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生理學內(nèi)容分為兩大模塊:基礎(chǔ)理論模塊(緒論、細胞基本功能)和器官系統(tǒng)模塊(如血液循環(huán)、呼吸等)。雖然每個部分獨立成章,但在生理學教學過程中要注意各章節(jié)之間的聯(lián)系。例如穩(wěn)態(tài)是生理學中的一個基礎(chǔ)核心概念,屬于基礎(chǔ)理論模塊,而器官系統(tǒng)模塊的學習中,機體功能活動的調(diào)節(jié)主要圍繞穩(wěn)態(tài)進行,因此穩(wěn)態(tài)也就貫穿了整個生理學的教學過程。體內(nèi)各個系統(tǒng)盡管都具有特殊的作用,但其作用必須在其他系統(tǒng)功能的配合下才能實現(xiàn),如呼吸系統(tǒng)的功能是在血液和循環(huán)以及神經(jīng)系統(tǒng)等功能的配合下完成的。因此在生理學教學過程中要注意前后章節(jié)內(nèi)容之間的聯(lián)系和整合,使學生能夠了解和掌握整體機體的功能并進一步探討整體生命的本質(zhì)。
2生理學與其他醫(yī)學課程的聯(lián)系
生理學在醫(yī)學課程的學習中起到了承上啟下的作用。醫(yī)學生在學習生理學之前,已經(jīng)學習了人體解剖學和組織胚胎學,為學習生理學打下了一定的基礎(chǔ);而生理學又為進一步學好病理學、藥理學、診斷學、內(nèi)外婦兒等臨床課程的學習奠定基礎(chǔ)[3]。因此在生理學的教學過程中,要善于將生理學與其他醫(yī)學課程進行聯(lián)系,拓寬知識面,提高學生學習生理學的興趣。生理學主要研究的是功能,而有關(guān)結(jié)構(gòu)的知識是認識和理解功能的基礎(chǔ),因此使學生樹立結(jié)構(gòu)決定功能的概念。所以在學習生理學時,要復習相關(guān)課程的知識。例如腎臟的主要功能是排泄,主要是由于它的基本結(jié)構(gòu)腎單位所決定的,因此在學習排泄時,先帶領(lǐng)學生復習腎臟的宏觀結(jié)構(gòu)(人體解剖學知識)和微觀結(jié)構(gòu)(組織胚胎學知識),使學生能夠更好的理解腎臟的功能和形成整體意義的知識結(jié)構(gòu)。
3生理學與日常生活的聯(lián)系
在生理學的教學過程中,教師在理論課教學中可及時、恰當?shù)亟Y(jié)合生理學內(nèi)容尋找與日常生活知識聯(lián)系的切入,使學生深刻認識到生理學是與我們生活息息相關(guān)、緊密聯(lián)系的,激發(fā)學生的求知欲和提高學生的主動學習能力,發(fā)揮學生在教學過程中的主體地位。例如在學習刺激三要素時,讓學生解釋為什么打針要“二快一慢”;講解機體散熱方式時,講解在冬天、夏天分別用空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度以協(xié)助人體保持體溫與促進人體散熱的原因。聯(lián)系日常生活有助于豐富生理學的教學內(nèi)容,激發(fā)學生的學習興趣,增進他們對生理學知識的理解和掌握。通過聯(lián)系日常生活實例,讓他們清楚認識到生理學是與日常生活密不可分的。
4生理學與臨床案例的聯(lián)系
在生理學教學過程中,不僅要聯(lián)系日常生活實例還要結(jié)合臨床案例,使教學內(nèi)容更加形象化、具體化,加深學生對所學內(nèi)容的理解,激發(fā)學生對生理學的學習興趣。例如在學習神經(jīng)-肌肉接頭時聯(lián)系重癥肌無力的臨床表現(xiàn);學習尿生成的調(diào)節(jié)時講解糖尿病的臨床表現(xiàn)。通過聯(lián)系臨床病例突出生理學的臨床實用性,加深學生對生理學理論知識的理解,使課堂更加具有趣味性和生動性,提高學生學習生理學興趣。生理學理論知識與臨床實案例的結(jié)合使學生充分意識到只有掌握正常人體功能,才能理解機體在疾病狀態(tài)所發(fā)生的變化,提高學生學習生理學的興趣,從而提高學生分析和解決問題的能力。通過聯(lián)系臨床案例,使生理學學習具有明確的目的性,提高了學生學習興趣,培養(yǎng)了學生的自學能力、綜合素質(zhì)、臨床思維能力。
1.1確定設(shè)計性實驗方案建立研究小組,制定課題計劃,多方面查閱相關(guān)的文獻資料和相關(guān)理論研究成果,初步了解課題內(nèi)容。進行實驗設(shè)計,安排實驗方案,落實人員分工。第15周安排課堂討論,每研究小組派1名學生匯報研究題目和初步實驗設(shè)想方案,教師引導其他研究組成員對方案的可行性及合理性進行深入的探討和論證,提出合理的修改意見。小組成員根據(jù)意見查閱相關(guān)文獻資料,修改并完善實驗設(shè)計,最終明確實驗方案。結(jié)果發(fā)現(xiàn)設(shè)計較好的課題不僅能夠?qū)⑺幚韺W、病理生理學、內(nèi)科學等多門醫(yī)學學科理論知識聯(lián)系在一起,有利于學生科研綜合素質(zhì)的培養(yǎng),同時也為臨床相關(guān)研究提供一定的實驗參考依據(jù)。
12依據(jù)設(shè)計方案進行實驗操作在該階段中,要求學生根據(jù)自己設(shè)計的實驗方案開展具體實驗。由實驗室提供各研究小組所需的實驗動物、器材以及藥物等相關(guān)物品。要求小組成員分工明確,保證實驗能夠按照既定方案有條不紊的進行。研究成員需要預測可能發(fā)生的各種實驗誤差,并及時制定預防誤差的解決方法。實驗過程中,指導教師需在關(guān)鍵步驟上嚴控把關(guān),以保證實驗能夠順利進行和完成。
1..3設(shè)計性實驗論文的撰寫與答辯實驗結(jié)束后,學生需及時整理實驗資料,統(tǒng)計實驗數(shù)據(jù),并進行統(tǒng)計學分析,獲得符合實際的研究結(jié)果并且撰寫出論文。該階段工作主要利用課后時間完成。設(shè)計實驗論文的撰寫需嚴格參照醫(yī)學研究性論文的格式來完成。主要包括:題目、摘要與關(guān)鍵詞、前言、材料與方法、結(jié)果、討論與結(jié)論、參考文獻。論文力求簡短,要用最少文字,最短篇幅,精確地表述研究成果。同時,文字要流暢,要使用學術(shù)或?qū)I(yè)用語來規(guī)范。教學20周組織學生進行論文答辯,要求學生以PPT為輔助形式進行口頭匯報并及時遞交紙質(zhì)材料。指導教師及其他學生進行相關(guān)提問。最后,指導教師根據(jù)課題設(shè)計情況、實施情況、報告者的陳述及對問題的回答情況等做出綜合評定。
1.4設(shè)計性實驗評價教師從設(shè)計質(zhì)量、PPT答辯、論文等多方面綜合評定學生成績。在學期末進行了關(guān)于生理實驗學設(shè)計性實驗教學情況的調(diào)查問卷,得到了以下資料。
2開展設(shè)計性實驗的經(jīng)驗總結(jié)
教學實踐表明,由傳統(tǒng)的驗證性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計性實驗可以激發(fā)學生的學習熱情,充分調(diào)動學生的積極性和主動性,更重要的是可以培養(yǎng)學生科學的思維方法和科學的研究方法,提高分析和解決實際問題的科研能力,凸現(xiàn)設(shè)計性實驗的優(yōu)越性。這一點可以通過學生調(diào)查問卷的信息反饋結(jié)果進一步證實。參與調(diào)查的學生中,88.69%的學生認為很有必要開展設(shè)計性實驗,87.68%的學生表示設(shè)計性實驗教學明顯提高了自身學習興趣程度,91.86%的學生表示非常希望增加設(shè)計性實驗學時,認為對動手能力的提高以及分析、解決問題能力的提高非常有助的學生分別占83.71%和70.59%。由此可見,學生普遍認可設(shè)計性實驗,并且有較強的提高自身實驗能力和創(chuàng)新能力的愿望。設(shè)計性實驗的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1有利于幫助學生建立綜合運用知識解決問題的理念設(shè)計性實驗設(shè)計通常涉及到多門醫(yī)學學科知識的綜合交叉運用,這不僅可以加深學生對相關(guān)醫(yī)學知識的理解和掌握,而且促進學生及早體會醫(yī)學各學科的密切聯(lián)系和意識到系統(tǒng)全面學習醫(yī)學知識的重要性,有利于促進學生的知識建構(gòu),也有利于專業(yè)綜合能力的培養(yǎng)。
2.2培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和初步的科研能力,有利于學生開展科研活動設(shè)計性實驗的特點決定了學生必須認真設(shè)計每一步,否則一個小小的疏忽就可能導致實驗的失敗而前功盡棄,因此每個學生都必須精心設(shè)計,規(guī)范操作。在這個過程中,逐漸培養(yǎng)了學生們的嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L,為日后從事科研工作積累了一筆寶貴的財富。通過設(shè)計性實驗,學生能夠基本掌握科學研究思路和研究方法。設(shè)計性實驗從科研活動的每個環(huán)節(jié)著手包括如何選題、設(shè)計、實施以及論文如何撰寫等方面對學生進行了完整有效的科研訓練,有利于學生創(chuàng)新能力和科研思維的培養(yǎng),提高學生整體科研素質(zhì),為學生終身學習和可持續(xù)發(fā)展夯實基礎(chǔ)。實踐表明,經(jīng)過培訓的學生在申請本校及本省各級各項相關(guān)科研項目時,通常具備比較清晰的科研思路,科研申請書質(zhì)量、獲得資助比率以及實施效果遠遠高于未受培訓的學生,進一步證明了開放性設(shè)計性實驗教學的優(yōu)越性[4]。
2.3有利于培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力設(shè)計性實驗從最初選題、設(shè)計實驗方案開展研究直至最后撰寫遞交論文過程中有大量的工作需要進行。如何保證實驗能夠在規(guī)定時間內(nèi)順利完成,這就需要每個實驗小組成員之間建立起合理的科學合作關(guān)系,根據(jù)學生的實際情況充分協(xié)商后安排相應的職責,分工明確,還需要采取相應措施增強成員的責任心,充分調(diào)動每位成員積極性,互補互助以共同發(fā)揮最大效率的能力。所以通過設(shè)計性實驗,能夠有效培養(yǎng)學生的團隊精神和互相合作的意識,為以后踏入社會和走上工作崗位奠定堅實基礎(chǔ)。
2.4教師專業(yè)知識和實驗技能的提高設(shè)計性實驗的開設(shè)對教師來說無疑是提出了更高的要求和嶄新的挑戰(zhàn)。如前所述,設(shè)計性實驗的設(shè)計通常涉及到多學科知識的交叉運用以及最新研究成果的整合,要求教師具有堅實可靠的理論基礎(chǔ)、熟練的實踐操作技巧、豐富的知識貯備以及一定的知識擴展能力。因此,在教學工作中,在注重知識積累的同時仍需不斷更新知識結(jié)構(gòu),更新和充實學科體系,提高自身教學業(yè)務(wù)水平,及時轉(zhuǎn)變教學模式以及教學理念,以適應探索性實驗教學的需要。
3存在問題及應對措施
此前,作者所在院校開設(shè)的生理學實驗都是以驗證性的動物實驗為主,設(shè)計性實驗是一種全新的教學模式,因此在教學實踐過程中不可避免的遇到一系列問題,這些問題的探討與解決對于設(shè)計性實驗的進一步完善以及推廣具有重要的推動意義。實驗資源相對短缺一定程度上影響了學生積極性與創(chuàng)造性的激發(fā)。由于現(xiàn)有的生理學實驗室主要用來開展傳統(tǒng)的驗證性實驗,實驗室資源配置方面相對缺乏,主要體現(xiàn)在實驗儀器及藥品相對單一,實驗技術(shù)比較簡單等方面。這就導致部分學生設(shè)計的研究課題無法順利開展,例如,學生設(shè)計的某藥物對失血性休克的療效觀察,應以各種微循環(huán)指標的變化作為休克依據(jù),但由于缺乏微循環(huán)檢測設(shè)備,所以只能退而求其次,選擇血壓作為指標來間接反映微循環(huán)的改變情況。實驗室可利用資源的匱乏可能導致部分學生在設(shè)計性實驗教學過程中的參與熱情不高,最終使得設(shè)計性實驗教學效果大打折扣,不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。
1.1動物生理學實驗教學內(nèi)容的改革
動物生理學實驗內(nèi)容多為傳統(tǒng)的驗證性重復實驗,設(shè)計性和綜合性實驗偏少,極大地束縛了學生的思維,不利于學生獨立思考、分析問題的能力的培養(yǎng),也不利于應用型人才的培養(yǎng)需要。因此,結(jié)合動物科學專業(yè)人才培養(yǎng)方向,改變教學觀念,吉林農(nóng)業(yè)科技學院將實驗內(nèi)容進行優(yōu)化整合,側(cè)重于實踐與理論相結(jié)合的教學模式。
1.2動物生理學實驗教學手段的改革
動物生理學實驗具體設(shè)置包括家兔呼吸運動的調(diào)節(jié)、動脈血壓直接測定、離體腸管運動觀察、蛙腓腸肌標本制作及肌肉收縮等內(nèi)容。實驗內(nèi)容較難理解,原理抽象,操作繁瑣,實驗課教師講解得枯燥,學生聽課較費勁,印象不夠深刻。筆者實踐表明,依靠傳統(tǒng)的教學方式很難達到理想的實驗效果。針對以上問題,采用多媒體技術(shù)將實驗的原理、操作步驟以動畫形式展現(xiàn)出來,能夠圖文并茂,補充實驗內(nèi)容,進一步激發(fā)學生進行實驗的興趣。為了節(jié)省教師實驗講解和課堂演示的時間,筆者利用課余時間親自操作實驗,把實驗手術(shù)操作過程全程拍攝,在課前播放給學生,以達到使其很好地對實驗進行預習的目的。通過多媒體技術(shù)可有效地提高學生在做實驗時的效率,同時也可避免在對家兔手術(shù)中可能出現(xiàn)的錯誤導致意外死亡,以保證實驗的順利進行。筆者通過運用多媒體與傳統(tǒng)方式的結(jié)合,對教學效果進行了對比,結(jié)果表明,實驗組的實驗考核成績、實驗的成功率高于對照組,說明多媒體教學能提高實驗教學效果。多媒體教學更能得到學生的認可,使學生對實驗產(chǎn)生濃厚的興趣。
1.3動物生理學實驗體系的改革
動物生理學實驗多為驗證性實驗,大部分學生課前不預習,不愿意親自操作實驗,以至于得到的結(jié)果不夠理想,去抄襲他人的實驗結(jié)果。吉林農(nóng)業(yè)科技學院基于應用型人才培養(yǎng)的需要,把動物生理學實驗分為驗證性實驗和綜合設(shè)計實驗以促進學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過驗證性實驗使學生掌握基本實驗技能,使其熟悉和掌握實驗操作技能,正確處理及分析實驗數(shù)據(jù)。例如實驗課涉及動物的保定、麻醉、各種注射方法及相關(guān)手術(shù)操作等內(nèi)容,實驗前利用多媒體技術(shù)組織學生觀摩,討論實驗過程落實具體步驟。傳統(tǒng)的實驗教學多為灌輸式,不利于學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。動物機體是一個整體,各個器官、系統(tǒng)之間緊密聯(lián)系在一起。單一驗證性實驗往往從一個知識點分析某一器官機能,實驗項目較單一,不利于學生對理論課上各章節(jié)知識點的融會貫通,達不到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的。筆者嘗試開展綜合性實驗,如在開設(shè)蛙的坐骨神經(jīng)與腓腸肌標本的制備時,同時安排刺激強度和不同刺激頻率對肌肉收縮的影響,加深神經(jīng)細胞動作電位機理的理解。針對各個系統(tǒng)間相互作用和聯(lián)系開設(shè)了呼吸系統(tǒng)+循環(huán)系統(tǒng)+泌尿系統(tǒng)綜合實驗內(nèi)容,將器官、系統(tǒng)間活動聯(lián)系在一起,讓學生從多個角度考慮某一因素對動物體器官、系統(tǒng)影響,從而訓練學生分析、解決問題的能力。吉林農(nóng)業(yè)科技學院開展的大學生科技創(chuàng)新項目活動對具有較好創(chuàng)新課題進行資助。為了培養(yǎng)學生獨立的創(chuàng)性能力,筆者結(jié)合動物生理學實驗內(nèi)容,分成若干個研究課題方向。在實驗課前指導學生查閱相關(guān)文獻,學生根據(jù)興趣愛好自主分組,自行設(shè)計實驗方案,最后以開題報告的形式向教師匯報,通過討論后實施以保證實驗的可行性。近年來開展了不同對家兔麻醉效果研究及家兔皮膚移植手術(shù)研究等大學生科技創(chuàng)新項目,學生所寫論文在學院學報上發(fā)表,培養(yǎng)了學生科技創(chuàng)新能力。
1.4動物生理學實驗考核體系的改革
以往動物生理學成績考核注重理論考試成績,多忽視實驗考核成績,不利于學生實踐動手能力的培養(yǎng)。動物生理學實驗成績的考核多以實驗報告書寫和平時出勤情況來評定成績。傳統(tǒng)的實驗考核模式單一,未能充分反映學生實驗過程的真實水平。實驗成績的評定不能單靠實驗報告的好壞,要制定出較為合理的評級體系,才能激發(fā)學生學習興趣。筆者對動物生理學實驗考核方式進行了改革,由單一考核方法改為平時成績+實驗報告書,同時在學期末增加綜合實驗操作考試。實驗報告書不再是實驗操作步驟和實驗結(jié)果,而是結(jié)合理論課知識對實驗出現(xiàn)的結(jié)果進行分析和解釋。實驗報告成績中對實驗結(jié)果分析占50%,做到理論與實驗相結(jié)合,對理論內(nèi)容進一步理解。為了實現(xiàn)應用型人才培養(yǎng)目標需要,在學期末增加綜合實驗操作項目,其考試內(nèi)容不再是傳統(tǒng)的驗證性實驗內(nèi)容,主要在于考察學生的動手能力,對試驗藥物配制、動物麻醉、動物手術(shù)操作、生物信號采集處理系統(tǒng)裝配和使用等進行考核,重點考察學生的實驗操作技能。通過以上考評體系引導學生在動物生理學實驗中動手動腦,從而提高學生對知識的應用能力和綜合素質(zhì)。
2結(jié)論