于利 劉卓 李勝陶 牟華

1 錦州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，錦州 121001； 2 錦州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中心機(jī)能實驗教學(xué)平臺，錦州 121001； 3 錦州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室，錦州 121001

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)教育過程中與臨床醫(yī)學(xué)相輔相承、密不可分、必不可少的組成部分。實驗教學(xué)又是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)過程中極為重要的組成部分和教學(xué)環(huán)節(jié)。近幾年來，我國醫(yī)學(xué)教育改革的浪潮風(fēng)起云涌，以創(chuàng)新思維能力和實驗實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)，醫(yī)學(xué)教育改革率先在醫(yī)學(xué)理論教學(xué)過程中得到很好的重視和發(fā)展，而醫(yī)學(xué)實驗實踐教學(xué)改革則相對落后于醫(yī)學(xué)理論教學(xué)改革。

2018年11月，教育部高等教育司吳巖司長在中國大學(xué)教學(xué)論壇上提出建設(shè)中國“金課”、淘汰水課，提高高等教育質(zhì)量。2019年10月，教育部印發(fā)《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》[1]，提出“課程是人才培養(yǎng)的核心要素”、“提升課程的高階性、突出課程的創(chuàng)新性，增加課程的挑戰(zhàn)度”即“兩性一度”，而符合這些特點的課程也就被稱之為“金課”[2]。高階性，是指金課具有知識能力素質(zhì)有機(jī)融合，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維的特點；創(chuàng)新性，是指金課的課程內(nèi)容反映前沿性和時代性，教學(xué)形式體現(xiàn)先進(jìn)性和互動性，學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個性化；挑戰(zhàn)度，是指金課的課程要有一定難度，需要跳一跳才能夠得著，對教師備課和學(xué)生課下學(xué)習(xí)有著較高的要求?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)改革如何緊追教育改革發(fā)展的大趨勢，在“金課”建設(shè)背景下，根據(jù)醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗的實踐教學(xué)特點推進(jìn)課程體系的改革和重構(gòu)，以提升學(xué)生實驗實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)的實驗教學(xué)改革是我們迫切需要深入思考并予以完成的任務(wù)[3]。本文探討和總結(jié)了錦州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中心所進(jìn)行的醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)改革的實踐經(jīng)驗和成果，希望能夠為醫(yī)學(xué)院校推進(jìn)醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展提供參考。

1 醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)改革的思路

建設(shè)以學(xué)生為本、以崗位勝任力培養(yǎng)為核心的醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗“金課”[4]，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和綜合實驗實踐技能的復(fù)合型醫(yī)學(xué)人才，這就要求我們不但要對醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行必要的整合和改進(jìn)[5]，而且還要對實驗教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)方法進(jìn)行相應(yīng)的變革和重構(gòu)。

首先，醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)改革是從實驗資源的整合開始的，由傳統(tǒng)的生理學(xué)、藥理學(xué)、病理生理學(xué)實驗課整合為“機(jī)能學(xué)實驗”課程。實驗室的合并，實驗儀器設(shè)備也進(jìn)入到了基于多媒體信息技術(shù)的生物信號采集系統(tǒng)的整合型實驗儀器。其次，實驗課程內(nèi)容也隨之進(jìn)行了整合，減少了驗證性實驗，提高了實驗項目中綜合性實驗的比例(以錦州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗課程為例，綜合性實驗比例超過70%)，并且新增了創(chuàng)新性實驗內(nèi)容，旨在提高醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，著眼于實驗操作技能訓(xùn)練和科研思維培養(yǎng)相結(jié)合的醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)模式和方法。

隨著醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)改革的逐步深化，傳統(tǒng)的“動物實驗”為主要教學(xué)形式的機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)模式，在全新的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，越來越不能適應(yīng)醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展。為了更好地激發(fā)學(xué)生參與醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)的積極性和主動性，更好地培養(yǎng)具有較強(qiáng)綜合素質(zhì)的應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才，使醫(yī)學(xué)生能夠“基礎(chǔ)理論聯(lián)系臨床實際”、學(xué)以致用，自從2013年開始，我們嘗試將新型“人體機(jī)能學(xué)實驗”引入到實驗教學(xué)實踐中，豐富和補(bǔ)充原有的動物機(jī)能實驗項目和內(nèi)容的不足。人體機(jī)能學(xué)實驗[6]是醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗的組成部分，直接以人體為實驗觀察對象，以貼近臨床實踐的方式進(jìn)行基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)。新型人體機(jī)能學(xué)實驗的探索和實踐，“腦電圖描記及影響因素觀察”“神經(jīng)興奮傳導(dǎo)與肌肉收縮”“定量負(fù)荷運動與能量代謝測定”等全新的實驗內(nèi)容，以“身臨其境”“身有感觸”的“沉浸式”教學(xué)方式極大地激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和熱情，同時也對醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗課程體系改革產(chǎn)生了極大影響。在傳統(tǒng)的動物機(jī)能實驗基礎(chǔ)上，加入人體機(jī)能實驗，再配合虛擬仿真實驗，逐漸形成了“三位一體”的全新醫(yī)學(xué)機(jī)能實驗教學(xué)課程體系的重構(gòu)。

2 新型醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗課程體系的構(gòu)建

2.1 課程內(nèi)容的全新構(gòu)建

“以點切入，逐漸拓展；學(xué)科交叉，綜合創(chuàng)新；互為補(bǔ)充，協(xié)調(diào)發(fā)展”。人體機(jī)能學(xué)實驗，與傳統(tǒng)的動物機(jī)能學(xué)實驗相比，其實驗對象、實驗方法和教學(xué)模式都有所不同，作為醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗課程體系的新的組成部分，是醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)改革的創(chuàng)新點和新熱點，其最初是“以點切入，逐漸拓展”的方式開始的。

課程開始是以實驗選修課程的形式開設(shè)，主要面向臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生，在原有的動物機(jī)能學(xué)實驗基礎(chǔ)上，增設(shè)了4～6個人體機(jī)能學(xué)實驗項目，如肌電圖的描記、腦電圖的描記和心電圖描記等。這些實驗項目均依托新型人體機(jī)能學(xué)實驗系統(tǒng)，安全高效便捷地在人體上直接進(jìn)行生理學(xué)實驗。在實驗教學(xué)過程中，直接觀察和測量自身的生理功能變化，激發(fā)學(xué)生的探索欲和學(xué)習(xí)熱情，實驗教學(xué)效果的反饋非常好?！叭梭w機(jī)能實驗選修課程”的探索和實踐，也促進(jìn)了“人體機(jī)能學(xué)實驗”專業(yè)儀器設(shè)備和配套設(shè)施的不斷改進(jìn)，促進(jìn)了在這一領(lǐng)域內(nèi)的校企合作、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同。

為了適應(yīng)其他專業(yè)的教學(xué)需求，如運動康復(fù)專業(yè)，“人體機(jī)能學(xué)實驗”的課程內(nèi)容采用模塊化設(shè)計，產(chǎn)生了新的實驗課程“運動人體機(jī)能學(xué)實驗”，其內(nèi)容也具有專業(yè)特點。例如，通過設(shè)計“定量負(fù)荷運動”，觀察運動對肌電、腦電、心電、能量代謝以及尿成分的影響；設(shè)計“懸吊系統(tǒng)訓(xùn)練與肌電功能評估”，觀察懸吊康復(fù)訓(xùn)練后，肌肉功能變化的客觀評估。這種根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)特點進(jìn)行模塊化設(shè)計的課程內(nèi)容，一方面能夠完全滿足該專業(yè)的實驗教學(xué)需求，另一方面也為人體機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)改革實踐提供了新的發(fā)展思路：“學(xué)科交叉，綜合創(chuàng)新”。運動是人們經(jīng)常進(jìn)行的生理活動，將不同類型的運動與人體機(jī)能學(xué)實驗技術(shù)結(jié)合，進(jìn)而衍生出了全新的人體機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容。

人體機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)的探索實踐中，也暴露出了一些問題。由于不能在人體上直接觀察藥理作用或疾病模型的病理生理變化，所以無法完全開展藥理學(xué)和病理生理學(xué)為主的機(jī)能學(xué)實驗。從2017年開始，另一種新型實驗教學(xué)模式——虛擬仿真實驗開始融入醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)改革之中，采用虛擬現(xiàn)實、現(xiàn)實增強(qiáng)等信息技術(shù)來模擬人體藥理和病理生理的變換過程，以彌補(bǔ)醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)的不足。

人體機(jī)能學(xué)實驗是對原有的動物機(jī)能學(xué)實驗的極大的補(bǔ)充，并逐漸演變成醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗課程體系中不可或缺的組成部分；人體機(jī)能學(xué)實驗也極大地促進(jìn)了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)與臨床實踐的結(jié)合，架起了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)之間聯(lián)系的橋梁；人體機(jī)能學(xué)實驗的“先天不足”，也極大地促進(jìn)了虛擬仿真實驗的發(fā)展壯大。至此，“三位一體”的醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)整合實驗課程體系也逐漸從實踐探索中形成了雛形，并在實踐探索中加以完善，從而形成了完整的實驗課程體系。

2.2 新型醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)系統(tǒng)平臺建設(shè)

隨著多媒體、信息技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗系統(tǒng)及其儀器設(shè)備也迅速發(fā)展起來。首先，以人體機(jī)能學(xué)實驗的“強(qiáng)勢融入”為代表的醫(yī)學(xué)機(jī)能整合實驗教學(xué)實踐迫切需要實驗教學(xué)系統(tǒng)平臺的重構(gòu)，以適應(yīng)不斷發(fā)展拓寬的“三位一體”醫(yī)學(xué)機(jī)能整合實驗教學(xué)的需要，如網(wǎng)絡(luò)化、多功能化、配套設(shè)施多樣化(臺階、功率自行車、全自動尿成分檢測儀、全自動血液生化分析儀、呼吸流量儀、神經(jīng)反應(yīng)閾值測量儀等)。根據(jù)不同的培養(yǎng)目標(biāo)，“新型多功能機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)系統(tǒng)平臺”普遍具有以下特點：

首先，多功能集成。平臺可以承擔(dān)多系統(tǒng)的人體機(jī)能學(xué)實驗(如心電圖、腦電圖、肌電圖、尿成分、血糖)，也可以開展多學(xué)科交叉的人體機(jī)能學(xué)實驗項目(運動對能量代謝影響，運動對血糖和尿成分的影響等)，還可以進(jìn)行“虛實結(jié)合”的虛擬仿真人體機(jī)能實驗。

其次，多系統(tǒng)整合。根據(jù)實驗項目的需要，可以整合多種人體功能檢測儀器(尿成分檢測儀、血糖儀、血生化檢測儀、定量負(fù)荷運動設(shè)備、肺活量儀)等，甚至選用一些臨床檢測檢驗儀器設(shè)備，既可以很好地滿足人體機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)需求，又可以進(jìn)行多系統(tǒng)整合、多學(xué)科教學(xué)的交叉整合實驗。通過多年教學(xué)實踐探索，將人體機(jī)能學(xué)實驗與康復(fù)治療、運動訓(xùn)練相結(jié)合，衍生出了“運動人體機(jī)能學(xué)實驗”，可以觀察評估康復(fù)訓(xùn)練治療對于肌肉功能、神經(jīng)傳導(dǎo)等的影響；將人體機(jī)能學(xué)實驗與護(hù)理學(xué)實踐技能相結(jié)合，形成了適合護(hù)理學(xué)專業(yè)學(xué)生的“醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗課程”，以培養(yǎng)護(hù)理學(xué)專業(yè)學(xué)生熟悉掌握人體各器官系統(tǒng)不同的功能檢測方法和原理；將人體機(jī)能學(xué)實驗與心理學(xué)結(jié)合，可以客觀評估心理干預(yù)方法和措施對于受試者生理功能的影響，以評價心理干預(yù)的效果。

再次，多技術(shù)應(yīng)用。運用網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)，實現(xiàn)醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗所獲數(shù)據(jù)信息的采集共享；能夠?qū)⑻摂M仿真實驗與人體或動物機(jī)能學(xué)實驗有機(jī)結(jié)合，形成“虛實結(jié)合”的新型實驗教學(xué)模式，多方位多角度讓學(xué)生能夠“身臨其境”“身有感觸”地學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)理論，并用客觀現(xiàn)實操作來驗證或體驗，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性；人機(jī)互動，師生互動，拓展醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)的新模式和新方法。“三位一體”的醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)整合實驗將基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)開始外延，向臨床實踐拓展、貼近臨床，縮小了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)之間存在的無形的“專業(yè)壁壘”，使學(xué)生能夠理論聯(lián)系實踐、“學(xué)以致用”，提高醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)的效率和質(zhì)量。

2.3 課程考核與評價體系建設(shè)

在強(qiáng)化實驗平臺和儀器的“硬件”建設(shè)的同時，我們也在著力加強(qiáng)對醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)整合實驗課程實施效果的課程考核和評價體系的建設(shè)。其常用的考核評價體系不同于理論課程，不再是用簡單的試卷來考核評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果，而是全方位對學(xué)生參與實驗教學(xué)過程、實驗教學(xué)效果和質(zhì)量、學(xué)生對實驗實踐技能的熟悉掌握情況等進(jìn)行客觀的、進(jìn)行性的考核和評價，即“理論+實踐”的“動靜結(jié)合”的考核方式。全新構(gòu)建的實驗理論題庫、局域網(wǎng)平臺，使得學(xué)生可以直接在計算機(jī)上進(jìn)行考核，“隨機(jī)抽題，限時獨立完成，即刻判分”——這就是實驗理論考核的“靜”，考核組織方便、實施簡單，教師工作量小。實驗考核的“動”，包括學(xué)生實驗實踐技能考核、實驗效果考核(實驗報告考核)、實驗教學(xué)的形成性考核(依托網(wǎng)絡(luò)平臺資源，學(xué)生的線上自主學(xué)習(xí)考核)，促進(jìn)了學(xué)生實驗實踐能力的培養(yǎng)，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的科學(xué)思維能力；線上虛擬仿真實驗學(xué)習(xí)，通過人機(jī)互動，促進(jìn)了學(xué)生對實驗過程的熟悉和理解，為線下課上的實體操作做好預(yù)實驗，這種虛實結(jié)合的教學(xué)方式也有效地解決了實驗動物和實驗室資源不足，動物實驗無法多次重復(fù)使用，實驗室無法“全天侯”開放、無限制提供實驗技能訓(xùn)練平臺的固有“頑疾”，以及彌補(bǔ)了人體機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)的“先天不足”。

3 構(gòu)建新型醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗課程體系的實踐效果

人體機(jī)能學(xué)實驗作為一種新興的實驗教學(xué)課程，能夠緊密結(jié)合臨床實踐與醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)，多學(xué)科交叉，多技術(shù)融合，是傳統(tǒng)的動物機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)的有力補(bǔ)充，也是拓展人體機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)發(fā)展的新方向，且融入了原有的動物機(jī)能學(xué)實驗內(nèi)容，并與虛擬仿真實驗共同形成了“三位一體”的全新醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)課程體系。多年的實驗教學(xué)實踐和探索已經(jīng)證實，這種新型醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)整合實驗的獨特的教學(xué)方式，極大地促進(jìn)了學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的豐富和拓展，促進(jìn)了任課教師自身知識的儲備和教學(xué)方法手段的更新和拓寬，促進(jìn)了多學(xué)科的交叉融合，擴(kuò)大了實驗教學(xué)改革的視野和范疇。依托網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、3D技術(shù)等多技術(shù)融合的實驗教學(xué)平臺，“虛實結(jié)合”，更加真實地模擬臨床疾病的發(fā)生和發(fā)展、診斷及鑒別診斷、治療與干預(yù)等，使得學(xué)生從單調(diào)的書本學(xué)習(xí)中進(jìn)入到臨床實踐的模擬場景中，生動、直觀、親身感受，開創(chuàng)了一種基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)的新模式和新方法。人體機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)中，人機(jī)互動，師生互動，更使得醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)變得生動多樣有趣，帶來醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)的課堂革命。上述教學(xué)改革符合實驗“金課”建設(shè)所需要的元素，有助于打造基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗“金課”。

4 結(jié)語

本研究以臨床問題為導(dǎo)向，開展醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗課程教學(xué)改革，聚焦實驗課程內(nèi)容，采用新的教學(xué)方式和教學(xué)手段，應(yīng)用多種信息技術(shù)，以學(xué)生的創(chuàng)新思維和實驗實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)，強(qiáng)化實驗教學(xué)各環(huán)節(jié)的考核與評價，圍繞醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)整合實驗“金課”課程體系的構(gòu)建這一中心，通過“動靜結(jié)合”“虛實結(jié)合”“課下線上+線下課上結(jié)合”，踐行新思路、新模式和新技術(shù)，為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)注入了新的活力，也必將促進(jìn)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展，為切實提高醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量、服務(wù)“健康中國”發(fā)展戰(zhàn)略增添助力。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明于利：統(tǒng)籌設(shè)計規(guī)劃實驗教學(xué)改革方案，領(lǐng)導(dǎo)實施實驗教學(xué)改革，參與實驗教學(xué)實踐活動；劉卓、李勝陶：參與實驗教學(xué)改革實踐；牟華：負(fù)責(zé)實驗教學(xué)平臺建設(shè)和維護(hù)，保障實驗教學(xué)工作