理论知识复杂，不易理解，并且教学课时较少，学生难以在短时间内掌握[11-13]。因此，寻找新的教学模式具有重要意义。

教学中发现，学生多认为基因表达调控为一部分独立内容，不能够系统地将其与基因工程其他内容相联系，但是将表达过程与转录和翻译联系起来，学生则会认为该部分内容与全面内容有联系[14]。经过多年教学，笔者发现通过举例说明，能够使独立的知识点具体化、系统化；例如在关于基因表达特异性的时候，可以向学生提问：为什么女性会有经期与绝经期？学生则会快速回答与激素有关，这样就可以将激素与基因调控联系到一起，进而引导学生联想基因表达的定义为基因表达至有生物功能的多肽或者蛋白质的过程，然后将此问题再与基因表达相联系；再引导学生探索为什么这种现象仅在一段时间内出现，这与基因表达具有阶段特异性有关。而关于基因调控可以将其与肾间质纤维化动物模型结果相联系，让学生更好地理解基因调控。

研究发现[15-16]，将实验动物输尿管结扎1周后即可出现肾间质纤维化病理特点，同时伴有许多可量化的细胞及分子病理生理特点。在肾间质纤维化动物模型中，其转化生长因子-β1、肿瘤坏死因子-α、血管紧张素Ⅱ等表达明显增加，而转化生长因子-β1被认为是在肾间质纤维化进展中起到关键作用[17-18]。本次研究采用结扎大鼠输尿管制作肾间质纤维化动物模型，应用于基因调控实验教学中，发现观察组教师及学生对于教学过程、教学引导、教学效果评分较高；结果说明，肾间质纤维化动物模型应用于基因调控教学，使学生提前查阅相关资料及复习理论知识，不仅减轻老师的教学负担，同时提高教学质量，激发学生自主学习的动力。

研究发现[19-20]，动物模型基因突变明确，但在制作动物模型过程中，需要尊重动物生命，遵守伦理原则，以确保实验模型来源。本次研究将肾间质纤维化动物模型应用于基因调控实验教学中，能够克服传统教学中以老师为中心的授课模式，可有效地调动学生学习的主动性。本次研究结果显示，观察组学生理论、实践技能考核成绩均较高；结果提示肾间质纤维化动物模型可对提高学生理论知识及实验操作能力具有重要意义。结果显示，采用肾间质纤维化动物模型组学生对教学方法总体印象、培养实验动手能力、学生通过实验课能够很好地掌握理论知识、实验能培养学生的创新思维、团队协作能力、满意率均优于传统教学法组。结果说明，肾间质纤维化动物模型能够更加形象地展现基因调控结果，并且能够缓解学时不足问题，同时培养学生团队协作精神。

综上所述，动物模型是生命科学研究中不可缺少的实验材料，其具有明确的基因改变及显著的基因表达特征，为基因工程中教学的良好材料。本次研究采用肾间质纤维化动物模型进行基因调控实验教学，利于提高学生的学习兴趣及主动学习的积极性，促进学生对理论知识的理解，足以显示动物模型在生命科学实验教学中的潜力，值得广泛应用于基因工程的实验教学中。

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（收稿日期：2018-05-18 本文编辑：任 念）