生物医学工程专业中[人体解剖生理学]课程教学模式改革与思考

　　 摘要：《人体解剖生理学》课程是生物医学工程等医工结合专业的医学基础类课程，具有理论性强、内容体量大等特点，如何高效完成教学任务，且达到专业培养的知识要求，是该课程教学需要不断探索的课题。针对这个问题，我们提出突出医工结合特色、部分章节开展教师指导下的自学、重视实验教学及改革考核模式等措施，开展工科专业的医学基础课教学，建设具有工科专业特色的《人体解剖生理学》课程。 　　关键词：教学模式改革;人体解剖生理学;医工结合;自主学习 　　中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2014）42-0082-03 　　 一、引言 　　人体解剖生理学是研究人体各部分形态、结构及人体生命活动的规律或生理功能的科学。在生物医学工程和医学信息工程等工科专业中，它是医学基础类课程，也是必修的专业基础课。生物医学工程等工科专业是交叉学科，它综合工程学、生物学和医学的理论和方法，从不同层次研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去解决医学中的相关问题。因此，生物医学工程专业的学生培养需要生物学、医学和工程学的相关理论和知识。对生物医学工程等相关工科专业的学生开设《人体解剖生理学》课程，是专业知识结构的需要，也是后续的生物医学信号处理、生物医学系统建模与仿真、医疗仪器等专业课程的重要医学基础。学习《人体解剖生理学》知识，能够使学生了解人类医疗、保健方面的需求，更重要的是，能够启发学生在未来的学习和工作中发现医工结合的交叉点，促进学生围绕生物医学工程的专业方向进行创新性研究和工作。 　　二、生物医学工程等专业中《人体解剖生理学》教学现状 　　目前，我国生物医学工程专业大多在工科院校和医学院校中开设，由于这一专业学科交叉的特殊性，在培养模式方面容易出现偏重于工科或偏重于医科的现象，没有真正体现出医学工程的多学科交叉的特点。此外，在这些专业中，其医学基础课程和工科专业课程独立开设，尤其是所开设的《人体解剖生理学》课程，学科独立性较强，存在医学基础课和后续专业课教学相互脱节的问题。进一步分析这些专业对《人体解剖生理学》课程的教学要求发现，作为医学基础课，该课程的教学内容需要涉及人体解剖学、生理学及病理学等几门课程，内容体量大、理论性强，然而课时方面却基本要求在一个学期内的几十个学时内完成该课程教学。在这种情况下，如何高效、高品质地完成大体量的教学内容，达到生物医学工程等医工结合专业对该课程的知识要求，是《人体解剖生理学》课程教学需要不断探索的课题。 　　现有的《人体解剖生理学》教学方法研究大多是在生命科学专业和医学临床专业中开展，而在生物医学工程等医工结合专业中，该课程的教学方法仅有少数教学研究开展。作为专业基础课，《人体解剖生理学》课程在这些专业中应该如何开展教学？如何体现工科专业特色？如何体现学科交叉特点？实际的教学工作急需有新方法的探索。因此，这些问题的研究不仅对医工结合专业的培养质量提高有帮助，同时，也是高等医学教育研究的重要组成部分。 　　我们所在的生物医学工程专业是在工科院校背景中开设的，依托工科背景，在工程基础课程教学方面，师资条件和实验条件相对比较成熟，然而在医学基础课程教学方面，存在医学学科基础薄弱，教学改革之前教学模式传统、单一的问题，没有很好地突出生物医学工程的工科特色和学科交叉特点。更为突出的问题是，这种沿袭传统医学专业的教学模式在工科院校中教学效果不理想，教学负担重。针对这些问题，我们以服务专业建设为出发点，提出开展具有工科专业特色的《人体解剖生理学》教学改革，分别从课程内容选择、自主学习能力的培养、实验和实践环节结合以及改革考核模式等方面开展。 　　三、课程教学改革的主要内容 　　（一）合理安排课程内容，科学设计课程体系，突出医工结合专业特色 　　以生理系统为框架整理课程内容，开展以生理系统为单元的专题教学，突出教学重点、难点。在该课程中，细胞基本生理功能尤其是生物电的生理机制、循环系统、泌尿系统、神经系统等章节是重点和难点，其中的心电、脑电、肌电与生物医学工程重要的研究领域密切相关。这些章节的教学会重点讲解，内容包括解剖结构、生理功能及相关的工程应用;而运动系统、消化系统等章节内容系统性较强，相对容易理解，这部分内容的教学方式设计采用教师指导下的自学，教师把章节的内容梗概在课堂上讲解，具体内容布置学生课下自学，并要求学生写出自学报告，这样区别分配授课时间，既突出了教学重点，也解决了课程体量大而课时少的矛盾。 　　为更好地服务于生物医学工程专业的学科交叉特点，在教学过程中注意整理、添加与工程应用和医学临床相关的内容，比如，在讲解循环系统时增加对血管支架、人工瓣膜、人工起搏器等生物医学工程材料、仪器工作原理的介绍，同时结合生理功能的原理给出问题，让学生分析，比如，“更换人工起搏器时为什么不能直接关闭起搏器，而是要逐步减慢人工起搏器的搏动频率？”;再如，在泌尿系统的教学中，在讲解肾单位结构的基础上，提出“尿液是如何产生的？临床使用的人工透析机是如何工作的？”等问题，启发学生关注这些医工结合点，让他们带着问题去查阅资料，并在课堂讨论时给出自己的观点。这些教学过程不仅激发了学生的学习兴趣，而且为以后《医疗仪器》等专业课程的学习打下了基础，建立了医学基础课和专业课之间的联系。更重要的是，这个过程培养了学生自主学习能力，启发学生在未来的专业学习和工作中寻找医工结合的交叉点，对培养学生的创新思维具有重要作用。 　　（二）结合优质网络教学资源拓展学生的专业视野，培养自主学习能力 　　网络公开课等视频资源把优势教育资源通过网络向公众传播，是宝贵的学习资源，《人体解剖生理学》的教学过程中引入了网络视频公开课、课程相关专题纪录片及文献数据库等资源，拓展学生的专业视野，培养自主学习能力，同时也弥补了《人体解剖生理学》课程内容体量大而课时有限的矛盾。我校图书馆有国内外著名大学的公开课视频，比如，中南大学湘雅医学院的《人体解剖学》网络公开课程，斯坦福大学的《人体解剖学》课程，香港中文大学《语言与大脑》视频公开课，杜克大学的《人体生理学导论》等等，这些课程由资深的专家教授进行全程教学，内容清晰、详实。在课程教学过程中，教师根据课程进度介绍这些视频公开课给学生课下自学，并提出相关的问题启发学生思考;在课堂教学时，教师会组织学生对自学情况做简要的讨论和总结。此外，课程内容相关的专题纪录片也对课程教学做了很好的补充，这些影片由专业团队拍摄，案例丰富，制作精美，观赏性强，学生被纪录片内容吸引的同时，也激发了课程学习的兴趣。比如，在讲解神经系统的高级功能――睡眠功能时，链接《人体奥秘》睡眠专题的记录片，片中通过丰富的案例对睡眠过程进行讲解，使学生对睡眠功能和研究现状有深入了解，教师针对纪录片中涉及的重要生理学现象提出问题让学生思考，如：“为什么睡眠对人体是必须的？”、“快速眼动睡眠和记忆有什么联系？”等等，通过这些环节，不仅丰富了学生的学习资源，更重要的是，在这种教学过程中，培养了学生深入思考、自主学习的能力，加深了对专业知识的理解。 　　（三）重视实验环节教学 　　该课程配套有《人体解剖生理学》实验课程，在课程教学中注意理论教学和实验环节的配合和衔接，开设的实验都涉及课程中的重点、难点内容。比如，生物电部分是该课程的重点、难点内容，围绕生物电内容设置了神经肌肉电生理、大鼠心电图描记、大鼠运动感觉皮层脑电信号的获取、人体脑电图描记等四个实验，让学生认识不同类型的生物电，并通过生理信号分析系统对获取的生物电信号进行分析，实验中教师提出思考题，比如“如何获得好的心电图描记？”，这些实验操作和思考题将启发学生深入的认识生物电，为以后学习生物医学信号处理等专业课打下了基础。这些操作加深了对理论的理解，同时也逐步建立和后续专业课的联系。 　　（四）改革课程考核方法 　　完善考评体系，由以往对知识点的考查为重心转为以能力考查为重心，从以结果评价为主向结果过程评价结合为主转变。考核也应具有一定的灵活性。通过增大平时成绩比例来改变考核构成，如平时作业（主要是章节重点内容的训练等）占15%、专题讨论表现占15%、自学模块表现（以讨论和读书报告形式体现）占15%，课堂回答问题情况占5%。减少闭卷考试中固定答案的题目、增加主观题目的分值等办法，期末考试成绩在总评成绩中占50%，重点考察学生对问题的理解能力、运用能力。并且，把这种考核模式在开课之初就对学生明确指出，使学生在课程学习的过程中更注重这些能力的培养，从而把考试也作为教学的手段之一。 　　四、教学改革的思考和展望 　　经过近几年的教学改革实践，我们发现，注重医工结合、突出工科专业特色的《人体解剖生理学》教学对提高学生的自主学习能力，夯实专业基础有很大帮助，符合培养复合型人才的教育理念。在以后的教学研究中，我们会更加注重《人体解剖生理学》与工程应用和医学临床现象的结合，突出医工结合特色，注重学生自主学习能力的培养，开展具有工科专业特色的医学基础课教学模式探索。此外，目前尚未见有生物医学工程等医工结合专业专用的《人体解剖生理学》教材，结合正在开展的这种面向工科专业的医学基础课教学模式改革，收集整理相关的课程资料和各类教学模块的内容，尝试编写面向工科专业的《人体解剖生理学》教材，既是对我们开展的教学改革实践的归纳和总结，更希望能对医工结合专业中医学基础课程的教学模式进行丰富和补充。 　　参考文献： 　　[1]岳利民，崔慧先.人体解剖生理学[M].北京：人民卫生出版社，2011. 　　[2]董秀珍.生物医学工程学导论[M].西安：第四军医大学出版社，2004. 　　[3]张旭，刘志成，陈安宇.生物医学工程专业特色教育的改革与实践[C].中华医学会医学工程学分会第八次全国生物医学工程教育研讨会论文集，2007. 　　[4]陈超敏，周凌宏，龚剑，冯晓刚，陈光杰.新时期生物医学工程专业人才培养模式的改革与探索[J].中国高等医学教育，2005，（1）. 　　[5]王凤丽.五年制高职医药学校人体解剖生理学教学探讨[J].中国电力教育2010，（22）. 　　[6]徐燕，朱娟霞.人体解剖生理学教学探讨[J].医学信息2008，21（11）. 　　[7]刘书朋.人体解剖生理学的教学体会[J].四川生理科学杂志2009，31（4）. 　　[8]白燕萍.生物医学工程专业解剖生理学实验教学的思考[J].中国电力教育，2009，（145）. 　　基金项目：本教学模式改革工作受到杭州电子科技大学教学模式改革试点课程“人体解剖生理学”项目和杭州电子科技大学高教研究课题重点项目（ZD1302）的资助。 　　作者简介：杨文伟（1974-），女，河南信阳人，理学博士，讲师，研究方向：神经电生理学;薛凌云（1967-），女，浙江杭州人，工学博士，教授，研究方向：检测技术与自动化装置。