探索性实验的思考和建议.pdf

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1、中山大李李报格从， 2 007 年第27卷第3 期 S U N Y 4 2 SE N UNI V E R SI T YFORU MV o l . 2 7N o . 32 洲 ) 7 探索J 邓宇斌 吐实验的思考和建议 李 星 ， ， 刘 朝明 ， ( 中山大学 中山医学院1 .病理生理学教研室， 2. 李 艳， 2 0 0 2级临床十二班 3 . 2 0 04 级临床十班，广东 广州5 1 0 0 8 0 ; ) 摘要: 我校打 破 学科界限， 把高等医 学教育中的 生理学、 病理生理学与药 理学三门 实验课重新 组建成一门跨学科多层次的 “ 实验生理科学”课程。其教学主要目的是培养学生的综合

2、素质与能 力。 经过几年教改探索， 在实际教学中我们发现搞好科研课题设计是这门课最重要的部分， 是这门 课的核心。我们就课程的特点和带教历届学生的体会和实践经验， 对医学本科生如何自 我设计高质 量探索性实验方案进行分析和思考， 总结了一些经验， 本文报导了指导学生自 我设计科研课题的具 体做法、以及历年来学生实验设计特点、 经验与体会。 关键词: 实验 生理科学; 实验 设计; 探索性实 验 中图分类号: R 一 33文献标识码: A文章编号: 1 00 7 一 1 7 92 ( 2 00 7)03 义 x 兀 ， 狈 传统的实验课的教学只注重经典实验内 容的 传授， 而不注重学生对经典实验

3、所体现出来的 科学思维的体会，和一般科研实验设计方法掌握，只能授学生以 “ 鱼” ，而不能赋学生以 “ 渔” 。开放性实验生理课成功的解决了这一问题。开放性实验生理课是由学生按照自己的兴 趣，自 行设计科研课题， 并在学校实验室和带教老师的协助下自主完成实验，撰写论文的课 程。简而言之: 开放性实验生理实验课就是研究生科研的预教育， 也是一般正规科研的简单缩 影。这门课是我校自1 9 % 年起施行的教学改革的重要内容之一， 其目的在于让本科生早期接 触科研， 具备科研的初步认识，了 解科研的一般程序， 提高合作能力， 并为以 后的研究生教育 和 科 研工 作奠 定一 个扎实的 基础 。 此课程

4、开设以 来广受学生的好评， 并获得了国 家级奖 项 2 。 这门 课的 课程安排是: 在二年级第一学期第一周开动员大会，由 这门 课的主管教师向 同学简要介绍这门课的内容和特点， 激发同学学习实验、 科研的兴趣， 鼓舞同学探索未知世界 的热情。接下来开设一个学期的经典生理实验课。在三年级第一学期前半学期开设经典药理- 病理生理实验课， 后半学期进行开放性试验的具体操作实践。在实际学习中我们发现搞好科研 课题设计是这门课最重要的一部分，因为它才是这门课的核心。我们就课程的特点和历届同学 的实践经验， 对本科生如何自 我设计高质量探索性实验方案行总结和思考， 归纳总结了一些经 验，和大家分享。 一

5、、为学生创造科研条件 本科生科研设计的要求与硕士研究生不同， 硕士研究生要求设计必须具有实际的可行性和 。收稿日 期: 2 007 一 0 1 一 09 基金项目:中山大学2 005 年教改课题 作者简介:邓 宇斌 ( 1 %2一) ，男，北京人，博 士，教授，博 士 生导师，E 一 m ail:d engyuh m a i l . s y s u . e d u . c n . 明确、 可靠的阳性结果， 并且有大量的经费支持。本科生则只是要求学生了 解科研课题设计的 一般方法、 程序以及实验方案设计的原则、内容、 主要步骤和一般实验方法， 并不要求必须取 得阳性结果。所以设计探索性实验方案有

6、其独特的特点。 在设计科研课题之前必须对科研实验设计一般要求、 规律、 实验方案设计的原则、内容和 一般实验方法有一定的了 解， 只有这样在设计实验时就不会师学生很盲目 和不知所措。 首先， 我们设立的经典实验课就是学生最好的学习资源。比如: 在 “ 生理因素及药物对 动脉血压的影响”实验中 介绍了静脉给药及 B L 一 410 测血压的方法; 从 “ 生理因素及药物对 兔呼吸运动的影响”实验描述了气管插管的操作方法; 实验 “ 刺激强度和频率对骨骼肌收缩 的影响”让学生懂得骨骼肌收缩力的测量方法; “ 生理因素及药物对尿生成的影响”中掌握导 尿管的操作等等; 所有这些经典实验让学生学会基本的

7、动物实验操作， 为以 后的科研打下了良 好的基础。通过这些经典的实验， 同学们就可以找到自 行设计实验的重要范本和参考。 其次， 我们还收藏和整理了往届学生的论文集以供学生参考。这些论文集都是往届学生珍 贵的经验， 它在某种程度上给我们实验设计提供了明确的大方向， 也为我们提供了许多基本的 实验方法、观测指标。 然而， 查阅文献了解研究现状是任何科研都必不可少的一个重要过程， 所以学习医学文献 检索的相关技能时非常重要的。我们学校还开设了 医学文献检索的选修课，图书馆也定 期的举行相关的培训。所有这些都给我们同学查阅资料提供了 很大的帮助。 借此， 在正式设计 实验之前可以给学生们参考一些研究

8、生的科研教材， 如 医学科研概论 、 机能实验学等。 这些教材系统的介绍了 科研课题设计方方面面的知识， 十分有利于同学们设计出完备的实验， 而不会出现实验已经进行了一半了之后才发觉有严重的设计漏洞的 “ 惨剧” 。这就体现了系统 的学习医学科研设计的必要性。 二、 确定研究课题，拟定实验方案 一个课题的意义大小主要决定于它的内容，即 研究方向。如果一个实验研究的内容陈旧或 者在基础医学和实际应用上都没有价值， 那么无论它的方案再完美也是没有价值的。再者， 实 验设计出 来但是现有条件无法实现也是没有意义的。 所以研究内容一定要有一定的实际价值和 相当强的可行性。 试验设计的实际价值在于它的新

9、颖性和创新性， 能解决前人没有解决的问题， 或者能证明 某种推测。要设计出这样的课题显然是不容易的， 因为它要求我们能够站在某个研究领域的前 沿， 而我们现在学习的内容都是相当经典或者说陈旧的。这就要求我们去搜集这方面的资料并 从中吸取平时课本上没有的知识。我们也可以通过参加暑期科研， 接触科技前沿， 积累 科研课 题。暑期科研的项目 是由长期进行科研工作的资深老师结合自己承担的科研项目 设计的小实 验。在其中学习可以接触到带教老师所熟悉的科技前沿，“ 站在巨人的肩上”更容易发现一些 可行的课题设计方向。一般情况下， 这样设计出的课题因为依托了 暑期科研带教老师的 科研项 目 ， 起 点 高

10、， 科 研 意 义 大 比 。 1 .实验的可行性 就是指实验能够在生理学实验室能够提供的实验条件下， 在学校允许的经费内完成， 并有 一定的预期效果。生理实验室提供的器材能支持的研究方向只是 “ 大生理”方向， 可以进 行生理， 药理， 病理生理方面的研究， 但不能进行病理、 免疫、 生化等方面的研究。为了 确保 自己设计的实验能够进行就要多咨询一下实验室技术人员， 他们比较了解实验室的器材配备情 l 0 况。并同带教老师沟通， 确定试验的可行性， 决定取舍， 并准备相应的备选方案。经费要有 一定的限制， 原则上除学校能提供的动物和一些药品外，自 行购买的药品不能超过30元。所 以设计的实验

11、一定要注意经费限制， 不能购买昂贵的药品， 不能进行昂贵的检查。 2 .可操作性 实验操作要易于进行， 最好不要设计操作复杂的实验。例如， 有同学设计的实验需要对 家兔进行心脏手术这是一种高难度手术， 结果每次手术都造成家兔气胸， 不得不放弃原定 设计。 实验的观测指标要易于得到， 能够较为科学的纪录分析。 有人研究紫外线对皮肤的晒 黑作用，评价指标是皮肤颜色的改变，纪录方法是照片。由于各种原因紫外线照射区颜色变化 不是很明显， 这样得到的 结果就很差， 不具备说服力。然而， 用病理切片作为结果的 话就更有 说服力了。实验耗时最好不要太长，以免影响正常的学习。 科研是一个耗时耗力的过程，因 为

12、实验的进程是由实验本身的规律决定的， 不能改动。所以实验往往要占用我们许多自习时 间， 在设计实验时应综合考虑自己和小组成员的时间安排特点。综上所述，实验方案的实验设 计要简单易行。例如有人研究补中 益气汤对小鼠 运动能力的影响， 评价指标是在体胖肠肌收缩 力和小鼠 游泳耐力。这两个指标易于得到， 而且量化结果明确可信。这是一个很好的实验方 案。 三、学生课题选择和设计特点 探索性实验的选题和设计的要求是要有目的性、 科学性、 可行性和创新性。从历届的实验 题目 来看，同 学们在选题时参照我校图书馆及网上各类正规刊物上的大量论文， 对实验的原 理、 方法等进行了 认真的研究， 具有相当的科学性

13、。从学科来看，实验内容遍及生理、 病理、 病理生理和药理各学科。 ( 1) 学生课题题材广泛。既涉及大家感兴趣的常见的临床医药题材， 如 灭滴灵、乙醇 对甲 醇中毒的解救对比 、 两组联合用药对重度失血性休克的抢救 、 整肠丸的止泻作用研 究 、 中药制剂对小鼠的解酒作用的实验研究等等; 也包括了有医学意义的一些基础性研 究，比如一 常见中西抗感冒药对小鼠嗜睡作用的对比研究 、 睡眠不足对小鼠学习记忆能力 的影响 、 咖啡对小鼠学习记忆的影响等; 还有些同学选择了日 常生活关系密切的课题， 如 庆卫牌消毒粉急性毒性和皮肤粘膜刺激实验 、 ; 其中也不乏创新性的题目，比如 整肠 丸的止泻作用研究

14、 、 等， 实验方法方面也都因地制宜地进行了创新。总的来说同学们设计有 根有据， 简单实用， 贴近临床， 敢于创新。 ( 2 )实验动物模型的建立。实验过程中，大多数课题都涉及到了构造动物病理模型， 而 且除了经典模型外， 有些同学还进行了 创新式的设计和大胆的尝试， 体现了 学生们实验过程中 严密的思维和一定的动手技巧。如 ( 右旋糖醉复制及肝素对DIC的疗效中大白鼠DIC模型 的构建; 参麦制剂对家兔失血性休克的治疗作用中的家兔休克模型; 探讨生姜对大白鼠 治疗效果及实际应用价值中的浅n度烫伤的制造等。 ( 3) 实验监测指标和检测方法的创新。由于学生实验题材广泛， 实验生理教研室试验相

15、关器械难免存在不足， 为了 解决问题并且顺利进行实验， 预实验时同学们还大胆猜想并自 行设 计了一系列检测方法和灵巧可行的器械。如自 制抖笼、自 制小鼠 跑笼、自 制滑板等，而且实践 证明，有些设计是简单而且有效的。同时体现了同学们自 我创新的科学思维和独立解决问题的 能力。 ( 4 )答辩及材料制作。几年来，随着计算机及大量实用软件的普及， 答辩过程中同学们 l l 的材料准备和制作也越来越丰富多彩。例如在答辩ppt 的制作中，同学们还构建了大量的统计 表格、 数据分析图片、 甚至还插人了大量实验过程中的记录图片和实验D V等。 使答辩材料更 加充分和形象生动。 也反映了同 学们综合能力的提

16、高 。 四、思考和建议 探索性实验这样近于完全自主的实验过程，给了同学们一个既能体现能力，又能学习和掌 握新本领的良机。 对于从来都只是简单复制老师安排好的实验的学生来说，这次从头到尾地参加一个实验的 选题、设计、 实验、 答辩， 从中学到的东西是很多很多的。经历了这样一次初步科研的实践， 同学们的视野开阔了， 知识也得到增长。同时也了 解了 一个科研实验的基本操作过程， 激发了 探索生命奥秘的热情，逐渐养成了严肃的科学精神、 严谨的工作作风、勤奋刻苦的学风、团结 互助的美德; 建立了 科学思维， 锻炼了动手能力。然而从中也发现我们探索性实验课程需要进 一步改进与完善， 努力为学生创造更好的科

17、研条件。 由于我校开设这门课的时间不长， 经费有限， 实验条件和实验设备方面相对不足， 使得同 学们很多有创意的实验项目 无法进行。因此， 我们希望学校方面能加大对实验室的投资， 在保 证基本实验器械资源充分的条件下， 再引进一些先进的仪器设备， 使实验条件更加完备; 对一 些破损的仪器要及时更换， 对一些药品问题， 准备室技术员老师要与学生商议共同克服。这 样， 才能让同学们有更大的自由度去大展拳脚。学校已经提供良 好的实验动物饲养条件，实验 动物基本满足需要。另外， 也要充分调动同学的积极性， 利用大家的智慧，自 行设计一些简易 仪器， 解决一些问题。同时， 作为学生也要爱惜实验仪器， 节

18、约合用一些实验耗材。 同学们普遍反映在实验过程中 有时感到毫无头绪而得不到及时的指导， 因此， 教研室和指 导老师怎样对学生进行指导是一个值得改进的地方。 学校要选派一些有科研经验的高年制老师作为指导老师， 要与各个学生小组分别交流， 弄 清学生的实验思路; 可简要举例介绍校园网络的应用和图书馆馆藏杂志的查阅， 指导学生如何 迅速获得相关研究进展、 实验设计实例及实验相关知识，向学生推荐有参考意义的文献， 使实 验设计快速有据完成; 预实验结果是对设计的初步评估， 对估计实验的可行性有非常重要的价 值，因此老师要注意结合文献和预实验结果考虑选题的难度是否适中、 预实验的结果是否与理 论预计相符

19、、 指出 设计的不足之处及设计方案应如何修改。在实验过程中， 注重培养学生的临 床兴趣， 重视基础与临床结合、 基础研究对临床知识的加深巩固。如v it 一 c 对伤口 愈合的促进 作用， 焦油的毒性作用， 芦荟的减肥作用等， 实验设计与实际应用联系起来， 使学生更有兴 趣， 结果更具说服力; 也可适当示范一些实验操作， 提出应注意问题等， 使同学们做到规范操 作，同时能全面考虑问题， 确保实验能顺利进行。 学生也要自 学补上有关知识，比 如统计学知识， 或者多向有经验的历届学生请教， 这样， 实验结果的处理才能更令人信服。另外，同学们应结合药理、 病生、 生理内容， 突破以 前实验 基础设计

20、的思路限制， 发挥主观能动性， 在老师启发诱导下， 改进自己的设计。如同学们对中 医药很感兴趣， 如 中药制剂对小鼠的解酒作用的实验研究 、 参麦制剂对家兔失血性休克 的治疗作用等， 应加强这方面的知识积累，多参加一些有关的讨论、 讲座，阅读这方面的 文献， 提高自己的 设计着重在其科学性、 创新性、 合理性， 而对结果不要要求太高。 探索性实 验采用分组形式， 首先由 各班班长统一分配各小组人员， 作好老师的助手， 同时也成为沟通老 师和学生的桥梁。 再由小组长负责统筹该组各项工作， 因此， 在实验过程中各小组成员要同心 ( 下转3 0 页) 难度。为避免双方的不足之处相互影响，除了要保持我

21、国八年制学生与全英班留学生分班上大 课外， 教师、 学生辅导员及教学管理人员还需加强对学生的管理， 及时解决学生的问题， 端正 学生的学习态度， 培养学生认真刻苦的学习精神， 制定相关规章制度保证课堂纪律等。 ( 2 )全英班留学生英语地方口 音重影响交流。由于英语并不是全英班留学生的母语， 其英 语发音带有浓重的地方口 音，与 “ 美式发音” 及 “ 英式发音”之间存在较大差异， 来自 不同 国家、 不同地区的学生，发音亦不尽相同。这将对我校八年制学生与其交流造成一定的障碍。 因此， 八年制学生需与留 学生多交流， 熟悉他们的发音特点及表达方式。此外还要在课余时间 多看专业知识的视听教材，

22、掌握好理论知识， 才能在合班上小课时积极地参与讨论。 总之， 全英教学追求的是人才素质与长期效应， 绝不仅仅是学习英文专业术语。八年制学 生与全英班留学生分班上大课， 合班上小课的教学方式， 将会提高学生学习专业英语及专业知 识的兴趣， 促进教学质量的提高， 增强我校医学生参与国际交流、 合作及竞争的能力。同时还 可以缓解师资紧张的压力， 对我校八年制及留学生全英教学的顺利开展具有积极的推动作用。 参考文献: 1 刘戟， 张蓉， 方定志， 等. 留学生医学生物化学教学的现状和改进的思考 C .全国高等医学教育学会 基础医学教育分会 中 华医学会医学教育分会基础医学教育研究会第六次学术大会论文集

23、. 杭州: 浙江大 学， 2 ( X 拓:1 6 9 一 1 7 1 . 2 黄育妆. 高校双语教学的问题与对策 J . 医学教育探索， 2 (X 巧， 5( 3 ) : 242 - 2 4 4 . 【 3 田 茂友.基于问题的学习模式在生理学教学中的应用 【 J， 医学教育探索， 2 006 ， 5( 3 ) : 2 19一 2 2 0. ( 责任编辑孙慧兰) ( 上接 1 2页) 协力， 分工协作， 培养集体协作精神和提高集体责任感。这样实验才能高效顺利地进行。 教师在汇总学生论文时发现， 学生论文写作还有待提高，同学们的论文往往泛泛而谈， 讨 论往往不够准确， 结论过于夸大， 有一些结果

24、未进行浓缩升华而仅仅是数据的罗列。 还应进行 基本的 统计学分析! “ 丁 。因 此， 同 学们在撰写论文时 应注意实验讨论内 容要精练、 形式要规范、 用语要准确恰当，可多参阅优秀实验论文范例。 参考文献: 1 陈克敏， 夏叶玲，王竹立， 等. 试验生理科学教程 M .北京: 科学出版社， 2 001 : 1 一 11. 【 2 林明栋， 王竹立， 陈克敏. 实验生理科学教学中探索性试验的尝试 【 A .实验教学改革与探索 M . 广州:中山大学出版社. 2 佣1 : 仁 3 陈克敏 2 0()3 ， 【 4 熊国强 5 兴亚， 【 6 王仁安 ， 林明栋，王竹立，等 2 3( 3 ) : 2 1 一 2 5 . 9 8一1 0 1 . 机能学科实验教学创新教育的探索与实践【 J .中山大学学报论丛 . 医学科研设计教程 【 M . 北京 汪晖等. 机能实验学 M . 北京 . 医学实验设计与统计分析 M 科学出版社， 2 叨1 科学出版社， 2 001 3一5 . 2 5 3一2 5 4 . . 北京: 北京医科大学出版社，19 99: 4 一 6. ( 责任编辑徐杰)