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【摘要】生理学是一门以实验为基础的学科，本文以生理学综合实验为例，利用基于翻转课堂的PBL教学模式，优化生理学教学过程，提高学生自学能力和分析解决问题的能力，实现理论与实践相结合实现个性化教学模式。
【关键词】PBL教学模式 翻转课堂 生理学教学 综合实验
【中图分类号】Q4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）02-0226-02
近代生理学的创立是以1628年英国医生威廉·哈维的《心血运动论》的发表为标志，哈维认为生理学是一门以实验为基础的科学，一切知识都应该从实验中获得。生理学是高等院校医学和护理学专业重要的桥梁课程，是学习病理生理学、内外妇儿等临床课程的基础。2007年，以翻转课堂、慕课（MOOC），CBL、PBL为代表的新型教学模式开始走进我们的视野，这些新型教学模式为生理学带来了全新的发展。2015年《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》明确提出了“高校要广泛开展启发式、讨论式、参与式教学，推动教师把实践经验融入课堂教学”，这为以实验为基础的生理学教学改革提供了重要契机。
1.基于翻转课堂的PBL教学模式的内涵
“在问题中学”是美国实用主义教育学家杜威提出的学习方法，在20世纪50年代末这种学习方法被概括和优化成“基于问题的学习模式”，即PBL教学模式。PBL（problem-based-learning）是以问题为基础，以医学护理学专业学生为主体，以小组讨论作为主要形式，在授课教师的指引下，围绕某个医学专题或具体病例诊治所需要的知识点进行主动学习的过程，将理论与实际应用紧密联系在一起。
PBL模式颠覆了传统的教学过程，在翻转课堂的基础上，学生利用授课教师提供的学习资料和视频资源，在课外时间完成相关知识的建构，记录疑问。课堂上，在授课教师的引导下学生完成实践操作，解答疑问，归纳总结，并获得教师的针对性指导。因此，基于翻转课堂的PBL教学模式，使学生摆脱了被动学习的角色，能够自己掌控学习时间和进度。学习能力强的学生可以加快学习进度，获取更多的拓展知识，而接受能力弱的学生可以放慢速度，反复学习，记录笔记，两者在课堂讨论中加深对知识的理解。这种新型教学模式在一定程度上促進了个性化教学，有利于教学改革和创新型人才的培养，与孔子提倡的因材施教有异曲同工之妙。下面我们以生理学的实验教学为例，探讨新型教学模式在生理学教学过程中的应用[1]。
2.生理学综合实验的设计方案
2.1 实验设计原则
与传统的实验设计不同，利用基于翻转课堂的PBL教学模式，以生理学中常用模式生物蟾蜍作为实验对象，同时开展多个不同实验项目。综合实验需要围绕以下四个原则来设计实施：（1）新型教学模式：实验课前，学生利用互联网多媒体复习相关理论知识，自主学习实验过程，课堂上以小组为单位合作完成实验操作，课后共同撰写实验报告，归纳总结实验中出现的问题。（2）系统串联实验：利用蟾蜍进行综合实验，涉及到运动生理，血液循环生理和神经系统生理等方面[2]。由点及线到面，使学生对生理学的三个研究层次有更深入的理解。（3）实践环节完整：从蟾蜍的抓握，处理，固定，操作全部由学生自行完成，授课教师从旁指导。（4）遵循“减少，替代，优化”原则[3]：在实验过程中严格遵守3R原则，手术要求尽量轻巧，减少出血和创伤，将实验动物的痛苦降低。
2.2 实验设计方案
2.2.1 期前收缩和代偿间歇：利用探针对蟾蜍进行双毁髓，打开胸腔，暴露心脏。操作过程使用玻璃分针减少刺激，避免解剖剪毁坏胸腔血管引发出血。将张力换能器与心尖相连，打开生物信号记录仪，给予适当刺激，学生观察心脏的期前收缩和代偿间歇曲线。
2.2.2 心脏起搏点分析：断开心尖与张力换能器的连接，向心脏滴加任氏液，使蛙心恢复正常，用玻璃针翻转心脏，观察并记录心房、心室和静脉窦的搏动次数。结扎静脉窦后，观察记录三者搏动频率与结扎前有何差异。
2.2.3 蛙心电图记录：取下结扎线，对心脏滴加任氏液，并用小试管局部加温。将心电导联线分别接在蟾蜍四肢和胸前的大头针上，利用生物信号记录分析仪采集蛙的心电信号，记录心电图，掌握心电图的波形及生理意义。
2.2.4 蛙坐骨神经-腓肠肌标本制备：离断蟾蜍脊柱，保留腰骶部脊柱及后肢。剥皮，游离坐骨神经和腓肠肌，制成标本，用锌铜弓检查标本的兴奋性，过程中滴加任氏液。利用张力换能器和信号记录仪，掌握机体的兴奋性，并解释阈刺激，阈上和阈下刺激。
3.综合实验实施
由于综合实验项目复杂，操作时间长，涉及知识点多，所以为保证实验顺利进行，需要学生在课前复习理论知识，通过多媒体示教学习实验步骤，并记录实验中的注意事项。因此，授课教师将实验进程划分为课外和课内两个阶段（图1）。
3.1 课前准备阶段
3.1.1 指导教师课前准备： ①制作实验示教视频，PPT教学课件和实验指导材料。需告知学生蟾蜍的习性，介绍实验所需试剂、解剖器材、仪器的使用方法。②以小组为单位，利用医护实验中心的虚拟仿真实验软件进行训练。确认每位同学在课堂实践中的分工，以便课堂手术顺利有序进行。③注意收集学生在自学过程中遇到的难点，以便在课堂上有针对性的指导。
3.1.2 学生课前准备：明确学习目标，利用教师提供的多媒体教学材料，围绕学习目标自主学习，查找资料，延伸阅读，拓展知识。与小组成员一起进行虚拟仿真练习，确定自己在课堂实践中的分工。
3.2 课堂实践
3.2.1 学生课堂实践：在组长的带领下完成实验准备工作，包括手术器械、试剂检查、实验仪器连接是否正常，实验动物抓握练习（抓握手法非常重要，有的同学对实验动物有畏惧心理，正确的抓握方法会大大减小操作者被实验动物抓伤的风险）等。实验过程中，成员主动参与，分工合作，有序的开展手术，专人负责记录实验中出现的疑难问题，及时请教师进行针对性指导。 3.2.2教师课堂指导：此阶段，教师是课堂的组织者和引导者，是参与学生实践活动的伙伴，教师应避免直接给出答案或指出问题症结，而是引导学生自行探索（若小组数量多，指导教师可以请实验员协助进行课堂指导，避免因指导不及时而带来的实验停滞，甚至会影响学生的积极性）。
3.3 课后归纳总结
3.3.1 学生课后总结 以小组为单位，汇报实验得失，结合课前案例找出重难点，分析疑难问题，并撰写实验报告，提交试验成果。
3.3.2 教师课后反思 参与各小组归纳总结，查漏补缺，特别是针对学生存在分歧和争议的内容进行重点讲解。回顾并记录解决方案，为今后的教学和实验操作提供参考。
4.讨论及对策
我校医学院和护理学院开设的生理学是在人体解剖学的基础上，结合组织胚胎学、病理生理学等内容，带领学生认知正常人体生命活动的基本规律，并为今后临床各科的学习打下基础。生理学教材中的很多内容和我们的现实生活联系紧密，大部分在临床病例中也常见。因此，基于翻转课堂的PBL教学模式在培养学生分析解决问题的能力，理论和实践相结合的能力上发挥重要作用，是生理学教学的必然趋势。
基于翻转课堂的PBL教学模式尚属于新事物，在实施过程中要循序渐进，有针对性。因为相当一部分学生在课堂上缺乏积极性，还停留在被动接受的传统教学模式里，缺乏主动探索精神。对此，教师可以开展以生理學的某一个或某几个模块串联的方式，由点及面，引起学生的兴趣和学习积极性。例如，用生理学综合实验将神经系统和循环系统串联起来，然后再将这种教学法扩展到理论知识的教学当中去。学生利用网络、多媒体、虚拟仿真实验、丰富的临床案例来帮助自己学习，提高自身的主观能动性。
常言说，要给学生一杯水，教师要有一桶水。而基于翻转课堂的PBL模式对教师的整体素质要求更高，不仅需要教师专业知识扎实，有宽广的知识面，善于与学生沟通，调动学生的主观能动性。而且对教师的计算机水平也有新的要求，录制微课，虚拟仿真实验操作，3D成像等都是新形势下教师的必备技能。最后，学校定期组织教师参加教学培训，优化教学条件和设备，完善图书馆、电教室资源都有助于新型教学模式的推广应用[4，5，6]。
综上，基于翻转课堂的PBL教学模式，有利于创新型人才培养，迎合学生自主学习的需求，将枯燥乏味的生理学理论知识与生活联系起来，例如人体血压、血糖的调节，心电图的认读等。但从实际教学中我们发现，并不是所有的知识模块都适合于这种教学模式，例如骨骼肌的收缩，细胞信号转导等教学内容涉及到细胞水平的研究，理论性较强，学生自主学习的话反而会因不明白产生消极情绪。所以，如何形成一套以基于翻转课堂的PBL教学模式为主，传统教学模式为辅的生理学的教学体系仍然需要不断地探索和完善。
参考文献：
[1]张晓丽，徐进，麻智等.基于翻转课堂教学模式的生理学综合性实验设计[J].医学理论与实践，2016，29（18）：3288-3290.
[2]朱克刚，张启荣，赵万红等.机能实验教学方式与方法改革研究[J].医学教育探索， 2009，7 （8）：749-750.
[3]张晓丽，徐进.基于3R原则的生理学综合实验设计及应用[J].医学信息，2016，29（23）：7-8.
[4]张建苹.生理学实验PBL教学中教师的作用[J].中国卫生产业，2015，16：41-43.
[5]黄黎月，于述伟，许雅苹等.微课程与翻转课堂在高职高专生理学教学中的应用初探[J].中国高等医学教育，2016，08，059：113-114.
[6]王晗，许闽广.以临床为导向的生理学教学方法的探讨[J].中国高等医学教育，2011，01：112-113.
【关键词】PBL教学模式 翻转课堂 生理学教学 综合实验
【中图分类号】Q4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）02-0226-02
近代生理学的创立是以1628年英国医生威廉·哈维的《心血运动论》的发表为标志，哈维认为生理学是一门以实验为基础的科学，一切知识都应该从实验中获得。生理学是高等院校医学和护理学专业重要的桥梁课程，是学习病理生理学、内外妇儿等临床课程的基础。2007年，以翻转课堂、慕课（MOOC），CBL、PBL为代表的新型教学模式开始走进我们的视野，这些新型教学模式为生理学带来了全新的发展。2015年《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》明确提出了“高校要广泛开展启发式、讨论式、参与式教学，推动教师把实践经验融入课堂教学”，这为以实验为基础的生理学教学改革提供了重要契机。
1.基于翻转课堂的PBL教学模式的内涵
“在问题中学”是美国实用主义教育学家杜威提出的学习方法，在20世纪50年代末这种学习方法被概括和优化成“基于问题的学习模式”，即PBL教学模式。PBL（problem-based-learning）是以问题为基础，以医学护理学专业学生为主体，以小组讨论作为主要形式，在授课教师的指引下，围绕某个医学专题或具体病例诊治所需要的知识点进行主动学习的过程，将理论与实际应用紧密联系在一起。
PBL模式颠覆了传统的教学过程，在翻转课堂的基础上，学生利用授课教师提供的学习资料和视频资源，在课外时间完成相关知识的建构，记录疑问。课堂上，在授课教师的引导下学生完成实践操作，解答疑问，归纳总结，并获得教师的针对性指导。因此，基于翻转课堂的PBL教学模式，使学生摆脱了被动学习的角色，能够自己掌控学习时间和进度。学习能力强的学生可以加快学习进度，获取更多的拓展知识，而接受能力弱的学生可以放慢速度，反复学习，记录笔记，两者在课堂讨论中加深对知识的理解。这种新型教学模式在一定程度上促進了个性化教学，有利于教学改革和创新型人才的培养，与孔子提倡的因材施教有异曲同工之妙。下面我们以生理学的实验教学为例，探讨新型教学模式在生理学教学过程中的应用[1]。
2.生理学综合实验的设计方案
2.1 实验设计原则
与传统的实验设计不同，利用基于翻转课堂的PBL教学模式，以生理学中常用模式生物蟾蜍作为实验对象，同时开展多个不同实验项目。综合实验需要围绕以下四个原则来设计实施：（1）新型教学模式：实验课前，学生利用互联网多媒体复习相关理论知识，自主学习实验过程，课堂上以小组为单位合作完成实验操作，课后共同撰写实验报告，归纳总结实验中出现的问题。（2）系统串联实验：利用蟾蜍进行综合实验，涉及到运动生理，血液循环生理和神经系统生理等方面[2]。由点及线到面，使学生对生理学的三个研究层次有更深入的理解。（3）实践环节完整：从蟾蜍的抓握，处理，固定，操作全部由学生自行完成，授课教师从旁指导。（4）遵循“减少，替代，优化”原则[3]：在实验过程中严格遵守3R原则，手术要求尽量轻巧，减少出血和创伤，将实验动物的痛苦降低。
2.2 实验设计方案
2.2.1 期前收缩和代偿间歇：利用探针对蟾蜍进行双毁髓，打开胸腔，暴露心脏。操作过程使用玻璃分针减少刺激，避免解剖剪毁坏胸腔血管引发出血。将张力换能器与心尖相连，打开生物信号记录仪，给予适当刺激，学生观察心脏的期前收缩和代偿间歇曲线。
2.2.2 心脏起搏点分析：断开心尖与张力换能器的连接，向心脏滴加任氏液，使蛙心恢复正常，用玻璃针翻转心脏，观察并记录心房、心室和静脉窦的搏动次数。结扎静脉窦后，观察记录三者搏动频率与结扎前有何差异。
2.2.3 蛙心电图记录：取下结扎线，对心脏滴加任氏液，并用小试管局部加温。将心电导联线分别接在蟾蜍四肢和胸前的大头针上，利用生物信号记录分析仪采集蛙的心电信号，记录心电图，掌握心电图的波形及生理意义。
2.2.4 蛙坐骨神经-腓肠肌标本制备：离断蟾蜍脊柱，保留腰骶部脊柱及后肢。剥皮，游离坐骨神经和腓肠肌，制成标本，用锌铜弓检查标本的兴奋性，过程中滴加任氏液。利用张力换能器和信号记录仪，掌握机体的兴奋性，并解释阈刺激，阈上和阈下刺激。
3.综合实验实施
由于综合实验项目复杂，操作时间长，涉及知识点多，所以为保证实验顺利进行，需要学生在课前复习理论知识，通过多媒体示教学习实验步骤，并记录实验中的注意事项。因此，授课教师将实验进程划分为课外和课内两个阶段（图1）。
3.1 课前准备阶段
3.1.1 指导教师课前准备： ①制作实验示教视频，PPT教学课件和实验指导材料。需告知学生蟾蜍的习性，介绍实验所需试剂、解剖器材、仪器的使用方法。②以小组为单位，利用医护实验中心的虚拟仿真实验软件进行训练。确认每位同学在课堂实践中的分工，以便课堂手术顺利有序进行。③注意收集学生在自学过程中遇到的难点，以便在课堂上有针对性的指导。
3.1.2 学生课前准备：明确学习目标，利用教师提供的多媒体教学材料，围绕学习目标自主学习，查找资料，延伸阅读，拓展知识。与小组成员一起进行虚拟仿真练习，确定自己在课堂实践中的分工。
3.2 课堂实践
3.2.1 学生课堂实践：在组长的带领下完成实验准备工作，包括手术器械、试剂检查、实验仪器连接是否正常，实验动物抓握练习（抓握手法非常重要，有的同学对实验动物有畏惧心理，正确的抓握方法会大大减小操作者被实验动物抓伤的风险）等。实验过程中，成员主动参与，分工合作，有序的开展手术，专人负责记录实验中出现的疑难问题，及时请教师进行针对性指导。 3.2.2教师课堂指导：此阶段，教师是课堂的组织者和引导者，是参与学生实践活动的伙伴，教师应避免直接给出答案或指出问题症结，而是引导学生自行探索（若小组数量多，指导教师可以请实验员协助进行课堂指导，避免因指导不及时而带来的实验停滞，甚至会影响学生的积极性）。
3.3 课后归纳总结
3.3.1 学生课后总结 以小组为单位，汇报实验得失，结合课前案例找出重难点，分析疑难问题，并撰写实验报告，提交试验成果。
3.3.2 教师课后反思 参与各小组归纳总结，查漏补缺，特别是针对学生存在分歧和争议的内容进行重点讲解。回顾并记录解决方案，为今后的教学和实验操作提供参考。
4.讨论及对策
我校医学院和护理学院开设的生理学是在人体解剖学的基础上，结合组织胚胎学、病理生理学等内容，带领学生认知正常人体生命活动的基本规律，并为今后临床各科的学习打下基础。生理学教材中的很多内容和我们的现实生活联系紧密，大部分在临床病例中也常见。因此，基于翻转课堂的PBL教学模式在培养学生分析解决问题的能力，理论和实践相结合的能力上发挥重要作用，是生理学教学的必然趋势。
基于翻转课堂的PBL教学模式尚属于新事物，在实施过程中要循序渐进，有针对性。因为相当一部分学生在课堂上缺乏积极性，还停留在被动接受的传统教学模式里，缺乏主动探索精神。对此，教师可以开展以生理學的某一个或某几个模块串联的方式，由点及面，引起学生的兴趣和学习积极性。例如，用生理学综合实验将神经系统和循环系统串联起来，然后再将这种教学法扩展到理论知识的教学当中去。学生利用网络、多媒体、虚拟仿真实验、丰富的临床案例来帮助自己学习，提高自身的主观能动性。
常言说，要给学生一杯水，教师要有一桶水。而基于翻转课堂的PBL模式对教师的整体素质要求更高，不仅需要教师专业知识扎实，有宽广的知识面，善于与学生沟通，调动学生的主观能动性。而且对教师的计算机水平也有新的要求，录制微课，虚拟仿真实验操作，3D成像等都是新形势下教师的必备技能。最后，学校定期组织教师参加教学培训，优化教学条件和设备，完善图书馆、电教室资源都有助于新型教学模式的推广应用[4，5，6]。
综上，基于翻转课堂的PBL教学模式，有利于创新型人才培养，迎合学生自主学习的需求，将枯燥乏味的生理学理论知识与生活联系起来，例如人体血压、血糖的调节，心电图的认读等。但从实际教学中我们发现，并不是所有的知识模块都适合于这种教学模式，例如骨骼肌的收缩，细胞信号转导等教学内容涉及到细胞水平的研究，理论性较强，学生自主学习的话反而会因不明白产生消极情绪。所以，如何形成一套以基于翻转课堂的PBL教学模式为主，传统教学模式为辅的生理学的教学体系仍然需要不断地探索和完善。
参考文献：
[1]张晓丽，徐进，麻智等.基于翻转课堂教学模式的生理学综合性实验设计[J].医学理论与实践，2016，29（18）：3288-3290.
[2]朱克刚，张启荣，赵万红等.机能实验教学方式与方法改革研究[J].医学教育探索， 2009，7 （8）：749-750.
[3]张晓丽，徐进.基于3R原则的生理学综合实验设计及应用[J].医学信息，2016，29（23）：7-8.
[4]张建苹.生理学实验PBL教学中教师的作用[J].中国卫生产业，2015，16：41-43.
[5]黄黎月，于述伟，许雅苹等.微课程与翻转课堂在高职高专生理学教学中的应用初探[J].中国高等医学教育，2016，08，059：113-114.
[6]王晗，许闽广.以临床为导向的生理学教学方法的探讨[J].中国高等医学教育，2011，01：112-113.