探討基于翻轉課堂的PBL教學模式在生理學教學中的應用

祖胡月+陳少軍

【摘要】生理學是一門以實驗為基礎的學科，本文以生理學綜合實驗為例，利用基于翻轉課堂的PBL教學模式，優化生理學教學過程，提高學生自學能力和分析解決問題的能力，實現理論與實踐相結合實現個性化教學模式。

【關鍵詞】PBL教學模式 翻轉課堂 生理學教學 綜合實驗

【中圖分類號】Q4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）02-0226-02

近代生理學的創立是以1628年英國醫生威廉·哈維的《心血運動論》的發表為標志，哈維認為生理學是一門以實驗為基礎的科學，一切知識都應該從實驗中獲得。生理學是高等院校醫學和護理學專業重要的橋梁課程，是學習病理生理學、內外婦兒等臨床課程的基礎。2007年，以翻轉課堂、慕課（MOOC），CBL、PBL為代表的新型教學模式開始走進我們的視野，這些新型教學模式為生理學帶來了全新的發展。2015年《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》明確提出了“高校要廣泛開展啟發式、討論式、參與式教學，推動教師把實踐經驗融入課堂教學”，這為以實驗為基礎的生理學教學改革提供了重要契機。

1.基于翻轉課堂的PBL教學模式的內涵

“在問題中學”是美國實用主義教育學家杜威提出的學習方法，在20世紀50年代末這種學習方法被概括和優化成“基于問題的學習模式”，即PBL教學模式。PBL（problem-based-learning）是以問題為基礎，以醫學護理學專業學生為主體，以小組討論作為主要形式，在授課教師的指引下，圍繞某個醫學專題或具體病例診治所需要的知識點進行主動學習的過程，將理論與實際應用緊密聯系在一起。

PBL模式顛覆了傳統的教學過程，在翻轉課堂的基礎上，學生利用授課教師提供的學習資料和視頻資源，在課外時間完成相關知識的建構，記錄疑問。課堂上，在授課教師的引導下學生完成實踐操作，解答疑問，歸納總結，并獲得教師的針對性指導。因此，基于翻轉課堂的PBL教學模式，使學生擺脫了被動學習的角色，能夠自己掌控學習時間和進度。學習能力強的學生可以加快學習進度，獲取更多的拓展知識，而接受能力弱的學生可以放慢速度，反復學習，記錄筆記，兩者在課堂討論中加深對知識的理解。這種新型教學模式在一定程度上促進了個性化教學，有利于教學改革和創新型人才的培養，與孔子提倡的因材施教有異曲同工之妙。下面我們以生理學的實驗教學為例，探討新型教學模式在生理學教學過程中的應用[1]。

2.生理學綜合實驗的設計方案

2.1 實驗設計原則

與傳統的實驗設計不同，利用基于翻轉課堂的PBL教學模式，以生理學中常用模式生物蟾蜍作為實驗對象，同時開展多個不同實驗項目。綜合實驗需要圍繞以下四個原則來設計實施：（1）新型教學模式：實驗課前，學生利用互聯網多媒體復習相關理論知識，自主學習實驗過程，課堂上以小組為單位合作完成實驗操作，課后共同撰寫實驗報告，歸納總結實驗中出現的問題。（2）系統串聯實驗：利用蟾蜍進行綜合實驗，涉及到運動生理，血液循環生理和神經系統生理等方面[2]。由點及線到面，使學生對生理學的三個研究層次有更深入的理解。（3）實踐環節完整：從蟾蜍的抓握，處理，固定，操作全部由學生自行完成，授課教師從旁指導。（4）遵循“減少，替代，優化”原則[3]：在實驗過程中嚴格遵守3R原則，手術要求盡量輕巧，減少出血和創傷，將實驗動物的痛苦降低。

2.2 實驗設計方案

2.2.1 期前收縮和代償間歇：利用探針對蟾蜍進行雙毀髓，打開胸腔，暴露心臟。操作過程使用玻璃分針減少刺激，避免解剖剪毀壞胸腔血管引發出血。將張力換能器與心尖相連，打開生物信號記錄儀，給予適當刺激，學生觀察心臟的期前收縮和代償間歇曲線。

2.2.2 心臟起搏點分析：斷開心尖與張力換能器的連接，向心臟滴加任氏液，使蛙心恢復正常，用玻璃針翻轉心臟，觀察并記錄心房、心室和靜脈竇的搏動次數。結扎靜脈竇后，觀察記錄三者搏動頻率與結扎前有何差異。

2.2.3 蛙心電圖記錄：取下結扎線，對心臟滴加任氏液，并用小試管局部加溫。將心電導聯線分別接在蟾蜍四肢和胸前的大頭針上，利用生物信號記錄分析儀采集蛙的心電信號，記錄心電圖，掌握心電圖的波形及生理意義。

2.2.4 蛙坐骨神經-腓腸肌標本制備：離斷蟾蜍脊柱，保留腰骶部脊柱及后肢。剝皮，游離坐骨神經和腓腸肌，制成標本，用鋅銅弓檢查標本的興奮性，過程中滴加任氏液。利用張力換能器和信號記錄儀，掌握機體的興奮性，并解釋閾刺激，閾上和閾下刺激。

3.綜合實驗實施

由于綜合實驗項目復雜，操作時間長，涉及知識點多，所以為保證實驗順利進行，需要學生在課前復習理論知識，通過多媒體示教學習實驗步驟，并記錄實驗中的注意事項。因此，授課教師將實驗進程劃分為課外和課內兩個階段（圖1）。

3.1 課前準備階段

3.1.1 指導教師課前準備： ①制作實驗示教視頻，PPT教學課件和實驗指導材料。需告知學生蟾蜍的習性，介紹實驗所需試劑、解剖器材、儀器的使用方法。②以小組為單位，利用醫護實驗中心的虛擬仿真實驗軟件進行訓練。確認每位同學在課堂實踐中的分工，以便課堂手術順利有序進行。③注意收集學生在自學過程中遇到的難點，以便在課堂上有針對性的指導。

3.1.2 學生課前準備：明確學習目標，利用教師提供的多媒體教學材料，圍繞學習目標自主學習，查找資料，延伸閱讀，拓展知識。與小組成員一起進行虛擬仿真練習，確定自己在課堂實踐中的分工。

3.2 課堂實踐

3.2.1 學生課堂實踐：在組長的帶領下完成實驗準備工作，包括手術器械、試劑檢查、實驗儀器連接是否正常，實驗動物抓握練習（抓握手法非常重要，有的同學對實驗動物有畏懼心理，正確的抓握方法會大大減小操作者被實驗動物抓傷的風險）等。實驗過程中，成員主動參與，分工合作，有序的開展手術，專人負責記錄實驗中出現的疑難問題，及時請教師進行針對性指導。

3.2.2教師課堂指導：此階段，教師是課堂的組織者和引導者，是參與學生實踐活動的伙伴，教師應避免直接給出答案或指出問題癥結，而是引導學生自行探索（若小組數量多，指導教師可以請實驗員協助進行課堂指導，避免因指導不及時而帶來的實驗停滯，甚至會影響學生的積極性）。

3.3 課后歸納總結

3.3.1 學生課后總結 以小組為單位，匯報實驗得失，結合課前案例找出重難點，分析疑難問題，并撰寫實驗報告，提交試驗成果。

3.3.2 教師課后反思 參與各小組歸納總結，查漏補缺，特別是針對學生存在分歧和爭議的內容進行重點講解。回顧并記錄解決方案，為今后的教學和實驗操作提供參考。

4.討論及對策

我校醫學院和護理學院開設的生理學是在人體解剖學的基礎上，結合組織胚胎學、病理生理學等內容，帶領學生認知正常人體生命活動的基本規律，并為今后臨床各科的學習打下基礎。生理學教材中的很多內容和我們的現實生活聯系緊密，大部分在臨床病例中也常見。因此，基于翻轉課堂的PBL教學模式在培養學生分析解決問題的能力，理論和實踐相結合的能力上發揮重要作用，是生理學教學的必然趨勢。

基于翻轉課堂的PBL教學模式尚屬于新事物，在實施過程中要循序漸進，有針對性。因為相當一部分學生在課堂上缺乏積極性，還停留在被動接受的傳統教學模式里，缺乏主動探索精神。對此，教師可以開展以生理學的某一個或某幾個模塊串聯的方式，由點及面，引起學生的興趣和學習積極性。例如，用生理學綜合實驗將神經系統和循環系統串聯起來，然后再將這種教學法擴展到理論知識的教學當中去。學生利用網絡、多媒體、虛擬仿真實驗、豐富的臨床案例來幫助自己學習，提高自身的主觀能動性。

常言說，要給學生一杯水，教師要有一桶水。而基于翻轉課堂的PBL模式對教師的整體素質要求更高，不僅需要教師專業知識扎實，有寬廣的知識面，善于與學生溝通，調動學生的主觀能動性。而且對教師的計算機水平也有新的要求，錄制微課，虛擬仿真實驗操作，3D成像等都是新形勢下教師的必備技能。最后，學校定期組織教師參加教學培訓，優化教學條件和設備，完善圖書館、電教室資源都有助于新型教學模式的推廣應用[4，5，6]。

綜上，基于翻轉課堂的PBL教學模式，有利于創新型人才培養，迎合學生自主學習的需求，將枯燥乏味的生理學理論知識與生活聯系起來，例如人體血壓、血糖的調節，心電圖的認讀等。但從實際教學中我們發現，并不是所有的知識模塊都適合于這種教學模式，例如骨骼肌的收縮，細胞信號轉導等教學內容涉及到細胞水平的研究，理論性較強，學生自主學習的話反而會因不明白產生消極情緒。所以，如何形成一套以基于翻轉課堂的PBL教學模式為主，傳統教學模式為輔的生理學的教學體系仍然需要不斷地探索和完善。

參考文獻：

[1]張曉麗，徐進，麻智等.基于翻轉課堂教學模式的生理學綜合性實驗設計[J].醫學理論與實踐，2016，29（18）：3288-3290.

[2]朱克剛，張啟榮，趙萬紅等.機能實驗教學方式與方法改革研究[J].醫學教育探索， 2009，7 （8）：749-750.

[3]張曉麗，徐進.基于3R原則的生理學綜合實驗設計及應用[J].醫學信息，2016，29（23）：7-8.

[4]張建蘋.生理學實驗PBL教學中教師的作用[J].中國衛生產業，2015，16：41-43.

[5]黃黎月，于述偉，許雅蘋等.微課程與翻轉課堂在高職高專生理學教學中的應用初探[J].中國高等醫學教育，2016，08，059：113-114.

[6]王晗，許閩廣.以臨床為導向的生理學教學方法的探討[J].中國高等醫學教育，2011，01：112-113.