互动式案例研究在生理学中自主神经系统模块的应用

杨宏静，付海荣，夏 菁

（重庆三峡医药高等专科学校基础医学部，重庆 404120）

在2019年夏季，我校针对临床医学专业开展的生理学课程主要是以理论讲授为基础的，因为学生要参加第二学期末的基础综合知识考试，讲授式教学方法更容易涵盖考试所涉及的所有内容。然而，尽管我们努力提高讲授水平，但研究证实[1]，用这种讲授的教学方法，实际教学中仅有部分内容被学生有效吸收。鉴于积极的教学方法通常有较好的效果[2]，我们决定重构生理学课程内容，旨在更好地帮助学生解决问题并支持他们的自主学习。因此，我们调整了生理学课程知识传授的方法，使之更具有应用性和主动性，同时在部分教学单元引入计算机为基础的教学模块。在这种背景下，自主神经系统教学单元并没有考虑引入计算机基础的模块，因为现有的设置和资源达不到预期的效果。所以，我们希望在课程中引入一些类似的互动成分，以促进学生对复杂内容的理解。因此，本课程单元建立了互动式案例研究教学。本文主要阐述课程单元的组织、互动式案例研究和实施及效果评价。

1 课程单元的组织

自主神经系统课程单元是临床医学专业生理学课程的主要内容之一，本课程详述了人体各种生命活动的规律和机制。每个课程单元以25～30名学生为一组，时间为4学时。在前2学时的学习中，导师用PPT介绍自主神经系统的主要特性。授课过程中通过提问与学生互动，这些问题是他们在第一学期人体解剖学课程中学过的知识。此外，为了帮助学生准备期末的基础知识综合考试，讲授中还穿插多项选择题，这些题是从以前各种考试中挑选出来的。一般来说，全班学生都要积极参与问题的思考和回答，但一旦一个学生给出了答案，后期的更正和进一步的澄清就需要这个学生完成。此外，在导师给出答案之前，全班学生都要帮助其解决问题。导师讲解结束后，学生被分成5～8人一组，并向他们提供附带问题的临床案例，要求学生在课程单元所学知识和小组讨论的基础上回答问题。当讨论结束后，要求每组为全班做一个简短的报告，因此他们首先向全班提出需要解决的问题，然后概述解决方案及理由。这样，每组至少有2个学生要给全班学生做汇报。在最后的报告中，要求全班讨论由各个小组提出的解决方案的适用性。

2 互动式案例研究的组织

学生围坐在一张桌子旁，形成一个讨论小组，并告知不能参考他们带到课堂上的课本，只能参考课堂笔记，以便更好地熟悉这些资料。此外，导师要求学生以简短报告的方式准备他们的答案，在小组讨论结束时向全班学生汇报，同时还鼓励学生在整个讨论过程中提出问题。在导师提供额外的提示信息前，学生有10分钟时间熟悉自己要处理的案例，再过5～10分钟，导师开始协助他们积极解决问题，以确保所有小组采取适当的方法解决问题和准备报告。在讨论25分钟后，要求所有学生为报告做准备。此外，导师会用PPT给全班学生添加额外的评论，并对关键内容进行梳理。当讨论结束后，导师会对所学的内容和学习目标做出简要总结。

该课程单元的具体学习目标如下:（1）解释自主神经系统的一般解剖结构；（2）掌握自主神经系统的神经传递过程；（3）理解自主神经系统的神经递质及其受体；（4）对比交感神经和副交感神经的整体功能和具体功能。重点放在最后两个目标，因为解剖学方面的知识已经在前面的课堂中学过了。

总的来说，讲课资料来源于生理学教科书及相关参考书籍。在上课之前，学生可以在生理学在线课程平台的主页上看到一个预习资料。这个资料没有包含课程中给出的所有信息，但是设置了一个预习情况反馈的答疑讨论区，鼓励学生提出具体问题和遇到的困难。

2.1 自主神经系统的一般解剖结构和神经传递过程

考虑到解剖学内容是前面课程中的重点内容，本课程单元的重点放在交感和副交感神经的神经传递部分。事实上，一般组织结构和主要的解剖学差异会在开始的15分钟内讨论，目的是把学生的思维集中到自主神经系统内容上来。

2.2 自主神经系统中的神经递质和受体

为了加深学生对自主神经系统神经传递过程的理解，从胆碱能（烟碱型）神经的传递、肾上腺素能节后神经的传递及毒蕈碱能神经节后传递3个方面进行探讨。以上3个方面的内容将在之后的40分钟内详细讨论。

2.3 自主神经系统的总体和具体功能

虽然交感和副交感神经系统在功能上的区别已经在之前很多地方被提到，但这两种系统的对比将在接下来的30分钟的授课中详细阐述。尤其是对比交感神经通过参与应激反应增强人体抵抗力的作用和副交感神经增加机体修复和吸收功能的作用。此外，总结了交感和副交感神经的不同受体在单一器官上的不同作用，给学生机会去思考两种系统之间的区别。

3 互动式案例研究的实施

在2019年夏季学期的课程中，关于自主神经系统的讲授中穿插了很多以前国家资格考试中出现的多项选择题。如果这些问题是学生感兴趣的，他们就会积极参与讨论。显然，这一措施已经有力地增加了师生之间的互动。在第二部分案例讨论中，问题主要涉及交感神经和副交感神经解剖和生理功能的区别。

然而，大多数问题都集中在自主神经系统的神经传递问题上。在肾上腺素能神经节后纤维传递讨论完后，治疗哮喘和高血压的药物的性质引发了争论。其他问题集中在克服神经退行性疾病中胆碱能缺乏的潜在干预的选择上。讨论的案例有:抑制胆碱酯酶、用毒蕈碱受体激动剂来说明干预副交感神经后的生理作用及讨论阿托品或有机磷农药中毒后的病理生理症状的问题。在此情况下，值得注意的是药理学方面不是这次讨论的重点。相反，重点应放在运用已学过的关于神经传递方面的生理学知识上。也就是说，要详细研究对于肾上腺素能受体和毒蕈碱受体进行干预的原因和结果。但是，考虑到学生今后学习专业课程的需要，所以与药理学的相关性要指出来。

学生积极参与整个课程的讨论，有时同学间的讨论甚至发展整个班级展开。这样积极的经历鼓舞导师从2019—2020年冬季开始，将授课中互动部分扩展成一个小时的案例研究。此外，在其他课程单元的一个专用单元里平行引入计算机为基础的互动模块，希望能提高学生对积极参与知识转移的兴趣。值得注意的是，为了确保每个小组内学生之间的讨论能够在导师的积极支持下独立开展，还提供了补充指导工作单。这些补充指导是一些附加问题，这些问题可以帮助学生找到解决他们必须完成的问题的途径（案例研究中的问题和相关的附加指导在附录中展示）。然而，预期的答案和一些常见误解的注释和附加信息在补充材料中可以找到。重要的是，在互动模块之前，整个课程仍然采用传统的讲授方式，以便让学生做好准备和更好地参与知识转移。

4 对学生接受度和学习成绩的评估

学生对互动式案例研究法的接受度是生理学课程综合评价的一部分。在2019年夏季学期的常规教学之后，在还没有实施互动式案例研究的情况下，对生理学课程进行了第一次评估。学生收到的调查问卷中共有6个问题，调查学生对8个教学单元的接受度，最后一个问题是开放式的，让学生提出自己的意见和建议。第二、三次调查问卷分别在2019—2020年冬季和2020年夏季学期结束后发放。调查问卷中关于自主神经系统课程单元的问题主要涉及以下内容:教学材料的多样性、课程特色、导师对学生提问的贡献、开放式讨论的机会、个人设计的情况和课程单元的组织。这部分的每个问题都设置了1～5个等级，最高等级的选项都表明学生对引入互动式案例研究法的接受。最后一道题为学生提供了个人评价和建议的空间，鼓励提出建设性的意见，以了解他们自主学习的经验。

用非配对t检验对匿名期末考试成绩进行统计分析，比较2019年夏季和2020年夏季的成绩。

5 结果和讨论

长期以来，互动式案例研究教学法已成功地运用于生理学教学中[3-4]。这是一种有效的方式，不但能阐明复杂的问题[5]，而且可让学生积极参与知识的转移过程，并帮助其有效吸收所提供的材料[6]。此外，不需要特别的设备和工具、动物许可证或实验室。研究表明，这些互动显著丰富了传统的讲授教学[7]，并支持学生积极参与知识转移，这将提高其注意力和激发学习动机，最终促进学习[8]。同时，将传统讲授与互动元素结合起来的教学方法的优势在于课程单元的一部分以教师为中心，一部分以学生为中心，关键内容以传统的教学方式传达，但学习过程中学生要积极参与并承担自己学习的责任[9-10]。然而，这种互动式案例研究的方法成功与否，取决于以下几点:（1）讲师和学生之间有效的交流，这是有效学习和教学的必要条件；（2）学生的积极参与，是使主动学习活动真正发挥作用的关键因素。此外，在其他也使用互动模块的课程中，学生已期望积极地参与知识转移，甚至希望通过基于问题的自主学习来挑战自己[11]。

评估结果显示，互动式案例研究作为生理学课程中自主神经系统课程单元的一个组成部分，是很受欢迎的。课程单元的整体评分比传统教学只略有增加（2019年夏季:21.31±5.03，2019—2020 年 冬 季 :22.77 ±4.01，2020 年 夏 季 :24.50 ±4.87），而直接针对课程单元变化的类别评分显著增加，尤其是多样化的教材类别（2019 年夏季:2.25±1.43，2019—2020 年冬季:3.68±0.86，2020 年夏季:4.01±0.75）和个人设计（2019 年夏季:2.81±0.82，2019—2020 年冬季:3.48±0.32，2020 年夏季:4.15±1.09）评分增加显著（详见表 1）。此外，在自由评论区学生对于自主神经系统课程单元实施的互动式案例研究教学法的评价是相当积极的，他们写了一些评论，如“设计良好的课程单元，主题可以自主完成”“我喜欢自主神经系统课程单元的互动部分，从中获益良多”，或者“自主神经系统课程单元中小组的工作是有趣的，多样化的”。为了证实这种积极的主观体验是否与客观学习成绩的提高相关联，分析学生在生理学课程期末考试中关于自主神经系统的试题部分获得的分数。结果显示，从2019年夏季到2020年夏季分数显著提高（P＜0.001），这个数据的变化说明了学生对自主神经系统部分的知识的掌握和内化。为了验证这一结果，设置了两个条件:（1）在这两个实验班级里（2019年夏季和2020年夏季）考试题目都涉及相似的问题；（2）不能向学生发放前几年的任何考题用于备考。

表1 学生自主神经系统课程单元的评分（±s，分）

表1 学生自主神经系统课程单元的评分（±s，分）

项目2019年夏季2019—2020年冬季2020年夏季多样化的教材课程性质导师对学生问题的贡献公开讨论的机会个人设计组织总分2.25±1.43 3.89±1.12 4.58±0.56 3.59±1.12 2.81±0.82 4.19±0.45 21.31±5.03 3.68±0.86 3.67±0.78 4.09±1.05 3.56±0.34 3.48±0.32 4.29±0.71 22.77±4.01 4.01±0.75 4.12±0.86 4.29±0.72 3.68±0.89 4.15±1.09 4.25±0.79 24.50±4.87

与此同时，互动模块要求导师回答学生提出的问题。事实上，一旦学生准备好面对问题（并且不再焦虑于当着全班回答问题），其会更乐意提出问题。此外，一名导师需要在给每一组学生提供多少和什么样的支持方面有一定的灵活性。到目前为止已使用了两个学期的案例研究（2019—2020年冬季和2020年夏季），学生在理解自主神经系统的具体问题上很明显有更多的困难。此外，事实证明，清楚地告诉学生对他们的期望及为什么选择特定的方法是有用的。特别是刚开始的时候，学生只有25分钟的准备时间，要向全班做一个简短的报告，他们会感到相当紧张。当清楚地解释了这种教学方法的好处，并强调了小规模教学小组的开放性时，学生似乎变得更放松了。事实上，有些小组在做简短报告的时候甚至用黑板来总结想要表达的重点。当然，使用这种互动模式教学的一个缺点可能是学生已经在其他实践课程、实验室工作或研讨会中被分了小组并学会了有效合作。也就是说，能力弱的学生可能会发现自己是一个群体中的局外人，被动和其他人组成一组，因此，他们在吸收知识和参与解决问题的努力方面得不到支持。然而，有研究[12]表明，表现不佳的学生既不会被表现优异的学生取代，也不会拉低表现优异学生的分数[13]。导师先观察学生团队的讨论动态10分钟，然后主动帮助各小组找到解决问题的方法或通过向安静的学生提出具体问题，鼓励其参与讨论。事实上，课程改革的经验表明，这样的学生往往很容易参与小组讨论，在全班面前发言时也失去一些恐惧。然而，在任何情况下，导师都必须做好准备，通过提供额外的指导和确定性的反馈，在交互式模块中扮演积极主动的角色。此外，给表现欠佳的学生机会以便充分熟悉在互动单元中所涉及的学习内容，导师必须全面掌控整个讨论过程，并清楚地向全班总结关键的学习内容和目标。

总之，引入互动式案例研究用于支持我们的教学改革，发挥学生在教学中的主体作用是一个合适的、有效的途径。当然，这并不是说互动是一件理所当然的事，导师必须从一开始就挑战学生，让其积极参与解决问题，从而打破教室里学生和教师之间的隔阂。学生对这种改变的接受程度很高，导师的满意度也很高，因为与完全采用传统教学方式相比，导师从课堂上得到的反馈要直接得多。