[摘要] 病理生理学是联系基础医学与临床医学的桥梁，在高等医学教育中起着承上启下的重要作用。实验教学是病理生理学教学的重要组成部分，在加强和巩固理论课知识，提高学生实践能力及科研能力，培养学生综合素质等方面具有重要意义，本文对如何在病理生理学实验教学中提高学生的科研能力进行了探讨。
[关键词] 病理生理学；实验；教学；科研能力
[中图分类号] R363 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2013）06（a）-0160-03
高等教育法规定：本科教育应当使学生比较系统地掌握本学科、专业必需的基础理论、基本知识，掌握本专业必要的基本技能、方法和相关知识，具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力，对大学生科研能力的培养提出了要求，现今，各高校越来越重视大学生的科研能力的培养。病理生理学是研究疾病发生、发展和转归的规律及机制的学科，作为一门引导学生从基础医学走向临床医学的桥梁学科，在高等医学教育中起着承上启下的重要作用。实验教学是病理生理教学的重要组成部分，在加强和巩固理论课知识，提高学生实践能力及科研能力，培养学生分析问题、解决问题的综合素质等方面具有重要意义。病理生理学实验本身就是很好的科研设计，利用病理生理学实验教学可以加强学生的科研能力的培养，现将笔者在病理生理学实验教学中加强学生科研能力培养的教学体会汇报如下。
1 科研设计能力的培养
科研能力的培养主要是科研设计能力的培养，科研设计是指科学研究的方法设想和计划安排，是科学合理地选择实验研究方法和进行实验研究的过程，是保证科研结果创新性、有用性、经济性、可重复性的重要条件，是取得科研成功的重要保证；科研设计也是剔除干扰因素、实现科研目的的重要手段，是整个科研计划的重要组成内容，它包括实验研究步骤、方法以及最经济、最优化科研成果的实验思路等。研究工作成败的关键在于科研设计，古人云“凡事预则立，不预则废”这句话充分体现了其重要性。病理生理学四个经典教学实验：小白鼠几种缺氧模型的建立、家兔急性肺水肿、家兔失血性休克和家兔急性右心衰均贯彻了科研设计精神，教师在讲授实验时，如能把这四个实验所蕴含的科研设计精髓展示出来，这将大力加强学生的科研设计能力的培养。科研设计中最重要的就是实验设计，实验设计是指实施科学实验的计划方案以及与计划方案有关的统计分析，它是指正式进行科学实验之前，按照实验的目的要求，运用相关的科学知识和原理，对实验过程中所涉及的方法、步骤、材料、手段等方案的制定。一个完整的实验设计方案，一般应包括以下内容：实验原理、实验目的、实验题目、实验材料、实验预期、实验步骤、数据收集、分析方法。实验设计应兼顾以下原则：科学性原则、严谨性原则、可行性原则、简便性原则、随机性原则、可重复性原则、实验条件的一致性原则、设立对照等原则。病理生理学教学实验在设计上均兼顾了上述原则，教师在讲授实验时应抓住时机强化这些实验设计原则，从而培养学生良好的科研习惯，锻炼学生的科研设计能力。
1.1 随机性原则
随机性原则指被研究的样本是从总体样本中随机抽取的，其意义在于：可以减少或消除系统误差，平衡各种实验条件，减少实验结果的偏差。病理生理学实验均涉及动物的分组和选取，教师在分配动物时应按照随机分组的原则分配。但在实际教学工作中，教师在分配动物时大多是由学生自己抓取，并未采取随机分组的原则，如果教师在教学时强调随机分组，严格按照随机分组原则分配动物，就会给学生强化科学研究的随机性原则，这样，学生在将来的科研工作中会自觉地遵循随机性原则，养成良好的科学研究习惯。
1.2 简便性原则
简便性原则是指在设计实验时，设计者要充分考虑到实验操作过程的简单，实验装置、实验材料、实验药品的成本及容易获得，比较短的实验时间等。病理生理学实验均兼顾了简便性原则，实验装置简单：如制备乏氧性缺氧模型，采用的是密闭广口瓶；模拟高原缺氧环境，采用的是抽气泵。实验操作过程简单：肺水肿和右心衰竭模型的制备均需增加血容量，而采用的方法就是输注生理盐水；失血性休克需要减少血容量，采用的方法就是放血。实验药品便宜：制备肺水肿模型采用的工具药物是肾上腺素，而制备血液型缺氧模型中采用的是亚硝酸钠，这些实验药品均很便宜，且容易获得。教师在讲授这些实验环节时，可先要求学生自己进行设计，然后比较大家提出的实验方案，最后找出最简便的实验方案，从而强化学生实验设计时的简便性原则。
1.3 实验条件的一致性原则
在实验设计中，除欲处理的因素外，其他实验条件必须保持各组别一致，不得在实验过程中随意更改，否则可能有未被控制的因素干扰实验结果。而对于刚接触科研的学生而言，往往很难兼顾这一原则，需要在实验训练中加以强化。病理生理学教学实验均贯彻了实验条件的一致性原则，如缺氧模型制备实验中要求最后统一解剖各组缺氧小白鼠，对比观察不同类型的缺氧动物的血色，皮肤黏膜颜色，这就是贯彻了实验条件一致性的原则，因为空气中的氧气可以氧化血液，如果不在同一时间解剖动物，其血液在空气中的暴露时间不一致，而对比观察就不能准确的反映出各组缺氧动物皮肤黏膜及血色的差异。所以该实验要求各组动物的实验条件一致，最后统一解剖各组小白鼠。教师在讲授该实验时，不光要强调这个注意事项，还应该解释这样要求的原因，同时给学生强化实验中实验条件一致性原则的重要意义。
1.4 严谨性原则
实验设计的严谨性是指设计实验时要严格遵守逻辑规则，做到概念清晰、判断正确、推理有据。欲使实验设计完整、无漏洞，必须注意严谨性。病理生理学实验教学所选取的实验设计均尊尊严谨性原则，如制备乏氧性缺氧模型，采用密闭广口瓶，动物处于密闭环境时，虽然氧气逐渐耗竭可以模拟乏氧环境，但动物呼出的二氧化碳也无法排出，乏氧的同时二氧化碳浓度逐渐升高，如果忽视这一因素，那么该实验模型就不仅是乏氧性缺氧模型了，而是乏氧+二氧化碳中毒的复合模型，显然与实验目的不符。因此，该实验设计在密闭的广口瓶中加入钠石灰来吸收二氧化碳，消除二氧化碳的影响因素，实验设计非常严谨。教师在讲授这个实验时，不要光讲授钠石灰的作用，同时应强化实验设计的严谨原则。
1.5 设立对照原则
设立实验对照是实验设计中最基本的原则，通过设置对照，可排除一些实验无关因素的干扰，增加实验结果的准确度和说服力，也只有通过与对照组的比较，才能取得研究指标的数据差异。实验对照一般有以下几种：①相互对照：是指几个实验组相互对比对照。②自身对照：是指实验组和对照组在同一研究对象上进行，自身对照处理前的状况为对照组，处理后的变化为实验组。③条件对照：给对象组施以某种实验处理，这种实验处理不是所要研究的处理因素，而是作为对照意义的。④空白对照：是指对对照组不给任何处理因素或施以对研究对象无任何影响的处理因素，以突出或纯化所要研究的因素。病理生理学各实验中均包含对照设置，如条件对照：缺氧实验中亚硝酸钠抢救组给予美兰腹腔注射，而不抢救组给予生理盐水腹腔注射，生理盐水腹腔注射就是一个条件对照。自身对照：肺水肿、失血性休克、右心衰竭、缺氧这四个实验均要求记录正常情况下动物的各项指标，与给予处理因素后动物的各项指标进行比较，这就是自身对照。相互对照：失血性休克实验设计了6个抢救组，施以不同的抢救措施，要求比较各组的抢救效果各组抢救效果的比较就是一相互对照。教师在讲授这些实验环节的时候，要介绍设置这些对照的必要性和意义，强化学生在实验设计中设立实验对照的意识。
2 科研动手能力的培养
科研动手能力是学生开展科研实践的基本功，是科研实际工作的执行力，与科研设计一样重要，好的思路需要好的执行力才能达到预期目的。科研动手能力主要包括以下能力：实验动物模型的制备，实验方法的掌握等。实验动物模型制备包括实验动物的合理选取，模型的制备方法等。病理生理学实验均是动物实验，包含了上述要素：首先，合理选取动物品种，缺氧实验因为实验工具以及工具药物的经济型等关系，选取小白鼠是比较合理的；而肺水肿、失血性休克、右心衰竭因为需要插管，体型较大的家兔是较合适的动物。其次，学生在病理生理学实验过程中对动物实验基本操作方法也能得到很好的锻炼，病理生理学四个教学实验涉及了动物的抓取，备毛，麻醉，动静脉插管，生理记录仪的使用，药物的配制与注射，工具药物的使用，各项生理指标的观察等基本动物实验操作技能技术。为了使每个学生均得到动手能力的锻炼，我们把学生编成3～4人一组，设立主刀制，四个教学实验轮流主刀，其余人均为实验助手，各司其职，相互配合。通过动物实验动手能力的规范培训，为将来的科研实践打下坚实的基础。
3 科研诚信的培养
科研诚信是指科研人员在科研活动中追求真理、实事求是的科学精神，遵守法律法规，恪守道德准则，遵循科学共同体公认的行为规范，科研诚信是科技创新的保障。科研诚信建设是弘扬科学精神的重要举措，是维护科研界的信誉、促进科技发展的内在要求，也是营造良好科研环境、提升国家自主创新能力、建设创新型国家的迫切需要。目前，科研不端行为污染了我国的学术环境、破坏学术生态，阻碍学术创新，严重损害科研工作者的社会形象，败坏社会风气，加重全社会的诚信危机，加强科研诚信建设刻不容缓，科研诚信应该从科研人员接触科研工作就开始着手教育。病理生理学教学实验全部属于动物实验，动物实验影响因素诸多，麻醉的深浅，动物的个体差异，手术操作不当等均可能影响实验结果，有时甚至会出现与预期实验结果相反的情况。在我们的实验教学过程中，四个实验很难百分之百成功，特别是右心衰竭和失血性休克实验，操作难度大，手术时间长，结果往往不理想。而学生担心实验成败影响实验成绩，常出现弄虚作假现象。因此，我们在实验教学时一贯坚持实验成败并不是实验成绩的唯一判定标准，实验教学允许学生失败，不管实验失败与否，均应尊重实验结果，如实书写实验报告。同时，当遇到实验失败时，教师要仔细观察，耐心询问，与学生共同探讨、寻找实验失败的原因，教导学生吸取经验教训。例如家兔失血性休克实验，我们设计了6个抢救组，抢救效果最佳的应该是输注生理盐水+全血+去甲肾上腺素组，但在实际教学过程中，因麻醉过深、操作时间过长、操作过程中失血过多等因素的影响，部分组别可能出现实验结果与预想并不一致的情况。这时，我们就与学生一起回顾整个实验过程，引导学生，帮助学生寻找原因。学生在探寻原因的过程中对理论知识是一次很好的复习和应用，同时，这能很好培养学生的分析问题、解决问题的能力，对学生树立科研诚信观也很有教育意义。
4 科研创新能力的培养
创新是民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。创新既是社会发展的要求，也是社会进步的源动力。科研创新是创新极其重要的方面，它是指在掌握相关理论和专业知识的基础上，依靠实验设备和技术，运用各种知识开展科学研究和运用科学方法探求事物本质和规律的过程。大学生是国家的未来，是国家创新力的生力军，培养大学生的科研创新能力，可使其对所学教材进行深入的思考，同时也能促实其自发地查阅文献、自学相关知识，掌握学科的研究现状和前沿。当前大学生科研创新能力已成为各高校办学水平及综合实力的重要考核指标。病理生理学实验教学一方面是为了验证理论，通过实验教学加深对理论知识的理解和巩固，同时，实验教学是培养学生创造性思维能力的最好形式。教师在实验教学过程中，一方面可以要求学生在实验过程中就实验方法和设备是否合理、测量手段是否可行、实验结果是否准确等问题展开思索和讨论，提出改良方案，并在实验报告中以讨论形式书面呈现。同时，还可以要求学生自主设计创新实验，通过自主设计创新实验，能使学生拓展知识面，尽早接触科研实践，形成科学、严谨的科研思路和勇于开拓的创新意识。本教研室开设的四个教学实验均要求学生自主设计创新实验，如缺氧模型制备实验要求学生至少设计一个新的缺氧模型，失血性休克要求学生至少设计一个新的抢救方案，右心衰竭要求学生寻找一种新的工具药物取代石蜡作为肺小血管栓塞剂，肺水肿则要求学生设计一个全新的实验方案。这些创新实验在实验报告中以书面形式展现，下次实验课上课前花10～20 min与学生互动，就自主设计的创新实验展开思考和讨论，这样能大大增强学生的创新意识，有利于学生创新能力的培养。
总之，病理生理学实验教学对掌握和巩固理论知识，培养学生综合素质起着非常重要的作用。我们应重视实验教学，不断地在实践教学中探索总结经验，有效提高教学质量，锻炼学生的综合能力尤其是科研能力，才能培育出21世纪的合格的医学人才。
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（收稿日期：2013-03-06 本文编辑：郝明明）