唐立俊，喻曉丹，陳開琴，肖仲久

（遵義師范學院普通生物實驗教學示范中心，貴州遵義563002）

設(shè)計性實驗在人體解剖生理學實驗課的運用與探索

唐立俊，喻曉丹，陳開琴，肖仲久

（遵義師范學院普通生物實驗教學示范中心，貴州遵義563002）

為了培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力以及分析問題和解決問題的能力，以“設(shè)計性實驗在人體解剖生理學實驗中的運用”為改革案例，介紹了設(shè)計性實驗在人體解剖生理學實驗中的教學方法、教學效果以及學生收獲，并對開設(shè)設(shè)計性實驗存在的問題提出了建議。

設(shè)計性實驗；人體解剖生理學實驗；改革；探索

隨著教育教學改革的不斷深入，實驗教學作為高校教學體系的重要組成部分越來越受到高校教師的重視。實驗教學不僅可以培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力，還可以培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑。

實驗教學改革的目的是改變傳統(tǒng)的教學模式（傳統(tǒng)的實驗教學只開設(shè)驗證性實驗，而沒有綜合性、設(shè)計性實驗），故我院規(guī)定教師在編寫實驗教學大綱時，每門課至少要有1～2個設(shè)計性實驗。開展設(shè)計性實驗教學改革國內(nèi)外雖已有一些研究成果，但尚未見人體解剖生理學設(shè)計性實驗教學改革的報道，故作者就人體解剖生理學實驗的改革方法和存在的問題提出一些看法，希望能對高校的實驗教學改革有所幫助。

1 根據(jù)實驗內(nèi)容，改革教學方法，開設(shè)設(shè)計性實驗

設(shè)計性實驗是實驗教學的最高層次，屬于實驗方式和手段的改革，是提高實驗教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的最有效途徑[1]。人體解剖生理學實驗有3大模塊，即解剖學、組織學和生理學實驗，在實驗教學大綱中要求開設(shè)12個實驗（組織學實驗2個、解剖學實驗5個、生理學實驗5個），其中只有生理學內(nèi)容才有可能改為設(shè)計性實驗，就此作者將“蟾蜍反射弧的分析”和“分析影響動脈血壓的因素”改成設(shè)計性實驗。

2 設(shè)計性實驗的開設(shè)過程

2.1 “蟾蜍的反射弧分析”教學步驟

第一步：在前一個實驗結(jié)束時，布置“蟾蜍的反射弧分析”實驗預(yù)習作業(yè)，要求4人一組，選定組長，根據(jù)實驗項目自行設(shè)計實驗題目、實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗器材和材料，對實驗作出假設(shè)，并根據(jù)假設(shè)設(shè)計實驗方案。

第二步：在實驗課上，每一組派一名代表簡要介紹本組的實驗題目、所作的假設(shè)、設(shè)計的實驗方案和遇到的困難，同組的組員可以補充。

第三步：教師和學生一起審查和分析每個小組實驗題目的合理性、實驗方法的可行性、實驗結(jié)果的創(chuàng)新性、分析推理的邏輯性，并啟發(fā)和幫助他們修改實驗設(shè)計中不合理的部分。

第四步：學生實施自擬（或修正過）的實驗方案，要求實驗結(jié)果無論與實驗前的假設(shè)是否一致都要作出詳細分析，找出正確或錯誤的原因。記錄實驗現(xiàn)象、結(jié)果。

第五步：實驗完成后，教師針對實驗過程中出現(xiàn)的問題，一一梳理分析并作出解答。最后學生完成包括實驗設(shè)計方案、結(jié)果分析的實驗報告。

2.2 “蟾蜍的反射弧分析”教學案例

2.2.1 學生自擬的題目

學生自擬的題目有：（1）反射弧的結(jié)構(gòu)是不是完整反射才能進行？（2）反射弧的結(jié)構(gòu)任意損壞一部分反射能否進行？（3）脊髓是不是蟾蜍的中樞？（4）損壞皮膚（感受器）反射能否進行？（5）損壞傳入神經(jīng)反射能否進行？（6）損壞傳出神經(jīng)反射能否進行？（7）損壞效應(yīng)器（肌肉）反射能否進行？（8）不同強度的刺激反射時間怎樣？等等。從自擬題目可以看出，只有（1）、（2）題目較完整，符合題意，后面的題目不夠完整，且（8）是偏題的。

2.2.2 實驗過程出現(xiàn)的問題

對題目（1）、（2）的實驗方案有些小組設(shè)計不到位，正確的操作是分別損壞反射弧中的任意一部分（有5個部分），看反射能否進行，即需要分別設(shè)計5個實驗方案；有些小組雖然設(shè)計較為全面，但在實驗時又出現(xiàn)了理論和實踐脫節(jié)的現(xiàn)象。

在做實驗時首先要處理蟾蜍，即制備脊蛙（把蟾蜍的大腦損壞，只保留脊髓），因為大腦是高級中樞，脊髓是低級中樞，如果高級中樞保留，那么要完成實驗就比較困難，對實驗結(jié)果也有影響。很多小組沒有考慮這一問題，拿起蟾蜍就開始做實驗，自然就得不到預(yù)想的結(jié)果。

每個小組只有一只蟾蜍，要用它完成5個小實驗，那就要考慮5個小實驗的順序，很多小組沒有考慮到這一點，反復(fù)找老師要蟾蜍。損傷脊髓（中樞）要最后完成，否則其他的4個分實驗就無法完成，因為中樞只有一個，如損傷了，再損傷其他4個部分中的任意一個部分，肯定無反射出現(xiàn)，只能有一個變量，而其他4個部分的損傷可以在兩條后肢上進行。

在損傷傳入神經(jīng)時，學生都知道是后肢上的坐骨神經(jīng)，但卻找不到傳出神經(jīng)在哪里，出現(xiàn)了理論和實踐脫節(jié)的情況，實際上傳入和傳出神經(jīng)是一束，構(gòu)成了混合的脊神經(jīng)，剪斷或麻醉或用細繩子結(jié)扎脊神經(jīng)，傳入和傳出神經(jīng)就一并損傷了。

在做損傷效應(yīng)器實驗時，沒有一個小組成功，原因是他們只去掉了一小部分肌肉（如小腿的腓腸肌），反射照樣存在。經(jīng)過討論、分析，最終學生明白了，任何一次肌肉運動，不只是一塊肌肉的單獨作用，而是他周圍的協(xié)同肌、對抗肌、中和肌和固定肌共同作用的結(jié)果，除非把大腿和小腿的肌肉全部去掉，才能無反射現(xiàn)象。

2.2.3 實驗評價和學生反映

這次實驗成績的評定和其它實驗成績的評定不同，首先看學生擬定的實驗題目和設(shè)計方案，其次看學生的實際操作過程，最后看實驗結(jié)果分析（無論與假設(shè)是否一致，都必須對實驗結(jié)果進行分析）。

通過這次實驗，很多學生反映：在理論課上都知道反射弧是由5個部分組成，但具體到蟾蜍或人體身上就不知道在什么部位；對理論課的某些知識并不十分理解，只知道死記硬背，通過這次實驗，受益匪淺，因為整個實驗是經(jīng)過他們自己思考、設(shè)計，并親自動手完成的。用學生的一句話“喔！原來是這樣的”。

3 教學體會

以往的實驗教學學生往往不會主動去探索和研究。老師在黑板上講操作過程，學生不動腦筋地按老師的操作要求去做，這種傳統(tǒng)填鴨式、灌輸式的教學模式，限制了學生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維模式的發(fā)展。通過開設(shè)設(shè)計性實驗，學生能夠根據(jù)實驗?zāi)康?，自行設(shè)計實驗題目、實驗方式和步驟，改變了學生在實驗中的被動地位，增強了學生的主動性，加深了學生對人體解剖生理學知識的理解，提高了學生探索實驗的興趣。同時實驗4人一組進行，小組的同學可以相互討論，推測可能的實驗結(jié)果，在實驗中還能體現(xiàn)學生的團隊協(xié)作精神，激發(fā)學生積極探究實驗的熱情，學生的角色也由被動地接受變?yōu)榉e極主動地思考?？傊瑢W生通過完成設(shè)計性實驗，可以了解科學的研究思路、方法和步驟，使之具有科學的嚴謹態(tài)度和作風，為將來從事科學研究打下良好的基礎(chǔ)。

開設(shè)設(shè)計性實驗也遇到了一些實際問題。（1）花費的時間長。在實驗大綱中，每個實驗只有2～3學時，如果要開設(shè)設(shè)計性實驗，學時是遠遠不夠的。首先，學生在實驗前需擬定實驗題目和查閱資料；其次，學生要根據(jù)自己的思路設(shè)計實驗方案（無論是正確還是錯誤的）；第三，要在2～3節(jié)課的時間內(nèi)解決所有學生在實驗中遇到的問題也是不夠的，只能將實驗課的時間延長到課外。（2）教師要有淵博的知識。教師要設(shè)想學生會設(shè)計什么樣的題目、實驗中會遇到什么問題，以便能即時回答學生的疑問。為了做好這一切，教師必須在課前查閱相關(guān)資料，花費大量的時間和精力。這就對實驗教師提出了更高的要求，既要有良好的師德修養(yǎng)和愛崗敬業(yè)的無私奉獻精神，又要有扎實的專業(yè)知識、組織管理能力和獲取應(yīng)用信息的能力[2]。

4 建議

（1）教師擬開設(shè)的設(shè)計性實驗，要滿足以下4點要求。1）符合課程要求和教學大綱，同時學生對擬開設(shè)的設(shè)計性實驗又比較熟悉；2）學生已經(jīng)具備完成這個實驗的有關(guān)知識和常識，如人體解剖生理學實驗設(shè)置了兩個設(shè)計性實驗——“蟾蜍反射弧的分析”和“分析影響動脈血壓的因素”，這兩個實驗都是教學大綱要求的，即使血壓在理論課中還未學過，但在生活中學生對血壓再熟悉不過了，學生可以根據(jù)生活經(jīng)驗來設(shè)計實驗方案；3）貼近生活[3]，要讓學生感受到所學的知識是與生活密切聯(lián)系的，是學有所用的；4）擬開設(shè)的設(shè)計性實驗不能過于簡單，不能是已開設(shè)實驗的簡單重復(fù)，同時也要考慮學生掌握知識的情況，所開設(shè)的設(shè)計性實驗既要體現(xiàn)實驗的新意和難度，又不能好高騖遠，否則學生無從下手，望而生畏，反而失去了信心和興趣，

（2）對實驗的時間不能要求過嚴，若學生在規(guī)定的時間內(nèi)未能完成實驗，可繼續(xù)利用課余時間完成。若將教學大綱的課時數(shù)改為3～4學時，即可保證實驗達到最佳的效果。

（3）建議分組進行實驗，一般2～4人一組，這樣既可體現(xiàn)團隊分工協(xié)作的優(yōu)勢，又能培養(yǎng)學生團隊合作的精神。

實踐證明，改革實驗教學方法，在經(jīng)典的驗證性實驗基礎(chǔ)上開設(shè)設(shè)計性實驗是可行的，也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效途徑之一。只有改革傳統(tǒng)的實驗教學方法，才能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，才能真正實現(xiàn)實驗教學的目的。

[1]陳懷俠,蔡火操,黃建林,等.設(shè)計性實驗教學的實踐與思考[J].實驗技術(shù)與管理,2006,23(11):105-107.

[2]汪安泰.動物學實驗教學改革探索[J].實驗技術(shù)與管理, 2006,23(12):119-122.

[3]曹平,曹貴和,陳光明,等.機械設(shè)計實驗教學改革研究[J].實驗技術(shù)與管理,2006,23(7):93-95.

(責任編輯：朱 彬）

On the Application of Designing Experiment to Experimental Lesson about Anatomical Physiology

TANG Li-jun，YU Xiao-dan，CHEN Kai-qin，XIAO Zhong-jiu
(The Model Center for Teaching Biological Experiment,Zunyi Normal College,Zunyi 563002,China)

In order to train students such abilities as innovation,analysis and solution,this paper introduces the teaching approach to applying designing experiment to experimental lesson about anatomical physiology,its teaching efficiency and the achievements students can gain;apart from that,some suggestions are put forward as to how to solve the existing problems.

designing experiment;experiment about anatomical physiology;reform;exploration

G420

C

1009-3583（2015）-0112-03

2015-01-12

貴州省教育廳基金資助項目（黔教高發(fā)[2012]426-26號）

唐立俊，女，江蘇蘇州人，遵義師范學院普通生物實驗教學示范中心高級實驗師。