“三位一体”机能实验教学新体系的应用体验

付如意 陈正旎 叶 超 王觉进，2 陈艾东

（1.南京医科大学生理学系，江苏 南京211166；2.基础医学虚拟仿真实验教学中心，江苏 南京211166）

0 引言

医患关系的紧张和医疗纠纷的出现并非都和医学知识的缺乏相关，传统医学教育侧重于相对容易的知识培养。当下我们必须把注意力扩展到知识以外的内容，六大核心综合技能的提升是对传统医学的巨大挑战，态度的综合评估则是真正的挑战。我们需要把知识的培养转化到知识、技能和态度的综合培养体系中来，建立能力培养的目标和实时的客观态度评估体系。基于此，医学教育更应理论与实践结合、基础与临床结合、自然科学与人文结合，以适应新形势下医学人才的需要，机能实验便是医学生学习知识、了解机体功能的极为重要的一环。本文系统测评和比较传统的机能实验模式和我校的ESP虚拟仿真实验、人体生理学实验和动物机能学实验“三位一体”机能学实验新体系，作出客观和系统的评估。

1 传统机能实验

传统的机能学实验课程体系是一门用动物实验方法观察正常、疾病和药物作用下机体的功能、代谢变化及其机制与规律的实际手术类实验课程，涵盖生理学、病理生理学和药理学实验的基本内容，三者虽自成体系，但形成了密不可分的医学知识链。我校的机能实验教学安排很好地将三者整合、重组，这对有效分配实验资源、促进学科知识交叉融合、提高医学生的动手能力和培养医学生的临床思维具有十分重要的作用。但与此同时，以验证式动物实验为主体的传统机能学实验也暴露了实验形式单一、内容陈旧、重叠性实验多而设计性实验少、自主性差等缺点

1.1 传统机能学实验

紧密结合生理学理论教学，主要研究人体的各种功能活动及其机理，本课程的内容主要包括电刺激与骨骼肌收缩的关系、蟾蜍坐骨神经动作电位的传导速度和兴奋性不应期的测定、蛙心灌流、人体动脉血压测定、心电图检测、家兔实验等。这对于初次接触动物实验的医学生来说是难度较大的心理与实际操作的双重挑战，同时分组式合作和随时求助老师也会让学生产生依赖性和逃避心理，从而无法得到有效地锻炼。

以药物与机体相互作用规律及原理、疾病状态下的病理生理功能变化及其机制。它与药理学、病理生理学理论教学紧密联系，主要内容包括实验动物的捉持法和给药法、有机磷药物的中毒及其解救、家兔动脉导管插管、强心苷中毒、实验性缺氧和影响缺氧耐受性的因素等多个实验。这样的以验证式为主的动物实验极易造成学生思想上的懈怠与不重视，同时无法与临床实际案例结合而进行走马观花式的实验操作。

1.2 机能学实验体验

实验就是把书本理论真实地实践到现实的过程，在此过程中启发思考、训练技能以及为之后的研究打下基础。尽管传统的机能学实验模式存在诸多不足：“以学科为中心”的实验依附于理论教学，“重书本、轻实践”的现象普遍存在，开设的实验多以验证性、简单性实验为主，不利于培养学生的综合素质和创新能力，但更重要的仍是学生自身是否怀有认真的态度、主动的探索、对生命的尊重与负责和钻研精神。我校的动物实验纪念碑，不仅是安慰实验陨落动物的亡魂，还有引发学生对生命厚重的尊重。让每一个动物都死得有价值，是实验人的基本素养，是对学生自身的负责，也是对实验动物死的价值的最大的体现，它们为医药行业的未来筑起了高阶，让这个领域能够生生不息。

2 “三位一体”机能学实验新体系

2.1 “三位一体”新体系

全套的三位一体机可以同时开展电子式标准化病人虚拟仿真实验、动物机能学实验和人体生理学实验。电子标准化患者（ESP）[1]是利用临床数据而建立的实时人体生理参数驱动的虚拟人体系统，可以进行语音互动问诊，并仿真模拟患者各种表情和肢体语言，同时ESP导入了大量的临床实际案例，涵括诊疗的全过程，学生在学习了相应疾病的生理指标和机制原理后即可进入临床案例分析阶段，通过回顾分析、对话、监测指标、体位改变、各项检查等过程形成自主诊断，并通过模拟治疗进行检验，操作全程可被记录供分析参考。动物实验也会先播放完整详细的示教过程，而后学生通过虚拟实验去熟悉实验过程和可能的结果，系统还记录和分析多个受试者的17项人体生理学数据和5项运动生理学数据，学生可以互相作为志愿者进行相关数据检测操作和自主查阅资料式发现问题与解决问题。“三位一体”新体系展示了专项操作与综合能力相结合、技能训练与人格养成相结合、仿真模拟与信息技术相结合、研究探索与资源利用相结合、前瞻拓展与开放实用相结合、基础理论与临床知识相结合的理念，基于ESP的虚拟仿真教学平台是医学实践课程建设的重要选择。

以动脉血压影响因素综合实验[2]为例，学生首先进行基本知识及技能储备，包括老师讲解基本知识和学生自习来预习实验内容、老师播放示教操作视频让学生形成初步认知；然后进行交互式虚拟操作，包括单、双腔机械模型和血液循环生理模型，学习动脉血压的机制和调节原理；接着进入ESP仿真实时训练评估即临床案例分析阶段，例如心源性、失血性和过敏性休克等；然后对实验操作数据及结果进行分析和总结评价，该形成性评价可对基本知识和技能储备起到效果反馈和教学指导的作用；最后进行虚实结合的包括动物实验和人体机能实验在内的实体实验，提高学生的主动性、参与性和体验感，促进科研和创新培养。

2.3 “三位一体”新体系体验

“三位一体”机能学实验新体系是贯穿全生命周期的整合式互动模拟教学，它建设高标准的虚拟实训教学环境，为学生提供真实的临床场景，增强真实感和体验感；它配备有先进的智能化、数字化教学设备以模拟病情变化，贴合实际，让学生综合了解疾病的发生、发展和治疗机制；它设有全方位多媒体监控、回放教学系统，改进教学手段，便于学生自主式反复学习和操作过程分析评价与改善，最大化学习成果；它打造主动学习课堂，培养学生终身学习和自主学习的能力；它训练学生的核心能力和临床思维，帮助学生动脑思考、动手操作，培养综合职业素质。

3 结语

传统知识导向的单一教学模式已经陈旧，我校建有两个国家级实验教学示范中心、九个省级实验教学示范中心，依托这样强大的教学建设力量，并深度融合当代医学教育与信息技术建立起来的“三位一体”机能学实验新体系，给学生开辟了一个新的学习平台，有足够多足够好的优势让学生信赖和学习，值得全面的推广与应用。