基于傳統(tǒng)模式和虛擬實(shí)驗(yàn)的藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討*

徐紅梅，何從林，夏仕文，何項(xiàng)宇，魏瀟瑤

(重慶郵電大學(xué)生物信息學(xué)院，重慶　400065)

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基于傳統(tǒng)模式和虛擬實(shí)驗(yàn)的藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討*

徐紅梅，何從林，夏仕文，何項(xiàng)宇，魏瀟瑤

(重慶郵電大學(xué)生物信息學(xué)院，重慶400065)

藥物分析實(shí)驗(yàn)是藥物分析課程的重要組成部分，為了提高實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，更好的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)與時俱進(jìn)的科學(xué)思維方式，本文針對傳統(tǒng)藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從改變實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健⒁胩摂M實(shí)驗(yàn)、建設(shè)開放實(shí)驗(yàn)室、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告和考核制度等方面進(jìn)行探索和改革，在實(shí)際教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果。

藥物分析；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；虛擬實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革

藥物分析是藥物研發(fā)和藥品質(zhì)量控制的“眼睛”，是研究與發(fā)展藥品全面質(zhì)量分析與控制的科學(xué)，是藥學(xué)類專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的一門主要課程[1]，藥物分析實(shí)驗(yàn)是藥物分析理論課程的延續(xù)，是重要的組成部分。學(xué)生修完本門課程后，能在建立藥品分析方法、制定藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及分析方法的評價(jià)比較上具備良好的能力。隨著科技的發(fā)展，人們的教育理念和學(xué)習(xí)方式都在緊跟時代步伐進(jìn)行變革。本文分析傳統(tǒng)藥物分析實(shí)驗(yàn)課的優(yōu)劣，結(jié)合現(xiàn)代虛擬實(shí)驗(yàn)的長處，對藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了一些思考和探討。

1　傳統(tǒng)藥物分析實(shí)驗(yàn)中存在的問題

隨著現(xiàn)代教育改革的前行，科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，很多高校開始面臨實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施落后、小型且使用頻繁的實(shí)驗(yàn)儀器因長久使用導(dǎo)致陳舊和破損、大型儀器數(shù)量不足或者根本不具備某些大型儀器等問題，導(dǎo)致學(xué)生能自己動手的機(jī)會少，沒有或者很少機(jī)會能夠使用到紅外光譜、氣相色譜、氣-質(zhì)聯(lián)用、高效毛細(xì)管電泳、高效液相色譜、質(zhì)譜，核磁共振等大型儀器。實(shí)際操作機(jī)會的減少，首先不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，其次也影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不利于學(xué)生在就業(yè)中去盡快適應(yīng)和繼續(xù)深造的需求。 除此之外，學(xué)生主觀原因也有待解決，如由于自身的惰性，在實(shí)驗(yàn)課前缺乏預(yù)習(xí)，不求甚解的按步驟操作。由于學(xué)時的限制(一般設(shè)置32學(xué)時，有的甚至只有16學(xué)時)，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容非常有限，這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)主動性與積極性的提高很不利。在實(shí)驗(yàn)完成后的報(bào)告總結(jié)上，學(xué)生對于數(shù)據(jù)不能正確分析和討論，簡單憑主觀判斷擅自修改和抄襲數(shù)據(jù)現(xiàn)象也比較常見，這些行為都不能培養(yǎng)出他們實(shí)事求是和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)。 藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，受時間、空間、內(nèi)容、手段等種種因素的限制，面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)；結(jié)合人們的教育觀念、學(xué)習(xí)方式發(fā)生的深刻變化，有必要對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新和完善。

2　優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，抓基礎(chǔ)訓(xùn)練，增加綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，精心選擇。在考慮扎實(shí)的基本操作技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，必須結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件和藥學(xué)分析的發(fā)展現(xiàn)狀，在知識技能深度和廣度上進(jìn)行適當(dāng)修改。首先，對于經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，需與理論課銜接，對涵蓋了本學(xué)科基本原理、基本實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容，給予保留。如保留常用的分析方法和規(guī)范化操作技術(shù)，可以訓(xùn)練學(xué)生基本的技能技術(shù)和職業(yè)素養(yǎng)。

第二是開展綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，此類實(shí)驗(yàn)可培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，具有更強(qiáng)的自主性和開放性。 通過該教學(xué)實(shí)踐，促使學(xué)生靈活運(yùn)用理論課上學(xué)到的知識，體會理論與實(shí)踐相結(jié)合的可行性和重要性，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和研究精神。

根據(jù)專業(yè)發(fā)展大趨勢，減少化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)，增加儀器分析實(shí)驗(yàn)的比例。如實(shí)驗(yàn)異煙肼片的含量測定，要求學(xué)生根據(jù)指定的藥品異煙肼去查閱文獻(xiàn)，對收集的資料進(jìn)行閱讀消化并分類整理，在實(shí)驗(yàn)小組內(nèi)進(jìn)行交流和討論，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室具備的條件確定分析方法，制定出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。學(xué)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(shí)驗(yàn)在藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用及積極作用

虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展產(chǎn)生的一項(xiàng)新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，它起源于 20 世紀(jì)末，是教育領(lǐng)域應(yīng)用信息技術(shù)的一種創(chuàng)新[2]。虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以克服實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊老化以及設(shè)施不足等問題，每位學(xué)生都能獲得動手機(jī)會，達(dá)到擴(kuò)展學(xué)生的知識體系，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，也使得教學(xué)模式走向多元化，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。虛擬實(shí)驗(yàn)具備的另外一個優(yōu)點(diǎn)是可以及時更新，新技術(shù)及應(yīng)用可以很快的囊括進(jìn)虛擬實(shí)驗(yàn)，而現(xiàn)實(shí)的儀器設(shè)備等采購會受到時間和經(jīng)費(fèi)的限制，故虛擬實(shí)驗(yàn)可以及時實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)及教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)化、系統(tǒng)化，從而可使教學(xué)質(zhì)量得到大幅提高。

虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于預(yù)習(xí)：學(xué)生在剛開始接觸實(shí)驗(yàn)時，由于沒有經(jīng)驗(yàn)和操作技能，可能會因?yàn)榫o張出現(xiàn)操作失誤、損壞實(shí)驗(yàn)儀器等現(xiàn)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(shù)忘讀凹月面、滴定手法姿勢錯誤等操作細(xì)節(jié)，對測定結(jié)果帶來影響。此時可在預(yù)習(xí)階段加入虛擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在屏幕上直接觀看實(shí)驗(yàn)流程和細(xì)節(jié)，并在電腦上進(jìn)行模擬操作。通過此步驟，學(xué)生可以更好的掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、操作步驟及看到直觀的結(jié)果。在模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生再進(jìn)行實(shí)際操作，可做到熟門熟路，對可能出現(xiàn)的易失誤步驟有預(yù)期，對一些實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)也會特別小心，實(shí)驗(yàn)操作會更順利，實(shí)驗(yàn)效率和效果得到提高。利用虛擬實(shí)驗(yàn)的直觀真實(shí)性能大大提升學(xué)生的預(yù)習(xí)積極性并保證實(shí)驗(yàn)效果和教學(xué)目的。

虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于演示：生硬的儀器構(gòu)造以及商品化的儀器裝置，在真實(shí)實(shí)驗(yàn)過程中，并不能讓學(xué)生直觀的觀察到實(shí)驗(yàn)過程。虛擬演示實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)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(shí)驗(yàn)過程，演示實(shí)驗(yàn)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(xiàn)出來，包括樣品的制備、手動或者自動進(jìn)樣、樣品在色譜柱中如何逐漸分離、樣品的檢測和數(shù)據(jù)輸出的整個過程，均可直觀呈現(xiàn)，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

用于模擬實(shí)驗(yàn)：由于一些大型貴重儀器的擁有數(shù)量少或者說不具備，會導(dǎo)致學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)機(jī)會少，如高效液相色譜、液-質(zhì)聯(lián)用、高效毛細(xì)管電泳、氣相色譜、氣-質(zhì)聯(lián)用、核磁共振等類儀器，這不利于學(xué)生將理論知識運(yùn)用于實(shí)踐，也在一定程度上制約了學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展，利用虛擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)一人一機(jī)獨(dú)立操作，實(shí)驗(yàn)效果生動逼真，在實(shí)驗(yàn)過程中也可記錄數(shù)據(jù)、現(xiàn)象，完成報(bào)告，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

4　建立開放實(shí)驗(yàn)室，給學(xué)生提供更多動手機(jī)會

由于藥物分析實(shí)驗(yàn)課程所需使用的大型儀器設(shè)備數(shù)量的限制和實(shí)驗(yàn)課時的限制，不可避免的會出現(xiàn)多人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生得不到更多動手操作的機(jī)會，因此需要建立一些開放實(shí)驗(yàn)室平臺對學(xué)生開放[3]。

開放實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一般不受上課時間和培養(yǎng)計(jì)劃學(xué)時限制，導(dǎo)師根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件和項(xiàng)目制定出實(shí)驗(yàn)題目或一些科研探索性課題，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立或者組建小組配合完成文獻(xiàn)查閱、整理、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作等整個過程，并寫出詳細(xì)完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或小論文。鍛煉學(xué)生在此過程中運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，為其獨(dú)立進(jìn)行藥品質(zhì)量檢驗(yàn)分析、藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定打下基礎(chǔ)，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(shí)驗(yàn)教學(xué)一方面可以鍛煉學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)踐的能力，另一方面也可培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的科研意識[4]。

5　建立科學(xué)合理化考核制度

考試考核是一種有效的檢驗(yàn)教學(xué)效果的手段，科學(xué)合理的考核制度不但可評價(jià)教師教學(xué)過程的優(yōu)劣，更重要的是可將此作為學(xué)生學(xué)習(xí)效果好壞的依據(jù)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課成績評價(jià)以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，課堂實(shí)驗(yàn)過程觀察為輔[5]。教師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的觀察帶有較強(qiáng)的主觀性和隨意性，這種評價(jià)方式會引導(dǎo)學(xué)生將更多的注意力放在完善報(bào)告上，而不是動手能力的培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)過程的問題解決上。針對此不足，對實(shí)驗(yàn)考核進(jìn)行了改革，采取平時成績(實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告10分，實(shí)驗(yàn)過程操作規(guī)范20分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告20分)與期末考試成績(50分)相結(jié)合的做法。期末考試成績由最后一次實(shí)驗(yàn)決定，過程為給出待選實(shí)驗(yàn)題目多項(xiàng)，由學(xué)生隨機(jī)抽取實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)生獨(dú)自完成實(shí)驗(yàn)，教師對學(xué)生的整個實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)操作過程和實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行打分[6]。

6　結(jié)　語

在藥物分析實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，筆者采用了本文提到的教學(xué)方法與理念，通過適當(dāng)?shù)馗淖儗?shí)驗(yàn)形式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，抓基礎(chǔ)訓(xùn)練，增加綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，建立開放實(shí)驗(yàn)室，建立科學(xué)合理化的考核制度，通過實(shí)踐和對比改革前后教學(xué)效果發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對藥物分析實(shí)驗(yàn)的主動性和積極性有很大提高，對實(shí)驗(yàn)的理解更加深入，動手能力加強(qiáng)，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力也得到提高。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)的運(yùn)用，在一定程度上能不斷克服傳統(tǒng)教學(xué)模式更新緩慢的局限，也達(dá)到了與傳統(tǒng)教學(xué)模式的兼容。虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)作為新的教學(xué)媒體應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也必將在藥物分析實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮其巨大的優(yōu)勢。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，在比較輕松的教學(xué)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(wèi)生出版社,2012:9.

[2]葉步偉,馬德俊. 虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其在遠(yuǎn)程教育當(dāng)中的應(yīng)用[J]. 繼續(xù)教育研究, 2011(6):79-82.

[3]康艷萍. 開放式教學(xué)法在藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考與探索[J]. 首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2011, 32(4):87-91.

[5]張蔚,孫業(yè)桓,李俊,等. 醫(yī)學(xué)院校藥學(xué)特色專業(yè)建設(shè)的思考[J]. 安徽醫(yī)藥, 2009, 13(1):114-115.

[6]王蕾,朱玲,杜斌. 基于復(fù)合型藥學(xué)人才培養(yǎng)的藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].藥學(xué)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(xué)改革研究項(xiàng)目(103134)；重慶郵電大學(xué)重點(diǎn)課程(2010ZDKC10)；重慶郵電大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)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(xué)工作。

G642.0

A

1001-9677(2016)014-0187-02