高校人体解剖生理实验教学案例汇编

高校人体解剖生理实验教学案例汇编前言人体解剖生理学是医学及相关生命科学专业重要的基础课程，而实验教学是该课程不可或缺的组成部分。它不仅能够帮助学生直观理解抽象的理论知识，更能培养学生的动手操作能力、观察分析能力、科学思维能力和创新精神。本汇编旨在通过汇集一系列经过教学实践检验的典型实验案例，为高校人体解剖生理实验教学提供有益的参考与借鉴。这些案例涵盖了从基础验证性实验到综合性、探究性实验等不同层次，力求体现教学理念的先进性、实验内容的科学性和教学方法的实用性，以期对提升实验教学质量、激发学生学习兴趣、培养高素质创新型人才有所助益。案例一：蛙坐骨神经-腓肠肌标本的制备与兴奋传导、收缩的观察一、实验目的1.掌握蛙类动物的抓取、固定及基本手术操作技术。2.学习制备蛙坐骨神经-腓肠肌标本的方法，理解标本制备在神经肌肉生理研究中的意义。3.观察神经冲动的传导以及肌肉的兴奋收缩现象，验证阈刺激、阈上刺激、最大刺激等基本概念。4.分析肌肉收缩的形式（如单收缩、复合收缩等）及其产生机制。二、实验对象与器材1.实验对象：健康成年青蛙或蟾蜍。2.实验器材：蛙类手术器械一套（包括粗剪刀、手术剪、镊子、探针、玻璃分针、蛙钉、培养皿、锌铜弓等）、生物信号采集处理系统、张力换能器、刺激电极、铁支架、双凹夹、棉线、任氏液、培养皿、滴管等。三、实验方法与步骤1.标本制备：*毁脑脊髓：左手握住蛙，拇指按压其头部前端，右手持探针从枕骨大孔处垂直刺入，向前搅动破坏脑，再向后搅动破坏脊髓，直至蛙四肢松软，无反射活动。*剪除躯干上部及内脏：在骶髂关节水平以上约1厘米处剪断脊柱，弃去头、前肢及内脏，保留腰骶部脊柱、后肢及尾。*剥皮：沿脊柱两侧剪开皮肤，向下剥离后肢皮肤，注意避免损伤坐骨神经。将剥离干净的后肢放入盛有任氏液的培养皿中。*分离两腿：用粗剪刀沿脊柱正中线将两侧后肢分开，注意勿损伤神经。*制备坐骨神经-腓肠肌标本：取一侧后肢，找到坐骨神经，用玻璃分针仔细分离，从脊柱根部一直游离至膝关节处。在膝关节下方剪断小腿，保留腓肠肌。分离腓肠肌肌腱，用线结扎。在跟腱处剪断，游离腓肠肌至膝关节。最后，在靠近脊柱处结扎坐骨神经，并在结扎线远端剪断神经。至此，完整的坐骨神经-腓肠肌标本制备完成，置于任氏液中备用。2.实验装置连接：将制备好的标本固定在肌槽或实验台上，神经干置于刺激电极上，腓肠肌肌腱的结扎线连接至张力换能器，张力换能器输出端连接到生物信号采集处理系统。3.实验项目观察：*阈刺激、阈上刺激与最大刺激的测定：从低强度开始，逐渐增加刺激强度，记录刚能引起肌肉最小收缩的刺激强度（阈刺激），继续增加强度，观察收缩幅度变化，直至收缩幅度不再增加，此时的刺激强度为最大刺激。*单收缩曲线的观察与分析：给予单个阈上刺激，观察并记录肌肉收缩的潜伏期、收缩期和舒张期。*复合收缩与强直收缩的观察：改变刺激频率，依次给予不同频率的连续刺激，观察肌肉收缩形式的变化，从不完全强直收缩到完全强直收缩。四、预期结果与分析1.阈刺激与最大刺激：随着刺激强度的增加，肌肉收缩幅度逐渐增大，达到某一强度后，收缩幅度不再增加。2.单收缩曲线：典型的单收缩曲线包括潜伏期（刺激后至肌肉开始收缩的时间）、收缩期（肌肉长度缩短、张力增加的时期）和舒张期（肌肉恢复原状的时期）。3.收缩形式：当刺激频率较低时，肌肉出现一连串各自分离的单收缩；随着频率增加，后一次收缩落在前一次收缩的舒张期内，形成不完全强直收缩；频率进一步增加，后一次收缩落在前一次收缩的收缩期内，各次收缩完全融合，形成完全强直收缩，此时肌肉产生最大张力。五、教学反思与拓展1.教学重点与难点：本实验的重点在于标本制备的规范性和细致性，这直接影响后续实验结果的可靠性。难点在于神经的分离过程，学生容易损伤神经干。教师应强调玻璃分针的正确使用和“无损伤”操作的理念。2.学生常见问题：标本活性不足、刺激参数设置不当、肌肉固定不牢固导致记录曲线失真等。应引导学生分析失败原因，培养troubleshooting能力。3.拓展思考：*如何判断所制备的标本活性良好？*肌肉收缩的“全或无”现象在单根肌纤维和整块肌肉中表现有何不同？为什么？*强直收缩产生的机制是什么？其生理意义何在？*可以引导学生思考不同生理溶液（如改变离子浓度）或药物对神经肌肉兴奋性及收缩的影响，为后续药理学实验奠定基础。4.思政融入：通过动物实验，培养学生尊重生命、爱护实验动物的意识，强调规范操作、减少动物痛苦的重要性。同时，培养学生严谨细致的科学态度和实事求是的实验精神。案例二：家兔动脉血压的调节及其影响因素观察一、实验目的1.学习家兔的麻醉、固定、颈部手术（分离颈总动脉、迷走神经、减压神经等）的方法。2.掌握动脉血压直接测量的实验技术，并观察家兔正常动脉血压的波形和数值。3.观察神经、体液因素（如肾上腺素、乙酰胆碱）对动脉血压的影响，加深理解心血管活动的神经体液调节机制。4.分析各种影响因素引起血压变化的生理机制，培养学生综合分析问题的能力。二、实验对象与器材1.实验对象：健康家兔，雌雄不限。2.实验器材：兔固定箱、手术器械一套、生物信号采集处理系统、压力换能器、动脉插管、注射器（1ml、5ml、20ml）、输液装置、气管插管、动脉夹、止血钳、丝线、纱布、麻醉剂（如乌拉坦或戊巴比妥钠）、肝素生理盐水、肾上腺素、乙酰胆碱、生理盐水等。三、实验方法与步骤1.麻醉与固定：家兔称重后，耳缘静脉缓慢注射麻醉剂，至角膜反射消失、四肢肌肉松弛即可。将麻醉后的家兔仰卧固定于手术台上，剪去颈部手术区域的毛。2.颈部手术：*切开皮肤：在颈部正中做一长约5-7厘米的切口，分离皮下组织和肌肉，暴露气管。*分离气管：用止血钳分离气管两侧组织，穿线备用，必要时行气管插管（若实验时间较长或需保持呼吸道通畅）。*分离颈总动脉：在气管外侧找到搏动的颈总动脉，仔细分离其周围结缔组织，穿两根丝线备用。*分离神经：在颈总动脉附近分离出迷走神经（最粗，白色）、交感神经和减压神经（最细，常与交感神经伴行），分别穿线备用。3.动脉插管：*用动脉夹夹闭颈总动脉近心端，在远心端用丝线结扎。*在结扎线与动脉夹之间用眼科剪做一“V”形切口，向心方向插入充满肝素生理盐水的动脉插管，用另一根丝线结扎固定。*将动脉插管与压力换能器连接，压力换能器连接至生物信号采集处理系统，打开动脉夹，即可记录动脉血压波形。4.实验项目观察：*记录正常动脉血压曲线，观察收缩压、舒张压和脉压差。*夹闭对侧颈总动脉：用动脉夹夹闭另一侧颈总动脉15-30秒，观察血压变化。*刺激减压神经：电刺激完整的减压神经，观察血压变化；剪断减压神经，分别刺激中枢端和外周端，观察血压变化。*刺激迷走神经：电刺激完整的迷走神经，观察血压变化；剪断迷走神经，刺激其外周端，观察血压变化。*静脉注射药物：耳缘静脉注射少量肾上腺素，观察血压变化；待血压恢复后，再注射少量乙酰胆碱，观察血压变化。每次注射药物后用生理盐水冲管。四、预期结果与分析1.正常血压曲线：可见规律的脉动波形，包括上升支（收缩期）和下降支（舒张期）。2.夹闭对侧颈总动脉：血压升高。机制为颈动脉窦压力感受器传入冲动减少，减压反射减弱，交感神经兴奋，心输出量增加，外周阻力增大。3.刺激减压神经：*刺激完整减压神经或其中枢端：血压下降。因为减压神经是主动脉弓压力感受器的传入神经，刺激其向中枢传入冲动增加，减压反射增强。*刺激减压神经外周端：血压无明显变化。4.刺激迷走神经：*刺激完整迷走神经或其外周端：血压下降，心率减慢，甚至停搏。因为迷走神经兴奋释放乙酰胆碱，作用于心肌M受体，使心率减慢、传导减慢、收缩力减弱。5.注射肾上腺素：血压升高（收缩压和舒张压均升高，以收缩压升高更明显）。因为肾上腺素激动α和β受体，使心率加快、心肌收缩力增强、心输出量增加，皮肤黏膜血管收缩。6.注射乙酰胆碱：血压下降。因为乙酰胆碱激动M受体，使心率减慢、心肌收缩力减弱、血管扩张。五、教学反思与拓展1.教学重点与难点：本实验的重点是动脉插管技术和各项影响因素的观察与机制分析。难点在于颈部神经的准确辨认与分离，以及动脉插管的成功与否。教师应强调解剖结构的辨识和操作的轻柔精准。2.学生常见问题：麻醉过深或过浅、动脉插管失败（如血管破裂、插管内有气泡）、神经分离错误或损伤、实验结果不理想时无法准确分析原因等。3.拓展思考：*除了本实验涉及的因素，还有哪些神经体液因素可以调节动脉血压？*分析不同部位的交感神经或副交感神经对心血管活动影响的差异。*思考高血压或低血压状态下，机体可能存在哪些调节机制的异常。4.思政融入：培养学生无菌观念和规范操作意识，强调实验动物福利，引导学生思考生命活动调节的精密性与复杂性，激发探索生命奥秘的兴趣。案例三：人体生理指标的测定与影响因素探究（综合性设计实验）一、实验目的1.掌握人体常用生理指标（如心率、血压、肺活量、体温、皮肤感觉阈值等）的测定原理和方法。2.学习设计简单的生理学实验，探究不同生理或环境因素对人体某项生理指标的影响。3.培养学生自主选题、设计方案、实施实验、收集数据、分析结果并撰写实验报告的综合能力。4.提高学生的团队协作精神和科学探究能力。二、实验对象与器材1.实验对象：健康大学生志愿者（学生自身或同伴，需签署知情同意书）。2.实验器材：血压计（电子或水银）、听诊器、秒表、肺活量计、体温计、叩诊锤、软尺、感觉阈值测定仪（或简单的测定工具如音叉、棉签、针头等）、电脑（用于数据统计分析）、问卷（可选，用于收集相关影响因素信息）等。三、实验设计与实施（以小组为单位进行）1.选题与立题：学生小组根据所学知识和兴趣，选择一项或几项人体生理指标作为研究对象，提出想要探究的影响因素。例如：*运动对心率、血压、肺活量的影响。*不同体位（立位、坐位、卧位）对血压、心率的影响。*情绪（如紧张、放松）对心率、血压的影响。*环境温度或噪音对皮肤感觉阈值的影响。*性别、身高、体重等因素与肺活量的相关性分析。2.实验方案设计：*明确研究问题：提出具体的研究假设。*确定实验变量：明确自变量（如运动强度、体位类型）、因变量（所选生理指标）和无关变量（需尽可能控制）。*选择实验方法与器材：根据所选指标和影响因素，确定合适的测定方法和所需器材。*制定实验步骤：详细描述实验过程，包括样本量（或自身前后对照次数）、具体操作流程、数据记录方式等。强调实验的伦理性（如自愿、无害、知情同意）和安全性。*设计数据记录表：清晰、规范地记录原始数据。3.方案论证与修订：各小组汇报实验设计方案，教师和其他同学进行提问和点评，小组根据反馈完善方案。4.实验实施与数据收集：严格按照修订后的方案进行实验操作，认真记录实验数据，确保数据的真实性和准确性。小组成员分工合作，如负责操作、记录、计时、协调等。5.数据整理与分析：运用适当的统计学方法（如均数、标准差、t检验、方差分析等）对收集到的数据进行整理和分析。6.结果讨论与报告撰写：根据实验结果，结合理论知识进行讨论，解释现象，分析原因，得出结论。评估实验设计的优缺点和可能存在的误差，并提出改进建议。最后，按照科研论文的格式撰写实验报告。四、预期成果与评价1.预期成果：*每组完成一份完整的实验设计方案和实验报告。*获得关于所选生理指标在不同影响因素作用下变化的第一手数据。*加深对人体生理功能及其调节机制的理解。2.评价方式：*过程性评价：包括小组选题、方案设计的合理性与创新性、实验操作的规范性、团队协作情况等。*结果性评价：实验报告的完整性、数据的可靠性、分析讨论的深度、结论的科学性等。*答辩与交流：组织小组进行成果汇报与答辩，促进相互学习与交流。五、教学反思与拓展1.教学重点与难点：本实验的重点在于“综合性”和“设计性”，即学生自主能力的培养。难点在于如何引导学生提出有价值的研究问题、设计科学合理的实验方案，并有效控制实验误差。教师应扮演引导者和启发者的角色，而非直接的指令者。2.学生能力培养：通过该实验，学生不仅能巩固所学的理论知识和基本技能，更能在文献查阅、方案设计、动手实践、数据分析、逻辑思维、团队协作和书面表达等多方面得到锻炼。3.拓展思考：*如何将现代信息技术（如手机APP、可穿戴设备）与传统生理指标测定相结合？*如何引导学生将研究结果与健康生活方式联系起来，体现生理学知识的实用价值？*鼓励学生将简单的探究性实验进一步深化，甚至可以参与到教师的科研项目中。4.思政融入：培养学生严谨求实的科学态度、勇于探索的创新精神、高度负责的团队意识和尊重事实、客观分析的理性思维。强调科研诚信，杜绝数据造假。案例四：大鼠（或小鼠）某些器官的解剖识别与功能关联性初探一、实验目的1.学习哺乳动物（以大鼠或小鼠为例）的抓取、固定及解剖方法。2.识别大鼠（或小鼠）胸腔、腹腔主要器官的形态、位置和毗邻关系。3.结合解剖结构