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深化创新创业教育背景下药学类综合性实验的设计

2020-06-15 15:00 出处:未知 人气: 评论(0
  摘要综合性实验是打破传统的“实验依托理论课”的教学设计,独立开设涵盖药物研发多环节、包含设计性训练内容的整体实验。笔者依托本校药学实验教学示范中心,围绕核心药物,设计开展“兰索拉唑的合成、质量检验和体内分析的综合实验”。结果显示,综合性实验有利于培养学生系统的药物研发思维以及对实验技术的综合运用能力,是创新创业教育背景下提高学生药学专业技能和创新实践能力的有益尝试。
 
  关键词综合性实验;药学专业技能;实验设计
 
  药学专业技能和创新实践能力的培养是我国药学人才培养的重要目标,药学类实验课教学是培养高素质药学专门人才的必要手段[1]。国务院《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》明确指出“深化高等学校创新创业教育改革,是国家实施创新驱动发展战略、促进经济提质增效升级的迫切需要”。可见,创新创业教育是当代适应经济社会和国家发展战略的教学理念与模式[2];当前形势下,如何提高药学专业人才的综合实践能力是值得探索的课题。
 
  在此背景下,本校全面推进实验教学改革,立项了一批综合性设计性实验教学改革项目。综合性实验是指实验内容涉及专业多门课程的综合知识或与多个知识点的实验,需要运用多种不同的实验技术、包含相关课程多个方面的内容[3]。因此,笔者所在的药物分析教学课题组,联合药物化学实验教学课题组,依托本校药学实验教学示范中心[4],设计和探索了“围绕核心药物”的药学综合性实验———兰索拉唑的合成、质量检验和体内分析。目的是设计一个大型实验,连续开展药物兰索拉唑合成实验、合成的兰索拉唑的质量检验以及生物样本中兰索拉唑的测定等实验训练内容。通过该实验培养学生综合运用药物化学、药物分析及体内药物分析等多门课程的专业知识和技术,解决药物研发中的实际问题,培养综合实验技能和较全面的药物研究性思维。
 
  1药学类综合性实验教学项目实施的意义
 
  目前,本校大部分药学实验课程采用“实验依托理论课”的传统模式。其中,各门理论课独立开设,实验课同步进行,配备不同的授课教师。这种传统的药学实验课教学模式虽取得了良好的教学效果,但随着社会对药学人才专业综合技能和创新创业能力要求的提高,多门课程独立开设实验课的模式使得各门课程的知识点分散,较难体现药学学科各门课程知识体系的内在联系。因此,学生在知识点的掌握上也较为零散,难以形成完整的知识网络和研究性思维。
 
  例如,药品质量控制的重要一环是药物杂质的限度控制,而杂质的一个主要来源是药物的合成工艺。一个完善的药物杂质控制体系需要全面了解药物的合成工艺中可能产生杂质的各个环节,建立适当的分析方法对起始原料、合成中间体、可能副产物及降解产物等进行全面检测,依据产品的工艺水平有针对性的制订质量标准的质控项目。另外,药物临床使用中的体内药物浓度监测是保障用药安全有效的重要手段,但是临床药物监测技术与药物生产中的质量控制方法的选择却有着不同的特点和侧重。
 
  这些药学专业知识,尽管已经在药物化学、药物分析[5]和药物体内分析等不同的专业课程中进行了学习,但是由于不同课程知识的学习之间缺乏衔接的桥梁,使得学生对这些知识点之间的关系缺乏深刻的理解和掌握。
 
  鉴于此,在学生学习了各门专业课程理论知识的基础上,开设独立的、包含多门课程教学内容的综合实验,培养学生综合运用多学科知识解决药物研发的实际问题,是当前创新创业教育背景下,提高药学专业人才的综合实践能力的有益尝试。
 
  2精心设计,构建围绕核心药物的综合性实验方案
 
  核心药物的选择既要体现药物研发的更新换代,又要具备在学生实验室完成药物合成、质量控制、体内药物监测等实验内容的可操作性。同时,为了能够在实验中体现学生自主设计训练的特点,不宜选择在专业教材中已经详细讲述的药物品种。基于以上的原则,课题组成员进行了系统的文献调研,选取兰索拉唑这一近年来新型的质子泵抑制剂为对象,开展围绕核心药物的综合性实验设计。
 
  实验方案采用模块化设计(表1),包含了兰索拉唑的合成、质量分析和血浆药物浓度测定三个前后衔接,相互关联又各有侧重的三个模块。每个模块设计2~3个方面的实验内容。兰索拉唑的合成实验设计了投料反应、中间体检测和产品精制三个内容;兰索拉唑的质量分析则进行药物的鉴别实验、有关物质检测和含量测定的实验内容;血浆中兰索拉唑的浓度测定则采用两种血浆样本的处理方法,分别对两种方法的线性关系和回收率进行考察。每个模块的设计学时为8学时。
  这些实验内容涵盖了药物研发的主要环节与分析技术,前后衔接,连续进行。例如,模块一包括了涉及药物化学的主要知识点:缩合反应、氧化反应、冰盐浴、薄层层析反应终点的判断,萃取、电磁搅拌、浓缩、重结晶,熔点测定等内容;模块二则包含了药物分析的一般杂质检查、有关物质检查,HPLC的自身稀释对照法、外标法定量等内容;模块三则包含了体内药物分析的液液萃取、固相萃取、标准曲线制备及回收率考察等。
 
  如何在试验中既能够训练学生的综合实践技能,又能够培养独立分析问题和解决问题的能力,是笔者着重考虑的问题。笔者依据各个模块实验的内容和特点,分别采用验证性实验或设计性实验的不同方式。例如,在第二模块,兰索拉唑的质量分析实验设计上,以验证性实验为主。设计思路是教师指导学生分析兰索拉唑的合成工艺,剖析可能产生的杂质及其理化性质,参照《中国药典》兰索拉唑的质量标准,进行药物的质量检测,评价产品质量。验证性实验有助于药品检验的规范化训练。第三个模块,血浆中兰索拉唑的浓度测定则以设计性实验为主。为了帮助学生理解掌握不同的生物样品前处理方法,笔者将学生分为两个大组,分别采用液液萃取和固相萃取法展开实验。为了培养学生独立分析问题和解决问题的能力,笔者将方法建立的环节,例如标准工作曲线的设计与配制、回收率的水平设计交给学生拟订方案,鼓励各实验组拟定不同的实验方案开展实验。在实验报告与总结阶段,则引导学生通过实验结果分析评价不同方法的优劣。
 
  教学效果显示,综合性实验方案充分调动了学生的主观能动性和学习兴趣,通过综合实验技能训练,学生对药学各门课程之间的内在联系有了更加系统和深刻的理解和掌握。
 
  3完善实验教材建设,丰富实验教学手段
 
  综合性实验的教材建设是项目实施的基础与保证。笔者教学课题小组在实验方案设计的同时积极开展相关的双语实验教材建设。在项目实施的初级阶段,主要采用自编课堂讲义的形式给学生提供教学素材和相关文献;自编讲义在教学实践过程中经过不断修改与补充,以国家“十一五”规划教材《药物分析实验与指导》(双语教材)第3版修订为契机,将综合性实验方案编入修订教材。双语实验教材建设,提升了学生参与国际交流与竞争的综合能力与素质[6]。同时,笔者制作了相关的双语教学课件及视频资料辅助实验教学[7-8],活跃了实验课堂的气氛,激发学习兴趣。实验课的成绩评定增加了实验设计的考评,充分引导学生的创新思维。实验报告的撰写要求结合实验内容给出实验结果并进行分析探讨,提升学生的文献研读与及科研文章的写作水平。
 
  4展望与思考
 
  综合性实验的顺利实施需要做好以下前期工作。
 
  4.1对已有的常规实验内容重组整合,有效控制总学时数
 
  综合性实验的内容与常规实验课的内容会有交叉重叠,如果不进行实验内容的重组,会使得一部分实验内容重复开设,教学学时会大幅增加。因此,笔者在实验项目设计的初期,对已有的常规性实验内容进行了优化,与综合性实验内容重叠交叉的部分进行适当删减,使综合性实验课既保持系统性和综合性,同时还不大幅增加实验教学的总课时数。
 
  4.2新增实验内容的验证与前期的模拟教学
 
  综合性性实验的顺利实施需要对新增实验内容进行反复验证,使新增实验内容具良好的重现性和可操作性,以保证实验的成功率。教师在实验开设前期进行了多次预实验,对各种实验条件反复比较,充分了解影响实验进行的各种因素,保证在实验指导中胸有成竹。例如,进行兰索拉唑有关物质检查实验中,教师完成预试验后,专门组织几位学生进行实验前的模拟实验教学,以考察实验在具体教学过程的学时长度和可能存在的问题,以使实验方案更加贴近于实际,适用于具体的实验课堂教学。
 
  4.3学校政策支持与实验中心的协调一致是保障
 
  本校对教师参加教学改革提供了大力支持[9-10]。在教师绩效工资分配中将课程建设和教学改革工作的成果、工作量以及质量评价结果列入教师考评要求。同时加大对教师承担教学改革项目的资助力度。在项目实施过程中,实验教学示范中心的协调一致,整体规划,保证了药学综合实验的连贯性和系统性。
 
  总之,药学类实验教学改革是提高大学生创新创业能力的重要抓手,学校政策支持与实验中心的统一规划是保障,教学团队的探索与实践是推动力,上下协同一致才能有效地推动教学改革的顺利实施,促进药学专业学生创新创业整体素质的提升。
 
  参考文献
 
  [1]徐晓媛,吴晓明.中国高等药学教育模式的改革与展望[J].中国大学教学,2008,1:24-26.
 
  [2]教育部关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见.教办[2010]3号.
 
  [3]关于公布2014年综合性、设计性教学实验项目改革研究课题立项结果的通知.药大办[2014]183号.
 
  [4]林生,狄斌,尤启冬,等.国家级药学实验教学示范中心创新性实验教学平台研究[J].药学教育,2009,25(5):5-8.
 
  [5]苏梦翔,狄斌,李博,等.药物分析探究式教学法探索[J].药学教育,2014,30(3):35-38.
 
  [6]柳文媛.浅谈药物分析专业的英语教学[J],药学教育,2004,20(4):46-47.
 
  [7]宋沁馨,沈燚昀,李靖轩,等.本科创新课程《药物安全与合理用药》互动性教学设计[J].药学教育.2015,31(2):44-47.
 
  [8]柳文媛,狄斌,杭太俊,等.药物分析课程研究性教学探索[J].药学教育,2009,25(5):26-28.
 
  [9]缪明星,刘晓东,刘李,等.药物代谢动力学开放性实验教学模式的探讨[J].药学教育,2013,9(5):58-60.
 
  [10]刘李,缪明星,刘晓东,等.基于创新能力提升的药学开放性实验教学平台研究[J].药学教育,2014,30(6):62-65.
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