生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)中《人體解剖生理學(xué)》課程教學(xué)模式改革與思考

楊文偉+薛凌云+楊勇

摘要：《人體解剖生理學(xué)》課程是生物醫(yī)學(xué)工程等醫(yī)工結(jié)合專業(yè)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)類課程，具有理論性強(qiáng)、內(nèi)容體量大等特點(diǎn)，如何高效完成教學(xué)任務(wù)，且達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)的知識(shí)要求，是該課程教學(xué)需要不斷探索的課題。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我們提出突出醫(yī)工結(jié)合特色、部分章節(jié)開(kāi)展教師指導(dǎo)下的自學(xué)、重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)及改革考核模式等措施，開(kāi)展工科專業(yè)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)，建設(shè)具有工科專業(yè)特色的《人體解剖生理學(xué)》課程。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式改革;人體解剖生理學(xué);醫(yī)工結(jié)合;自主學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2014）42-0082-03

一、引言

人體解剖生理學(xué)是研究人體各部分形態(tài)、結(jié)構(gòu)及人體生命活動(dòng)的規(guī)律或生理功能的科學(xué)。在生物醫(yī)學(xué)工程和醫(yī)學(xué)信息工程等工科專業(yè)中，它是醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)類課程，也是必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。生物醫(yī)學(xué)工程等工科專業(yè)是交叉學(xué)科，它綜合工程學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的理論和方法，從不同層次研究人體系統(tǒng)的狀態(tài)變化，并運(yùn)用工程技術(shù)手段去解決醫(yī)學(xué)中的相關(guān)問(wèn)題。因此，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)需要生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的相關(guān)理論和知識(shí)。對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程等相關(guān)工科專業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)《人體解剖生理學(xué)》課程，是專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的需要，也是后續(xù)的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理、生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)建模與仿真、醫(yī)療儀器等專業(yè)課程的重要醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)《人體解剖生理學(xué)》知識(shí)，能夠使學(xué)生了解人類醫(yī)療、保健方面的需求，更重要的是，能夠啟發(fā)學(xué)生在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中發(fā)現(xiàn)醫(yī)工結(jié)合的交叉點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生圍繞生物醫(yī)學(xué)工程的專業(yè)方向進(jìn)行創(chuàng)新性研究和工作。

二、生物醫(yī)學(xué)工程等專業(yè)中《人體解剖生理學(xué)》教學(xué)現(xiàn)狀

目前，我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)大多在工科院校和醫(yī)學(xué)院校中開(kāi)設(shè)，由于這一專業(yè)學(xué)科交叉的特殊性，在培養(yǎng)模式方面容易出現(xiàn)偏重于工科或偏重于醫(yī)科的現(xiàn)象，沒(méi)有真正體現(xiàn)出醫(yī)學(xué)工程的多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。此外，在這些專業(yè)中，其醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程和工科專業(yè)課程獨(dú)立開(kāi)設(shè)，尤其是所開(kāi)設(shè)的《人體解剖生理學(xué)》課程，學(xué)科獨(dú)立性較強(qiáng)，存在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課和后續(xù)專業(yè)課教學(xué)相互脫節(jié)的問(wèn)題。進(jìn)一步分析這些專業(yè)對(duì)《人體解剖生理學(xué)》課程的教學(xué)要求發(fā)現(xiàn)，作為醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課，該課程的教學(xué)內(nèi)容需要涉及人體解剖學(xué)、生理學(xué)及病理學(xué)等幾門課程，內(nèi)容體量大、理論性強(qiáng)，然而課時(shí)方面卻基本要求在一個(gè)學(xué)期內(nèi)的幾十個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)完成該課程教學(xué)。在這種情況下，如何高效、高品質(zhì)地完成大體量的教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到生物醫(yī)學(xué)工程等醫(yī)工結(jié)合專業(yè)對(duì)該課程的知識(shí)要求，是《人體解剖生理學(xué)》課程教學(xué)需要不斷探索的課題。

現(xiàn)有的《人體解剖生理學(xué)》教學(xué)方法研究大多是在生命科學(xué)專業(yè)和醫(yī)學(xué)臨床專業(yè)中開(kāi)展，而在生物醫(yī)學(xué)工程等醫(yī)工結(jié)合專業(yè)中，該課程的教學(xué)方法僅有少數(shù)教學(xué)研究開(kāi)展。作為專業(yè)基礎(chǔ)課，《人體解剖生理學(xué)》課程在這些專業(yè)中應(yīng)該如何開(kāi)展教學(xué)？如何體現(xiàn)工科專業(yè)特色？如何體現(xiàn)學(xué)科交叉特點(diǎn)？實(shí)際的教學(xué)工作急需有新方法的探索。因此，這些問(wèn)題的研究不僅對(duì)醫(yī)工結(jié)合專業(yè)的培養(yǎng)質(zhì)量提高有幫助，同時(shí)，也是高等醫(yī)學(xué)教育研究的重要組成部分。

我們所在的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是在工科院校背景中開(kāi)設(shè)的，依托工科背景，在工程基礎(chǔ)課程教學(xué)方面，師資條件和實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)比較成熟，然而在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)方面，存在醫(yī)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)薄弱，教學(xué)改革之前教學(xué)模式傳統(tǒng)、單一的問(wèn)題，沒(méi)有很好地突出生物醫(yī)學(xué)工程的工科特色和學(xué)科交叉特點(diǎn)。更為突出的問(wèn)題是，這種沿襲傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)專業(yè)的教學(xué)模式在工科院校中教學(xué)效果不理想，教學(xué)負(fù)擔(dān)重。針對(duì)這些問(wèn)題，我們以服務(wù)專業(yè)建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，提出開(kāi)展具有工科專業(yè)特色的《人體解剖生理學(xué)》教學(xué)改革，分別從課程內(nèi)容選擇、自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)結(jié)合以及改革考核模式等方面開(kāi)展。

三、課程教學(xué)改革的主要內(nèi)容

（一）合理安排課程內(nèi)容，科學(xué)設(shè)計(jì)課程體系，突出醫(yī)工結(jié)合專業(yè)特色

以生理系統(tǒng)為框架整理課程內(nèi)容，開(kāi)展以生理系統(tǒng)為單元的專題教學(xué)，突出教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)。在該課程中，細(xì)胞基本生理功能尤其是生物電的生理機(jī)制、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等章節(jié)是重點(diǎn)和難點(diǎn)，其中的心電、腦電、肌電與生物醫(yī)學(xué)工程重要的研究領(lǐng)域密切相關(guān)。這些章節(jié)的教學(xué)會(huì)重點(diǎn)講解，內(nèi)容包括解剖結(jié)構(gòu)、生理功能及相關(guān)的工程應(yīng)用;而運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等章節(jié)內(nèi)容系統(tǒng)性較強(qiáng)，相對(duì)容易理解，這部分內(nèi)容的教學(xué)方式設(shè)計(jì)采用教師指導(dǎo)下的自學(xué)，教師把章節(jié)的內(nèi)容梗概在課堂上講解，具體內(nèi)容布置學(xué)生課下自學(xué)，并要求學(xué)生寫(xiě)出自學(xué)報(bào)告，這樣區(qū)別分配授課時(shí)間，既突出了教學(xué)重點(diǎn)，也解決了課程體量大而課時(shí)少的矛盾。

為更好地服務(wù)于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)科交叉特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中注意整理、添加與工程應(yīng)用和醫(yī)學(xué)臨床相關(guān)的內(nèi)容，比如，在講解循環(huán)系統(tǒng)時(shí)增加對(duì)血管支架、人工瓣膜、人工起搏器等生物醫(yī)學(xué)工程材料、儀器工作原理的介紹，同時(shí)結(jié)合生理功能的原理給出問(wèn)題，讓學(xué)生分析，比如，“更換人工起搏器時(shí)為什么不能直接關(guān)閉起搏器，而是要逐步減慢人工起搏器的搏動(dòng)頻率？”;再如，在泌尿系統(tǒng)的教學(xué)中，在講解腎單位結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出“尿液是如何產(chǎn)生的？臨床使用的人工透析機(jī)是如何工作的？”等問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生關(guān)注這些醫(yī)工結(jié)合點(diǎn)，讓他們帶著問(wèn)題去查閱資料，并在課堂討論時(shí)給出自己的觀點(diǎn)。這些教學(xué)過(guò)程不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且為以后《醫(yī)療儀器》等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)，建立了醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的聯(lián)系。更重要的是，這個(gè)過(guò)程培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，啟發(fā)學(xué)生在未來(lái)的專業(yè)學(xué)習(xí)和工作中尋找醫(yī)工結(jié)合的交叉點(diǎn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維具有重要作用。

（二）結(jié)合優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源拓展學(xué)生的專業(yè)視野，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力

網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)課等視頻資源把優(yōu)勢(shì)教育資源通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向公眾傳播，是寶貴的學(xué)習(xí)資源，《人體解剖生理學(xué)》的教學(xué)過(guò)程中引入了網(wǎng)絡(luò)視頻公開(kāi)課、課程相關(guān)專題紀(jì)錄片及文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)等資源，拓展學(xué)生的專業(yè)視野，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也彌補(bǔ)了《人體解剖生理學(xué)》課程內(nèi)容體量大而課時(shí)有限的矛盾。我校圖書(shū)館有國(guó)內(nèi)外著名大學(xué)的公開(kāi)課視頻，比如，中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院的《人體解剖學(xué)》網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)課程，斯坦福大學(xué)的《人體解剖學(xué)》課程，香港中文大學(xué)《語(yǔ)言與大腦》視頻公開(kāi)課，杜克大學(xué)的《人體生理學(xué)導(dǎo)論》等等，這些課程由資深的專家教授進(jìn)行全程教學(xué)，內(nèi)容清晰、詳實(shí)。在課程教學(xué)過(guò)程中，教師根據(jù)課程進(jìn)度介紹這些視頻公開(kāi)課給學(xué)生課下自學(xué)，并提出相關(guān)的問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生思考;在課堂教學(xué)時(shí)，教師會(huì)組織學(xué)生對(duì)自學(xué)情況做簡(jiǎn)要的討論和總結(jié)。此外，課程內(nèi)容相關(guān)的專題紀(jì)錄片也對(duì)課程教學(xué)做了很好的補(bǔ)充，這些影片由專業(yè)團(tuán)隊(duì)拍攝，案例豐富，制作精美，觀賞性強(qiáng)，學(xué)生被紀(jì)錄片內(nèi)容吸引的同時(shí)，也激發(fā)了課程學(xué)習(xí)的興趣。比如，在講解神經(jīng)系統(tǒng)的高級(jí)功能——睡眠功能時(shí)，鏈接《人體奧秘》睡眠專題的記錄片，片中通過(guò)豐富的案例對(duì)睡眠過(guò)程進(jìn)行講解，使學(xué)生對(duì)睡眠功能和研究現(xiàn)狀有深入了解，教師針對(duì)紀(jì)錄片中涉及的重要生理學(xué)現(xiàn)象提出問(wèn)題讓學(xué)生思考，如：“為什么睡眠對(duì)人體是必須的？”、“快速眼動(dòng)睡眠和記憶有什么聯(lián)系？”等等，通過(guò)這些環(huán)節(jié)，不僅豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)資源，更重要的是，在這種教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)了學(xué)生深入思考、自主學(xué)習(xí)的能力，加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解。

（三）重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)

該課程配套有《人體解剖生理學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程，在課程教學(xué)中注意理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的配合和銜接，開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)都涉及課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容。比如，生物電部分是該課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，圍繞生物電內(nèi)容設(shè)置了神經(jīng)肌肉電生理、大鼠心電圖描記、大鼠運(yùn)動(dòng)感覺(jué)皮層腦電信號(hào)的獲取、人體腦電圖描記等四個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)不同類型的生物電，并通過(guò)生理信號(hào)分析系統(tǒng)對(duì)獲取的生物電信號(hào)進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)中教師提出思考題，比如“如何獲得好的心電圖描記？”，這些實(shí)驗(yàn)操作和思考題將啟發(fā)學(xué)生深入的認(rèn)識(shí)生物電，為以后學(xué)習(xí)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理等專業(yè)課打下了基礎(chǔ)。這些操作加深了對(duì)理論的理解，同時(shí)也逐步建立和后續(xù)專業(yè)課的聯(lián)系。

（四）改革課程考核方法

完善考評(píng)體系，由以往對(duì)知識(shí)點(diǎn)的考查為重心轉(zhuǎn)為以能力考查為重心，從以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向結(jié)果過(guò)程評(píng)價(jià)結(jié)合為主轉(zhuǎn)變?？己艘矐?yīng)具有一定的靈活性。通過(guò)增大平時(shí)成績(jī)比例來(lái)改變考核構(gòu)成，如平時(shí)作業(yè)（主要是章節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容的訓(xùn)練等）占15%、專題討論表現(xiàn)占15%、自學(xué)模塊表現(xiàn)（以討論和讀書(shū)報(bào)告形式體現(xiàn)）占15%，課堂回答問(wèn)題情況占5%。減少閉卷考試中固定答案的題目、增加主觀題目的分值等辦法，期末考試成績(jī)?cè)诳傇u(píng)成績(jī)中占50%，重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解能力、運(yùn)用能力。并且，把這種考核模式在開(kāi)課之初就對(duì)學(xué)生明確指出，使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的過(guò)程中更注重這些能力的培養(yǎng)，從而把考試也作為教學(xué)的手段之一。

四、教學(xué)改革的思考和展望

經(jīng)過(guò)近幾年的教學(xué)改革實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)，注重醫(yī)工結(jié)合、突出工科專業(yè)特色的《人體解剖生理學(xué)》教學(xué)對(duì)提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)有很大幫助，符合培養(yǎng)復(fù)合型人才的教育理念。在以后的教學(xué)研究中，我們會(huì)更加注重《人體解剖生理學(xué)》與工程應(yīng)用和醫(yī)學(xué)臨床現(xiàn)象的結(jié)合，突出醫(yī)工結(jié)合特色，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，開(kāi)展具有工科專業(yè)特色的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)模式探索。此外，目前尚未見(jiàn)有生物醫(yī)學(xué)工程等醫(yī)工結(jié)合專業(yè)專用的《人體解剖生理學(xué)》教材，結(jié)合正在開(kāi)展的這種面向工科專業(yè)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)模式改革，收集整理相關(guān)的課程資料和各類教學(xué)模塊的內(nèi)容，嘗試編寫(xiě)面向工科專業(yè)的《人體解剖生理學(xué)》教材，既是對(duì)我們開(kāi)展的教學(xué)改革實(shí)踐的歸納和總結(jié)，更希望能對(duì)醫(yī)工結(jié)合專業(yè)中醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式進(jìn)行豐富和補(bǔ)充。

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基金項(xiàng)目：本教學(xué)模式改革工作受到杭州電子科技大學(xué)教學(xué)模式改革試點(diǎn)課程“人體解剖生理學(xué)”項(xiàng)目和杭州電子科技大學(xué)高教研究課題重點(diǎn)項(xiàng)目（ZD1302）的資助。

作者簡(jiǎn)介：楊文偉（1974-），女，河南信陽(yáng)人，理學(xué)博士，講師，研究方向：神經(jīng)電生理學(xué);薛凌云（1967-），女，浙江杭州人，工學(xué)博士，教授，研究方向：檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置。