智能手機(jī)在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

張 穎，李 杰，陳建珍，葉 蓓，宋悅寧

（蘇州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，江蘇 蘇州 215009）

生理學(xué)是研究機(jī)體生命活動(dòng)各種現(xiàn)象及其功能活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)[1]，是高職院校醫(yī)學(xué)及其相關(guān)專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課程，也是江蘇省普通高?！皩＾D(zhuǎn)本”選拔考試醫(yī)護(hù)專業(yè)大類專業(yè)綜合基礎(chǔ)理論考試大綱要求的考查課程。由于生理學(xué)的每一個(gè)認(rèn)識或結(jié)論均從實(shí)驗(yàn)中獲得[1]，通過生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能通過觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證生理學(xué)理論知識，也能讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的生理學(xué)理論知識來解釋各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，了解生理學(xué)知識的來源，初步感受探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施流程[2]。與此同時(shí)，學(xué)生在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中能夠不斷鍛煉其實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣和能力、理論與實(shí)踐相聯(lián)系的能力，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力，激發(fā)其對科學(xué)研究的興趣。因此生理學(xué)實(shí)驗(yàn)對生理學(xué)的學(xué)習(xí)至關(guān)重要，其與生理學(xué)理論知識相輔相成。然而生理學(xué)內(nèi)容抽象枯燥[3]，且高職院校學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，生理學(xué)課程內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少的現(xiàn)狀，導(dǎo)致生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在實(shí)驗(yàn)難度大和時(shí)間不足等問題。手機(jī)等電子產(chǎn)品的普及，自下而上地滲透了傳統(tǒng)教育，首當(dāng)其沖的是大學(xué)教育[4]。同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國和智慧社會(huì)建設(shè)以及“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)學(xué)教育”的發(fā)展，如何發(fā)揮智能手機(jī)這一時(shí)代產(chǎn)物的優(yōu)勢，進(jìn)而融入生理學(xué)教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生對生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，提高教學(xué)效果，是廣大生理學(xué)教師必然要思考的一個(gè)問題，也是適應(yīng)醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)教學(xué)改革新要求的必然趨勢。本文以“蛙心的心搏起源分析”這一生理學(xué)實(shí)踐教學(xué)為切入點(diǎn)，探討手機(jī)在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，以期為信息化的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供新的思路。

人體的心臟有多個(gè)起搏點(diǎn)，如竇房結(jié)、浦肯野細(xì)胞、房室交界和房室束，各起搏點(diǎn)的自律性不同，其中竇房結(jié)的自律性最高，所以正常情況下人的心臟節(jié)律是由竇房結(jié)起搏而形成的竇性節(jié)律。“蛙心的心搏起源分析”是生理學(xué)常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。本實(shí)驗(yàn)通過指導(dǎo)、幫助學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)動(dòng)物牛蛙心臟是否與人體心臟一樣有多個(gè)起搏點(diǎn)，進(jìn)而觀察牛蛙心臟各部位（靜脈竇、心房和心室）興奮與收縮的順序，同時(shí)比較精細(xì)的絲線結(jié)扎方式，阻斷牛蛙心臟各部的興奮傳導(dǎo)，計(jì)數(shù)牛蛙心臟在不同條件下（斯氏第一、第二結(jié)扎前后）、不同部位的搏動(dòng)頻率，驗(yàn)證牛蛙心臟不同部位自律性的差異，找出蛙心正常起搏點(diǎn)的位置，為理論教學(xué)中心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)各部位自律性差異及“超速抑制”和“搶先占領(lǐng)”等概念提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。通過本實(shí)驗(yàn)，有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力，啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，遵循醫(yī)學(xué)教學(xué)規(guī)律，充分調(diào)動(dòng)其課堂積極性和主動(dòng)性，提高生理學(xué)實(shí)驗(yàn)效率，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生理學(xué)的興趣。

1 起點(diǎn)——學(xué)生用手機(jī)進(jìn)行計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)蛙心搏動(dòng)

隨著網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國和智慧社會(huì)建設(shè)，智能手機(jī)在學(xué)習(xí)和生活中被廣泛運(yùn)用，學(xué)生都能夠熟練地利用其各種功能。手機(jī)作為計(jì)時(shí)工具代替秒表應(yīng)用于游泳運(yùn)動(dòng)中已有報(bào)道，在“蛙心的心搏起源分析”這一生理學(xué)的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，近年來，大部分學(xué)生能夠自發(fā)地利用手機(jī)作為計(jì)時(shí)工具，為計(jì)數(shù)蛙心在單位時(shí)間內(nèi)的搏動(dòng)提供時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)的秒表相比，現(xiàn)在的智能手機(jī)計(jì)時(shí)器均為觸屏計(jì)時(shí)，準(zhǔn)確靈敏，且不需要眼睛時(shí)刻關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)中我們通常讓學(xué)生計(jì)數(shù)一分鐘內(nèi)牛蛙心臟不同部位的搏動(dòng)頻率，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)多為兩人一組，一人負(fù)責(zé)計(jì)數(shù)蛙心搏動(dòng)頻率，另一人負(fù)責(zé)觀察秒表，導(dǎo)致部分學(xué)生自始至終沒有動(dòng)手操作，也給不愿意動(dòng)手操作的學(xué)生提供了一個(gè)很好的借口。而使用手機(jī)計(jì)時(shí)后，學(xué)生只需提前設(shè)置計(jì)時(shí)器時(shí)間，眼睛觀察蛙心搏動(dòng)，手輕觸手機(jī)屏幕即可開始計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)達(dá)到一分鐘時(shí)，手機(jī)便會(huì)自動(dòng)停止計(jì)時(shí)并發(fā)出響鈴或震動(dòng)，學(xué)生可根據(jù)這些信號停止蛙心搏動(dòng)的計(jì)數(shù)，以上過程只需一人便可完成。因而，實(shí)驗(yàn)過程中可以做到全員動(dòng)手操作、觀察記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，真正做到全程參與實(shí)驗(yàn)，在此過程中培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合分析解決問題的能力。

2 進(jìn)步——學(xué)生用手機(jī)拍攝蛙心搏動(dòng)視頻

隨著學(xué)生使用智能手機(jī)為實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)這一現(xiàn)象的普遍推廣，原先實(shí)驗(yàn)用物中的秒表已不再需要，甚至目前已不再列入實(shí)驗(yàn)用品。在教學(xué)實(shí)踐中，教師發(fā)現(xiàn)有個(gè)別學(xué)生在完成了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，想到了利用手機(jī)拍攝蛙心搏動(dòng)，作為學(xué)習(xí)留念。手機(jī)視頻拍攝的形式激發(fā)了學(xué)生的主體意識，帶給他們更加生動(dòng)、形象的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[5]。與此同時(shí)，這樣的方式讓學(xué)生獲得完成實(shí)驗(yàn)的成就感，同時(shí)激發(fā)學(xué)生對生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。特別是一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不一致，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物心跳已經(jīng)停止的情況下，學(xué)生能主動(dòng)回溯實(shí)驗(yàn)錄像，一方面核準(zhǔn)心臟各部位搏動(dòng)次數(shù)，另一方面甚至能查找結(jié)扎位置等是否精確，為核準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和思考討論提供依據(jù)，這是學(xué)生進(jìn)行回顧性反思的一種較好的形式。

此外，可以鼓勵(lì)學(xué)生利用智能手機(jī)的無線上網(wǎng)和無線傳輸功能，上傳實(shí)驗(yàn)過程中拍攝的視頻至學(xué)習(xí)通主題討論板塊或QQ群等。一方面可以讓班級學(xué)生之間相互學(xué)習(xí)交流，尤其是在實(shí)驗(yàn)中遇到由于牛蛙個(gè)體差異導(dǎo)致部分蛙心搏動(dòng)不明顯或?qū)嶒?yàn)中蛙心停搏的學(xué)生，可以在回看視頻、回溯思考后參考搏動(dòng)明顯的蛙心重新計(jì)數(shù)；另一方面，由于班級人數(shù)、實(shí)驗(yàn)分組較多以及實(shí)驗(yàn)課時(shí)間限制，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中教師不一定能及時(shí)指導(dǎo)每一位學(xué)生，學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗概率增加，總體實(shí)驗(yàn)時(shí)間延長[6]。而教師借助手機(jī)的實(shí)時(shí)多媒體信息傳輸功能實(shí)時(shí)觀看學(xué)生的實(shí)驗(yàn)視頻能夠更及時(shí)、更全方位地了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，并及時(shí)進(jìn)行針對性的指導(dǎo)。

受到學(xué)生用手機(jī)拍攝蛙心搏動(dòng)視頻的啟發(fā)，教師可以課前用手機(jī)拍攝完整的實(shí)驗(yàn)操作過程，上傳相關(guān)學(xué)習(xí)平臺(tái)供學(xué)生課前反復(fù)觀看預(yù)習(xí)。以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，為了保證留給學(xué)生更充足的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課上涉及的目的原理、實(shí)驗(yàn)步驟、觀察項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理學(xué)等的講解往往不夠細(xì)致全面，因而實(shí)驗(yàn)操作中經(jīng)常發(fā)生學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作不熟練、不規(guī)范，出現(xiàn)如破壞腦和脊髓不徹底、不能準(zhǔn)確地進(jìn)行斯氏第二結(jié)扎或結(jié)扎過松不能完全阻滯信號傳導(dǎo)等情況，通過教師操作視頻的反復(fù)觀看，可以清晰展示毀腦搗髓的注意點(diǎn)和斯氏第二結(jié)扎的操作要點(diǎn)。一方面，幫助學(xué)生化解斯氏第二結(jié)扎這一實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)，讓學(xué)生在具體操作過程中更加胸有成竹，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自信心和成功率；另一方面，學(xué)生能夠更加快速準(zhǔn)確地破壞腦和脊髓，縮短和減輕了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的痛苦，引導(dǎo)學(xué)生珍惜、關(guān)愛實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，培養(yǎng)學(xué)生善待生命、敬佑生命的道德情懷，潤物無聲地將課程思政融入生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。潛移默化中引導(dǎo)學(xué)生樹立人文關(guān)懷的意識，體現(xiàn)了教學(xué)環(huán)節(jié)中的思政教育和立德樹人的根本要求。此外，學(xué)生實(shí)驗(yàn)效率提高之后可以大幅縮短實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間，教師可以結(jié)合理論內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，或者利用智能手機(jī)開展簡單的隨堂測試對實(shí)驗(yàn)相關(guān)理論知識進(jìn)行鞏固。

3 深入——學(xué)生記數(shù)錄像中的蛙心搏動(dòng)

網(wǎng)絡(luò)與信息時(shí)代的大學(xué)課堂變革從多角度改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式以及教師的教學(xué)模式，鑒于智能手機(jī)已經(jīng)為廣大學(xué)生普遍使用，在對“蛙心的心搏起源分析”這一傳統(tǒng)的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的不斷探索過程中，我們對該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，不再要求學(xué)生實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)蛙心各部位搏動(dòng)次數(shù)，而是要求在斯氏第一和第二兩種結(jié)扎前后、心搏穩(wěn)定時(shí)連續(xù)拍攝30 秒鐘以上的視頻，作為必需的實(shí)驗(yàn)步驟之一。

由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的狀態(tài)變化等原因，使得傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中靜脈竇、心房和心室的先后實(shí)物計(jì)數(shù)受到的干擾因素較多。而相比于原先的靜脈竇、心房和心室的先后實(shí)物計(jì)數(shù)，在拍攝的錄像中對上述三部位分別進(jìn)行計(jì)數(shù)，相當(dāng)于在絕對相同的實(shí)驗(yàn)條件下，取得各部位的搏動(dòng)頻率，是最佳的排除實(shí)驗(yàn)干擾、進(jìn)行對比的方法，更有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。調(diào)整后的實(shí)驗(yàn)步驟更加與時(shí)俱進(jìn)，不同部位的計(jì)數(shù)條件更加科學(xué)，給予了學(xué)生更廣闊的觀察、分析、解決問題的空間，激發(fā)和培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力，為今后從事臨床實(shí)踐和科研打下了基礎(chǔ)。另外，傳統(tǒng)的“蛙心的心搏起源分析”實(shí)驗(yàn)中學(xué)生往往邊計(jì)數(shù)邊記錄，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后無法再次核準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，只能在現(xiàn)有記錄數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)分析，無法發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)時(shí)的失誤等情況。而改良后的計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)錄像中蛙心搏動(dòng)情況則可以不限次數(shù)地反復(fù)播放，進(jìn)而對數(shù)據(jù)進(jìn)行回顧性分析。此外，傳統(tǒng)的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)評價(jià)主要參考學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這種結(jié)果性的評價(jià)忽略了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、準(zhǔn)確性等，而且不能規(guī)避學(xué)生互抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象。而借助智能手機(jī)拍攝實(shí)驗(yàn)過程及蛙心搏動(dòng)情況后，教師可將錄像作為教學(xué)的過程性評價(jià)指標(biāo)，督促學(xué)生上傳學(xué)習(xí)通相關(guān)模塊進(jìn)行自評、互評及教師評價(jià)等，使教學(xué)評價(jià)更加立體全面。

4 探討——計(jì)數(shù)錄像中蛙心搏動(dòng)的方法學(xué)優(yōu)勢

調(diào)整實(shí)驗(yàn)步驟后，利用手機(jī)錄像及反復(fù)播放功能，學(xué)生能夠更好地分配觀察、計(jì)數(shù)、思考等不同情況下的精力，使得觀察不同部位和不同條件下的計(jì)數(shù)更加精準(zhǔn)。在手機(jī)錄像中計(jì)數(shù)蛙心搏動(dòng)的方法，有利于減少計(jì)數(shù)的差錯(cuò)，避免不必要的實(shí)驗(yàn)失敗。同時(shí)，也如上文所述，視頻中分別計(jì)數(shù)蛙心不同部位的搏動(dòng)頻率，是排除其他干擾、在完全相同的條件下進(jìn)行的，保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性。此外，教師通過平行班級中某個(gè)班的全部實(shí)驗(yàn)錄像，可以總結(jié)出學(xué)生普遍存在的問題，及時(shí)進(jìn)行教學(xué)反思，調(diào)整相應(yīng)的教學(xué)策略，讓后續(xù)班級盡量避免同樣的問題，以此不斷提高教和學(xué)的質(zhì)量，指導(dǎo)并推進(jìn)生理學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新。由于計(jì)數(shù)與計(jì)時(shí)的分離，原先必須兩人合作的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在可一人完成，給學(xué)生提供了更多動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，提高了其實(shí)驗(yàn)參與度。在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，通過上傳錄像到相關(guān)學(xué)習(xí)平臺(tái)的方式也變相地督促學(xué)生更加認(rèn)真地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，有效避免了以往實(shí)驗(yàn)課上渾水摸魚甚至是編造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象[7]。

完成計(jì)數(shù)后，利用騰訊在線文檔，收集學(xué)生在線提交的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，依托大數(shù)據(jù)背景，運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)實(shí)時(shí)進(jìn)行多樣本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、展示結(jié)果，作為學(xué)習(xí)評價(jià)的一項(xiàng)指標(biāo)。同時(shí)，引導(dǎo)和督促學(xué)生如實(shí)地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)其科研誠信意識，還可以在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行傳統(tǒng)方法和錄像計(jì)數(shù)方法的對比，也有利于拓寬學(xué)生思路，提高學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生觀察、分析、綜合問題的能力得到一定的發(fā)展，培養(yǎng)其實(shí)踐動(dòng)手能力和科研思維，為學(xué)生今后的臨床實(shí)踐研究積累經(jīng)驗(yàn)。

當(dāng)然，新技術(shù)手段的應(yīng)用也會(huì)帶來一些新的考驗(yàn)，例如學(xué)生用手機(jī)拍攝錄像過程中手要穩(wěn)、不能抖，保證視頻畫面的穩(wěn)定性；手機(jī)錄像前需要進(jìn)行不同角度的光線調(diào)試，確保視頻有足夠的亮度；需要適當(dāng)調(diào)整手機(jī)分辨率，保證拍攝出清晰的、可用于計(jì)數(shù)心搏的視頻。此外，需要注意圍繞“心臟各部計(jì)數(shù)”這一實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵步驟進(jìn)行，但是由于智能手機(jī)集社交聊天、休閑娛樂、購物等多樣化的功能于一體，且高職部分學(xué)生欠缺學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，仍有部分自制力較差的學(xué)生用手機(jī)進(jìn)行與課堂教學(xué)無關(guān)的課堂手機(jī)行為，不能高效地利用智能手機(jī)這一移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端進(jìn)行學(xué)習(xí)，需要在今后的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步針對學(xué)生借助智能手機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為分析。

5 思考——圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，鼓勵(lì)學(xué)生開動(dòng)腦筋，充分利用信息化工具

手機(jī)作為各種媒體的重要載體及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的連接樞紐，已緊密地參與到學(xué)生的生活以及學(xué)校課堂教學(xué)活動(dòng)中來，成為大、中學(xué)生甚至小學(xué)生的重要學(xué)習(xí)工具，手機(jī)與高校傳統(tǒng)教學(xué)模式的結(jié)合已呈現(xiàn)出不可阻擋的趨勢[4，8-9]，鼓勵(lì)、幫助學(xué)生用好智能手機(jī)，特別是在學(xué)業(yè)上用好手機(jī)，日益成為師生的共識。

手機(jī)可應(yīng)用于生理學(xué)課程各環(huán)節(jié)，有效解決教學(xué)中的一些問題，如班級學(xué)生人數(shù)眾多、教師指導(dǎo)不及時(shí)、學(xué)生預(yù)習(xí)草率、學(xué)習(xí)積極性低等[10]，為智能手機(jī)在生理學(xué)信息化教學(xué)中的推廣和應(yīng)用提供思路與方法，也很好地適應(yīng)了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時(shí)代培養(yǎng)新型人才的需求。將手機(jī)運(yùn)用于生理學(xué)“蛙心的心搏起源分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，只是這個(gè)過程的一個(gè)縮影，但給予的啟示、其寓涵的發(fā)展趨勢，特別是理性分析、應(yīng)用新事物、新技術(shù)的探索實(shí)踐精神，本身就是生理學(xué)自身學(xué)科文化、方法學(xué)發(fā)展的一個(gè)映射，能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力、自主學(xué)習(xí)能力，提高其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力，激發(fā)學(xué)生科研設(shè)計(jì)和探究的熱情，為今后的臨床實(shí)踐研究積累經(jīng)驗(yàn)。