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动物生理学实验内容多为传统的验证性重复实验,设计性和综合性实验偏少,极大地束缚了学生的思维,不利于学生独立思考、分析问题的能力的培养,也不利于应用型人才的培养需要。因此,结合动物科学专业人才培养方向,改变教学观念,吉林农业科技学院将实验内容进行优化整合,侧重于实践与理论相结合的教学模式。
1.2动物生理学实验教学手段的改革
动物生理学实验具体设置包括家兔呼吸运动的调节、动脉血压直接测定、离体肠管运动观察、蛙腓肠肌标本制作及肌肉收缩等内容。实验内容较难理解,原理抽象,操作繁琐,实验课教师讲解得枯燥,学生听课较费劲,印象不够深刻。笔者实践表明,依靠传统的教学方式很难达到理想的实验效果。针对以上问题,采用多媒体技术将实验的原理、操作步骤以动画形式展现出来,能够图文并茂,补充实验内容,进一步激发学生进行实验的兴趣。为了节省教师实验讲解和课堂演示的时间,笔者利用课余时间亲自操作实验,把实验手术操作过程全程拍摄,在课前播放给学生,以达到使其很好地对实验进行预习的目的。通过多媒体技术可有效地提高学生在做实验时的效率,同时也可避免在对家兔手术中可能出现的错误导致意外死亡,以保证实验的顺利进行。笔者通过运用多媒体与传统方式的结合,对教学效果进行了对比,结果表明,实验组的实验考核成绩、实验的成功率高于对照组,说明多媒体教学能提高实验教学效果。多媒体教学更能得到学生的认可,使学生对实验产生浓厚的兴趣。
1.3动物生理学实验体系的改革
动物生理学实验多为验证性实验,大部分学生课前不预习,不愿意亲自操作实验,以至于得到的结果不够理想,去抄袭他人的实验结果。吉林农业科技学院基于应用型人才培养的需要,把动物生理学实验分为验证性实验和综合设计实验以促进学生创新能力的培养。通过验证性实验使学生掌握基本实验技能,使其熟悉和掌握实验操作技能,正确处理及分析实验数据。例如实验课涉及动物的保定、麻醉、各种注射方法及相关手术操作等内容,实验前利用多媒体技术组织学生观摩,讨论实验过程落实具体步骤。传统的实验教学多为灌输式,不利于学生创新思维的培养。动物机体是一个整体,各个器官、系统之间紧密联系在一起。单一验证性实验往往从一个知识点分析某一器官机能,实验项目较单一,不利于学生对理论课上各章节知识点的融会贯通,达不到培养学生创新能力的目的。笔者尝试开展综合性实验,如在开设蛙的坐骨神经与腓肠肌标本的制备时,同时安排刺激强度和不同刺激频率对肌肉收缩的影响,加深神经细胞动作电位机理的理解。针对各个系统间相互作用和联系开设了呼吸系统+循环系统+泌尿系统综合实验内容,将器官、系统间活动联系在一起,让学生从多个角度考虑某一因素对动物体器官、系统影响,从而训练学生分析、解决问题的能力。吉林农业科技学院开展的大学生科技创新项目活动对具有较好创新课题进行资助。为了培养学生独立的创性能力,笔者结合动物生理学实验内容,分成若干个研究课题方向。在实验课前指导学生查阅相关文献,学生根据兴趣爱好自主分组,自行设计实验方案,最后以开题报告的形式向教师汇报,通过讨论后实施以保证实验的可行性。近年来开展了不同对家兔麻醉效果研究及家兔皮肤移植手术研究等大学生科技创新项目,学生所写论文在学院学报上发表,培养了学生科技创新能力。
1.4动物生理学实验考核体系的改革
以往动物生理学成绩考核注重理论考试成绩,多忽视实验考核成绩,不利于学生实践动手能力的培养。动物生理学实验成绩的考核多以实验报告书写和平时出勤情况来评定成绩。传统的实验考核模式单一,未能充分反映学生实验过程的真实水平。实验成绩的评定不能单靠实验报告的好坏,要制定出较为合理的评级体系,才能激发学生学习兴趣。笔者对动物生理学实验考核方式进行了改革,由单一考核方法改为平时成绩+实验报告书,同时在学期末增加综合实验操作考试。实验报告书不再是实验操作步骤和实验结果,而是结合理论课知识对实验出现的结果进行分析和解释。实验报告成绩中对实验结果分析占50%,做到理论与实验相结合,对理论内容进一步理解。为了实现应用型人才培养目标需要,在学期末增加综合实验操作项目,其考试内容不再是传统的验证性实验内容,主要在于考察学生的动手能力,对试验药物配制、动物麻醉、动物手术操作、生物信号采集处理系统装配和使用等进行考核,重点考察学生的实验操作技能。通过以上考评体系引导学生在动物生理学实验中动手动脑,从而提高学生对知识的应用能力和综合素质。
2精选临床病例,设计PBL教学课时
我们教研室在2013级“卓越医生班”的教学中设计了PBL教学课时。学生4-5人为一讨论小组,教学过程分为以下几个部分:
①教师根据课程内容精选临床病例。如患者李某,男性,75岁,间断上腹痛10余年,加重2周,呕血、黑便6h。10余年前开始无明显诱因间断上腹胀痛,餐后半小时明显,持续2-3h,可自行缓解。2周来加重,纳差,服中药后无效。6h前突觉上腹胀、恶心、头晕,先后两次解柏油样便,共约700g,并呕吐咖啡样液1次,约200mL,此后心悸、头晕、出冷汗,发病来无眼黄、尿黄和发热,平素二便正常,睡眠好,自觉近期体重略下降。既往30年前查体时发现肝功能异常,经保肝治疗后恢复正常,无手术、外伤和药物过敏史,无烟酒嗜好。查体:T36.7℃,P108次/分,R22次/分,Bp90/70mmHg,神清,面色稍苍白,四肢湿冷,无出血点和蜘蛛痣,全身浅表淋巴结不大,巩膜无黄染,心肺无异常。腹平软,未见腹壁静脉曲张,上腹中轻压痛,无肌紧张和反跳痛,全腹未触及包块,肝脾未及,腹水征(-),肠鸣音10次/分,双下肢不肿。实验室检查:Hb82g/L,WBC5.5×109/L,分类N69%,L28%,M3%,Plt300×109/L,大便隐血强阳性。这个病例涉及消化内科常见疾病,老师要求学生运用消化生理学内容对其进行分析,提出相关的生理学问题。这个阶段要求教师要有足够知识储备、扎实的生理学和临床医学基础以及出色的组织能力。
②查找资料,提出问题。学生获得病例后,用一周的时间查找收集资料,分组提出各自的问题。比如,胃液的主要成分是什么?这些成分对食物的消化有何作用?正常人胃黏膜如何保护自身免受胃酸和胃蛋白酶的侵蚀?消化性溃疡的发病原因有哪些?发病的机制?幽门螺杆菌是与胃和十二指肠疾病的发病有何关系?有哪些药物可以治疗消化性溃疡?其治疗机制是什么?质子泵阻滞剂对消化性溃疡的治疗有何优势?这个阶段他们是带着问题进入了自学阶段,经历了学习-疑问-学习的过程。
③小组内部讨论、汇总。通过自学,学生带着自己对问题的看法及未解决的疑问回到小组。首先,让每位学生报告自己获得的信息及对问题的看法,接着整个小组回顾问题,通过内部讨论,相互交流信息、想法和意见,最终达成共识,制作幻灯片。
④幻灯片汇报。每个小组推选一名同学对其病例分析进行汇报,其他小组成员可提出自己的意见,最后由教师点评。此环节可锻炼学生语言组织能力和归纳总结能力。通过以上病例的PBL教学,能完成胃液主要成分、胃黏膜的保护机制、胃中盐酸的来源等教学内容。在这个教学过程中,提高了学生的自主学习能力,培养了学生的创造性思维,增强了学生的科学研究素养,促进了师生互动,改善了师生关系。
3积极开展综合性实验和设计性实验
综合性实验是指在同一时间、同一地点,利用一只动物,把原来分几次的实验合并为一个实验,提高实验的复杂程度。通过这类实验使学生理解和掌握不同细胞、组织、器官和系统在生命过程中的不同作用以及它们之间相互协调的统一性,有利于培养学生综合思维能力。比如我们将胸内负压的测定、肺的顺应性测定、呼吸运动调节这三个实验合为一个实验,取名影响呼吸功能的实验。设计性实验是一种创新性的实验,存在很多未知情况,要求学生查阅文献、自选项目、设计实验方案、选定实验设备、明确实验目的和意义、评价实验结果、书写实验报告或学术论文。我们每学期都至少开展一次设计性实验,学生3-5人一组,实验期间,配备至少1-2名教师全程指导,通过这种实验,学生的创新思维能力、科研能力、组织管理能力得到显著提高,为接下来的学习打下了良好的理论和实践基础。
4改革生理学考核体系
生理学教学内容逻辑性强、知识点多,既有局部微观的生理机制,又有整体宏观的整合原理等特点。为了切实实施素质教育、培养具有高素质的创新型医学人才,我们对生理学考试进行了改革,突出了综合应用能力的考核。从过去单一的知识继承型考试转向知识、技能、素质并重型考试,由闭卷笔试逐步转向多样化考试。教研室在课程教学过程中,对临床医学、医学检验、预防医学、药学、护理5个专业都开展了考核体系改革,调整了综合成绩构成,提出平时成绩和实验成绩在综合成绩中应占有一定比例,细化了平时成绩构成及评价方式,增加了综合分析题的比例。具体改革内容如下:①改革期末理论考试内容结构,增加综合性、实践性题目的比例,减少了死记硬背的记忆成分,加大了对学生的综合分析理解、判断表达的考核内容。②科学设置综合成绩构成,完善评价体系。改革之前综合成绩就是期末理论考试的成绩。为了侧重过程教学,突出实践教学,改革之后将综合成绩构成比例改为:期末成绩×70%+平时成绩×10%+实验成绩×20%。其中实验成绩为所有实验报告成绩和实验考核的总分。平时成绩包含考勤、提问、阶段小考,平时成绩的构成为:考勤×30%+提问×30%+阶段小考×40%。实施过程中,平时成绩的记录过程包含以下3方面:
①严格管理考勤,全学程点名不少于3次,并有记录,形成考勤成绩;
②进行课堂提问,每位同学不少于1次,并有成绩记录;
2改革教学方法,开展PBL教学和学生小讲课
基于问题的学习(problem-basedlearning,PBL)是1969年由美国神经病学教授Barrows在加拿大麦克马斯特大学首创的一种教学模式[3],其目的是让学生能够自主地从解决问题的方法中学习知识。在教学过程中选择各论部分章节(第十五章:心功能不全)作为PBL授课内容。首先依据病理生理学教学大纲要求和学生的学习基础及所学知识水平的状况,选择比较典型的临床病例,设计难度适中的综合性问题,课前布置给学生,将学生分成以7-10人为一小组。病例如下:患者女性,35岁,因发热、呼吸急促及心悸2周入院。4年前患者开始于劳动时自觉心跳气短,近半年来症状加重,同时出现下肢水肿。1个月前,曾在夜间睡梦中惊醒,气喘不止,经急诊抢救好转而回家。近2周来,出现怕冷怕热,咳嗽,痰中时有血丝,心悸、气短加重。患者于七八岁间曾因常患咽喉肿痛而作扁桃体摘除术。16岁后屡有膝关节肿痛史。体检:体温39.8℃,脉搏160次/min,呼吸32次/min,血压110/80mmHg。重病容,口唇青紫,半卧位,嗜睡。颈静脉怒张。心界向两侧扩大,心尖区可听到明显的收缩期及舒张期杂音,肺动脉瓣区第二音亢进。两肺有广泛的湿啰音。腹膨隆,有移动性浊音。肝在肋下6cm,有压痛,脾在肋下3cm,指端呈杵状。下肢明显凹陷性水肿。实验室检查:红细胞3.0×1012/L,白细胞18×109/L,中性粒细胞0.90,淋巴细胞0.10。痰中可见心力衰竭细胞。尿量300-500ml/d,有少量蛋白和红细胞。尿胆红素(++),血胆红素31μmol/L(1.8mg/dl)。血浆非蛋白氮25mmol/L(35mg/dl)。入院后立即给予抗菌素、洋地黄和利尿剂治疗。于次日夜晚突然出现呼吸困难,病人烦躁不安,从口鼻涌出泡沫样液体,经抢救无效死亡。试分析:①患者的原发疾病是什么?引起心力衰竭的直接原因和诱因有哪些?②患者发生了哪类心力衰竭,有何根据?③患者先后出现了哪些形式的呼吸困难?死亡原因是什么?④根据病情分析水肿的发病机制?要求小组根据案例问题预习教材,通过查阅文献、接触病人、请教临床医生等途径查找和收集相关资料,从发病原因包含的病理生理过程、发病机制、临床表现、治疗原则等方面进行自由讨论。每个学生提出各自的见解,相互学习,记录共同的问题,确定要讨论的问题以及本组对这些问题的思考和回答。然后上课时学生以小组为单位展示收集的资料,相互提问,讨论时教师帮助学生联系问题,引导学生分析问题并查找原因。最后先由各组学生代表对本组学习情况进行总结,教师对教学内容进行小结,对共同的疑难问题作详细的解答、分析,对讨论的病例涉及的病理生理学知识进行梳理、剖析,让学生掌握整个讨论过程中所接触到的知识。通过PBL教学法可以调动学生学习的积极性和主动性,发挥学生的主体性,从而培养学生自主学习的能力,从单纯学习转变为应用所学知识解决临床相关问题,有利于临床思维能力的培养。为了培养学生自主学习能力,开展了以团队形式的学生小讲课。根据临床医学专业学生的特点和病理生理学课程的内容,从54个学时的理论课中安排了2次学生小讲课共4个学时,选取了第七章缺氧中的“缺氧的类型”,第八章发热中的“发热时相”作为学生讲课的内容。学生小讲课之前,老师提前三周将讲课内容安排给学生,每小组学生查阅参考书和文献,认真准备讲稿和教案,制作幻灯片。每个小组选出一个学生代表上台讲课,每次约30min,采用幻灯片和板书相结合的授课方式,展示教案,回答其他学生的提问,课后老师做点评。通过在教学过程中采用学生小讲课的形式培养了学生多方面能力,学生的学习积极性得以增强,有利于学生自主学习习惯的养成。
3改革教学手段,搭建网络平台
在教学中充分利用互联网技术建立病理生理学学习平台,把相关的教学资源放于该平台,让学生在课外自主索取,进行人机、师生、学生与学生之间交互学习。结合网络学习资源的设计特点,构建以知识主题为核心的病理生理学网络资源库,包括四个方面资源,分别为理论知识库、临床病例库、测试题库及知识拓展库,各个库通过知识主题相互衔接,构成整个资源库。理论知识库包含了课程大纲、教学目标、电子教材、电子课件、电子教案、教学视频、设计动画、脉络图片以及相关参考资料等内容。案例库是增强学生自主学习兴趣的重要部分,依据课程标准选择案例,所选案例适合学生的理解能力,能够融合所学习的基础知识,问题的设置也要具备一定的引导性,学生可以展开相关讨论。测试题库是学生自主学习效果的检验环节,通过构建测试题库提高学生自我检测的主动性,分析学生学习的薄弱环节,从而指导课堂。知识拓展库主要是涉及病理生理学的前沿知识,有利于拓展学生的知识面。病理生理学网络学习平台的建立,有利于学生自主选择学习资源、决策学习过程,突破了空间的限制。
1.2教学评价要客观多元在生理学教学中应用TBL教学模式的目的主要是培养学生的综合素质,故而对教学评价提出了更高的要求。TBL教学模式涉及多个教学环节,故教学评价也应该是多元化的,应包括:体现个人自主学习能力的个人测试成绩、体现团队协作精神的小组测试成绩和应用性练习讨论成绩、体现团队活动中个人参与程度的学生自评和互评成绩以及教师对团队整体表现的教师评价成绩,共五部分。多元化的教学评价不但能够更客观地评价每个学生在TBL教学中的表现,还提高了学生在TBL教学中的参与度和积极性。
2TBL教学模式在生理学中应用可能遇到的问题和建议
TBL教学模式在国内医学院校的生理学教学中的应用并不多,对于学生还是新生事物,还处于探索阶段,因此就我院的现状,TBL在生理学应用中可能遇到的问题和建议总结如下。
2.1学生要改变学习理念,完成角色转换学生要打破以往对老师的过度依赖的传统学习模式,充分发挥学习的能动性。未来的医生需要对知识活学活用,分析问题和解决问题的能力是其基本的素质,而恰好这正是高校学生的不足之处,因此学生应该打破旧的学习理念,不要再被动的去学习,但学生并不知道如何去主动学习,TBL给学生提供了主动学习的方法和思路,学生刚开始可能不太适应,因此建议学生更深刻的理解TBL模式的方法和理念,逐步适应新的教学模式,转变观念,由被动学习向主动学习转变,由学会向会学转变。
2.2教师要转变教学观念,提高自身素质TBL教学模式对教师提出了更高的要求。原来教师作为讲授者,只需要将生理学知识讲授清楚即可,而新的教学模式不但要求教师要根据教学大纲要求,确定适合的教学内容和学习要点,还要求教师设计出的案例既要理论与临床相联系,还要涵盖学生需要掌握的相关内容,案例中的问题根据学生知识掌握的程度要深浅适中。教师历来习惯于讲授知识,而TBL则是由问题引出所学知识,教师由讲授者转变为引导者,这就要求教师要有丰厚的知识储备和良好的应变能力。因此,建议教师多花费时间和精力去准备教学资料,并多学习临床交叉学科相关的知识,增加知识的储备,条件允许的话多去临床进修,以便对学生提出的各种观点和问题及时的进行总结及点评。
2.3学生要积极参与讨论,促进团队协作在传统的教学模式下,学生大多是在听老师讲课,不善于表达,而TBL则要求学生多参与讨论,团体配合协作。学生将来要进入社会,参加工作,要学会表达自己,与别人沟通,而TBL给学生提供了平台,建议学生多查阅文献和书籍,将自己小组内的分工做好,与其他同学密切协作,不要怕说错,勇敢参与讨论,积极发言,这将为将来进入社会,更好的适应工作奠定下坚实的基础。
2.4学校要提供学习资源,做好追踪随访TBL教学模式对学习资源的要求较高,如果学校的图书资料和网络资源及多媒体设备等方面不能方便的为学生所利用,将会影响教学的实施和效果。建议学校在资源和设备等方面给予更多的便利和支持,以使教学更好的推广,还能让学生学会充分利用各种资源和途径,借助各类文献数据库和视频等方式,在大学阶段即可掌握一定的检索技能,实现与临床和科研相接轨。此外,需要做较长时间的追踪和随访,在学生进入临床实习,甚至参加工作,观察是否能改善学生在临床中所遇到的问题,建议学校能建立追踪随访档案,观察TBL教学模式能否较好地解决基础和临床教学的脱节问题,这对于培养出更好、更快适应将来工作的合格的医学生具有积极的意义。
2.5教师要建立评价体系,增进学习热情由于TBL还是在探索阶段,因此起始阶段只能在局部小范围内实行,考核方式也比较少,不够完善。TBL模式强调学生自主学习、相互沟通协作等能力的培养,因此评价体系的建立和完善具有重要意义。因为TBL模式与传统的教学模式侧重点不同,因此在评价上也应该有所不同。传统教学模式考核以问卷为主,而TBL更加强调集体参与性,所以除了常规的问卷调查之外,学生对自己的评价、小组内同学之间的评价和教师对学生在教学模式实施过程中的表现情况等方面应给与更多的关注和重视,适当的增加这些方面测评的分数比例,刺激同学参加TBL教学的热情和兴趣,这样能更好的提高学生学习的参与性和积极性,更加有益于TBL教学模式的开展和推广。
我院临床医学本科专业2011级学生(男349例,女279例),年龄19-23岁,其中A班241人、B班238人、C班249人,均系大学三年级上学期,已经完成医学基础理论课程学习的学生。
(二)方法
1.分组。A班实施传统方法教学,B班实施EBM+CBL,C班学生前部分章节进行传统方法教学,剩余章节(各论)采取EBM+CBL。
2.案例准备。针对除去绪论和疾病概论余下各章的教学目标和教学内容进行研读,甄选设计合适的案例,深刻剖析,提炼要点和难点并构思和提出问题。
3.教学实施。
(1)案例导入。提前将案例发给学生,让学生自己提出不懂的问题,并通过查找资料预先尝试解决。上课时首先将案例生动展现,并结合学生已查资料,对案例中超出学生学习范围的检测指标和术语加以简要说明,然后提出问题,鼓励学生进行初步分析。
(2)围绕问题讲解。让学生以准临床医生的角色分析案例,身临其境,讲授完某个知识点,组织学生分析讨论,教师以循证为原则指导学生整理资料,自行查阅文献搜集证据,分析评价,自我完成推论的论证过程。
(3)总结分析。知识点讲解结束,教师总结解决案例的思路和方法,分析指出学生在讨论中出现的问题,再次强化需要掌握的知识点。
4.效果评价。通过问卷调查、笔试成绩和病例讨论成绩,比较传统教学方法与EBM+CBL对效果的影响。
5.统计分析。SPSS13.0软件分析结果,数据以均数±标准差表示,采用方差分析和q检验。
二、结果
(一)问卷调查。为了比较传统教学方法与EBM+CBL对教学效果的影响,我们对B班和C班进行问卷调查,结果显示,绝大部分学生对EBM+CBL持认同观点,认为EBM+CBL优于传统的灌输式教学(见表1)。
(二)笔试成绩。我们针对全书内容运用同样试卷对A、B和C班进行笔试,来考察学生对理论知识掌握的具体情况,卷面总分值100。结果发现,B班和C班的成绩高于A班,差异具有统计学意义(P<0.05)(见表2)。
(三)病例讨论成绩。我们选取一个临床综合病例进行书面测试,课堂完成对病例的分析、诊断和治疗,总分值20,以此考察EBM+CBL对学生自我分析、解决临床实际问题能力的影响。结果显示B班和C班的病例讨论成绩明显高于A班,差异具有统计学意义(P<0.05)
童燕等对施氏鲟幼鱼进行急性盐度胁迫试验后发现,盐度胁迫下施氏鲟幼鱼的血浆皮质醇、血糖等呈现不同程度的上升,随后各项指标开始回落。房文红等研究发现,中国明对虾血淋巴中Na+浓度在低盐度时为高离子调节,渗透浓度为高渗调节;在高盐度时,则分别为低离子调节和低渗调节。将中国对虾从低盐度海水转移到高盐度海水,其血淋巴渗透浓度逐渐上升,并最终趋于稳定。金彩霞等在研究盐度变化对克氏原螯虾(Procam-barusclarkia)血淋巴渗透压、鳃丝Na+/K+-ATPase活力的影响时发现,生物胺可激活鳃丝Na+/K+-ATPase活性、调节血淋巴渗透压效应物含量引发渗透调节过程。
一般来说,水生动物都有最适盐度范围,在该范围内水生动物的摄食量高、生长和繁殖速率快。臧维玲等研究了盐度在3.1~42.1范围内日本对虾幼虾的生长情况,发现盐度为10.2~26.9时,日本对虾幼虾生长效果最佳。通常广盐性和洄游鱼类的胚胎发育需要一定的盐度刺激,叶星等研究发现,广东鲂(Megalobramahoffmanni)胚胎具有较强的盐度适应能力,在0~7的盐度条件下,其胚胎发育良好,孵化出膜时间短,且孵出的鱼苗活力高。克氏原螯虾受精卵孵化对盐度要求较为严格,其孵化的适宜盐度为0~4,超出此范围孵化率明显降低。此外,盐度还能够引起水生动物性早熟,已有研究发现随着水体盐度的升高,中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)性早熟率上升,成活率则降低。
2碱度对水生动物生理的影响
水体的碱度是指水中能与强酸发生中和作用的物质总量,一般水体的碱度来自HCO-3、CO2-3,其组成的缓冲体系对维持水体pH相对稳定具有重要作用。水体离子组成、含量及比例也对水生动物的生命活动产生较大的影响,在高碱度水质中,离子组成多变,且主要离子含量和比值不恒定,是制约水生动物生存和生长的主要因素。Gatal等对来自不同盐碱湖泊的褐色鲑(Salmoclarkihens-hawi)的鳃、肾脏和肝脏进行组织学研究,发现高碱度使腮氯细胞增生或肥大。也有学者发现水环境中碱度升高可造成水生动物鳃组织表面损伤,并影响鳃小片表皮细胞外表面Cl--HCO-3交换体系的功能,同时,由于碱性物质的摄入量增加,血液缓冲平衡系统受到一定程度的影响,血液pH上升,机体出现代谢性碱中毒症状。房文红等研究发现,中国明对虾幼虾的成活率随着碱度的升高而降低,且碱度和pH对幼虾的致毒效应表现出协同作用。雷衍之等也认为高碱度对水生动物产生的致毒效应受到水体的pH和盐度等因素的影响。另外,王卓等[7]发现在高碳酸盐碱度胁迫下,青海湖裸鲤(Gymnocyprisprzewalskii)通过调节肝脏和肾脏中超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶的活性以适应外界环境的变化。
1.2实验方法实验设置了10,15,20,25,30℃5个水温梯度,采用水族可控温加热棒控制水温。每个温度设有实验组和空白对照组,且每组均有3组平行实验。实验水桶上方装有可调日光灯来调节光照,实验时光照保持在2700lx,光照时间为8:00—18:00。每2h取样测定分析,取样位置为水面下25cm,取样量为100mL,每次取样完成后用无氨水及时补充。测定指标为:藻密度、氨氮(NH+4-N)、溶解氧(DO)。
1.3参数测定1)摄食率G:测定实验开始与结束时实验水体的藻密度,根据公式计算出摄食率G。3)排氨率NR:每2h取样测定实验水体的氨氮浓度,根据公式计算出排氨率NR。
1.4数据分析对平行组得出的实验数据采用t检验剔除离散数据,并对取得的有效数据取平均值后采用Origin8.5作图。
2结果与分析
2.1鲴的摄食率、消化率鲴的摄食率和消化率随温度的变化如图1所示。由图1可知:鲴对铜绿微囊藻的摄食率及消化率均随温度的升高而增大,温度对鲴摄食率G、消化率A具有显著性影响(P<0.05)。温度对鲴摄食率影响的关系可以拟合为:G=2.5384-0.05123T+0.00297T2(R2=0.98207),对该拟合曲线求导发现,在实验温度为10~30℃时,摄食率增加量随温度的升高而增加,尤其是温度超过20℃后,摄食率增加更加明显。温度对鲴消化率影响的关系拟合为:A=66.362+0.7322T(R2=0.9726),在该实验温度范围内,温度对鲴消化率影响呈线性关系。
2.2鲴的排氨率由图2、图3可知:相同摄食状态下(摄食铜绿微囊藻状态与饥饿状态)鲴的排氨率均随温度的升高先增加后降低,在温度为25℃时到达最大值,升高到30℃,排氨率有所降低,但温度在10~20℃时,排氨率升高不明显,当温度进一步升高到25℃时,排氨率显著增加。由图4可以看出:在相同温度下,摄食铜绿微囊藻的鲴的排氨率呈现大于饥饿状态下鲴的排氨率的规律。摄食与饥饿状态下鲴的排氨率呈现显著性差异(P<0.05)。在一昼夜内,排氨率变化大致相同,先升高后下降,不同温度下在第2小时和第24小时时,排氨率几乎相同。
2.3鲴的耗氧率、窒息点由图5可知:鲴的耗氧率随温度的升高而显著增大,窒息点随温度的升高而升高,温度对鲴的耗氧率和窒息点均有显著性影响(P<0.001)。这些变化规律与其他海水鱼类的呼吸和窒息点特性大致相同。
3分析与讨论
3.1温度对鲴的摄食率、消化率的影响水温是影响鱼类最重要的外界环境要素之一,显著影响鱼类的活动,因而也对鱼类的生理学特征有显著影响。有研究指出在一定温度范围内,达到某一温度时摄食率达到最大值,随着温度继续升高摄食率下降,而鲴的摄食率在该温度范围内一直呈现上升趋势,可能因为温度对摄食率的影响不但在各个种间不同,而且对同一种类中的个体大小也不同。王芳等对海湾扇贝和太平洋牡蛎的研究中也得出相同结论。Arnason研究表明,不同质量大菱鲆的最适摄食率温度不同。白海文发现施氏鲟幼鱼摄食率在24~27℃内随温度升高仍在增加,当超过最适温度的一定温度范围内,由于维持基础代谢的部分增加,所以鱼类摄食率继续增加。并且温度也与鱼类的生长息息相关,在鱼类生存的适宜范围内,温度对于消化率的作用方向基本一致,大多数鱼类的消化率均随温度的上升而提高。消化酶活性是反映动物生理消化机能的一项重要指标,在适宜温度范围内鱼类的消化酶活性一般随温度升高而升高,对食物的消化率也随之提高。本实验发现鲴消化率随着温度升高呈线性增加,阮成旭[15]研究温度对花鳗鲡黑仔苗生长和消化率的影响也得出类似结论,且消化率在30℃时达到最高。
3.2温度对鲴的摄食和饥饿状态下排氨率的影响氨是鱼类最主要的排泄产物之一,氨在鱼体内以NH3和NH+42种形式存在,主要在肝脏内通过自由氨基酸的转氨和脱氨作用产生,靠扩散作用及NH+4/Na+交换透过细胞膜而排出体外[16]。温度对鱼类排氨率的影响主要是通过影响鱼体组织的代谢速率实现的。在一定温度范围内随温度的上升,组织代谢加快,产生的氨和尿素便越多,超过一定的温度范围后,组织代谢必然会进入麻痹甚至停止的状态,排氨率下降。鲴在摄食和饥饿状态下,排氨率随温度升高而增加,在25℃时达到最大,超过该温度后,排氨率有所下降,本研究结果与王波对牙鲆、闫茂仓[19]对鮸鱼的排氨率研究结果相似,符合鱼类排氨率随水温上升而增加的一般规律;而温度在20~25℃时,排氨率显著性增加,说明此温度范围对鲴的排氨率有显著性影响。在不同温度下,摄食的鲴比饥饿的鲴排氨率高,说明摄食后鲴代谢强,代谢耗能会随着摄食量的增加而增加,这主要是因为高摄食量带来高生长的原因,这与唐道军和胡灯进[21]等提出鱼类饱食状态的排氨率会明显高于饥饿状态一致。在摄食状态下的鲴消耗饵料不仅来维持其基本生命活动,而且用来活动代谢和生长,因此它需要分解更多饵料中的蛋白质,从而产生氨的含量比较高,因此其排泄能高于饥饿状态的幼鱼。饥饿状态下的鲴鱼主要通过分解自身蛋白质来维持其基本的生命活动,氨是蛋白质代谢的主要产物,胡灯进[21]指出饥饿状态下大黄鱼的排泄随温度线性增加,说明大黄鱼体内蛋白质代谢明显增加,以满足高温时能量支出,本文发现饥饿状态下鲴鱼的排氨率在10~25℃内逐渐升高,超过25℃后排氨率略有降低,可能是因为温度偏高会不同程度影响鲴鱼的消化器官,导致排氨率下降。
3.3温度对鲴耗氧率、窒息点的影响呼吸是鱼类生命活动的基础,研究在不同温度下鲴的耗氧率、窒息点对于鱼类正常繁殖生长非常必要。耗氧率可直接或间接地反映鱼类的生理状况和代谢水平,随着水温升高鱼类维持生命的脑、心、肝等重要组织器官的活性增强,各种酶活性提高,鱼类活动强度增大,基础代谢旺盛,表现出耗氧率升高现象,高耗氧率预示着鱼类进食或进行其他活跃活动。以往研究结果表明鱼类耗氧率随温度升高而上升,与本实验结论一致,但当水温超过适温范围时会引起生理功能紊乱,耗氧率急剧下降,在该实验温度范围内,鲴耗氧率随温度升高而增加,说明在温度10~30℃适宜鲴生长。鱼类的窒息点直接反映该种鱼对低氧耐受能力和不同环境的适应能力。水中溶解氧缺乏时显著特征是运动速度急剧下降,鳃盖张开,并不时出现“浮头”,溶氧下降,使血红蛋白的载氧能力下降,血液中pH下降,CO2浓度上升,导致鱼类呼吸困难,最终窒息死亡[26-28]。Ishibashi等[29]研究发现,鱼类的窒息点还与代谢率呈正相关,温度升高,代谢增强,机体需要更多的氧气来维持呼吸作用,所以窒息点也会增加,在本实验中,鲴的窒息点同样随着温度的升高而增加。夏季水温升高,湖泊中蓝藻容易爆发,同时,鲴摄食率、消化率等也会增加,且鲴能摄食藻类,可以充分利用其生理学特性控制藻类生长;春季时向易爆发蓝藻的湖泊中投放一定数量的鲴,从而抑制蓝藻生长,达到净化水体的目的。
1.2方法在实施准备阶段及教学效能的检验阶段,针对本校的研究对象及相关基层医疗机构采用问卷调查方式进行调查研究,用以了解学生及基层医疗的发展现状与发展需求,以及相关的影响因素,根据调查结果采用相应的策略与手段,继而建立生理学教学模块,模块注重生理学知识点与临床知识结合。如:血液模块与临床血液检查结合;循环模块与心衰、高血压、冠心病、心律失常、心功能检测等结合;呼吸模块与呼吸道感染、呼衰、呼吸功能检查等结合;消化模块与消化性溃疡、胰腺炎、吸收不良综合征等结合;体温模块与发热处理结合;泌尿模块与肾炎、肾衰结合;神经模块则重点与感觉、运动、意识、植物神经功能障碍融合;实验模块通过基础实验、案例设计型实验、研究型实验重点培养医学生临床分析、动手等相关能力。实验组和对照组均采用相同教材,对照组采用传统的教学,实验组采用模块教学[1]。
1.3效果评价(1)问卷调查。对实验班学生进行问卷调查,反馈学生对模块教学的意见,对结果进行统计分析。(2)期末考核。期末考试题统一命题,实验组与对照组试卷一致,均为闭卷考试,试题难易适中(主观题70分,客观题30分,满分100分)。
2结果与分析
2.1问卷调查本次调查共发放问卷168份,有效问卷165份,调查内容及结果显示赞同在生理学采用模块教学法的教学尝试人数122;认为此教学利于掌握专业知识、开拓视野人数为118;129人认为能提高学习兴趣、提高解决问题的能力;131人肯定此教学模式利于理论和临床联系并可在其它学科的学习中推广。
2.2成绩分析考试成绩用均数±标准差(x-±s)表示,实验组、对照组成绩用两样本均数比较的t检验方法进行统计学分析,对照组、实验组主观题成绩分别为(50.3±4.6)、(56.6±5.2);客观题成绩分别为(19.3±3.3)、(22.2±3.5),总成绩分别为(69.7±7.2)、(78.8±8.1)。与对照组比较,实验组成绩明显升高(P<0.05)。
3讨论
3.1调查问卷结果显示将临床医学专业生理学教学模块运用于生理教学能培养学生对专业学习的兴趣,为学生今后专业课的学习及解决问题能力奠定良好基础。
1.2采用半脱产学习模式,学生不能保证充分的学习时间。医学高等院校成人继续教育多采取半脱产形式,即学生每学期在2星期内集中学习2~3门课程。学习时间短,内容多。由于这些学生已经走上工作岗位,经常因工作、家庭等因素影响学习,短期的集中学习时间难以全部保证,导致学生学习效率低下,教学效果不理想。
1.3课程教学、评估体系陈旧,教师和学生积极性不高。由于课程教学安排时间紧凑,基本采用传统被动教学模式,缺乏师生互动,老师上课很难了解学生的不足,教学内容可能并非是学生渴望获得的知识,导致学生学习积极性不高。虽然成人医学生已有一定医学基础,这样被动式教学效果很差。同时缺乏相应的教学监管制度,经常有学生迟到、早退,甚至缺课等现象发生,导致教师教学热情和积极性随之降低,进一步影响成人教育教学效果。
2.强化成人生理学教学效果的措施
为了提高成人高等医学教育成效,真正达到增长学生基础医学知识,培养临床分析问题、解决问题等能力,我们在成人继续教育生理学教学中实施了以下措施。
2.1基础与临床相结合,整合课程内容。成人教育不同于本科生和研究生教育,学生已具有一定的医学基础知识,大多数同学期望基础课程学习对自己从事的临床工作有所帮助,但学习过程中却感觉基础课程与临床实践相脱离,很难将基础知识指导临床工作,临床中遇到的问题不能与基础课程知识紧密联系。这样导致学生感到学无所用,以致学生出勤情况不理想、听课注意力不集中。解决这一问题的根本方法是将基础与临床知识相结合,使学生感到学以致用。因此,在生理学教学实践中,应以生理学教材为根本,同时将临床病例整合到生理学教学内容中,这样才有利于学生掌握基础知识、培养临床思维和锻炼科研创新能力。如讲解生理学内容前,先简短描述一个与本章内容相关的临床病例,提出问题,再讲解本章学习重点与该病例的关系,使学生在学习生理学理论知识时密切联系相关临床案例,讲解相关内容时由学生解释病例中出现症状的可能原因,以生理学基础知识解释临床症状,进而推(安徽医科大学基础医学院生理学教研室,安徽合肥230032)许奇丁睿解敏王烈成案例教学法在成人医学教育生理学教学中的应用摘要:生理学是沟通基础医学与临床医学的桥梁学科,是医学教育中一门重点课程。成人继续医学教育是我国高等医学教断可能产生的疾病原因。以生理学基础知识解释临床病例的可能发生原因,探讨其可能发病机制,为诊疗提供理论基础。
2.2调整教学方法,提高授课质量。继续教育学院学生多数已参加工作,曾系统学习过医学课程,有一定的临床工作经验,对部分疾病的表现、处理都有一定的认识,但相关基础学科理论薄弱。教学前,可先收集这批学生有哪些理论内容缺乏和在临床工作过程中遇到一些棘手的难题,实施以病例为基础的教学模式,让他们自己分析讨论,避免“填鸭式”被动教学。教学实施时讲解内容要精简,注重知识点的连接,帮助学生对所学内容形成一个清晰的知识框架,抓住重点。讲解主要以临床病例为背景,把复杂的基础理论知识用层次清晰、深入浅出的方式表达出来,加深学生对生理学基础知识的理解。不过,在讲授过程中应注重生理学知识对疾病发病机理的解释,不必太注重疾病治疗,避免把生理课讲解成内科学。
2.3多种教学手段相结合,实现多渠道学习。多媒体教学是现在开展课堂教学的主要形式,利用投影仪、计算机等将文本、图像、声音、动画等多种信息有机结合。成人高等教育学生集中学习时间短,学习任务重。因此,除了新型多媒体教学外,还需要拓宽他们的学习渠道,提高教学效率。网络通讯等快速发展,即时通讯工具已是学习、生活和工作中不可或缺的一部分,几乎每个同学都有自己的QQ、飞信、易信或微信账号等。借助免费的即时通讯工具,教师可以学习要点、相关临床病例等供同学提前预习、相互讨论,强化课堂教学效果。课后学生可以与教师对教学内容进行更深入地讨论,进一步加深他们对教学内容的理解,巩固相关知识要点。
2.4建全继续教育评估、考核体系,提高管理水平。传统成人教育生理学教学评估以闭卷考试形式进行考核,注重学生对纯理论的掌握。但是,由于学生课时集中、课程任务重、部分学生出勤率低等原因,考试前教师只能对考试内容划定范围以提高考试通过率,造成学生考前突击复习,应付考试的负面情况,并没有达到学习的真正目的。针对成人医学教育特点,可以将考核方式改为开卷考试,以理论与病例分析相结合,给予一些日常生活中的生理现象或临床典型病例,让学生用生理学理论知识展开分析,这样考试内容更注重实用性,能全面反映学生对理论知识的掌握程度。真正做到理论联系实际,既提高学生的学习兴趣,又提高教学效率,为临床工作打下更坚实的基础。通过健全考核体系,可以减轻学生的学习负担,提高管理水平,达到较好的教学效果。
1.1逻辑推理
逻辑推理是按照事物的客观规律,从基本知识出发,从浅到深,由易到难,层层诱导,步步深入,使欲释的问题得到解决。例如在讲到水肿时,首先是其概念,水肿是体液在组织间隙或体腔内过多积聚,为什么会积聚呢?直接发生机制是血管内外液体交换失衡的结果,表现为组织液的生成大于回流,那么毛细血管内压升高、血浆胶体渗透压降低、微血管壁通透性增加、淋巴回流受阻都可以导致水肿的形成;水肿又如何维持和发展呢?那是由于肾小球的滤过率下降和(或)肾小管重吸收增强使机体钠水的摄入量大于排出量,形成潴留的结果,因此使水肿得以维持和发展。如此层层深入,水肿的基本发生机制学生就牢固掌握了,那么学生对临床上所有疾病引起的水肿就不难理解其发生的机制了。相应学生分析问题的能力就会得到提高。
1.2比喻引申
比喻引申是指列举人们日常生活中易懂的事例,从而联想到所要解决的难懂或抽象的问题。一个形象而生动的比喻往往给人们留下难忘的记忆,可以起到化繁为简,触类旁通,一点即明的效果。例如讲到休克时,休克期大量的血液淤滞在微循环内,可比喻为“一潭死水”。总之,比喻引申要做到反复酝酿、精心推敲,恰到好处,从而使病理变化像一幅幅多彩丰富的生活画面展现在学生面前。
1.3正答反问
正答反问就是在叙述一个问题后,为加深对这个问题的理解,可以从另一个方面提出某种假设来探讨问题的方法。这种方法实际上是问答法和比较法两种教学法的结合,它有助于学生辨证观察问题,启发学生积极思维,加深对问题广度和深度的认识。例如在讲到心力衰竭时,慢性左心衰可导致肺淤血,在患者的肺泡腔内可见红细胞的漏出,并可见典型的“心力衰竭细胞”等改变,可反问:如果不是左心衰引起的肺淤血,而是外伤等其他原因所指的肺出血,肺泡腔内能否出现“心力衰竭细胞”?由此引出“心力衰竭细胞”不仅见于左心衰引起的肺淤血组织里,也可见于其他原因引起的肺出血的肺组织内。
2实施课堂讨论式教学
高专护理专业病理生理学教学课时仅占整个病理学总课时的三分之一。存在着教学内容多,但课时短少的问题,要解决这一问题,实施课堂讨论式教学不失为一种很好的教学方法。例如在讲到呼吸衰竭时,大纲要求两个学时完成,仅以教师讲,完成全部内容较为困难。因此在讲具体内容之前,先让学生掌握呼吸衰竭的概念,然后围绕概念预习其发生机制,并要求学生收集资料、列出提纲,在下节课展开讨论。课堂上,学生以极大的热情参与教学过程,课堂气氛相当活跃,作为教师,也不失时机的加以指导,一个学时的时间就将呼吸衰竭的发生机制掌握了。教学效果非常好。当然,讨论式教学对于学生来说并不轻松,学生要用比传统多几倍的时间去预习,查阅资料。但是作为教师要鼓励学生敢想、善思、勤做,敢于标新立异、同中见异、平中见奇;对于学生的不恰当、古怪甚至荒诞的问题和念头教师不要取笑责怪,而要正确引导、耐心分析,在信任、尊重、平等、友好、谦逊的气氛中保护学生质疑和回答问题的勇气与兴趣,激发他们追求科学真理的浓厚兴趣,启迪其发现问题、钻研问题、解决问题,这样就充分调动了学生学习的主动性和积极性,培养了学生的自学能力、综合能力和创新意识。这种师生互动、教学相长、宽松活跃的学习气氛使教学过程充满活力,减少了教师“填鸭式”的教学。
3教学理论与病理实验相结合
病理生理学是一门实践性很强的学科,实验教学在整个教学中占有很重要的地位。因此,应加强病理生理实验教学。培养学生的实践操作能力,综合分析能力及创新思维能力,进而提高教学质量。在教学过程中,教学重点应有所侧重,理论课侧重对基本概念、基本理论进行详尽、透彻的讲授;实验课则通过复制某种病理生理过程的模型,加深学生对理论的记忆、理解。例如讲完缺氧后,在实验室,让学生在小白鼠身上复制出乏氧性缺氧、一氧化碳中毒性缺氧两种病理生理模型,不但验证了课堂理论,更重要的是培养了学生的上述能力。实践证明,理论与实践并重,取得了相得益彰的效果,学生普遍反映较好。
2实验教材的改革
传统的实验教材以验证性实验为主,实验讲授也以教师讲步骤、学生跟着做的步伐来进行,在病理生理学课程地位日益突出的今天,这种一成不变的实验教材及陈旧的讲课方式很显然已经过时了。首先,实验应该突出其主要作用,作为病理生理学实验课程,首先其作用就是让学生通过实验,更直观地观察到相关因素发生改变时机体的一些改变,以及通过相关指标的检测,验证学生观察到的现象,进而对理论课讲述的相关机制能更深刻地理解,做到真正地融会贯通,避免让学生单纯地反复依靠记忆来获取相关知识,因此,实验教材必须突出其显著特点,开阔学生的思维,激发学生的学习兴趣;其次,病理生理学课程作为学生进一步学习临床课程的基石,通过实验课程的训练,加强学生的动手操作能力和临床中需要的、最起码的无菌观念和关爱生命的理念,通过实验技能训练,学生掌握了基本的穿刺、分离结扎血管、缝合等基本的手术操作,不仅为以后临床工作打下基础,同时也为将来进一步深造、科研创造条件,因此,实验教材在重视基本操作技能的同时,应该提出更高的要求,增强综合性实验部分;最后,应该重视设计性实验,实验教材中因加入设计性实验部分,并向学生提供参考书目及文献,由教师拟题或学生自命题设计实验方案,这样不仅可以提高学生的学习积极性,还能极大地激发学生的创新能力[5]。
3实验内容及实验设计的改革
实验内容的改革主要包括3个方面:(1)传统病理生理学实验内容的改革。传统实验受实验室条件、实验设备等限制,定性实验多,而定量实验少,使学生对实验结果的获取过程及相关知识的总结认识过于简单,同时对相关仪器操作也存在问题,因此,在未来的实验教学中,因改善实验室条件,及时更新先进设备,使动物和仪器的使用均达到最大化和最优化。同时,对于教材中安排的、简单的验证性实验,可以将其合并、整合成综合性实验,这样既节约了实验资源,又可以深化教学内容,使学生灵活应用知识。对于急性失血性休克的家兔动物模型,以往只单纯观察血压、呼吸及中心静脉压的变化,如果在此基础上,对家兔休克进行抢救,给予几种抢救方案,让学生自己选择,观察疗效并分析抢救原理,这样在调动学生积极性的同时,培养他们分析问题、解决问题的能力。(2)根据中医院校的特点决定教学内容的改革。中医院校的教学模式是中医课程和西医课程独立教学,学生在培养中医思维的同时又需要西医思维,二者之间其实没有实质性的交叉,在学生学习过程中难免形成2个独立的系统,使学生不能很好地掌握二者的关系[7]。如果在西医课程实验中巧妙地融入少量中医药内容,能使学生更好地理解中医和西医的联系和区别,如在循环调控的相关实验中可以加入丹参提取物,观察其对循环的影响。这有助于学生对中西医相关课程的理解,为今后的临床工作和科研奠定基础。(3)在优化经典的验证性实验,开始综合性实验的同时,为拓展学生的认知能力,培养学生的创新精神,还应开展设计性实验,可以由教师根据不同专业特点设计实验命题、提供参考书目和文献,给出实验条件,学生自行查阅文献,设计实验思路、详细步骤、观察指标及预期实验结果。学有余力的学生还可自己命题设计实验,教师可协助分析其合理性和可行性。这样因人制宜针对不同专业学生设计不同实验,有利于培养学生的专业素养,同时也培养学生严谨的逻辑思维能力和科研精神。