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基于科研能力和综合实践能力培养药理学实验教学改革

2024-04-18 49 上传者：管理员

摘要：随着时代的发展，社会对专业型、创新型、复合型人才的要求越来越高。高校是培养人才的基地，故而社会对高校的教育也提出了更高的要求。实验教学是我国高校教育体系中不可或缺的重要组成部分，它对提高学生的动手能力、科研创新能力、理论结合实践的综合应用能力有着直接的作用。该文针对药理学实验教学中现存的一些问题，通过优化实验内容、开放实验室、完善考核体系等措施，增强学生科研创新素质和综合实践能力，以提高教学质量和人才培养质量。

关键词：
创新能力
新兴学科
科研能力
综合实践能力
药理学实验
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2019年11月，时任教育部高等教育司司长吴岩在第十一届“中国大学教学论坛”上提出“两性一度”的“金课”标准，即高阶性、创新性、挑战度，即要求高校教育培养学生解决复杂问题的综合能力、高级思维能力、创新能力等[1]。2022年10月16日，习近平总书记在党的二十大报告中提出“加强基础学科、新兴学科、交叉学科建设，加快建设中国特色、世界一流的大学和优势学科”[2]。2023年1月31日，习近平总书记在主持二十届中共中央政治局第二次集体学习时强调“实现科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略有效联动，坚持教育发展、科技创新、人才培养一体推进，形成良性循环”[3]。由此看出，随着科技的不断发展和社会的进步，社会对科技创新型及综合型人才的要求也越来越高。

药理学是一门综合性学科，其内容涉及多门学科的基础理论和知识，比如生理学、病理学、免疫学、统计学、药物分析学、药剂学等[4]，因此药理学实验是培养学生科研能力和综合能力的一门非常重要的学科。然而传统的药理学实验内容大部分都是验证性实验，由任课教师课前讲述实验原理、实验内容和实验操作步骤，学生只需要按照教师讲解的步骤进行操作，这种方法让学生始终处于被动地位，缺乏思考，且主要的考核方式仅仅是以完成实验报告的质量来评定，这种模式并未从根本上重视学生科研创新能力及综合能力的提高[5,6]。笔者吸取近年来的教学改革经验，并结合多年的实践教学成果，根据药理学实验教学的特点，在已有实验平台基础上创新实验教学的内容和方式，使理论教学与实践教学密切联系，形成良好互补，培养学生的基本操作动手能力、科研思维能力以及综合实践能力，从而提高教学质量，保证人才培养质量。

1、优化实验内容

1.1减少验证性实验

传统的药理学实验主要以验证性实验为主，通过实验指导用书，结合理论课上学习的基本理论知识，让学生提前预习，对实验结果先有个预判，最后再通过实验课实践来验证这个结果。这种学习方式以完成任务为主要目的，缺乏创新性，不仅无法引发学生思考、激发学生兴趣，还有可能引导学生向着固定的实验结果做出判断。为了调动学生的积极性，提升学生的思维能力，同时增加实验的趣味性，笔者在实验过程中采用“双盲法”[7]，即所有的药品由实验员配制，并以阿拉伯数字编号，专任教师和学生均不知道具体的药物名称或者药物浓度，只有通过严谨的实验操作和结果分析才能确定每个编号对应的具体药物名称或浓度，最终由实验员公布每个编号代表的具体药物。比如“药物的抗凝血作用”实验中的止血敏和肝素钠，“地塞米松对蛋清诱发大鼠足趾肿的影响”实验中的地塞米松和生理盐水，“药物的利尿作用”实验中的呋塞米和生理盐水，“传出神经系统药物对血压的影响”实验中的异丙肾上腺素、去甲肾上腺素和肾上腺素，这些实验药品均可采用“双盲法”。最后学生自主比对分析实验结果，看是否与实际药物符合，如果不符合，则需要分析失败原因或者在条件允许的情况下，重复实验。采用这种方式可以有效培养学生的科学素养和科研探索精神。

1.2开设综合性实验，加强学科之间的联系，培养学生的综合能力

药理学实验是一门综合性较强的学科，它主要为药效学实验，与药学专业另外三大专业课程药物分析、药物化学和药剂学实验紧密相连，这些课程实验的研究结果均需要药效学实验结果作为支撑。因此，药理学教师会和团队其他学科教师跟进协作，保证课题的有序开展[8]。利用这一特点，可以开设一些综合性较强的实验来培养学生的综合实践能力，比如笔者开设的一项关于“亚硫酸氢钠穿心莲内酯”的综合性实验。该实验依次按照天然药物化学实验、药物化学实验、药剂学实验、药物分析实验和药理学实验的顺序开展，具体内容见表1。几门学科的融合，不仅能够让学生直观了解整个药物的大致研发过程，而且可以引导学生综合应用药学几门专业课的基础知识，使他们做到融会贯通，学以致用，这对学生科研素养和综合能力的提升非常有帮助。除此之外，笔者开设的“氯丙嗪的降温作用”“利尿药的利尿作用”“传出神经系统药物对血压的影响”“地塞米松对蛋清诱发大鼠足趾肿的影响”等实验过程复杂，涉及的学科范围也比较广泛，比如生理解剖、免疫学、统计学等，使学生将学过的知识再次进行应用，有利于提高他们的综合运用能力。

表1药物综合性设计实验之亚硫酸氢钠穿心莲内酯

1.3增设开放性实验设计课程，培养学生的科研能力

通过前面几个实验的学习，学生掌握了药理学实验相关的基本知识和基本操作，并且具备了一定的综合能力，此时再引入具有开放性的设计性实验，可以进一步培养学生的科研思维能力以及独立解决问题的能力。

开放性实验课题一般在实验开展前的2周由专业教师给出选题范围，并详细讲解自主设计实验的流程和要求[9]:(1）学生分组，一般5～6人一组，选出小组感兴趣的课题；（2）查阅文献，结合实验室现有条件，对文献进行筛选归纳，制订一份可行性实验方案，并按照实验背景、实验材料与方法、预计的实验结果和参考文献等几个部分做成PPT;(3）利用理论课的时间让每个小组在课堂上对本组的实验方案进行讲解，由全班学生共同探讨，教师也会根据大家的讨论结果给出参考意见，优化实验方案；（4）方案最终定稿，即可开展课题研究，并最终按照学术论文的格式要求，撰写实验报告。对于那些对特定的科研方向有浓厚兴趣的学生，实验课题不限于教师给的题目，他们可以依据实验室目前的经费配置及现有的仪器设备自行选题，还可以与研究生的一些课题进行结合研究。开放性实验设计课程，可以培养学生文献查阅、发现并分析解决问题、数据分析处理以及论文撰写等各方面的能力，为其今后进一步深造或从事科研相关工作打下一定的基础。

1.4融入思政教育，增强学生的科学素养

药理学实验教学较为特殊，不同于其他学科实验，药理学实验的研究对象主要是动物，尤其需要操作者的耐心和细心，因此，该课程具有更丰富的思政元素挖掘点，在实验教学中应充分发挥这一优点。笔者在实验课中会向学生强调，对动物模型要遵循3R原则，即动物的替代（Replacement）、减少（Reduction）、优化（Refinement），要求学生优化设计动物实验分组，规范实验操作，保障动物饲养环境和方式，遵守伦理的标准，表达对生命的尊重和敬畏。同时，笔者会根据实验内容不时穿插关于生命安全、勇于探索、坚持不懈、团队协作等的一系列元素[10,11]，在实验教学中做好课程思政建设，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观，培养学生良好的职业道德素质和科学素养。

2、开放实验室，为学生实验提供便利

实验室是学生的实践基地，与培养学生的科研能力和综合能力具有最直接的联系。笔者所在学校药理学实验室具有多种实验仪器，包括生物机能采集系统、多功能小鼠自主活动记录仪、足跖容积测定仪、智能热板仪等，这些仪器为学生开展实验研究提供了非常便利的硬性条件。教改之前，实验室除了教学时间段之外，其他时间是关闭的，但随着教改的进行，以及学生对新知识的渴望与日俱增，尤其是增设了自主设计性实验后，学生需要花费更多的时间在实验室进行课题研究，因此学校将药理学实验室及其实验仪器设备全面向本科学生科研小组开放，学生提出问题，设计实验，分解步骤，与教师一起优化实验方案，独立执行操作，做好观测实验记录，分析数据得出结果，总结整个实验得失，规范撰写实验报告。目前实验室的开放主要以预约为主，学生可以在实验室非上课期间，向实验室负责教师提前预约使用时间，并做好相应的使用登记工作。此种方式不仅可以培养学生的独立实验能力以及良好的科研能力，也能大大提高实验室的使用率，优化资源利用。

3、完善考核体系，调动学生的积极性

实验教学考核体系作为评价学生实验课综合表现的唯一途径，对于激发学生的学习兴趣以及提高学生对实验课的重视程度具有较好的促进作用，而且科学合理的考核标准对于提高学生的动手能力和思考能力也是有帮助的。笔者之前采用的实验考核方式主要是根据实验报告的完成度以及学期末的实验理论考试成绩，分别按照1∶1的比例来评定，这种评价方法虽然相对更早之前仅凭实验报告来判定成绩有一定改善，但还是不能够客观评价学生是否熟练掌握了基本的实验技巧。一般药理学实验课上，学生3～4人一组，可能会存在部分学生蒙混过关的情形，如果按照传统的评价方法，完全看不出其在整个实验过程中的表现。针对这一情况，本研究项目加入以下考核因素[5]:(1）加入对学生在最后开放性实验中的表现的考核，比如对实验参与度等进行考核，以此调动学生的积极性，该部分占比10%;(2）增加对学生基本实验操作技能的考核，比如在最后一次实验课程中，开展实验动物（比如大鼠、小鼠和兔子）的基本的操作，包括抓取、称重、编号、灌胃、注射、眼眶采血等实验技能考核，请学生根据实验要求独立完成实验操作，以评价其基本操作能力，该部分占比10%。最终考核方式参照表2计算。这种多元化的考核方式，不仅可以调动学生的积极性，也在无形中提高了学生的综合能力。

表2药理学实验考核体系

4、小结

药理学实验教学是药理学课程的重要组成部分，它要求学生在掌握牢固的基础理论后，再将理论知识运用到实践中。在这一过程中，要求学生能够独立操作，并发现问题和解决问题，而且该学科交叉性强，是培养学生科研能力和综合能力的重要学科[5]。本研究项目通过改进教学内容、丰富教学资源、融入思政元素、采用多元化考核方式等，激发学生的学习热情，引导学生积极有效地进行科研实践训练，从而不断增强学生的科研创新素质和综合实践能力。通过这几年的实践可以看出，经过实验教学改革的学生，在校参加各种大学生创新比赛，获奖的次数和人数越来越多，在参加考研面试和毕业应聘时，也更容易得到对方的青睐。时代的发展是永无止境的，教学工作也应当顺应社会发展的需求而处于不断探索之中，通过教改对药理学实验课程体系不断进行完善，可以提高教学质量和人才培养质量，促使学生养成良好的思维习惯，为其今后走向工作岗位、为社会发展做出贡献打下扎实的基础。

参考文献:

[1]教育部高教司司长吴岩:中国“金课”要具备高阶性､创新性与挑战度[EB/OL].(2018-11-24)[2023-04-17].

[2]高举中国特色社会主义伟大旗帜为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗——在中国共产党第二十次全国代表大会上的报告[EB/OL].(2022-10-16)[2023-04-17].

[3]习近平在中共中央政治局第二次集体学习时强调加快构建新发展格局增强发展的安全性主动权[EB/OL].(2023-02-01)[2023-04-17].

[4]朱依谆,殷明.药理学[M].北京:人民卫生出版社,2020.

[5]王淑娜,缪朝玉.以科研素养与实践能力提升为导向的药理学实验教学改革[J].科教文汇(上旬刊),2021(31):130-132.

[6]纪影实,靳英丽,张明,等.自主设计实验在药理学实验教学中的应用[J].基础医学教育,2020,22(9):658-660.

[7]郝宝,华高晶,王林.基于科研能力培养的药理学实验教学改革与实践[J].特别健康,2021(21):100.

[8]周威,梁冰,宛蕾,等.以“疾—患”为中心的药学综合设计性实验教学模式的探索[J].药学教育,2023,39(1):75-79.

[9]纪影实,靳英丽,关凤英,等.基于学生科研能力培养的药理学实验教学改革实践与思考[J].中国高等医学教育,2020(8):1-2.

[10]朱琳,仲华,阎澜.课程思政在药理学实验教学中的运用[J].海军医学杂志,2023,44(1):28-29.

[11]周金玲,李善良,夏星,等.课程思政与药理学实验教学同向同行的探索[J].科教文汇,2021(35):125-127.