实验设计在机能实验学中的意义

[摘要] 机能实验是一门把生理学、病理生理学、药理学有机结合在一起的综合性的实验性课程。机能实验教学中，在学生掌握动物实验基本操作技能的基础上，开展实验设计，可充分调动学生的学习积极性、主动性，提高学生分析、解决问题的能力，培养创新能力。

[关键词] 实验设计；机能实验

[中图分类号]R19[文献标识码]B [文章编号]1673-7210（2007）10（a）-116-02

The significance of experiment designment in functional experiment

MA Lin, CHEN Qian-fen, LI Gui-zhu

(Department of Pathophysiology, Bengbu Medical college, Bengbu 233030, China)

[Abstract] Functional experiment is a synthetic experimental course which links together with physiology, pathophysiology, and pharmacology. Grounded on that students have initially grasped basic handling technical proficiency, functional experiment teaching adopts to carry out designment of experiment, can sufficiently remove positivity and activeness of their learning, can raise capability of analyzing and solving questions, culture capability of bringing new ideas.

[Key words] Experiment designment; Functional experiment

机能实验是一门把生理学、病理生理学、药理学有机结合在一起的综合性的实验性课程。通过实验课可加强、巩固已学过的理论知识，使学生初步掌握实验的基本操作技能，培养学生观察、分析和解决问题的能力。同时，为了开发学生的科学思维、创新思维，我们在本课程的教学中开展了实验设计，取得了良好的教学效果。

1 提出实验设计的问题

在基本操作实验课结束的前1周，我们穿插着向同学介绍“实验设计的基本知识及要求”，考虑到学生初步掌握实验设计有关知识，如果短时间内让学生自己查阅文献资料、自己选题，会造成选出的题目比较纷杂[1]，科学性与可行性也有待考究。为了避免这类问题，我们采取了提前布置3道实验设计题，明确设计方向。让学生以组为单位，每组从中挑选1题，利用课余时间查阅大量相关文献资料，结合已学的知识，分别对选择动物模型、如何分组、建立观察指标、预测和分析实验结果展开热烈的讨论，并形成初步的实验设计方案。最后，在实验课上针对学生的设计思路，我们加以补充说明。

文中2，3部分以其中1例做代表展示，设计题：现提取一种物质多肽，已证实它具有促进生长的作用，请设计一个实验说明其促进生长作用是否通过生长素起作用（从整体和离体两方面设计）。

2 分析和讨论设计方案

每组由1位同学主讲，其他同学补充。学生针对他们的选题，提出实验设计思路，设立整体实验的对照组与实验组，并建立观察指标，预测和分析结果。针对学生回答中出现的问题，我们通过不断的补充说明，逐渐的引导，最终提出完整的设计方案。

3 确立实验设计方案

3.1 整体实验设计方案

动物的选择和处理：选用刚出生10 d的小白鼠80只，分4组：①对照组：小白鼠20只，给予等量生理盐水，腹腔注射1次/d；②实验组A：小白鼠20只，给予一定量此种多肽，腹腔注射1次/d；③实验组B：小白鼠20只，摘除脑垂体后，给予等量生理盐水，腹腔注射1次/d；④实验组C：小白鼠20只，摘除脑垂体后，给予等量多肽，腹腔注射1次/d。每组分别注射2周后，检测观察指标。

观察指标：①分别测定4组小白鼠的体重，比较其差异性；②分别取4组小白鼠的血液，测定血液中生长激素水平，比较其差异性。

预测和分析实验结果：①测体重：实验组A小白鼠体重＞对照组小白鼠体重，说明多肽具有促进生长的作用。若实验组A小白鼠体重＞实验组C小白鼠体重，且实验组B小白鼠体重与实验组C小白鼠体重无差异，说明多肽是通过生长素促进生长的（由于实验组B、C均摘除脑垂体，不会产生生长素）；若实验组A小白鼠体重与实验组C小白鼠体重无差异，而实验组B小白鼠体重与实验组C小白鼠体重有差异，则说明多肽直接促进小白鼠生长的作用，而不是通过生长素发挥作用的。②测血液中生长素水平：若实验组A小白鼠＞对照组小白鼠生长素水平，说明多肽是通过生长素途径促进生长。若实验组A小白鼠生长素水平与对照组小白鼠生长素水平无差异，说明多肽可直接促进生长。

3.2 离体实验设计方案

动物标本的处理：分别取小白鼠骨骼肌细胞进行体外培养，分4组，每组10个孔：①对照组：培养液＋骨骼肌细胞；②实验组A：培养液＋多肽＋骨骼肌细胞；③实验组B：培养液＋多肽＋生长素＋骨骼肌细胞；④实验组C：培养液＋生长素＋骨骼肌细胞。每组各培养2周后，检测观察指标。

观察指标：两周后分别观察细胞的形态变化，测定细胞总重量，并染色后做图像分析，比较其差异性。

预测和分析实验结果：若实验组A与对照组无差异性，说明多肽不具有直接促进生长作用；若实验组B与实验组C有差异性，说明多肽是通过生长素途径促进生长的。

学生在对照老师的设计方案后，可提出疑问，再由老师做出详细解答，从而形成教与学的互动，取得良好的效果。

4 实验设计的效果及意义

4.1 充分调动了学生学习的积极性和主动性

提前布置设计题，可使学生在初步掌握实验设计有关内容的基础上，变以往的被动为主动，积极有目的地查阅相关文献资料，汲取所需要的知识，拓宽了知识面[2]。通过制定设计方案，锻炼了学生独立学习、思考的能力，锻炼了整体思维的能力，增强了学习兴趣，大大提高了学习的积极性[1]。

4.2 培养了学生的创新能力和各方面的综合能力

设计一份好的具有创新性、可行性、科学性的方案，需要学生把所学知识进行大综合，把每一节、每一章、每个系统相互联系，甚至与其他相关学科内容横向或纵向联系。设计性实验让学生换个角度看问题，有利于学生形成发散性思维和创造性思维，锻炼了综合分析能力[3]。通过学生的课前充分准备，教师的课堂具体引导，不仅培养锻炼了学生分析、解决问题的能力，而且培养了严谨的科学态度、实事求是的科学作风，为以后的科研工作打下了良好的基础。

4.3 锻炼了学生的语言表达和应变能力

通过对实验设计方案的讨论，可以给学生提供一个展示自己才华的舞台，在这个舞台上学生可以畅所欲言，各抒己见，既加强了学生之间、师生之间的交流，又很好地锻炼了学生的语言表达和应变能力，有利于他们在以后的社会大舞台上更好地展示自己。

总之，机能实验中实验设计的应用，不仅能巩固和验证已学的理论知识，而且在理论知识融汇贯通的基础上有利于培养学生科学的创造性思维能力，提高学生的综合素质。这种互动式教学, 使学生的学习从被动变为主动, 从学会转变为会学，从而真正成为探索活动的主人。

[参考文献]

[1]陈晓东，潘桂兰，唐烨霞，等. 生理学“实验设计课”的实施与改进[J].中国高等医学教育，2006，（12）：70-73.

[2]李胜华，杨佑慧，刘妍，等. 浅谈实验性设计的实践意义-探讨影响小白鼠缺氧耐受性的因素[J]. 中国医学工程，2005，13（6）：663-666.

[3]屈超玲，贾红. 我校机能实验学教学改革中设计性实验的现状[J]. 西北医学教育，2003，11 (2)：145-146.

（收稿日期：2007-07-10）