啟發(fā)式教學(xué)在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

龔其海，徐尚福，金 鳳，李利生，楊丹莉

（遵義醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室，貴州 遵義 563000）

啟發(fā)式教學(xué)在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

龔其海，徐尚福，金 鳳，李利生，楊丹莉

（遵義醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室，貴州 遵義 563000）

機(jī)能學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；啟發(fā)式教學(xué)；驗(yàn)證性試驗(yàn)；設(shè)計(jì)性試驗(yàn)

《中華人民共和國(guó)高等教育法》規(guī)定了對(duì)本科教育的學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，“本科教育應(yīng)當(dāng)使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握本學(xué)科、專業(yè)必需的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)，掌握本專業(yè)必要的基本技能、方法和相關(guān)知識(shí)，具有從事本專業(yè)實(shí)際工作和研究工作的初步能力”。誠(chéng)然，要具有從事本專業(yè)研究工作的初步能力與培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和創(chuàng)新意識(shí)是密不可分的。如何在本科階段培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和創(chuàng)新能力，是高等教育面臨的一個(gè)重大課題，關(guān)系到未來(lái)我國(guó)的核心創(chuàng)新能力是否得到提高和加強(qiáng)。因此，近年來(lái)國(guó)內(nèi)許多大學(xué)都采取了多項(xiàng)措施，旨在提高大學(xué)生的整體素質(zhì)和創(chuàng)新能力。在醫(yī)學(xué)院校，大多開(kāi)設(shè)了機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)這一課程，該課程將生理學(xué)、藥理學(xué)和病理生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容融為一體，綜合三門學(xué)科的核心實(shí)驗(yàn)課程，并增加了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)各學(xué)科之間的交叉融合，更加注重學(xué)生多種能力的培養(yǎng)[1]。

我校早在2000年就實(shí)施了該項(xiàng)改革，這在國(guó)內(nèi)是較早開(kāi)展的，迄今已經(jīng)連續(xù)有10個(gè)年級(jí)完成了機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)。總體上講，在該門課程開(kāi)展過(guò)程中，教學(xué)方式逐漸改變，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容逐步完善，教學(xué)質(zhì)量逐步提升。盡管如此，以往的教學(xué)方法尚存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生不能將既往學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論用于機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋，不能將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基本技能和原理用于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中。為解決這一問(wèn)題，本教學(xué)研究組將啟發(fā)式教學(xué)應(yīng)用于機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)中，取得了良好的效果。因此，本文以“離體小腸平滑肌的生理特性及藥物作用觀察”[2]為例，剖析啟發(fā)式教學(xué)在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)學(xué)生將基礎(chǔ)理論用于機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基本技能和原理用于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“從經(jīng)典到創(chuàng)新”的跨越，旨在為國(guó)內(nèi)同行，特別是為青年教師提供參考。

1 教學(xué)對(duì)象

教學(xué)對(duì)象為2008級(jí)我校各專業(yè)所有大學(xué)三年級(jí)本科生，共1080人，分為27個(gè)班，每班10個(gè)小組，每組4人。

2 教學(xué)方案

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備該實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為3周進(jìn)行，每周9個(gè)班。結(jié)合“離體小腸平滑肌的生理特性及藥物作用觀察”[2]的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及上課前1周的預(yù)示，正式上課前安排學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，在恒溫平滑肌的大槽中加入自來(lái)水至刻度線，灌流槽及標(biāo)本槽內(nèi)加入臺(tái)氏液，并將溫度設(shè)定為38℃?zhèn)溆煤笳缴险n。

2.2 實(shí)驗(yàn)前的講解及實(shí)驗(yàn)結(jié)合教材，首先向?qū)W生交代本次實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方法、觀察項(xiàng)目及注意事項(xiàng)等，并強(qiáng)調(diào)該次實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。然后學(xué)生按照《機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

2.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié)按照常規(guī)，待學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束，打印完實(shí)驗(yàn)結(jié)果后進(jìn)行該次實(shí)驗(yàn)總結(jié)。結(jié)合該次實(shí)驗(yàn)每班10個(gè)小組的結(jié)果，對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。

2.3.1 自動(dòng)節(jié)律收縮 本次實(shí)驗(yàn)首先觀察家兔離體小腸平滑肌的自動(dòng)節(jié)律性，在每班的10個(gè)小組中，每次有5～8個(gè)小組的結(jié)果顯示家兔離體小腸平滑肌的自動(dòng)節(jié)律性收縮曲線不規(guī)則（圖1）。啟發(fā)式提問(wèn)1：這是否正常？啟發(fā)式提問(wèn)2：如果屬于正常，什么動(dòng)物的小腸平滑肌自動(dòng)節(jié)律性收縮曲線規(guī)則？

圖1 家兔離體小腸平滑肌的收縮曲線

2.3.2 膽堿能受體激動(dòng)劑對(duì)腸段收縮的影響及阻斷劑的作用 該項(xiàng)目首先觀察在標(biāo)本槽中加入膽堿能受體激動(dòng)劑乙酰膽堿溶液后，腸管張力和收縮的變化；然后觀察M受體阻斷劑阿托品溶液的腸管張力和收縮的變化。該項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較一致，而且學(xué)生也能夠解釋。

2.3.3 腎上腺素受體激動(dòng)劑對(duì)腸段收縮的影響及阻斷劑的作用 該項(xiàng)目首先觀察去甲腎上腺素溶液對(duì)腸段收縮及張力的影響。然后觀察酚妥拉明溶液對(duì)腸段收縮及張力的影響，并在不更換臺(tái)氏液的情況下，再觀察加入去甲腎上腺素溶液后腸段收縮及張力的變化。該項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致（圖2A， B）。啟發(fā)式提問(wèn)1：為什么在標(biāo)本槽中加入去甲腎上腺素溶液后腸段收縮幅度及頻率降低？啟發(fā)式提問(wèn)2：為什么在標(biāo)本槽中加入酚妥拉明溶液后腸段的收縮幅度及頻率增加，而再加入去甲腎上腺素溶液則降低？

圖2 腎上腺素受體激動(dòng)劑對(duì)腸段收縮的影響及阻斷劑的作用。

2.3.4 鈣離子對(duì)腸段收縮的影響 該項(xiàng)目是將標(biāo)本槽中的臺(tái)氏液換成無(wú)鈣臺(tái)氏液，觀察腸管平滑肌的反應(yīng)。各組結(jié)果一致，學(xué)生也能解釋。

2.3.5 溫度對(duì)腸段收縮的影響 該項(xiàng)目是記錄一段對(duì)照的腸管平滑肌收縮曲線后，將標(biāo)本槽中的臺(tái)氏液換成25℃的臺(tái)氏液，觀察腸段的張力和收縮有何變化，并逐漸加熱至38℃，再觀察其反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較一致，學(xué)生也能解釋。

2.3.6 酸堿度對(duì)腸段收縮的影響 該項(xiàng)目是在標(biāo)本槽中加入鹽酸溶液3～4滴后，觀察腸管平滑肌的反應(yīng)。待作用明顯后，在此基礎(chǔ)上加入氫氧化鈉溶液3～4滴，再觀察腸管平滑肌的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果多樣，主要有五種情況，一是加入鹽酸溶液后收縮幅度增加，而加入氫氧化鈉溶液后進(jìn)一步增加（圖3A）；二是加入鹽酸溶液后收縮幅度變小，加入氫氧化鈉溶液后稍有回升（圖3B）；三是加入鹽酸溶液后收縮幅度變化不明顯，加入氫氧化鈉溶液后幅度變小（圖3C）；四是加入鹽酸溶液后收縮幅度增加，加入氫氧化鈉溶液后幅度變?。▓D3D）；五是加入鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液后幅度均未見(jiàn)明顯變化（圖3E）。啟發(fā)式提問(wèn)：哪一種結(jié)果正確？怎樣解釋？

圖3 酸堿度對(duì)腸段收縮的影響

3 討論

該次實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，也是生理學(xué)與藥理學(xué)兩門學(xué)科交叉融合的綜合性實(shí)驗(yàn)。以該次實(shí)驗(yàn)為例可以詮釋學(xué)生將基本技能和原理用于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“從經(jīng)典到創(chuàng)新”的跨越。

該實(shí)驗(yàn)首先觀察家兔離體小腸平滑肌的自動(dòng)節(jié)律性，并設(shè)置了兩道問(wèn)題進(jìn)行啟發(fā)式提問(wèn)。這有助于告訴學(xué)生不規(guī)則的自動(dòng)節(jié)律性收縮曲線也是屬于生理現(xiàn)象，與豚鼠的自動(dòng)節(jié)律性收縮曲線不一樣，豚鼠的自動(dòng)節(jié)律性收縮曲線規(guī)則，而家兔則不同。進(jìn)而讓學(xué)生知道動(dòng)物的品種及品系不同，其生理特性往往差別較大，家兔不等同于豚鼠，豚鼠不等同于人。因此，在進(jìn)行科學(xué)研究過(guò)程中，正確選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物甚為重要。

該次實(shí)驗(yàn)中，加入乙酰膽堿溶液后，腸管張力增加，收縮幅度增大，與之相反，阿托品溶液的腸管張力降低，收縮幅度明顯降低。盡管學(xué)生能夠解釋，但有助于學(xué)生結(jié)合《藥理學(xué)》理論課教學(xué)內(nèi)容，加深學(xué)生對(duì)激動(dòng)M受體和阻斷M受體剛好產(chǎn)生相反作用這一概念。為驗(yàn)證腎上腺素受體激動(dòng)劑對(duì)腸段收縮的影響及阻斷劑的作用，該項(xiàng)目首先觀察去甲腎上腺素溶液對(duì)腸段收縮及張力的影響，然后觀察酚妥拉明溶液對(duì)腸段收縮及張力的影響，并在不更換臺(tái)氏液的情況下，再觀察加入去甲腎上腺素溶液后腸段收縮及張力的變化。考慮到在《藥理學(xué)》教材中，介紹去甲腎上腺素和酚妥拉明時(shí)，未強(qiáng)調(diào)受體激動(dòng)劑及阻斷劑對(duì)胃腸平滑肌有何影響，僅僅只是在一個(gè)表格中出現(xiàn)[3]，故設(shè)置了兩道問(wèn)題進(jìn)行啟發(fā)式提問(wèn)。這既讓學(xué)生知道在小腸平滑肌有受體的分布，其效應(yīng)為超極化和松弛；也有助于讓學(xué)生知道，有時(shí)在閱讀文獻(xiàn)要盡可能仔細(xì)。

在觀察鈣離子對(duì)腸段收縮的影響時(shí)，該次實(shí)驗(yàn)不是直接加入含鈣離子的溶液，而是將標(biāo)本槽中的臺(tái)氏液換成無(wú)鈣臺(tái)氏液后觀察腸管平滑肌的反應(yīng)。盡管學(xué)生能解釋這一結(jié)果，但重要的是將數(shù)學(xué)原理的“反證法”這一概念應(yīng)用于該實(shí)驗(yàn)中。在生命科學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，這一概念應(yīng)用較為普遍。例如，為確證某基因的效應(yīng)，一方面激活該基因表達(dá)后，分析其效應(yīng)是否增強(qiáng)，另一方面是將該基因敲除或者抑制其表達(dá)，分析其效應(yīng)是否消失或減弱。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維很有幫助。

在觀察溫度對(duì)腸段收縮的影響時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，溫度在25℃時(shí)，腸段收縮幅度及頻率均明顯降低，隨著溫度逐漸上升，腸段收縮幅度及頻率也逐漸增加。這加深了學(xué)生對(duì)溫度直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)識(shí)。在觀察酸堿度對(duì)腸段收縮的影響時(shí)，各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，出現(xiàn)了五種不同的結(jié)果。為培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，設(shè)置了一道啟發(fā)式提問(wèn)的問(wèn)題。這樣，加深了學(xué)生對(duì)“pH對(duì)消化道平滑肌有何影響，目前尚無(wú)定論”這一理論知識(shí)的理解。因此，告訴學(xué)生在科學(xué)研究過(guò)程中，控制實(shí)驗(yàn)條件至關(guān)重要，務(wù)必考慮到溫度、pH等外界條件的干擾，同時(shí)也要善于培養(yǎng)自己的獨(dú)立思考能力和求是精神。

最后，結(jié)合該次實(shí)驗(yàn)的基本思想，推薦兩篇最近發(fā)表于核心期刊的文獻(xiàn)給學(xué)生閱讀[4,5]，因?yàn)檫@兩篇文獻(xiàn)與該次實(shí)驗(yàn)的基本技能和原理是一致的，不同之處在于這兩篇文獻(xiàn)是在未知那兩種化合物對(duì)家兔離體小腸平滑肌有何影響的情況下報(bào)道的。這既有助于拓展學(xué)生知識(shí)面，又有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，特別是對(duì)增強(qiáng)學(xué)生將基礎(chǔ)理論用于醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基本技能和原理用于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中的能力進(jìn)行很好的詮釋，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從“經(jīng)典到創(chuàng)新”的跨越。

[1] 丁伯平,黃幀檜,程慧珍.機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)教學(xué)改革的實(shí)踐和新趨勢(shì) [J].醫(yī)學(xué)教育探索，2008，7（7）：739-741.

[2]劉愛(ài)東.機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教程 [M].西安：第四軍醫(yī)大學(xué)出版社，2009.81-84.

[3]楊寶峰.藥理學(xué) [M].第7版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2008.52.

[4]汪慧慧,付守廷,朱 嵐,等.色滿類化合物HEF-05對(duì)家兔離體小腸平滑肌的作用及機(jī)制 [J].中國(guó)新藥雜志, 2010,19（16）:1459-1462.

[5]李 茜,馬會(huì)杰,關(guān) 玥,等.人參皂苷Rg1對(duì)家兔離體小腸平滑肌自發(fā)收縮活動(dòng)的影響 [J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào)，2009,25（10）:1350-1354.

G642.0

C

1000-2715（2010）06-0617-03

2010-09-15

項(xiàng)目遵義醫(yī)學(xué)院教改項(xiàng)目資助，項(xiàng)目號(hào)：20091206

楊丹莉（1971—），女，博士，教授，從事藥理學(xué)教學(xué)工作17年。

王福軍]