PBL聯合設計性實驗在中醫院校生理學實驗教學中的應用

韋曉潔，馬遠征，韋燕飛，馬 靜

（廣西中醫藥大學基礎醫學院，廣西 南寧 530200）

生理學是一門研究機體生命活動各種現象及其功能活動規律的科學，理論性和實踐性強，是連接基礎醫學和臨床醫學的橋梁學科。生理學是一門實驗性較強的科學，生理學的每一個知識點或結論均從實驗中獲得，因此，實驗教學在生理學教學中占有舉足輕重的地位，其中動物實驗是其主要的研究方法，與西醫學校相比，中醫院校的生理學學時少，學生的西醫理論相對薄弱，學生重視度低，極大地限制了中醫院校生理學的實驗教學發展。因此，如何提高學生的學習興趣及動手能力，提高實驗教學效果，讓學生真正從實驗中總結疾病的發病機制，是中醫院校生理學教學實驗改革中亟待解決的問題[1]。本文結合中醫專業學生的特點，分析PBL和設計性實驗相結合教學在提高生理學實驗教學效果的作用，對教學過程的具體問題進行探討，探索實驗教學的新模式。

1 生理學實驗教學的現狀

在本校的生理學實驗教學普遍存在一些亟須改革的“痛點”。比如說（1）教學模式相對單一，傳統的生理學實驗教學的方法采用的是教師示教，學生依從的模式，即教師將實驗目的、方法步驟、注意事項等問題講解并演示后，學生根據教師的教導逐一進行操作。在該教學過程中，大部分同學積極參與，出現的主要問題是大部分同學僅僅是依葫蘆畫瓢地操作和完成實驗，難以感興趣地觀察實驗現象，發現問題，提出問題；同時也難以將各學科實驗內容進行有效的總結歸納，融會貫通，提高醫學思維和科研意識。這種實驗教學方法難以激發學生的學習積極性和發揮主觀能動性，不利于中醫院校學生對生理學理論和實驗操作的學習，這種傳統的教學手段忽視學生的主體地位,不利于積極性的調動及自主學習能力的培養；（2）實驗課程內容設置主要限于經典實驗，由于學校課程的改革，但理論課和實驗課課時縮減，尤其是實驗課相對來說時間更少，使實驗內容局限于傳統的經典實驗，學生對前沿進展和新技術不夠了解，創新性實驗或者拓展性實驗沒有思路。（3）實驗評價體系不夠全面：相對于傳統的教學方法，在實驗課中對學生的考察相對來說比較簡單，在實驗的過程中有一部分同學動手能力差，缺乏積極主動性，沒有達到我們的教學要求，實現我們的教學目標。實驗成績的評定，主要由實驗報告來體現，我們在批改實驗報告的過程中，發現同一組別的同學實驗結果經常雷同，缺乏獨立思考的能力，同學們忽視學習過程和知識運用能力，導致動手能力和解決問題能力欠缺。（4）實驗課程的設置缺乏整體性與系統性。一個實驗開展一個機能活動的教學內容，對動物的機能活動缺乏整體和系統的認識，其結果不利于培養學生的邏輯思維能力，不利于培養學生獨立思考的能力，不利于培養學生發現問題、解決問題和綜合創新能力。

2 PBL教學模式的應用

1969年，美國的神經病學教授Barrows提出一種新的教學模式，即以問題為導向的教學模式（Problem Based Learning，PBL）。它是一種以學生為中心的現代教學模式，具有以學為主、以教為鋪、充分發揮學生學習自主性的特點，在世界范圍內被越來越多的專業領域廣泛應用并得到肯定[2]。PBL教學的特點是以學生為中心，設置場景，提出問題，建立假設，將抽象化的病理生理過程以具體的臨床病例呈現，讓學生通過學習分析臨床病例，深刻理解疾病系統整體性變化過程，為將來的臨床工作打下堅實基礎。

在完成幾次常規實驗，學生對基本的實驗操作有了一定認識后，我們將PBL教學引入生理學實驗教學中。我們選擇幾個章節進行PBL教學，包括缺氧，休克，缺血再灌注，發熱，基本過程包括：

（1）合理設置場景，提出問題。問題的合理性和普遍性與PBL模式的教學效果密切相關，我們主要選取臨床病例，特別是常見疾病，比如與第八章尿的生成和排出相關的泌尿實驗中，上課中我們通過“尿糖試紙”的定性實驗，引導學生思考為什么家兔尿糖檢查呈陽性反應？提出思考，與學生互動，進行參與式學習，然后我們以“尿糖”為出發點，讓學生思考引起尿糖的原因以及生理學機制。通過給家兔一次性注射大量葡萄糖，計算家兔血糖濃度，復習理論課中學習的“腎糖閾”的概念，引導學生思考尿糖包括：生理性原因和病理性原因，聯系日常生活中攝食性糖尿（一次食糖過多或注射葡萄糖后，尿中可出現尿糖），而思考尿糖發生是由于生理性因素引起的，通過小組展開討論，讓學生思考還有哪些原因可以引起尿糖？通過討論，提示引出病理性糖尿──糖尿病，讓同學們討論糖尿病發生與家兔注射大量葡糖糖出現尿糖發生原理的不同，并且讓學生真正明白“尿糖并不一定是糖尿病”，通過在生理學實驗課程中“早臨床”的嘗試，有助于醫學生更全面、真實地認識疾病，有助于增強后續醫學課程學習的動力抓住疾病的核心機制，盡量減少疾病的復雜性，使得問題難易程度適中，針對性強，并具有較強的可操作性，同時，我們根據中西醫不同看法及觀點提出相應問題。

（2）PBL模式的學習是指“以學生為中心”讓學生自身主導，提前讓學生自愿組隊，明確各自分工，使其在討論、學習過程中，根據各自的分工，收集分析資料，驗證假設。而指導教師在PBL模式中雖然起著必不可少的作用，但與傳統的教學模式不同的是教師在整個學習過程中不是給予直接的專業知識的指導，也不傳授解決問題的技巧，只是在學生學習過程中做出適當的引導和總結，教師可以指導學生通過查找文獻、書籍等方法根據問題收集整理資料，促使他們思考與分析問題。最后再由授課教師帶領做出總結、反饋，使學生在PBL課程的學習過程中不斷夯實知識基礎、鍛煉解決問題的能力。

（3）討論、總結問題。讓學生將收集分析好的資料組合起來進行討論，在討論過程中，教師把控討論的時間與內容的深度，討論結束后，教師有針對性地對學生們解決問題的內容、方法、邏輯等做出點評與修正，最后總結和歸納知識要點。通過此次PBL教學實踐，學生課堂中的參與性和積極性得到極大提高，改變以往聽課后的沉默局面，課堂氣氛活躍，同時也培養了學生一定的科研思維能力，為后續設計性實驗的開展打下基礎。

3 設計性實驗教學模式的應用

傳統的生理學實驗多為單方面、單系統的演示實驗和驗證實驗，使得學生對實驗結果的獲取過程及相關知識的總結認識過于簡單，不利于學生實驗操作能力的培養。

設計性實驗要求學生綜合多門學科的知識和各種實驗原理來設計實驗方案，充分運用學到的知識去發現、解決問題。在此過程中，學生轉化為自主學習的主體，態度積極，創造性思維活躍，彌補了傳統生理學實驗模式的不足[3]。

我們在完成PBL教學后開展了設計性實驗教學。我們將學生分組，每組4～6人，根據現有的實驗條件，學生自行設計相關實驗來論證假說。每組學生成員各抒己見，集思廣益，首先討論各種實驗方案，分析和論證它們的優缺點、可行性及必要性，預測實驗結果及實驗中可能出現的各種問題及解決方案，最終統一決定該組的實驗方案；然后嚴格按照實驗方案進行實驗操作，注意觀察實驗過程中的各種現象，處理實驗的突發狀況；接著根據具體的實驗結果，無論是陽性結果，還是陰性結果，均進行分析、總結及討論；最后撰寫實驗報告，實驗報告的內容包括實驗目的、方法、結果、討論和結論，其中討論部分主要對實驗結果的分析及實驗設計的客觀性和嚴謹性的分析。在此過程中，教師主要起輔導作用，掌控實驗方案的科學性、合理性及可行性，適時給予學生必要的提示，盡量讓學生自主思考，以便培養學生的科學思維。

4 PBL和設計性實驗相結合教學模式的思考

（1）PBL和設計性實驗相結合教學模式提高了學生的學習興趣，興趣是最好的老師，傳統的實驗課程學生被動地去驗證某些既定的實驗內容，隨著課程的改革，對實驗的重視度加強，學生的興趣也提高了。實驗內容的改革，也提高了學生的動手能力，實驗過程變得靈活，多樣化，豐富了學生的科研思維，設計性實驗涉多門學科的交叉運用，不但加深了學生們對相關醫學知識的掌握和運用，而且培養了學生臨床的綜合能力。學生轉化為學習的真正主體，其學習主動性、文獻查閱能力、創新能力和團隊協作能力都有所提高，而教師轉化為輔助角色，引導學生進行思考、討論及操作，師生之間互動加強，溝通通暢，使得實驗設計的邏輯性、綜合性和嚴謹性得到了提高。

（2）PBL和設計性實驗相結合教學模式對教師提出更高的要求。教師不僅要對實驗的原理、內容、方法和操作熟悉，教學目的要非常明確，而且要求老師們不僅要掌握實驗中所需要的具體操作，并且還能處理實驗中可能出現的問題。要求老師不但參加日常的教學工作，還要參加科研研究項目，所以教師的知識儲備比較重要。同時，教師要正確引導學生，促使學生自己查閱相關文獻及資料，自行解決問題，切不可全部包辦。要開展集體討論，讓學生發揮自己的創造性，讓學生一起參與分析實驗設計的合理性及可行性；最后，教師還應該主動學習，掌握相關的臨床知識，了解學科發展前沿，使實驗教學與實踐相結合，跟緊科學發展步伐。

（3）PBL和設計性實驗相結合教學模式促進中醫院校生理學實驗教學的改革。中醫院校的教學模式是中醫課程和西醫課程獨立教學，學生既要培養中醫思維，又要培養西醫思維，但是兩者之間無實質性的交叉，學生在學習過程中很難掌握兩者的關系[4]。很多中醫的學生對西醫的學科不感興趣，“無用論”的想法大量存在，對實驗課更覺得是在浪費自己的時間，PBL和設計性實驗相結合教學模式不僅可以讓教師在課堂教學中融入中醫藥內容，比如我們之前的設計性實驗中我們的扶芳藤合劑對血壓的影響，咖啡，紅牛等飲料對胃腸道體液調節的影響，芹菜汁降壓的效果等實驗的設計，并且進行中西醫實驗的對比，比如抗利尿激素的應用與傳統中藥茯苓、豬苓、黃芪等利尿效果的比較，在實驗中不但提高了學生的學習積極性，而且可以讓學生在實驗中驗證中醫藥效果和中西醫關系的，提高了學生對于中西醫研究的聯系和區別的認識，為今后的臨床和科研工作奠定基礎。

5 PBL和設計性實驗相結合教學模式遇到的一些問題

自2019年10月，教育部頒布的《關于一流本科課程建設的實施意見》中提出“強化現代信息技術與教育教學深度融合，解決好教與學模式創新的問題”[5]，尋找好的教與學的模式也是生理學實驗教學需要思考的一個重要的問題，生理學實驗教學模式的改革與探索，將對提高學生的專業實驗技能和創新能力起到積極作用，從學生的反饋來看，新的教學手段的改革，可以促使學生上課由被動變主動，提高了學生的自主學習能力，但是以小組為單位的學習過程中，部分學生自主學習的動力或能力不足，不能保證每一位同學的積極參與，有些同學參加討論比較困難。對教學資源相比傳統的實驗課程，不但更加要求教師的教學能力，而且對學生的學習能力提出了更高的要求，要求同學們利用現代網絡查閱文獻資料，提出自己的實驗假設，要有可行性，但是在實際的設計過程中，由于學生提出的實驗設計，所用到的一些必要的設備或者需要的藥品的缺少，不能完全達到實驗設計的要求，所以只能根據需要自己動手制作或者簡化實驗步驟或者放棄一些實驗設計。

總之，PBL和設計性實驗相結合教學模式在生理學實驗中的應用，提高了學生對該學科的學習興趣、實驗操作能力和科研思維能力，促進了教師主動學習以便及時更新知識庫，提高了教師教學和科研能力。生理學實驗教學改革是一項長期而艱巨的任務，我們需要不斷努力，不斷總結，不斷創新，才能探索出更好的方案，以便培養出更優秀的復合型中醫人才。