PBL联合设计性实验在中医院校生理学实验教学中的应用

韦晓洁，马远征，韦燕飞，马 静

（广西中医药大学基础医学院，广西 南宁 530200）

生理学是一门研究机体生命活动各种现象及其功能活动规律的科学，理论性和实践性强，是连接基础医学和临床医学的桥梁学科。生理学是一门实验性较强的科学，生理学的每一个知识点或结论均从实验中获得，因此，实验教学在生理学教学中占有举足轻重的地位，其中动物实验是其主要的研究方法，与西医学校相比，中医院校的生理学学时少，学生的西医理论相对薄弱，学生重视度低，极大地限制了中医院校生理学的实验教学发展。因此，如何提高学生的学习兴趣及动手能力，提高实验教学效果，让学生真正从实验中总结疾病的发病机制，是中医院校生理学教学实验改革中亟待解决的问题[1]。本文结合中医专业学生的特点，分析PBL和设计性实验相结合教学在提高生理学实验教学效果的作用，对教学过程的具体问题进行探讨，探索实验教学的新模式。

1 生理学实验教学的现状

在本校的生理学实验教学普遍存在一些亟须改革的“痛点”。比如说（1）教学模式相对单一，传统的生理学实验教学的方法采用的是教师示教，学生依从的模式，即教师将实验目的、方法步骤、注意事项等问题讲解并演示后，学生根据教师的教导逐一进行操作。在该教学过程中，大部分同学积极参与，出现的主要问题是大部分同学仅仅是依葫芦画瓢地操作和完成实验，难以感兴趣地观察实验现象，发现问题，提出问题；同时也难以将各学科实验内容进行有效的总结归纳，融会贯通，提高医学思维和科研意识。这种实验教学方法难以激发学生的学习积极性和发挥主观能动性，不利于中医院校学生对生理学理论和实验操作的学习，这种传统的教学手段忽视学生的主体地位,不利于积极性的调动及自主学习能力的培养；（2）实验课程内容设置主要限于经典实验，由于学校课程的改革，但理论课和实验课课时缩减，尤其是实验课相对来说时间更少，使实验内容局限于传统的经典实验，学生对前沿进展和新技术不够了解，创新性实验或者拓展性实验没有思路。（3）实验评价体系不够全面：相对于传统的教学方法，在实验课中对学生的考察相对来说比较简单，在实验的过程中有一部分同学动手能力差，缺乏积极主动性，没有达到我们的教学要求，实现我们的教学目标。实验成绩的评定，主要由实验报告来体现，我们在批改实验报告的过程中，发现同一组别的同学实验结果经常雷同，缺乏独立思考的能力，同学们忽视学习过程和知识运用能力，导致动手能力和解决问题能力欠缺。（4）实验课程的设置缺乏整体性与系统性。一个实验开展一个机能活动的教学内容，对动物的机能活动缺乏整体和系统的认识，其结果不利于培养学生的逻辑思维能力，不利于培养学生独立思考的能力，不利于培养学生发现问题、解决问题和综合创新能力。

2 PBL教学模式的应用

1969年，美国的神经病学教授Barrows提出一种新的教学模式，即以问题为导向的教学模式（Problem Based Learning，PBL）。它是一种以学生为中心的现代教学模式，具有以学为主、以教为铺、充分发挥学生学习自主性的特点，在世界范围内被越来越多的专业领域广泛应用并得到肯定[2]。PBL教学的特点是以学生为中心，设置场景，提出问题，建立假设，将抽象化的病理生理过程以具体的临床病例呈现，让学生通过学习分析临床病例，深刻理解疾病系统整体性变化过程，为将来的临床工作打下坚实基础。

在完成几次常规实验，学生对基本的实验操作有了一定认识后，我们将PBL教学引入生理学实验教学中。我们选择几个章节进行PBL教学，包括缺氧，休克，缺血再灌注，发热，基本过程包括：

（1）合理设置场景，提出问题。问题的合理性和普遍性与PBL模式的教学效果密切相关，我们主要选取临床病例，特别是常见疾病，比如与第八章尿的生成和排出相关的泌尿实验中，上课中我们通过“尿糖试纸”的定性实验，引导学生思考为什么家兔尿糖检查呈阳性反应？提出思考，与学生互动，进行参与式学习，然后我们以“尿糖”为出发点，让学生思考引起尿糖的原因以及生理学机制。通过给家兔一次性注射大量葡萄糖，计算家兔血糖浓度，复习理论课中学习的“肾糖阈”的概念，引导学生思考尿糖包括：生理性原因和病理性原因，联系日常生活中摄食性糖尿（一次食糖过多或注射葡萄糖后，尿中可出现尿糖），而思考尿糖发生是由于生理性因素引起的，通过小组展开讨论，让学生思考还有哪些原因可以引起尿糖？通过讨论，提示引出病理性糖尿──糖尿病，让同学们讨论糖尿病发生与家兔注射大量葡糖糖出现尿糖发生原理的不同，并且让学生真正明白“尿糖并不一定是糖尿病”，通过在生理学实验课程中“早临床”的尝试，有助于医学生更全面、真实地认识疾病，有助于增强后续医学课程学习的动力抓住疾病的核心机制，尽量减少疾病的复杂性，使得问题难易程度适中，针对性强，并具有较强的可操作性，同时，我们根据中西医不同看法及观点提出相应问题。

（2）PBL模式的学习是指“以学生为中心”让学生自身主导，提前让学生自愿组队，明确各自分工，使其在讨论、学习过程中，根据各自的分工，收集分析资料，验证假设。而指导教师在PBL模式中虽然起着必不可少的作用，但与传统的教学模式不同的是教师在整个学习过程中不是给予直接的专业知识的指导，也不传授解决问题的技巧，只是在学生学习过程中做出适当的引导和总结，教师可以指导学生通过查找文献、书籍等方法根据问题收集整理资料，促使他们思考与分析问题。最后再由授课教师带领做出总结、反馈，使学生在PBL课程的学习过程中不断夯实知识基础、锻炼解决问题的能力。

（3）讨论、总结问题。让学生将收集分析好的资料组合起来进行讨论，在讨论过程中，教师把控讨论的时间与内容的深度，讨论结束后，教师有针对性地对学生们解决问题的内容、方法、逻辑等做出点评与修正，最后总结和归纳知识要点。通过此次PBL教学实践，学生课堂中的参与性和积极性得到极大提高，改变以往听课后的沉默局面，课堂气氛活跃，同时也培养了学生一定的科研思维能力，为后续设计性实验的开展打下基础。

3 设计性实验教学模式的应用

传统的生理学实验多为单方面、单系统的演示实验和验证实验，使得学生对实验结果的获取过程及相关知识的总结认识过于简单，不利于学生实验操作能力的培养。

设计性实验要求学生综合多门学科的知识和各种实验原理来设计实验方案，充分运用学到的知识去发现、解决问题。在此过程中，学生转化为自主学习的主体，态度积极，创造性思维活跃，弥补了传统生理学实验模式的不足[3]。

我们在完成PBL教学后开展了设计性实验教学。我们将学生分组，每组4～6人，根据现有的实验条件，学生自行设计相关实验来论证假说。每组学生成员各抒己见，集思广益，首先讨论各种实验方案，分析和论证它们的优缺点、可行性及必要性，预测实验结果及实验中可能出现的各种问题及解决方案，最终统一决定该组的实验方案；然后严格按照实验方案进行实验操作，注意观察实验过程中的各种现象，处理实验的突发状况；接着根据具体的实验结果，无论是阳性结果，还是阴性结果，均进行分析、总结及讨论；最后撰写实验报告，实验报告的内容包括实验目的、方法、结果、讨论和结论，其中讨论部分主要对实验结果的分析及实验设计的客观性和严谨性的分析。在此过程中，教师主要起辅导作用，掌控实验方案的科学性、合理性及可行性，适时给予学生必要的提示，尽量让学生自主思考，以便培养学生的科学思维。

4 PBL和设计性实验相结合教学模式的思考

（1）PBL和设计性实验相结合教学模式提高了学生的学习兴趣，兴趣是最好的老师，传统的实验课程学生被动地去验证某些既定的实验内容，随着课程的改革，对实验的重视度加强，学生的兴趣也提高了。实验内容的改革，也提高了学生的动手能力，实验过程变得灵活，多样化，丰富了学生的科研思维，设计性实验涉多门学科的交叉运用，不但加深了学生们对相关医学知识的掌握和运用，而且培养了学生临床的综合能力。学生转化为学习的真正主体，其学习主动性、文献查阅能力、创新能力和团队协作能力都有所提高，而教师转化为辅助角色，引导学生进行思考、讨论及操作，师生之间互动加强，沟通通畅，使得实验设计的逻辑性、综合性和严谨性得到了提高。

（2）PBL和设计性实验相结合教学模式对教师提出更高的要求。教师不仅要对实验的原理、内容、方法和操作熟悉，教学目的要非常明确，而且要求老师们不仅要掌握实验中所需要的具体操作，并且还能处理实验中可能出现的问题。要求老师不但参加日常的教学工作，还要参加科研研究项目，所以教师的知识储备比较重要。同时，教师要正确引导学生，促使学生自己查阅相关文献及资料，自行解决问题，切不可全部包办。要开展集体讨论，让学生发挥自己的创造性，让学生一起参与分析实验设计的合理性及可行性；最后，教师还应该主动学习，掌握相关的临床知识，了解学科发展前沿，使实验教学与实践相结合，跟紧科学发展步伐。

（3）PBL和设计性实验相结合教学模式促进中医院校生理学实验教学的改革。中医院校的教学模式是中医课程和西医课程独立教学，学生既要培养中医思维，又要培养西医思维，但是两者之间无实质性的交叉，学生在学习过程中很难掌握两者的关系[4]。很多中医的学生对西医的学科不感兴趣，“无用论”的想法大量存在，对实验课更觉得是在浪费自己的时间，PBL和设计性实验相结合教学模式不仅可以让教师在课堂教学中融入中医药内容，比如我们之前的设计性实验中我们的扶芳藤合剂对血压的影响，咖啡，红牛等饮料对胃肠道体液调节的影响，芹菜汁降压的效果等实验的设计，并且进行中西医实验的对比，比如抗利尿激素的应用与传统中药茯苓、猪苓、黄芪等利尿效果的比较，在实验中不但提高了学生的学习积极性，而且可以让学生在实验中验证中医药效果和中西医关系的，提高了学生对于中西医研究的联系和区别的认识，为今后的临床和科研工作奠定基础。

5 PBL和设计性实验相结合教学模式遇到的一些问题

自2019年10月，教育部颁布的《关于一流本科课程建设的实施意见》中提出“强化现代信息技术与教育教学深度融合，解决好教与学模式创新的问题”[5]，寻找好的教与学的模式也是生理学实验教学需要思考的一个重要的问题，生理学实验教学模式的改革与探索，将对提高学生的专业实验技能和创新能力起到积极作用，从学生的反馈来看，新的教学手段的改革，可以促使学生上课由被动变主动，提高了学生的自主学习能力，但是以小组为单位的学习过程中，部分学生自主学习的动力或能力不足，不能保证每一位同学的积极参与，有些同学参加讨论比较困难。对教学资源相比传统的实验课程，不但更加要求教师的教学能力，而且对学生的学习能力提出了更高的要求，要求同学们利用现代网络查阅文献资料，提出自己的实验假设，要有可行性，但是在实际的设计过程中，由于学生提出的实验设计，所用到的一些必要的设备或者需要的药品的缺少，不能完全达到实验设计的要求，所以只能根据需要自己动手制作或者简化实验步骤或者放弃一些实验设计。

总之，PBL和设计性实验相结合教学模式在生理学实验中的应用，提高了学生对该学科的学习兴趣、实验操作能力和科研思维能力，促进了教师主动学习以便及时更新知识库，提高了教师教学和科研能力。生理学实验教学改革是一项长期而艰巨的任务，我们需要不断努力，不断总结，不断创新，才能探索出更好的方案，以便培养出更优秀的复合型中医人才。