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人解实验
黄冈师范学院生物科学专业
人体解剖生理学实验教案
授课年级:
200701-03
授课教师:
吴中华
授课时间:
2010,春
《人体解剖生理学实验》实验课程教学大纲
课程名称(中文)人体解剖生理学实验
课程名称(英文)Anatomy&PhysiologyExperiment
课程编号42413006
课程性质实验课程
课程属性专业必修课
教材及实验指导书名称自编,人体解剖生理学实验指导。
学时学分:
学时45学分2
开出时间:
三年级六学期
适用专业生物科学
先修课程动物学、生物化学和细胞生物学等课程
一、课程简介及基本要求
人体解剖生理学实验是师范类生物科学专业的一门专业课程,是一门独立的实验课程,同时也是为了配合人体解剖生理学的教学而开设的一门实验课程。
本课程由人体解剖学实验和生理学实验两部分内容组成。
实验开设包括基础操作性、综合性和设计性等多层次实验内容。
本课程的目的是使学生在学习人体解剖生理学理论课的同时,通过对人体基本组织、器官的形态结构特征观察,对动物的离体和在体组织器官正常生命活动机能观察,熟悉和理解人体局部与整体、结构与机能的对立统一关系,掌握人体结构和功能的基础知识,掌握人体解剖生理学的基本实验操作技术,以此提高学生的实验能力、分析能力、创新能力和科学素养。
二、实验目的要求
人体解剖生理学实验包涵解剖学、生理学和实验操作技术等三个部分内容。
解剖学实验的教学是使学生通过人体尸体标本、各器官系统标本和模型以及人体或哺乳动物的组织切片的观察,掌握人体解剖学的基本概念、基础理论、基本知识;生理学实验的教学是通过采用临床常用的检验技术和检测方法对人体常用的生理数据测量和人体在不同环境下的生理机能的改变,采用常用的生理学实验技术对实验动物进行急性或亚急性实验,观察记录动物体或某一器官生理机能改变,使学生了解生理学知识获取得方法,验证和巩固生理学的基本知识和基本理论。
通过人体解剖生理学实验使学生掌握切片标本的制备技术、人体或动物标本的制作技术、动物麻醉技术、哺乳动物手术操作技术、动物离体器官标本制作与灌流技术、人体及动物无创的实验技术和常用的生理学实验仪器的操作使用方法。
在实验过程中培养学生对科学工作的严肃态度、严格的要求、严密的工作方法和实事求是的工作作风。
通过实验还要求学生逐步培养客观地对事物进行观察、比较、分析、综合的能力和独立思考并解决实际问题的能力。
通过设计性实验的开设,提高学生创新能力,为后续课程和学生科研打下坚实的基础,也为今后中学生物学教学提供必备的知识。
实验中,设置了若干开放性实验,这些实验是作为培养学生自主学习的能力,和开展创新性、研究性实验而设置的,并不要求所有的学生都要完成这些实验,学生可以有选择地进行这些开放性的实验,完成学生感兴趣的课题。
培养学生具有一定的自主进行探索性实验和科研的设计能力,掌握开展相关科学研究的基本素质。
三、实验考核
本实验课程考核进行综合考查,即:
实验成绩=平时实验成绩(60%)+实验考试成绩(40%)
平时实验成绩=预习(10%)+实验操作(50%)+实验报告(40%)。
平时成绩由教师对学生的参与实验的态度、操作规范程度、实验效果和成功率、实验报告、设计性实验和课外实验的完成情况等因素的综合评价组成。
实验考试成绩分为基本理论和实际操作两部分,基本理论采用笔试,实验操作一般都要求独立操作,独立完成,解剖学部分考各器官系统的标本、模型辨认和组织结构(组织切片标本)的辨认;生理学部分考所开出的必做和选做实验的基本操作技术,内容主要涉及到:
动物麻醉术,毁脑术,注射或抽血术,插管术,神经血管肌肉分离术,神经肌肉标本制作术,生理实验常用仪器(记纹鼓、二道生理记录仪、生理信号采集系统、电刺激器等)的操作使用。
实验编号
实验项目名称
实验性质
学时
实验要求
备注
人体解剖生理学必修实验项目(33学时)
1
人体运动系统的观察
基本实验
3
必修
2
循环系统与免疫系统的观察
基本实验
3
必修
3
内脏器官大体解剖结构的观察
基本实验
3
必修
4
内脏器管和内分泌腺的组织结构观察
基本实验
3
必修
5
神经系统解剖
基本实验
3
必修
6
感官解剖与生理
基本实验
3
必修
7
蛙类的神经肌肉标本制备与骨骼肌收缩
基本实验
3
必修
8
不同因素对人血细胞数量和Hb含量的影响
设计性实验
3
必修
开放实验
9
人心音听诊、动脉血压测量、心电图描记和肺活量的测定
基本实验
3
必修
10
蛙类心脏起搏点分析、心搏曲线观察及心室肌期前收缩与代偿间歇
基本实验
3
必修
11
家兔离体小肠平滑肌生理特性
基本实验
3
必修
人体解剖生理学限选实验项目(12学时)
1
影响神经冲动传导的因素观察
设计性实验
6
限选
开放实验
2
家兔大脑皮层运动区刺激效应与去大脑僵直
综合性实验
3
限选
3
蛙心心电图及蛙心动作电位的测定
综合性实验
3
限选
4
蛙类离体心脏灌流及药物影响
设计性实验
6
限选
开放实验
5
家兔动脉血压的神经、体液调节
综合性实验
3
限选
6
家兔呼吸运动的调节
综合性实验
3
限选
7
影响尿生成因素的观察
综合性实验
3
限选
8
激素对动物的生长和体色影响
设计性实验
6
限选
开放实验
人体解剖生理学任选实验
1
脑和脊髓厚切片的染色
综合性实验
6
任选
自愿课外
2
HRP束路技术
综合性实验
6
任选
自愿课外
3
药物对离体豚鼠心脏功能的影响
综合性实验
6
任选
自愿课外
4
药物对家兔动脉血压、呼吸运动和尿的生成影响
综合性实验
6
任选
自愿课外
5
实验性高血压动物模型的建立与评价
综合性实验
6
任选
自愿课外
6
豚鼠耳蜗微音器电位与听神经动作电位观察
综合性实验
6
任选
自愿课外
7
农药对动物的毒害观察
综合性实验
6
任选
自愿课外
8
水肿发生因素的分析
综合性实验
6
任选
自愿课外
9
寄生虫寄生对动物机体损伤观察
综合性实验
6
任选
自愿课外
人体解剖生理学实验课绪论
一、人体生理实验课的重要性、目的和特点
人体解剖生理学的知识来自对生命现象的客观观察和科学实验。
人体解剖生理学实验课程不仅能强化理论课的教学,还具有独自的教育作用。
培养学生实际操作能力和实验报告写作能力,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的科学思维方法,养成实事求是、严谨求证的工作态度和规范操作、分工协作的工作作风,以及爱科学、爱公物的素养。
通过本课程学习,学生应获得以下知识和能力:
1.通过人体标本和模型的观察,了解人体的组成和器官的形态结构及其机能;
2.掌握基本生理指标测量方法;掌握生理实验技能和生理手术基本操作技能;
3.了解电生理基本操作技能;
4.能独立分析实验结果、写出规范的实验报告;
5.知道生理实验设计的一般原则和方法,并作初步尝试。
实验课成绩评定强调全面性与全程性,包括每次实验操作和报告撰写、自行设计实验和期末考核。
实验课成绩单独计算。
二、生理学实验的特点
所谓生理学实验,就是人为地创造一定条件,以利于对平时不能从外表观察到的隐蔽或细微的生理活动能被观察,或某种生理过程能被认识。
生理学实验的基本模式:
刺激stimulation→反应reaction→记录recording。
例如:
刺激神经→肌肉收缩→记录收缩曲线
生理学实验的特点:
1.影响因素较多
2.实验结果的多样性,可能与理论结果不符
3.实验结果必须有参照(control)
三、生理学实验课的要求
一堂完整的实验课包括实验前、实验和实验后三个环节。
实验前:
应有目的地做好充分准备,仔细阅读和研究实验指导,了解实验原理和基本操作方法,复习有关解剖、生理知识,预期实验中可能出现的结果和问题。
这是避免被动盲目操作、提高实验课质量的重要前提。
实验时:
1.必须遵守实验室规则,入室前穿好实验服,室内保持安静,不随意走动,不做与实验无关的事。
2.节约实验用品,实验动物只能由教师统一发给。
3.实验器材每次专人负责,领取清点,归还复核,损坏登记,丢失赔偿。
4.已调试好的仪器不要任意调动,实验器具不得与其他组调换,如需要可向准备教师要求添加或更换。
5.实验时要注意动脑思考,实验中自行更改或设计项目应征求同伴和教师意见。
6.组内分工合作,认真有条理地操作,耐心细致地观察,及时准确地记录,原始记录交教师签字认可后方能结束实验。
7.实验完成较早,通过教师允许可以利用动物预习下次操作、补做上次内容或自行练习等,此时仍要注意规范操作和动物人道主义。
特别强调要珍惜实验条件和机会,保证实验课质量;绝对不许用动物和手术器械开玩笑。
有兴趣的同学可以申请参加实验准备和预备实验。
实验后:
1.各组清理好自己的场地、物品,归还实验用品,废弃物(纱布、棉签等)绝对不能丢进水池。
2.动物尸体放指定位置,集中归还动物房处理。
3.值日同学清理好公共用品和场地,打扫卫生(水池、实验台、室内外地面),报教师同意后方可离开。
4.每人转录、整理原始记录,及对写好实验报告上交。
四、人体解剖生理学实验报告的写作
(一)解剖学实验报告的写作
1.实验名称
2.实验目的
3.思考题
(二)生理学实验报告的写作
写实验报告是对所做实验的再理解再创造的工作,是检查学生知识掌握和衡量能力的重要尺度之一,是今后撰写科学论文的初始演练。
使用统一印制的实验报告册。
填全各栏目,卷面整洁、图表准确、字迹端正、简明精练,按时上交。
实验报告大体上有两种格式:
一种是一般实验报告式,另一种是仿学术论文式,其对应关系如下表。
一般认为操作类宜选用前者,而侧重结果的实验后者更适用。
表1实验报告的基本格式
一般实验报告式
仿学术论文式
题目(内容)
题目
目的原理
引言(导言)
实验对象与用品
材料与方法
方法步骤
结果与分析
结果与分析
讨论
讨论与结论(语)
(结论或结语)
注意事项原始记录
附录(含原始记录,公式
实验分工体会与建议
推导,参考文献,致谢等)
实验报告写作说明:
1.实验方法应根据教师的具体要求写。
一般情况下或重复使用的方法,可作简要说明。
2.实验结果实验结果是实验报告的重要部分,应将实验过程中所观察或记录到的生理效应忠实地、正确地记述和说明。
结果部分常需用实验记录,这就需要将实验记录进行合理地加工与剪贴,并加图号、图注及必要的文字说明。
不得将原始记录原封不动地附在报告上。
凡属定量的测量资料,均应以正确的单位和数值严格地写在报告上。
为了便于说明和比较,有些实验结果可以列表或绘图表示。
3.讨论与结论
讨论是根据所学的理论知识,对实验结果进行科学地分析和解释,并判断实验结果是否是预期的。
如果出现非预期的结果,应分析其可能的原因。
讨论是实验报告的核心部分,可以帮助学生提高独立思考和分析问题的能力。
不应盲目抄袭书本,应提倡学生根据自己的实验结果提出创造性的见解和认识,但必须是严肃认真、有科学依据的。
结论是从实验结果和讨论中归纳出一般的概括性的判断,也就是这一实验所验证的基本概念、原则或理论的简明总结。
结论的书写应该是简明扼要的。
注意事项:
写报告应以事实为根据,尽量用自己的话表述,忌抄书,不许修改、编造实验结果(如果与理论结果有较大偏差,在结果栏另外写上理论结果)。
“讨论”是一篇报告的核心,应紧扣结果联系相关理论进行,忌就事论事或离题万里;结果也不可轻易推断或引申,可在实验小组内讨论,必要时也可以参考其他组数据(需注明),但报告必须按要求独立完成,禁止互相抄袭。
五、微机化实验教学系统使用指南
随着计算机技术的发展,计算机辅助教学(CAI)在高等医学教育领域的应用日渐广泛,尤其给传统的实验教学带来了巨大的变革,CAI在生理学实验教学方面已经普遍采用。
目前基于生理学实验教学的CAI系统较多,如D-951SuperLab(南京)、RM6240(成都)、PowerLab(澳大利亚)和Pclab-UE(北京)等,其原理和使用方面大同小异,下面就我们使用的CAI系统作一简介。
1.系统原理及构成
微机化生理实验教学系统由微机、采样及程控专用接口、程控生物电放大器、换能器接口、程控刺激器、专用软件和打印机等组成。
通过记录电极或换能器引导出的生物电信号,经放大后通过A/D转换送入微机处理。
同时微机还可通过专用接口控制放大器的参数和状态。
放大器的输出信号可供其它仪器使用;同时计算机采样系统也可与普通放大器或记录仪连接。
2.D-951SuperLab系统(熟悉)
2.1硬件系统
硬件系统包括输入面板和放大卡(集成有放大、A/D以及通讯模块)和换能器、导线等辅助设备。
注:
1、2通道输入电信号,3、4通道输入换能信号。
2.2软件操作指南
本系统提供中文下拉菜单、“热键”及鼠标几种操作方式,供使用者选择。
快捷操作:
Step1开机自动进入D-95SuperLab实验系统,选择“生理”。
Step2选择实验模块,按空格键或点击
开始采样,采样过程中点击
作相应的标记,按空格键或点击
停止采样,及时点击
存盘。
Step3结果处理,点击
选取所要的结果,点击
打印,选择“2正常”模式打印。
界面介绍
以下是记录仪(二道)方式的主控界面。
上半部分左侧为Windows式功能按钮,由左至右其功能分别为开关(退出)、读盘、存盘、打印、测量、帮助、标记、项目和剪贴。
用鼠标即可直接选中(按左键)某一功能,按照提示进行后续操作即可完成某项特定的功能。
(在记录状态下上述功能按钮除标记和项目外均处于休眠状态)。
上半部分右侧为程控刺激器,在记录状态时可给出刺激信号,用鼠标操作相应的推钮即可改变刺激的频率和幅度,频率最低时为单刺激。
推钮上下的三角形可精细调节推钮的位置,在调节的同时系统显示刺激参数。
下方的开停按钮可控制刺激器的开与停。
下半为记录“走纸”控制,为仿录像机结构。
记录、
停止、
图形左右移动,
移动至一段的头端或尾端(50页为一段)。
、
按钮可调节“走纸”速度(即采样速度SR),
“压缩”即波形的横向(X轴方向)压缩,在需要采样快而走纸慢的场合使用。
其上的窗口显示采样周期(SR)和压缩比。
在采样期间记录数据以临时文件自动存盘,无需使用者作另外的操作,临时文件在下次记录时,自动覆盖。
功能按钮上的“存盘”功能是指将编辑好的部分数据起名存盘,作永久保留。
存盘文件名前加A:
即可将数据保存到软盘。
下图是程控放大器控制界面。
右半用于控制放大器参数,包括增益(gain)、滤波(filter)和时间常数(timeconstant)。
左边的两个推钮用于调节显示基线和显示幅度。
需要说明的是,显示基线和显示幅度的改变不影响内部记录数据和测量结果,因此可以任意调节。
点击推钮上下的三角形可精细调节推钮的位置
下图是压力放大器控制界面。
面板上的旋钮和按钮用以调节:
压力放大器的增益
,完成定标
和调零
。
当曲线的显示位置不合适时,用鼠标点一下“自动基线”按钮,曲线即自动回到合适位置.本操作只对显示基线起作用,并不影响内部记录数据,也不影响测量结果。
因此可以任意调节。
左图是张力放大器控制界面,基本操作与压力放大器相同,直流补偿推钮用以调节换能器的直流偏移。
系统同时提供下拉菜单操作方式,其功能与图标方式一致。
功能操作
本系统提供了三种兼容的操作方式,即下拉菜单,快捷键和图标按钮。
使用者可根据自己的习惯及熟练程度任意选择。
作者推荐图标按钮操作方式。
读盘:
将以前存盘的数据装入计算机。
输入文件名,回车即可完成。
文件名中可使用“*”代表不确定的部分。
存盘:
将当前数据存入磁盘。
输入文件名,回车即可。
存盘文件名前加A:
即可将数据保存到软盘。
在示波器模式存盘时,需输入存盘页数。
打印:
打印当前画面。
有正常大小和缩小两种方式。
也可“打印”为图形(BMP)文件,以便剪贴到WORD,Powerpoint上。
测量:
建立测量光标,显示测量结果。
显示结果为光标与图形交叉点的数据,一条光标时,显示压力或电压的绝对值;两条光标时,显示两交叉点之间的差值和该区域的其他数值(如差分、积分、均值、计数等)。
光标可被鼠标拖动,也可用“-”和“=”键移动。
用鼠标右键或“ESC”键取消光标。
帮助:
显示帮助信息,用户可用书写器自由编辑该信息。
标记:
为记录曲线提供项目标记。
此项在记录和停止时均有效
首先用鼠标选择欲标记的项目,再将其标记到曲线上。
按右键可放弃标记。
擦除:
用以擦除项目标记
剪贴:
实验结束后,对记录曲线重新剪辑。
用鼠标拖动(按住左键)选择需要的部分,经重构后,重组记录曲线。
对重构结果不满意,可令其复原,重新剪辑。
剪辑可反复进行,直至满意为止。
按确定退出编辑状态。
建议不要改变曲线的前后顺序。
为了防止由于编辑时误操作所造成的数据丢失,建议编辑之前先将原始数据存盘备份。
模拟实验:
部分实验在“帮助”栏目下的“模拟显示”项可运行模拟实验程序。
选择操作项目时,鼠标应Hold(按住左键)一段时间。
做模拟实验时“-”和“=”调节显示速度。
打“空格”键或ESC退出模拟实验。
特殊操作
恢复数据:
由于意外停电、设备障碍等原因导致程序运行中断或退出记录系统时。
所记录的数据并没有丢失,依然可以恢复出来。
操作方法是:
再次进入系统后,在进行其它操作之前首先选择菜单上的恢复功能,再输入所要恢复数据的页数,即可完成。
附:
常见生物信号记录参数(参考)表
实验项目
采样周期
(ms)
压缩1:
增益
滤波
时间常数
灵敏度
备注
神经干动作电位
0.03±
\
200
10K
.001S
\
皮层诱发电位
.05-.2
\
2000
1K
0.1
\
叠加
肌电(蛙腓肠肌)
.05
\
200
10K
.001S
\
膈神经放电
2-10
2-4
4K-10K
10K
.01S
\
减压神经放电
2-5
2-4
4K-8K
10K
.01S
\
蛙心电(直接)
20±
2
200
.1K
0.1S
\
兔、鼠心电
2-10
2
1000
.1K
.1-1S
\
脑电(兔)
5-50
1
5000
.1-.01
.1-.01S
\
动脉血压,心室压
10-50
4
\
\
\
1
中心静脉压
10-50
2-4
\
\
\
2-4
呼吸(小膈肌)
10-50
1
\
\
\
.5-1
肠,血管平滑肌条
50-500
1-2
\
\
\
1-2
记滴
20-50
4
\
\
\
0.5
直方图
3.Pclab-UE生物医学信息采集系统(必须掌握)
3.1生物医学信号放大器外形
硬件放大器分前后两个面板,前面板用来做常用操作,后面板主要用来连接线路,其中前面板的各部分功能如下:
后面板的各部分功能如下:
3.2Pclab-UE应用软件窗口界面功能介绍
Pclab-UE应用软件运行时窗口如下图:
界面自上而下为:
(1)标题栏:
用于提示实验名称。
(2)菜单栏:
含有主要的下拉主菜单。
(3)工具栏:
提供了最常用的快捷工具按钮,依次为:
新建、打开、记录存盘、打印预览、复制、取消、采样、记录、刺激、面板切换、测量、锁定。
(4)实时计算工具栏:
提供了实时计算的计算结果输出。
(5)采样窗:
四个采样窗分别对应放大器的四个物理通道,用于采样时的波形显示,数据处理,标记测量等功能,是主要的显示区域。
(6)状态栏:
从左到右依次为命令提示区、状态提示区、标记或帧数提示区、采样时间、硬件状态提示区。
(7)控制面板:
位于整个界面的最右侧,是各通道的控制中心,针对当前通道进行不同的控制调节,如下图所示。
(8)计算结果显示面板;浮于整个窗口的上方,用于对选定的波形进行计算分析并显示结果,如下图所示。
3.3软件设置
第一步,执行“设置”菜单中的“采样条件”菜单项,打开采样条件设置窗口见下左图:
该窗口中有四个下拉列表框,分别用来设置采样频率、通道个数、显示方式、触发方式。
其中采样频率可以根据实验做出选择,通道个数用来确定实验中使用的通道个数,显示方式有记录仪方式和示波器方式两种,可根据实验需要选择,当使用示波器方式显示时,还可以进一步选择触发方式是自动触发还是刺激器触发,如果是刺激器触发则采样的启停由刺激按钮来控制。
第二步,为每个通道在控制面板的通道功能列表框中选择对应的功能及数据单位,同时确定要计算的内容。
如下右图:
第三步,适当调节放大倍数,时间常数,低通滤波,陷波等参数。
第四步,如果使用直流状态,即使用传感器进行实验时,要对通道进行调零,执行“设置”菜单中的“当前通道调零”菜单项进行自动调零。
第五步,对非电信号如血压等可以进行定标,执行“设置”菜单中的“当前通道定标”菜单项进行定标。
详细定标过程见后。
第六步,单击工具栏上的“采样”按钮开始采样,在采样的过程中可以实时调整放大倍数等各项指标以使波形达到最好的效果,再次单击此按钮则可停止采样。
3.4刺激器的设置与调整
为了方便电生理实验,Pclab-UE硬件部分内置了一个全程控的刺激器,该刺激器所提供的功能与性能指标完全能够满足实验的要求,且工作稳定可靠。
恒压源设计,0-100V电压选择令实验效果十分理想,为了正确使用刺激器可进行如下设置:
第一步:
打开刺激器设置面板,可以通过“设置”菜单下的“刺激器设置”菜单项来实现,也可以通过工具栏上的“切换”按钮在控制面板和刺激面板间进行切换,此时刺激面板就会替代放大器控制面板以方便您进行刺激器设置。
刺激面板如图:
第二步:
选择刺激模式为正确的选项,调整相关的波宽、幅度、周期、延时、间隔等参数到合适的数值,单击工具栏上的“刺激”按钮即可发出刺激
3.5实验结果的存盘及打印输出
为了保证实验数据的完整保存,Pclab-UE系统提供了强大的数据保存机制,并且采用了标准的文件存盘方式。
根据用户要保存的目的不同,本系统对数据的保存分两种,一种是整个实验过程中的全部数据的保存,一种是对某一段时间内较好的波形的记录保存,下面分别予以介绍。
全部数据保存是指从“新建实验”开始就对整个实验过程中产生的全部波形数据的保存,其目的是在实验结束后可再现实验过程。
这个保存是通过停止采样后“文件”菜单中的“所有实验数据保存”菜单项来实现的,用户只需要输入一个文件名即可,文件将被自动存放在本系统安装后的UserData文件夹中以便用户集中管理。
记录保存是针对实验过程中出现的稳定而清晰的波形进行保存的,它可以保存一段时间内的较好的波形,其操作方法是当出现较好的或用户认为需要记录的波形后按下工具栏上的“记录”按钮,从此刻开始的波形将会被记录起来,直到用户再次单击此按钮停止记录为止。
在采样的过程当中用户可以多次通过此按钮来记录
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- 关 键 词:
- 实验