在傳承中創(chuàng)新：生理自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)之我看

王楊凱，王偉忠

（第二軍醫(yī)大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部生理學(xué)教研室，上海 200433）

當(dāng)前，我國(guó)的高等教育正在面臨著一場(chǎng)深刻的變革，前教育部周濟(jì)部長(zhǎng)在2006年7月的中外校長(zhǎng)論壇上演講時(shí)坦承：“與國(guó)外高水平大學(xué)相比，我們所培養(yǎng)的人才其創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力還需要極大加強(qiáng)，培養(yǎng)出的拔尖創(chuàng)新人才還嚴(yán)重不足，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性明顯不夠，對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)還存在較大差距……?！边@番話深刻闡明了培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新的重要意義和緊迫性，也為我國(guó)的教育改革指明了方向。生理實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高等醫(yī)科院校教學(xué)體系的重要部分，它不但肩負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才的重任，而且還有著得天獨(dú)厚的條件，因?yàn)閯?chuàng)新能力是以實(shí)踐動(dòng)手為基礎(chǔ)的，學(xué)生只有在既動(dòng)腦又動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中才能產(chǎn)生創(chuàng)新思維。因此說(shuō)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及創(chuàng)新意識(shí)等方面起著其它教學(xué)環(huán)節(jié)無(wú)法替代的重要作用［1］。

而經(jīng)典的生理實(shí)驗(yàn)多屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，主要是學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)預(yù)先設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，著重于學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)方法和操作技能，并驗(yàn)證理論課所學(xué)的重要知識(shí)，是一種“從課本中來(lái)，到課本中去”的教學(xué)模式。目前對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的總體看法是它不利于發(fā)揮學(xué)生主觀的能動(dòng)性和積極性，不利于創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，并為了適應(yīng)醫(yī)學(xué)行業(yè)對(duì)人才創(chuàng)新性實(shí)踐的特殊要求在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增設(shè)了生理學(xué)自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。誠(chéng)然，自主設(shè)計(jì)性以其自主性、開(kāi)放性等特點(diǎn)，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性科研思維方面有著天然的優(yōu)勢(shì)，但驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)真的已經(jīng)跟不上時(shí)代腳步，滿足不了轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)形勢(shì)下新型醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的要求了么？答案顯然是否定的。如何深度挖掘經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使其成為自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的橋梁，在傳承的基礎(chǔ)上創(chuàng)新，是我們現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革必須面對(duì)的課題。

1 經(jīng)典實(shí)驗(yàn)為自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)打下扎實(shí)的手術(shù)操作技能基礎(chǔ)

生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課是醫(yī)科大學(xué)生最早接觸的生物機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)。此時(shí)的學(xué)生還未進(jìn)行局部解剖學(xué)和動(dòng)物外科學(xué)的課程學(xué)習(xí)，對(duì)于像“家兔血壓的神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)”、“尿生成的調(diào)節(jié)”等都要涉及手術(shù)的操作過(guò)程的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，學(xué)生的操作難度相當(dāng)大。學(xué)生通過(guò)經(jīng)典的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程，掌握了很多重要的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手術(shù)操作，比如神經(jīng)的分離、蛙心灌流等，為今后的自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。比如，自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)象一般為SD大鼠，而經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)物一般為家兔，如果沒(méi)有對(duì)家兔動(dòng)脈進(jìn)行插管的實(shí)踐基礎(chǔ)，那么大鼠的動(dòng)脈估計(jì)連分離都可能出現(xiàn)各種意外。并且作為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)之一就是結(jié)果相對(duì)比較確定，那么學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)一些與預(yù)期不相符合的結(jié)果時(shí)，一般首先考慮的是操作方面出現(xiàn)的偏差，相對(duì)比較容易找到問(wèn)題的原因，這樣針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題再進(jìn)行輔導(dǎo)和改進(jìn)，從而不斷熟練學(xué)生的操作技術(shù)。而自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)雖然重點(diǎn)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性，但是畢竟它的本質(zhì)還是實(shí)驗(yàn)，是需要學(xué)生通過(guò)自己的動(dòng)手能力去解決問(wèn)題，得到結(jié)果，如果不在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作技術(shù)進(jìn)行千錘百煉，那么自己動(dòng)手完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)只能成為一句空談。

2 自主性實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要以學(xué)生掌握的實(shí)驗(yàn)技術(shù)為基礎(chǔ)

自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性科研思維和知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，但是每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的拓展都可以設(shè)計(jì)出各個(gè)層次不同難度的實(shí)驗(yàn)，如何讓自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)更具有可實(shí)施性，而不是僅僅停留在紙上談兵的角度是一個(gè)自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ闹匾饬繕?biāo)準(zhǔn)。我們通常會(huì)讓學(xué)生盡其所能的從各個(gè)角度，不同水平去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后讓他們自己根據(jù)已掌握的實(shí)驗(yàn)技術(shù)從中挑出可行性最大的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行操作［2］。如在“心血管活動(dòng)的體液調(diào)節(jié)”的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生對(duì)某種心血管物質(zhì)的血管活性作用進(jìn)行研究，學(xué)生在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上從整體到器官、細(xì)胞水平都設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，但是像細(xì)胞培養(yǎng)、膜片鉗等實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)于本科生來(lái)說(shuō)不具有可行性。對(duì)于血管舒縮功能影響最為顯著的就是平滑肌和內(nèi)皮細(xì)胞，離體動(dòng)脈環(huán)灌流的實(shí)驗(yàn)恰好可以從這兩種細(xì)胞的角度驗(yàn)證活性物質(zhì)對(duì)血管的生物學(xué)作用，并且從技術(shù)操作的角度來(lái)看，該實(shí)驗(yàn)和離體小腸的灌流技術(shù)具有異曲同工之處，學(xué)生掌握起來(lái)相對(duì)比較容易。因此，我們?cè)趯W(xué)生通過(guò)“家兔小腸平滑肌特性”的實(shí)驗(yàn)，掌握離體小腸平滑肌的取材和灌流技術(shù)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)他們?cè)O(shè)計(jì)了大鼠離體動(dòng)脈環(huán)灌流的實(shí)驗(yàn)來(lái)研究血管活性物質(zhì)的作用機(jī)制，并取得了良好的教學(xué)效果。

3 經(jīng)典實(shí)驗(yàn)為自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)打下扎實(shí)的科研思維基礎(chǔ)

目前一說(shuō)到驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，大部分人認(rèn)為在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生完全處于被動(dòng)接受的位置。并且，由于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)明確性，發(fā)揮不出學(xué)生的主觀能動(dòng)性，這是很多教育改革學(xué)者認(rèn)為的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的主要弊病。但是，經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)真的沒(méi)有思想性，真的已經(jīng)淪為僅僅是對(duì)一些重要的理論知識(shí)的感性重現(xiàn)么？答案顯然是否定的。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)雖然步驟固定，結(jié)果也比較明確，但是它們能從那么多的實(shí)驗(yàn)中脫穎而出作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生逐步走入醫(yī)學(xué)的科研殿堂，這本身就說(shuō)明了它們的不凡之處，那么如何挖掘它們深層次的內(nèi)涵則成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個(gè)方向。如家兔血壓的神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)是學(xué)生實(shí)驗(yàn)中循環(huán)生理學(xué)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。那么常規(guī)的做法就是按照實(shí)驗(yàn)步驟，依次分離出血管和神經(jīng)，再按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目讓學(xué)生感性的認(rèn)識(shí)到刺激神經(jīng)和給予一些心血管活性藥物對(duì)血壓和心率的影響。學(xué)生在進(jìn)行血壓調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)課之前，一般都已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了心血管活動(dòng)的神經(jīng)和體液調(diào)控的理論部分，有了一定的理論基礎(chǔ)，比如迷走神經(jīng)既是傳入神經(jīng)，也是傳出神經(jīng)，但是如何對(duì)其的傳導(dǎo)特性進(jìn)行驗(yàn)證呢？雖然這只是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中一個(gè)非常簡(jiǎn)單的問(wèn)題，但是可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性思維，其實(shí)這個(gè)問(wèn)題的答案也非常簡(jiǎn)單，就是剪斷迷走神經(jīng)，分別刺激兩個(gè)斷端即可，但是這個(gè)答案給學(xué)生思維方式帶來(lái)的沖擊絕不僅僅是循規(guī)蹈矩按照實(shí)驗(yàn)步驟的要求剪斷迷走神經(jīng)后看斷端效應(yīng)所能比擬的［3］。

同時(shí)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)之間的相互關(guān)系對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)也需要深度的挖掘。傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課重點(diǎn)主要是通過(guò)既定的操作得到相對(duì)明確的結(jié)果，從而使得學(xué)生對(duì)理論課的內(nèi)容有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，因而每個(gè)實(shí)驗(yàn)之間相對(duì)顯得比較獨(dú)立，容易讓學(xué)生產(chǎn)生“只見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)森林”的感覺(jué)，而人體各個(gè)組成部分是一個(gè)相互聯(lián)系不可分割的整體，作為一名未來(lái)的醫(yī)務(wù)工作者，如果不善于從整體上去把握，不善于使用廣泛聯(lián)系的思維思考解決問(wèn)題，只會(huì)成為“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的庸醫(yī)。比如在開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課中，“家兔血壓的神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)”、“蛙心灌流”、“家兔尿生成的調(diào)節(jié)”和“家兔呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)”之間都是具有非常密切的聯(lián)系的。在進(jìn)行血壓的體液調(diào)節(jié)的時(shí)候一般靜脈給予腎上腺素和去甲腎上腺素，也知道它們具有正性的“變力、變時(shí)和變傳導(dǎo)”作用，但是在整體的給藥是要受到體內(nèi)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控功能的影響的，去甲腎上腺素所產(chǎn)生的心率加快的效應(yīng)程度不及其升高血壓所導(dǎo)致的竇弓反射引起的心率減慢的效應(yīng)程度，最終反而心率是降低的，這會(huì)讓很多學(xué)生產(chǎn)生疑惑，這時(shí)候就需要啟發(fā)學(xué)生從離體的角度來(lái)看待一個(gè)藥物的生物活性，從而將其與“蛙心灌流”的實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)。這種思維方式從表明上看僅是簡(jiǎn)單的聯(lián)系，但它卻包含了重要的科研思維，即“整體－離體－細(xì)胞－離體－整體”，從而在學(xué)生的腦海里播下一顆科研的種子。

4 自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的科研思路是對(duì)經(jīng)典驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的延伸和深化

自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)在于如何確定自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的命題。本科生對(duì)于某個(gè)領(lǐng)域的背景知識(shí)的了解還是相對(duì)匱乏，而進(jìn)行自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)只是幫助他們學(xué)會(huì)如何對(duì)一個(gè)課題進(jìn)行研究的方法，因此通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立科研的思維體系的意義遠(yuǎn)大于從技術(shù)層面完成實(shí)驗(yàn)本身。在自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的命題環(huán)節(jié)，既要考慮到學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實(shí)際動(dòng)手能力，也要切實(shí)起到鍛煉學(xué)生創(chuàng)新型和開(kāi)拓型思維的能力的目的，那么比較好的辦法就是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的題目來(lái)源于課本，高于課本，并且具有能夠進(jìn)一步延伸成為本科生課外作品的潛力［4］。例如“如何研究雌激素對(duì)心血管功能的影響”，這個(gè)命題中“雌激素”是學(xué)生在理論課上學(xué)習(xí)過(guò)的內(nèi)容，對(duì)它的生物學(xué)作用有一些了解，而對(duì)心血管功能的影響可以結(jié)合驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中的“家兔血壓的調(diào)節(jié)”和“蛙心灌流”的設(shè)計(jì)思路，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)難度不算太大，并且這一命題也是目前內(nèi)分泌研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，如果真的有對(duì)此實(shí)驗(yàn)感興趣的學(xué)生可以通過(guò)參加興趣小組的方式，利用課余時(shí)間把這個(gè)課題做細(xì)做深，形成科研文章發(fā)表。

經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是一座寶庫(kù)，“身在寶山要識(shí)寶”，通過(guò)深度挖掘和吃透驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的精髓，貫徹“在傳承中創(chuàng)新”的方針，將傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，辯證統(tǒng)一的看待驗(yàn)證和創(chuàng)新的問(wèn)題，才能真正將培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力的目的落到實(shí)處，從而培養(yǎng)出適應(yīng)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)要求的具有“創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力”的新型醫(yī)學(xué)人才。

［1］林 麗，任安經(jīng)，袁文俊，等.自主性生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐和體會(huì)［J］.醫(yī)學(xué)教育探索，2010，9（8）：1106－1108.

［2］張琰敏，馬 蓓，韓 紅，等.分析性生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐［J］.山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版，2007，9（2）：172－173.

［3］王麗剛，倪 鑫.生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索［J］.西北醫(yī)學(xué)教育，2006，14（6）：716－718.

［4］任安經(jīng)，胡志紅，林 麗，等.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索和實(shí)踐［J］.西北醫(yī)學(xué)教育，2008，16（3）：506－507.