郝丹丹，張鳳寧，瑞　云，田慧敏（赤峰學(xué)院　醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古　赤峰　024000）

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生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐探討

郝丹丹，張鳳寧，瑞云，田慧敏
（赤峰學(xué)院醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古赤峰024000）

摘要：《生理學(xué)實(shí)驗(yàn)》是一門重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)必修課程，其教學(xué)目標(biāo)不僅僅是夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題及初步的科研思維和創(chuàng)新能力，對(duì)提高醫(yī)學(xué)生的綜合素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)新精神等方面均具有重要意義.

關(guān)鍵詞：生理學(xué)實(shí)驗(yàn)；科學(xué)思維；創(chuàng)新能力

生理學(xué)實(shí)驗(yàn)是生理學(xué)課程的重要組成部分.生理學(xué)的中大多數(shù)知識(shí)幾乎都來(lái)自實(shí)驗(yàn)研究和臨床實(shí)踐，因而是聯(lián)系醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程和臨床課程的重要紐帶.近幾年，我們采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以及虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的科研思維及創(chuàng)新能力.下面我們把開(kāi)展生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一些做法和體會(huì)與同行們共同探討.

1　在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中注重動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作精神及解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)主要包括生理學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn).進(jìn)行傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容由老師設(shè)定好，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的老師提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需用品，班級(jí)學(xué)生分成幾個(gè)小組（一般4—5人/組），實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師按規(guī)定的實(shí)驗(yàn)步驟講解、示教，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn).基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生加深對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，學(xué)習(xí)常用實(shí)驗(yàn)儀器及手術(shù)器械的使用方法，熟練掌握生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技術(shù)，為后續(xù)的綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ).為鞏固學(xué)生所學(xué)技術(shù)，我們?cè)O(shè)立了綜合性實(shí)驗(yàn)，其目的是讓學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)，增強(qiáng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的整體觀及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí).進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容仍由老師提前設(shè)定好，學(xué)生自己操作，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下，學(xué)生們仔細(xì)觀察某一實(shí)驗(yàn)條件改變后對(duì)動(dòng)物多個(gè)器官、系統(tǒng)及整體同時(shí)產(chǎn)生的影響，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并分析、解決問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?而且小組成員要輪流進(jìn)行動(dòng)物抓捕、固定、麻醉、手術(shù)、不同途徑給藥、實(shí)驗(yàn)儀器的使用以及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作等，在手術(shù)過(guò)程中彼此之間還要相互配合共同完成實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)要實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論分析.經(jīng)過(guò)這一個(gè)學(xué)期的鍛煉，學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)技術(shù)不但得到了加強(qiáng)，同時(shí)學(xué)生們合作的整體觀、團(tuán)隊(duì)意思以及責(zé)任心都有極大的提高.在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使學(xué)生的理論知識(shí)進(jìn)一步強(qiáng)化，激發(fā)學(xué)生對(duì)生理以及后續(xù)課程的興趣，同時(shí)使學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到極大的提高.

2　應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生擴(kuò)大視野，開(kāi)拓思路，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)條件的不足

為更好的提高生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，我院生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)了Physicx4.0虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng).學(xué)生可以在電腦上按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)上的實(shí)驗(yàn)步驟，點(diǎn)擊相應(yīng)的圖像，最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果.此虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中具有生理學(xué)中大部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如刺激強(qiáng)度—頻率對(duì)骨骼肌收縮的影響、某些因素對(duì)離體蟾蜍心臟活動(dòng)的影響、家兔大腦皮質(zhì)層運(yùn)動(dòng)區(qū)功能定位去大腦僵直等.虛擬實(shí)驗(yàn)彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中儀器設(shè)施、實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)復(fù)雜操作及動(dòng)物條件和動(dòng)物個(gè)體差異、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地等條件的限制，豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在較大程度上補(bǔ)充了生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足.如“內(nèi)分泌系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中模擬操作測(cè)定葡萄糖濃度曲線，觀察胰島素對(duì)血糖水平的影響，從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解，且能夠觀察學(xué)習(xí)新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，為學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供有利的科研思路.例如“如何制作糖尿病模型”，虛擬系統(tǒng)中學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟給予小鼠注射四氧嘧啶，成功制作1型糖尿病模型.在模型制作過(guò)程中要根據(jù)小鼠體重計(jì)算注射藥物四氧嘧啶的量，開(kāi)始學(xué)生不理解藥物注射量如何確定以及如何計(jì)算所要注射藥物的濃度，經(jīng)過(guò)不斷反復(fù)思考和討論，學(xué)生終于將此理解并掌握.虛擬實(shí)驗(yàn)不僅能夠彌補(bǔ)目前我校實(shí)驗(yàn)動(dòng)物購(gòu)買難，學(xué)生無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題，而且為學(xué)生以后進(jìn)行科研奠定了一定的基礎(chǔ)，開(kāi)拓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)視野，豐富其所學(xué)知識(shí)，從而培養(yǎng)其科研思維.學(xué)生也可以在此系統(tǒng)中預(yù)習(xí)或重復(fù)一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理的理?如“神經(jīng)干動(dòng)作電位及其傳導(dǎo)速度的測(cè)定”，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行模擬蟾蜍神經(jīng)干動(dòng)作電位在不同神經(jīng)阻滯劑情況下動(dòng)作電位的傳導(dǎo)情況以及學(xué)習(xí)如何測(cè)量動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速度.還可以加深對(duì)一些理論知識(shí)的理解，比如何為閾刺激、最大刺激等.經(jīng)過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)反復(fù)操練后，學(xué)生在進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，能夠很快的掌握

操作方法，減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的失誤，加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，大大提高了實(shí)驗(yàn)的成功.因此，虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，兩者可相互促進(jìn)，能夠更好地提高生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[1].

3　在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，保護(hù)學(xué)生的積極性

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)同樣將學(xué)生分成小組進(jìn)行（4—5人/組）.其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，學(xué)生自行查找文獻(xiàn)和資料，自行選題，但選題要符合以下幾個(gè)原則：（1）科學(xué)性的原則；（2）可行性原則；（3）實(shí)用性原則.選好題后，擬寫一份實(shí)驗(yàn)研究的目的、原理、步驟、意義以及預(yù)期結(jié)果，然后與指導(dǎo)教師探討實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需動(dòng)物、藥品、器材及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等是否具有科學(xué)性，實(shí)驗(yàn)難度是否恰當(dāng)，采取的實(shí)驗(yàn)方法是否可行，討論后進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，觀察、發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的缺陷或不足，進(jìn)行補(bǔ)充和修訂，待修訂完善后進(jìn)行完整實(shí)驗(yàn)過(guò)程.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求每組學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須收集好數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后由實(shí)驗(yàn)小組推選出1名同學(xué)進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)本小組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的、原理、步驟、意義、結(jié)果及結(jié)果分析及討論并總結(jié)此次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作過(guò)程中小組成員的感悟和收獲等.

在我們實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，學(xué)生通常通過(guò)以下幾種方式進(jìn)行選題：（1）學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)可對(duì)操作過(guò)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)方法上加以改善，或在原有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上改變影響因素，學(xué)生在操作過(guò)程中加以驗(yàn)證其改善的可行性以及科學(xué)性等問(wèn)題.這種設(shè)計(jì)可進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)相關(guān)技術(shù)操作，同時(shí)加深理解一些理論知識(shí)，且對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新思維等具有重要意義.如“哺乳動(dòng)物動(dòng)脈血壓的調(diào)節(jié)”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)步驟按照經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，將原來(lái)實(shí)驗(yàn)中對(duì)血壓有影響的藥物（如腎上腺素等）換成多巴胺，觀察分析低、中、高劑量的多巴胺分別對(duì)家兔血壓、尿量的影響，在小組成員的共同努力下，實(shí)驗(yàn)效果非常好.（2）觀察某種藥物對(duì)動(dòng)物病理模型的作用.如“葛根素對(duì)家兔酒精中毒的影響”，學(xué)生通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、建立比較穩(wěn)定可靠的家兔酒精中毒模型，模型建立成功后，學(xué)生再依據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模^察葛根素對(duì)家兔酒精中毒的影響.學(xué)生要確定病理模型的建立成功，需要根據(jù)所檢索的酒精中毒模型的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，仔細(xì)觀察各種指標(biāo)才能確立模型的可靠性，這是鍛煉學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲兴季S、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和分析問(wèn)題的比較好的方法.（3）重復(fù)建立一種動(dòng)物疾病的病理模型.學(xué)生對(duì)于建立動(dòng)物疾病病理模型非常感興趣.許多學(xué)生想復(fù)制教材或文獻(xiàn)上已有的動(dòng)物模型并評(píng)價(jià)該模型建立是否成功.病理模型復(fù)制成功后學(xué)生再探索給予動(dòng)物哪些藥物予以治療.如“家兔急性右心衰模型制作及給予硝普鈉后的心衰情況有何改變”，由于學(xué)生在學(xué)習(xí)生理學(xué)課程時(shí)還沒(méi)有學(xué)習(xí)病理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)等課程，學(xué)生在反復(fù)操作過(guò)程中，失敗率比較高，基本沒(méi)成功，但學(xué)生們的積極性仍然很高.此時(shí)教師要鼓勵(lì)學(xué)生、一起分析失敗的原因，保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和探索欲望，保留疑問(wèn)，從而使他們對(duì)后續(xù)將要學(xué)習(xí)的課程充滿期待.

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自行查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、探索研究的一種教學(xué)模式，是以學(xué)生為主體的自我訓(xùn)練體系.在整個(gè)過(guò)程中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，發(fā)揮其想象力和探索能力，注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)及創(chuàng)新意識(shí)與科研思維，很多同學(xué)對(duì)科研、探索產(chǎn)生了濃厚的興趣.在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要每個(gè)小組成員都查閱文獻(xiàn)資料，然后提出自己的設(shè)計(jì)方法，彼此之間要進(jìn)行討論，選出比較可行的一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案；實(shí)驗(yàn)完成后，小組選派的發(fā)言人要全面客觀的分析本組在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象和結(jié)果.這一過(guò)程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生語(yǔ)言組織及表達(dá)能力具有重要作用，同時(shí)為學(xué)生進(jìn)入藥理學(xué)以及后續(xù)臨床課程進(jìn)行的PBL教學(xué)奠定了一定的基礎(chǔ).總之，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)對(duì)提高學(xué)生的綜合能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神有著重要的意義，對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才有著積極作用[2，3，4].

總之，經(jīng)過(guò)此次在13級(jí)臨床本科醫(yī)學(xué)和口腔本科醫(yī)學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三者有效的結(jié)合能夠較好的提高學(xué)生綜合能力和科研思維，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情.通過(guò)與學(xué)生溝通發(fā)現(xiàn)，學(xué)生自認(rèn)為通過(guò)這種方法自己的自主學(xué)習(xí)能力以及對(duì)知識(shí)的渴望感明顯增強(qiáng)，同學(xué)之間團(tuán)結(jié)合作意識(shí)得到極大提高.但是生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革作為我院實(shí)驗(yàn)教學(xué)的試點(diǎn)，不可避免地存在許多不夠完善的地方，我們將繼續(xù)努力完善教學(xué)內(nèi)容，探索更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段，不斷提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和科研能力.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕王宏寶，劉慧萍，喻嶸，等．醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2014，12（7）:84—85.

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〔3〕邢德剛，鄭凌云，汪勝，等.開(kāi)設(shè)機(jī)能學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的探索[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2014，16（3）: 185—187.

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中圖分類號(hào)：G642.45

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673- 260X（2015）03- 0007- 02