尹艷艷，張駿艷，范一菲，劉 珺，陳昌鋒，余孝海，范濤濤 (安徽醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)中心， 合肥 00； 安徽醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室； 安徽醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室； 安徽醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室)

國(guó)際化醫(yī)學(xué)教育改革潮流要求高等醫(yī)學(xué)教育必須重視培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力[1]。醫(yī)學(xué)實(shí)踐與創(chuàng)新不僅體現(xiàn)在醫(yī)療實(shí)踐過程中，而且體現(xiàn)在對(duì)醫(yī)學(xué)科學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和研究中。實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)教學(xué)正是培養(yǎng)這兩種能力的主要陣地和重要手段。基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是醫(yī)學(xué)高等教育的重要組成部分，在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的醫(yī)學(xué)人才中具有不可替代的作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是與理論教學(xué)相互的橋梁課程，又是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和科研創(chuàng)新能力的相對(duì)獨(dú)立的課程。

“以器官系統(tǒng)為中心”的整合課程是目前醫(yī)學(xué)教育的課程模式之一。2013年，我校借鑒國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，在臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)中分基礎(chǔ)和臨床兩階段開展以器官系統(tǒng)為基礎(chǔ)的課程整合改革。在課程改革的不斷深入實(shí)踐中，整合課程模式在理論教學(xué)中日漸成熟[2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是醫(yī)學(xué)生培養(yǎng)中的關(guān)鍵部分，目前課程中涉及的生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)部分以各學(xué)科驗(yàn)證式動(dòng)物實(shí)驗(yàn)為主，各自為政，不能體現(xiàn)整合課程的特點(diǎn)，無法將知識(shí)縱向連接，也難以充分發(fā)揮學(xué)生的自主性和培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。而機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)是將生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合而形成的一門以實(shí)驗(yàn)為導(dǎo)向，跨學(xué)科、多層次、高水平的綜合性新興學(xué)科。按照現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育的理念，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式要能結(jié)合臨床、貼近科研，能夠充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的自主性，因此，在整合課程中開展機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合勢(shì)在必行[3,4]。

基于上述原因，本研究在心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)課程中分別以血壓調(diào)節(jié)和呼吸運(yùn)動(dòng)為切入點(diǎn)，進(jìn)行機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)整合，將人體機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真病例討論進(jìn)行縱向聯(lián)系，有機(jī)融合，利用線上線下教學(xué)，層層遞進(jìn)，觀察從生理到病理生理、再到疾病治療狀態(tài)的變化，建立“三段式”機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)新體系，并運(yùn)用于整合課程的教學(xué)中。

1 組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革必須擁有一支具備創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力、愛崗敬業(yè)的教師和教輔團(tuán)隊(duì)，提高教師的教學(xué)水平和科研水平是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的前提條件。團(tuán)隊(duì)由生理學(xué)、病理學(xué)和藥理學(xué)三個(gè)學(xué)科的資深教師和機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的骨干技術(shù)員組成，課題負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)研究?jī)?nèi)容的規(guī)劃和實(shí)施。

2 建立“三段式”機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)新體系

第一階段：人體機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)。我們采用成都泰盟軟件有限公司的HPS-103人體生理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的虛實(shí)聯(lián)動(dòng)，使受試者與計(jì)算機(jī)中的虛擬人同步運(yùn)動(dòng)。受試者的基本生理參數(shù)，如身高、體重等被輸入計(jì)算機(jī)構(gòu)建個(gè)體相關(guān)的虛擬人；在實(shí)驗(yàn)中，受試者的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和生理指標(biāo)(血壓、呼吸、心電)等指標(biāo)被實(shí)時(shí)采集并傳入計(jì)算機(jī)中，驅(qū)動(dòng)虛擬人同步運(yùn)動(dòng)并顯示對(duì)應(yīng)的生理指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)過程中通過呼吸流速、心電、血壓、骨骼肌做功等觀察指標(biāo)的同步，虛擬人可以實(shí)時(shí)反饋出組織代謝、血氧、心肺反射、心臟做功等系統(tǒng)與器官功能變化，推算出心輸出量和心指數(shù)等推導(dǎo)生理指標(biāo)，從而以虛補(bǔ)實(shí)，豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由學(xué)生相互協(xié)助，操作完成，記錄整理數(shù)據(jù)并發(fā)現(xiàn)問題。例如騎單車后對(duì)心率、血壓、呼吸的影響，教師指導(dǎo)他們查閱資料，分析原因和機(jī)制。教師通過這種學(xué)習(xí)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，鞏固加深了對(duì)課程中基本概念和理論知識(shí)的理解，提高了學(xué)習(xí)效率。

第二階段：動(dòng)物機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)。我們采用國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)院校使用最廣泛的BL-420I系統(tǒng)，進(jìn)行相關(guān)動(dòng)物機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以滿足本科階段的學(xué)習(xí)和科研早接觸的需求。心血管系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為“家兔血壓的測(cè)定及神經(jīng)體液因素對(duì)血壓的調(diào)節(jié)”；呼吸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為“家兔呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)”。實(shí)驗(yàn)過程中有配套的操作視頻和在線慕課，逐步講解操作的細(xì)節(jié)和相關(guān)注意事項(xiàng)。同時(shí)，教師的示教過程通過儀器顯示在顯示屏上，確保每位學(xué)生都可以看到。國(guó)家級(jí)虛擬實(shí)驗(yàn)中心的平臺(tái)上有相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有利于學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。這樣學(xué)生在動(dòng)手操作時(shí)就會(huì)心中有數(shù)，以保證實(shí)驗(yàn)的成功率。

第三階段：結(jié)合臨床，依托國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課中引入虛擬仿真案例教學(xué)[5]，利用VSP-100虛擬標(biāo)準(zhǔn)化病人教學(xué)系統(tǒng)，通過虛擬病例分析，找出疾病的病生生理狀態(tài)，引起異常的致病因素，通過查閱文獻(xiàn)找出治療方案，并進(jìn)行模擬治療檢驗(yàn)方案的可行性分析。教師在講解心血管系統(tǒng)時(shí)引入慢性心功能不全病例，讓學(xué)生觀察心衰癥狀、分析慢性心衰發(fā)生的原因及其與高血壓的相關(guān)性；呼吸系統(tǒng)中引入慢性阻塞性肺病例，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)病人異常的生理指標(biāo)，并根據(jù)所學(xué)知識(shí)制定治療方案，從血氧飽和度、血?dú)夥治龅淖兓约八幬镙o助治療等多個(gè)方面考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力。

3 機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)新體系在整合課程中的應(yīng)用

機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)新體系已用于我校2019級(jí)和2020級(jí)臨床醫(yī)學(xué)整合班心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)系統(tǒng)的教學(xué)中，取得了良好的效果。綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇主要依據(jù)理論教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容，具有相應(yīng)的人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真病例的配合，例如動(dòng)脈血壓的影響因素和呼吸功能的影響因素。每個(gè)階段的教學(xué)內(nèi)容都有相應(yīng)的線上教學(xué)資源，學(xué)生可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)和討論式學(xué)習(xí)。每個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包含10個(gè)學(xué)時(shí)，即3學(xué)時(shí)人體機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)、4學(xué)時(shí)動(dòng)物機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)、3學(xué)時(shí)虛擬仿真病例分析。所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均可以存儲(chǔ)在一體機(jī)中，便于學(xué)生整理完成和提交電子版實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)新體系在整合課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加了人體機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)，提高了學(xué)生的參與度、體驗(yàn)感，激發(fā)了探索人體機(jī)能的興趣，避免了單一動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的單調(diào)性。同時(shí)虛擬仿真病例的引入，不僅整合了機(jī)能學(xué)相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，也實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)與臨床、理論與實(shí)踐的整合，同時(shí)縱向串聯(lián)了系統(tǒng)中其他學(xué)科的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)了真正意義的整合。

“三段式”機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合體系的構(gòu)建可以幫助學(xué)生深刻了解人體機(jī)能活動(dòng)的本質(zhì)、調(diào)節(jié)規(guī)律，了解常見疾病的發(fā)生發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)分析和解決臨床問題的能力，實(shí)現(xiàn)早臨床、多臨床和反復(fù)臨床的教學(xué)目標(biāo)，從而培養(yǎng)一流的醫(yī)學(xué)人才。機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)體系在整合課程中的應(yīng)用，符合能力培養(yǎng)和勝任力導(dǎo)向?yàn)楹诵牡尼t(yī)學(xué)教育的要求，推動(dòng)基礎(chǔ)和臨床的融合，有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)從知識(shí)型向素質(zhì)型轉(zhuǎn)變，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、動(dòng)手能力和人文素質(zhì)的全面發(fā)展，從而提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。后續(xù)，我們會(huì)繼續(xù)開發(fā)設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充實(shí)完善機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)體系，以用于神經(jīng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等整合課程中。