课程名称： |
机能实验学I |
英译名称： |
Functional experiment I |
课程代码： |
100201X111 |
适用专业： |
临床医学 |
课程学分： |
1.0 |
制定人： |
姜明春 赵颖馨 高继明 张凤 |
审核人： |
王炳香 |
二〇二二年七月
课程基本信息
课程名称 |
机能实验学I |
课程学时 |
36 |
课程学分 |
1 |
授课学期 |
第三学期 |
授课对象 |
专业 |
临床医学 |
学制 |
五年 |
教材名称 |
医学机能实验学 |
教材出版信息 |
ISBN:9787040533187 高等教育出版社 |
考核方式 |
■考试 ■实验设计或实验报告 □其他 |
实验（实践）地点 |
机能学实验室 |
辅助实践场地 |
机能学实验室 |
课程成绩 |
平时考核（％） |
50 |
单元测试（％） |
|
期末成绩（％） |
50 |
课程负责人及团队骨干（5人以内） |
姓名 |
性别 |
学历 |
学位 |
职称 |
从教时间 |
王炳香 |
女 |
博士研究生 |
博士 |
副教授 |
16 |
周欣 |
女 |
硕士研究生 |
硕士 |
讲师 |
26 |
赵颖馨 |
女 |
硕士研究生 |
硕士 |
副研究员 |
9 |
商菲菲 |
女 |
博士研究生 |
博士 |
副教授 |
8 |
高继明 |
男 |
博士研究生 |
博士 |
讲师 |
7 |
张凤 |
女 |
博士研究生 |
博士 |
讲师 |
16 |
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课程教学大纲
一、课程介绍
1. 内容概述
医学机能实验学I是针对生理学课程的实验教学内容，以器官组织为核心进行设计、编排与完善。课程内容包含三大模块：基础性实验、综合性实验及设计性实验。根据培养目标，以人为本、因材施教，充分满足不同水平学生的培养需求。整个教学过程可分三个阶段：（1）基础知识与基本技能学习阶段，（2）动物实验阶段，动物实验分为基础性实验和综合性实验，主要包括离体实验、电生理学实验、在体实验。（3）探索性实验阶段，在了解实验设计的基本知识后，由学生自行选题，自行设计实验、自行完成由部分学生自己设计的实验，并以论文形式写出实验报告。在教学进度的安排上，实验课程与相应理论课统筹协调进行，从而使实验教学与理论教学即相互独立又有机结合，互动互促，相辅相成。
2. 学习目标
本课程的学习目标分为三个层次：
知识目标：使学生掌握本课程常用仪器设备、器械的基本操作及实验软件的运用、主要的实验方法与实验动物的一般技术；通过实验能使学生全面、系统地了解与掌握实验内容与方法。
能力目标：培养学生动手能力、分析问题、解决问题的能力；通过集体讨论与答辩，培养学生团队协作、表达水平等的综合素质及科研思维与创新的意识和能力。
情感价值目标：激发起学习机能学实验的兴趣。培养学生良好的心理素质和上进心，使学生具有独立解决问题和分析问题的能力；培养学生热爱党、热爱社会主义，立志献身于医学事业；树立良好的职业道德，全心全新意为人民服务；培养严谨的，实事求是的科学作风；完善集体主义精神和团队合作开展卫生服务工作的观念。
3. 先修知识技能
本课程的开展需要学生学习掌握人体解剖学、生物化学、组织与胚胎学与生理学的基础知识及相关内容。
4. 学时安排
序号 |
实验项目 |
实验类型 |
学时 |
1 |
BL-420生物机能实验系统的运用 |
验证性 |
4 |
2 |
刺激强度和频率对肌肉收缩的影响 |
验证性 |
4 |
3 |
神经干动作电位的引导及兴奋不应期的测定 |
验证性 |
4 |
4 |
哺乳动物基本手术技能训练 |
综合性 |
4 |
5 |
家兔心血管活动的神经体液调节 |
综合性 |
4 |
6 |
家兔呼吸运动的调节 |
综合性 |
4 |
7 |
减压神经及膈神经放电活动记录 |
验证性 |
4 |
8 |
家兔尿生成的调节 |
综合性 |
4 |
9 |
耳蜗微音器效应及听神经动作电位诱导 |
验证性 |
4 |
10 |
开放性实验 |
设计性 |
|
11 |
实验操作考核 |
|
4 |
二、课程教学计划
1. 教学方法
基于“夯实专业知识-强化创新能力-提升品质素养”三位一体的教学理念，机能实验学I（1）借助于学校“虚拟仿真实验平台”，培养学生自主学习的能力。（2）利用实验课堂老师示教，展示教学内容，有效规范学生的实验操作、加深其对相关生理学知识的理解，有利于学生对重点知识的把控及难点知识的理解；能够及时接受到各知识点所呈现引伸“相信科学、敬佑生命、提高职业责任心”，“学无止境、终身学习、精进医技、服务患者、践行健康中国战略”的思政元素熏陶。（3）利用分析讨论结合实验报告书写、开放性实验设计锻炼学生利用已掌握的基础知识来分析、判断、解决问题的能力，激活学生对未知知识的探索欲望，培养其科研思维。
2. 拓展资源
参考教材及文献：
1、《Medical Physiology》，13th edition，Johe E. Hall
2、《病理生理学》第九版，王建枝/钱睿哲主编，人民卫生出版社
3、《生理学》第三版、八年制，姚泰主编，人民卫生出版社
4、《Ganong’s Review of Medical Physiology》，26th edition，Kim E. Barrett，et al.
5、《Physiology》，15th edition，Linda S，Costanzo.
6、在线资源：https://www.icourse163.org/spoc/course/SDU-1002130002?tid=1461426451
7、虚拟仿真实验平台在线资源： http://121.249.143.40/training/manage/portal/
8、在线资源：https://www.icourse163.org/course/HJYK-1003771009
三、课程思政计划
1. 方法与内容
结合《生理学》的医学基础理论体系中融合的大量的医学人文知识、临床案例信息、科研探究描述，机能实验学I通过实验内容的实际操作及开放性创新实验的设计，在加强专业基础知识的掌握与理解及分析解决问题能力的基础上、提升家国情怀及人文素养、对国家社会责任感和使命感、强化科研创新思维培训、严谨且实事求是的科研态度以及为科学研究不断奋斗的决心的培养，从中体会科研创新历程及严谨且实事求是的科研态度，从而树立为科学研究不断奋进的决心，培养学生感恩大爱的个人品格和回馈社会的责任与担当。
2. 实践与拓展
结合实验内容，选择适当切合的历史情节展示、专题文献阅读、展现中国力量、中国智慧、中国凝聚力及专业发展历程的影片等资料，提升学生的家国情怀及人文素养、加强对国家社会责任感和使命感。
四、实践（实验）教学内容纲要
实验一 ： BL-420生物机能实验系统培训
（一）目标与要求
1. 知识目标
了解BL-420生物机能实验系统的基本工作原理；掌握BL-420生物机能实验系统基本操作过程；在掌握BL-420生物机能实验系统运作原理和技术操作的基础上融合信息技术进行小程序设计。
2.技能目标
掌握BL-420生物机能实验系统的开机、实验开始、添加标记、刺激器设置、实验结束、保存文件、数据剪辑、打印等基本操作和实验报告的书写。熟悉BL-410主界面（从上到下标题条、菜单条、工具条、时间显示窗口、波形显示窗口、数据滚动条及反演按钮区、状态条；从左到右依次为刺激器调节区、标尺调节区、波形显示窗口、分时复用区、特殊实验标记选择区）。了解BL-420生物机能实验系统的用途。
3.情感态度价值观
通过BL-420生物机能实验系统培训，激发强烈的爱国主义情感，端正学习态度，养成良好的学习习惯，实现个人价值和国家价值的统一。
（二）教学内容
1.重点讲练 BL-420生物机能实验系统基本操作。
2.难点分析 数据分析
3.自学内容 BL-420生物机能实验系统的用途。
实验二：蟾蜍骨骼肌兴奋收缩实验
（一）目标与要求
1.知识目标
（1）掌握神经纤维的基本结构。
（2）掌握静息电位的形成机制。
（3）掌握形成胞内高K+、胞外高Na+的主要原因。
（4）掌握动作电位的形成机制？
（5）熟悉动作电位在神经纤维的传导过程。
2.技能目标
（1）学习破坏两栖类脑脊髓的方法.
（2）掌握制备具有正常兴奋收缩功能的蛙类坐骨神经-腓肠肌标本基本操作技术。
（3）熟练动作电位传导速度的测定及动作电位不应期的测定。
3.情感态度价值观
知识与技能二者是辩证统一的，知识是技能的基础，技能是知识的升华；没有知识就谈不上技能，没有技能，知识也无用武之地。本实验通过技能巩固基础知识，并在实验的过程中逐渐培养爱护动物、尊重动物的人道主义精神，对为实验作出贡献和牺牲的生命存有敬畏之心。在此基础上，培养动手的能力及与知识融会贯通的本领，并树立乐于奉献的价值观，最终得到结果性目标。
（二）教学内容
1.重点讲练
（1）蛙类的结构特征。
（2）动作电位的形成机制及传导过程。
（3）坐骨神经-腓肠肌标本的制备。
（4）实验系统连接、参数设定及测定方法。
2.难点分析
（1）刺激强度及频率对骨骼肌收缩的影响机制。
（2）神经干动作电位、骨骼肌动作电位、肌肉收缩曲线三者之间的关系。
3.自学内容
（1）锌铜弓刺激神经和肌肉时，腓肠肌的收缩反应机理。
（2）影响实验的主要干扰因素以及改进方法。
实验三 ： 蟾蜍坐骨神经干动作电位
（一）目标与要求
1.知识目标
了解电生理学实验方法；掌握单双相动作电位产生的原理；掌握神经干动作电位传导速度、不应期等基本原理。
2.技能目标
熟悉蟾蜍坐骨神经干动作电位的基本波形（单、双相动作电位），蛙类坐骨神经干动作电位的记录方法。掌握蛙类坐骨神经干动作电位传导速度的测定和计算方法，坐骨神经干不应期的测定方法。
3.情感态度价值观
通过蟾蜍坐骨神经干动作电位实验学习，激发学生的学习兴趣，深入探究现象背后的本质，敬畏生命，敬畏自然，强调科学价值与自然价值的统一。
（二）教学内容
1.重点讲练 蛙类坐骨神经干动作电位传导速度的测定和计算方法，坐骨神经干不应期的测定方法。
2.难点分析 蛙类坐骨神经干动作电位传导速度的测定和计算方法。
3.自学内容 其他电生理学实验方法。
实验四： 家兔颈、腹部手术
（一） 目标与要求
1.知识目标
（1）熟悉家兔颈部的重要结构（颈总动脉、迷走神经、交感神经和减压神经）。
（2）掌握对呼吸运动、血压产生影响的因素和作用原理。
（3）了解压力换能器、张力换能器的工作原理。
2.技能目标
（1） 掌握家兔头、颈部手术的基本操作(耳缘静脉麻醉、固定、气管插管、分离颈部血管和神经、颈总动脉插管。
（2） 熟悉哺乳类动物手术器械的应用。
（3） 学会压力换能器、张力换能器的连接方法；膀胱插管的方法；呼吸运动的记录方法。
3.情感态度价值观
（1） 增强学生的动物伦理道德修养，让同学们明白实验动物和动物实验对人类医学的重要贡献。
（2） 让同学们领略生理学的深奥之处，培养同学们热爱医学、奉献医学的思想意识。
（3） 让同学们体会科技发展对医学进步的重要作用，培养同学们热爱科学，报效祖国的伟大志向。
（二） 教学内容
1.重点讲练
（1） 实验对象：家兔
（2） 实验步骤:
a. 麻醉、固定动物：动物称重后，用20%乌拉坦由兔耳缘静脉缓慢注入，注射过程中注意观察动物肌张力、呼吸频率及角膜反射的变化，防止麻醉过深。
b. 分离颈部血管和神经：颈部剪毛，作长5～7cm的正中切口，分离皮下组织和浅层肌肉后，沿纵行的气管前肌和胸锁乳突肌间钝性分离，将胸锁乳突肌向外侧分开，即可见到深层位于气管旁的血管神经丛，仔细辨认并小心分离左侧的迷走神经和减压神经，下穿不同颜色的湿丝线备用。然后分离双侧颈总动脉，穿线备用。
c. 动脉插管：分离右侧颈总动脉2～3cm（尽量向头端分离），近心端用动脉夹夹闭，远心端用线扎牢，在结扎处的近端剪一斜口，向心脏方向插入已注满肝素盐水的动脉插管（注意管内不应有气泡），用线将插管与动脉扎紧。
d. 膀胱漏斗：自耻骨联合上缘向上沿正中线作4cm长皮肤切口，再沿腹白线剪开腹壁及腹膜（勿伤腹腔脏器），找到膀胱，将膀胱向尾侧翻至体外（勿使肠管外露，以免血压下降）。再于膀胱底部找出两侧输尿管，认清两侧输尿管在膀胱开口的部位。小心地从两侧输尿管下方穿一丝线，将膀胱上翻，结扎膀胱颈部。然后，在膀胱顶部血管较少处作一荷包缝合，再在其中央剪一小口，插入膀胱导管，收紧缝线、结扎固定。
2.难点分析
（1） 气管插管和动脉插管的插入方法
（2） 气管切口位置与T字形切口方向容易产生操作错误，导致气管插管失败，另外气管内粘液清除不干净容易使家兔呼吸频率和深度发生变化，致使检测数据不准确，同时还容易导致家兔窒息。
（3） 动脉结扎及止血夹固定位置容易混淆，极易导致后期动脉切口插管后无法与检测仪器链接。另外，动脉结扎后切口深度把握不好极易导致动脉被切断，控制好剪切位置和深度是动脉插管实验的关键。
3.自学内容
无。
实验五： 家兔动脉血压的调节
（一）目标与要求
1.知识目标：
（1）掌握血压是如何形成的。
（2）掌握调节血压的因素有哪些？以及每种因素都是如何调节血压的？
2.技能目标：
（1）掌握家兔的麻醉。
（2）掌握血管、神经的分离技术及气管插管、动脉插管技术
（3）熟悉压力换能器及三通管的使用
3.情感态度价值观：
知识与技能是经历、体验知识形成过程，是形成正确学习方法的媒质；家兔的基本实验既是机能实验学的基础和核心，又可作为培养情感、态度和价值观的载体；实验过程与方法贯穿于知识与技能、情感态度价值观形成的全过程，在这个过程中，既能牢固掌握血压的相关知识内容，又可孕育积极的情感、态度和正确的价值观。既知其然，又知其所以然。
（二）教学内容
1.重点讲练
（1）神经体液因素及受体阻断或兴奋药物对家兔心血管活动的影响机制。
（2）动脉血压作为心血管功能活动的综合指标及其相对恒定的调节原理和重要意义。
（3）家兔实验的基本方法和技术（静脉麻醉、静脉输液、动脉插管、分离神经等）。
（4）实验系统连接、参数设定及测定方法。
2.难点分析
（1）夹闭对侧颈总动脉前、后血压及心率的改变机制。
（2）静脉注射去甲肾上腺素后血压变化曲线。
（3）结扎迷走神经并刺激外周端后家兔血压变化曲线。
（4）记录电刺激减压神经中枢端和外周端血压变化曲线。
3.自学内容
（1）家兔大出血的急救措施。
（2）通过三通注入药物之后为何要再打肝素？
（3）电刺激减压神经外周端为何对血压无影响？
实验六 ： 呼吸运动的调节
（一）目标与要求
1. 知识目标
观察缺O2、CO2增多、增大无效腔、注射H+、切断迷走神经、刺激迷走神经中枢端对呼吸运动的影响，验证呼吸运动的调节机制。
2. 技能目标
掌握家兔头、颈部手术的基本操作(耳缘静脉麻醉、固定、气管插管、分离颈部神经)，家兔颈部的重要结构（迷走神经、交感神经）；掌握呼吸运动生物信号采集与处理系统的使用。
3. 情感态度价值观
实验教学过程中强调实验动物伦理学教育，教育学生尊重实验动物，高效利用每一份资源，对待生命要有敬畏之心。培养学生的奉献精神、诚信品质、仁爱精神、环保意识、团队协作精神、科学素养和劳动素养等，实现知识能力培养与价值引领的有机统一。
（二）教学内容
1.重点讲练
家兔头、颈部手术的基本操作。
2.难点分析
多种理化因素改变对呼吸的调节机制；肺牵张反射的生理意义。
3.自学内容
呼吸换能器的作用原理。
实验七： 减压神经及膈神经放电
（一）目标与要求
1.知识目标
了解减压神经在机体减压反射中的作用，膈神经支配呼吸运动的功能；掌握减压神经及膈神经放电的特点。
2.技能目标
掌握减压神经及膈神经的分离方法。学习在体外周神经放电的引导、记录方法；用电生理方法观察和记录家兔在体减压神经及膈神经的传出冲动，加深对呼吸肌节律性活动来源的认识。
3.情感态度价值观
在学习过程中，逐步养成求真、求实、科学严谨的科学精神和态度，增强求知欲，领略科学之美。
（二）教学内容
1.重点讲练
掌握减压神经及膈神经的分离方法；在体外周神经放电的引导、记录方法。
2.难点分析
在体外周神经放电的引导、记录方法。膈神经支配呼吸运动的功能。
3.自学内容
减压神经在机体减压反射中的作用。
实验八 ： 尿生成的调节
（一） 目标与要求
1.知识目标
观察神经体液因素（生理盐水、葡萄糖、去甲肾上腺素、呋塞米、垂体后叶素、刺激迷走神经）对尿生成的影响，以加深理解尿生成的过程和影响尿生成的因素的作用机制。
2.技能目标
掌握膀胱插管的方法；记录尿滴的方法；熟练掌握颈部手术的基本操作(耳缘静脉麻醉、固定、气管插管、分离颈部血管和神经、颈总动脉插管)。
3.情感态度价值观
实验教学过程中强调实验动物伦理学教育，教育学生尊重实验动物，高效利用每一份资源，对待生命要有敬畏之心。培养学生的奉献精神、诚信品质、仁爱精神、环保意识、团队协作精神、科学素养和劳动素养等，实现知识能力培养与价值引领的有机统一。
（二）教学内容
1.重点讲练
膀胱插管术、颈总动脉插管。
2.难点分析
各种神经体液因素对尿生成的影响及其作用机制。
3.自学内容
输尿管插管术。
实验九： 耳蜗微音器电位和和听神经动作电位
（一）目标与要求
1.知识目标
观察CM和听神经动作电位的特征及其关系，了解引导此两种电位的实验方法。
2.技能目标
掌握豚鼠的腹腔麻醉以及固定，掌握头部手术：切开皮肤、暴露乳突、钻孔、插入电极，记录CM、记录听神经动作电位的方法。
3.情感态度价值观
实验教学过程中强调实验动物伦理学教育，教育学生尊重实验动物，高效利用每一份资源，对待生命要有敬畏之心。培养学生的奉献精神、诚信品质、仁爱精神、环保意识、团队协作精神、科学素养和劳动素养等，实现知识能力培养与价值引领的有机统一。
（二）教学内容
1.重点讲练
耳蜗微音器电位和听神经动作电位的引导方法。
2.难点分析
微音器电位和听神经动作电位的特征及关系。。
3.自学内容
刺激电极的改变与微音器电位和听神经动作电位之间的关系，小动物手术器械的基本应用；哺乳类动物手术器械的应用。
开放实验
第一部分 蛙心灌流
（一） 目标与要求
1. 知识目标
观察细胞外液中Ca2+、K+、H+等离子浓度的改变对心肌收缩性能的影响，理解这些离子浓度和酸碱度的相对稳定对维持心肌正常功能的重要意义。通过在灌流液中加入肾上腺素、去甲肾上腺素和乙酰胆碱，观察其对心肌收缩性和自律性的影响，理解正常情况下神经体液因素对心脏功能的调节。
2. 技能目标
掌握蛙类捉持方法、暴露心脏及仪器连接的方法，特别是蛙心插管的动作要领。
3. 情感态度价值观
实验教学过程中强调实验动物伦理学教育，教育学生尊重实验动物，高效利用每一份资源，对待生命要有敬畏之心。培养学生的奉献精神、诚信品质、仁爱精神、环保意识、团队协作精神、科学素养和劳动素养等，实现知识能力培养与价值引领的有机统一。
（二） 教学内容
1. 重点讲练
蛙心插管的动作要领。
2. 难点分析
Ca2+、K+、H+、肾上腺素、去甲肾上腺素和乙酰胆碱对心脏活动的影响及其作用机制。
3. 自学内容
蛙类捉持方法。
第二部分 左心功能测定
（一） 目标与要求
1. 知识目标
学习左心室内压基本波形、左心室功能主要分析指标：最大值、最小值、dmax/t、dmin/t。
2. 技能目标
学习左心室功能测定方法，特别是掌握左心室插管的动作要领。
3. 情感态度价值观
实验教学过程中强调实验动物伦理学教育，教育学生尊重实验动物，高效利用每一份资源，对待生命要有敬畏之心。培养学生的奉献精神、诚信品质、仁爱精神、环保意识、团队协作精神、科学素养和劳动素养等，实现知识能力培养与价值引领的有机统一。
（二） 教学内容
1. 重点讲练
左心室插管的动作要领。
2. 难点分析
左心室内压的最大值、最小值、dmax/t、dmin/t。
3. 自学内容
左心室内压的放大参数。
第三部分 胰液、胆汁分泌的调节
（一） 目标与要求
1. 知识目标
胰液和胆汁的分泌受神经和体液两种因素的调节。与神经调节相比较，体液调节更为重要。观察神经体液因素对胰液胆汁分泌的调节和某些药物的影响作用。
2. 技能目标
学习胰管、胆管的插管方法，掌握插管的动作要领。
3. 情感态度价值观
实验教学过程中强调实验动物伦理学教育，教育学生尊重实验动物，高效利用每一份资源，对待生命要有敬畏之心。培养学生的奉献精神、诚信品质、仁爱精神、环保意识、团队协作精神、科学素养和劳动素养等，实现知识能力培养与价值引领的有机统一。
（二） 教学内容
1. 重点讲练
胰管、胆管插管的动作要领。
2. 难点分析
影响胰液、胆汁分泌的神经体液因素及其机制。
3. 自学内容
家兔手术部位的解剖结构。
第四部分 人体生理功能实验
（一） 目标与要求
1. 知识目标
观察在正常情况下，体位的变化、运动（自行车试验）对动脉血压的影响。
2. 技能目标
学习心电图机的使用方法和心电图波形的测量方法、学习动脉血压的间接测量方法、学习心音听诊的方法。
3. 情感态度价值观
在人体动脉血压测量实验中，让学生们进行“医生和患者”角色互换扮演，要求学
生对待患者要做到和蔼可亲, 认真负责，处处为患者着想，比如天冷时为患者听诊, 医生要先把听诊器的体件放在手心捂热了再放到患者的身体上听诊。这样传递是温暖，收获的就是信任。学生在实践中就潜移默化地养成了良好的职业素养，为以后良好的医德医风的形成打好基础。
（二） 教学内容
1. 重点讲练
动脉血压的测量方法。
2. 难点分析
运动对动脉血压的影响及机制。
3. 自学内容
正常心电图各波的波形及生理意义。
课程考核大纲
一、考核形式
本课程的考核形式包括实验报告和实验技术操作考试两部分。
二、考核内容
本课程综合考评由实验报告成绩和实验技术操作考试成绩两部分构成，其中，实验报告占50%，实验技术操作考试占50%；总评成绩85分及以上为优秀，75-84分为良好，60-74分为合格，59分及以下为不合格。
