第一篇 绪论
第一章 医学机能学实验概论
第一节 医学机能学实验课程的性质与任务
医学机能学实验（medical functional experiment）课程是一门观察和分析机体（包括人和动物）正常功能、疾病发生机制以及药物与机体相互作用规律的基础医学实验课程，也称为实验生理科学、实验机能学。其整合了生理学与病理生理学及药理学的实验项目、研究方法、技术操作等核心内容，强调学科之间的交叉融合，融入实验动物学、实验动物福利与实验动物伦理等基本知识，同时加强基础与临床的结合，增加人体机能学实验和临床案例分析等内容，为后期临床医学知识学习和技能训练打下良好的基础。
医学机能学实验课程是在实施基础医学实验室改革的基础上建立和发展起来的。20世纪90年代中期，我国实施基础课实验室改革，为了实现资源共享，医药类院校整合实验教学资源，按实验方法学组建综合实验室，整合了生理学、病理生理学和药理学实验室，建立机能学实验室。在实现实验教学资源共享的基础上，各医药类院校先后设立了医学机能学实验课程。2005年教育部启动实验教学示范中心建设，明确实验教学在人才培养中的地位，加强实验教学资源的配置，医学机能学实验课程也得以发展并日臻成熟。经过多年的探索与实践，在人才培养目标、课程体系、项目设置、教学手段、考核评价等方面，医学机能学实验课程都具有明显的特色。如今，医学机能学实验已成为基础医学的核心课程之一，并引领着基础医学系列实验课程的改革与发展。
医学机能学实验课程主要通过开展基础性、综合设计性和研究性等不同层次的实验教学，对学生进行系统、规范的实验技能训练和创新思维的培养，注重培养学生由实验推导结论的科学思维。该课程为学生提供理论联系实际、动手操作和分析思考的机会，尤其是研究性实验，从科研基本知识、自主选题并撰写项目申请书、项目答辩、项目实验、数据分析、论文撰写等方面对学生进行科研全过程的训练，提高学生的实践能力、创新意识和科研素养。课程同时将现代信息技术与实验教学融合，开展虚拟仿真实验，以虚补实、虚实结合，体现了实验教学的实践性、系统性、综合性、创新性、智能性。教学过程强调善待实验动物，培养学生医者仁心，敬畏生命的人文情怀，努力培育新时代高素质、“有温度”的医学人才。
（莫燕娜）
第二节 医学机能学实验课程的教学形式与手段
医学机能学实验课程是一门具有理论性和实践性的综合、独立课程，教学形式多样，既有理论教学又有实验教学；既有课堂教学又有指导性自主学习和讨论性学习；既有线下教学又有线上线下混合式教学。实验教学的手段既有动物实验又有人体机能学实验，动物实验既有整体实验又有离体器官实验。随着计算机技术、虚拟现实技术和网络技术的发展，特别是教育部推进国家虚拟仿真实验教学项目建设以来，各级医药类院校开发虚拟仿真实验教学项目，或引进虚拟仿真实验的教学系统，构建动物实验的虚拟现实环境，应用于机能学实验教学。因此，目前动物实验、人体机能学实验和虚拟仿真实验是医学机能学实验课程的主要教学手段。
一、动物实验
动物实验是生命科学研究的重要手段。人和动物在生物学方面既有共性又有特性，通过对实验动物进行规范的科学研究，然后将获得的资料与人的生理功能、疾病表现进行比较、分析，帮助人们了解人体疾病、全面揭示疾病的性质和发展规律、有助于进行疾病的诊断及药物治疗的相关安全性评价，便于开发新药物，寻求新的诊疗方法。动物实验根据不同的研究水平分为整体动物实验，离体器官、组织实验和细胞分子实验。整体动物实验是指以活体动物为实验对象的一种实验研究方法。在机能学实验教学过程中，常通过建立实验动物疾病模型观察动物在各种状态下的形态结构、功能代谢变化，从而认识生命现象和机体功能、代谢变化规律，阐明疾病发生机制。例如，失血性休克实验，通过复制家兔或大白鼠的失血性休克模型，观察失血性休克时的血流动力学变化，探讨休克的发病机制。离体器官、组织实验是指从活体或刚处死的动物身上取下准备研究的器官或组织，放置在一定时间内能保持生理功能的环境中，按照特定目的进行的实验。例如，欲研究肠本身的基本生理特性，往往从活体动物身上取出肠段，在体外用一定配方配制的溶液灌注，研究某些离子、药物或酸碱对离体肠活动的影响。细胞分子实验是在细胞分子水平研究细胞生命活动的基本规律，从细胞、分子水平上探讨细胞的结构和功能。细胞、分子生物学技术是生命科学研究的重要技术，被越来越多地应用于机能学实验研究。医学机能学实验教学目前仍以整体动物实验与离体器官、组织实验为主。
动物实验根据实验时间的不同又分为急性实验和慢性实验。急性实验在短时间内完成，通常为2～3h，不超过1天，一般无须严格的无菌操作，比较简单和方便。但实验观察时间较短，无法进行全面观察。慢性实验观察时间较长，根据实验的需要，可观察几周、几个月甚至更长。慢性实验可以比较全面、系统地观察和采集实验数据，有利于综合分析机体的功能、代谢等的变化。受到教学时间的限制，教学实验以急性实验为主。在学生科研项目设计中也可适当设计和开设慢性实验。
二、人体机能学实验
人体机能学实验是以人体作为研究对象，研究正常机体及其器官、组织、细胞等组成部分的生命活动规律的一种实验手段。临床的人体机能学实验以健康人或患者为对象，在严格控制实验条件的情况下，对新的药物、疫苗或新诊疗技术进行观察。临床的人体机能学实验受到极其严格的控制，实验过程要求符合医学伦理的规范。在教学实验中，人体机能学实验多以学生作为实验对象，在实验对象知情自愿、实验安全无创的条件下进行，如观察人体血压、心率、呼吸功能等生理指标，或观察在不同运动状态下、欣赏不同旋律音乐时人体相应生理指标的变化。近年来，随着人体机能学实验设备和软件的开发和应用，国内各医学院校在机能学实验教学中开展人体机能学实验项目的比例也逐渐升高。这既可使基础医学与临床医学形成更紧密的联系，让学生早期接触临床，拓展学生的专业知识，提高学生学习兴趣和学习效果，也可减少实验动物的使用，符合动物实验的减少（Reduction）、替代（Replacement）和优化（Refinement）的“3R”原则，体现保护动物、敬畏生命的科学精神和人文素养。
三、虚拟仿真实验
虚拟仿真实验教学系统是利用计算机模拟医学实验的操作过程，是伴随着信息技术的发展，以及教育部推进信息技术与教育教学深度融合应运而生的现代教学手段。虚拟仿真实验是传统医学实验教学的有益补充，也是实验教学改革有力的推动力量。机能学虚拟仿真实验无需实验动物和实验耗材，可以减少实验耗材的支出，减少实验动物的使用，更重要的是可以在线上随时随地学习，打破了时间和空间的限制。虚拟仿真实验教学系统应用于机能学实验教学，直观地演示实验操作过程，图文并茂，可激发学生的学习兴趣。然而，虚拟仿真实验虽有诸多优点，但因其缺乏实体实验中的“真实感”，并不能完全代替真实实验。在教学过程中需将两者有机结合起来，实现虚实结合，以虚补实，有效提高机能学实验的教学效果。
（莫燕娜）
第二章 医学机能学实验课程目的与基本要求
第一节 医学机能学实验课程教学目的
本课程的目的是通过相关实验原理的学习、实验方案的设计、实验技术的训练、实验数据的分析，培养学生的实验技能、科学素养和运用知识的能力。通过对实验结果的观察记录、分析讨论，不仅可以加深对相关理论知识的理解和应用，更重要的是可以培养学生通过分析实验结果，推导实验结论的科学思维。课程还设置人体机能学实验和临床病例讨论，可为后期的临床技能学习奠定基础。通过本课程教学，希望学生在实验技能、综合运用知识能力、品质素养方面达到以下目标。
（一）实验技能
1.初步掌握动物实验研究的基本方法和实验操作的基本技能。
2.初步掌握人类疾病动物模型的复制、离体器官和离体组织实验的基本原则与方法；初步掌握人体机能学实验的基本原则与要求。
3.掌握医学机能学实验报告的书写方法。
（二）综合运用知识能力
1.通过实验观察，结合生理学、病理生理学、药理学等医学机能相关学科的学习，加强学科间基本理论知识的综合运用。
2.熟悉常用实验动物的种类与特点以及生理、生化指标的正常参考值。了解实验动物的选择方法。
3.掌握医学实验设计的基本原则，熟悉医学实验设计的基本方法，熟悉医学科研论文的写作方法。并通过自主设计实验，综合运用相关知识和实验方法，提出问题、分析问题和解决问题。
（三）品质素养
1.培养学生医者仁心，珍视生命、尊重生命，为培养良好的医德奠定基础。
2.培养学生勤于动手、准确操作、敏于观察、科学分析问题的专业素养及敢于批判和创新的精神。
3.培养学生自主学习、团结合作及实事求是的思想品质。树立理论来自实践的科学观点。
（莫燕娜）
第二节 医学机能学实验课程的基本要求
为了达到课程目标要求，培养学生良好的学习习惯，提高课程学习的效果，学生在课前准备、课中操作、课后分析等过程中需要达到如下要求。
（一）课前准备
1.做好预习，完成预习报告。预习报告内容包括实验目的、实验原理、实验操作的流程图，设计实验结果记录表，对实验设计提出意见和建议等。
2.在书写预习报告的过程中，要复习或预习相关学科的理论知识，预测可能出现的实验结果，以便在实验当中及时发现问题。
3.预习实验项目所用到的操作技术，对操作过程的注意事项应做到心中有数，避免操作失误。
4.设计并准备好实验原始结果的记录表，明确小组成员的分工，以便有序、高效地完成实验。
5.充分理解实验设计的基本思路，尝试找出实验设计的不足，提出改进建议。
6.提前10min到实验室签领实验用品，并检查实验用品是否齐全、完好。
（二）课中操作
1.严格遵守实验室规则，保持实验室安静、台面整洁，尊重教师。
2.小组成员按照预先的分工团结合作，有序进行实验，并注意在不同项目中轮换角色，使每个同学各项技能都得到训练。
3.按照预习时设计的流程图逐步进行实验操作，注意操作的规范和准确。
4.专心、仔细地观察实验过程中出现的每个现象；准确、及时、全面、客观地记录实验结果。不许在实验后单凭记忆来描述实验结果。
5.珍爱实验动物，避免对实验动物造成非实验需要的损伤，原则上在动物麻醉的状态下进行实验，减少动物的痛苦。
6.爱护实验设备和器材，注意节约药品和试剂。
7.注意安全，严防触电、中毒或器械割伤、动物咬伤等事故发生。
8.实验结束后，清洗、擦干、清点实验器械，整理实验设备和台面物品；实验动物尸体、存活动物、废弃物品分类集中放到指定地点，不得随意丢弃；做好实验室卫生，确保水、电、门窗安全方可离开实验室。
（三）课后分析
1.及时整理实验结果，思考并判断实验结果的意义，对于非预期结果要分析其原因和意义。
2.结合实验结果，复习或查阅相关学科的理论知识，对结果进行分析总结，独立撰写实验报告并按要求及时提交负责教师评阅。
（莫燕娜）
第三节 实验报告的内容和书写要求
实验报告是实验结果的一种表达形式，实验报告的撰写是实验研究的基本技能训练。通过撰写实验报告，将实验过程中获得的感性认识升华为理性认识。实验报告是每一次实验的总结，更是训练学生综合分析能力、逻辑思维能力和文字表达能力的重要手段。医学机能学实验报告的内容包括：目的、方法、结果、讨论等，与科学论文大同小异，撰写实验报告是学习科技论文写作的基础。参加实验的每一位学生，应当充分认识实验报告撰写的重要性，独立认真地完成实验报告。
（一）实验报告的格式（序号参照丛书序号编写要求）
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