航空航天生理学实验课的特点与改进意见

焦 博，余志斌，张 琳 (第四军医大学航空航天生理学教研室， 西安 710032)

航空航天医学是一门多学科交叉、相互渗透形成的边缘学科，在融合多个学科知识、理论的基础上逐步形成了具有本学科特色的理论。它的主要任务是保障飞行员、航天员及其他乘员的生命安全，维护身心健康，提高飞行工作效率。根据军事与民用航空航天事业的需求，运用现代医学主要是航空航天医学理论知识与技术，培养航空医师、飞行人员体检医师、专业临床医师和专业研究与教学人员［1］。航空航天生理学作为航空航天医学及相关专业的核心课程之一，本门课程的学习是完成一名普通医学生向航空航天医学专业人才转变的重要环节［2］。

航空航天生理学的授课可分理论课、实验课和讲座等形式。其中实验课的学习是培养高素质、高层次、创新型综合人才的必要环节［2］。因此，本教研室根据教学目的对航空航天生理学实验课进行了多次的教学改革，形成了一些有显著特点的实验课。为了更好地提高学生自主学习和探究性学习的动机，提升他们的积极性和创造力，结合近两年的教学改革经验，对已有的实验课特点进行总结，并提出些许改进意见。

1 航空航天生理学实验课的目的

航空航天生理学实验课的目的在于:①验证或体验已知的基本理论，使所学的基本知识和基本理论进一步巩固和提高;②使学生了解获得航空航天生理学知识的科学方法，初步掌握动物实验设计方法;③培养学生对科学工作的严肃态度、严密的工作方法、实事求是的工作作风和团队协作精神，并能通过对一事物进行观察、比较、分析和综合而解决实际问题;④提高学生的创新思维能力和创造力，为今后航卫保障和科学研究培训基本技能。

2 航空航天生理学实验课的特点及改进

航空航天生理学实验课可分为验证性实验课、人体体验课和讨论课三类。这些实验与其他学科的实验相比较，有其自身的特点［3］。首先是在这些实验中，体验性人体实验所占比例较大，且会涉及一些异常的环境因素;另外，除了在实习中会采用普通生理学实验设备外，还会使用一些航空航天医学所特有的大型实验设备，如低压舱、歼击机供氧装备等。而且每一类实验课都有其自身的特点，下面就三类实验课的特点和改进意见进行详细论述。

2.1 验证性实验课 验证性实验课主要是通过实验加深学员对航空航天生理学重点、难点理论的理解，更好地掌握理论课内容。以低气压对小动物机体的影响为例，该实验课通过实验要求学生:①观察高空减压病、高空胃肠胀气以及体液沸腾的表现特征;②了解高空减压病、高胃肠胀气以及体液沸腾的发生与大气压力和气压高度之间的关系。该实验每4－8人一组。各实验组进行合理分工:主持实验、减压操作、时间掌握、上升高度观察、动物解剖、上升与下降过程中动物情况观察与报告，以及实验记录等。让学员分别观察:①18 000 m高度上升实验:观察高空低气压后血管内气泡的形成及特征。取一只正常大鼠放入低压舱，快速上升至18 000 m并停留6 min，在气压高度上升过程中观察动物缺氧致死的表现。快速下降后解剖动物，仔细观察血管内有无气泡形成。②25 000 m高度上升实验:观察高空胃肠胀气及皮下气肿。取正常大鼠一只放入低压舱，快速上升至25 000 m并停留6 min，在上升过程中观察动物腹部膨胀的情况。注意观察皮下气肿发生的时间、部位，是否扩张及扩张的顺序和停止扩张的时间。待低压舱降至地面后，取出动物剪开气肿部位皮肤，观察皮肤剥离后形成的空腔。③25 000 m高度上升实验:直接观察高空胃肠胀气及血液沸腾现象。将第2步中解剖过的大鼠直接剪破其心房、血管，使血液流出积聚在胸腔内在将其放入低压舱。快速上升，观察胃肠胀气和血液沸腾的发生与气压高低的关系。然后缓慢下降低压舱并观察上述现象消失与气压高度的关系。

通过实验使学员直观地看到高空减压病的发病机制，以及高空胃肠胀气和体液沸腾的发生与大气压力和气压高度之间的关系。真正做到理论联系实际，加强了学员在航空军医实际工作中处理问题的能力。

随着航空航天事业的发展，航空保障工作不仅要求航医要掌握一定的专业技术知识，更要具有一定自主学习能力和探究问题的精神。我们将改进现有的验证性实验课，通过启发教育，设置一至两个开放课程，积极鼓励学员自己提出需要验证的现象，教员只提供实验设备和必要的指导，真正提高学生自主学习和探究学习的能力。

2.2 人体体验课 人体体验课使学员亲身体验航空特殊环境因素(如缺氧)对人体的影响，使学员了解书本上不能精确描述的个人感受，并对难以理解掌握的知识点如缺氧和加压呼吸训练，通过亲身体验加深理解。

以低压舱模拟上升体验与观察为例。本系建有低压舱，并配备了相关设备，可在缺氧耐力的检查时测定呼吸、脉搏、血压、心电、脑电、血氧饱和度等生理指标，旨在通过低压舱模拟上升，让学员:①体验和观察低气压对人体的物理性影响;②体验和观察高空缺氧对人体的影响。该实验每舱上升由6－9人分为3组进行。低压舱上升时采用我教研室制定的上升方案。上升人员地面高度吸纯氧排氮10分钟后，开始以20 m/s的速度上升至8 000 m，短暂停留后以同样的速度上升至11 000 m，短暂停留完成低气压体验后，以15 m/s的速度下降至7 500 m进行缺氧体验与缺氧耐力检查。完成后以10－15 m/s的速度下降到4 000 m，再以10－15 m/s速度降至地面高度［4］。通过该实验使学员对抽象的知识点有了主观感受，加深了理解并且认识到学习航空航天生理学对航空军医工作的重要性，激发学员学习积极性。

在学校和本系的支持下，人体体验课的教学设备投入越来越大，我们力争做到每个学员都能成为人体体验课的被试，使学员对理论课的学习内容及时温故知新，对航空中不利因素对人体有哪些影响、影响的危害性及防护手段，以及对航空中常用仪器设备有一个充分认识。

2.3 讨论课 讨论课是通过实例引导和教员指导下的课堂讨论、资料查询、自学等方式启发学生分析、讨论有关航空航天生理学问题，学习航空航天生理学知识［5］。这种授课方式既加深了学员对大课内容的理解，又增强了学员解决实际问题的能力。

该实验课以学员宣讲为主。教员提出与大课理论相关，并且与航空军医实际工作密切联系的实际问题，由学员自己运用所学到的知识解决实际问题，并且亲自讲述解决问题的思路、方法。学员通过宣讲真正做到了知识的融会贯通，并且由被动学习转为充分发挥自身的主观能动性解决问题，提高了学员在未来工作中解决问题的能力，锻炼了作为航医的主要工作内容航卫保障宣讲的能力，并为以后的宣讲积累了经验和原始材料。

随着战斗机性能的不断提升以及防护装备的不断改进，原有的讨论案例已经不能完全满足课程的需要。这就要求我们教员要努力寻找更新、更好的讨论素材。讨论课需要学员自己花大量的时间，查阅相关资料，这些资料的来源又大多依靠学校图书馆的现存藏书作为保证。但就学校现存的有关书籍来看，还不能完全满足学员的需要。此外最新、最前沿的讨论素材也需要教员通过网络资源才能得到。因此，学校完善网络建设、开放网络资源并且给学员更多的自由时间就显得尤为重要。

总之，只有在继承和把握航空航天生理学实验课特点的同时，不断根据学科发展的需求进行改进，才能使航空航天实验课在造就高素质、高层次、创新型、综合人才中发挥重要作用。

［1］郭国明.中国航空航天医学教育的现状［J］.中华航空航天医学杂志，2000，11(4):203.

［2］第四军医大学.《航空航天生理学》课程标准［S］.西安:第四军医大学出版社，2012:19.

［3］马进.航空航天生理学实习指导［M］.西安:第四军医大学出版社，2010:4.

［4］余志斌.航空航天生理学［M］.西安:第四军医大学出版社，2008:140.

［5］张琳，余志斌，马进，等.PBL教学法内核在航空航天生理学中的灵活应用［J］.基础医学教育，2014，16(2):89 －90.