基于傳統模式和虛擬實驗的藥物分析實驗教學探討*

徐紅梅，何從林，夏仕文，何項宇，魏瀟瑤

(重慶郵電大學生物信息學院，重慶　400065)

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基于傳統模式和虛擬實驗的藥物分析實驗教學探討*

徐紅梅，何從林，夏仕文，何項宇，魏瀟瑤

(重慶郵電大學生物信息學院，重慶400065)

藥物分析實驗是藥物分析課程的重要組成部分，為了提高實驗課程的教學質量，更好的培養學生的實驗技能和分析問題、解決問題的能力，培養與時俱進的科學思維方式，本文針對傳統藥物分析實驗教學中存在的問題，結合教學實踐，從改變實驗模式、引入虛擬實驗、建設開放實驗室、優化實驗內容、優化實驗報告和考核制度等方面進行探索和改革，在實際教學中取得了良好的教學效果。

藥物分析；實驗教學；虛擬實驗；教學改革

藥物分析是藥物研發和藥品質量控制的“眼睛”，是研究與發展藥品全面質量分析與控制的科學，是藥學類專業教學計劃中的一門主要課程[1]，藥物分析實驗是藥物分析理論課程的延續，是重要的組成部分。學生修完本門課程后，能在建立藥品分析方法、制定藥品質量標準以及分析方法的評價比較上具備良好的能力。隨著科技的發展，人們的教育理念和學習方式都在緊跟時代步伐進行變革。本文分析傳統藥物分析實驗課的優劣，結合現代虛擬實驗的長處，對藥物分析實驗教學改革進行了一些思考和探討。

1　傳統藥物分析實驗中存在的問題

隨著現代教育改革的前行，科學技術的迅速發展，很多高校開始面臨實驗基礎設施落后、小型且使用頻繁的實驗儀器因長久使用導致陳舊和破損、大型儀器數量不足或者根本不具備某些大型儀器等問題，導致學生能自己動手的機會少，沒有或者很少機會能夠使用到紅外光譜、氣相色譜、氣-質聯用、高效毛細管電泳、高效液相色譜、質譜，核磁共振等大型儀器。實際操作機會的減少，首先不利于培養學生的實踐和創新能力，其次也影響學生的學習積極性，不利于學生在就業中去盡快適應和繼續深造的需求。 除此之外，學生主觀原因也有待解決，如由于自身的惰性，在實驗課前缺乏預習，不求甚解的按步驟操作。由于學時的限制(一般設置32學時，有的甚至只有16學時)，導致教學內容非常有限，這對培養學生的創新能力和學習主動性與積極性的提高很不利。在實驗完成后的報告總結上，學生對于數據不能正確分析和討論，簡單憑主觀判斷擅自修改和抄襲數據現象也比較常見，這些行為都不能培養出他們實事求是和嚴謹認真的科學作風。 藥物分析實驗教學中存在的問題，受時間、空間、內容、手段等種種因素的限制，面臨著嚴峻的挑戰；結合人們的教育觀念、學習方式發生的深刻變化，有必要對實驗教學的教學內容、教學模式、教學方法進行創新和完善。

2　優化教學內容，抓基礎訓練，增加綜合設計實驗內容

藥物分析實驗教學內容，應根據專業發展現狀，精心選擇。在考慮扎實的基本操作技能訓練的基礎上，必須結合現有的實驗條件和藥學分析的發展現狀，在知識技能深度和廣度上進行適當修改。首先，對于經典的驗證性實驗內容，需與理論課銜接，對涵蓋了本學科基本原理、基本實驗操作技術的教學內容，給予保留。如保留常用的分析方法和規范化操作技術，可以訓練學生基本的技能技術和職業素養。

第二是開展綜合設計實驗，此類實驗可培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，具有更強的自主性和開放性。 通過該教學實踐，促使學生靈活運用理論課上學到的知識，體會理論與實踐相結合的可行性和重要性，從而激發學生的學習興趣和研究精神。

根據專業發展大趨勢，減少化學分析實驗，增加儀器分析實驗的比例。如實驗異煙肼片的含量測定，要求學生根據指定的藥品異煙肼去查閱文獻，對收集的資料進行閱讀消化并分類整理，在實驗小組內進行交流和討論，結合實驗室具備的條件確定分析方法，制定出實驗設計方案。學生大多給出滴定和紫外分光這兩種方案，分析這兩種方案各自的利弊，再行選擇。

3　虛擬實驗在藥物分析實驗教學中的應用及積極作用

虛擬實驗技術是在網絡技術、計算機技術、多媒體技術基礎上發展產生的一項新的實驗技術，它起源于 20 世紀末，是教育領域應用信息技術的一種創新[2]。虛擬實驗系統可以克服實驗設備陳舊老化以及設施不足等問題，每位學生都能獲得動手機會，達到擴展學生的知識體系，將理論和實踐相結合，培養學生的創新能力，也使得教學模式走向多元化，提升學生的學習興趣。虛擬實驗具備的另外一個優點是可以及時更新，新技術及應用可以很快的囊括進虛擬實驗，而現實的儀器設備等采購會受到時間和經費的限制，故虛擬實驗可以及時實現實驗及教學內容的先進化、系統化，從而可使教學質量得到大幅提高。

虛擬實驗應用于預習：學生在剛開始接觸實驗時，由于沒有經驗和操作技能，可能會因為緊張出現操作失誤、損壞實驗儀器等現象，如酸堿滴定分析，可能會忽略滴定管的潤洗、管尖排氣、讀數忘讀凹月面、滴定手法姿勢錯誤等操作細節，對測定結果帶來影響。此時可在預習階段加入虛擬實驗，讓學生在屏幕上直接觀看實驗流程和細節，并在電腦上進行模擬操作。通過此步驟，學生可以更好的掌握實驗目的、原理、操作步驟及看到直觀的結果。在模擬實驗的基礎上，學生再進行實際操作，可做到熟門熟路，對可能出現的易失誤步驟有預期，對一些實驗細節和注意事項也會特別小心，實驗操作會更順利，實驗效率和效果得到提高。利用虛擬實驗的直觀真實性能大大提升學生的預習積極性并保證實驗效果和教學目的。

虛擬實驗應用于演示：生硬的儀器構造以及商品化的儀器裝置，在真實實驗過程中，并不能讓學生直觀的觀察到實驗過程。虛擬演示實驗可以讓學生看到生動的流程動圖，變得直觀易懂。如高興液相色譜對藥物的分離分析測定實驗過程，演示實驗采用動畫，可將儀器操作步驟和樣品在儀器中的流向形象而且生動的展現出來，包括樣品的制備、手動或者自動進樣、樣品在色譜柱中如何逐漸分離、樣品的檢測和數據輸出的整個過程，均可直觀呈現，最后進行數據分析處理。

用于模擬實驗：由于一些大型貴重儀器的擁有數量少或者說不具備，會導致學生獨立完成實驗機會少，如高效液相色譜、液-質聯用、高效毛細管電泳、氣相色譜、氣-質聯用、核磁共振等類儀器，這不利于學生將理論知識運用于實踐，也在一定程度上制約了學生的創新能力發展，利用虛擬實驗，學生可以實現一人一機獨立操作，實驗效果生動逼真，在實驗過程中也可記錄數據、現象，完成報告，進行數據分析。

4　建立開放實驗室，給學生提供更多動手機會

由于藥物分析實驗課程所需使用的大型儀器設備數量的限制和實驗課時的限制，不可避免的會出現多人一組進行實驗操作，學生得不到更多動手操作的機會，因此需要建立一些開放實驗室平臺對學生開放[3]。

開放實驗室的實驗內容一般不受上課時間和培養計劃學時限制，導師根據實驗室條件和項目制定出實驗題目或一些科研探索性課題，指導學生獨立或者組建小組配合完成文獻查閱、整理、實驗方案設計、實驗操作等整個過程，并寫出詳細完整的實驗報告或小論文。鍛煉學生在此過程中運用所學知識解決實際問題的能力，為其獨立進行藥品質量檢驗分析、藥品質量標準的研究和制定打下基礎，同時也使他們熟練掌握了一些大型儀器的使用。所以開放性實驗教學一方面可以鍛煉學生將理論知識應用于實踐的能力，另一方面也可培養學生自主創新的科研意識[4]。

5　建立科學合理化考核制度

考試考核是一種有效的檢驗教學效果的手段，科學合理的考核制度不但可評價教師教學過程的優劣，更重要的是可將此作為學生學習效果好壞的依據，傳統的實驗課成績評價以實驗報告為主，課堂實驗過程觀察為輔[5]。教師對學生實驗過程的觀察帶有較強的主觀性和隨意性，這種評價方式會引導學生將更多的注意力放在完善報告上，而不是動手能力的培養和實驗過程的問題解決上。針對此不足，對實驗考核進行了改革，采取平時成績(實驗預習報告10分，實驗過程操作規范20分，實驗報告20分)與期末考試成績(50分)相結合的做法。期末考試成績由最后一次實驗決定，過程為給出待選實驗題目多項，由學生隨機抽取實驗題目，學生獨自完成實驗，教師對學生的整個實驗流程、實驗操作過程和實驗報告進行打分[6]。

6　結　語

在藥物分析實驗的教學過程中，筆者采用了本文提到的教學方法與理念，通過適當地改變實驗形式，優化教學內容，抓基礎訓練，增加綜合設計實驗內容，建立開放實驗室，建立科學合理化的考核制度，通過實踐和對比改革前后教學效果發現，學生對藥物分析實驗的主動性和積極性有很大提高，對實驗的理解更加深入，動手能力加強，發現問題和解決問題的能力也得到提高。虛擬實驗教學技術的運用，在一定程度上能不斷克服傳統教學模式更新緩慢的局限，也達到了與傳統教學模式的兼容。虛擬實驗技術作為新的教學媒體應用于實驗教學，也必將在藥物分析實驗中發揮其巨大的優勢。通過實驗教學改革，在比較輕松的教學氛圍中收到了良好的效果。

[1]劉文英. 藥物分析.7版[M].北京:人民衛生出版社,2012:9.

[2]葉步偉,馬德俊. 虛擬實驗技術及其在遠程教育當中的應用[J]. 繼續教育研究, 2011(6):79-82.

[3]康艷萍. 開放式教學法在藥物分析實驗教學中的實踐[J]. 廣東化工, 2008, 35(182): 99-100.

[4]劉月英, 王英鋒, 李中峰,等. 淺談藥物分析實驗教學的思考與探索[J]. 首都師范大學學報(自然科學版), 2011, 32(4):87-91.

[5]張蔚,孫業桓,李俊,等. 醫學院校藥學特色專業建設的思考[J]. 安徽醫藥, 2009, 13(1):114-115.

[6]王蕾,朱玲,杜斌. 基于復合型藥學人才培養的藥物分析實驗教學改革[J].藥學教育, 2014,30(5): 54-56.

Teaching Reform of Pharmaceutical Analysis Experimental Teaching Based on Traditional and Virtual Experiment*

XU Hong-mei, HE Cong-lin, XIA Shi-wen, HE Xiang-yu, WEI Xiao-yao

(College of Bio-information, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China)

Pharmaceutical Analysis experiment is an important part of pharmaceutical analysis course, for the problems existing in the experimental teaching in traditional medicine analysis, the exploration and innovation were taken from the change in the experimental model, introducing virtual experiment, experimental content optimization, optimization of experimental report and examination system and other aspects. With the improved practice, satisfied results were achieved.

Pharmaceutical Analysis; experimental teaching; irtual experiment; exploration and reform

重慶市高等教育教學改革研究項目(103134)；重慶郵電大學重點課程(2010ZDKC10)；重慶郵電大學大學生創新創業訓練計劃(2013)。

徐紅梅(1977-)，女，碩士，講師，主要從事儀器分析、藥物分析研究和教學工作。

G642.0

A

1001-9677(2016)014-0187-02