全面改革提高机能实验教学层次

安　英　沈　楠　赵丽晶　陈　雪　姚　萍

[摘要] 机能实验教学改革已经经历了十几年的发展，但各院校发展极不平衡，机能教学改革始终脱离不了传统思想的束缚，无法发挥机能实验室整体的教学和实验优势。我们通过整合实验教学内容，利用虚拟实验操作系统实现人机交互式教学、开放实验室等教学改革措施，使得机能学的教学优势得到充分的发挥，并取得了明显的教学效果。

[关键词] 机能实验；人机交互；教学改革

[中图分类号]G424.31 [文献标识码]C [文章编号]1673-7210（2009）01（c）-114-02

医学机能学实验是一门由生理学、病理生理学和药理学组成的基础医学综合实验课程，随着机能教学改革的发展，医学机能学实验实际上已经形成了一门独立、完整和系统的课程。但是由于各高校机能实验室几乎都是由以前的生理、药理和病理生理学实验室共同组建而成，因此无论是在思想上还是在实施教学的过程中都无法摆脱传统模式，三门课程的实验仍然相互独立，系统的机能实验教学无法开展，没有发挥机能实验室真正的教学优势。因此如何真正发挥机能实验教学的优势，提高机能学教学层次已是当务之急。以下是本教研室在课程的发展和建设过程中，实施的一些改革措施，新的课程内容和教学方法的应用已在教学中取得了很好的教学效果。

1 整合实验教学内容

教学改革的首要任务就是对三门课程的实验内容进行整合，使相对独立的实验内容系统化和完整化。对实验内容进行重组后机能学实验内容包括以下几部分：

1.1 动物实验基本知识和常用仪器使用方法

主要是学习有关动物实验的基本知识和基本操作技术，学习基础医学实验有关的器械、仪器设备及BL-420生物机能实验系统的使用方法。

1.2 正常、病理以及药物作用下机体机能活动变化的观察

主要是做生理学、病理生理学以及药理学的经典实验，实验安排在生理理论课结束后，与病理生理学和药理学理论课程同步进行，这样可以使学生系统、完整和连贯地学习机能知识。

1.3 机能学整合实验

把以往生理学、病理生理学和药理学重复开设的几个实验结合临床知识有机地融合在一起组成的综合实验。如家兔动脉血压的调节、失血性休克及其治疗；家兔呼吸运动调节、膈肌放电及呼吸衰竭；正常肾脏泌尿功能的调节及急性缺血性肾功能衰竭等实验。

2 利用虚拟实验系统进行人机交互式教学

理论课的教学由板书发展到多媒体后，教学效果有了显著的提高，同时多媒体在实验教学中的应用，也一定程度上提高了实验教学效果。但是实验教学与理论教学不同，即使是在多媒体广泛应用的今天，理论教学暂时还仍无法摆脱以教师为中心的教学模式，而实验教学自始至终都是以学生为中心进行教学，因此多媒体在实验教学中的应用不能仅仅是把多媒体搬到实验室中，应当充分利用这一现代化教学手段。教学中我们利用计算机制作虚拟的实验操作系统，实现人机交互式教学， “交互”是一种双向的信息交换，可由人向计算机输入信息，也可由计算机向使用者反馈信息[1]。学生可以在这一虚拟实验操作系统中完成如现实一样的实验操作，这种虚拟的实验操作系统不仅可以解决实验动物高成本问题，更重要的是它能够实现学生与虚拟系统的直接对话，使学生更直观地了解整个的实验操作过程，既能提高学习兴趣，又能发现学习中存在的问题。所以人机交互式教学越来越受到人们的重视，也是课程发展的一个必然趋势。

2.1 虚拟实验系统在实验预习中的应用

学生实验课前的预习非常重要，可以帮助学生熟悉实验操作整个过程，使学生在有限的实验操作时间内很好的完成实验操作。但是以往的经验，学生很少能主动预习实验内容，即使预习，也很难只凭借实验指导书上的操作步骤，理解实验内容。而虚拟实验操作系统可以很好地解决这一问题。学生可以通过电脑直观地进行预习，学生按照实验要求，按顺序进行虚拟实验操作，从实验准备开始到整个实验的结束，都可以在虚拟实验系统中完成，大大提高了学生的预习效果。

2.2 虚拟实验系统在教学过程中的应用

实验教学过程中的多媒体应用已经很大程度上解决了教师讲解实验操作的难度。但是在教学过程中仍然经常会出现一些问题，如教师在详细地讲解完实验过程后要求学生亲自动手操作，但是学生无法独立完成操作，需要教师在旁边指导。这说明多媒体的应用并没有从根本上解决实验操作中的问题。引入人机交互式教学后，在教师讲解实验内容过程中，学生可以同步通过虚拟实验系统跟随教师完成一遍实验操作，之后再进行动物实验操作，虚拟实验操作系统的应用可以帮助学生很好地理解和解决实验过程中遇到的问题。

2.3 虚拟实验操作系统在课程考核中的应用

机能实验课程的考核应当主要以考核实验操作技术为主。但是由于条件限制，无法满足学生考核使用的实验动物，这就使得实验操作考核很难进行，只能以平时表现和实验报告册书写为主进行考核。但是虚拟实验操作系统可以解决这一问题，学生可以通过这一系统进行操作考核，不仅节约了教学成本，而且对教学也起到了很好地促进作用。

3 开放实验室培养学生的科研能力

实验教学是高等学校教学中的一个重要环节，是高等教育中将科学研究纳入教学过程的具体体现，是科学研究与教学相结合的产物[2]。目前高校教育的目的已不仅仅是专业基础知识学习，培养科研创新型人才已经成为高校教育的一个重点方向。科研人才的培养不能仅限于科研能力的培养，还要重视学生整体科研素质的培养。机能学实验是培养学生科研水平最好的平台，因为机能学实验使用的各种实验动物和实验手术方法在科研工作中很常用，学生通过这门课程的学习，不仅能加深理论知识的理解，而且可以掌握基本的科研实验方法，对学生今后的学习和工作都有着促进作用，所以如何在实验中培养学生科研水平也是机能教学改革不可忽视的部分。但是在实验教学过程中，由于条件的限制，无法满足学生的科研要求，因此可以在学生的课余时间，将个别功能齐全的实验室对学生进行开放。鼓励学生进入实验室，真正了解实验室功能，并熟悉各种实验仪器的使用方法，实验药品的配置方法，以及实验前的准备工作，以激发学生的学习和科研兴趣。此外还可以在教学中引入设计性实验，对学生进行分组后，引导各组学生查阅文献、撰写综述、进行实验设计，然后对各组设计的实验进行可行性分析论证[3]，选择可行性强的实验，让学生在开放实验室内独立完成实验操作，教师加以引导。通过实验室的开放，不仅可以使有兴趣的学生真正的接近科研，培养了科研态度和团队精神，而且还能够真正激发出学生的科研兴趣和能力，为学生今后的学习和科研工作打下良好的基础。

机能实验的重要性和意义众所周知，很多院校虽然成立了机能学实验室，但还只是形式上的实验室合并，实质上仍然是三个学科独立上课，互不相融。一些院校先前成立的机能实验中心都形同虚设，有的甚至解散，重新回到原来的体制当中。经过几年来的教学改革实践，我们认为如果想要最大限度地发挥机能实验教学的优势，就必须要大胆改革，摒弃陈旧思想，真正意义上的解放机能实验，使机能实验教学提高到新的层次。

[参考文献]

[1]徐玮,张军,张茂军.关于《多媒体人机交互技术》课程教学的几点思考[J]．高等教育研究学报,2005,28(4):83-84．

[2]刘会．改革教学方式,培养学生的科研能力[J]．技术与创新管理,2006,27(2):57-59．

[3]刘萍,马剑峰,徐红岩,等．开放式医学机能学实验教学体系的探索与实践[J]．中国高等医学教育,2006,(10):62-64．

（收稿日期：2008-10-23）