改進(jìn)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要環(huán)節(jié) 促進(jìn)自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)

李 柯，韓 莉，何 立，余 峰，武軍駐，張培喜，劉永明，魏 蕾，何小華

(武漢大學(xué) 醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，湖北 武漢 430071)

生理學(xué)、藥理學(xué)、病理生理學(xué)(簡稱三理)這三門課程講授機(jī)體正常的和異常的功能、代謝變化，藥物干預(yù)后的功能、代謝變化，以及如何使用所學(xué)的醫(yī)學(xué)理論分析疾病發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律。而當(dāng)前常見慢性病的發(fā)生發(fā)展中，功能代謝變化往往早于結(jié)構(gòu)的改變；在機(jī)體結(jié)構(gòu)改變之前推遲、阻斷、逆轉(zhuǎn)功能代謝變化，是慢性病治療的關(guān)鍵。因此透徹的掌握這三門課程的知識是一位卓越的醫(yī)師所必須的。而實(shí)驗(yàn)課能幫助醫(yī)學(xué)生理解理論知識，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，提高醫(yī)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，是理論教學(xué)的有益補(bǔ)充。

機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了這三門醫(yī)學(xué)主干課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。通過實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生們可以驗(yàn)證所學(xué)、探索新知和啟發(fā)思維，為醫(yī)學(xué)生進(jìn)入臨床學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。醫(yī)學(xué)生必須積極主動的投入到實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)中，才能很好的完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。本文分析了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中影響教學(xué)效果、影響學(xué)生自主學(xué)習(xí)熱情和能力培養(yǎng)的主要問題，并提出可行的解決方案。

1 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和內(nèi)容對實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的影響

機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)中所占比例正在逐漸下降。但是基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、甚至是部分綜合性實(shí)驗(yàn)仍舊停留在驗(yàn)證所學(xué)的水平，達(dá)不到探索新知和啟發(fā)思維的效果。實(shí)驗(yàn)開始之前，學(xué)生們已經(jīng)可以預(yù)估實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；這樣的實(shí)驗(yàn)課不能激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情。因此，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和數(shù)量入手改進(jìn)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)是最根本的解決問題的途徑。

設(shè)計(jì)性(探索性)[1-2]和研究性[3]實(shí)驗(yàn)在許多學(xué)校的機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所占的比例逐漸增加。這類實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生熱情的投入到實(shí)驗(yàn)中去，而不是簡單機(jī)械的重復(fù)教材上的實(shí)驗(yàn)步驟。為解決預(yù)設(shè)的問題，學(xué)生需要用到所學(xué)的各方面的知識，這樣可以幫助學(xué)生對所學(xué)知識的理解。為了完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要分析和解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。至于基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)既可以穿插于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，也可以通過虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)提供給學(xué)生，使他們可在實(shí)驗(yàn)室、甚至有校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口的地方都能進(jìn)行虛擬操作。由此可見探索性、研究性的實(shí)驗(yàn)具有良好的效果。增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)還可在內(nèi)容上進(jìn)行擴(kuò)展。在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一個(gè)班級的同學(xué)被分為幾個(gè)組，各組均作相同的內(nèi)容。也可以說每個(gè)年級、每個(gè)班級的學(xué)生都在重復(fù)著相同的實(shí)驗(yàn)。這種簡單的、千篇一律的教學(xué)方式已經(jīng)不適合現(xiàn)在的教學(xué)要求，需要進(jìn)行改革。例如，在不同年級、不同班級、不同實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可對同一專題進(jìn)行廣泛的探索[4]。后續(xù)年級、后續(xù)班級的學(xué)生甚至可以在總結(jié)前面實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，更進(jìn)一步的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式避免了簡單機(jī)械的重復(fù)，增加學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的興趣；這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積累，也是實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的方法之一。

設(shè)計(jì)性(探索性)實(shí)驗(yàn)中，觀測指標(biāo)的多樣化也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法之一。只有通過對各種指標(biāo)的分析，才能判斷機(jī)體功能和代謝的改變，才能判斷藥物的作用機(jī)制和效果。這一過程培養(yǎng)了學(xué)生邏輯推理、主要因素和次要因素的區(qū)分、干擾因素的排除等分析思考能力，是機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生分析、診斷患者疾病狀況的方法之一。在實(shí)驗(yàn)觀測指標(biāo)的選擇過程中，還可有意識的貼近實(shí)際醫(yī)療工作；可以選擇與臨床常用檢測指標(biāo)一致的實(shí)驗(yàn)觀測指標(biāo)，幫助學(xué)生早期接觸臨床。另外，當(dāng)前的觀測指標(biāo)多為大體指標(biāo)；在實(shí)驗(yàn)中還可逐步觀測細(xì)胞水平、分子水平的指標(biāo)，全方位了解機(jī)體功能、代謝改變的發(fā)生發(fā)展機(jī)制。

總之，增加設(shè)計(jì)性(探索性)實(shí)驗(yàn)數(shù)量，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，能避免簡單機(jī)械的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效率。

2 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師人數(shù)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的影響

機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為中心，通過實(shí)驗(yàn)課加深對知識的理解，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。教師的任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。不管是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的作用非常重要。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的數(shù)量也是影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的因素之一。

在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，教師詳細(xì)而完備的講述了實(shí)驗(yàn)操作步驟的注意事項(xiàng)，包括實(shí)驗(yàn)操作和可能出現(xiàn)的問題。但是手術(shù)操作是熟能生巧的過程，而這卻是幾個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課無法完全完成的。因此在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課的上課過程中，教師需要關(guān)注每組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，隨時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作、不良手法，并隨時(shí)解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，否則實(shí)驗(yàn)會因?yàn)槭中g(shù)操作不當(dāng)、影響實(shí)驗(yàn)動物的生存狀態(tài)而最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗[5]。這是機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課與其他基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程實(shí)驗(yàn)課的重要區(qū)別之一。

對于部分基礎(chǔ)性驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，一位實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師即可完成；在使用虛擬實(shí)驗(yàn)室的情況下甚至可以不設(shè)教師。但對于綜合性驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，例如需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)動物重要臟器的分離、血管插管、神經(jīng)分離、開胸、開顱等操作的實(shí)驗(yàn)，一位實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師往往不易做到及時(shí)解決多組試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題。以失血性休克為例，在實(shí)驗(yàn)過程中，需要進(jìn)行左側(cè)頸總動脈和右側(cè)頸外靜脈的分離、插管，而且這一步驟是整個(gè)實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵；同學(xué)們也往往在這一步驟需要大量幫助。當(dāng)學(xué)生分離血管大量出血、或者插管出問題時(shí)，教師必須立即進(jìn)行處理，否則實(shí)驗(yàn)可能失??；但如其他組學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中也同時(shí)出現(xiàn)類似問題，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師將無暇顧及，學(xué)生也只能暫停實(shí)驗(yàn)等待教師的幫助。由于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作水平往往比較接近，手術(shù)進(jìn)度也相近，出現(xiàn)問題并需要幫助的時(shí)間也接近，這就加大了同時(shí)出現(xiàn)問題的機(jī)率，增加了帶教教師的工作難度。因此，對綜合性驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)安排較多的指導(dǎo)教師帶教。目前綜合性驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課的上課人數(shù)約為每班20-25人，帶教老師只有一人。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師往往難于應(yīng)付。需要增加指導(dǎo)教師人數(shù)。

在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，教師以啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)為主，但是指導(dǎo)教師必須對每一個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行全程指導(dǎo)。由于學(xué)生處于研究型學(xué)習(xí)的起步階段，在組成實(shí)驗(yàn)小組、立題、查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、開題、實(shí)施、數(shù)據(jù)的收集與整理和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等各個(gè)環(huán)節(jié)中，都需要指導(dǎo)教師的參與。而且每班、每組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都不相同，實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度也有差異。教師工作量較大，因此也需要更多教師參與。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中一位教師所帶學(xué)生不能太多，一般以3-5人為宜。同時(shí)還需實(shí)驗(yàn)技術(shù)系列的教師參與以順利完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。

因此，為保證機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課的順利進(jìn)行，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，需要更多教師的參與。但師資力量的不足使我們無法增加每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的教師人數(shù)。部分學(xué)校要求實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員與代課教師一起上課，在上課過程中隨時(shí)解決儀器設(shè)備故障，幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。我校要求碩士研究生參與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，既可彌補(bǔ)師資力量的不足，也可培養(yǎng)研究生的教學(xué)能力。通過培訓(xùn)，碩士研究生可以熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作；在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課中，碩士研究生可以幫助帶教老師解決本科生實(shí)驗(yàn)中的操作問題，避免實(shí)驗(yàn)的停頓，或因?yàn)槭中g(shù)不成功而導(dǎo)致失敗。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，增加教師人數(shù)可以及時(shí)解決學(xué)生的操作困難，并引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的各種功能代謝變化，加深學(xué)生對知識的理解，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

3 每組學(xué)生人數(shù)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的影響

機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室的條件驗(yàn)證所學(xué)、探索新知和啟發(fā)思維，以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣和研究型學(xué)習(xí)的能力[3]。同時(shí)實(shí)驗(yàn)課也應(yīng)該是學(xué)生十分感興趣的一種教學(xué)方式。但學(xué)生們卻逐漸失去對實(shí)驗(yàn)課的熱情。由于實(shí)驗(yàn)課成績是總評成績的一部分，部分學(xué)生將實(shí)驗(yàn)課僅僅作為一個(gè)任務(wù)來完成。這就降低了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，如何使學(xué)生從完成任務(wù)式的被動做實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極主動做實(shí)驗(yàn)，是我們需要解決的首要問題。

實(shí)驗(yàn)課是以學(xué)生為中心，需要為學(xué)生提供適合的條件。每組學(xué)生人數(shù)是其中的重要條件之一。目前機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課的上課人數(shù)約為每班20人，分為4組，每組5人。在實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到能積極做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生往往只有2-3人，另外2名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間較短。在實(shí)驗(yàn)過程中，總是那些動手能力強(qiáng)的學(xué)生占據(jù)了絕大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會。這樣一來，動手能力強(qiáng)的學(xué)生得到了更多的鍛煉機(jī)會，而動手能力弱的同學(xué)一直得不到鍛煉。

這部分動手操作時(shí)間較短的學(xué)生中，有的對實(shí)驗(yàn)不是很感興趣，有的擔(dān)心自己的操作能力不強(qiáng)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，有的因?yàn)閷?shí)驗(yàn)動物的手術(shù)范圍有限而被排除在可操作的區(qū)域外。對于實(shí)驗(yàn)不感興趣的學(xué)生，必須進(jìn)行教育，鼓勵(lì)他們參與到實(shí)驗(yàn)中去；同時(shí)也要從實(shí)驗(yàn)課的設(shè)置中去尋找原因，尋找不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的因素。目前大多數(shù)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)還是以驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn)為主，這類實(shí)驗(yàn)大多可預(yù)知實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不容易激發(fā)這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、探索性實(shí)驗(yàn)往往可以調(diào)動這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。另外，減少每組學(xué)生人數(shù)，也可促使這部分學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)操作中。對于擔(dān)心自己操作能力不強(qiáng)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的學(xué)生，需要給他們創(chuàng)造多動手的機(jī)會。減少每組學(xué)生人數(shù)，將有助于促使這部分學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)中去，增加操作機(jī)會，提高實(shí)驗(yàn)動手能力。對于因?yàn)閷?shí)驗(yàn)動物的手術(shù)范圍有限而被排除在可操作的區(qū)域外的情況，最好的解決辦法就是減少每組學(xué)生人數(shù)。機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，主要用到大鼠、小鼠、豚鼠、蟾蜍、家兔等中小型動物。這些動物的手術(shù)操作范圍最多能夠容納3位學(xué)生；其余學(xué)生只能袖手觀摩。減少每組人數(shù)，增加組數(shù)，使更多的學(xué)生鍛煉實(shí)驗(yàn)操作技能?？傊?，減少每組學(xué)生人數(shù)可以促使因?yàn)楦鞣N原因沒有參與到實(shí)驗(yàn)中的學(xué)生動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

目前大多數(shù)院校的實(shí)驗(yàn)分組還是以5位學(xué)生為一組。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)2-3人一組時(shí)，每位學(xué)生都必須動手操作，也能夠在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。這樣分組可促使因?yàn)楦鞣N原因而沒有積極參與到實(shí)驗(yàn)中去的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；既能培養(yǎng)每位學(xué)生的動手能力，又能培養(yǎng)每位學(xué)生的溝通協(xié)作能力。因此2-3位學(xué)生為一組可增加機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

總之，機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在一些因素影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，阻礙了機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生各個(gè)方面能力的培養(yǎng)，影響了機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量偏少和內(nèi)容簡單、帶教老師人數(shù)偏少和每組學(xué)生人數(shù)偏多等是影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要因素。這些問題的解決，需要參與機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師在教學(xué)中不斷努力，更需要學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)在政策上給予支持和投入，還需要機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)專業(yè)委員會在教學(xué)理論和方法上進(jìn)行深入研究和探討[6]。只有不斷改進(jìn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，才能保證機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，加強(qiáng)醫(yī)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，提高醫(yī)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和溝通協(xié)作能力，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

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