互動式案例研究在生理學中自主神經(jīng)系統(tǒng)模塊的應(yīng)用

楊宏靜，付海榮，夏 菁

（重慶三峽醫(yī)藥高等專科學校基礎(chǔ)醫(yī)學部，重慶 404120）

在2019年夏季，我校針對臨床醫(yī)學專業(yè)開展的生理學課程主要是以理論講授為基礎(chǔ)的，因為學生要參加第二學期末的基礎(chǔ)綜合知識考試，講授式教學方法更容易涵蓋考試所涉及的所有內(nèi)容。然而，盡管我們努力提高講授水平，但研究證實[1]，用這種講授的教學方法，實際教學中僅有部分內(nèi)容被學生有效吸收。鑒于積極的教學方法通常有較好的效果[2]，我們決定重構(gòu)生理學課程內(nèi)容，旨在更好地幫助學生解決問題并支持他們的自主學習。因此，我們調(diào)整了生理學課程知識傳授的方法，使之更具有應(yīng)用性和主動性，同時在部分教學單元引入計算機為基礎(chǔ)的教學模塊。在這種背景下，自主神經(jīng)系統(tǒng)教學單元并沒有考慮引入計算機基礎(chǔ)的模塊，因為現(xiàn)有的設(shè)置和資源達不到預期的效果。所以，我們希望在課程中引入一些類似的互動成分，以促進學生對復雜內(nèi)容的理解。因此，本課程單元建立了互動式案例研究教學。本文主要闡述課程單元的組織、互動式案例研究和實施及效果評價。

1 課程單元的組織

自主神經(jīng)系統(tǒng)課程單元是臨床醫(yī)學專業(yè)生理學課程的主要內(nèi)容之一，本課程詳述了人體各種生命活動的規(guī)律和機制。每個課程單元以25～30名學生為一組，時間為4學時。在前2學時的學習中，導師用PPT介紹自主神經(jīng)系統(tǒng)的主要特性。授課過程中通過提問與學生互動，這些問題是他們在第一學期人體解剖學課程中學過的知識。此外，為了幫助學生準備期末的基礎(chǔ)知識綜合考試，講授中還穿插多項選擇題，這些題是從以前各種考試中挑選出來的。一般來說，全班學生都要積極參與問題的思考和回答，但一旦一個學生給出了答案，后期的更正和進一步的澄清就需要這個學生完成。此外，在導師給出答案之前，全班學生都要幫助其解決問題。導師講解結(jié)束后，學生被分成5～8人一組，并向他們提供附帶問題的臨床案例，要求學生在課程單元所學知識和小組討論的基礎(chǔ)上回答問題。當討論結(jié)束后，要求每組為全班做一個簡短的報告，因此他們首先向全班提出需要解決的問題，然后概述解決方案及理由。這樣，每組至少有2個學生要給全班學生做匯報。在最后的報告中，要求全班討論由各個小組提出的解決方案的適用性。

2 互動式案例研究的組織

學生圍坐在一張桌子旁，形成一個討論小組，并告知不能參考他們帶到課堂上的課本，只能參考課堂筆記，以便更好地熟悉這些資料。此外，導師要求學生以簡短報告的方式準備他們的答案，在小組討論結(jié)束時向全班學生匯報，同時還鼓勵學生在整個討論過程中提出問題。在導師提供額外的提示信息前，學生有10分鐘時間熟悉自己要處理的案例，再過5～10分鐘，導師開始協(xié)助他們積極解決問題，以確保所有小組采取適當?shù)姆椒ń鉀Q問題和準備報告。在討論25分鐘后，要求所有學生為報告做準備。此外，導師會用PPT給全班學生添加額外的評論，并對關(guān)鍵內(nèi)容進行梳理。當討論結(jié)束后，導師會對所學的內(nèi)容和學習目標做出簡要總結(jié)。

該課程單元的具體學習目標如下:（1）解釋自主神經(jīng)系統(tǒng)的一般解剖結(jié)構(gòu)；（2）掌握自主神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)傳遞過程；（3）理解自主神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)遞質(zhì)及其受體；（4）對比交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的整體功能和具體功能。重點放在最后兩個目標，因為解剖學方面的知識已經(jīng)在前面的課堂中學過了。

總的來說，講課資料來源于生理學教科書及相關(guān)參考書籍。在上課之前，學生可以在生理學在線課程平臺的主頁上看到一個預習資料。這個資料沒有包含課程中給出的所有信息，但是設(shè)置了一個預習情況反饋的答疑討論區(qū)，鼓勵學生提出具體問題和遇到的困難。

2.1 自主神經(jīng)系統(tǒng)的一般解剖結(jié)構(gòu)和神經(jīng)傳遞過程

考慮到解剖學內(nèi)容是前面課程中的重點內(nèi)容，本課程單元的重點放在交感和副交感神經(jīng)的神經(jīng)傳遞部分。事實上，一般組織結(jié)構(gòu)和主要的解剖學差異會在開始的15分鐘內(nèi)討論，目的是把學生的思維集中到自主神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)容上來。

2.2 自主神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)遞質(zhì)和受體

為了加深學生對自主神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)傳遞過程的理解，從膽堿能（煙堿型）神經(jīng)的傳遞、腎上腺素能節(jié)后神經(jīng)的傳遞及毒蕈堿能神經(jīng)節(jié)后傳遞3個方面進行探討。以上3個方面的內(nèi)容將在之后的40分鐘內(nèi)詳細討論。

2.3 自主神經(jīng)系統(tǒng)的總體和具體功能

雖然交感和副交感神經(jīng)系統(tǒng)在功能上的區(qū)別已經(jīng)在之前很多地方被提到，但這兩種系統(tǒng)的對比將在接下來的30分鐘的授課中詳細闡述。尤其是對比交感神經(jīng)通過參與應(yīng)激反應(yīng)增強人體抵抗力的作用和副交感神經(jīng)增加機體修復和吸收功能的作用。此外，總結(jié)了交感和副交感神經(jīng)的不同受體在單一器官上的不同作用，給學生機會去思考兩種系統(tǒng)之間的區(qū)別。

3 互動式案例研究的實施

在2019年夏季學期的課程中，關(guān)于自主神經(jīng)系統(tǒng)的講授中穿插了很多以前國家資格考試中出現(xiàn)的多項選擇題。如果這些問題是學生感興趣的，他們就會積極參與討論。顯然，這一措施已經(jīng)有力地增加了師生之間的互動。在第二部分案例討論中，問題主要涉及交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)解剖和生理功能的區(qū)別。

然而，大多數(shù)問題都集中在自主神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)傳遞問題上。在腎上腺素能神經(jīng)節(jié)后纖維傳遞討論完后，治療哮喘和高血壓的藥物的性質(zhì)引發(fā)了爭論。其他問題集中在克服神經(jīng)退行性疾病中膽堿能缺乏的潛在干預的選擇上。討論的案例有:抑制膽堿酯酶、用毒蕈堿受體激動劑來說明干預副交感神經(jīng)后的生理作用及討論阿托品或有機磷農(nóng)藥中毒后的病理生理癥狀的問題。在此情況下，值得注意的是藥理學方面不是這次討論的重點。相反，重點應(yīng)放在運用已學過的關(guān)于神經(jīng)傳遞方面的生理學知識上。也就是說，要詳細研究對于腎上腺素能受體和毒蕈堿受體進行干預的原因和結(jié)果。但是，考慮到學生今后學習專業(yè)課程的需要，所以與藥理學的相關(guān)性要指出來。

學生積極參與整個課程的討論，有時同學間的討論甚至發(fā)展整個班級展開。這樣積極的經(jīng)歷鼓舞導師從2019—2020年冬季開始，將授課中互動部分擴展成一個小時的案例研究。此外，在其他課程單元的一個專用單元里平行引入計算機為基礎(chǔ)的互動模塊，希望能提高學生對積極參與知識轉(zhuǎn)移的興趣。值得注意的是，為了確保每個小組內(nèi)學生之間的討論能夠在導師的積極支持下獨立開展，還提供了補充指導工作單。這些補充指導是一些附加問題，這些問題可以幫助學生找到解決他們必須完成的問題的途徑（案例研究中的問題和相關(guān)的附加指導在附錄中展示）。然而，預期的答案和一些常見誤解的注釋和附加信息在補充材料中可以找到。重要的是，在互動模塊之前，整個課程仍然采用傳統(tǒng)的講授方式，以便讓學生做好準備和更好地參與知識轉(zhuǎn)移。

4 對學生接受度和學習成績的評估

學生對互動式案例研究法的接受度是生理學課程綜合評價的一部分。在2019年夏季學期的常規(guī)教學之后，在還沒有實施互動式案例研究的情況下，對生理學課程進行了第一次評估。學生收到的調(diào)查問卷中共有6個問題，調(diào)查學生對8個教學單元的接受度，最后一個問題是開放式的，讓學生提出自己的意見和建議。第二、三次調(diào)查問卷分別在2019—2020年冬季和2020年夏季學期結(jié)束后發(fā)放。調(diào)查問卷中關(guān)于自主神經(jīng)系統(tǒng)課程單元的問題主要涉及以下內(nèi)容:教學材料的多樣性、課程特色、導師對學生提問的貢獻、開放式討論的機會、個人設(shè)計的情況和課程單元的組織。這部分的每個問題都設(shè)置了1～5個等級，最高等級的選項都表明學生對引入互動式案例研究法的接受。最后一道題為學生提供了個人評價和建議的空間，鼓勵提出建設(shè)性的意見，以了解他們自主學習的經(jīng)驗。

用非配對t檢驗對匿名期末考試成績進行統(tǒng)計分析，比較2019年夏季和2020年夏季的成績。

5 結(jié)果和討論

長期以來，互動式案例研究教學法已成功地運用于生理學教學中[3-4]。這是一種有效的方式，不但能闡明復雜的問題[5]，而且可讓學生積極參與知識的轉(zhuǎn)移過程，并幫助其有效吸收所提供的材料[6]。此外，不需要特別的設(shè)備和工具、動物許可證或?qū)嶒炇摇Ｑ芯勘砻鳎@些互動顯著豐富了傳統(tǒng)的講授教學[7]，并支持學生積極參與知識轉(zhuǎn)移，這將提高其注意力和激發(fā)學習動機，最終促進學習[8]。同時，將傳統(tǒng)講授與互動元素結(jié)合起來的教學方法的優(yōu)勢在于課程單元的一部分以教師為中心，一部分以學生為中心，關(guān)鍵內(nèi)容以傳統(tǒng)的教學方式傳達，但學習過程中學生要積極參與并承擔自己學習的責任[9-10]。然而，這種互動式案例研究的方法成功與否，取決于以下幾點:（1）講師和學生之間有效的交流，這是有效學習和教學的必要條件；（2）學生的積極參與，是使主動學習活動真正發(fā)揮作用的關(guān)鍵因素。此外，在其他也使用互動模塊的課程中，學生已期望積極地參與知識轉(zhuǎn)移，甚至希望通過基于問題的自主學習來挑戰(zhàn)自己[11]。

評估結(jié)果顯示，互動式案例研究作為生理學課程中自主神經(jīng)系統(tǒng)課程單元的一個組成部分，是很受歡迎的。課程單元的整體評分比傳統(tǒng)教學只略有增加（2019年夏季:21.31±5.03，2019—2020 年 冬 季 :22.77 ±4.01，2020 年 夏 季 :24.50 ±4.87），而直接針對課程單元變化的類別評分顯著增加，尤其是多樣化的教材類別（2019 年夏季:2.25±1.43，2019—2020 年冬季:3.68±0.86，2020 年夏季:4.01±0.75）和個人設(shè)計（2019 年夏季:2.81±0.82，2019—2020 年冬季:3.48±0.32，2020 年夏季:4.15±1.09）評分增加顯著（詳見表 1）。此外，在自由評論區(qū)學生對于自主神經(jīng)系統(tǒng)課程單元實施的互動式案例研究教學法的評價是相當積極的，他們寫了一些評論，如“設(shè)計良好的課程單元，主題可以自主完成”“我喜歡自主神經(jīng)系統(tǒng)課程單元的互動部分，從中獲益良多”，或者“自主神經(jīng)系統(tǒng)課程單元中小組的工作是有趣的，多樣化的”。為了證實這種積極的主觀體驗是否與客觀學習成績的提高相關(guān)聯(lián)，分析學生在生理學課程期末考試中關(guān)于自主神經(jīng)系統(tǒng)的試題部分獲得的分數(shù)。結(jié)果顯示，從2019年夏季到2020年夏季分數(shù)顯著提高（P＜0.001），這個數(shù)據(jù)的變化說明了學生對自主神經(jīng)系統(tǒng)部分的知識的掌握和內(nèi)化。為了驗證這一結(jié)果，設(shè)置了兩個條件:（1）在這兩個實驗班級里（2019年夏季和2020年夏季）考試題目都涉及相似的問題；（2）不能向?qū)W生發(fā)放前幾年的任何考題用于備考。

表1 學生自主神經(jīng)系統(tǒng)課程單元的評分（±s，分）

表1 學生自主神經(jīng)系統(tǒng)課程單元的評分（±s，分）

項目2019年夏季2019—2020年冬季2020年夏季多樣化的教材課程性質(zhì)導師對學生問題的貢獻公開討論的機會個人設(shè)計組織總分2.25±1.43 3.89±1.12 4.58±0.56 3.59±1.12 2.81±0.82 4.19±0.45 21.31±5.03 3.68±0.86 3.67±0.78 4.09±1.05 3.56±0.34 3.48±0.32 4.29±0.71 22.77±4.01 4.01±0.75 4.12±0.86 4.29±0.72 3.68±0.89 4.15±1.09 4.25±0.79 24.50±4.87

與此同時，互動模塊要求導師回答學生提出的問題。事實上，一旦學生準備好面對問題（并且不再焦慮于當著全班回答問題），其會更樂意提出問題。此外，一名導師需要在給每一組學生提供多少和什么樣的支持方面有一定的靈活性。到目前為止已使用了兩個學期的案例研究（2019—2020年冬季和2020年夏季），學生在理解自主神經(jīng)系統(tǒng)的具體問題上很明顯有更多的困難。此外，事實證明，清楚地告訴學生對他們的期望及為什么選擇特定的方法是有用的。特別是剛開始的時候，學生只有25分鐘的準備時間，要向全班做一個簡短的報告，他們會感到相當緊張。當清楚地解釋了這種教學方法的好處，并強調(diào)了小規(guī)模教學小組的開放性時，學生似乎變得更放松了。事實上，有些小組在做簡短報告的時候甚至用黑板來總結(jié)想要表達的重點。當然，使用這種互動模式教學的一個缺點可能是學生已經(jīng)在其他實踐課程、實驗室工作或研討會中被分了小組并學會了有效合作。也就是說，能力弱的學生可能會發(fā)現(xiàn)自己是一個群體中的局外人，被動和其他人組成一組，因此，他們在吸收知識和參與解決問題的努力方面得不到支持。然而，有研究[12]表明，表現(xiàn)不佳的學生既不會被表現(xiàn)優(yōu)異的學生取代，也不會拉低表現(xiàn)優(yōu)異學生的分數(shù)[13]。導師先觀察學生團隊的討論動態(tài)10分鐘，然后主動幫助各小組找到解決問題的方法或通過向安靜的學生提出具體問題，鼓勵其參與討論。事實上，課程改革的經(jīng)驗表明，這樣的學生往往很容易參與小組討論，在全班面前發(fā)言時也失去一些恐懼。然而，在任何情況下，導師都必須做好準備，通過提供額外的指導和確定性的反饋，在交互式模塊中扮演積極主動的角色。此外，給表現(xiàn)欠佳的學生機會以便充分熟悉在互動單元中所涉及的學習內(nèi)容，導師必須全面掌控整個討論過程，并清楚地向全班總結(jié)關(guān)鍵的學習內(nèi)容和目標。

總之，引入互動式案例研究用于支持我們的教學改革，發(fā)揮學生在教學中的主體作用是一個合適的、有效的途徑。當然，這并不是說互動是一件理所當然的事，導師必須從一開始就挑戰(zhàn)學生，讓其積極參與解決問題，從而打破教室里學生和教師之間的隔閡。學生對這種改變的接受程度很高，導師的滿意度也很高，因為與完全采用傳統(tǒng)教學方式相比，導師從課堂上得到的反饋要直接得多。