设计性实验在人体解剖生理学实验课的运用与探索

唐立俊，喻晓丹，陈开琴，肖仲久

（遵义师范学院普通生物实验教学示范中心，贵州遵义563002）

设计性实验在人体解剖生理学实验课的运用与探索

唐立俊，喻晓丹，陈开琴，肖仲久

（遵义师范学院普通生物实验教学示范中心，贵州遵义563002）

为了培养学生的实践创新能力以及分析问题和解决问题的能力，以“设计性实验在人体解剖生理学实验中的运用”为改革案例，介绍了设计性实验在人体解剖生理学实验中的教学方法、教学效果以及学生收获，并对开设设计性实验存在的问题提出了建议。

设计性实验；人体解剖生理学实验；改革；探索

随着教育教学改革的不断深入，实验教学作为高校教学体系的重要组成部分越来越受到高校教师的重视。实验教学不仅可以培养学生的实践创新能力，还可以培养学生分析问题、解决问题的能力，是培养创新型人才的重要途径。

实验教学改革的目的是改变传统的教学模式（传统的实验教学只开设验证性实验，而没有综合性、设计性实验），故我院规定教师在编写实验教学大纲时，每门课至少要有1～2个设计性实验。开展设计性实验教学改革国内外虽已有一些研究成果，但尚未见人体解剖生理学设计性实验教学改革的报道，故作者就人体解剖生理学实验的改革方法和存在的问题提出一些看法，希望能对高校的实验教学改革有所帮助。

1 根据实验内容，改革教学方法，开设设计性实验

设计性实验是实验教学的最高层次，属于实验方式和手段的改革，是提高实验教学质量，培养学生创新能力的最有效途径[1]。人体解剖生理学实验有3大模块，即解剖学、组织学和生理学实验，在实验教学大纲中要求开设12个实验（组织学实验2个、解剖学实验5个、生理学实验5个），其中只有生理学内容才有可能改为设计性实验，就此作者将“蟾蜍反射弧的分析”和“分析影响动脉血压的因素”改成设计性实验。

2 设计性实验的开设过程

2.1 “蟾蜍的反射弧分析”教学步骤

第一步：在前一个实验结束时，布置“蟾蜍的反射弧分析”实验预习作业，要求4人一组，选定组长，根据实验项目自行设计实验题目、实验目的、实验原理、实验器材和材料，对实验作出假设，并根据假设设计实验方案。

第二步：在实验课上，每一组派一名代表简要介绍本组的实验题目、所作的假设、设计的实验方案和遇到的困难，同组的组员可以补充。

第三步：教师和学生一起审查和分析每个小组实验题目的合理性、实验方法的可行性、实验结果的创新性、分析推理的逻辑性，并启发和帮助他们修改实验设计中不合理的部分。

第四步：学生实施自拟（或修正过）的实验方案，要求实验结果无论与实验前的假设是否一致都要作出详细分析，找出正确或错误的原因。记录实验现象、结果。

第五步：实验完成后，教师针对实验过程中出现的问题，一一梳理分析并作出解答。最后学生完成包括实验设计方案、结果分析的实验报告。

2.2 “蟾蜍的反射弧分析”教学案例

2.2.1 学生自拟的题目

学生自拟的题目有：（1）反射弧的结构是不是完整反射才能进行？（2）反射弧的结构任意损坏一部分反射能否进行？（3）脊髓是不是蟾蜍的中枢？（4）损坏皮肤（感受器）反射能否进行？（5）损坏传入神经反射能否进行？（6）损坏传出神经反射能否进行？（7）损坏效应器（肌肉）反射能否进行？（8）不同强度的刺激反射时间怎样？等等。从自拟题目可以看出，只有（1）、（2）题目较完整，符合题意，后面的题目不够完整，且（8）是偏题的。

2.2.2 实验过程出现的问题

对题目（1）、（2）的实验方案有些小组设计不到位，正确的操作是分别损坏反射弧中的任意一部分（有5个部分），看反射能否进行，即需要分别设计5个实验方案；有些小组虽然设计较为全面，但在实验时又出现了理论和实践脱节的现象。

在做实验时首先要处理蟾蜍，即制备脊蛙（把蟾蜍的大脑损坏，只保留脊髓），因为大脑是高级中枢，脊髓是低级中枢，如果高级中枢保留，那么要完成实验就比较困难，对实验结果也有影响。很多小组没有考虑这一问题，拿起蟾蜍就开始做实验，自然就得不到预想的结果。

每个小组只有一只蟾蜍，要用它完成5个小实验，那就要考虑5个小实验的顺序，很多小组没有考虑到这一点，反复找老师要蟾蜍。损伤脊髓（中枢）要最后完成，否则其他的4个分实验就无法完成，因为中枢只有一个，如损伤了，再损伤其他4个部分中的任意一个部分，肯定无反射出现，只能有一个变量，而其他4个部分的损伤可以在两条后肢上进行。

在损伤传入神经时，学生都知道是后肢上的坐骨神经，但却找不到传出神经在哪里，出现了理论和实践脱节的情况，实际上传入和传出神经是一束，构成了混合的脊神经，剪断或麻醉或用细绳子结扎脊神经，传入和传出神经就一并损伤了。

在做损伤效应器实验时，没有一个小组成功，原因是他们只去掉了一小部分肌肉（如小腿的腓肠肌），反射照样存在。经过讨论、分析，最终学生明白了，任何一次肌肉运动，不只是一块肌肉的单独作用，而是他周围的协同肌、对抗肌、中和肌和固定肌共同作用的结果，除非把大腿和小腿的肌肉全部去掉，才能无反射现象。

2.2.3 实验评价和学生反映

这次实验成绩的评定和其它实验成绩的评定不同，首先看学生拟定的实验题目和设计方案，其次看学生的实际操作过程，最后看实验结果分析（无论与假设是否一致，都必须对实验结果进行分析）。

通过这次实验，很多学生反映：在理论课上都知道反射弧是由5个部分组成，但具体到蟾蜍或人体身上就不知道在什么部位；对理论课的某些知识并不十分理解，只知道死记硬背，通过这次实验，受益匪浅，因为整个实验是经过他们自己思考、设计，并亲自动手完成的。用学生的一句话“喔！原来是这样的”。

3 教学体会

以往的实验教学学生往往不会主动去探索和研究。老师在黑板上讲操作过程，学生不动脑筋地按老师的操作要求去做，这种传统填鸭式、灌输式的教学模式，限制了学生创新意识与创新思维模式的发展。通过开设设计性实验，学生能够根据实验目的，自行设计实验题目、实验方式和步骤，改变了学生在实验中的被动地位，增强了学生的主动性，加深了学生对人体解剖生理学知识的理解，提高了学生探索实验的兴趣。同时实验4人一组进行，小组的同学可以相互讨论，推测可能的实验结果，在实验中还能体现学生的团队协作精神，激发学生积极探究实验的热情，学生的角色也由被动地接受变为积极主动地思考。总之，学生通过完成设计性实验，可以了解科学的研究思路、方法和步骤，使之具有科学的严谨态度和作风，为将来从事科学研究打下良好的基础。

开设设计性实验也遇到了一些实际问题。（1）花费的时间长。在实验大纲中，每个实验只有2～3学时，如果要开设设计性实验，学时是远远不够的。首先，学生在实验前需拟定实验题目和查阅资料；其次，学生要根据自己的思路设计实验方案（无论是正确还是错误的）；第三，要在2～3节课的时间内解决所有学生在实验中遇到的问题也是不够的，只能将实验课的时间延长到课外。（2）教师要有渊博的知识。教师要设想学生会设计什么样的题目、实验中会遇到什么问题，以便能即时回答学生的疑问。为了做好这一切，教师必须在课前查阅相关资料，花费大量的时间和精力。这就对实验教师提出了更高的要求，既要有良好的师德修养和爱岗敬业的无私奉献精神，又要有扎实的专业知识、组织管理能力和获取应用信息的能力[2]。

4 建议

（1）教师拟开设的设计性实验，要满足以下4点要求。1）符合课程要求和教学大纲，同时学生对拟开设的设计性实验又比较熟悉；2）学生已经具备完成这个实验的有关知识和常识，如人体解剖生理学实验设置了两个设计性实验——“蟾蜍反射弧的分析”和“分析影响动脉血压的因素”，这两个实验都是教学大纲要求的，即使血压在理论课中还未学过，但在生活中学生对血压再熟悉不过了，学生可以根据生活经验来设计实验方案；3）贴近生活[3]，要让学生感受到所学的知识是与生活密切联系的，是学有所用的；4）拟开设的设计性实验不能过于简单，不能是已开设实验的简单重复，同时也要考虑学生掌握知识的情况，所开设的设计性实验既要体现实验的新意和难度，又不能好高骛远，否则学生无从下手，望而生畏，反而失去了信心和兴趣，

（2）对实验的时间不能要求过严，若学生在规定的时间内未能完成实验，可继续利用课余时间完成。若将教学大纲的课时数改为3～4学时，即可保证实验达到最佳的效果。

（3）建议分组进行实验，一般2～4人一组，这样既可体现团队分工协作的优势，又能培养学生团队合作的精神。

实践证明，改革实验教学方法，在经典的验证性实验基础上开设设计性实验是可行的，也是培养学生创新能力的有效途径之一。只有改革传统的实验教学方法，才能培养学生的创新能力，才能真正实现实验教学的目的。

[1]陈怀侠,蔡火操,黄建林,等.设计性实验教学的实践与思考[J].实验技术与管理,2006,23(11):105-107.

[2]汪安泰.动物学实验教学改革探索[J].实验技术与管理, 2006,23(12):119-122.

[3]曹平,曹贵和,陈光明,等.机械设计实验教学改革研究[J].实验技术与管理,2006,23(7):93-95.

(责任编辑：朱 彬）

On the Application of Designing Experiment to Experimental Lesson about Anatomical Physiology

TANG Li-jun，YU Xiao-dan，CHEN Kai-qin，XIAO Zhong-jiu
(The Model Center for Teaching Biological Experiment,Zunyi Normal College,Zunyi 563002,China)

In order to train students such abilities as innovation,analysis and solution,this paper introduces the teaching approach to applying designing experiment to experimental lesson about anatomical physiology,its teaching efficiency and the achievements students can gain;apart from that,some suggestions are put forward as to how to solve the existing problems.

designing experiment;experiment about anatomical physiology;reform;exploration

G420

C

1009-3583（2015）-0112-03

2015-01-12

贵州省教育厅基金资助项目（黔教高发[2012]426-26号）

唐立俊，女，江苏苏州人，遵义师范学院普通生物实验教学示范中心高级实验师。