全面改革提高機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次

安　英　沈　楠　趙麗晶　陳　雪　姚　萍

[摘要] 機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革已經(jīng)經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展，但各院校發(fā)展極不平衡，機(jī)能教學(xué)改革始終脫離不了傳統(tǒng)思想的束縛，無法發(fā)揮機(jī)能實(shí)驗(yàn)室整體的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢。我們通過整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，利用虛擬實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互式教學(xué)、開放實(shí)驗(yàn)室等教學(xué)改革措施，使得機(jī)能學(xué)的教學(xué)優(yōu)勢得到充分的發(fā)揮，并取得了明顯的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 機(jī)能實(shí)驗(yàn)；人機(jī)交互；教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)]G424.31 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]C [文章編號(hào)]1673-7210（2009）01（c）-114-02

醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門由生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)組成的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)課程，隨著機(jī)能教學(xué)改革的發(fā)展，醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上已經(jīng)形成了一門獨(dú)立、完整和系統(tǒng)的課程。但是由于各高校機(jī)能實(shí)驗(yàn)室?guī)缀醵际怯梢郧暗纳怼⑺幚砗筒±砩韺W(xué)實(shí)驗(yàn)室共同組建而成，因此無論是在思想上還是在實(shí)施教學(xué)的過程中都無法擺脫傳統(tǒng)模式，三門課程的實(shí)驗(yàn)仍然相互獨(dú)立，系統(tǒng)的機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法開展，沒有發(fā)揮機(jī)能實(shí)驗(yàn)室真正的教學(xué)優(yōu)勢。因此如何真正發(fā)揮機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢，提高機(jī)能學(xué)教學(xué)層次已是當(dāng)務(wù)之急。以下是本教研室在課程的發(fā)展和建設(shè)過程中，實(shí)施的一些改革措施，新的課程內(nèi)容和教學(xué)方法的應(yīng)用已在教學(xué)中取得了很好的教學(xué)效果。

1 整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)改革的首要任務(wù)就是對(duì)三門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合，使相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容系統(tǒng)化和完整化。對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行重組后機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括以下幾部分：

1.1 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)和常用儀器使用方法

主要是學(xué)習(xí)有關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和基本操作技術(shù)，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的器械、儀器設(shè)備及BL-420生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的使用方法。

1.2 正常、病理以及藥物作用下機(jī)體機(jī)能活動(dòng)變化的觀察

主要是做生理學(xué)、病理生理學(xué)以及藥理學(xué)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)安排在生理理論課結(jié)束后，與病理生理學(xué)和藥理學(xué)理論課程同步進(jìn)行，這樣可以使學(xué)生系統(tǒng)、完整和連貫地學(xué)習(xí)機(jī)能知識(shí)。

1.3 機(jī)能學(xué)整合實(shí)驗(yàn)

把以往生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)重復(fù)開設(shè)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)合臨床知識(shí)有機(jī)地融合在一起組成的綜合實(shí)驗(yàn)。如家兔動(dòng)脈血壓的調(diào)節(jié)、失血性休克及其治療；家兔呼吸運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)、膈肌放電及呼吸衰竭；正常腎臟泌尿功能的調(diào)節(jié)及急性缺血性腎功能衰竭等實(shí)驗(yàn)。

2 利用虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)交互式教學(xué)

理論課的教學(xué)由板書發(fā)展到多媒體后，教學(xué)效果有了顯著的提高，同時(shí)多媒體在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，也一定程度上提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)不同，即使是在多媒體廣泛應(yīng)用的今天，理論教學(xué)暫時(shí)還仍無法擺脫以教師為中心的教學(xué)模式，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)自始至終都是以學(xué)生為中心進(jìn)行教學(xué)，因此多媒體在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用不能僅僅是把多媒體搬到實(shí)驗(yàn)室中，應(yīng)當(dāng)充分利用這一現(xiàn)代化教學(xué)手段。教學(xué)中我們利用計(jì)算機(jī)制作虛擬的實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互式教學(xué)， “交互”是一種雙向的信息交換，可由人向計(jì)算機(jī)輸入信息，也可由計(jì)算機(jī)向使用者反饋信息[1]。學(xué)生可以在這一虛擬實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)中完成如現(xiàn)實(shí)一樣的實(shí)驗(yàn)操作，這種虛擬的實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)不僅可以解決實(shí)驗(yàn)動(dòng)物高成本問題，更重要的是它能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生與虛擬系統(tǒng)的直接對(duì)話，使學(xué)生更直觀地了解整個(gè)的實(shí)驗(yàn)操作過程，既能提高學(xué)習(xí)興趣，又能發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在的問題。所以人機(jī)交互式教學(xué)越來越受到人們的重視，也是課程發(fā)展的一個(gè)必然趨勢。

2.1 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中的應(yīng)用

學(xué)生實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)非常重要，可以幫助學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)操作整個(gè)過程，使學(xué)生在有限的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間內(nèi)很好的完成實(shí)驗(yàn)操作。但是以往的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生很少能主動(dòng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，即使預(yù)習(xí)，也很難只憑借實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的操作步驟，理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。而虛擬實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)可以很好地解決這一問題。學(xué)生可以通過電腦直觀地進(jìn)行預(yù)習(xí)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)要求，按順序進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作，從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備開始到整個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)束，都可以在虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中完成，大大提高了學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。

2.2 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在教學(xué)過程中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的多媒體應(yīng)用已經(jīng)很大程度上解決了教師講解實(shí)驗(yàn)操作的難度。但是在教學(xué)過程中仍然經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些問題，如教師在詳細(xì)地講解完實(shí)驗(yàn)過程后要求學(xué)生親自動(dòng)手操作，但是學(xué)生無法獨(dú)立完成操作，需要教師在旁邊指導(dǎo)。這說明多媒體的應(yīng)用并沒有從根本上解決實(shí)驗(yàn)操作中的問題。引入人機(jī)交互式教學(xué)后，在教師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過程中，學(xué)生可以同步通過虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)跟隨教師完成一遍實(shí)驗(yàn)操作，之后再進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)操作，虛擬實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)的應(yīng)用可以幫助學(xué)生很好地理解和解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題。

2.3 虛擬實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)在課程考核中的應(yīng)用

機(jī)能實(shí)驗(yàn)課程的考核應(yīng)當(dāng)主要以考核實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)為主。但是由于條件限制，無法滿足學(xué)生考核使用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，這就使得實(shí)驗(yàn)操作考核很難進(jìn)行，只能以平時(shí)表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊書寫為主進(jìn)行考核。但是虛擬實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)可以解決這一問題，學(xué)生可以通過這一系統(tǒng)進(jìn)行操作考核，不僅節(jié)約了教學(xué)成本，而且對(duì)教學(xué)也起到了很好地促進(jìn)作用。

3 開放實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)學(xué)生的科研能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是高等教育中將科學(xué)研究納入教學(xué)過程的具體體現(xiàn)，是科學(xué)研究與教學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物[2]。目前高校教育的目的已不僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)科研創(chuàng)新型人才已經(jīng)成為高校教育的一個(gè)重點(diǎn)方向?？蒲腥瞬诺呐囵B(yǎng)不能僅限于科研能力的培養(yǎng)，還要重視學(xué)生整體科研素質(zhì)的培養(yǎng)。機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科研水平最好的平臺(tái)，因?yàn)闄C(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)使用的各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和實(shí)驗(yàn)手術(shù)方法在科研工作中很常用，學(xué)生通過這門課程的學(xué)習(xí)，不僅能加深理論知識(shí)的理解，而且可以掌握基本的科研實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作都有著促進(jìn)作用，所以如何在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生科研水平也是機(jī)能教學(xué)改革不可忽視的部分。但是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，由于條件的限制，無法滿足學(xué)生的科研要求，因此可以在學(xué)生的課余時(shí)間，將個(gè)別功能齊全的實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生進(jìn)行開放。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，真正了解實(shí)驗(yàn)室功能，并熟悉各種實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，實(shí)驗(yàn)藥品的配置方法，以及實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研興趣。此外還可以在教學(xué)中引入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組后，引導(dǎo)各組學(xué)生查閱文獻(xiàn)、撰寫綜述、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，然后對(duì)各組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行可行性分析論證[3]，選擇可行性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在開放實(shí)驗(yàn)室內(nèi)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，教師加以引導(dǎo)。通過實(shí)驗(yàn)室的開放，不僅可以使有興趣的學(xué)生真正的接近科研，培養(yǎng)了科研態(tài)度和團(tuán)隊(duì)精神，而且還能夠真正激發(fā)出學(xué)生的科研興趣和能力，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和科研工作打下良好的基礎(chǔ)。

機(jī)能實(shí)驗(yàn)的重要性和意義眾所周知，很多院校雖然成立了機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)室，但還只是形式上的實(shí)驗(yàn)室合并，實(shí)質(zhì)上仍然是三個(gè)學(xué)科獨(dú)立上課，互不相融。一些院校先前成立的機(jī)能實(shí)驗(yàn)中心都形同虛設(shè)，有的甚至解散，重新回到原來的體制當(dāng)中。經(jīng)過幾年來的教學(xué)改革實(shí)踐，我們認(rèn)為如果想要最大限度地發(fā)揮機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢，就必須要大膽改革，摒棄陳舊思想，真正意義上的解放機(jī)能實(shí)驗(yàn)，使機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高到新的層次。

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（收稿日期：2008-10-23）