探討基于翻轉(zhuǎn)課堂的PBL教學(xué)模式在生理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

祖胡月+陳少軍

【摘要】生理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，本文以生理學(xué)綜合實驗為例，利用基于翻轉(zhuǎn)課堂的PBL教學(xué)模式，優(yōu)化生理學(xué)教學(xué)過程，提高學(xué)生自學(xué)能力和分析解決問題的能力，實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合實現(xiàn)個性化教學(xué)模式。

【關(guān)鍵詞】PBL教學(xué)模式 翻轉(zhuǎn)課堂 生理學(xué)教學(xué) 綜合實驗

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

近代生理學(xué)的創(chuàng)立是以1628年英國醫(yī)生威廉·哈維的《心血運動論》的發(fā)表為標(biāo)志，哈維認(rèn)為生理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，一切知識都應(yīng)該從實驗中獲得。生理學(xué)是高等院校醫(yī)學(xué)和護(hù)理學(xué)專業(yè)重要的橋梁課程，是學(xué)習(xí)病理生理學(xué)、內(nèi)外婦兒等臨床課程的基礎(chǔ)。2007年，以翻轉(zhuǎn)課堂、慕課（MOOC），CBL、PBL為代表的新型教學(xué)模式開始走進(jìn)我們的視野，這些新型教學(xué)模式為生理學(xué)帶來了全新的發(fā)展。2015年《國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》明確提出了“高校要廣泛開展啟發(fā)式、討論式、參與式教學(xué)，推動教師把實踐經(jīng)驗融入課堂教學(xué)”，這為以實驗為基礎(chǔ)的生理學(xué)教學(xué)改革提供了重要契機(jī)。

1.基于翻轉(zhuǎn)課堂的PBL教學(xué)模式的內(nèi)涵

“在問題中學(xué)”是美國實用主義教育學(xué)家杜威提出的學(xué)習(xí)方法，在20世紀(jì)50年代末這種學(xué)習(xí)方法被概括和優(yōu)化成“基于問題的學(xué)習(xí)模式”，即PBL教學(xué)模式。PBL（problem-based-learning）是以問題為基礎(chǔ)，以醫(yī)學(xué)護(hù)理學(xué)專業(yè)學(xué)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(yī)學(xué)專題或具體病例診治所需要的知識點進(jìn)行主動學(xué)習(xí)的過程，將理論與實際應(yīng)用緊密聯(lián)系在一起。

PBL模式顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)過程，在翻轉(zhuǎn)課堂的基礎(chǔ)上，學(xué)生利用授課教師提供的學(xué)習(xí)資料和視頻資源，在課外時間完成相關(guān)知識的建構(gòu)，記錄疑問。課堂上，在授課教師的引導(dǎo)下學(xué)生完成實踐操作，解答疑問，歸納總結(jié)，并獲得教師的針對性指導(dǎo)。因此，基于翻轉(zhuǎn)課堂的PBL教學(xué)模式，使學(xué)生擺脫了被動學(xué)習(xí)的角色，能夠自己掌控學(xué)習(xí)時間和進(jìn)度。學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生可以加快學(xué)習(xí)進(jìn)度，獲取更多的拓展知識，而接受能力弱的學(xué)生可以放慢速度，反復(fù)學(xué)習(xí)，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(xué)模式在一定程度上促進(jìn)了個性化教學(xué)，有利于教學(xué)改革和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，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(xué)的實驗教學(xué)為例，探討新型教學(xué)模式在生理學(xué)教學(xué)過程中的應(yīng)用[1]。

2.生理學(xué)綜合實驗的設(shè)計方案

2.1 實驗設(shè)計原則

與傳統(tǒng)的實驗設(shè)計不同，利用基于翻轉(zhuǎn)課堂的PBL教學(xué)模式，以生理學(xué)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(shè)計實施：（1）新型教學(xué)模式：實驗課前，學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)多媒體復(fù)習(xí)相關(guān)理論知識，自主學(xué)習(xí)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(jié)實驗中出現(xiàn)的問題。（2）系統(tǒng)串聯(lián)實驗：利用蟾蜍進(jìn)行綜合實驗，涉及到運動生理，血液循環(huán)生理和神經(jīng)系統(tǒng)生理等方面[2]。由點及線到面，使學(xué)生對生理學(xué)的三個研究層次有更深入的理解。（3）實踐環(huán)節(jié)完整：從蟾蜍的抓握，處理，固定，操作全部由學(xué)生自行完成，授課教師從旁指導(dǎo)。（4）遵循“減少，替代，優(yōu)化”原則[3]：在實驗過程中嚴(yán)格遵守3R原則，手術(shù)要求盡量輕巧，減少出血和創(chuàng)傷，將實驗動物的痛苦降低。

2.2 實驗設(shè)計方案

2.2.1 期前收縮和代償間歇：利用探針對蟾蜍進(jìn)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(fā)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(dāng)刺激，學(xué)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(fù)正常，用玻璃針翻轉(zhuǎn)心臟，觀察并記錄心房、心室和靜脈竇的搏動次數(shù)。結(jié)扎靜脈竇后，觀察記錄三者搏動頻率與結(jié)扎前有何差異。

2.2.3 蛙心電圖記錄：取下結(jié)扎線，對心臟滴加任氏液，并用小試管局部加溫。將心電導(dǎo)聯(lián)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(jīng)-腓腸肌標(biāo)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(jīng)和腓腸肌，制成標(biāo)本，用鋅銅弓檢查標(biāo)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(jī)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(fù)雜，操作時間長，涉及知識點多，所以為保證實驗順利進(jìn)行，需要學(xué)生在課前復(fù)習(xí)理論知識，通過多媒體示教學(xué)習(xí)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(jìn)程劃分為課外和課內(nèi)兩個階段（圖1）。

3.1 課前準(zhǔn)備階段

3.1.1 指導(dǎo)教師課前準(zhǔn)備： ①制作實驗示教視頻，PPT教學(xué)課件和實驗指導(dǎo)材料。需告知學(xué)生蟾蜍的習(xí)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(yī)護(hù)實驗中心的虛擬仿真實驗軟件進(jìn)行訓(xùn)練。確認(rèn)每位同學(xué)在課堂實踐中的分工，以便課堂手術(shù)順利有序進(jìn)行。③注意收集學(xué)生在自學(xué)過程中遇到的難點，以便在課堂上有針對性的指導(dǎo)。

3.1.2 學(xué)生課前準(zhǔn)備：明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，利用教師提供的多媒體教學(xué)材料，圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)自主學(xué)習(xí)，查找資料，延伸閱讀，拓展知識。與小組成員一起進(jìn)行虛擬仿真練習(xí)，確定自己在課堂實踐中的分工。

3.2 課堂實踐

3.2.1 學(xué)生課堂實踐：在組長的帶領(lǐng)下完成實驗準(zhǔn)備工作，包括手術(shù)器械、試劑檢查、實驗儀器連接是否正常，實驗動物抓握練習(xí)（抓握手法非常重要，有的同學(xué)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(fēng)險）等。實驗過程中，成員主動參與，分工合作，有序的開展手術(shù)，專人負(fù)責(zé)記錄實驗中出現(xiàn)的疑難問題，及時請教師進(jìn)行針對性指導(dǎo)。

3.2.2教師課堂指導(dǎo)：此階段，教師是課堂的組織者和引導(dǎo)者，是參與學(xué)生實踐活動的伙伴，教師應(yīng)避免直接給出答案或指出問題癥結(jié)，而是引導(dǎo)學(xué)生自行探索（若小組數(shù)量多，指導(dǎo)教師可以請實驗員協(xié)助進(jìn)行課堂指導(dǎo)，避免因指導(dǎo)不及時而帶來的實驗停滯，甚至?xí)绊憣W(xué)生的積極性）。

3.3 課后歸納總結(jié)

3.3.1 學(xué)生課后總結(jié) 以小組為單位，匯報實驗得失，結(jié)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(jié)，查漏補(bǔ)缺，特別是針對學(xué)生存在分歧和爭議的內(nèi)容進(jìn)行重點講解。回顧并記錄解決方案，為今后的教學(xué)和實驗操作提供參考。

4.討論及對策

我校醫(yī)學(xué)院和護(hù)理學(xué)院開設(shè)的生理學(xué)是在人體解剖學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合組織胚胎學(xué)、病理生理學(xué)等內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)知正常人體生命活動的基本規(guī)律，并為今后臨床各科的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。生理學(xué)教材中的很多內(nèi)容和我們的現(xiàn)實生活聯(lián)系緊密，大部分在臨床病例中也常見。因此，基于翻轉(zhuǎn)課堂的PBL教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力，理論和實踐相結(jié)合的能力上發(fā)揮重要作用，是生理學(xué)教學(xué)的必然趨勢。

基于翻轉(zhuǎn)課堂的PBL教學(xué)模式尚屬于新事物，在實施過程中要循序漸進(jìn)，有針對性。因為相當(dāng)一部分學(xué)生在課堂上缺乏積極性，還停留在被動接受的傳統(tǒng)教學(xué)模式里，缺乏主動探索精神。對此，教師可以開展以生理學(xué)的某一個或某幾個模塊串聯(lián)的方式，由點及面，引起學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)積極性。例如，用生理學(xué)綜合實驗將神經(jīng)系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)串聯(lián)起來，然后再將這種教學(xué)法擴(kuò)展到理論知識的教學(xué)當(dāng)中去。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)、多媒體、虛擬仿真實驗、豐富的臨床案例來幫助自己學(xué)習(xí)，提高自身的主觀能動性。

常言說，要給學(xué)生一杯水，教師要有一桶水。而基于翻轉(zhuǎn)課堂的PBL模式對教師的整體素質(zhì)要求更高，不僅需要教師專業(yè)知識扎實，有寬廣的知識面，善于與學(xué)生溝通，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。而且對教師的計算機(jī)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(xué)校定期組織教師參加教學(xué)培訓(xùn)，優(yōu)化教學(xué)條件和設(shè)備，完善圖書館、電教室資源都有助于新型教學(xué)模式的推廣應(yīng)用[4，5，6]。

綜上，基于翻轉(zhuǎn)課堂的PBL教學(xué)模式，有利于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，迎合學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求，將枯燥乏味的生理學(xué)理論知識與生活聯(lián)系起來，例如人體血壓、血糖的調(diào)節(jié)，心電圖的認(rèn)讀等。但從實際教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，并不是所有的知識模塊都適合于這種教學(xué)模式，例如骨骼肌的收縮，細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等教學(xué)內(nèi)容涉及到細(xì)胞水平的研究，理論性較強(qiáng)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的話反而會因不明白產(chǎn)生消極情緒。所以，如何形成一套以基于翻轉(zhuǎn)課堂的PBL教學(xué)模式為主，傳統(tǒng)教學(xué)模式為輔的生理學(xué)的教學(xué)體系仍然需要不斷地探索和完善。

參考文獻(xiàn)：

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