自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在病理生理學(xué)教學(xué)中的評(píng)價(jià)

袁文丹，李笑巖，孫旭紅，都鵬超，柴 勇

（濱州醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264003）

病理生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是醫(yī)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的重要課程，以往傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是驗(yàn)證課堂所學(xué)理論知識(shí)，多由教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒎椒ā⒉襟E，學(xué)生一步步完成實(shí)驗(yàn)，在這種教學(xué)形式下，學(xué)生缺乏主動(dòng)性，不能很好地利用所學(xué)的理論知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不利于科研思維的養(yǎng)成，忽視了對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)和綜合分析能力的培養(yǎng)[1]。而學(xué)生自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)改革[2]，是依托我校病理生理學(xué)開放實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，其創(chuàng)新點(diǎn)是在原來病理生理學(xué)開設(shè)的小鼠缺氧、肺水腫實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，觀察小鼠缺氧時(shí)血液酸堿度、氧化應(yīng)激指標(biāo)變化及缺氧對(duì)肺損傷的影響。本自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，加強(qiáng)了對(duì)理論知識(shí)的理解，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

1 設(shè)計(jì)的思路和方法

1.1 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的方法與步驟

教師提前1～2周給學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)的有關(guān)要求，學(xué)生分小組，先在網(wǎng)上查閱文獻(xiàn)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼?dòng)物模型的制備、實(shí)驗(yàn)步驟、方法、預(yù)期結(jié)果等。要求學(xué)生將在課堂上獲得的知識(shí)點(diǎn)加以綜合，然后對(duì)可能出現(xiàn)在疾病中的表現(xiàn)加以分析，經(jīng)學(xué)生小組內(nèi)部討論擬訂初步實(shí)施方案，接著參與班級(jí)的討論，最終確立實(shí)驗(yàn)方案。如本文所述學(xué)生自主設(shè)計(jì)性方案之一：觀察缺氧對(duì)小鼠機(jī)體內(nèi)環(huán)境的影響及對(duì)肺損傷作用。本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新點(diǎn)之一是：觀察缺氧小鼠體內(nèi)酸堿平衡及氧化應(yīng)激指標(biāo)變化，缺氧對(duì)肺損傷的影響；創(chuàng)新點(diǎn)之二是：學(xué)生科學(xué)合理設(shè)計(jì)觀察指標(biāo)，觀察血漿中脂質(zhì)過氧化損傷產(chǎn)生的丙二醛（MDA）含量、堿剩余（BE）、去甲腎上腺素（NA）水平。加深學(xué)生對(duì)缺氧、水腫、酸堿平衡、應(yīng)激這些基本病理過程概念的理解及對(duì)機(jī)體損傷機(jī)制的理解。

1.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?低張性缺氧是臨床疾病最常見的缺氧類型，缺氧導(dǎo)致的氧化應(yīng)激損傷及酸堿平衡內(nèi)環(huán)境的紊亂是疾病發(fā)生發(fā)展的重要基礎(chǔ)和中心環(huán)節(jié)，因此，觀察小鼠缺氧損傷對(duì)機(jī)體的影響，有利于理解理論課上講述的缺氧、水腫、酸堿平衡及應(yīng)激等知識(shí)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)通過建立缺氧小鼠動(dòng)物模型，用正常氧小鼠做對(duì)照，觀察不同缺氧狀態(tài)下，小鼠血漿MDA含量、BE及NA水平的變化，觀察肺的形態(tài)改變，探討缺氧損傷機(jī)制及估計(jì)預(yù)后，加強(qiáng)了基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)與臨床疾病表現(xiàn)的結(jié)合，掌握了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)方法和步驟 小鼠24只，實(shí)驗(yàn)分3組，每組8只，隨機(jī)分為缺氧1組、缺氧2組、正常對(duì)照組。缺氧1組將小鼠放入盛有鈉石灰的缺氧瓶?jī)?nèi)，瓶蓋塞緊密閉，以模擬大氣中氧分壓降低而造成低張性缺氧，觀察小鼠5分鐘，待小鼠出現(xiàn)呼吸加快、口唇紫紺等明顯表現(xiàn)，即打開瓶蓋，通空氣，每次間隔10分鐘，反復(fù)3次；缺氧2組反復(fù)上述缺氧操作6次；正常對(duì)照組：將小鼠放入盛有鈉石灰的缺氧瓶?jī)?nèi)，未封蓋。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后3組小鼠均摘眼球取血1 mL，然后測(cè)定血漿MDA、BE及NA含量。處死觀察小鼠血液顏色及肝臟顏色變化，比較分析肺的大體形態(tài)改變。

本實(shí)驗(yàn)方案由學(xué)生分組獨(dú)立完成，既培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)理念，又培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)，提高了其動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

1.2 統(tǒng)計(jì)方法

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 不同缺氧條件下小鼠血漿MDA含量、BE值、NA含量變化

低張性缺氧性小鼠出現(xiàn)明顯的呼吸急促、口唇黏膜紫紺、血液及肝臟顏色紫紺的表現(xiàn)。缺氧組小鼠血漿中MDA水平升高、血BE負(fù)值增大、NA含量增加，說明體內(nèi)發(fā)生缺氧酸中毒及氧化應(yīng)激脂質(zhì)過氧化損傷，與正常對(duì)照組比較，有顯著性差異（P＜0.05），見表 1。

表1 不同缺氧條件下小鼠血漿MDA含量、BE值、NA含量

2.2 肺形態(tài)學(xué)觀察

正常對(duì)照組小鼠肺組織結(jié)構(gòu)正常，體積正常，表面光滑，粉紅色，無(wú)淤血表現(xiàn)，切面無(wú)水腫液流出；缺氧組肺表面均有不同程度的淤血表現(xiàn)，部分有泡沫樣粉紅色水腫液流出，尤其以缺氧2組改變明顯。

2.3 實(shí)驗(yàn)討論

通過本自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解了科研工作的基本思路和科研設(shè)計(jì)的基本原則[3]。缺氧是臨床疾病發(fā)生發(fā)展過程中最常出現(xiàn)的基本病理過程，缺氧體內(nèi)通過無(wú)氧酵解產(chǎn)生乳酸等酸性物質(zhì)是酸堿平衡紊亂的主要原因。酸中毒又是造成血管內(nèi)皮損傷引起水腫的主要原因。氧化應(yīng)激損傷被公認(rèn)為是低氧肺損傷最重要的發(fā)病機(jī)制之一，氧化應(yīng)激是指細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生過量超過了細(xì)胞內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的防御能力，導(dǎo)致氧化損傷，主要可以引起脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生MDA增多等變化。肺臟是極易受損傷的靶器官，如急性缺氧引起的高原反應(yīng)導(dǎo)致急性肺水腫、慢性持續(xù)缺氧引起的肺動(dòng)脈高壓等疾病，對(duì)機(jī)體危害極大。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察到缺氧組小鼠出現(xiàn)明顯的紫紺及肺水腫等表現(xiàn)，并且檢測(cè)指標(biāo)顯示體內(nèi)發(fā)生了酸堿平衡紊亂及氧化應(yīng)激損傷。本實(shí)驗(yàn)探討了不同缺氧條件下，不同指標(biāo)變化與機(jī)體損傷程度的關(guān)系，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力。

3 學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的效果評(píng)價(jià)和體會(huì)

3.1 加強(qiáng)了對(duì)課堂上所學(xué)理論知識(shí)的理解和記憶

通過開設(shè)學(xué)生自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)病理生理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)課產(chǎn)生了濃厚的興趣，對(duì)課堂上所學(xué)的缺氧、水腫、酸堿紊亂、氧化應(yīng)激等的機(jī)理及對(duì)機(jī)體的相互影響有了更深入、具體的理解，并促使學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)查閱知識(shí)的技能得到提高，使學(xué)生由被動(dòng)上課轉(zhuǎn)為主動(dòng)探究學(xué)習(xí)[4]。

3.2 對(duì)教師也提出了新的挑戰(zhàn)

學(xué)生自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求教師不斷關(guān)注知識(shí)進(jìn)展，幫助學(xué)生完善實(shí)驗(yàn)方案，引導(dǎo)學(xué)生正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并順利完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫與答辯。

3.3 為學(xué)生終身學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)

通過綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生在大學(xué)時(shí)代就能體會(huì)到科學(xué)研究的創(chuàng)新性與嚴(yán)謹(jǐn)性，使學(xué)生從頭到尾經(jīng)歷了一次初步科學(xué)研究的設(shè)計(jì)及實(shí)踐，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，不僅培養(yǎng)了科研思維，磨煉了學(xué)習(xí)意志，提高了學(xué)習(xí)興趣，也為學(xué)生今后從事臨床工作及基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究工作奠定了良好基礎(chǔ)。