龚其海，徐尚福，金 凤，李利生，杨丹莉

（遵义医学院药理学教研室，贵州 遵义 563000）

启发式教学在机能学实验教学中的应用

龚其海，徐尚福，金 凤，李利生，杨丹莉

（遵义医学院药理学教研室，贵州 遵义 563000）

机能学；实验教学；启发式教学；验证性试验；设计性试验

《中华人民共和国高等教育法》规定了对本科教育的学业标准，“本科教育应当使学生比较系统地掌握本学科、专业必需的基础理论、基本知识，掌握本专业必要的基本技能、方法和相关知识，具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力”。诚然，要具有从事本专业研究工作的初步能力与培养学生的基本技能和创新意识是密不可分的。如何在本科阶段培养学生的基本技能和创新能力，是高等教育面临的一个重大课题，关系到未来我国的核心创新能力是否得到提高和加强。因此，近年来国内许多大学都采取了多项措施，旨在提高大学生的整体素质和创新能力。在医学院校，大多开设了机能学实验这一课程，该课程将生理学、药理学和病理生理学的实验教学内容融为一体，综合三门学科的核心实验课程，并增加了综合性、设计性实验内容，强调各学科之间的交叉融合，更加注重学生多种能力的培养[1]。

我校早在2000年就实施了该项改革，这在国内是较早开展的，迄今已经连续有10个年级完成了机能学实验课程的学习。总体上讲，在该门课程开展过程中，教学方式逐渐改变，实验内容逐步完善，教学质量逐步提升。尽管如此，以往的教学方法尚存在一些问题，主要表现在设计性实验的实施过程中，学生不能将既往学过的基础理论用于机能学实验结果的解释，不能将验证性实验的基本技能和原理用于设计性实验中。为解决这一问题，本教学研究组将启发式教学应用于机能学实验中，取得了良好的效果。因此，本文以“离体小肠平滑肌的生理特性及药物作用观察”[2]为例，剖析启发式教学在机能学实验教学中的应用，实现学生将基础理论用于机能学实验结果的解释，将验证性实验的基本技能和原理用于设计性实验中，进而实现“从经典到创新”的跨越，旨在为国内同行，特别是为青年教师提供参考。

1 教学对象

教学对象为2008级我校各专业所有大学三年级本科生，共1080人，分为27个班，每班10个小组，每组4人。

2 教学方案

2.1 实验准备该实验教学分为3周进行，每周9个班。结合“离体小肠平滑肌的生理特性及药物作用观察”[2]的实验内容及上课前1周的预示，正式上课前安排学生做好实验准备，在恒温平滑肌的大槽中加入自来水至刻度线，灌流槽及标本槽内加入台氏液，并将温度设定为38℃备用后正式上课。

2.2 实验前的讲解及实验结合教材，首先向学生交代本次实验的目的、实验原理、实验动物、实验材料、实验方法、观察项目及注意事项等，并强调该次实验的注意事项。然后学生按照《机能学实验教程》开始实验。

2.3 实验总结按照常规，待学生实验结束，打印完实验结果后进行该次实验总结。结合该次实验每班10个小组的结果，对学生进行启发式教学。

2.3.1 自动节律收缩 本次实验首先观察家兔离体小肠平滑肌的自动节律性，在每班的10个小组中，每次有5～8个小组的结果显示家兔离体小肠平滑肌的自动节律性收缩曲线不规则（图1）。启发式提问1：这是否正常？启发式提问2：如果属于正常，什么动物的小肠平滑肌自动节律性收缩曲线规则？

图1 家兔离体小肠平滑肌的收缩曲线

2.3.2 胆碱能受体激动剂对肠段收缩的影响及阻断剂的作用 该项目首先观察在标本槽中加入胆碱能受体激动剂乙酰胆碱溶液后，肠管张力和收缩的变化；然后观察M受体阻断剂阿托品溶液的肠管张力和收缩的变化。该项目的实验结果比较一致，而且学生也能够解释。

2.3.3 肾上腺素受体激动剂对肠段收缩的影响及阻断剂的作用 该项目首先观察去甲肾上腺素溶液对肠段收缩及张力的影响。然后观察酚妥拉明溶液对肠段收缩及张力的影响，并在不更换台氏液的情况下，再观察加入去甲肾上腺素溶液后肠段收缩及张力的变化。该项目的实验结果基本一致（图2A， B）。启发式提问1：为什么在标本槽中加入去甲肾上腺素溶液后肠段收缩幅度及频率降低？启发式提问2：为什么在标本槽中加入酚妥拉明溶液后肠段的收缩幅度及频率增加，而再加入去甲肾上腺素溶液则降低？

图2 肾上腺素受体激动剂对肠段收缩的影响及阻断剂的作用。

2.3.4 钙离子对肠段收缩的影响 该项目是将标本槽中的台氏液换成无钙台氏液，观察肠管平滑肌的反应。各组结果一致，学生也能解释。

2.3.5 温度对肠段收缩的影响 该项目是记录一段对照的肠管平滑肌收缩曲线后，将标本槽中的台氏液换成25℃的台氏液，观察肠段的张力和收缩有何变化，并逐渐加热至38℃，再观察其反应。实验结果比较一致，学生也能解释。

2.3.6 酸碱度对肠段收缩的影响 该项目是在标本槽中加入盐酸溶液3～4滴后，观察肠管平滑肌的反应。待作用明显后，在此基础上加入氢氧化钠溶液3～4滴，再观察肠管平滑肌的反应。实验结果多样，主要有五种情况，一是加入盐酸溶液后收缩幅度增加，而加入氢氧化钠溶液后进一步增加（图3A）；二是加入盐酸溶液后收缩幅度变小，加入氢氧化钠溶液后稍有回升（图3B）；三是加入盐酸溶液后收缩幅度变化不明显，加入氢氧化钠溶液后幅度变小（图3C）；四是加入盐酸溶液后收缩幅度增加，加入氢氧化钠溶液后幅度变小（图3D）；五是加入盐酸溶液和氢氧化钠溶液后幅度均未见明显变化（图3E）。启发式提问：哪一种结果正确？怎样解释？

图3 酸碱度对肠段收缩的影响

3 讨论

该次实验是验证性实验，也是生理学与药理学两门学科交叉融合的综合性实验。以该次实验为例可以诠释学生将基本技能和原理用于设计性实验中，培养学生的创新能力，进而实现“从经典到创新”的跨越。

该实验首先观察家兔离体小肠平滑肌的自动节律性，并设置了两道问题进行启发式提问。这有助于告诉学生不规则的自动节律性收缩曲线也是属于生理现象，与豚鼠的自动节律性收缩曲线不一样，豚鼠的自动节律性收缩曲线规则，而家兔则不同。进而让学生知道动物的品种及品系不同，其生理特性往往差别较大，家兔不等同于豚鼠，豚鼠不等同于人。因此，在进行科学研究过程中，正确选择实验动物甚为重要。

该次实验中，加入乙酰胆碱溶液后，肠管张力增加，收缩幅度增大，与之相反，阿托品溶液的肠管张力降低，收缩幅度明显降低。尽管学生能够解释，但有助于学生结合《药理学》理论课教学内容，加深学生对激动M受体和阻断M受体刚好产生相反作用这一概念。为验证肾上腺素受体激动剂对肠段收缩的影响及阻断剂的作用，该项目首先观察去甲肾上腺素溶液对肠段收缩及张力的影响，然后观察酚妥拉明溶液对肠段收缩及张力的影响，并在不更换台氏液的情况下，再观察加入去甲肾上腺素溶液后肠段收缩及张力的变化。考虑到在《药理学》教材中，介绍去甲肾上腺素和酚妥拉明时，未强调受体激动剂及阻断剂对胃肠平滑肌有何影响，仅仅只是在一个表格中出现[3]，故设置了两道问题进行启发式提问。这既让学生知道在小肠平滑肌有受体的分布，其效应为超极化和松弛；也有助于让学生知道，有时在阅读文献要尽可能仔细。

在观察钙离子对肠段收缩的影响时，该次实验不是直接加入含钙离子的溶液，而是将标本槽中的台氏液换成无钙台氏液后观察肠管平滑肌的反应。尽管学生能解释这一结果，但重要的是将数学原理的“反证法”这一概念应用于该实验中。在生命科学及医学领域，这一概念应用较为普遍。例如，为确证某基因的效应，一方面激活该基因表达后，分析其效应是否增强，另一方面是将该基因敲除或者抑制其表达，分析其效应是否消失或减弱。这对培养学生的科学思维很有帮助。

在观察温度对肠段收缩的影响时，实验结果显示，温度在25℃时，肠段收缩幅度及频率均明显降低，随着温度逐渐上升，肠段收缩幅度及频率也逐渐增加。这加深了学生对温度直接影响实验结果的认识。在观察酸碱度对肠段收缩的影响时，各组实验结果进行对照，出现了五种不同的结果。为培养学生理论联系实际的能力，设置了一道启发式提问的问题。这样，加深了学生对“pH对消化道平滑肌有何影响，目前尚无定论”这一理论知识的理解。因此，告诉学生在科学研究过程中，控制实验条件至关重要，务必考虑到温度、pH等外界条件的干扰，同时也要善于培养自己的独立思考能力和求是精神。

最后，结合该次实验的基本思想，推荐两篇最近发表于核心期刊的文献给学生阅读[4,5]，因为这两篇文献与该次实验的基本技能和原理是一致的，不同之处在于这两篇文献是在未知那两种化合物对家兔离体小肠平滑肌有何影响的情况下报道的。这既有助于拓展学生知识面，又有助于培养学生的创新能力，特别是对增强学生将基础理论用于医学机能学实验结果的解释，将验证性实验的基本技能和原理用于设计性实验中的能力进行很好的诠释，实现学生从“经典到创新”的跨越。

[1] 丁伯平,黄帧桧,程慧珍.机能实验学教学改革的实践和新趋势 [J].医学教育探索，2008，7（7）：739-741.

[2]刘爱东.机能学实验教程 [M].西安：第四军医大学出版社，2009.81-84.

[3]杨宝峰.药理学 [M].第7版.北京：人民卫生出版社，2008.52.

[4]汪慧慧,付守廷,朱 岚,等.色满类化合物HEF-05对家兔离体小肠平滑肌的作用及机制 [J].中国新药杂志, 2010,19（16）:1459-1462.

[5]李 茜,马会杰,关 玥,等.人参皂苷Rg1对家兔离体小肠平滑肌自发收缩活动的影响 [J].中国药理学通报，2009,25（10）:1350-1354.

G642.0

C

1000-2715（2010）06-0617-03

2010-09-15

项目遵义医学院教改项目资助，项目号：20091206

杨丹莉（1971—），女，博士，教授，从事药理学教学工作17年。

王福军]