將科研成果引入開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與探索

曹國瓊，徐 劍，劉 耀，程 純，劉 杰，郭 玲，傅 建，張永萍

(貴州中醫(yī)藥大學(xué),貴州 貴陽 550025)

時代的發(fā)展促進(jìn)了醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展，而醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展需要大量的卓越醫(yī)藥科技人才作支撐。高校是培養(yǎng)卓越醫(yī)藥科技人才的搖籃，因此各醫(yī)藥院校分分采取相關(guān)措施，為培養(yǎng)高水平人才做了大量的探索和實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是藥學(xué)類專業(yè)學(xué)生必不可少的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生通過動手完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既可以鞏固理論知識，又可提高思考問題的積極性，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為了培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會需求的高素質(zhì)技術(shù)技能型、創(chuàng)新型藥學(xué)人才，提高學(xué)生專業(yè)技能水平，我校突破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理和運(yùn)行模式，針對藥學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，改革實(shí)踐教學(xué)方法。

開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)符合創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，是大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革重點(diǎn)[1]。開放性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的關(guān)鍵，如何做好開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，是開設(shè)課程教師的一項(xiàng)重要工作。科研工作具有一定的探索性，可提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生科研能力。如何豐富開放性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式，將科研成果轉(zhuǎn)化為開放性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)資源，本文以貴州中醫(yī)藥大學(xué)制劑實(shí)驗(yàn)室的化風(fēng)丹藥母研究成果引入開放性實(shí)驗(yàn)為例，進(jìn)行教學(xué)總結(jié)，為其他科研成果用于開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考。

1 開放性實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀與問題

開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開設(shè)可以整合多個學(xué)科相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神及勇于創(chuàng)新的意識，這對提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和科學(xué)探索精神具有十分重要的意義[2]。學(xué)生可根據(jù)自己的興趣，自由選擇合理安排課余時間。但目前關(guān)于開放性實(shí)驗(yàn)的宣傳力度不夠，學(xué)生對開放性實(shí)驗(yàn)的意義和價值不了解。目前大部分高校開展的開放性實(shí)驗(yàn)與第一課堂傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相似，內(nèi)容比較單一趣味性不足，多數(shù)是驗(yàn)證某個原理或現(xiàn)象，不能將多門專業(yè)課程聯(lián)系在一起，開放性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)多采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，由帶教老師設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生按實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需要按部就班地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，最后提交實(shí)驗(yàn)報告即可。教師和學(xué)生對開放性實(shí)驗(yàn)的重視程度不高，不能很好的發(fā)揮開放性實(shí)驗(yàn)的作用。

2 科研成果引入開放性實(shí)驗(yàn)的意義

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程帶教老師講解實(shí)驗(yàn)，學(xué)生照單抓藥式的操作，無法鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐動手能力[3]。藥學(xué)專業(yè)實(shí)踐性很強(qiáng)，將最新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與科研成果融合到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對學(xué)生的培訓(xùn)具有重要意義。科研成果引入到開放性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過參與開放性實(shí)驗(yàn)，可以對科研的基本過程和基本方法有所了解，為學(xué)生個性化培養(yǎng)提供發(fā)展空間，形成以培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、綜合分析問題能力和創(chuàng)造性思維能力為主線的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體。 開放性實(shí)驗(yàn)雖然學(xué)時數(shù)不多，但是相對比較系統(tǒng)，學(xué)生通過獨(dú)立完成一個系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，對科研有更深的了解。

3 科研成果介紹以化風(fēng)丹藥母制備為例

化風(fēng)丹是貴州省傳統(tǒng)名藥，用于風(fēng)痰閉阻，中風(fēng)偏癱，癲癇，面神經(jīng)麻痹，口眼歪斜等癥的治療[4]?；L(fēng)丹的制作分為藥母的制備和成藥的制備?；L(fēng)丹藥母由生川烏、生半夏、生天南星、白附子、郁金加入牛膽汁混勻自然發(fā)酵而成[5]。化風(fēng)丹藥母制備存在藥母發(fā)酵進(jìn)展主要靠經(jīng)驗(yàn)判斷，無量化指標(biāo)，發(fā)酵工藝無參數(shù)等問題。鑒于此，課題組從2010年對化風(fēng)丹藥母進(jìn)行系統(tǒng)的研究，包括藥母發(fā)酵工藝優(yōu)化，藥母干燥工藝優(yōu)化，藥母中毒性藥物川烏發(fā)酵減毒研究等。通過多年研究，目前已經(jīng)建立了藥母中毒性生物堿測定方法，確定了化風(fēng)丹藥母發(fā)酵工藝參數(shù)，藥母干燥工藝參數(shù)，牛膽汁對藥母發(fā)酵減毒影響，發(fā)酵過程中藥母毒性生物堿的變化情況，以及發(fā)酵過程中藥母中微生物的變化情況[6-7]?；L(fēng)丹藥母制備過程包含中藥制劑分析、中藥炮制學(xué)、中藥化學(xué)、微生物學(xué)及中藥藥劑學(xué)等多門課程的的知識，可凝練出藥母原料烏頭、半夏等藥材的質(zhì)量檢驗(yàn)，藥母發(fā)酵工藝，藥母質(zhì)量檢測等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，

通過將藥母制備設(shè)計(jì)成開放性實(shí)驗(yàn)，可以將科研成果融合進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生綜合創(chuàng)新能力。

4 實(shí)驗(yàn)實(shí)施

篩選報名的30名學(xué)生，持續(xù)開展2次開放性實(shí)驗(yàn)，分別為背景知識講解及基本實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)、藥母發(fā)酵及質(zhì)量檢測設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，每次4學(xué)時。

4.1 背景知識講解及基本實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)

針對開放性實(shí)驗(yàn)的主題講解化風(fēng)丹的背景知識，重點(diǎn)介紹化風(fēng)丹藥母炮制，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識思考化風(fēng)丹藥母炮制的目的是什么，除了采用傳統(tǒng)的發(fā)酵炮制還可以使用什么新的炮制方法，怎么判斷炮制是否可以降低藥母中毒性藥物的毒性，藥母發(fā)酵工藝如何優(yōu)化等一系列問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的思考。針對本科生可能不會使用學(xué)校資源查閱和下載文獻(xiàn)，對學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)檢索和下載的簡單培訓(xùn)，保證學(xué)生可以通過查閱文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。在數(shù)據(jù)處理方面，還會教學(xué)生一些簡單的數(shù)據(jù)處理的方法和介紹一些常用的軟件如Excel、SPSS等。

針對開放性實(shí)驗(yàn)的主題對實(shí)驗(yàn)可能會用到的儀器進(jìn)行使用培訓(xùn)，對實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行提醒。如按照2015版《中國藥典》川烏藥材項(xiàng)下含量測定方法，教學(xué)生制備對照品溶液、供試品溶液，流動相的配置及高校液相色譜儀的操作。通過對川烏藥材含量測定培訓(xùn)，讓學(xué)生掌握質(zhì)量檢測的方法。此外，對紫外分光光度計(jì)、恒溫恒濕培養(yǎng)箱、超聲波清洗儀、烘箱等可能用到的儀器進(jìn)行簡單的培訓(xùn)。由于學(xué)生來自不同的年級，專業(yè)知識掌握的情況不同。除了對儀器進(jìn)行培訓(xùn)，我們還會對一些常規(guī)的玻璃儀器，注意事項(xiàng)等進(jìn)行講解，以滿足不同年級學(xué)生的需求。

4.2 藥母發(fā)酵及質(zhì)量檢測設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能和相關(guān)知識的培訓(xùn)后，學(xué)生進(jìn)行自由分組，每組3名同學(xué)。同學(xué)們通過查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)初步的實(shí)驗(yàn)方案，各組將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案交給帶教老師。實(shí)驗(yàn)方案內(nèi)容主要包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)儀器、操作步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的過程可充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生帶著疑問和好奇心開始學(xué)習(xí)和探索，用所學(xué)的理論知識指導(dǎo)實(shí)踐。在與學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中，老師也可以從中發(fā)現(xiàn)問題，不斷整改完善實(shí)驗(yàn)方案和教學(xué)的方式方法。引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)室的硬件條件是否具備，實(shí)驗(yàn)方法是否可行，實(shí)驗(yàn)步驟是否合理等，為了保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行和得到預(yù)期結(jié)果，帶教老師根據(jù)實(shí)際情況對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修改，修改后與學(xué)生進(jìn)行交流確定最終實(shí)驗(yàn)方案。

化風(fēng)丹藥母制備首先是實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的藥材、試劑、試藥等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作。主要是將藥材粉碎，按實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的發(fā)酵工藝參數(shù)進(jìn)行發(fā)酵，于不同時間點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)室取樣，取出的樣品存放在-80 ℃冰箱中，用于后續(xù)檢測。實(shí)驗(yàn)過程中帶教老師要從旁進(jìn)行指導(dǎo)，規(guī)范學(xué)生操作，重在訓(xùn)練學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后指導(dǎo)學(xué)生對得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)和討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反映出的科學(xué)意義。最后讓學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報告，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果提出一些問題和自己的想法。帶教老師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告，總結(jié)教學(xué)過程中存在的問題和整改方法，不斷完善將科研成果轉(zhuǎn)化成教學(xué)資源的細(xì)節(jié)。

5 開展實(shí)驗(yàn)的條件

實(shí)驗(yàn)室條件：貴州中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院制劑實(shí)驗(yàn)室為“國家苗藥工程技術(shù)研究中心”、“貴州省中藥民族藥制劑重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、“國家中醫(yī)藥管理局中藥制劑實(shí)驗(yàn)室(三級)”、“貴州省中藥民族藥炮制與制劑工程技術(shù)研究中心”、“中藥(民族藥)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”等，有寬敞開放式的實(shí)驗(yàn)場所，具有藥物質(zhì)量檢測、制劑成型、質(zhì)量評價等方面的儀器設(shè)備，如高效液相色譜儀、紫外分光光度計(jì)、超聲波清洗器、恒溫恒濕培養(yǎng)箱、烘箱等。實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備為開放性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施提供了良好的保證。

6 結(jié)語

開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)改革的重要舉措，創(chuàng)新了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、手段、內(nèi)容，提升了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，充分發(fā)揮學(xué)生主體性作用在高校人才培養(yǎng)中的重要作用[8-9]。通過將科研成果引入開放性實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，提升了學(xué)生綜合能力。連續(xù)兩年的開放性實(shí)驗(yàn)的開展，我們對科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源有以下總結(jié)，與之前開放性實(shí)驗(yàn)相比能吸引更多的同學(xué)，通過教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)，促進(jìn)帶教老師與學(xué)生溝通交流，啟發(fā)學(xué)生科研思維，更能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)和探索的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，充分利用了實(shí)驗(yàn)室的平臺資源。整個實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生將所學(xué)的分析化學(xué)，中藥炮制學(xué)，中藥藥劑學(xué)等課程的知識運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中，增強(qiáng)了專業(yè)知識的交叉滲透，促進(jìn)學(xué)生學(xué)以致用。