生理学实验教学改革中培养学生创新能力的实践探讨

郝丹丹，张凤宁，瑞　云，田慧敏（赤峰学院　医学院，内蒙古　赤峰　024000）



生理学实验教学改革中培养学生创新能力的实践探讨

郝丹丹，张凤宁，瑞云，田慧敏
（赤峰学院医学院，内蒙古赤峰024000）

摘要：《生理学实验》是一门重要的医学基础必修课程，其教学目标不仅仅是夯实学生的基础理论知识，更重要的是要培养学生的动手操作能力、发现问题、分析问题、解决问题及初步的科研思维和创新能力，对提高医学生的综合素质和培养创新精神等方面均具有重要意义.

关键词：生理学实验；科学思维；创新能力

生理学实验是生理学课程的重要组成部分.生理学的中大多数知识几乎都来自实验研究和临床实践，因而是联系医学基础课程和临床课程的重要纽带.近几年，我们采用传统实验、创新实验以及虚拟实验相结合，在培养学生的实际动手操作能力、发现问题、分析问题、解决问题的能力的同时，注重培养学生的科研思维及创新能力.下面我们把开展生理学实验教学改革的一些做法和体会与同行们共同探讨.

1　在传统实验中注重动手能力、团队合作精神及解决问题能力的培养

传统实验主要包括生理学的基础实验和综合性实验.进行传统实验时，实验项目和内容由老师设定好，负责实验准备的老师提前准备好实验所需用品，班级学生分成几个小组（一般4—5人/组），实验指导老师按规定的实验步骤讲解、示教，在规定的时间内完成实验.基础实验的目的是使学生加深对基础理论知识的理解，学习常用实验仪器及手术器械的使用方法，熟练掌握生理学实验的基本操作技术，为后续的综合实验和创新实验打下基础.为巩固学生所学技术，我们设立了综合性实验，其目的是让学生综合应用所学的实验基本技术，增强学生综合应用所学知识的能力，培养学生的整体观及团队合作意识.进行综合实验时，实验项目和内容仍由老师提前设定好，学生自己操作，在实验指导教师的引导下，学生们仔细观察某一实验条件改变后对动物多个器官、系统及整体同时产生的影响，从中发现问题并分析、解决问题，进而达到实验目的.而且小组成员要轮流进行动物抓捕、固定、麻醉、手术、不同途径给药、实验仪器的使用以及实验系统操作等，在手术过程中彼此之间还要相互配合共同完成实验，同时对要实验结果进行讨论分析.经过这一个学期的锻炼，学生们的实验技术不但得到了加强，同时学生们合作的整体观、团队意思以及责任心都有极大的提高.在此实验过程中，使学生的理论知识进一步强化，激发学生对生理以及后续课程的兴趣，同时使学生们发现问题、分析问题、解决问题的能力得到极大的提高.

2　应用虚拟实验有助于学生扩大视野，开拓思路，弥补实验条件的不足

为更好的提高生理学实验教学效果，我院生理学实验室引进了Physicx4.0虚拟实验系统.学生可以在电脑上按照实验指导上的实验步骤，点击相应的图像，最终得出实验结果.此虚拟实验系统中具有生理学中大部分实验项目，如刺激强度—频率对骨骼肌收缩的影响、某些因素对离体蟾蜍心脏活动的影响、家兔大脑皮质层运动区功能定位去大脑僵直等.虚拟实验弥补了实验过程中仪器设施、实验药品、实验复杂操作及动物条件和动物个体差异、实验场地等条件的限制，丰富了实验内容，在较大程度上补充了生理学实验教学的不足.如“内分泌系统实验”，学生可在实验过程中模拟操作测定葡萄糖浓度曲线，观察胰岛素对血糖水平的影响，从而加深对理论知识的理解，且能够观察学习新的实验技术，为学生创新实验提供有利的科研思路.例如“如何制作糖尿病模型”，虚拟系统中学生按照实验步骤给予小鼠注射四氧嘧啶，成功制作1型糖尿病模型.在模型制作过程中要根据小鼠体重计算注射药物四氧嘧啶的量，开始学生不理解药物注射量如何确定以及如何计算所要注射药物的浓度，经过不断反复思考和讨论，学生终于将此理解并掌握.虚拟实验不仅能够弥补目前我校实验动物购买难，学生无法完成实验的问题，而且为学生以后进行科研奠定了一定的基础，开拓学生的实验视野，丰富其所学知识，从而培养其科研思维.学生也可以在此系统中预习或重复一些基础实验，加深对实验目的、原理的理解.如“神经干动作电位及其传导速度的测定”，学生可以在实验过程中进行模拟蟾蜍神经干动作电位在不同神经阻滞剂情况下动作电位的传导情况以及学习如何测量动作电位的传导速度.还可以加深对一些理论知识的理解，比如何为阈刺激、最大刺激等.经过虚拟实验反复操练后，学生在进行真实实验时，能够很快的掌握

操作方法，减少实验过程中的失误，加快实验进度，大大提高了实验的成功.因此，虚拟实验与真实实验相结合，两者可相互促进，能够更好地提高生理学实验教学效果[1].

3　在创新实验中培养学生的科研思维，保护学生的积极性

创新实验同样将学生分成小组进行（4—5人/组）.其实验设计是在实验指导教师的指导下，学生自行查找文献和资料，自行选题，但选题要符合以下几个原则：（1）科学性的原则；（2）可行性原则；（3）实用性原则.选好题后，拟写一份实验研究的目的、原理、步骤、意义以及预期结果，然后与指导教师探讨实验过程中所需动物、药品、器材及实验设计等是否具有科学性，实验难度是否恰当，采取的实验方法是否可行，讨论后进行预实验，观察、发现实验中存在的缺陷或不足，进行补充和修订，待修订完善后进行完整实验过程.进行实验时，要求每组学生在实验过程中必须收集好数据，实验结束后由实验小组推选出1名同学进行总结汇报本小组实验设计的目的、原理、步骤、意义、结果及结果分析及讨论并总结此次实验设计及操作过程中小组成员的感悟和收获等.

在我们实验教学的过程中，学生通常通过以下几种方式进行选题：（1）学生通过查阅文献可对操作过的经典实验在实验方法上加以改善，或在原有实验基础上改变影响因素，学生在操作过程中加以验证其改善的可行性以及科学性等问题.这种设计可进一步夯实学生们的实验相关技术操作，同时加深理解一些理论知识，且对于培养学生分析问题、解决问题以及创新思维等具有重要意义.如“哺乳动物动脉血压的调节”实验，学生的实验步骤按照经典实验进行操作，将原来实验中对血压有影响的药物（如肾上腺素等）换成多巴胺，观察分析低、中、高剂量的多巴胺分别对家兔血压、尿量的影响，在小组成员的共同努力下，实验效果非常好.（2）观察某种药物对动物病理模型的作用.如“葛根素对家兔酒精中毒的影响”，学生通过预实验验证、建立比较稳定可靠的家兔酒精中毒模型，模型建立成功后，学生再依据自己的实验目的，观察葛根素对家兔酒精中毒的影响.学生要确定病理模型的建立成功，需要根据所检索的酒精中毒模型的评价标准，仔细观察各种指标才能确立模型的可靠性，这是锻炼学生严谨的科研思维、发现问题和分析问题的比较好的方法.（3）重复建立一种动物疾病的病理模型.学生对于建立动物疾病病理模型非常感兴趣.许多学生想复制教材或文献上已有的动物模型并评价该模型建立是否成功.病理模型复制成功后学生再探索给予动物哪些药物予以治疗.如“家兔急性右心衰模型制作及给予硝普钠后的心衰情况有何改变”，由于学生在学习生理学课程时还没有学习病理学、病理生理学和药理学等课程，学生在反复操作过程中，失败率比较高，基本没成功，但学生们的积极性仍然很高.此时教师要鼓励学生、一起分析失败的原因，保护学生学习的积极性和探索欲望，保留疑问，从而使他们对后续将要学习的课程充满期待.

创新性实验由学生自行查阅资料、设计实验过程、探索研究的一种教学模式，是以学生为主体的自我训练体系.在整个过程中充分调动学生自主学习的积极性，发挥其想象力和探索能力，注重培养学生的团队合作意识及创新意识与科研思维，很多同学对科研、探索产生了浓厚的兴趣.在此实验过程中，需要每个小组成员都查阅文献资料，然后提出自己的设计方法，彼此之间要进行讨论，选出比较可行的一个实验方案；实验完成后，小组选派的发言人要全面客观的分析本组在实验过程中观察到的现象和结果.这一过程对培养学生语言组织及表达能力具有重要作用，同时为学生进入药理学以及后续临床课程进行的PBL教学奠定了一定的基础.总之，创新性实验对提高学生的综合能力、培养学生的科学探索精神有着重要的意义，对培养高素质创新型人才有着积极作用[2，3，4].

总之，经过此次在13级临床本科医学和口腔本科医学专业实验教学改革发现，传统实验、虚拟实验和创新实验三者有效的结合能够较好的提高学生综合能力和科研思维，激发学生们的学习热情.通过与学生沟通发现，学生自认为通过这种方法自己的自主学习能力以及对知识的渴望感明显增强，同学之间团结合作意识得到极大提高.但是生理学实验教学改革作为我院实验教学的试点，不可避免地存在许多不够完善的地方，我们将继续努力完善教学内容，探索更好的实验教学方法和手段，不断提高学生的综合素质和科研能力.

参考文献：

〔1〕王宏宝，刘慧萍，喻嵘，等．医学机能学实验教学中虚拟实验应用[J].中国医药现代远程教育，2014，12（7）:84—85.

〔2〕杨铮，杨惠娣，刘陶迪.机能教学改革中培养学生的科研思维[J].疾病监测与控制杂志，2014，12（2）:126.

〔3〕邢德刚，郑凌云，汪胜，等.开设机能学设计性实验提高大学生创新能力的探索[J].基础医学教育，2014，16（3）: 185—187.

〔4〕聂珍贵，梁翠茵，高春艳，等.基于能力培养和素质提高的医学机能学实验改革[J].实验室研究与探索，2012，31（4）: 129—131.

中图分类号：G642.45

文献标识码：A

文章编号：1673- 260X（2015）03- 0007- 02