高校本科人體解剖生理學(xué)實驗教學(xué)改革研究

邴 杰 孫穎郁 孫秀英 曾少舉

北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100875

高校本科人體解剖生理學(xué)實驗教學(xué)改革研究

邴 杰 孫穎郁 孫秀英 曾少舉

北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100875

從北京師范大學(xué)人體解剖生理學(xué)實驗課程的教學(xué)實踐出發(fā)，總結(jié)該實驗課程的實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段以及考核機制的全新改革和完善。在教學(xué)內(nèi)容上主要從三個方面進(jìn)行改革和完善，在實驗教學(xué)手段上積極探索多樣化的實驗教學(xué)平臺建設(shè)，在考核機制上，建立合理的人體解剖生理學(xué)實驗考核體系，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

人體解剖生理學(xué)實驗；實驗教學(xué)；教學(xué)手段；考核機制；改革

人體解剖生理學(xué)是從宏觀、藥理和生理功能水平上研究人體和動物的生命活動及其功能的一門學(xué)科，是高等院校生命科學(xué)專業(yè)的重要基礎(chǔ)學(xué)科。人體解剖生理學(xué)實驗課程是生理學(xué)教學(xué)的重要組成部分，既是生理學(xué)理論與實踐的相結(jié)合部分，又是對理論課程在形態(tài)結(jié)構(gòu)、理論和技術(shù)上的進(jìn)一步補充和深化。隨著電子學(xué)、生物化學(xué)、生物物理學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展，促進(jìn)了解剖生理學(xué)的研究從宏觀向微觀領(lǐng)域的不斷深入，應(yīng)用神經(jīng)生理和藥理學(xué)，計算機等已能對腦電、心電的活動研究更為精細(xì)，交叉學(xué)科的不斷發(fā)展以及生物科學(xué)發(fā)展的日新月異，生物科學(xué)的重要特點是其實驗性，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)已經(jīng)不能跟上時代的需要。為此，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，引入新的教學(xué)手段和多元化的考核體系具有重要的現(xiàn)實意義。

1 人體解剖生理學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的改革和完善

1.1 人體解剖生理學(xué)實驗課程的精心設(shè)計是學(xué)生鞏固學(xué)科基礎(chǔ)和創(chuàng)新的源泉

為了促進(jìn)學(xué)科間的交叉融合，我們學(xué)院將人體解剖學(xué)與動物生理學(xué)實驗進(jìn)行了合并，即人體及動物生理學(xué)實驗。該實驗課程共48學(xué)時，按每周4學(xué)時完成，為生物科學(xué)與生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)實驗課程之一，包括人體解剖學(xué)和動物及人體生理學(xué)兩部分內(nèi)容。人體解剖生理學(xué)課教學(xué)內(nèi)容的精心選擇有利于學(xué)生鞏固學(xué)科基礎(chǔ)，也有利于在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步的創(chuàng)新。

1.1.1 人體解剖學(xué)實驗內(nèi)容有效整合，重視學(xué)生基礎(chǔ)知識的系統(tǒng)化

人體解剖學(xué)部分打破傳統(tǒng)意義上的分章分節(jié)的教學(xué)內(nèi)容模式，有效整合，彰顯知識系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，根據(jù)機體功能分為四大部分：運動、循環(huán)系統(tǒng)，神經(jīng)組織及神經(jīng)系統(tǒng)，消化、呼吸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和泌尿、生殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該四部分內(nèi)容幾乎囊括了人體解剖學(xué)的全部知識要點，同時也兼顧了解剖學(xué)與生理學(xué)之間的密切相關(guān)性。在系統(tǒng)學(xué)習(xí)中明確人體解剖是個完整的體系，教學(xué)環(huán)節(jié)中做好整體設(shè)計，從而體現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)體系；另外，從解剖學(xué)各系統(tǒng)間的相互聯(lián)系及有效銜接中將解剖形態(tài)學(xué)內(nèi)容與生理學(xué)實驗內(nèi)容貫穿融合，把握和突出重點，夯實基礎(chǔ)帶動人體解剖生理學(xué)實驗教學(xué)的階段性發(fā)展。

1.1.2 生理學(xué)實驗把握基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)中勇于創(chuàng)新

生理學(xué)實驗部分，在實驗教學(xué)中保留了傳統(tǒng)經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容，并在基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上開設(shè)了開放性實驗和創(chuàng)新性實驗。經(jīng)典的基礎(chǔ)性實驗，使學(xué)生掌握動物生理學(xué)實驗的基本實驗原理和基本操作方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察、動手、采集和分析實驗結(jié)果能力，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力打下良好基礎(chǔ)。從整體上強調(diào)基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性，突出人體解剖生理學(xué)的基本實驗技術(shù)，如蛙坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本和神經(jīng)干標(biāo)本的制備、離體蛙心體外循環(huán)標(biāo)本的制備、膜片鉗技術(shù)、動物麻醉術(shù)、氣管插管技術(shù)、家兔頸部手術(shù)、分離主動脈神經(jīng)的方法、無創(chuàng)血壓測量技術(shù)等。隨著信息科學(xué)在生物學(xué)領(lǐng)域的不斷開發(fā)及應(yīng)用，引進(jìn)操作方便簡單的生物信號采集系統(tǒng)RM6240，對生理學(xué)信號進(jìn)行多方位的采集分析，在同一個實驗環(huán)境操作下，進(jìn)行多通道同時測量和檢測。如將蛙坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本制備、不同刺激強度和頻率對骨骼肌收縮的影響、神經(jīng)干動作電位及其傳導(dǎo)速度的測定、神經(jīng)興奮不應(yīng)期的測定等實驗內(nèi)容可以集中在一次實驗中完成。

在此基礎(chǔ)上將原來分散的實驗經(jīng)過精心設(shè)計，強調(diào)實驗結(jié)果中數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學(xué)分析，用統(tǒng)計學(xué)軟件做出相應(yīng)的統(tǒng)計圖表，從中找出變化規(guī)律，而不是簡單地顯示直接記錄到的生理信號波形圖，既做到結(jié)果的定性又做到了結(jié)果的定量分析，以科研數(shù)據(jù)表格的形式讓學(xué)生在基礎(chǔ)實驗中掌握科研實驗數(shù)據(jù)的采集，以及科研實驗的思考方式，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生形成縝密的生物學(xué)思維方式。同時，在基礎(chǔ)實驗中加以創(chuàng)新性自主實驗設(shè)計，創(chuàng)新實驗要有明確的教學(xué)目標(biāo)，只有在學(xué)會了該門實驗學(xué)科的基礎(chǔ)性實驗操作之后，才能通過不斷的學(xué)習(xí)、推理，進(jìn)行創(chuàng)造性實驗設(shè)計。在創(chuàng)新性實驗中，學(xué)生要在一定的實驗理論指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計實驗，提出問題，從多角度、多思維等多方面給出解釋。在自主創(chuàng)新實驗中，應(yīng)該讓學(xué)生明確實驗并不是量的積累，即不是為了獲得過多的、漂亮的實驗數(shù)據(jù)為目的，而是通過實驗要解決怎樣的科學(xué)問題，做實驗的目的是什么，該實驗有哪些實際的生物學(xué)意義。開放思維，不拘泥于原有的思維方式，大膽創(chuàng)新，大學(xué)時期正是學(xué)生思維活動最為活躍的時期，如蟾蜍的神經(jīng)干動作電位速率的測定的過程中，有的學(xué)生就提出，咖啡是一種作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮飲品，那么咖啡對周圍神經(jīng)系統(tǒng)的作用又是怎樣的呢，是興奮性增強呢，還是抑制作用呢，這其中的關(guān)聯(lián)又是怎樣的呢。又比如酒精對外周神經(jīng)系統(tǒng)的影響，聯(lián)系醉酒駕車。實驗技術(shù)和實驗教學(xué)過程是一個連續(xù)、系統(tǒng)的知識體系，各實驗項目之間有著內(nèi)在的聯(lián)系，綜合性、設(shè)計性實驗具有實驗內(nèi)容豐富，實驗方法多樣，實驗形式較為靈活等特點，給學(xué)生提供極大的自由發(fā)揮的空間，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

1.2 積極探索與運動生理學(xué)、心理學(xué)專業(yè)技術(shù)的交叉融合

積極探索與運動生理學(xué)及心理學(xué)專業(yè)技術(shù)的交叉融合，培養(yǎng)學(xué)生打破傳統(tǒng)觀念，在交叉學(xué)科中發(fā)現(xiàn)新的問題。交叉學(xué)科是新科學(xué)的生長點，對增強科研互利，開拓學(xué)科方向具有重要意義，在創(chuàng)新人才培養(yǎng)及實驗課程建設(shè)中起著極其重要的作用。我校心理學(xué)專業(yè)在生理學(xué)領(lǐng)域一直處于國內(nèi)外前沿水平，讓心理學(xué)專業(yè)教師走進(jìn)生理學(xué)實驗課堂可以開拓學(xué)生的視野，啟發(fā)學(xué)生從新的層面認(rèn)識生理學(xué)問題。學(xué)科之間的滲透交叉有利于全方位人才的培養(yǎng)。

運動生理學(xué)是與我們?nèi)粘Ｉ钭顬橄嚓P(guān)的學(xué)科理論，如何有效地在日常生活中做好鍛煉及提高鍛煉的水平，怎樣應(yīng)用最佳心率指導(dǎo)運動健身等，運動學(xué)院的教師從心肺功能評定指標(biāo)等人體運動生理的定義入手，可以讓學(xué)生更加全面認(rèn)識自身身體機能。有效地引進(jìn)外院課程，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，更有效的在第一時間內(nèi)讓學(xué)生能學(xué)以致用。

2 實驗教學(xué)方法多樣化改革，提高實驗課教學(xué)質(zhì)量

2.1 高效引用高教社4A教學(xué)平臺，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)自主化

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在教學(xué)實驗過程中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的支撐作用，近年來得到了廣泛的應(yīng)用，但各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺功能的同質(zhì)化及低層次，已經(jīng)不能跟上新的教育發(fā)展趨勢，高教社的4A教學(xué)平臺是在新的學(xué)習(xí)理念及計算機技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，該平臺在搭建過程中注重學(xué)習(xí)設(shè)計、面向服務(wù)的體系構(gòu)架，以適應(yīng)學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)的理念，集智能答疑、發(fā)展性評價、學(xué)習(xí)過程中信息的采集與分析、標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)勢被引進(jìn)到人體解剖生理學(xué)實驗教學(xué)中。

通過該平臺將零散的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)內(nèi)容有機的組合成更系統(tǒng)化，更有針對性的網(wǎng)絡(luò)課程，以適應(yīng)學(xué)生的課前學(xué)習(xí)。通過該平臺的學(xué)習(xí)，可以根據(jù)學(xué)生在平臺上的表現(xiàn)，為學(xué)生提供不同的學(xué)習(xí)起點、學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法，從而有效地幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)該門課程。高教社4A平臺為實驗教師提供了很好的與學(xué)生交流討論的平臺，同時也更加個性化的根據(jù)不同的學(xué)生個體制定出個性的學(xué)習(xí)計劃，賦予了實驗教學(xué)空間上的多維性和信息來源的廣泛性，充分尊重學(xué)生的主體地位和個性發(fā)展，使學(xué)生在知識掌握和技能學(xué)習(xí)上更加的高效。

2.2 模擬實驗教學(xué)軟件的引入，提高學(xué)生操作技能

人體解剖學(xué)實驗和生理學(xué)實驗的合并及交叉融合，使實驗課時的比例相應(yīng)減少，理論和實驗安排出現(xiàn)了分離，導(dǎo)致生理學(xué)實驗學(xué)的完整性和系統(tǒng)性受到一定的影響，隨著計算機科學(xué)的發(fā)展，我們逐步將成都儀器廠與浙江醫(yī)學(xué)院合作開發(fā)的人體解剖生理學(xué)虛擬實驗引入到生理學(xué)實驗教學(xué)中，讓學(xué)生在虛擬實驗環(huán)境中，生動地理解實驗原理和步驟，觀看正規(guī)的實驗操作演示，并通過與課件交互操作，真實、動態(tài)地完成生理學(xué)實驗，下一步我們計劃將該模擬系統(tǒng)加載到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，使學(xué)生對實驗課程的學(xué)習(xí)不受時間空間的限制，更好地熟悉實驗、預(yù)習(xí)實驗，從而保證實際實驗操作中的準(zhǔn)確性，對于基礎(chǔ)的實驗操作的熟悉，可以有效節(jié)約課堂教學(xué)時間進(jìn)行綜合實驗及開放性創(chuàng)新性實驗的開展。

2.3 RM6240B系統(tǒng)的開發(fā)性應(yīng)用，有效降低實驗操作難度

RM6240B多道生物信號采集與處理系統(tǒng)是多媒體智能計算機生理學(xué)實驗系統(tǒng)，集生物信號采集、放大、顯示、記錄與分析為一體，使得傳統(tǒng)的人體解剖生理實驗無論在操作過程上還是在波形描記上都得到極大的改善提高。RM6240生理信息采集系統(tǒng)利用到人體解剖生理實驗中，具有強大的優(yōu)勢，為該學(xué)科的實驗提供一個直觀的教學(xué)用具，對學(xué)生理解該學(xué)科的知識點具有重要作用。實驗手段和設(shè)備的不斷更新，促進(jìn)了人體解剖生理學(xué)實驗教學(xué)的發(fā)展。該軟件在數(shù)據(jù)分析上的開發(fā)利用，可以更加精確地分析數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)、自動完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計等工作，使得本科生對實驗數(shù)據(jù)的采集及生物學(xué)研究的數(shù)據(jù)分析有了更加全面的認(rèn)識。

3 建立合理的人體解剖生理學(xué)實驗考核體系，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

以手術(shù)操作為主體的人體解剖生理學(xué)實驗在實驗考核問題上，一直以來都存在著很大的分歧，過去實驗課總是與理論課合在一起考核，實驗的分?jǐn)?shù)僅占30%左右，這樣不能真實反映學(xué)生的實驗水平，一些學(xué)生往往通過提高理論課成績來彌補實驗課成績的不足，這對全面考核學(xué)生的實驗?zāi)芰哂幸欢ǖ娜毕荩趥鹘y(tǒng)考核中雖然平時實驗考核在最后成績中也占一定的分?jǐn)?shù)比例，但由于缺乏一套完善的評分體系，所以對學(xué)生實驗平時成績的評定缺乏客觀公正性。合理的成績評價有利于學(xué)生平時更認(rèn)真地掌握實驗操作，從而鞏固和提高學(xué)生動手的能力。為此我們參考一些成功的教學(xué)研究制定了符合人體解剖生理學(xué)實驗的考核體系方案，該方案主要包括3個部分：(1)課前預(yù)習(xí)，高教社4A平臺有一項功能可以針對本學(xué)期選修課程的學(xué)生在線學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)活動和自測，在學(xué)期末的時候自動形成學(xué)生學(xué)習(xí)檔案，通過該項預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)檔案，我們給出該門課程的第一部分成績。(2)第二部分成績，是通過實驗課上學(xué)生對待實驗的態(tài)度、實驗操作技能、實驗課上隨堂測試以及每組實驗后對實驗室物品的維護(hù)和值日情況給出成績，其中，為什么要把實驗室物品每組的維護(hù)及值日也作為考核的一項標(biāo)準(zhǔn)？原因在于對年輕的大學(xué)生來說，為培養(yǎng)學(xué)生從實踐中認(rèn)識普通勞動的意義，讓學(xué)生在值日中及自身實驗物品規(guī)劃中培養(yǎng)一種情商教育，學(xué)生有一種惰性，學(xué)習(xí)好一切都不管，以至于實驗好，但不收拾，不懂得理解并尊重勞動，這對于未來自身的發(fā)展有很大的局限性，所以將此項也作為一項量化的標(biāo)準(zhǔn)，幫助學(xué)生全面的發(fā)展。(3)第三部分成績?nèi)Q于學(xué)生實驗報告的總結(jié)歸納，以及綜合性、創(chuàng)新性實驗論文的實驗答辯討論、提出的問題等給予相應(yīng)的成績。因為學(xué)生在實驗中不僅要掌握科學(xué)的實驗方法，還要對實驗原理進(jìn)行深刻的思考，對實驗現(xiàn)象進(jìn)行細(xì)致觀察和深入分析，以便實現(xiàn)對知識的透徹理解和掌握，所以實驗后對實驗內(nèi)容的總結(jié)歸納討論，也是實驗學(xué)習(xí)考核中重要的組成部分。

4 結(jié)束語

實驗教學(xué)實踐表明，在人體解剖生理學(xué)實驗教學(xué)過程中，逐漸由以教師為主轉(zhuǎn)向以學(xué)生為主，從基礎(chǔ)實驗教學(xué)到引導(dǎo)學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)新知識、掌握新內(nèi)容，不斷提高學(xué)生的理論水平和實驗操作能力，并培養(yǎng)學(xué)生的合作精神及解決問題的能力。在不斷創(chuàng)新改革人體解剖生理學(xué)實驗教學(xué)，不斷深化教學(xué)內(nèi)容方法改革，不斷創(chuàng)新借鑒適應(yīng)新的發(fā)展需求中，不斷地提高教學(xué)質(zhì)量，為新時期人才培養(yǎng)做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。

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Research on reform in the experiment teaching of human anatomy and physiology

Bing Jie, Sun Yingyu, Sun Xiuying, Zeng Shaoju
Beijing normal university, Beijing, 100875, China

In this paper, according to the human anatomy and physiology experiments of teaching experience in Beijing normal university ,it concluded an experimental program of teaching content, teaching methods and assessment mechanism for new reform and improvement. In the teaching content mainly from three aspects of reform and improvement; in the experimental teaching methods, to actively explore a variety of experimental teaching platform, designed to improve the quality of teaching experiments; in the evaluation mechanism, a reasonable course evaluation mechanisms can mobilize the enthusiasm of students.

human anatomy and physiology experiments; experimental teaching; teaching methods; assessment mechanisms; reform

2011-11-28

邴杰，碩士，助理實驗師。