高等医学院校基础医学实验学教材-机能实验学基本知识

机能实验学基本知识

第一章绪言

最近20年来，医学实验研究取得了巨大的发展，尤其在分子生物学、细胞生物学等领

域，实验技术与方法的发展更为突出，解决了疾病诊治中一些长期得不到解决的疑难问题,

这对人们进•步认识和预防疾病起到积极的作用。医学上的这些成就，在一定程度上得益

于科学的新思维和新实验技术的建立。人们清醒地看到，随着科学技术的飞速发展，许多

现代科技成果己引入教学领域，走进课堂。作为培养高层次医学人才基地的高等医药院校,

理所当然地应该成为新技术、新知识传授的主要阵地。这对机能实验教学提出了新的、更

高层次的要求。在教学过程中，教师在保证学生掌握入门的经典知识与实验技术的同时，

还要使学生更能有效地学习和掌握适应时代要求的新技术、新方法，做到学以致用、学用

结合。

因此，近年来，积极探索符合21世纪时代特征的办校方向，人才培养模式，已经成为

各高等医学院校的共识和行动。在实验学教育领域中，对转变教育观念、调整专业设

置、更新教学内容、改革管理体制等问题进行了积极的探索。实验教学改革的实施

方案，正在各院校稳妥而有序地展开。在整体做法上的一个重要原则是分析现状、

改革弊端；以学生素质教育、能力培养、拓展视野为主题，提高实验教学的实际效

果。

一、目前基础医学实验学教学存在的问题

我国医学教育模式是以原苏联医学教育模式为基础的，一直延续了近半个世纪。

这种历史的、传统的医学教育模式，已明显滞后于社会对复合型人才培养的需要。

医学教育改革已出现了新的发展形势，人们针对以下两方面存在的问题，进行了探

索性改革。

(-)教学实验室建设存在的问题

按学科分设教学实验室，将其作为该学科教学内容、教学手段的补充，是历史

形成的模式。随着教学形势、任务的改变，这种模式所存在的弊端难以避免地表现

出来。

1.教学实验室模式的问题按某一学科而设立教学实验室存在的主要问题，

一是实验室结构、功能单一，开设的实验内容只限于某一学科专业的理论教学，在

实验学课程体系的训练上，易出现脱节和遗漏的现象。二是实验室之间的交流少，

纵、横向联系少，实验技术人员业务知识面窄，掌握的实验技术简单。这种教学实

验室的建设模式，既忽略了对学生实验整体技能的培养，又严重制约了各学科实验

技术队伍的整体建设，不利于对学生综合素质的训练和提高。

2.教学实验室仪器设备陈旧由于教学实验室从属于专业教研室，实验室内仪器设备

的配备标准，又以开设学科教学实验内容为主。相当多数的学科，其教学实验内容又多为

简单、验证性的实验，很少开设一些综合性、设计性实验。教员在其长期工作中，只求按

部就班地完成实验教学任务，不注意实验内容的更新和建立新的实验技术方法，久而久之

导致了教学实验室仪器设备陈旧、落后的局面。这种情况不但严重制约实验教学内容的改

革，而且在其内部发展和建设中，己形成一种相互制约的恶性循环。

3.教学实验室建设的失调与浪费随着学科越分越细，结构相似、功能雷同的教学实

验室建设越来越多，出现教学实验室建设比例失调。为完成一项内容大致相同的实验，一

种仪器要装备多个学科的教学实验室，造成学校经济负担过重。一旦学科实验教学任务结

束，实验室场地、设备长期闲置，缺乏必要的维修保养，造成教学资源的大量浪费。目前,

在教学实验室整体规划建设和实验室设备场地等管理上，存在着不利于学校全面发展的因

素。这些，最终影响了学生在实验教学过程中了解和掌握最先进的科学技术和方法。传统

的、陈旧的运作方式，一直深深地困扰着各学科实验课程改革的步伐。

（二）实验教学内容存在的问题

人们在分析教研室管辖的教学实验室存在的弊端时，习惯地概括为“小而全”。“小

而全”的教学实验室存在的问题，又与实验教学内容有何内在的联系呢?可以说，它在一定

程度上受到学科实验教学内容的制约，而最终又严重影响和制约教学实验内容的革新。

1.验证性、简单性实验内容的开设占主流长期以来，受传统观念的影响，实验课教

学内容的开设以验证本学科的理论为主。如果不这么做，就失去了做实验的意义。因此，

验证课堂理论而设计的教学实验内容，一直根深蒂固，延续到今日。对于此种情况的分析,

既不能全盘否定，也不能全盘肯定，需要做一分为二的具体分析。如形态学教学，讲到肺

组织的特点，在实验课中，学生不去看组织切片，哪能认识肺组织的正常结构与其功能特

性?不了解正常的肺组织特征，咖能理解病理学讲解肺脏疾病的内容?所以在形态学实验教

学中，一些代表性的简单、验证性实验有其存在的价值和意义。然而在机能学实验教学中，

强调开设简单、验证性实验，最大的弊端就是在教学实验室组建早期，仪器设备的建设标

准，已处于低水平、低档次的建设规模。随着科学技术的发展，必然制约了实验教学内容

的更新，也制约了一个学科的全面发展。

2.学科间实验课程的脱节各学科强调本专业知识的教育，易忽略学科间实验教学课

程内涵的衔接与联系，忽略了实验学教育中整体技能的训I练。例如在血压实验教学上，传

统医学实验学教育模式是，有若干学科针对各自的专业知识教育的特点，以三种不同的方

式，设立血压实验课目。分析这种医学教育模式，可以得出两方面的印象：一是各学科，

在有限的教学时数内，以完成本学科实验教学内容为主，介绍的实验内容仅限于验证课堂

理论知识，忽略了实验学基本技术与方法的训练与教育。在前期课程中，对手术方法学、

血管插管技术、血压描记技术、动物捕捉技术等问题不涉及；而在后期课程中，相关学科

为完成自己的实验教学内容，不得不进行必要的补充与强调。二是学生在实验学学习中，

针对血压这一知识，要在3个学期（1.5年时间）内，自我地形成个完整的印象，而各学

•2•

科之间给予的必要的、相互联系的教育并不多。这些现象均说明，实验教学中，学科间实

验课程相互衔接上存在脱节的问题。各学科重视、强调本专业知识的教育，为本专业而开

设实验教学内容。没有对实验学整体技能的训练，采取一种连续性、规范性和系统性的训

练模式。

3.实验课教学内容的重叠“小而全”的教学实验室弊端之一，是实验手段类似、实

验方法相似的重复性实验项目太多，导致实验教学内容的重叠（例如血压实验）。每年各

学科为教学实验课的开设，投人的人财物的力量较大。由于实验内容重叠，造成教学时间

与资源的浪费也大。学生在实验学的实践中，实际学习到的实验学理论与技术并不多，极

大地影响了学生综合能力与素质的培养。

这些现象说明，按传统教育模式，组建的分割式、壁垒式的教学实验室，不利于提高

学生动手能力，不利于学科间的相互渗透与交叉，不利于实验教学内容的更新，不利于大

型仪器设备的充分开发和利用，不利于实验技术队伍的建设与发展，不利于综合性高素质

人才的培养。

二、实验教学发展的趋势

鉴于实验教学中存在的问题，积极探索实验学改革的途径，势在必行。分析这种改革

的走向，有如下特点。

（-）实验学改革的目的

提高素质，增强能力，改善知识结构，改进传授知识的方法，培养现代医学复合型人

才是教学改革的主题，实验学改革也纳入了这一主题之中。实验教学改革中，更新实验教

学观念、探索新的实验教学模式、适应国际化医学教育改革的潮流、建立新的实验教学课

程体系、更新实验教学内容、规范和加强实验教学管理等问题上，均给予了高度的重视。

其最终目的是面向21世纪高科技发展的社会，培养出一批“基础厚、口径宽、能力强”的

高素质、复合型人才。

（-）实验学改革的方式

1.组建综合性专题实验室各院校在制定实验学改革实施方案后，第一步工作就是合

理地合并教学实验室。对合并的专题实验室，按其实验学技术特点归类，集中资金，重点

建设。在组建综合性专题实验室的工作中，一般将教学实验室分为机能学、形态学、病原

生物学和分子生物学等4类综合性专题实验室.

2.实验教学内容的改革目前，一些院校对专业学科实验教学内容的整合已列为课程

体系的范围之列。比如，有院校已将机能学科教学时数减少17.8%,其中理论课时数增加

8.1%,实验课时数减少47.7%,其比例由1：0.87调整为1:0.47。形态学学科教学时数减

少7.0%,其中理论课时数增加12.5%,实验课时数减少22.9%,其比例由1:1.22调整为

1:0.84。当确定精减实验课学时数后，优化实验教学内容，删减一些简单、验证、重复性的

实验教学内容，开设综合性能较强的实验教学内容已是一些院校主要的工作。

3.实验教学师资学术队伍的建立建立跨世纪的实验学改革队伍是实验学教育改革的

关键。实验学教育改革工作是一项十分艰巨的任务，需要几代人的共同努力，没有一支各

类人员合理搭配，年龄、学历整齐的实验学学术队伍，实验学教育改革将不会有长足的进

展。许多院校从各科调入人员，来调整人员的配备，但是更应该引进实验学专门高级人才

和立足于自我培养技术骨干。只要有了一支整齐的实验学学术队伍，就能形成改革的整体

合力，实验学改革工作就能落到实处。

4.综合性实验教学内容的开设积极探索实验教学内容改革，开设综合性能强的实验

教学项目是发展的主要潮流。各院校的工作不完全一致，大致有两种改革的方式：一是从

实验学教育的角度，全面提高学生综合能力为主的改革模式，提出了以系统知识、分析问

题、综合能力为主体的科研训练模式。二是从实验学教育的手段上的改革，即有单一化、

形体化、综合化等三种方式。单一化以各学科为主，完成实验学训练；形体化以设立问题

为主，开设实验教学项目；综合化则以集中相关学科的基本实验技术与方法，进行实验教

学的综合性科目的训练。

三、实验学教学改革的任务

在实验学改革中，一些问题仍在继续探讨和研究之中。但在如下问题上，基本形成了

共识。

（-）实验学教学观念上的转变

人们已意识到，实验学教学存在着亟待解决的问题。但是如何从思想认识上，变革旧

的实验学教育模式，摆脱传统观念的束缚，仍有许多问题需要认真研究，在以下两个问题

上已逐步形成了共识。

1.实验学是一门科学，不仅仅是各有关学科的附属和辅助，就加强素质、培养能力而

言，它是一门重要的、具备独特意义的教学内容当今世界，已进入了以信息学、生物学

为特征的时代。重视教育、加强教育、变革旧的医学教育模式的呼声越来越强。不转变旧

的传统观念，医学实验学教育很难为21世纪培育出合格的高级人才。重新确立人才素质的

内涵标准、能力培养的模式，已是人们十分关注和重点研究的问题。就实验学而言，它是

一门独立性、实践性很强的科学，有自己学术领域范围和技术特点；同时它又与各学科密

切相关，它的各种方法、技术，相关学科都需要广泛应用，并在不同学科领域的实践中，

得到进一步完善和发展。不难看出，如果人们仍将实验学视为有关学科的附属与辅佐，必

然会明显地滞后于社会发展的步伐。因此实验学教育对加强医学生的素质和能力培养，在

拓宽学生的知识思维，固化综合性理论知识，提高解决问题和动手能力等方面，具有其独

特意义的教学内涵。它具有属于自身的、并且在医学教育各学科中不可代替或缺少的属性。

2.对医学教育改革而言，实验学教学改革具有举足轻重的作用，影响和牵动着当前和

以后一段时期医学教育改革的力度和进度在医学发展的实践中，医学实验学具有推动社

会医学科学的发展和提高整个民族健康素质的双重作用。在医学科学领域中，往往一种新

的实验学方法的问世，就能相应地解决一个医学研究的攻关课题，并带动相应若干学术领

域的发展。对高等医学院校的教育改革来说，实验学的改革也是处在这么一种举足轻重的

地位，而且影响和牵动当前和以后一段时间内学校整体改革的力度和进度。在实验学改革

中，既要立足于实验学教育方式和手段上的局部性改革，又要在学校整体建设中，给予充

分地考虑和设计，要避免那种为局部利益而改革的短期行为，又要从长远规划上，为彻底

改变不适应社会发展的、旧的实验学教育模式。在组织实施计划上，既要周密考虑它与重

新确立的基础医学教育课程体系的微观联系，又要长远设计它与21世纪医学教育整体规划

的宏观联系。

•4•

（二）实验学教学改革任务的确立

21世纪院校的整体建设规划，应立足于医学高素质人才的培养目标，在改革中注重素

质、培养能力、强化基础、拓宽专业、规范运作、严格管理、提高质量是实验教学改革的

一项基本原则。医学院校肩负着培养医学高级人才的重任。如何搞好医学实验学改革，直

接关系到学校的教学质量和高素质人才的培养。其在医学实验学改革中的主要工作任务有

以下方面的特点。

1.实验学改革的主要任务在实验学教学改革中，确立实验学改革任务的具体内涵是

十分重要的。其具体任务应包括如下方面。①大型仪器设备要集中，统一管理。要提高效

益、减少资源的浪费和重复的投资建设；②抓住培养学生素质教育这一重要环节，深化实

验教学内容改革。试行打破现行课程框架，以能力培养为主线，重新规划实验课的设置与

教学内容；③以现代医学技术的归类为主体，注重能力培养。在能力培养中，侧重素质、

能力和知识的传授等项改革工作的组织与实施。

2.教学实验室的整体建设与功能按实验技术归类，重新规划教学实验室的建设已是

实验学改革的首要任务。目前，已将教学实验室系统分为形态学、机能学、病原生物学和

医用化学生物化学4大模块。依据各类实验技术的特点，配备相应的仪器设备。新组建的

专题教学实验室，既要具备完成基础性实验教学内容的功能，又要完成具备各类综合性实

验教学内容的功能。

3.教材设定与实验课程体系的建立实验学内容与课程的改革中，摒弃了只着重向学

生传授知识，忽略能力、态度培养的陈旧教育观念和模式，重新构建学生质量的内涵和标

准，树立全面发展的质量观。

目前许多院校，以机能学专题实验室为试点，对机能实验学基本理论、技术、方法进

行了系统的研究。删减一些简单不必要的重复性、验证性实验内容，研究并开设综合（启

发）性实验教学和自行设计教学实验内容。初步拟订了新的实验学教学大纲和具体内容，

将从实验学的基本技术（操作、方法、仪器、观察指标）、计算机模拟实验、基础性实验、

综合性实验、设计性实验项目等5方面，以实验学研究的方式，全方位地培养学生解决问

题的思维逻辑和综合性的动手能力。拟在5年制学生的实验学教学中，分阶段试行推广。

打破现行实验教学框架，逐步实施，优化组合，形成种与现行各学科课程“分而不离、

合而不拘、方向一致、互为推动”的新的实验教学课程体系。

总之，摸索实验学课程改革思路，深化实验课程体制改革，是一项细致和政策性很强

的改革工作。既要解放思想、树立改革观念，又要做好谋划，思考细节，稳妥行事。在实

际工作中，要特别注意研究新问题，对可能出现的失误，要及时纠正。一切从实际出发，

不断摸索，及时总结，只有这样，才能使实验教学改革取得成功。

四、本教程教学内容设置

在实验学教学内容的设置上，以实验领域内的基本知识、基本技术、基本方法为依据

设置了实验教学的项目。将整个教学过程分为实验基本知识理论的教育、基本实验技能训

练、综合性能力培养等三个阶段。这三个阶段的实验教学内容既相对独立、相互分割，又

相互关联、相互渗透、相互加强、相互补充。相互独立、分开的目的是保证训练的系统、

规范；相互关联、渗透的目的是保证强化基础知识的教育。

第一阶段的理论课理论教育中，突出“机能实验学的基本概述，机能实验学目的与要

求，实验动物的基本知识，机能实验设计原理、方法，机能实验常用仪器原理和使用方法,

实验数据的观察、记录和处理，论文撰写方法”等若干重点内容的教育。其中拟采用课堂

讲授、讨论、计算机模拟和自学的方式进行教学，即提出问题、重点讲解、答疑辅导。提

出问题是要拓宽学生学术思路，重点讲解是要教会一种学习方法，答疑辅导是要解决实际

问题。

第二阶段教育中，我们突出了基本技术的训练，分为基础性实验和综合性实验。开设

了一定数量的基础性实验技术操作项目，及若干项的综合性实验科目，并结合具体的实验

学习和掌握机能实验的常用基本操作技术，了解或掌握常用仪器的使用，实验数据的获取

和处理等。这些实验教学内容均要求学生在教师的指导下，独立完成其操作过程。学生要

认真地掌握和学习基础性实验，并借此阶段的训练，将基本知识的教育逐渐过渡到综合性

训练的阶段。学生在此阶段中，通过教师讲解基本理论与方法，自己实践动手的教学方式

学习、掌握、应用机能实验学技术。

第三阶段的教育中，学生在教师的指导下要自选题目、查阅文献资料、自行设计实验

方案、通过论证答辩、进行正式实验、完成实验项目。通过基础医学机能学设计性实验教

学，使学生初步掌握医学科学实验的基本程序和方法，培养学生独立进行科学研究的能力、

思维创新能力、分析问题和解决问题的能力。激发学生的开拓创新精神，培养综合素质。

通过学习和掌握设计实验的方法，对以往学习不足的地方也起到一个再学习、再补充、再

提高的作用。

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第二章机能实验学的目的和要求

第一节机能实验学的特点

医学机能学主要包括生理学、病理生理学和药理学，是一类实验科学，其理论知识来

自实验，因此，机能学实验是研究和发展机能学的基本方法和途径。

医学机能学是医药学院校的重要基础课程，在理论和实验技能上为后续课程打下必要

的基础。为了适应现代素质教育的需要，将上述三门学科教学实验中精选的内容、实验方

法和技术重新组合，编写成机能学实验教程，用于独立开设的医学机能学实验课。

通过机能学实验课培养学生具有科学的思维方法，开拓创新的精神以及分析问题和解

决问题的能力。在实验过程中使学生初步掌握机能学实验的基本操作和技术，学会一些实

验仪器的正确使用方法，了解和获得机能学知识的科学方法，以及验证和巩固机能学的部

分基本理论。在实验工作中，培养学生对科学工作的严肃的态度、严格的要求、严密的方

法、实事求是的作风和团结协作精神。

第二节机能实验学的目的

人类要认识世界、获得知识就必须参与实践。科学实验的目的之一就是将所得到的知

识，用于准确地反映客观事实和规律。简言之，实验的目的就是进一步地认识和了解事物

的一般规律和特殊规律。为了达到上述目的，学习和掌握机能学的基本技能是十分重要的。

具有如下几方面的意义。

1.验证已知规律、探索未知规律机能实验可分为两大类：动物实验和临床观察实验。

进行临床观察实验的主要原则是不损害病人健康，不耽误病情，不额外增加病人痛苦。因

此它受到诸多因素的影响，其反映疾病的客观规律的资料较为单一又十分局限，为了进一

步揭示疾病的客观规律，必须人为地严格控制实验条件，正确选用实验学领域中多项技术,

在不同类型的动物身上准确地复制各种人类疾病的模型或某一疾病的病理过程，系统地，

全面地观察疾病的发生发展过程；再用所学习和掌握的知识，给予综合性分析与判断，总

结哪些资料（试验结果）是属于验证已知的规律，哪些资料是属于认识未知规律的一部分。

当实验资料累积一定的数量后，应用科学的思维方法和手段，对实验资料进行整理、归类、

去伪存真，得出正确的实验结论。

2.认识人体正常功能，预防人类疾病的发生和发展当人类能够全面了解和认识自身

正常功能的时候，才可以说人类自己能有效地控制预防疾病的发生，或当发生疾病时又能

驾驭疾病的演变和发展，最终达到提高人类的生存质量，健康素质的目的。然而至今，没

有一个科学家宣布，我们已经十分清楚地明白了我们自己身体内的每一部分的功能和其相

关作用。例如，对于脑中枢，我们只能说知其一不知其二。知其一，是我们已十分清楚地

知道，脑中枢是主管着人类正常思维活动，保持清醒意识，对外界事物、环境变化均能正

确地做出应激反应和进行综合性分析判断的器官之一。不知其二就是，在完成上述功能的

一瞬间内，脑组织内在的神经因子、体液因子、细胞结构有何特异性的变化？谁都能说出

一些理论知识，但是谁也说不全面，不能用这些理由解释我们已看到的、全部的客观现象。

同样，在某些疾病演变得过程中表现出来的体征，我们更无法用已知的科学理论知识加以

全面的解释。

因此，利用高科技技术，开展医学实验研究工作，积极探索人体未知的潜在功能，及

时预防人类疾病的发生发展是实验学的一项重要的任务。

3.总结切实可行的实验学技术科学工作者对技术的含义归纳为，人类在利用、控制

和改造自然过程中的一种创造性的社会活动及这种活动的产物所构成的一种规范化的系

统。当代的学者在此基础上进一步地认识到，技术的基本原理主要是建立在科学成就上的

一种应具有创造性、智力性、带动性、战略性和时效性等特征的思维与方法。技术与科学

是辨证统一的整体，科学中有技术，技术中有科学。“科学”解决的问题是“什么”和“为

什么”，而“技术”解决的问题是“做什么”“如何做”。“科学”是创造知识的研究，“技术”

是综合利用知识于需要的研究；技术是科学的延伸，而科学是技术升华的表现。可见，在

科学实验研究中，积极发现和总结切实可行的实验技术和方法，将对整个医学研究工作的

发展、人类健康水平的提高产生多么大的作用。学习掌握实验学基本技术的一个重要原则

是，熟悉基本操作程序，正确理解基本作用和合理地综合性应用。

熟悉基本操作程序：实验技术是前人在许多科学研究工作中归纳、总结出来的一项相

对成型、可行的方法体系。因此，在初学阶段，应该以掌握基本操作程序，按实验步骤逐

项地完成操作为主要目的。在实践工作中，已经掌握了该项技术、应用自如和深刻理解其

作用及意义后，再积极摸索改进的方法，使之在应用上趋于更实用、更方便、更有效。

正确理解基本作用：任何一项实验技术的建立，都有其自身的含义和多方面的用途。

如血管插管技术，其含义是人为地将一条特制的导管，借助一定的设备，准确地插入到目

标血管腔内。其用途和主要作用是什么、如何正确地应用该项技术，是学习中要认真理解

的内容。例如，在实验研究中，我们设计了一项描记血压的观察指标，为了达到观察血压

这一目的，必须应用动脉血管插管的实验技术，但是如何选择血管很重要。一般情况下，

可以选择颈动脉、股动脉，而不会选择主动脉（手术损伤大、操作复杂）。从手术难易的角

度分析，颈动脉血管教股动脉粗大、手术视野也大，操作相对简单，是首选的血管。但是

有实验经验的人，针对描记血压的目标，会首选股动脉进行血管插管，因为在颈动脉内有

一组织结构，即颈动脉窦，此组织能依据血管内血容量的多少，通过神经一体液因子，及

时调整血压的变化。仅以描记血压这一功能分析，颈动脉描记的血压具有波动大、恢复慢

的特性。而股动脉描记得血压具有稳定、平稳和波动不大的特征。学习掌握一项实验学技

术的用途和主要作用，除了及时掌握前人的经验和教训外，在实践工作中总结自己的经验

和教训也是重要的环节。

综合性应用实验技术：技术在自然社会中的作用是众所周知的。在医学教育和科学研

究领域中，我们也十分清楚地懂得，组织一项医学基础实验研究，离不开正确运用实验技

术，而且仅仅采用•种实验技术也难以达到实验的预期目的。•个学术领域中，往往一项

•8•

成功的、高质量的实验研究项目和课题研究项目，是靠多项实验技术共同协作才能完成的。

这是因为，在错综复杂的自然环境中，对事实和客观规律的认识，只借助一种实验技术进

行的实验研究而得HI印象是片面的，具有很大的偶然性。没有综合性的实验技术为主导的

科学研究，也就不可能有突破性的发现与发明。

4.培养基本的科研素质广义上讲，科学研究的基本素质包括三方面的含义，即严肃

的科学态度、严谨的科学作风、严密的科学思维。

(1)严肃的科学态度是指在进行实验设计、规划方案、分析结果等项工作的过程中，

一切思维方式均需要有科学的依据，不能以“想当然，一定是”的思维逻辑去考虑问题和

设计实验。我们常讲的一些“直觉、意念、构思”是在实践工作中对遇到的问题的思考和

分析工作的长期积累，这些思考和分析的积累，仅仅可以说明，拟解决的问题是“为什么、

会怎样、是怎样”。对于这些粗浅的感性认识，需要用综合性科学知识进行归纳、分析和判

断，直至形成实验假说、假定的轮廓。通过预实验的工作修正失误及偏差，完善实验工作

的可行性。再通过严密的实验设计，获得预期效果，或从正反方面积极验证实验假说，直

至形成和上一升为理性知识。其中对事物的分析研究，本着实事求是的态度，用辨证、客观

的方法看待一切、分析一切，就是基本的科学态度。

(2)严谨的科学作风严谨的科学作风是进行实验学研究最为基本的素质。它关系整

体实验方方面面的内容，一句话，没有严谨的科学作风，就没有好的实验工作思想、就没

有可信的实验结果，就不可能对事物有一个全面的、正确的认知态度。

(3)严密的科学思维一项完整的实验学研究项目，首先来源于对事物的深刻认识与

理解，其次要理顺凌乱的思维与思路，突出拟研究的重点内容和要解决什么问题，以及最

终要达到的目的。对于诸如此类问题的处理，均离不开严密的、科学的、辨证的思维观念。

科学思维观念的养成非一日之功，也不可能用一、两句话就能表明的。筒而言之，对进行

实验研究过程中的任何一个理论细节问题没有理解透彻，对实验工作中的任何一个环节没

有考虑清楚，或根本没有想到的话，这个实验研究就是一项没有实际意义的工作，也不可

能得到任何有益的结果。

5.提高基本动手能力善于动手是指掌握知识的能力、实验工作中整体技术的组织能

力、分析解决问题的思考能力、灵活应用知识的综合能力。这些能力的培养，需要有实际

工作的体验、经历和机会。许多科学家成功的历程均说明一个事实，善于捕捉瞬间思维，

细心观察现象，用心提出问题，是完成重大发明和创造的基本过程，而其中个人实际动手

能力则是其精髓和精华。

第三节机能实验学的要求

通过对动物本身生命现象的研究，用科学的论据推用于人类生命活动，探索人类生命

的奥秘，控制人类疾病的发生发展和自然衰老过程，延长人类群体的生存质量，这是机能

实验研究的一个基本的要求。而这一要求的具体内涵，应体现在如下几方面。

1.实验设计的科学性实验设计包括的基本内容是多方面的，设有专门章节加以介绍,

在此仅对实验设计这•单独问题的科学性着重说明。其科学性的基本要求是：实验设计要

能全面地认识和反映疾病（研究问题）的本质，为临床医疗工作提供有效的实验方法和防

治疾病的实验研究依据，增强实验资料的可比性，可复制事临床工作难以搜集到的疾病模

型和有关数据资料，同时便于实施操作和收集标本。

2.实验内涵的先进性实验的基本程序包括：立题、选用动物、确立对照、设置指标、

随机分组、观察记录、分析小结、撰写论文等项工作。在其每一步的工作中，要十分注意

其内涵的先进性。这需要瞄准医学前沿领域的新知识、新概念、新技术、新信息、新动态,

全盘思考有关问题，设计实验内涵。在考虑内涵先进性的时候，需要处理好两方面的关系，

必要的验证工作与无谓的重复工作之间的关系；创新性与可行性之间的关系。我们讲的必

要验证是为了说明实验模型的准确性，而不是对前人实验结果的再现与重复。另外，对目

前科学技术鞭长莫及的领域，不能为了创新而去凭空瞎想，这是十分重要的原则。

3.实验方法的可行性一个好的实验设计，技术方法的可行性是整个实验工作成败的

关键因素，因此有学者认为，实验技术路线是顺利完成实验各项技术指标的核心内容。我

们进行实验学研究，就是要探索未知的因素、事实和规律。因此，事先根本无法预测实验

结果和会出现什么意外。那么是不是一筹莫展、无所事事或无从下手呢？不是的！只要合

理地运用实验学整体知识，可以针对研究工作中的主要问题、研究目标、技术难点进行必

要的、初步摸索性的研究工作（即预实验）。在预实验中，验证实验路线的可行性，观察预

期实验结果出现的阳性率，寻找预定假说是否存在、是否真实。然后进一步修正实验路线,

使之趋向于更为合理、更为符合客观事实、更能准确地反应事物的真实规律。在进行若干

次修正方案后，一个切实可行的实验技术路线即可形成。

4.实验工作的可重爱性实验工作的可重复性有两方面的意义：①其它学者可以重复

做出你所报告的实验结果；②自己在不同时期内、在同一条件下，均能再现试验结果。如

果我们报告的实验数据有明显偏差时，说明自己的实验工作不完善，有待改进。此时需要

增加观察对象的数量，进行必要的重复性研究证实工作，修正误差，获取真实性的试验结

果。

另外，对实验中出现的如下问题给予高度重视：①出现了一些意想不到的意外体征；

②偶然现象多次的再现，而且有序可寻；③观察到一些新发现、现象已呈现有一定的规律;

④实验中实验数据变化较大、不稳定等情况时，均需要认真地、反复地重复有关实验工作,

力求使实验工作能反应事物的真实性和获取数据的准确性。

•10•

第三章实验动物的基本知识

实验动物(laboratoryanimal)是指为生物医学实验研究用的一组动物，而这些动物是

经过科学育种、繁殖、饲养的动物。近几十年，它已发展成为一门独立、综合性的基础科

学，即实验动物科学(laboratoryanimalsciences)°

第•节实验动物的作用与意义

从20世纪50年代起，我国高等院校陆续成立了实验动物学学科，开展了一系列相对

独立的教学工作。在机能实验学教学中，实验的主要对象就是各种动物，现将如何正确理

解实验动物的作用和选择动物等问题，简要介绍如下：

一、实验动物在医学研究中的作用

实验动物对基础医学研究的作用，归纳为三方血：它是现代科学技术的重要组成部分;

是进行生命科学研究的基础和必备的条件;是衡量一个国家或一个科研单位科学研究水平

高低的一个重要标志。

1.是现代科学技术的重要组成部分目前在生物工程、微电子技术、新材料、新能源、

新信息等领域内已出现突飞猛进的发展趋势，人类将步入生命科学的新时代。进一步了解

人类潜在功能，力求揭开生命的奥秘，掌握疾病遗传特征，预防主要疾病的发生发展已是

医学科学工作的首要任务。但是，我们十分清楚地知道，不能直接用人体进行必要的科学

研究，只能借助于实验动物来探索人类生命的起源、疾病发生发展的规律、各类疾病的防

治措施与方法。因此，实验动物是现代科学技术的重要组成部分。

2.是进行现代生物医学研究的重要条件实验研究的四大基本要素是:实验动物

(animal)、设备(equipment)、信息(information)、试剂(reagent)。由此可见,实验动物

对生物医学研究有着多么重要的地位。在医学领域内，一些科学的理论知识，来源于大量

的动物实验研究。一些新提出的假说和初始阶段的理论上的认识，需要在实验动物身上重

复论证研究。一些新药的药理学研究和治疗方法的确立，均需要在实验动物体内进行毒理

实验的研究，然后逐渐过渡到临床上的应用。因此，实验动物是医学工作者进行生命科学

研究的基础和必备的条件。

3.是衡量一个国家或一个科研单位科学研究水平高低的重要标志从20世纪80代末

开始，国内、外对医学领域的重大发现、新知识、新理论的建立等工作的论证与检测中，

一个重要的评价标准是，实验动物的标准化的认可程度。没有世界范围内地区(域)级别

的实验动物检测中心认可的动物，所采用实验动物模型或实验结果均不会被认可、承认。

因此，实验动物的重要性已被人们逐渐认识，它也是衡量一个国家或一个科研单位科学研

究水平高低的重要标志。

二、实验动物在医学研究中的意义

医学发展史已有力地证明，实验动物在医学研究中有着不可替代的作用，使生物医学

科学不断的向前发展。

1.实验动物在医学研究中有着不可替代的作用众所周知，世界卫生组织早已确认，

癌症是对人类健康危害最大的的五大疾病之-«但对癌细胞为什么会生长得如此迅速，各

类肿瘤细胞的转移途径和机制，患者体内免疫、体液因子等变化规律，尚缺乏足够的认识。

而在利用实验动物进行研究的过程中，对部分癌症（例如鼻咽癌）的病因学、发病机理、

治疗方案均有了突破性的进展。可以说，对人类现有的疾病谱（病种），均可以利用现代医

学实验技术在实验动物体内准确地复制和模拟出相应的人类疾病的动物模型。而且，利用

实验动物进行各类医学实验研究，对提高人类健康状态和生存质量有着积极的作用。据统

计，在生物医学领域中60%的医学研究课题需要借助于实验动物，许多问题的研究如果离

开了实验动物就会一事无成。因此有人认为，在对人类的各种生理现象、病理机制和疾病

预防等项研究中，实验动物是人类的“替难者

2.动物实验中的新发现是医学基础理论的基石我们查阅一下医学发展史，可以清楚

地看到，医学上的许多重大发现均与动物实验密切相关、息息相联。例如哈维（英国科学

家）在对犬、蛙、蛇、鱼等动物体内进行研究后，发现了血液循环现象，证实了血液的动

力源泉来源于心脏，血液沿动脉流向全身；再沿静脉返回心脏，既是一个环流不息的、又

是一个相对密闭的循环系统。巴甫洛夫在他一生的动物实验研究中，对人类的心脏生理学、

消化生理学、高级神经活动等重大问题上，提供了许多动物实验的数据，至今仍有不可磨

灭的贡献。他在犬、猫体内进行的神经反射弧的研究理论，已成为现代神经医学基石与依

据，指导着现代生物医学的研究工作。

第二节常用实验动物的种类与应用

了解常用的实验动物的种类与应用范围，对组织实施实验研究有着不可低估的作用。

当确立了实验研究题目及目标后，选择合适的实验动物对进行必要的研究是一项重要的工

作。现将机能学实验教学中常用的动物用途简介如下：

一"、家兔

家兔品种很多，目前我国实验用的家兔主要有以下三种。

1.中国本兔又称白家兔，毛色多为纯白，红眼睛，是我国长育的•种品种，成年兔

体重1.5〜3.5kg。

2.青紫兰兔（山羊青兔或金基拉兔）毛色银灰色，成年兔体重2.5〜3.5kg.

3.大耳白兔（日本大耳白兔）毛色纯白，红眼睛，两耳长大，血管清晰，便于静脉

注射和采血，成年兔体重4〜5kg.

家兔常用于机能学实验教学的各项实验中，如直接记录呼吸、血压、泌尿调节、减压

神经放电、膈神经放电、观察药物对心脏的影响、了解心电图的变化、中枢神经兴奋药实

验、药物对肠平滑肌的影响、药物中毒及解毒，复制许多病理过程和疾病，如水肿、炎症、

电解质紊乱、酸碱平衡紊乱、失血.、出血性休克、DIC、肺癌、动脉粥样硬化、高脂血症、

心律失常、慢性肺心病、慢性肺动脉高血压、肺水肿、肝炎、胆管炎、阻塞性黄疸、肾性

•12•

肾小球肾炎、急性肾功能衰竭。由于家兔体温变化比较敏感，也常用于研究发热、解热药

和检查致热源等。

二、小白鼠：

小白鼠能用于药物的筛选，半数致死量的测定，复制许多病理过程和疾病，如水肿、

炎症、缺氧、多种癌、肉瘤、白血病、多种传染病、慢性气管炎、心室纤颤等。

小白鼠做实验动物有以下特点：

1.小白鼠是实验室最常用的一种动物，价格低廉，便于大量繁殖，对动物实验同种、

纯种、性别和年龄的要求，比较容易满足，生活条件也容易控制。因而只要符合实验要求,

应尽量采用。它特别适用于需要大量动物的实验，容易满足统计学的要求。如药物的筛选,

半数致死量的测定和安全实验，用于药物的效价比较及抗癌药的研究等。小白鼠也适用于

避孕药的实验。

2.小白鼠对许多疾病有易感性，因而适用于研究下列疾病。如血吸虫病、疟疾、流感、

脑炎等病。小白鼠的纯种品系很多，每系有其独特性，对某些疾病易感。如C1HA系，对

癌瘤敏感，C5a系则抗癌：因此，纯系小白鼠广泛应用于各种肿瘤的研究。

3.当研究指标主要是观察组织学，特别是观察电镜下的结构时，应用小白鼠的器官较

小，可节省人力、物力。如用于研究慢性气管炎时肺的变化。

4.小白鼠具有发达的神经系统，能应用于复制神经官能症模型。

5.小白鼠对外界环境适应性较差，不耐冷热，经不起饥饱，比较娇嫩；因此，做实验

时要耐心细致，动作要轻，不然会干扰实验结果。

三、大白鼠：

大白鼠常用于复制许多病理过程和疾病，如水肿、炎症、缺氧、休克、DIC、胆固醇、

肉芽肿、心肌梗塞、肝炎、肾性高血压、各种肿瘤等。

大白鼠做实验动物有以下特点：

1.大白鼠与小白鼠相似，便于大量繁殖，对动物实验同种、纯种、性别和年龄的要

求，比较容易满足，生活条件也容易控制，适合于需要大量动物，而当小白鼠不能满足实

验要求时。如：不对称亚硝酸胺口服和胃肠道外给药，能诱发大白鼠食道癌，而在小白鼠

则很少引起食道癌；因而，在这种情况下，采用大白鼠较为适合。

2.大白鼠较小白鼠体大，对需要作较大体型的实验，用大白鼠较为合适。例如；可

用于直接记录血压，其血压反应较家兔为好。大白鼠可用于研究休克、DIC时血液循环变

化。大白鼠后肢可用作肢体血管灌流实验，其心脏可用作离体心脏实验。从大白鼠胸导管

采取淋巴能研究疾病时淋巴的变化。

3.大白鼠无胆囊，因此，常用大鼠做胆管插管，收集胆汁，进行疾病时胆汁成份及

其它研究。

4.大白鼠的垂体一肾上腺系统功能很发达，应激反应灵敏，可复制应激性胃溃疡模

型和神经内分泌实验研究。

5.大白鼠的大脑半球很发达，因此，也广泛用于神经官能症的研究。

四、豚鼠：又名荷兰猪、天竺猪、海猪。

豚鼠习性温顺，喜群居，嗅觉、听觉发达，对某些病毒反应敏锐，易引起变态反应。

适合于各种传染病、药理学、营养学实验研究，细菌、病毒诊断学研究，变态反应性疾病

和内耳疾病的实验研究。不适合于各类缺氧、观察呕吐作用的实验研究。豚鼠可复制典型

急性肺水肿的动物模型。

五、青蛙和蟾蛛

青蛙和蟾蛛是机能学实验常用的动物之一。其心脏离体后能有节奏地搏动，常用于研

究心脏的生理功能和致病因素，药物及离子对心脏的影响，蛙类的坐骨神经-腓肠肌标本，

可用于观察外周神经的生理功能，神经干动作电位，药物对外周神经、横纹肌或神经肌接

头的作用。蛙舌及肠系膜是观察炎症和微循环的良好标本，蛙的腹直肌也可以作为胆碱能

物质生物测定用。

第三节实验动物的选择原则及健康状态判断

一、实验动物的选择原则

在医学研究中首先要从研究目的和实验要求来选择实验动物，其次要考虑是否容易获

得、是否经济及容易饲养等因素。实验动物通常应该具备个体间的均一性、遗传性能的稳

定性和比较容易获得这三个基本要求。具体要求如下：

1.尽量选用功能、代谢、结构及其他方面与人类相似的实验动物医学研究的最终目

的是要解决人类疾病的预防和治疗问题。因此，应尽量选择那些在功能、代谢、结构诸方

面与人类相似的实验动物做实验，利用其与人类某些相近的特征，通过实验观察对人类疾

病的过程进行推断和探索。一般来说，动物的进化阶段愈高，功能、代谢、结构愈复杂，

也就愈接近人类。如灵长类动物是最近似人类的实验动物。

2.选用标准化的实验动物标准化实验动物指遗传背景明确、饲养环境与动物体内的

微生物得到控制、符合一定标准的实验动物。只有选用标准化实验动物，而且实验过程也

在标准环境中饲养的动物，在实验中才能排除因动物杂交、遗传上的不均质及环境条件的

变化所引起的个体反应不一致，排除因动物携带细菌、病毒、寄生虫和潜在疾病的影响，

才能便于分析实验结果，减少实验误差，提高科学性和准确性，把所获得的结果与同类研

究进行比较、交流，并得到承认。在实验研究中应避免使用随意交配繁殖的动物，根据研

究目的选择用遗传学的方法培育出来的近交系、突变系、系统杂交或封闭群动物。同时应

对实验动物进行微生物学控制，发展使用无菌动物、悉生动物或无特定病原体（SPF）动

物。

3.选用解剖、生理特点符合实验目和要求的动物进行实验这是保证实验研究成功的

关键。各种实验动物具有某些解剖、生理特点和差别，如选择得恰当，将使实验的操作难

度降低，实验容易成功。

4.选用不同种系的动物的某些特殊反应，使适合于不同研究目的的需要不同种系实

验动物对同一因素的反应虽然有相似的地方，但往往程度不一样，有些甚至还会出现特殊

反应。实验研究中常选用那些对实验因素最敏感的动物作为实验对象。

5.实验动物种属、品系的选择不同种属的实验动物，甚至同种但不同品系的动物，

对同一实验处理反应常常不同，有些可能会有很大差异，在选择实验动物时必须注意。

•14•

6.遵守动物实验的一般规则

(1)年龄、体重应根据实验目的来选择适龄动物。一般实验均用成年动物：幼龄动

物•般较成年动物敏感；老年动物的代谢活动及各种功能低下，反应迟钝，除了作老年医

学研究外，其他专业很少应用。同一实验所选动物年龄应一致，体重大致相近，一般不应

相差10%。

(2)性别不同性别动物对同一实验处理(如药物、刺激等)的感受性常有差异，在

实验研究中如无特殊要求，一般宜选用雌雄各半做实验。

(3)生理状态与健康情况动物的不同生理状态如怀孕、授乳时对外界刺激的反应常

有所改变，在一般研究中应从实验组中删除：必须选用健康动物进行实验。

(4)实验季节和昼夜过程不同季节和不同昼夜，动物机体反应性会有一定改变，在

实验动物选择中也应予以注意。

(5)实验的重复与肯定由于不同种动物有不同的功能和代谢特点，所以在肯定一个

实验结果时.，往往采用两种以上动物进行比较观察，尤其将动物实验结果推断到人的实验

时更应该慎重。例如，所选的实验动物如一种为啮齿类动物，另种应该为非啮齿类动物。

常用的序列是小鼠、大鼠、狗或猴。

二、实验动物的健康状态判断标准

实验动物对人类疾病的表达。除了动物自身的生理的特性外，还有一个重要的因素就

是动物实验前体内条件的变化，如动物是否处在饥饿、睡眠不足、发情、怀孕、患有疾病

等状态，是否有性别差别和年龄差别。另外，实验室工作环境中光线、温度、湿度等诸多

因素的变化，均会直接影响动物在接受特定病原刺激后对预期疾病表达的稳定性。要控制

这些条件变化，应做到饲养管理人员在严格控制饲养条件的前提下，对不合格动物严禁外

售使用；实验的组织者也必须对一些情况作出判断，要从实验条件、方法、试剂等诸多因

素中分析因果关系，确定方法是否得当和关键技术运用是否准确。当排除实验条件不准确、

不标准、不统一、不一致等诸多因素后，如果同一类别、同一类型的动物不能稳定地表达

出某一种疾病的特征，或出现时有时无的表达，就应该立即终止实验，重新选择合适的实

验动物。掌握判断实验动物是否处于健康状态的方法，是实验得以成功的基本保障之一。

初学者应掌握如下原则：

1.一般情况发育良好，眼睛有神。反应灵活，运动自如，食欲良好，眼球结膜无充

血，瞳孔处无分泌物，无鼻翼扇动、打喷嚏、抓耳挠腮等情况。

2.皮毛颜色动物的皮毛清洁、柔软、有光泽，无脱毛。蓬乱和真菌感染的现象。

3.腹部呼吸动物腹部呼吸均匀，腹部无膨大隆起的现象。

4.外生殖器动物外生殖器无损伤、无脓痈、无异味粘性分泌物。

5.爪趾特征动物无咬伤、无溃疡、无结痂等。

第四节常用实验动物一般生理常数

常用实验动物一般生理参数见表3-1、表3-2、表3-3、表3-4、表3-5、表3-6和表3-7。

表3T实验动物血液学主要常数

动物红细胞数/L'血红蛋白/而细就田为红细胞红细胞平均

种类（X10"）（g/L血）叽川见"仆平均体积/fL血红蛋白量/pg

猫7.51250.364817

狗6.71650.477025

豚鼠5.4340.438125

兔6.21340.396023

大鼠7.31520.456221

小鼠8.61420.455117

猴5.41300.407324

马10.11500.444415

绵羊12.01200.383210

表3-2实验动物白细胞分类正常值

细

白

多核细胞淋巴细胞单核细胞嗜酸粒细胞嗜碱粒细胞”2、

数

物

动

胞

类

种

/X1

109”109701097010,R10510"

猫526336O3OO

4.4.6000

工

狗4O35OO297

3.O.4.46O.O.00

斑4

5.7S3O638S3OO

2.So.

兔2

5.4._129S1O419O

7.0.2.

如42666O

7.0.O.O.00

腌3

52.626O269O8oOO232

o.0.0

少

猴76

少

O623工O34450

2.

马3

4.O33O638OO4235

0.6

伸65.O.5.-

工OOO

0.206.0.40O.10

表3-3实验动物动脉血压正常值

动物种类性别‘“：售"4测量时条件测量方法测量例数

-

猫133±9(sx)戊巴比妥钠麻醉颈动脉插管6

-

狗133±2.7(sx)戊巴比妥钠麻醉颈动脉插管30

豚鼠-57.2麻醉颈动脉插管8

兔雄90麻醉颈动脉插管20

大鼠雌88+10.7(sx)乙醛麻醉主动脉插管20

小鼠一99±2(sx)乙酸麻醉尾部间接测压40

猴-110±10(s)乙酸麻醉经座椅训练一13

周，主动脉插管

注：lmmHg=0.133kPa

•16•

-3-4实验动物心率正常值

动物种类性别心率（次两测量时条件测量方法测量例数

用1

.

.:雄373+7.7(sx)戊巴比妥钠麻醉心电图测量22

仅■-376±4.9(s)戊巴比妥钠麻醉心电图测量10

^3

MR^雄252+12笼中静止时心电图测量5

兔

-246戊匕比妥钠麻醉心电图测量5

狗

-121+19(s)经过训练、清醒心电图测量30

猫

-戊巴比妥钠麻醉颈动脉插管、膜检压剂

猴213±14(sx)6

雄227氯丙嗪、座椅心电图测量4

表3-5实验动物的体温正常值

动物种类