生理科学实验是一门实践性的课程，而在传统的教学方式中，学生来到实验室前只能从实验指导教材上了解相关实验内容，且大多数同学缺乏在实验课前预习的习惯和动力，课程开始后教师播放录制好的动物操作视频并辅以讲解细节及注意事项，观看完视频后学生开始操作。在这种旧的教学方式下，学生凭借当堂课播放的视频建立起的初步印象去做实验，往往手忙脚乱，常见学生边操作边观看投影上的操作视频，致使操作不流畅甚至停滞在某一项操作，而且播放视频和讲解占用了较多的时间，使学生的操作时间被挤占，一些组别在下课时仍未完成操作的现象十分普遍。在这个模式下，为了尽量让学生完成操作，生理科学实验经常出现延迟下课，授课教师以及生理科学实验室技术人员非常辛苦，学生也叫苦不迭乃至对生理科学实验产生畏难情绪。

在大学扩招的背景下，随着学校的学科发展，越来越多的专业（临床医学、麻醉学、影像学、儿科学）的学生加入到生理科学实验这门课程的学习中来，对教研室的师资力量提出了严峻挑战，旧的教学方式下学生的主动性差、师生双劳累的局面渐渐难以为继，教学理念变革和教学方式转变的呼声日趋强烈。在大学教育教学手段变革的大时代里，翻转课堂、混合教学等教学变革方兴未艾，结合教研室传统授课经验并参考新的教学方式方法^4-6，生理学教研室在2019年秋季学期开始尝试在生理科学实验-生理学实验模块中开展“翻转课堂”教学。

2  教学组织

2.1  运用“翻转课堂”后的教学过程

2.1.1 提前推送教学视频  我们采取一堂课结束后发放下一堂课的操作视频的方式，可以使学生在课前有两周（每个自然班两周上一次生理科学实验）相对充裕的时间去熟悉下一次课的内容。由于学生按照小组进行操作，因而许多小组会在预习阶段小组成员一起学习、讨论操作中的重难点及注意事项。

2.1.2 课程中的“翻转”问答  上课后由学习委员主持问答环节，即学生在预习中有任何对于操作细节或相关理论有疑问的可积极提问，最后由教师对学生的问题进行梳理和解答。在这一环节我们会对提出了新颖、有积极意义的问题的学生进行标记，增加其平时成绩。通过引导并鼓励学生针对本堂课相关问题进行提问，在许多班级操作前的问答环节中均可见学生热烈的问答，学生的专注度、参与度明显提升，不仅在这个过程中讨论了实验中可能的问题和相关细节，并且能够有效驱动学生在课前的预习中认真学习。

2.1.3 要点介绍  问答环节结束后，教师简要介绍本堂课的操作要点、或者教师提问大家在预习中认为本次操作的要点有哪些，这个环节除了可以提醒学生注意事项之外，根据学生对要点的预判也可以一定程度上感知学生的预习效果。

2.1.4 操作环节  在经过认真预习、充分讨论问答之后进行实验操作，同传统先播放视频后操作的方式相比，学生有更充分的时间去完成操作。同时，由于课堂上不再播放视频，倒逼小组成员做好预习，进而在实操中小组成员之间能够互相配合完成实验操作。

2.1.5 小结环节  完成操作后，小组成员先针对操作中出现的问题进行讨论，之后在小结环节中每个小组依次发言，分享本小组在实验中出现的问题、失败的教训及成功的经验，组间充分交流借鉴。最后由老师进一步凝炼本次操作中大家的共性问题及其分析。

2.2  运用“翻转课堂”后的教学感受

2.2.1 学生的学习自主性、课堂参与度明显提升  在翻转课堂的理念指引下，学生“反客为主”，这一点在操作前的问答讨论环节体现的尤其明显，并且由于在问答环节表现好的学生会被加分，学生的热情和积极性被调动起来，课堂气氛活跃。充分的问答解决了在预习中的疑问，生动体现着以学生为中心的教学理念，使课堂更像是大学生的课堂。

2.2.2 操作完成情况明显改善  由于不需要在操作前播放并讲解操作视频，学生的实际可用的操作时间比传统教学方式下多出约20分钟，更多的组别能够完成实验，提前完成实验的小组也可以换人进行操作练习。总体上操作完成情况明显改善（见第三部分数据）。同样由于课堂上不再播放视频，倒逼小组成员做好预习，进而在实操中小组成员之间能够互相配合完成实验操作。

2.2.3 发现问题更为及时  在小结环节各小组依次分享其操作中的问题，有的问题其中某个小组遇到，而其他小组在以后很可能也会出现，则相当于提前予以预警。此外，6个小组的小结中出现的共性的问题则由教师进一步讲解，起到了凝聚问题、高效总结的作用。

2.2.4 师生负担均有减轻  以往在5个学时的课程结束后每个组的同学才开始收拾卫生，技术人员检查后才能离开；改革后往往在规定的下课时间内学生即已经完成收拾桌面和打扫卫生，效率更高。同时，由于学生预习充分、配合较好，逐渐遇到问题能够自行处理，向任课教师寻求帮助的次数比以往降低。

3  教学效果对比

我们记录了传统教学方式下2017级临床医学专业的12个班级和采用翻转课堂教学方式的2018级临床医学专业的12个班级的实验课完成情况的数据。生科实验-生理学模块中每个班级共有5次家兔实验课，按照顺序分别为操作基础、影响红细胞凝固的因素及红细胞渗透脆性的测定、动脉血压的神经体液调节、家兔呼吸运动的调节和影响尿生成的因素。每个班级学生数目约30~35人，实验中分成6个小组，所有操作情况按照小组为基本统计单元。2017级和2018级生科实验数据分别展示于表1和表2。

表1：2017级临床专业学生生科实验完成情况记录表。

表2：2018级临床专业学生生科实验完成情况记录表。

我们定义粗完成为完成了实验操作（如麻醉、颈部手术、动脉插管等）而实验数据获取不全。例如在红细胞凝固因素测定实验中，每组需要取新鲜的动脉血于7支不同处理的试管中，有的组在放至第5个试管时家兔动脉血因前期手术中有失血而导致难以获取足量动脉血；再比如家兔呼吸运动的调节实验中有10项处理，其中1项为耳缘静脉注射乳酸，有的家兔因耳缘肿胀等原因无法施加这一处理。净完成则表示动物操作完成、数据获取完全，代表完成的质量。对比2017级与2018级临床专业学生5次生科实验课的平均完成率（图1A），粗完成比率2017级为78.33%、2018级为87.78%；净完成比率2017级为66.11%、2018级为80.55%。此外，由图1A中我们还可以看到2017级的完成统计图中的error bar明显比2018级要更大，这表明2018级学生在5次实验中的完成率更稳定。将每次课的净完成率拉开作图（图1B），该趋势图显示2018级学生在5次课中的完成

图1：2017级与2018级临床专业学生生科实验完全情况统计。(图形由GraphPad Prism 5.0软件所作)

率更加稳定，最低的净完成率为第1次课的61.11%，之后4次课的净完成率均在85%左右小幅浮动。尽管在第5次课时2017级与2018级的净完成率达到一致（均为83.33%），但2017级学生经过了前几次课的完成率的较大幅度震荡，最终随着操作技能的提升，在最后两次课中稳定提升；然而2018级学生在第2次开始便实现了高效而稳定的净完成率。

4  与课程实际的联系

机能学实验是医学相关专业学生的必修一门基础性的实验课程，通过该课程的培训，医学生得以掌握基本操作技能，为将来走向临床奠定基础。尽管该课程的设置同样起着与之同步展开的理论课相呼应的作用，但锻炼学生的操作能力是其首要目的。机能学实验依赖实验动物，实际上本校医学生第一次接触整体动物实验的课程便是生理科学实验这门课程，动物的死亡往往意味着操作机会的丧失。通过本次翻转课堂的教学改革效果来看，改革后学生的操作完成率明显升高，而动物死亡率则降低（9.4% V.S. 10.6%）。由于不必再在课堂上播放操作视频以及讲解环节的简化，使学生的实际操作时间延长，在完成课堂操作要求后仍然可以继续练习操作，这样可以实现实验动物利用率最大化并增加了小组成员的操作机会，更加符合设置本课程的主要目的，即锻炼医学生的动物手术操作动手能力。

5  真实性说明及不足之处分析

对生理科学实验进行“翻转课堂”式授课改革的想法最先由教研室罗海兵老师提出，并得到时任教研室主任张秀娟教授的支持和监督；教学效果对比的数据分别来源于广东医科大学第一临床学院2017级临床专业12个班和2018级临床专业12个班，且班号相同，排除了可能存在的不同班号对应不同类型学生的影响；创新性采用进度取向的粗完成和质量取向的净完成以更全面更综合的对比分析翻转课堂改革前后的完成情况对比。

尽管教学效果确有改善，然而在实践中我们仍然发现有一些不足之处需要改进：一是应设法将任课教师、生理科学实验室技术员的主观感受用客观指标或数据表达出来；二是要引入实验课程的形成性评价，更真实地反应学生的预习情况以及全过程的参与情况，目前采取的依靠实验报告作为平时成绩主要依据的做法体现不到这一点；三是应将相关试点数据扩展至全部班级，做出涵盖面更广泛、更有说服力的统计。

6  小结

本教研室从2019年开始对生理科学实验课进行翻转课堂改革，就目前的数据及教师的实际上课感受而言，改革是有成效的。学生的操作完成情况明显改善、学习自主性显著提高、以学生为中心的课程改革创新理念效果初步显现。

【参考文献】

[1] 赵珅婷, 刘勇, Yong L. 生理实验教学改革初探. 医学理论与实践. 2014;27(18):2511-2512.

[2] 吴嫦丽, 罗海兵, 徐明锋, et al. 浅谈生理科学实验课程改革的利弊. 教育教学论坛. 2019(09):272-273.

[3] 孙雪荣. 生理科学实验课的理论教学. 海南医学院学报. 2005(02):147-148.

[4] 尤婷婷, 尤思懿, 邹丽宜, et al. 药学专业药理学实验课程重建与探索. 基础医学教育. 2015;17(01):54-57.

[5] 杨占清, 祝万菊, 柳巨雄, 王玮, 陈巍, 付守鹏. 动物机能学实验课程的教学改革与实践. 黑龙江畜牧兽医. 2019(21):173-175.

[6] 郭健, 杨向竹, 王青青, 李姝玉, 王谦. 机能实验学教学改革的反思. 基础医学教育. 2018;20(02):118-120.

The application of flipped classroom in physiological science experiment course

Zhang Ruigang¹, Luo Haibing¹, Wu Changli¹, Xu Mingfeng¹, Zhang Xiujuan¹

¹Department of Physiology, Basic Medical School, Guangdong Medical University, Zhanjiang 524023, China

Corresponding author: Zhang Ruigang, Email: zrg2501@sina.com

【Abstract】 Experimental physiological science is an important course which combined physiological experiments, patho-physiological experients and pharmacological experiments in our school. This course aims at elevating the operating skills and comprehensive quality of medical students. To achieve this goal in a better way, we’ve carried out teaching reforms by introducing the idea and practice of flipped classroom to the experimental course since 2019. The data we record indicates that more students finished their experiment in a quicker and better way after the reform. We also observed that students could be able to study more independently than before. Moreover, this course also became easier for teachers according to our feelings in practice.

【Key words】Flipped classroom; Physiological science; teaching reform