人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式探索

童學(xué)紅,董曉敏,韓艷芳,梁 雪,孫笑語(yǔ),張俊波,李利生

(首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心機(jī)能實(shí)驗(yàn)室,北京 100069; △通訊作者)

近年在高等醫(yī)學(xué)院校機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革中,對(duì)課程建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系調(diào)整的探索被認(rèn)為是教學(xué)質(zhì)量提升的關(guān)鍵所在。部分院校通過(guò)重置課程內(nèi)容,增設(shè)機(jī)能人體實(shí)驗(yàn)課程,以期達(dá)到預(yù)設(shè)效果[1]。人體機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與臨床技能相銜接的橋梁課程。該課程以檢測(cè)人體正常生理指標(biāo)為基礎(chǔ),相較動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn),更加貼近臨床應(yīng)用,對(duì)學(xué)生的吸引力也大為增強(qiáng)。令人欣喜的是,雖然國(guó)內(nèi)多數(shù)院校起步較晚,但開(kāi)設(shè)和完善人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)課程是機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要方向之一,已然成為一線教師和醫(yī)學(xué)教育專家的共識(shí)。

1 人體機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革

1.1 改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)近似于填鴨式教學(xué)模式。教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作前會(huì)全面闡述實(shí)驗(yàn)原理,詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)步驟,學(xué)生只需按照教師講解的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[2]。這種方式主要以教師為主導(dǎo),忽視了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中思維能力的培養(yǎng),不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,阻礙學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。因此,教師必須改革人體實(shí)驗(yàn)課程,用實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程帶動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

1.2 自主探究式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同于傳統(tǒng)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生既是實(shí)驗(yàn)者,也是被檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象。人體實(shí)驗(yàn)的雙重角色使學(xué)生充分浸入實(shí)驗(yàn)氛圍,體驗(yàn)性更強(qiáng)。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,機(jī)能人體實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用自主探究式的教學(xué)模式進(jìn)行。

此種教學(xué)模式以學(xué)生自學(xué)為主,教師講解為輔。教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作前,只對(duì)實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解,主要是引導(dǎo)學(xué)生按照教師自主設(shè)計(jì)的人體實(shí)驗(yàn)課程提示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這樣可以在有限的時(shí)間內(nèi),將更多的課時(shí)放在學(xué)生自主學(xué)習(xí)及實(shí)踐創(chuàng)新的能力培養(yǎng)上。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí),教師會(huì)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考而不是直接解答。學(xué)生經(jīng)過(guò)小組討論后制定解決方案再繼續(xù)實(shí)驗(yàn),最終得到滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種教學(xué)模式有利于加強(qiáng)基礎(chǔ)與臨床的聯(lián)系,為后期臨床學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[3]。

2 人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程改革

2.1 自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程

人體機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革主要是以LabStation高級(jí)人體實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)為平臺(tái)。LabStation高級(jí)人體實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)是一款基于實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)平臺(tái),可在離線狀態(tài)下,將交互式實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄及分析結(jié)合在一起。實(shí)驗(yàn)課程改革充分利用平臺(tái)軟件系統(tǒng)可自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。教師通過(guò)LabStation軟件平臺(tái)根據(jù)教學(xué)需要整合課程內(nèi)容,創(chuàng)建自己的實(shí)驗(yàn)課程。例如,以往肌肉收縮和神經(jīng)傳導(dǎo)速度測(cè)定需要分2次進(jìn)行共8學(xué)時(shí)。肌肉實(shí)驗(yàn)需要4學(xué)時(shí),分別記錄刺激強(qiáng)度、刺激頻率與肌肉收縮的關(guān)系,了解肌肉單收縮與復(fù)合收縮形成的原因。動(dòng)作電位及神經(jīng)傳導(dǎo)速度測(cè)定需要4學(xué)時(shí)。教師利用LabStation軟件平臺(tái)可自主編輯的技術(shù),將2個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融合到一次實(shí)驗(yàn)中完成,形成詳細(xì)的文件化的實(shí)驗(yàn)課程。創(chuàng)建好的課程配有完整的文件支持,課程包括實(shí)驗(yàn)涉及的背景知識(shí)、儀器連接視頻、實(shí)驗(yàn)操作步驟等教學(xué)資源。學(xué)生可以自主完成實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí),并記錄自己在不同刺激條件下生理參數(shù)的變化,完成數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于文件式的實(shí)驗(yàn)課程包含大量實(shí)驗(yàn)涉及的教學(xué)資源供學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)習(xí)使用,極大壓縮了教師在課堂上的講課內(nèi)容,將更多的學(xué)時(shí)交給學(xué)生按課程自主學(xué)習(xí)完成實(shí)驗(yàn),顯著提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率[4,5]。

2.2 根據(jù)不同專業(yè)開(kāi)設(shè)有針對(duì)性的機(jī)能人體實(shí)驗(yàn)課程

以提升學(xué)生科學(xué)思維能力、高水平實(shí)踐操作能力為目標(biāo),教師將實(shí)驗(yàn)課程科學(xué)分層,開(kāi)發(fā)能夠激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力和提高科研能力的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和項(xiàng)目,豐富課程內(nèi)涵。實(shí)驗(yàn)課程分層設(shè)置的核心是為本科生提供更加個(gè)性化、針對(duì)性強(qiáng)的教學(xué)方案,引導(dǎo)學(xué)生建立起系統(tǒng)性、整體性的醫(yī)學(xué)思維觀,為其未來(lái)的職業(yè)發(fā)展和成長(zhǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),從而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

2.2.1 針對(duì)五年制護(hù)理專業(yè)開(kāi)設(shè)人體心理應(yīng)激實(shí)驗(yàn) 南丁格爾曾經(jīng)說(shuō):“護(hù)士必須有一顆同情的心和一雙愿意工作的手?！庇纱丝梢?jiàn),培養(yǎng)護(hù)理專業(yè)學(xué)生具備對(duì)患者的關(guān)愛(ài)能力就顯得尤為重要。在醫(yī)患矛盾和沖突頻發(fā)的當(dāng)今社會(huì),如何培養(yǎng)護(hù)理專業(yè)的學(xué)生具有同理心,建立良好的護(hù)患關(guān)系是護(hù)理教育與臨床實(shí)踐接軌的必然要求。因此,針對(duì)護(hù)理專業(yè)開(kāi)設(shè)心理應(yīng)激實(shí)驗(yàn),對(duì)學(xué)生今后的臨床工作具有積極意義。應(yīng)激是生物機(jī)體在受到內(nèi)外環(huán)境因素及社會(huì)、心理因素刺激時(shí),所出現(xiàn)的全身非特異性適應(yīng)反應(yīng)。應(yīng)激理論的知識(shí)在多門學(xué)科中都可以學(xué)習(xí)到,例如在病理生理學(xué)、生理心理學(xué)的教材中都有關(guān)于應(yīng)激的相關(guān)內(nèi)容,但是配合應(yīng)激理論的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)院校中處于空白。人體心理應(yīng)激實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)PowerLab生物信號(hào)采集分析儀、皮膚電放大器及皮膚電電極,配合使用各種人體實(shí)驗(yàn)附件及傳感器,讓受試者回答問(wèn)題并給予一定的輕度壓力(例如簡(jiǎn)單規(guī)律的計(jì)算)等不同的情緒刺激,同步記錄人體在不同狀態(tài)下(安靜、緊張或激動(dòng))包括人體肌電、皮膚電、心率、體表溫度、呼吸頻率等生理參數(shù),觀察分析人體在放松狀態(tài)下以及與計(jì)算相關(guān)的輕度壓力狀態(tài)下的各項(xiàng)生理參數(shù)的變化。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括三部分:皮膚電反應(yīng)與情感變化、壓力效應(yīng)、測(cè)謊儀測(cè)試[6]。該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)已在護(hù)理專業(yè)開(kāi)設(shè)5輪教學(xué)實(shí)踐。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察到自己生理參數(shù)的變化。這種既是實(shí)驗(yàn)者、又是受試者的雙層角色浸入式體驗(yàn),充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,取得了良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。該實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)有利于加強(qiáng)護(hù)理專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與臨床實(shí)踐的聯(lián)系,為后續(xù)臨床學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2.2 針對(duì)康復(fù)、假肢矯形專業(yè)開(kāi)設(shè)人體骨骼肌功能實(shí)驗(yàn) 隨著我國(guó)人口基數(shù)的不斷擴(kuò)大,因疾病及事故造成的肢體殘疾或功能障礙的人員數(shù)量也在不斷攀升。為保障這類人群的生命質(zhì)量,社會(huì)急需康復(fù)醫(yī)學(xué)專業(yè)及假肢矯形專業(yè)的醫(yī)療服務(wù)。首都醫(yī)科大學(xué)本科層次的康復(fù)醫(yī)學(xué)教育開(kāi)辦于2002年,本科層次的假肢矯形專業(yè)教育也伴隨康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展而發(fā)展。首都醫(yī)科大學(xué)在已開(kāi)設(shè)康復(fù)醫(yī)學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)上,于2003年在國(guó)內(nèi)高校中率先開(kāi)設(shè)了首個(gè)假肢矯形本科專業(yè)?？祻?fù)醫(yī)學(xué)與假肢矯形專業(yè)共同的教學(xué)目標(biāo)是:旨在培養(yǎng)針對(duì)傷殘者的功能恢復(fù)訓(xùn)練及治療,在假肢矯形設(shè)計(jì)、臨床康復(fù)領(lǐng)域從事醫(yī)療技術(shù)服務(wù)的高素質(zhì)實(shí)踐應(yīng)用型人才。本專業(yè)強(qiáng)調(diào)采用合適的訓(xùn)練方法和手段對(duì)患者功能障礙進(jìn)行訓(xùn)練干預(yù),將殘疾人及疾病患者能夠恢復(fù)日常生活活動(dòng)能力并具有一定運(yùn)動(dòng)能力作為康復(fù)目標(biāo),使他們盡快適應(yīng)身體的功能狀態(tài),回歸正常的社會(huì)生活。所以針對(duì)康復(fù)醫(yī)學(xué)及假肢矯形專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),教師更偏重于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作技能。我們結(jié)合這兩個(gè)專業(yè)的專業(yè)特色開(kāi)設(shè)了人體骨骼肌功能實(shí)驗(yàn),已進(jìn)行了10輪的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐。教師通過(guò)該實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)刺激前臂內(nèi)側(cè)神經(jīng)(尺神經(jīng))誘導(dǎo)并記錄骨骼肌收縮的人體實(shí)驗(yàn)方法,改變?cè)戎粏我粶y(cè)量肌肉收縮,把肌電信號(hào)記錄也融入實(shí)驗(yàn)。電刺激人體前臂尺神經(jīng),學(xué)生記錄和測(cè)量不同刺激強(qiáng)度引起的肌肉收縮反應(yīng),不僅記錄肌肉的單收縮和強(qiáng)直收縮,同時(shí)也記錄肌肉的肌電圖,掌握骨骼肌的電活動(dòng)規(guī)律及其收縮特性;學(xué)習(xí)測(cè)量人體神經(jīng)傳導(dǎo)速度的實(shí)驗(yàn)方法,通過(guò)改變不同刺激位置(腕部和肘部),分別在腕部及肘部電刺激(5 mA-20 mA)尺神經(jīng),測(cè)量刺激腕部和肘部尺神經(jīng)引起反應(yīng)的潛伏期,并測(cè)量腕部和肘部刺激位置間的距離,從而計(jì)算出尺神經(jīng)的傳導(dǎo)速度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的完成情況,學(xué)生可自主選做人體肌肉與肌電圖實(shí)驗(yàn),學(xué)習(xí)體表肌電圖的記錄方法,測(cè)量肌肉持續(xù)收縮期間最大張力的衰減;通過(guò)握力傳感器檢測(cè)肌肉疲勞的一些特性,總結(jié)可能會(huì)導(dǎo)致肌肉疲勞的一些因素。人體骨骼肌功能實(shí)驗(yàn)及人體肌肉與肌電圖實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)更貼近康復(fù)及假肢矯形兩個(gè)專業(yè)的臨床應(yīng)用,有利于康復(fù)與假肢矯形專業(yè)學(xué)生的臨床技能培養(yǎng)[7-10]。

2.2.3 針對(duì)眼視光醫(yī)學(xué)專業(yè)擬開(kāi)設(shè)人體眼電圖實(shí)驗(yàn) 視光學(xué)屬于物理學(xué)科范疇。傳統(tǒng)的眼視光學(xué)教育主要以視光學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)為核心,缺少臨床醫(yī)學(xué)涉及的基礎(chǔ)知識(shí),主要培養(yǎng)的是以眼屈光檢測(cè)與矯治為主的技師。眼視光醫(yī)學(xué)不同于普通的臨床醫(yī)學(xué)教育,在醫(yī)學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)上更突出眼科學(xué)的基本理論,有其特殊性與獨(dú)特性。它是臨床醫(yī)學(xué)與視光學(xué)的有機(jī)融合。該專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)是:旨在培養(yǎng)具備基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及眼科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),從事眼視光學(xué)診療與眼科學(xué)研究的應(yīng)用型專業(yè)人才。因此眼視光醫(yī)學(xué)更注重與臨床醫(yī)學(xué)的融合,我們針對(duì)此專業(yè)擬開(kāi)設(shè)人體眼電圖實(shí)驗(yàn)。眼球運(yùn)動(dòng)由每只眼球的六個(gè)外在肌肉控制,這些肌肉使眼睛能夠追蹤移動(dòng)物體或當(dāng)頭部移動(dòng)時(shí)能注視靜止物體。人體眼電圖實(shí)驗(yàn)通過(guò)記錄與眼球運(yùn)動(dòng)相關(guān)的電活動(dòng),使學(xué)生學(xué)習(xí)眼電圖的記錄與分析方法。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解眼電圖的基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)習(xí)角位移測(cè)量、識(shí)別跳視并了解其重要性;記錄與平穩(wěn)追蹤相關(guān)的眼球運(yùn)動(dòng)、識(shí)別眼電圖記錄中的常見(jiàn)偽影并了解其原因;研究凝視保持的各個(gè)方面,并說(shuō)明這一概念的重要性。人體眼電圖實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)將有利于眼科醫(yī)學(xué)理論知識(shí)體系和實(shí)踐教學(xué)體系的有機(jī)融合,對(duì)培養(yǎng)眼視光專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思維有積極意義[11]。

3 教學(xué)效果

在醫(yī)學(xué)院校的本科教育中開(kāi)設(shè)人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)在國(guó)內(nèi)僅有不足20年的時(shí)間。首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心機(jī)能學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,于2005年開(kāi)設(shè)人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)課程,是國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)院校開(kāi)設(shè)人體實(shí)驗(yàn)較早的院校之一。人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用何種教學(xué)模式更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),還有待從事醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同仁們進(jìn)行探討。相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,近些年也有包括案例學(xué)習(xí)(case-based learning,CBL)、問(wèn)題學(xué)習(xí)(problem-based learning,PBL)和團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)(team-based learning,TBL)在內(nèi)的多種教學(xué)方法。這些方法各有所長(zhǎng),我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中可根據(jù)專業(yè)需求確定適合課程要求的教學(xué)方法。通過(guò)近幾年的教學(xué)實(shí)踐,人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用學(xué)生自主探究模式進(jìn)行,取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。由于人體實(shí)驗(yàn)是學(xué)生記錄自己身體參數(shù)的變化,參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生既是實(shí)驗(yàn)者,也是被檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象,這種充分浸入式的實(shí)驗(yàn)氛圍,使學(xué)生的體驗(yàn)性更強(qiáng),充分激發(fā)調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教師根據(jù)不同專業(yè)的學(xué)生有針對(duì)性地開(kāi)設(shè)人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)課程,使學(xué)生在基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段就能有更多機(jī)會(huì)進(jìn)行貼近臨床的課程實(shí)踐。護(hù)理、康復(fù)、假肢矯形及眼視光這幾個(gè)專業(yè)共同的職業(yè)特點(diǎn),都是為患者提供優(yōu)質(zhì)而專業(yè)的醫(yī)療技術(shù)型服務(wù)。教師采用自主探究式的人體實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中能更深刻地理解實(shí)驗(yàn)原理,更好地掌握實(shí)驗(yàn)方法,有利于加強(qiáng)基礎(chǔ)與臨床的聯(lián)系,對(duì)他們今后在臨床工作中建立應(yīng)用的思維模式具有積極意義。需要注意的是,由于課程改革后的人體實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多,為了能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成實(shí)驗(yàn),教師必須提前將實(shí)驗(yàn)涉及的教學(xué)資源(包括背景知識(shí)、實(shí)驗(yàn)視頻、思考題等)通過(guò)學(xué)校內(nèi)的BB平臺(tái)發(fā)給學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)。這樣學(xué)生在上課時(shí)就能很快進(jìn)入實(shí)驗(yàn)課程,按提示進(jìn)行實(shí)驗(yàn),極大提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。