關于藥理開放性實驗教育改革的探討——以羅漢果對糖尿病的治療研究為例

許立拔　溫玉琴　丘　芬

關于藥理開放性實驗教育改革的探討——以羅漢果對糖尿病的治療研究為例

許立拔溫玉琴丘芬

（廣西中醫藥大學，廣西 南寧 530001）

傳統藥理學實驗教育模式圍繞課堂為中心，主要基于理論教育，多采用驗證方式來加強藥理學基本原理的理解，教育方式比較被動。藥理學實驗教育不僅要著眼于學生實驗技能的培養，還要注重學生獨立思考、自由探索的科學意識的培養，以及從實踐中提出問題、分析問題、解決問題的實踐能力。開放式實驗教育可以激發學生的學習興趣，培養創新能力、批判思維和團隊精神，調動學生的學習積極性，是培養學生創新思維和科學研究能力的較好途徑。本文以羅漢果對糖尿病的治療研究開展開放式實驗教學，總結了開放式實驗教學的過程和經驗，以期對藥理學實驗教學改革有所探索。

藥理學；開放性；實驗教學

引言

傳統藥理學實驗教育模式圍繞課堂為中心，以實驗教材為中心，以教師為中心，主要基于理論教育，多采用驗證方式來加強藥理學基本原理的理解，實驗內容大多純粹屬于驗證理論性，教育方式比較被動，大多數學生需要依賴教師的示教操作和詳細說明進行實驗，依次完成實驗操作過程。由于學生沒有參加實驗設計、預實驗、實驗準備等前期工作，只參加上課的實驗過程，并不了解實驗的目的和意義，不知道怎么選擇實驗、為什么選擇這個實驗，如何綜合分析實驗結果等，缺乏解決問題的積極性和能動性[1,2]。這樣的實驗教育模式不能激發學生的興趣，學生也沒有機會主動思考設計實驗，對科學研究能力的培養、創新性科研思維的啟發很少。藥理學實驗教育不僅要著眼于學生實驗技能的培養，還要注重學生獨立思考、自由探索的科學意識的培養，以及從實踐中提出問題、分析問題、解決問題的實踐能力。因此，在學習掌握了基本的實驗技能后，開展開放性實驗，為學生建立自主自由的研究探索平臺，充分激發學生對學術探索的興趣，啟發學生的科學思維，培養學生的創新思考和科學研究能力及提高學生獨立分析和解決問題的能力，為將來從事科學研究打下基礎。然而，由于開放性實驗教學的要求更高，針對如何利用現有條件開展開放性實驗課，筆者結合自己的課題研究，進行了開放性藥理實驗教學的探索。現就實施方法和體會作如下論述。

1　藥理開放性實驗教育的實施過程

筆者根據前人的研究，結合現有課題和前期的研究基礎，以及廣西中醫藥大學藥理實驗室、實驗設備的實際情況，以羅漢果中總皂苷成分的糖尿病治療機制研究為實驗研究方向，開展了藥理開放性實驗設計課。選擇本科生3名、其中大三2名、大二1名，都是藥學或中藥專業的學生，另有中藥專業的1名研究生參加，形成了一個團隊。具體實施步驟分為實驗前期準備階段、實驗設計階段、實驗實施階段、結果分析與實驗報告、論文書寫及答辯階段4個階段。開展過程是[3]：講解藥理學實驗的基本知識、實驗設計原則和注意要點→自主選題進行實驗設計→討論方案→總結方案→預實驗→實驗方案的修正調整→實驗操作→實驗數據統計，再完成實驗報告，結束整個實驗，整個過程完全按照科學研究實驗的順序進行。

1.1　實驗前期的準備階段

在開展實驗研究之前，突出說明以下幾個方面的內容：（1）實驗設計的基本原則（對照、隨機和重復原則）（2）實驗研究的基本步驟（選題、設計、實驗及處理數據）（3）常用學術論文數據庫及其相關的檢索步驟方法（4）如何設計實驗動物給藥劑量、不同動物的體型系數、不同動物的等價用量如何進行換算。（5）常用統計方法的選擇和如何運用常用統計軟件。（6）常用實驗儀器器械的使用方法、使用注意及實驗室使用規則。（7）實驗報告及科研論文書寫。筆者結合課題的方向，在羅漢果研究和糖尿病研究方面闡述了代表性的中外文獻，詳細介紹了科學研究實驗設計的基本原則，對代表性論文的科學研究設計構想進行了具體剖析，啟發了學生的科學研究思維。

1.2　實驗設計階段

學生以實驗組為單位設計實驗，讓學生充分利用網絡資源，查閱相關文獻。布置學生撰寫相關課題綜述，熟悉課題。學生小組根據課題的大方向，選擇更為細化的研究方向—羅漢果總皂苷在2型糖尿病糖脂代謝及肝腎保護機制方面的作用，進一步完成實驗設計方案。從實驗目的、動物的選擇、動物分組、實驗藥物和試劑的制備、給藥路徑、給藥時間、觀察檢查指標、統計分析方法等方面設計技術路線，論證該方案的科學性和可行性。在學生小組提出實驗設計方案后，筆者和學生展開小組討論，由小組代表陳述，用PPT報告實驗設計的立項依據、實驗目的、實驗方法、技術路線、創新和可行性分析及預期的結果。作為指導教師，筆者和小組的學生共同討論了此設計方案，并共同對該實驗設計進行完善。在這整個過程中，學生作為研究主體，筆者著重發揮啟發和引導作用，對學生的疑問進行解答，審核最終方案，把握課題研究的大方向等方面作用。

1.3　實驗操作階段

此階段學生研究小組開始實驗。這是整個開放性實驗教育過程的關鍵。在這個階段，學生必須自己完成所有的實驗程序和記錄實驗結果。小組的本科生成員必須發揮團隊精神，自行進行分工安排和分配實驗時間。開放性實驗室提供研究方案必要的實驗耗材、藥品及動物，由學生負責實驗動物飼養。開放性實驗室配備有離心機、電子天平、勻漿機、水浴鍋等基本設備，學生在正式進行實驗前經過訓練掌握基本操作技能，貴重設備或高難度的儀器，如PCR儀、流式細胞儀、酶標儀、高速冷凍離心機等，除事前訓練外，還由指導教師、實驗教師或者熟練掌握這項技術的研究生等人員帶領本科學生操作。在實驗過程中，主要由學生準備實驗試劑、調試實驗設備、預實驗，在實驗過程中根據實驗具體情況完善調整實驗方案。當實驗處于關鍵階段或遇到難點時，小組也多次討論，共同商討解決方案。在這一階段，筆者指導學生實驗操作，解答學生疑難問題，幫助學生分析實驗中發生的現象。

1.4　結果分析處理及論文撰寫階段

實驗結束后，學生通過對實驗數據進行處理和分析，對實驗進行總結。研究報告涵蓋實驗目的、原理、方法、結果、討論和結論等，其中“討論”部分是實驗研究報告的核心部分，要求學生依據實驗現象、結果以及實驗中出現的問題進行討論和分析。實驗結束后，安排了實驗項目報告答辯。代表學生對實驗項目的設計、實驗操作及結果以PPT的形式進行報告答辯，回答老師和其他學生提出的問題。筆者作為導師對學生的實驗研究進行評價，認為該課題的研究符合預期，鼓勵學生撰寫論文投稿。

2　開展開放性實驗教育獲得的成果

2.1　學生的積極性和創新思維充分發揮

開放性實驗指導教師只提出大致的實驗方向，其他實驗過程是學生自主設計決定的過程，強調學生主體的主導作用。在從實驗設計開始，到實驗準備、實驗實施以及最后實驗結果的分析總結過程中，學生始終處于主體地位，充分調動學生的學習和研究積極性，在開放式的實驗教育模式中，學生可以大量閱讀文獻，使學生能盡快進入藥理學專業科學研究領域，掌握更廣泛的專業知識，了解學科發展動態和發展前沿，增強學生的創新意識。完整的實驗研究過程培養了學生的創新能力和自主工作能力。傳統的實驗教育模式多采用驗證的實驗模式，學生往往僅通過實驗驗證唯一的答案，開放的實驗教育讓學生自發地思考研究方式，實驗過程往往并不順利，遇到實驗中出現不同的問題，學生應要用心思考，觀察實驗現象，綜合分析實驗結果，解決實驗中遇到的各種問題。學生作為研究主體，從始至終完成科學研究所獲得的成就感，可以激發學生的科研積極性。

2.2 多方面培養了學生的綜合素質

藥學類學生的實驗操作技能訓練對于進行未來的專業工作和醫藥科學研究工作是必要的。開放的實驗教育往往需要學生綜合運用多學科專業知識，使學生加深對理論知識的理解和跨學科知識的綜合運用，使學生掌握比傳統實驗教育更先進的實驗設備的操作技能，開放的實驗教育周期較長，可以參照真正的學術研究模式進行。學生用批判的思維科學地分析實驗結果，進行統計分析，進一步培養學生的科學思考、實驗設計、實驗操作和觀察、收集、處理實驗數據和論文書寫等多方面的能力，培養嚴肅認真的科學風氣，在實驗研究過程中團隊合作分工可以共同分析、處理實驗中遇到的各種問題，培養學生的團隊精神，為今后的研究打下扎實基礎。

3 開展開放性實驗時應注意的問題。

3.1 增加教育科學研究資金及人員投入

因為開展開放式實驗教育的方式和教育手段的多樣化，需要配備相應的軟硬件設備。同時，由于開放性實驗的不確定性，實驗組數、實驗動物數、實驗次數變多，實驗設備和耗材的損失肯定會增加[4]。需要投入冰箱、離心機、分光光度計等更多的小型實驗設備。各級教育科學研究管理部門需要多方面籌措經費，投入更多實驗經費。可以設置開放性實驗的特別實驗經費。開放性實驗的經費來源除了學校一般的日常實驗經費，還可鼓勵有課題經費的指導教師給予經費支持，所指導的學生的開放性實驗內容可以將教師的課題作為主要的研究方向。或者，可以與校外企業，特別是學校的各實習基地聯系，如果有合適的企業科學研究項目，可以讓學生參加課題研究，企業提供援助，在企業中進行，也可以由校內的指導教師和企業內的科學研究人員聯合指導。或鼓勵學生申報校內課題，通過本科生的科研項目申報，例如大學生創新創業項目、大學生科研項目等獲得一部分經費，或審批大學生創新創業項目和科研項目時優先對參加開放性實驗課并且已經有一定科學研究基礎的學生的科學研究設計方案給予立項。另外，開展開放式實驗教育的周期較長，需要指導教師投入更多的精力和時間，實驗室管理教師需要長時間管理實驗室，頻繁監督指導學生安全使用實驗室和實驗儀器。要加強實驗儀器的管理和維護，增加了實驗室管理教師的實驗管理的難度和工作量。因此，對教師和教輔人員的工作量應采用新的標準，以高于一般實驗課的學費標準進行評價，對實驗教師給予一定的鼓勵和激勵。

3.2 學生素質要求

開放性實驗課一般可以設置在有基礎藥理實驗課程學習經驗的大二以上的學生，學生在前期要參加基本實驗操作課和一定的驗證性實驗課，必須具備一定的實驗操作技能。參加實驗團隊的學生不應該太多，3～6人合適，不超過10人。實驗教育的效果提高與學生強化自己的主觀能動性密切相關。首先，由于是開放性實驗，難度大，要求高，學生必須掌握一定的實驗操作技能和一定的理論水平，事先甄別學生，設置一定的門檻，達到合格標準的學生可以參加開放性實驗課。參加開放性實驗課程小組成員要分工合作，共同完成整個實驗過程。開放式實驗周期較長，學生在實驗室的時間靈活，必須事先對學生進行實驗儀器的操作教學，并對實驗室的安全衛生和紀律進行教育。教育后學生進入實驗室也要進行準入評估。而且，在實驗過程中，應制定一定的獎懲措施，有學生違反了實驗室管理和安全規定必須接受懲罰，甚至停止該生參與開放性實驗項目的資格。如果有條件，可以安排少量的研究生在團隊中，協助實驗老師指導實驗，形成一定水平的科學研究小組。學生實驗小組以本科生為主體，指定其中一個有組織能力的學生為學生小組的總負責人，與實驗指導老師對接。學生必須摒棄在傳統的實驗教育中對老師的依賴性，具備較高的主觀能動性、較好的溝通能力，對實驗中出現的問題和困難，能夠及時積極地與老師交流，主動思考處理方法，不被動等待老師幫助。

3.3 提高教師自身素質

指導的實驗教師必須有很高的學術研究水平和領導能力。要把握學科發展趨勢，及時更新知識和教育觀念。大多數開放式的實驗是跨不同學科的綜合實驗，進行開放實驗教育的指導教師必須有深入的專業理論知識。而且，可以掌握高難度實驗操作技術，熟練使用各種實驗儀器，并不斷更新和擴展自己的知識面，為學生提供足夠的技術指導。有能力的專業教師，特別是各學科的帶頭專家、博導、碩導等具備高專業能力的教師，應積極開展開放性實驗教育，鼓勵設立開放性實驗的指導專家庫，鼓勵學校和企業聯合等方式開展開放性實驗教育，提高開放性實驗教育的開展水平，要對開放性實驗教育模式進行經驗總結和推廣。通過開放的實驗教育獲得的成熟科學研究成果可以和企業共同進一步開發研究。指導老師和實驗室管理人員應高度負責，不僅指導學生進行實驗，還要對學生的實驗安全負責。

3.4 實驗室和實驗設備的配置和管理維護

在開放性實驗教育的實施過程中，有可能涉及多個相關學科的實驗技術，因此，需要調整多個相關實驗室的開放，讓學生完成實驗。由于開放性實驗教育的多樣性，所需設備比傳統實驗室要多，必須根據實驗項目的需要增加儀器設備。這增加了實驗管理的困難，常會出現學生不規范操作儀器設備、實驗操作臺混亂、學生離開時不主動處理實驗廢棄物等現象[5]。除了加強實驗室規章制度的宣傳和監督，以及實驗設施使用方面的訓練，指導教師也必須負責學生實驗的安全。所有使用規程和注意事項應貼在儀器設備附近顯眼處，學生使用儀器后必須在實驗設備使用登記本上登記。貴重儀器和復雜儀器，需在學生培訓合格后，才可以獨立使用，或由帶教教師帶領學生使用，定期維護。

4 結束語

開放性藥理實驗教育以學生為主體，可以充分調動學生自主學習的積極性，激發學生的學習興趣，培養創新能力、批判思維和團隊精神，使學生真正參與學術實驗研究的全過程，提高學生的綜合素質，真正有利于培養具有革新精神和實驗技能的人才，符合現代社會大學生培養目標。筆者以自己的開放性實驗教育實踐為例，總結開展開放性實驗教育的經驗，期望在藥理實驗教育改革方面有更新的探索。

[1]何曉山，李秀芳，代蓉，等. 開展了漢方藥理學探索性實驗教育的體驗[J]. 云南中醫學院學報，2007，30(2): 60-61.

[2]于劍光，程明和，繆朝玉，等. 藥學專業藥理學實驗教學改革的探索[J]. 藥學實踐雜志，2014，32(2): 153-155.

[3]宋曉華. 藥理學實驗教育對學生素質教育的強化和革新能力的培養的體會[J]. 中國校外教育，2015(3): 85.

[4]蔣蘇貞，周玖瑤，熊天琴，等. 漸進的探索性藥理實驗教育實踐和體會[J]. 大學教育，2014(8): 88-90.

[5]陳俊，唐慧勤. 在中藥藥理學實驗教育中的設計性實驗的探索和體會[J]. 中國中醫藥現代遠程教育，2020，18(17): 18-20.

Discussion on the Reform of Open Experimental Education of Pharmacology——Taking the Treatment of Momordica Grosvenorii on Diabetes as an Example

The traditional pharmacology experiment education mode is centered around the classroom, mainly based on theoretical education, and mostly adopts the verification method to strengthen the understanding of the basic principles of pharmacology. The education method is relatively passive. Pharmacological experiment education should not only focus on the cultivation of students' experimental skills, but also pay attention to the cultivation of students' scientific consciousness of independent thinking and free exploration, as well as the practical ability to raise, analyze and solve problems from practice. Open experimental education can stimulate students' interest in learning, cultivate innovative ability, critical thinking and team spirit, and mobilize students' enthusiasm for learning. It is a better way to cultivate students' innovative thinking and scientific research ability.This paper carries out open experimental teaching based on the treatment of diabetes with Momordica grosvenorii, summarizes the process and experience of open experimental teaching, and hopes to explore the reform of pharmacological experimental teaching.

pharmacology; openness; experimental teaching

G642

A

1008-1151(2022)08-0145-03

2022-03-25

廣西中醫藥大學校級教育教學改革與研究項目（2021B012）；廣西中醫藥大學?一方制藥大學生科技創新課題（2020DXS62）。

許立拔（1981－），男，廣西中醫藥大學助理工程師，碩士，從事藥理科學研究。

丘芬（1981－），女，廣西中醫藥大學高級實驗師，碩士，從事藥理科學研究。