生物醫學工程專業中《人體解剖生理學》課程教學模式改革與思考

楊文偉+薛凌云+楊勇

摘要：《人體解剖生理學》課程是生物醫學工程等醫工結合專業的醫學基礎類課程，具有理論性強、內容體量大等特點，如何高效完成教學任務，且達到專業培養的知識要求，是該課程教學需要不斷探索的課題。針對這個問題，我們提出突出醫工結合特色、部分章節開展教師指導下的自學、重視實驗教學及改革考核模式等措施，開展工科專業的醫學基礎課教學，建設具有工科專業特色的《人體解剖生理學》課程。

關鍵詞：教學模式改革;人體解剖生理學;醫工結合;自主學習

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2014）42-0082-03

一、引言

人體解剖生理學是研究人體各部分形態、結構及人體生命活動的規律或生理功能的科學。在生物醫學工程和醫學信息工程等工科專業中，它是醫學基礎類課程，也是必修的專業基礎課。生物醫學工程等工科專業是交叉學科，它綜合工程學、生物學和醫學的理論和方法，從不同層次研究人體系統的狀態變化，并運用工程技術手段去解決醫學中的相關問題。因此，生物醫學工程專業的學生培養需要生物學、醫學和工程學的相關理論和知識。對生物醫學工程等相關工科專業的學生開設《人體解剖生理學》課程，是專業知識結構的需要，也是后續的生物醫學信號處理、生物醫學系統建模與仿真、醫療儀器等專業課程的重要醫學基礎。學習《人體解剖生理學》知識，能夠使學生了解人類醫療、保健方面的需求，更重要的是，能夠啟發學生在未來的學習和工作中發現醫工結合的交叉點，促進學生圍繞生物醫學工程的專業方向進行創新性研究和工作。

二、生物醫學工程等專業中《人體解剖生理學》教學現狀

目前，我國生物醫學工程專業大多在工科院校和醫學院校中開設，由于這一專業學科交叉的特殊性，在培養模式方面容易出現偏重于工科或偏重于醫科的現象，沒有真正體現出醫學工程的多學科交叉的特點。此外，在這些專業中，其醫學基礎課程和工科專業課程獨立開設，尤其是所開設的《人體解剖生理學》課程，學科獨立性較強，存在醫學基礎課和后續專業課教學相互脫節的問題。進一步分析這些專業對《人體解剖生理學》課程的教學要求發現，作為醫學基礎課，該課程的教學內容需要涉及人體解剖學、生理學及病理學等幾門課程，內容體量大、理論性強，然而課時方面卻基本要求在一個學期內的幾十個學時內完成該課程教學。在這種情況下，如何高效、高品質地完成大體量的教學內容，達到生物醫學工程等醫工結合專業對該課程的知識要求，是《人體解剖生理學》課程教學需要不斷探索的課題。

現有的《人體解剖生理學》教學方法研究大多是在生命科學專業和醫學臨床專業中開展，而在生物醫學工程等醫工結合專業中，該課程的教學方法僅有少數教學研究開展。作為專業基礎課，《人體解剖生理學》課程在這些專業中應該如何開展教學？如何體現工科專業特色？如何體現學科交叉特點？實際的教學工作急需有新方法的探索。因此，這些問題的研究不僅對醫工結合專業的培養質量提高有幫助，同時，也是高等醫學教育研究的重要組成部分。

我們所在的生物醫學工程專業是在工科院校背景中開設的，依托工科背景，在工程基礎課程教學方面，師資條件和實驗條件相對比較成熟，然而在醫學基礎課程教學方面，存在醫學學科基礎薄弱，教學改革之前教學模式傳統、單一的問題，沒有很好地突出生物醫學工程的工科特色和學科交叉特點。更為突出的問題是，這種沿襲傳統醫學專業的教學模式在工科院校中教學效果不理想，教學負擔重。針對這些問題，我們以服務專業建設為出發點，提出開展具有工科專業特色的《人體解剖生理學》教學改革，分別從課程內容選擇、自主學習能力的培養、實驗和實踐環節結合以及改革考核模式等方面開展。

三、課程教學改革的主要內容

（一）合理安排課程內容，科學設計課程體系，突出醫工結合專業特色

以生理系統為框架整理課程內容，開展以生理系統為單元的專題教學，突出教學重點、難點。在該課程中，細胞基本生理功能尤其是生物電的生理機制、循環系統、泌尿系統、神經系統等章節是重點和難點，其中的心電、腦電、肌電與生物醫學工程重要的研究領域密切相關。這些章節的教學會重點講解，內容包括解剖結構、生理功能及相關的工程應用;而運動系統、消化系統等章節內容系統性較強，相對容易理解，這部分內容的教學方式設計采用教師指導下的自學，教師把章節的內容梗概在課堂上講解，具體內容布置學生課下自學，并要求學生寫出自學報告，這樣區別分配授課時間，既突出了教學重點，也解決了課程體量大而課時少的矛盾。

為更好地服務于生物醫學工程專業的學科交叉特點，在教學過程中注意整理、添加與工程應用和醫學臨床相關的內容，比如，在講解循環系統時增加對血管支架、人工瓣膜、人工起搏器等生物醫學工程材料、儀器工作原理的介紹，同時結合生理功能的原理給出問題，讓學生分析，比如，“更換人工起搏器時為什么不能直接關閉起搏器，而是要逐步減慢人工起搏器的搏動頻率？”;再如，在泌尿系統的教學中，在講解腎單位結構的基礎上，提出“尿液是如何產生的？臨床使用的人工透析機是如何工作的？”等問題，啟發學生關注這些醫工結合點，讓他們帶著問題去查閱資料，并在課堂討論時給出自己的觀點。這些教學過程不僅激發了學生的學習興趣，而且為以后《醫療儀器》等專業課程的學習打下了基礎，建立了醫學基礎課和專業課之間的聯系。更重要的是，這個過程培養了學生自主學習能力，啟發學生在未來的專業學習和工作中尋找醫工結合的交叉點，對培養學生的創新思維具有重要作用。

（二）結合優質網絡教學資源拓展學生的專業視野，培養自主學習能力

網絡公開課等視頻資源把優勢教育資源通過網絡向公眾傳播，是寶貴的學習資源，《人體解剖生理學》的教學過程中引入了網絡視頻公開課、課程相關專題紀錄片及文獻數據庫等資源，拓展學生的專業視野，培養自主學習能力，同時也彌補了《人體解剖生理學》課程內容體量大而課時有限的矛盾。我校圖書館有國內外著名大學的公開課視頻，比如，中南大學湘雅醫學院的《人體解剖學》網絡公開課程，斯坦福大學的《人體解剖學》課程，香港中文大學《語言與大腦》視頻公開課，杜克大學的《人體生理學導論》等等，這些課程由資深的專家教授進行全程教學，內容清晰、詳實。在課程教學過程中，教師根據課程進度介紹這些視頻公開課給學生課下自學，并提出相關的問題啟發學生思考;在課堂教學時，教師會組織學生對自學情況做簡要的討論和總結。此外，課程內容相關的專題紀錄片也對課程教學做了很好的補充，這些影片由專業團隊拍攝，案例豐富，制作精美，觀賞性強，學生被紀錄片內容吸引的同時，也激發了課程學習的興趣。比如，在講解神經系統的高級功能——睡眠功能時，鏈接《人體奧秘》睡眠專題的記錄片，片中通過豐富的案例對睡眠過程進行講解，使學生對睡眠功能和研究現狀有深入了解，教師針對紀錄片中涉及的重要生理學現象提出問題讓學生思考，如：“為什么睡眠對人體是必須的？”、“快速眼動睡眠和記憶有什么聯系？”等等，通過這些環節，不僅豐富了學生的學習資源，更重要的是，在這種教學過程中，培養了學生深入思考、自主學習的能力，加深了對專業知識的理解。

（三）重視實驗環節教學

該課程配套有《人體解剖生理學》實驗課程，在課程教學中注意理論教學和實驗環節的配合和銜接，開設的實驗都涉及課程中的重點、難點內容。比如，生物電部分是該課程的重點、難點內容，圍繞生物電內容設置了神經肌肉電生理、大鼠心電圖描記、大鼠運動感覺皮層腦電信號的獲取、人體腦電圖描記等四個實驗，讓學生認識不同類型的生物電，并通過生理信號分析系統對獲取的生物電信號進行分析，實驗中教師提出思考題，比如“如何獲得好的心電圖描記？”，這些實驗操作和思考題將啟發學生深入的認識生物電，為以后學習生物醫學信號處理等專業課打下了基礎。這些操作加深了對理論的理解，同時也逐步建立和后續專業課的聯系。

（四）改革課程考核方法

完善考評體系，由以往對知識點的考查為重心轉為以能力考查為重心，從以結果評價為主向結果過程評價結合為主轉變。考核也應具有一定的靈活性。通過增大平時成績比例來改變考核構成，如平時作業（主要是章節重點內容的訓練等）占15%、專題討論表現占15%、自學模塊表現（以討論和讀書報告形式體現）占15%，課堂回答問題情況占5%。減少閉卷考試中固定答案的題目、增加主觀題目的分值等辦法，期末考試成績在總評成績中占50%，重點考察學生對問題的理解能力、運用能力。并且，把這種考核模式在開課之初就對學生明確指出，使學生在課程學習的過程中更注重這些能力的培養，從而把考試也作為教學的手段之一。

四、教學改革的思考和展望

經過近幾年的教學改革實踐，我們發現，注重醫工結合、突出工科專業特色的《人體解剖生理學》教學對提高學生的自主學習能力，夯實專業基礎有很大幫助，符合培養復合型人才的教育理念。在以后的教學研究中，我們會更加注重《人體解剖生理學》與工程應用和醫學臨床現象的結合，突出醫工結合特色，注重學生自主學習能力的培養，開展具有工科專業特色的醫學基礎課教學模式探索。此外，目前尚未見有生物醫學工程等醫工結合專業專用的《人體解剖生理學》教材，結合正在開展的這種面向工科專業的醫學基礎課教學模式改革，收集整理相關的課程資料和各類教學模塊的內容，嘗試編寫面向工科專業的《人體解剖生理學》教材，既是對我們開展的教學改革實踐的歸納和總結，更希望能對醫工結合專業中醫學基礎課程的教學模式進行豐富和補充。

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基金項目：本教學模式改革工作受到杭州電子科技大學教學模式改革試點課程“人體解剖生理學”項目和杭州電子科技大學高教研究課題重點項目（ZD1302）的資助。

作者簡介：楊文偉（1974-），女，河南信陽人，理學博士，講師，研究方向：神經電生理學;薛凌云（1967-），女，浙江杭州人，工學博士，教授，研究方向：檢測技術與自動化裝置。