一、实验室简介

医学机能学实验室创建于2001年，由生理学、药理学、病理生理学教学实验室合并建成。2002年机能学实验室被评为省级合格实验室。目前主要承担医学机能学实验、生理学实验、病理生理学实验和药理学实验。2022年实验室仪器设备得到了全面更新，构建了4间人体机能实验室和4间信息化集成动物实验室，1间本科创新实验室和1间膜片钳电生理实验室。配备了小动物呼吸机、人体及动物集成化信号采集系统、缺氧仪、离心机、分光光度计、电压钳和膜片钳等实验设备，设备总值约800万元。

近几年，随着实验教学与信息技术的深度融合，实验室依托三维仿真、多媒体、人机交互等技术，与企业合作自主研发医学机能虚拟仿真实验项目，丰富实验教学内容。保留经典机能动物实操实验的基础上，逐渐增加富有挑战性的整合性、设计性及人体机能实验，拓展了学生学习的深度与广度，不仅培养了学生的实验技能、动手能力和创新意识，还提高了学生综合分析问题和解决问题的能力，同时促进了医学教育中临床与基础的结合。实验室还主编出版了医学机能实验双语教材，不仅方便了国际留学生教学，同时使教师和学生的专业英语水平得到了提升。

 

二、实验室团队建设

医学机能学实验室现有实验技术和管理人员9人，其中具有博士学位3人，硕士学位4人，高级职称3人，中级职称6人。

为了提高实验技术系列老师实验教学和实验室管理水平，实验室鼓励教师参加和参与相关的实验技能提升培训并鼓励硕士及以下学历教师继续学习，通过出国留学，在职读博，博士后等学习经历提高学术水平和教学管理能力。学院每年都组织老师参加各项培训，近五年实验室有33人次参加各级各类专业相关培训。

医学机能学实验室在教育教学过程中，注重团队建设，课程建设和教材建设，并获得了比较显著的成效。教学团队整体实力得到提升，教学质量得到提高。近四年获批校级教学团队2项。

表1 教学团队建设获批项目一览表

医学机能学实验室教师高度敬业，积极参加各类比赛，在比赛中多次获奖，并取得多项荣誉奖励。

表2 教师参加教学比赛情况一览表

三、实验室课程建设经典案例一

《机能学实验》课程教学案例

（一）背景介绍

随着“互联网+”教育时代的到来，高等教育教学改革迎来了新的机遇与挑战。医学机能实验是通过对生理学、病理生理学、药理学等多个学科的实验内容进行优化、整合，加入设计性、探索性实验，形成的一门综合性、研究性实验课程。我校医学机能实验教学团队自2019年起根据“金课”建设标准，通过整合实操实验教学内容，建设并应用线上信息化教学资源，开展PBL、TBL设计性实验讨论，实施双语教学，建立全方位、多角度的评价标准，探索构建了医学机能实验线上线下混合式教学体系。

（二）主要举措及成效

1. 教学内容的全新构建

针对教学模式手段单一，课程内容缺乏挑战度的问题，教学团队对教学内容进行了重组与构建，将课程内容划分为综合性实操实验、设计性实验和虚拟仿真实验三大模块。实操实验延长单次实验课时，将以往教学中的多个实验内容进行优化整合，加大实验操作难度，提升实验综合性，节省实验动物的同时使课程富有高阶性和挑战度;加入设计性实验模块，着重培养学生的主动探究、自主学习、创新能力、科研思维和团队意识;充分利用自主建设以及学校购置的医学机能虚拟仿真实验，辅助实操实验和设计性实验教学的同时对课程教学内容进行了拓展和延伸。

2. 信息化教学资源的建设与应用

2.1 虚拟仿真实验教学平台的建设

2018年起，根据课程需要，结合本校传统科研优势，教学团队研发制作了4项医学机能虚拟仿真实验项目：血管收缩效能测定和评价的虚拟仿真实验(双语版)、虚拟仿真动态在体胃肠肌电检测(双语版)、基于ESP的心瓣膜病血液动力学改变及心脏变化等，并获得3项软件著作权证书。此外，利用学校购置的10项商品化医学机能虚拟仿真实验项目建立了虚拟仿真实验教学平台。

2.2 微课视频资源库的建设

为了给学生提供丰富的线上学习资源，辅助实操实验教学，教学团队成员分工合作、拍摄剪辑实验操作视频，建立了内容涵盖大鼠颈外静脉插管、家兔左心室插管、蛙心灌流、胃肠电记录电极埋置等重难点实验操作的医学机能实验微课视频资源库。

2.3 学习通线上课程的建设

利用超星“一平三端”网络教学系统，按照三大实验模块及每个模块的具体内容，分章节建设医学机能实验线上课程。每个章节均为学生提供预习PPT、选用微课资源库中的相关重难点操作视频、发布线上课程作业，并在讨论区抛出问题引发学生深度思考，引导并督促学生进行线上学习。此外，通过网络教学平台为学生提供一些与该章节学习内容相关的参考文献、精品在线课程链接、虚拟仿真实验链接等学习资源，以满足不同学生的个性化学习需求。

2.4 线上线下混合式教学的实施

利用自主建设以及学校购置的信息化教学资源，基于超星“一平三端”网络教学系统，在实操实验、设计性实验和虚拟仿真实验三大教学模块中都实现了线上线下混合式教学。

2.4.1 实操实验

线下实操实验上课前，学生必须完成线上课程的学习才能进入实验室进行实体操作。线上课程学习内容包括：预习授课PPT复习相关理论知识、观看实验操作视频学习重难点操作、完成线上习题、撰写实验预习报告并提交至网络教学平台。教师通过教学平台批阅习题和预习报告，在线下上课前就将存在的问题反馈给学生，并根据学生线上课程学习情况对线下授课内容做出调整。针对学生普遍存在的问题进行重点讲解，个别学生学习中存在的缺漏可通过课堂提问的方式检查并促进其对该知识点的掌握。通过线上课程的学习与反馈环节，学生实操实验成功率大大提高。

2.4.2 设计性实验

设计性实验模块除了采用线上线下相辅助的教学模式，还引入了PBL、TBL等教学方法。教师首先在线下课堂教学中结合日常生活、科研经历或临床案例抛出问题，引发学生对相关问题的关注和思考，同时向学生讲解设计性实验的基本原则、设计要求等。学生利用课余时间，以团队形式共同查阅线上文献资料、完成实验设计、撰写设计报告、制作PPT，并在线下课堂上进行面对面汇报与讨论。如遇疫情或线下没有充足时间即可进行线上汇报讨论。通过设计性实验模块的教学实施，学生查阅资料、统筹规划、报告撰写、团结协作、思维创新等能力均有不同程度的提升。

2.4.3 虚拟仿真实验

虚拟仿真实验模块主要利用虚拟仿真实验教学平台的线上资源，引导学生进行线上学习、讨论与考核。其中“血管收缩效能测定和评价的虚拟仿真实验(双语版)”和“失血性休克虚拟仿真教学实验”为必修实验。这两项虚拟仿真实验与实操实验内容相关，用以辅助线下实操实验，形成虚实结合的教学模式。此外，要求学生在其余11项虚拟仿真实验中选修至少2项，进行拓展性学习。

2.5 双语教学的开展

课程教学过程选用自主编写的双语教程，教师使用双语或全英文授课PPT，授课过程中对重点专业术语进行双语讲述，引导学生查阅英文文献、要求学生学习双语版虚拟仿真实验，撰写至少2份全英文实验报告。让学生在学习专业知识的同时学习并应用专业英语，真正做到于学中用、在用中学，为提高学生专业英语水平达到事半功倍的效果，解决了医学生专业英语学习时间不足的问题。

2.6 课程考核与评价体系的建设

为了对学生的学习状态进行立体、客观、科学的评价，充分调动学生学习积极性，教学团队建立了全方位、多角度的考核标准：线上学习(30%)+线下实操(40%)+设计性实验(20%)+虚拟仿真实验(10%)。其中，线上学习成绩包括预习材料的学习时长与次数、预习报告的撰写、线上习题的作答等;线下实操成绩包括课堂提问、实验操作过程、实验报告撰写等;设计性实验成绩包括设计方案的科学性和可行性、设计报告的撰写、PPT的制作、讨论汇报表现等，采用任课教师评分占60%、学生组间互评占40%得出最终成绩;虚拟仿真实验成绩包括线上操作考核和思考题作答。该评价体系实现了考核过程全程化、考核内容综合化、考核形式多样化、评价主体多元化、评分标准导向化。

（三）经验启示

改革后的课程已面向我校临床、麻醉、影像等专业开展教学实践4年，每年约500名学生学习该课程。改革后医学机能实验课程的高阶性、创新性和挑战度大幅提升，学生对课程的满意度明显升高，改革成效显著。2021年该课程被评为甘肃省线上线下混合式一流本科课程。

四、实验室课程建设经典案例二

IPA教学模式在医学机能整合实验教学中的探索与实践

医学机能学实验是面向我校基础医学专业本科二、三年级学生开设的专业核心实践类课程，总计108学时，3学分。该课程将生理学、病理生理学和药理学的实验内容以器官-系统为主线进行深度交叉融合，形成了整合性、三段进阶式课程体系，分3个学期开展教学活动。配合各器官-系统理论课程的同时，通过进阶式的课程设置，逐级提升学生实践操作技能，综合所学知识运用整体思维，分析、解决复杂问题的能力，促进学生医学科学研究创新思维与能力的形成，培养能够推动医学科学发展的基础医学拔尖人才。

医学机能学实验课程教学团队现有成员10人，年龄、职称结构合理，均长期奋战在理论及实验教学一线，具有多年教学和实验室管理经验。其中高级职称7人，7位获得博士学位，3位获得硕士学位，形成以高职教师为引领，以中青年教师为骨干，教学经验丰富且充满活力的教学团队。

本课程通过团队10余年的努力，以生理学实验的改革为起点，经历了资源建设、内容整合、模式创新三个时期，最终形成了以IPA教学模式为核心的整合、进阶式医学机能学实验课程。

（一）课程教学创新理念及建设举措

团队遵循“以学生为中心，教师作为学习伙伴引导、帮助、陪伴其成长”的教育理念，通过五大举措进行教学创新与课程建设，首创IPA教学模式，有力支撑基础医学本科学生培养。

1.重构教学内容，打破系统壁垒，建立整体观念

将生理学、病理生理学和药理学的实验内容以器官-系统为主线进行重构，使学生能够在单次实验中经历从正常生理现象到病理生理状态以及对其进行药物治疗的完整过程，形成以单系统为核心的基础实验与小综合实验。在此基础上，整合多系统、多器官知识设计高阶学习内容，形成大综合实验，解决了单纯以系统为中心课程设置中出现知识割裂与断层，学生难以建立医学整体观的问题。

2.建设教学资源，拓展学习维度，助推实验成功

为开展线上线下混合式教学、拓展学生学习维度、提高实操实验成功率，团队多年积累持续建设“多维度立体化”教学资源。自主研发医学机能虚拟仿真实验，拓展学生学习维度。自主录制SPOC视频课程40余个，通过课前线上预习有效提高实操实验成功率。编写配套IPA教学模式的新形态医学机能实验教材，分别以中文-双语-英文的进阶模式呈现课程的三段内容，设置多个学生与教材之间的“互动环节”，以学习任务驱动学生达成学习目标。利用信息化教学资源与平台，搭建辅助实操实验教学的线上课程。内容涵盖SPOC视频、虚拟仿真实验、预习小测等实操实验课前必须完成的学习内容;此外精选在线理论课程相关章节，提供文献、诊疗指南等，满足不同学生个性化的学习需求。

3.开创教学模式，发展高阶能力，培养拔尖人才

为充分发挥线上线下混合式教学的优势，团队成员融合多种教学方法，自主开创了IPA教学模式。该模式以探究式学习(Inquiry-Based Learning)为核心，以进阶式技能发展(Progressive Skill Development)为路径，通过可实现的学习成果(Achievable Learning Outcomes)逐阶促进学生能力提升，帮助学生发展高阶能力，形成创新意识，建立研究思维，助力基础医学拔尖人才培养。

3.1容错-试错-纠错：创设探究式学习环境

前期调查显示80%的学生遇到问题不愿向教师提问，害怕问题过于简单被教师批评。为了让学生卸下心理负担，专注于学习本身，IPA教学模式首先要为学生创设轻松、安全的探究式学习环境。鼓励学生提出问题，全班思考探索答案。提倡学生对自己的想法进行大胆尝试，让学生在不断试错与纠错的过程中探寻专业知识与技能，激发创新意识与潜力。教师对学生的问题与错误不批评、不包办，使学生敢于尝试、不怕失败，在面对挫折时仍然具备继续尝试的勇气与决心。

3.2基础-拔高-挑战：建立进阶式发展路径

开展首轮教学时并未建立进阶式课程体系，实践发现仅配合各系统理论课程开展实验教学无法有效促进学生高阶能力发展。因此在第二轮教学实践中将课程调整为三段进阶体系;前两阶段以基础实验和小综合实验夯实学生各系统基础知识与实验操作基本技能，第三阶段开展多系统大综合实验增加课程挑战度，训练学生高阶能力。三个教学阶段中教师对学生的帮助逐渐减少，英文比例逐步提高，搭建进阶式发展路径，帮助学生获得能力提升。在每个阶段内，也设计了多个小台阶，引导学生不断积累，实现从基础到拔尖的顺利跃迁。

3.3 发布-完成-反馈：探索可实现的学习成果

以学生为中心的课堂在强调学生主体地位的同时，教师需紧扣课前、课中、课后各环节，设计系列教学活动，将每堂课程的教学目标细化为多项教学任务，形成环环相扣的闭环式教学设计。在各环节给予学生及时、正向的多元化反馈，驱动学生逐一完成学习任务，实现学习成果。此外，教师通过提供拓展资料、为学生直播学术会议等途径，激发学生科研创新意识，驱动学生参与科研创新项目，助力基础医学拔尖人才培养。

4.评价客观立体，考核难度递增，激发学习热情

为了有效激发学生的学习热情，团队设置了客观、立体的考核标准，实现了考核过程全程化、考核内容综合化、考核形式多样化、评价主体多元化、评分标准导向化。

在三个学习阶段对学生的平时操作与期末考核设置了难度递增的考核要求，引导学生注重高阶实验操作技能与应变能力的提升。

5.贯穿课程思政，激发创新意识，培养责任使命

团队秉持思政育人理念并将其融入教学全过程，构建科学思维、传递科学精神、激发创新意识。在教学设计中，紧扣教学各环节，从实验内容、小组任务、实验操作、结果讨论、拓展延伸、报告书写、反馈评价等方面自然融入思政元素。例如，实验过程中，要求学生尊重实验动物，启发学生思考人与自然的和谐关系;引入开放性实验，小组完成实验设计，助力创新能力和科研素养的提升;根据实验内容，邀请相关领域的优秀青年学者进课堂，分享科研经历和研究成果，培养学生科研思维，激发其投身西部医学科学事业的热情和使命;实验报告撰写中，引导学生树立严谨求实、学术诚信的科学精神等。

（二）课程评价与建设成效

1.学生评价突出

结课问卷调查显示：内容重构后的医学机能学实验课程有益于学生建立医学整体观，综合所学知识运用整体思维，分析、解决复杂问题;课程为学生创设的轻松、安全、鼓励提问与尝试的探究式学习环境深受学生喜爱;学生认为进阶式的课程体系完整、循序渐进、具有挑战度，帮助其在理论知识掌握、各项能力提升、团队协同合作等方面取得显著提高;任务单在学习过程中对学生关注重难点、帮助查漏补缺、拓展知识面、激发创新意识、树立价值观、增强责任感方面具有重要作用;2021级学生评价医学机能学实验“是我见过最新颖的教学模式之一”。

2. 育人效果显著

利用信息化资源开展线上线下混合式教学后，高难度综合实验的成功率已由原先的50%增长至75%左右。而经IPA模式培养的基础医学专业学生比未使用IPA模式培养的其他医学专业学生，在完成相同的高难度实验内容时，用时更短、成功率更高，说明IPA教学模式进一步促进了学生高阶实验操作技能的发展。

基础医学专业学生科研兴趣浓厚，完成医学机能学实验课程学习的学生中有95%参与各级各类科研创新项目，多名学生、多次在“全国大学生基础医学创新研究暨实验设计论坛”及“挑战杯”等赛事中获奖，发表SCI科研论文10余篇。首批招生的2019级学生总计20名，其中保送清华大学1名、中国科学院大学2名、复旦大学1名、西安交通大学1名、兰州大学3名。这些成绩充分表明基础医学专业的学生在高阶能力发展，创新意识激发，研究思维培养方面取得了显著的教学效果。

3.教学成果丰硕

团队成员常年奋战在教学一线，在实践中不断探索，乐于创新。 2019年至今，团队成员共承担教学研究项目13项，发表医学机能实验相关教学论文11篇，获批医学机能实验相关专利2项，获得省级一流本科课程、校级教学成果奖等教学奖励5余项。其中，医学机能学实验课程获批省级教学成果培育项目、校级教学改革重点项目;教学团队获批校级本科教学团队。

（三）教学模式推广

团队成员通过学术会议、教师培训等途径，将创新经验在校内外推广介绍。IPA教学模式已推广至我校生理学、病理生理学和解剖学等实验课程，示范引领作用显著。2024年起，医学机能学实验的授课专业将由基础医学扩展至儿科学、麻醉学与医学影像学，说明课程改革获得同行认可。