关于新型医学机能实验教学平台建设的思考

张明昊 李玉洁 孙曙光 潘晓丽 韩倩倩▲ 李亚萍.河南中医学院基础医学院，河南郑州 450046；.河南省郑州市中医院药务科，河南郑州 450007

关于新型医学机能实验教学平台建设的思考

张明昊1李玉洁1孙曙光1潘晓丽1韩倩倩1▲李亚萍2
1.河南中医学院基础医学院，河南郑州 450046；2.河南省郑州市中医院药务科，河南郑州 450007

医学机能实验教学平台是基础医学实验教学的重要支撑，在培养学生创新能力方面意义重大。笔者从实验项目、开放式实验教学平台、数字化虚拟实验平台三个方面出发，对新型机能实验教学平台的构建进行了探讨。新型机能实验教学平台的构建使有限的实验资源得到了充分利用，以提升实验教学效果，培养高素质医学人才。

机能实验；实验教学；实验平台

医学机能实验是将生理学、病理生理学和药理学（即为“三理”）的实验教学内容融为一体的实验课程，实践性较强。为了迎合该门课程的教学，多数高校均逐步构建了具有自已特色和优势的机能实验教学平台，以加强学科之间的联系，培养学生科研思维能力和综合分析问题能力［1］。机能实验教学体系的改革和实验平台的建设是成功的，有利于医学实验教学的发展，但该平台的建设在具体执行过程中亦出现了各种问题。现将近几年河南中医学院新型机能实验教学平台建设中的问题与经验总结如下，仅与同行商榷。

1 实验项目建设

实验项目建设是构建新型实验教学平台的重要内容之一。依据教学内容及目标不同，实验项目有验证性、综合性和设计性之分。在以往的实验教学中，由于受到实验条件、师资水平等多种因素的限制，常常是以验证性项目为主，也就是让学生通过实验来验证理论课上所学的知识，以达到理解巩固之目的。这一做法是“实验课从属于理论课”观念的延续，在一定程度上使理论课摆脱了空洞乏味，促进了其教学水平的提高。但由于该类项目在实验之初就给学生定下了条条框框，这就限制了学生的思维发挥，亦不利于学生创新能力的培养。医学机能实验课程是由相互联系的“三理”学科实验内容融合而成的，它以正常生理——疾病生理——药物作用为主线［2］，不同于以往从属于理论课的实验课程，它的核心是系统综合实验。

机能综合实验可揭示正常生命活动规律、疾病的发生发展机制及药物作用原理，从而把相对独立的有关知识彼此衔接，融会贯通，使学生形成对机体功能代谢变化的完整认识［3］。因此，在保留经典实验项目的基础上，增加综合性实验项目应成为机能实验教学的发展方向。在具体的教学实践中，笔者认为整合生理学、病理生理学及药理学的相关实验内容而形成的系统性综合实验项目，可以在一定程度上实现教学资源共享，培养学生的综合学习能力。通过综合性实验学习，学生能够更加直观、深刻地理解生理现象与疾病现象的内在联系，进一步认识疾病发生、发展和转归规律。另外，综合实验还能使相对独立的有关知识彼此衔接，达到融会贯通的目的，这对学生后续基础和临床课程的学习，以及将来进入临床工作都具有良好的促进作用。

在以往的实验教学中，由于受到场地及条件的限制，设计性实验开设相对较少。随着新型机能实验教学平台的建成，实验条件得到了较大改善。鼓励学生自行设计实验方案，给学生提供一个思考与探索的空间，进一步培养其创新意识和动手能力。在此基础上，笔者为部分具有理论基础的学生开设了基础医学综合设计实验课程，从课程体系上给设计性实验项目的开设提供了保证。在综合设计实验中，学生通过查找资料来选择方向，制订实验方案，并通过预实验加以修正。在实施阶段，往往需要组内、组间学生的相互配合，通力协作，共同完成实验并采集数据。实验结束后，学生还要对所获得的结果进行分析，并与最初的假设进行比较，从而探讨各种实验现象的发生机制。整个实验下来，学生普遍反映收获颇丰。

在医学机能实验教学改革中，各个高等院校通过调整实验教学体系，重新设置实验项目来调动学生对实验学习的积极性和主动性，提高了学生的动手能力和设计能力，但如何将基础实验中的机制探索与临床医学中的人体检测技能相互结合，成为了医学机能实验教学亟待解决的问题［4］。面对此种情况，提出开设人体机能实验项目的建议，并将人体机能实验平台作为新型医学机能实验教学平台的组成部分。人体机能实验，包括人体血压和呼吸检测、血型鉴定、心音听诊、心电图记录、人体神经干动作电位传导速度的测定、运动对心血管活动的影响以及潜水和屏气等生理因素对心血管活动的影响等，这些实验项目可以让学生由动物实验过渡到人体实验，使其了解更多的人体机能相关知识，更早地接触临床实验仪器设备和与人体密切相关的实践训练，这样既促进了基础医学与临床医学的接轨，提高了学生的学习兴趣，又为后续临床课程的学习做了较好的铺垫［5］。在人体机能实验教学中，采用了开放式与参与式的教学方法，充分体现了以学生为主体、教师为主导的教育理念，让学生参与记录正常、运动、紧张或激动等情况下人体的一些生理参数如血压、心率、心电、肺功能等的变化，经过分析讨论，学生对医学知识的掌握不再是孤立地看待问题，而是建立了系统整体的概念，在培养学生综合分析问题能力方面效果明显。

2 开放式实验教学平台建设

开放式实验教学是一种组织形式和实验过程相结合的新型教学模式，也是促进实验教学改革的重要手段。该种教学模式以强调学生的主体地位为前提，通过教师的正确引导，调动和激发学生学习的主动性和积极性，从而增强学生的自主学习能力和创新能力。开放性实验教学平台构建可以充分发挥实验室在素质教育和创新能力培养中的特殊作用，利用各种资源，使仪器设备共享、共用，提高其使用效率［6］。

机能实验平台主要承担生理学、病理生理学及药理学等学科的实验教学任务，同时也是开展教学、科研的重要基地［7］。在多年的教学实践中，一直注重开放实验平台的建设，并结合河南中医学院的具体特点逐步摸索出一种适合教学实验室开放的运行模式。作为基础医学教学主体的机能实验教学平台应通过开放模式来实现课程体系和实验教学内容与方法的改革，引导学生参与各种形式的开放实验项目，使学生有所作为、有所收获。在开放性实验平台的前提下，学生可以根据自已的兴趣爱好组成实验小组，在教师指导下，自行检索文献资料，设计实验方案并予以实施。这种以学生为主题的创新性实验改革，充分调动了学生开展实验的主动性、积极性和创新性，提升了学生的创新能力，同时也丰富了实验教学内容，促使实验项目不断更新，从一定程度上解决了以往实验教学内容陈旧的问题。

随着实验教学平台开放的不断深入，一些亟待解决的问题也涌现出来。近几年由于学校招生规模扩大，实验教学任务繁重，加之实验仪器数量、质量的限制和动物实验成本提高等问题均制约了实验教学平台的开放步伐，这已成为实验教师的共识。为了使实验教学平台的开放达到最优化，笔者进一步探讨了开放实验室资源管理与运行机制，并对具体问题进行了探讨，具体归纳为以下几点：①机能实验室实验课时较多，场地与仪器设备在使用时间上经常发生冲突，为了保证实验室的正常开放，本研究把每学期的实验课表进行了归纳总结并张贴于实验室门口，以使学生合理安排实验时间。而计划进行实验项目的人员也需要先提出申请，经审核后方可进入实验室，这样就从大体上避免了正常教学与实验室开放及仪器设备使用的冲突。对于操作时间较长的实验，本研究会尽量安排到课后空闲时间来进行。②实验室全天开放并长时间处于运行状态，会给实验室管理带来新的困难，特别是在工作时间以外，缺少实验教师监督，甚至会给实验室带来安全隐患。而学生用过的实验仪器及物品也会不及时清洗归还，这样就会影响第2天的实验教学。基于此种情况，笔者加强了开放实验室的管理，制订了完善的规章制度。学生及其他人员进入实验室进行实验前要接受安全教育，强调实验室安全的重要性，并做好实验物品领取登记制度。而对于一些贵重仪器设备，在使用前操作者要接受专业技术人员的培训，在熟练掌握了该仪器的使用方法并经指导教师同意后才可单独使用。在实验室开放过程中，本研究实行了双层监督负责制，即由带课老师、带教老师和科研项目负责人具体负责，实验室工作人员监督检查，如发生因个人违反实验室规定而导致的安全事故与财产损失均由当事人负责。③开放实验室往往涉及的实验内容较广，层次不一，这就给实验室人员的知识面、专业技术及科研能力带来了新的挑战。以往实验技术人员不受重视，专业知识陈旧，虽然多数高校为实验室引进了一批研究生以充实实验教学队伍，但由于实验室在高校教学中处于辅助地位，加之学校在人事政策上未能给予一定的倾斜，新进实验人员往往没有编制，难以形成一支稳定的实验教学队伍，这也是开放实验平台构建中遇到的另一难题。为了让现有的开放性实验教学平台得到深入发展，建议学校加大支持力度，在人员编制、岗位设置及工资待遇方面切实为实验人员考虑，解决其后顾之忧。在此基础上为实验人员提供进修和日常的业务学习机会，以拓宽他们的知识面，提高其科研和创新能力。④开放实验室在时间上的不确定性和穿插性大大增加了实验技术人员的工作量和工作难度，如长此下去，其工作积极性必然受到影响。为此，应倡导在自愿发挥奉献精神的同时，建立激励机制，比如按实际工作量发放补贴并与评优评先挂钩等。⑤实验室的开放增加了实验材料的损耗和仪器设备的维护费用，学校以往投入的实验教学经费往往难以维持，有必要增加资金投入。一方面，要积极向学校申请实验室开放管理费和开放课时补贴，让其加大投入力度，重视实验室开放；另一方面，要争取多渠道筹集资金，如承担相应的科研项目与社会服务项目，以弥补学校投入的不足。

3 数字化虚拟实验平台建设

当前，现代教育技术的优势已经突显出来，由此而生的模拟实验系统也受到了实验教学人员的关注。模拟实验系统是一种运用虚拟现实技术来模拟真实实验的计算机交互软件［8］，它采用了多媒体技术在计算机上构建虚拟实验环境，把各种实验仪器虚拟化，使学生可以通过人机交互界面来完成接近真实的实验［9］，实现实验教学一体化。这样一来，学生不通过真实的实验就可以掌握实验原理、步骤及方法，且学习速度快，所接收的信息量大。

医学机能模拟实验系统包括资料室、准备室、实验动物房、模拟实验室和模拟考场五部分，其中的模拟实验室包含生理、病理生理、药理、人体以及综合实验的50多个实验项目。每个模拟实验都涵盖了实验简介、实验原理、模拟操作、实验录像和实验结果。其中，实验所涉及的基本原理、基本技能和注意事项均采用多媒体技术详细而生动地进行了讲解。模拟实验系统的使用改变了教师边演示、边讲述的形式，而是在开始实验前让学生通过观看录像和操作模拟实验的形式得到感性认识和理性思考。这一系统向学生展示了规范的实验操作，加强了关键步骤的演示，杜绝了不同实验教师因个人手法原因造成的不规范操作，再加上模拟实验的可重复性，可在课前和实验进程中多次观看，教学效果明显好于众多学生围着教师观看的传统演示教学。经过模拟实验，学生的实验操作较为主动，实验成功率大幅提高。另外，模拟实验系统还为一些有毒有害或不能由学生利用实验动物进行实际动手操作的实验项目提供了教学可能，并在有限的学时内让学生获得更多的信息。而以虚拟实验系统为基础构建的数字化虚拟实验平台——机能实验电子资源库则为学生在课下自主学习并掌握机能实验相关知识和操作技能提供了机会。机能实验电子资源库是由文本、图片、视频资料、教学录像、动画、截图等组成的网络平台，主要以图片、视频为主，文字为辅［10］，可作为传统实验教学模式的有益补充。学生在课下可以随时通过校园网浏览机能实验电子资源库，预习或复习相关实验课内容和查阅相关实验资料。通过反复观看实验操作视频和浏览图文并茂的相关资料，并可以通过虚拟现实技术来做实验，了解整个实验操作过程及注意事项，增加对实验项目的感性认识，提高实验的成功率。

数字化虚拟实验教学平台的构建，可以使学生在同等的时间内获得更为丰富的教学信息量，这样不仅节省了教学资源和时间，而且开创了生动的、富有生命力的实验教学模式，在一定程度上促进了教学方法的更新和机能实验教学改革的进程，提高了实验教学质量。

4 新型实验平台管理机制的建设

4.1 建立完善的管理制度

完善的管理制度是保障实验室安全稳定运行的前提，为了加强实验室建设和发展，使各项工作有章可循，结合机能实验室的具体情况，在学校管理制度的基础上制订了机能实验室管理守则、学生实验守则、实验药品管理规则、仪器设备管理制度等，并把这些制度落到实处。这些制度的制订和实施为实现实验室的科学化管理创造了条件。

在具体的工作中，倡导实施责任管理，实行以岗定人的实验室岗位责任制，也就是根据岗位管理标准来对实验技术人员确定责任，并对其敬业精神和管理行为进行规范考核，以增强和提高实验技术人员的素质和责任感。在新型医学机能实验教学平台的构建过程中，依据实验室管理规章制度对实验室实行人、财、物的统一管理，保证了实验室各项工作的正常有序进行。

4.2 实验准备的标准化

实验准备是实验室工作的中心内容。为了确保实验准备工作的高质量，本研究建立了实验准备档案和实验室集体备课制度，定期组织实验技术人员就开设的实验项目进行实验准备的备课和预实验，并在此基础上建立实验教学准备档案，包括实验动物要求及数量、实验药品及用品清单等，使每个参与实验的学生和代课教师一目了然。这项制度的实施不仅实现了实验准备的规范化管理，而且有助于培养学生科学、严谨的工作作风。

4.3 实验仪器的管理

实验室仪器设备的管理水平对实验教学的发展有着直接的影响，为了提高设备的使用率，倡导对仪器设备分类管理，即根据实验类别和要求对实验室进行仪器设备的配置，这样就在满足实验教学要求的同时，使实验设备的配置数量降到最低，利用率达到最大，并为仪器设备的更新换代留出了足够的空间。实践证明，这种实验室的专门化设置，在提高仪器设备使用率的同时，亦降低了实验技术人员的劳动强度，避免了仪器设备来回搬动和损耗，提高了工作效率。

4.4 低值易耗品的管理

“用”是目的，“管”是手段，这就是低值易耗品管理的初衷。在每学期末接到教学任务后，实验室将组织技术人员对下学期需要用到的低值易耗品进行核算，并向上级部门提交低值易耗品及实验材料购置计划，包括品名、规格和数量等，从而保证学生实验随时都有配套齐全、功能完好的物品可用，并在实验结束后做好回收工作，防止丢失。

4.5 实验室安全与环保化的管理

实验室安全与环保是在管理工作中不可忽视的一项内容，由于综合性医学实验课程学生较多，因此在教学中，需要事前制订机能实验室意外事故紧急处理办法及急救措施，并要求进入实验室的每一位学生必须严格遵守规章制度，认真学习实验室各类安全条例。学生的第一堂实验课，应该是实验室安全及环保教育，并将该类安全和环保知识教育贯穿于各项实验中。在实验操作中，让学生充分了解实验操作规程和实验流程，掌握所接触的化学药品的性质和实验设备的性能，并督促学生严格按照规范来进行操作，避免引起安全事故和环境污染，一旦发生意外事故，要及时进行处理，确保实验人员人身安全。实验技术与管理人员也应熟悉实验室使用的电、水、气及仪器设备操作规程，了解化学试剂、药品，特别是有毒有害药品对人体和环境可能造成的伤害和污染，并在此基础上成立检查小组来督促实验室的安全管理，防止实验室污染物的扩散。污染物要分类收集存放，集中处理，对于实验中产生的动物尸体要进行焚烧和深埋，最大限度减少废物量，减少污染。另外，防水、防火、防电、防盗意识也应在实验室工作中应得到强化，实验人员离开实验室时要做到关电、关水、关门。

5 人才队伍建设

实验技术人员业务素质的提升也是构建新型医学机能实验教学平台的重要内容。在实验教学改革的前提下，医学机能实验的跨学科性决定了实验教学队伍建设的紧迫性和必要性。教师作为实验教学的组织者和实验室的管理者，只有充分调动和发挥其积极性，让其关心实验教学改革，为实验室建设发展献计献策，才能使新型医学机能实验教学平台获得软件支撑。为了进一步提升实验技术人员素质，采取了相互听课、集体备课及预实验、课外训练、校外学习交流等措施，特别是综合性、开放性实验项目的教学交流。近年来医学教学发展迅速，机能实验教学设备也不断更新，实验内容也逐渐复杂，这些客观因素都对实验教师自身素质提出了更高的要求。因此，重视实验技术人员的作用，改变其从属地位，充分发挥他们的主观能动性，使其成为实验室的中坚力量，已成为构建新型实验教学平台的当务之急。积极为实验技术人员创造继续教育的机会，调整其知识结构，学习新技术，这是取得教学改革成功的重要保证，具体措施如下：①加强实验技术人员专业理论知识学习，跟班听课，并将其学习效果记入个人的业务档案中。②重视实验技术人员的技能学习和交流，包括各种仪器的原理和使用方法、注意事项及仪器维修维护技术；可以通过老教师讲解和示范来传帮带新人，使他们尽快建立较全面的知识体系；每学期也要定期组织实验技术人员参加校内外的技术培训和交流。③加强实验技术人员道德修养，探索和完善实验教学平台管理体制和业绩考核制度，建立实验师师德师风考评制度，从而保持实验教学平台的旺盛生命力。

6 小结

以开放性实验室建设为主体，以数字化、虚拟化实验室建设为主导的新型机能实验教学平台的出现，将为学生的实践能力和创新能力的发挥提供广阔的前景，并使有限的实验资源得到充分利用，亦能提高师资队伍的整体素质。新型实验教学平台的构建是一项复杂而细致的工作，任重而道远，因此在工作实践中要不断地摸索和分析可能出现的问题，探索平台构建及运行规律，使新型实验教学平台在教学科研工作中发挥更大更好的作用。

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Thinking about the construction of new medical science function Experimental Platform

ZHANG Minghao1LI Yujie1SUN Shuguang1PAN Xiaoli1HAN Qianqian1▲LI Yaping2
1.School of Basic Medicine,He＇nan University of Traditional Chinese Medicine,He＇nan Province,Zhengzhou 450046, China;2.Department of Drug Affairs,Zhengzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine,He＇nan Province,Zhengzhou 450007,China

Medical science function experimental platform is an important support for basic medical experiment teaching,and it has great significance in cultivation of creative ability of students.Starting from the three aspects of experiment items,opening experiments platform and virtual experiment platform,this study make some thinking for the construction of new function experimental platform.With the construction of the function experimental platform,limited experimental resource is highly used to improve the effect of experiment teaching and turn a student into an expert in medical science.

Functional experiment;Experiment teaching;Experimental platform

G642

A

1673-7210(2015)01(b)-0113-05

2014-10-11本文编辑：卫 轲）

河南省郑州市社会科学调研课题（编号ZSLX2014 494）；河南中医学院教育教学改革研究项目（编号2013JX14）。▲