基于心血管活动调节及心力衰竭综合设计性实验实施PBL教学

尚立芝　季书　张紫娟　高剑峰　刘永

摘 要：目的 探讨TBL教学法在心血管活动调节及心力衰竭综合设计性实验中的应用。方法 将本校2010级中西医临床本科2班124名学生随机分为观察组和对照组，对照班采用传统教学法；观察组用TBL教学模式，把心血管活动的生理调节及实验性心力衰竭设计成综合性实验。实验结束后，经小组自评，组间互评，对2组实验的预习报告和实验报告进行评分比较。结果 观察组实验总成绩显著高于对照组（91.42±2.41vs 71.05±1.54，P<0.01）。结论 在心血管活动的调节及心力衰竭综合设计性实验中应用TBL教学法，能提高学生对实验的综合设计和动手操作能力，教学效果优于传统教学法。

关键词：团队教学法 血压 心力衰竭 生理学 病理生理学

中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（c）-0137-04

Abstract：Objective：To study feasibility of TBL teaching method in the comprehensive engineering experimental teaching of angiocarpy regulation and heart failure.Methods：The undergraduate students in 2010 class professional of chinese and western medicine clinical was randomly divided into observation group and control group.the traditional teaching method was used to control group，TBL teaching mode was used to observation group.Result：The scores of experimental were higher significantly in the observation group than those in the control group（91.42±2.41 vs 71.05±1.54，P<0.01）.Conclusion：TBL teaching method may be feasibility in the comprehensive engineering experimental of angiocarpy regulation and heart failure teaching ，the enthusiasm and comprehensive engineering experimental ability of undergraduate studentswas improved by TBL teaching， the teaching effect of TBL teaching method is better than traditional teaching.

Key Word：Team-based Learning（TBL）；Blood pressure；Cardiac failure；Physiology；Pathophysiology

傳统的心血管活动的生理调节，实验性心力衰竭及其治疗实验，分布于生理学、病理生理学及药理学三门课程，经多次独立实验，跨多个学期完成。这样虽方法简单易行，但单独实验易使与本实验对应的知识点之间的联系脱节，使学生对这些知识的理解支离破碎；本综合实验从心血管活动的生理调节，到病因作用诱发心力衰竭，再到对心衰的治疗，其过程更接近临床。PBL（Problem-Based learning）教学法，是基于以学生为中心、以问题为导向的教学方法，使学习者投入于问题中，解决问题的教学方式[1-4]，是一种培养学习者自主学习知识和提高思维技能的非常有效的教学方法[5-8]。但是，PBL教学适合于一些学生基础好，学生主动学习的自觉性高，参与意识与分析问题的能力强，师资和教育资源比较充足的高等院校。而TBL（team-based learing，TBL）教学法是在PBL的基础上，以团队为基础的教学法[9]。它是在教师的引导和启发下，学生主动学习、独立思考、团队内部成员相互协助，分析和解决问题。本研究模拟临床病理过程，结合我校实验室实际情况，从2012年9月至2013年1月，选取本校2010级中西医临床本科2班124人，按学号随机选取分为观察组62人和对照组62人。对照组采用传统授课方式，把心血管活动的生理调节，实验性心力衰竭及其治疗分3次独立完成；观察组采用TBL教学法，尝试性地把知识相关、方法相近的实验进行整合与改进，整合与实施参考[10-12]，现对该综合实验设计的研究报告如下。

1 TBL的应用

（1）团队组建：观察组、对照组均被分成2个团队，8小组/团队，3～4人/小组。

（2）应用方法：观察组和对照组在实验课之前，学生均已具备有一定的生理学和病理生理学理论基础及实验技能。

（3）应用过程：实验之前，对观察组和对照组教师均提醒注意事项：①麻醉应适当；②颈外静脉壁薄，易损伤出血，应仔细行钝性分离。静脉导管的插人时切忌硬插刺破血管，插好后可见中心静脉压计液面随呼吸波动；③每观察一个项目，需待血压基本恢复正常后，再进行下一个项目的观察。每次注射药物后应立即注射约0.5 mL的生理盐水，防止药液滞留在注射针头及局部静脉中，影响下一种药物的效应观察；④注射液体石蜡时一定要缓慢，否则会导致动物立即死亡。

对照组以教师先讲解为主，介绍实验的目的、原理、操作过程、观察项目及注意事项，然后让学生操作、采集结果、书写实验报告。

观察组以学生分组讨论、团队协作为主。教师结合实验内容提出如下问题，作为小组要解决的目标。（1）夹闭颈总动脉，结扎、刺激迷走神经引起血压和心率变化的机制如何？（2）本实验中右心衰竭后各项病理生理指标变化的发生机制是什么？（3）实验中所用药物肾上腺素、去甲肾上腺素、酚妥拉明、普萘洛尔、乙酰胆碱、阿托品等对心血管活动影响的机制分别是什么？（4）右心室前、后负荷过度常见于哪些情况？（5）钩藤、枳实对心血管活动的影响有何临床意义？具体步骤：①课前准备。让学生熟悉实验操作要领与流程，思考本次实验及各个观察指标的意义，猜测实验过程中可能出现的各种情况及其相应处理措施，以小组为单位，分组讨论，共同分析与解决问题。②课堂实施。每组自选1～2名同学制作课件，先以教师的身份在全班进行讲述，或者示教演示。组外同学和任课教师可针对其讲述内容提问和质疑，尤其要强调对学生造成伤害，或者易致实验失败的因素，由组内全体同学进行回答，之后分组进行实验操作。③课后总结。实验结束后讨论，每组选出一名代表，陈述实验主要操作步骤及实验结果，总结本次实验成功的原因或失败的教训。由教师就其讨论中出现的共性问题进行归纳总结。对遗漏的知识点或操作要领，由其他同学或教师进行补充，最后教师对问题作出总结。④效果评价：实验结束后，经小组自评，组间互评，对2组实验的预习报告和实验报告进行统计分析。⑤统计学方法：数据处理在SPSS 11.5中进行统计，计量资料数据用均数加减标准差表示，两组间均数比较采用t检验，相关性检验用Spearman等级相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 心血管活动调节及心力衰竭综合设计性实验中过程

2.1 材料

2.1.1 实验动物

家兔。

2.1.2 实验器械

家兔手术器械、输液装置、BL-410（420）生物机能实验系统、测量中心静脉压装置、气管插管、动脉插管及静脉导管、动脉夹、1 mL、10 mL、50 mL注射器。

2.1.3 试剂

20%氨基甲酸乙酯溶液、3%戊巴比妥钠溶液、l%普鲁卡因、0.1%肝素生理盐水、l%肝素生理盐水、生理盐水、1%钩藤总碱、25%枳实煎液、0.001%酒石酸去甲肾上腺素溶液、0.001%盐酸肾上腺素溶液、0.01%酚妥拉明溶液、0.01%普萘洛尔溶液、0.001%氯化乙酰胆碱溶液、0.01%硫酸阿托品溶液、80%液体石腊乳剂（栓塞剂）。

2.2 方法

2.2.1 心血管活动的生理调节

2.2.1.1 动物准备

（1）家兔称重后，按5 ml/kg剂量耳缘静脉缓慢注射20%氨基甲酸乙酯进行基础麻醉。（2）将麻醉后的动物仰卧位固定于兔台上，颈部备皮。

2.2.1.2 手术

甲状软骨下正中切开皮肤5～6 cm，钝性分离颈前肌群，分离出气管后，将胸锁乳突肌向外侧分开，即可见到深层位于气管旁的血管神经束，仔细辨认并小心剥离左侧迷走神经和颈总动脉、右侧颈外静脉，分别穿线备用。

2.2.1.3 全身肝素化

从耳缘静脉注射1%肝素（1 mL/kg）。

2.2.1.4 插管

顺序为气管、右侧颈外静脉及左侧颈总动脉。

（1）气管插管：在甲状软骨下0.5～1 cm处两个软骨环之间剪口，向肺脏方向插人“丫形气管插管，用己穿好的线结扎，再在插管的侧管上打结以防插管滑出，连接BL-410（420）生物机能实验系统的呼吸换能器装置。以备观察并记录呼吸变化。

（2）静脉插管：尽量靠远心端结扎右侧颈外静脉远心端，提起结扎线牵引静脉，用眼科剪在其前壁剪一小口，向心脏方向插人静脉导管约5～7 cm，导管的外端用三通管连接输液瓶及水检压计，缓慢输人生理盐水，以保持静脉通畅。

（3）动脉插管：结扎左侧颈总动脉远心端，用动脉夹夹住近心端，在其间剪V形口，插人动脉插管后结扎固定，并连接BL-410（420）生物机能实验系统的压力换能器装置，以备观察记录血压变化。

2.2.1.5 观察项目

（1）观察描记正常呼吸、心率、血压曲线。

（2）用动脉夹夹闭右颈总动脉15 s，观察记录动脉血压及心率的变化。

（3）1%钩藤总碱2 mL/kg静脉给药，观察记录动脉血压及心率的变化。

（4）25%枳实煎液1 mL/kg体重静脉给药，观察记录动脉血压及心率的变化。

（5）0.001%去甲肾上腺素1 μg/kg静脉注入，观察动脉血压、心率的变化。

（6）0.001%肾上腺素1 μg/kg静脉注入，观察动脉血压、心率的变化。

（7）0.01%酚妥拉明2 mg/kg靜脉注入，观察动脉血压、心率的变化。

（8）0.01%普萘洛尔0.5 mg/kg静脉注入，观察动脉血压、心率的变化。

（9）0.001%乙酰胆碱溶液0.1 mL/kg静脉注入，观察血压、心率的变化。

（10）0.01%硫酸阿托品溶液0.1 mL/kg静脉注入，观察动脉血压的变化。5～10min后，重复第9项，观察动脉血压、心率的变化与前者有何不同。

（11）结扎右侧迷走神经，刺激迷走神经外周端，观察血压和心率有何变化。

2.2.2 急性右心衰竭模型复制

2.2.2.1 增加右心室后负荷

让动物安静5 min，观察记录动脉血压、心率、呼吸、中心静脉压等指标。用注射器抽取预先加温至38℃的液体石蜡1 mL，以每分钟0.2 mL的速度缓慢注入耳缘静脉，同时密切观察血压、呼吸等变化。如有血压明显下降或中心静脉压明显上升，即停止注射。如血压和中心静脉压又恢复到原对照水平，可再缓慢注入液体石蜡，直至血压有轻度下降（降低10～20mmHg）或中心静脉压有明显升高为止（一般液体石蜡用量不超过0.5 mL/kg），观察记录各项指标。

2.2.2.2 增加右心室前负荷

注射栓塞剂后观察5 min，然后以每分钟约5 mL/kg体重的速度快速静脉输人生理盐水，也可用50 mL注射器抽取生理盐水从静脉输液导管推注。输液过程中观察各项指标变化。输液量每增加25 mL/kg体重，测记各项指标1次直至动物死亡。

2.2.2.3 动物解剖

动物死亡后，挤压胸壁，观察气管内有无分泌物溢出，剖开胸、腹腔，观察有无胸水、腹水及其量，观察心脏各腔体积。

3 结果

3.1 TBL应用结果

对照组实验的成功率及实验成绩显著低于观察组（71.05±1.54vs91.42±2.41，t=4.452，P<0.01）。

3.2 实验结果

略。

4 讨论

4.1 TBL教学法效果尤佳

观察组采用TBL教学法，实验前预习，“心血管活动的生理调节”和“实验性心力衰竭及其治疗”，实验前，学生已具备生理学和病理生理学及药理学相应的理论知识与实验技能，观察组把三个不同但知识相关，方法相近的实验，设计成一次综合实验，学生想尽早验证自己设计的方案是否合理，他们积极主动参与实验全过程，密切配合，顺利完成复杂的综合设计性实验。TBL教学法能鼓励和培养学生批判和创新思维，并提高本科生的科研素质[13-15]。而对照组教师先讲解，之后让学生操作，学生被动接受，参与的积极性不高，尽管把“心血管活动的生理调节”和“实验性心力衰竭及其治疗”，分成3次实验，操作难度不大，但对照组实验的成功率及实验成绩显著低于观察组（P<0.01），提示TBL教学模式的教学效果优于传统教学法。

4.2 对本综合设计实验结果的分析

本研究采用TBL教学法，通过夹闭右颈总动脉，结扎、刺激迷走神经等观察整体情况下，心血管活动的生理调节；通过钩藤、枳实、肾上腺素受体激动药、肾上腺素受体阻断药等的给予，观察中、西药物对心血管活动的影响及其临床意义；通过增加右心室的前、后负荷，复制急性右心衰竭动物模型，观察右心衰竭时的血流动力学变化，探讨心力衰竭的发病机理及治疗措施。

生理状态下，神经和体液对心脏和血管的活动进行调节。心脏受交感神经和迷走神经的双重支配，心交感节后神经元末梢释放去甲肾上腺素与心肌细胞膜上的β1受体结合，可引起心率加快、心肌收缩力增强，心输出量增加，血压升高。心迷走神经节后纤维末梢释放乙酰胆碱作用于心肌细胞膜M受体，致心率减慢，心肌收缩力减弱，心输出量减少，血压降低。

绝大多数血管平滑肌受交感缩血管纤维支配，其节后纤维梢释放去甲肾上腺素，与血管平滑肌上的α受体结合，血管平滑肌收缩，血压升高。

神经调节主要通过各种心血管反射而实现。位于颈动脉窦和主动脉弓的压力感受器可感受血管壁的机械性牵张程度，动脉血压升高时，压力感受器传入冲动增多，通过中枢抑制交感，兴奋迷走神经，其效应心率减慢，心输出量减少，血压降低，即减压反射。反之，动脉血压降低时，压力感受器传入冲动减少，使心迷走紧张减弱，交感紧张加强，心率加快，心输出量增加，血压回升。

在整体实验中，心血管活动除受神经调节外，还受血液中化学物质及相应药物的影响。拟肾上腺素药如肾上腺素、去甲肾上腺素等可通过激动α和（或）β受体影响心脏和血管的活动，进而影响动脉血压。酚妥拉明通过阻断α受体，倍他乐克阻断β1受体而拮抗拟肾上腺素药物的效应。外源性给予乙酰胆碱可产生类似心迷走神经兴奋时的心脏抑制效应，并可导致血管扩张、动脉血压下降，阿托品则可通过阻断M受体而解除迷走神经对心脏的抑制作用，但无法解释血压并未下降。钩藤具有清热平肝、熄风定惊的功效，能不同程度地抑制颈总动脉血流改变所致的加压反射，间接和/或直接抑制血管运动中枢，具有明显的降压作用；枳实则具有升压作用，临床用于厥脱的治疗，能有效改善微循环，维持动脉血压。

心力衰竭以心脏损害和心脏过度负荷为基本病因，其中心脏过度负荷又分为压力负荷过度和容量负荷过度两种情况。压力负荷指收缩期心室壁产生的张力，即心脏收缩时所承受的阻力负荷。容量负荷指心脏收缩前所承受的负荷，相当于心腔舒张末期容积，容量负荷的大小决定心肌纤维收缩的初长度。本实验通过给家兔静脉注射栓塞剂造成肺部毛细血管堵塞而引起右心室后负荷增加；静脉快速大量输液使回心血量增多，引起右心室前负荷增加，右心室前、后负荷过重可使心室射血减少，心室舒张末期容积和压力增高，心肌纤维初长度过度增大导致肌源性扩张，心输出量降低而诱发心力衰竭。右心衰竭时体循环静脉系统过度充盈，压力升高，内脏器官可发生淤血、水肿等病理生理变化。

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