BOPPPS模式下SRT融入藥劑學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐

劉 苗， 成 穎， 劉道洲， 張邦樂， 周四元

（空軍軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院，西安710032）

0 引 言

大學(xué)生科研訓(xùn)練（Student Research Training，SRT）是從選題、文獻(xiàn)搜集、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理到論文撰寫的一個(gè)完整的科學(xué)研究過程。實(shí)踐證明，SRT 是培養(yǎng)大學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)、引發(fā)學(xué)生求知博學(xué)、提高學(xué)生實(shí)踐積極性及自主創(chuàng)新能力的有效途徑［1］。國(guó)內(nèi)部分高校開展SRT雖取得了一些實(shí)際效果，但也存在許多問題。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，在這種實(shí)驗(yàn)課程中，學(xué)生總是被動(dòng)接受實(shí)驗(yàn)方法，造成其知識(shí)運(yùn)用能力差、缺乏獨(dú)立思考和創(chuàng)新精神，科研能力得不到有效提升，阻礙SRT的有效開展［2］。學(xué)生首次進(jìn)入科研領(lǐng)域，對(duì)科學(xué)研究知之尚淺，不具備系統(tǒng)的科研思維，拿到研究課題后困惑重重，不知如何著手。比如，一項(xiàng)完整的科學(xué)研究包括哪些內(nèi)容？如何查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、撰寫論文等。正式進(jìn)入SRT 后，則需花費(fèi)大量時(shí)間和精力掌握上述基本技能，而基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)的學(xué)生就會(huì)跟不上課題的進(jìn)度，導(dǎo)致代做、包辦、造假等不良現(xiàn)象產(chǎn)生。由此可見，大學(xué)生科研基礎(chǔ)薄弱、科研能力參差不齊是阻礙SRT有效開展的主要因素［3］。為更好地開展SRT，實(shí)現(xiàn)在SRT 過程中對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力的深度培養(yǎng)，很有必要在前期實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的動(dòng)態(tài)過程中貫穿科研技能的培訓(xùn)。藥劑學(xué)是一門綜合性、應(yīng)用性極強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論向?qū)嵺`過渡的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力、分析解決問題能力及科研創(chuàng)新能力的重要過程，其教學(xué)效果直接影響著藥學(xué)人才的創(chuàng)新能力與應(yīng)用水平［4-5］。因此，將SRT 的關(guān)鍵過程嫁接到藥劑學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中，以藥劑學(xué)相關(guān)知識(shí)為背景，使學(xué)生提前接觸科研訓(xùn)練，了解科學(xué)研究的基本規(guī)律，實(shí)現(xiàn)藥劑學(xué)實(shí)驗(yàn)課程到SRT的良好過渡，為SRT的順利開展奠定基礎(chǔ)。然而，SRT周期長(zhǎng)，要實(shí)現(xiàn)在有限課時(shí)內(nèi)涵蓋所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)，核心任務(wù)是要解決課時(shí)需求多的問題。

BOPPPS教學(xué)模式起源于加拿大，是北美高校教師培訓(xùn)中很受推崇的一種教學(xué)模式。近年來，這種新型的“導(dǎo)學(xué)互動(dòng)‘加式’教育”因其有效性逐漸在國(guó)內(nèi)得到推廣應(yīng)用［6-7］。BOPPPS 根據(jù)人的注意力大約只能維持15 min的自然規(guī)律，將課堂內(nèi)容切割為15 min左右的多個(gè)教學(xué)小單元，包括：導(dǎo)入（B：Bridge-in）、目標(biāo)（O：Objective）、前測(cè)（P：Pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（P：Participatory）、后測(cè)（P：Post-assessment）和總結(jié)（S：Summary）。在藥學(xué)教育領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)十幾所高等院校先后采用了BOPPPS 教學(xué)模式，并對(duì)其進(jìn)行有益的探索，取得了很好的經(jīng)驗(yàn)［8-10］。然而，將SRT直接嫁接到45 min 的課堂教學(xué)中是難以實(shí)現(xiàn)的。因此，運(yùn)用BOPPPS教學(xué)模式時(shí)不可生搬硬套。有研究者曾提出，將課堂教學(xué)切割為15 min 小單元的BOPPPS 教學(xué)模式融入45 min甚至更長(zhǎng)時(shí)間的教學(xué)過程中，是教改探索的新方向［11］。結(jié)合SRT的一般過程，將BOPPPS的6 個(gè)小單元?dú)w結(jié)為：導(dǎo)入+目標(biāo)+科研技能培訓(xùn)、課外自主學(xué)習(xí)、前測(cè)+ 參與式學(xué)習(xí)、后測(cè)+ 總結(jié)4 個(gè)階段。

1 導(dǎo)入＋目標(biāo)＋科研技能培訓(xùn)

（1）導(dǎo)入。即課前“熱身”，目的在于激發(fā)學(xué)生好奇心，幫助學(xué)生專注于即將要學(xué)到的內(nèi)容。課題組是開展科學(xué)研究的基本單位，教師可圍繞藥劑學(xué)相關(guān)知識(shí)，從近期承擔(dān)的科研項(xiàng)目中選擇一個(gè)相關(guān)性強(qiáng)、難度適中的命題，針對(duì)某一問題指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究。本文以“輔酶Q10 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體凝膠的制備及體內(nèi)藥效學(xué)研究”為例，展開基于BOPPPS 模型的SRT 實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)。針對(duì)上述命題，教師可以近年來市場(chǎng)最火爆的抗紫外線產(chǎn)品“安耐防曬霜”為切入點(diǎn)，結(jié)合多媒體展示相關(guān)圖片，講述防曬的重要性，再通過分析防曬成分的有效應(yīng)和安全性，將話題轉(zhuǎn)移至日本知名品牌DHC的輔酶Q10 黃金霜，引入活性成分輔酶Q10 的抗紫外線及抗氧化作用，最后，結(jié)合藥劑學(xué)相關(guān)知識(shí)介紹輔酶Q10 的不同劑型和用途，導(dǎo)入本次課程的主題。

（2）目標(biāo)。即建立本次實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和預(yù)期達(dá)到的結(jié)果。傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)在表述上過于籠統(tǒng)和抽象，往往是“熟悉……”“了解……”“掌握……”，不利于學(xué)生掌握課程的整體層次和脈絡(luò)。教師可根據(jù)教學(xué)大綱的要求，結(jié)合本次課程的內(nèi)容，將學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)化成具體問題。例如：① 紫外線的損傷機(jī)制是什么？②輔酶Q10 的結(jié)構(gòu)式、紫外吸收波長(zhǎng)和藥理作用分別是什么？③輔酶Q10 經(jīng)皮給藥存在的問題是什么？④納米載藥系統(tǒng)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)；⑤納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的概念及應(yīng)用；⑥為什么要把輔酶Q10 負(fù)載到納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體中？⑦ 制備納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的材料有哪些？⑧納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的制備方法有哪幾種？⑨制備輔酶Q10 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體防曬凝膠的關(guān)鍵步驟等。以問題的形式細(xì)化學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程就能分層次、抓重點(diǎn)學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)效率。

（3）科研技能訓(xùn)練。文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、論文撰寫是進(jìn)行科學(xué)研究的基本技能，因此利用實(shí)驗(yàn)課堂對(duì)學(xué)生集中進(jìn)行基本技能訓(xùn)練能有效解決大學(xué)生科研基礎(chǔ)薄弱、科研能力參差不齊的問題。① 文獻(xiàn)查閱：教師可先介紹查閱文獻(xiàn)的意義和文獻(xiàn)的分類，然后舉例介紹文獻(xiàn)檢索的方法步驟、注意事項(xiàng)及相關(guān)網(wǎng)站；②實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：通過舉例，重點(diǎn)講述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素（受試對(duì)象、處理因素、實(shí)驗(yàn)效應(yīng)）和四大基本原則（隨機(jī)化、對(duì)照、重復(fù)、均衡原則）；③ 論文寫作：論文寫作對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告在撰寫模式上進(jìn)行了改革，從原有的“實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、思考題”幾個(gè)部分，改為科學(xué)研究論文的格式，包括：摘要、關(guān)鍵詞、背景介紹、實(shí)驗(yàn)材料和方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論，組成一篇完整的研究性論文。教師需重點(diǎn)告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告和研究論文的區(qū)別及寫作方法。

最后，將學(xué)生隨機(jī)分組（3 或4 人／組），組內(nèi)成員分工協(xié)作，搜集、整理文獻(xiàn)，共同討論，用2 ～3 d 的時(shí)間完成該研究課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，寫出具體實(shí)驗(yàn)方案。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析以書面形式反饋給老師，實(shí)驗(yàn)方案則以PPT的形式在課堂上呈現(xiàn)［12］。

2 課外自主學(xué)習(xí)

BOPPPS模式主要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的課堂參與度，使得規(guī)定課時(shí)內(nèi)的教學(xué)內(nèi)容量大幅下降，如果學(xué)生不進(jìn)行課外學(xué)習(xí)或課外學(xué)習(xí)質(zhì)量低，就會(huì)導(dǎo)致課堂壓力增大，達(dá)不到預(yù)期教學(xué)效果。因此，在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上也應(yīng)注重課外學(xué)習(xí)。近年教改中，翻轉(zhuǎn)課堂提倡“先學(xué)后教” 的教學(xué)理念，目的在于將屬于課堂內(nèi)的學(xué)習(xí)內(nèi)容適度前移到課前，減少課堂內(nèi)的初級(jí)內(nèi)容量，并通過在線學(xué)習(xí)提高學(xué)生的課外自主學(xué)習(xí)效果，為課內(nèi)進(jìn)行參與式學(xué)習(xí)提供保障［13］。除此之外，微課、MOOC 具有規(guī)模大、開放性和資源廣的學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)，近年來在高校的教改中掀起了新浪潮［14-15］。因此，在實(shí)施BOPPPS教學(xué)模式時(shí)，適度引入翻轉(zhuǎn)課堂、微課、MOOC 等教學(xué)手段和資源，使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的自主權(quán)，可隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，不受時(shí)間和空間的限制。同時(shí)，利用微課、MOOC中整合的優(yōu)質(zhì)信息資源，擴(kuò)大學(xué)習(xí)知識(shí)面［16］。教師亦可在微信、QQ 等自媒體交流平臺(tái)建立公眾號(hào)或師生交流群，將重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)及經(jīng)典實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻上傳至公眾號(hào)或聊天群中，提高學(xué)生自學(xué)質(zhì)量和效率。在保證課外學(xué)習(xí)質(zhì)量的前提下，學(xué)生方能預(yù)知實(shí)驗(yàn)中的正?，F(xiàn)象與異?，F(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的每一步都能做到心中有數(shù)，不盲目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3 前測(cè)＋參與式學(xué)習(xí)

（1）前測(cè)。即了解學(xué)生先前的知識(shí)及對(duì)即將所學(xué)內(nèi)容的預(yù)習(xí)情況。前測(cè)的內(nèi)容即教師在學(xué)習(xí)目標(biāo)中提出的各項(xiàng)問題。前測(cè)可通過問卷、考試、作業(yè)、提問及課堂討論等方式開展。前測(cè)不僅能幫助學(xué)生對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行充分的鞏固和總結(jié)，而且便于教師在此過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知程度、興趣點(diǎn)和學(xué)習(xí)難點(diǎn)，從而幫助教師調(diào)整內(nèi)容深度和難度，不斷完善教案，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。

（2）參與式學(xué)習(xí)。主要通過師生互動(dòng)來實(shí)現(xiàn)課程核心內(nèi)容的交互式學(xué)習(xí)。作為BOPPPS 教學(xué)模式的核心，在這一過程中，學(xué)生是主角（主體），教師是配角（引導(dǎo)者）。教師的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)課堂活動(dòng)，而不是“滿堂灌”地輸送學(xué)習(xí)內(nèi)容?；?dòng)教學(xué)技巧的合理應(yīng)用是參與式學(xué)習(xí)所必備的。在教學(xué)活動(dòng)中，以組為單位，每組指派1 名學(xué)生以PPT 的形式匯報(bào)實(shí)驗(yàn)方案，其余學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)發(fā)表意見并對(duì)各組的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分析、討論，對(duì)比其優(yōu)缺點(diǎn)、論證其可行性，最后結(jié)合教師的意見，確定最佳實(shí)驗(yàn)方案。例如，制備負(fù)載輔酶Q10的納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體凝膠時(shí)，怎樣合理地設(shè)計(jì)處方優(yōu)化方法。首先，需明確輔酶Q10 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體凝膠的評(píng)價(jià)指標(biāo)（吸光度值）和考察因素（輔酶Q10 投藥量、剪切速度、剪切時(shí)間、超聲功率及超聲時(shí)間），采用單因素法篩選影響樣品吸光度值的顯著性因素，再考察各顯著性因素間的交互作用，然后通過JMP 軟件設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)組別，制備輔酶Q10 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體凝膠，最后將測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到最優(yōu)處方［17］。除此之外，在進(jìn)行體內(nèi)藥效學(xué)研究時(shí)也需精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探索輔酶Q10 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體凝膠防御中波紫外線（ultraviolet B，UVB）照射的效果。首先在建立急性UVB損傷模型過程中，需在同樣的照射強(qiáng)度下設(shè)計(jì)不同的照射時(shí)間，得出小鼠皮膚急性UVB損傷的最佳照射劑量。另外，需設(shè)置游離藥物給藥組、空白基質(zhì)組及不同劑量的納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體凝膠給藥組，對(duì)比輔酶Q10 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體凝膠對(duì)UVB防御效果。

學(xué)生按照設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)入操作環(huán)節(jié)，過程中可能會(huì)遇到各種問題。比如，分別制備好水相和油相之后，是將水相滴加至油相，還是將油相滴加至水相？制備過程中的溫度應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)？急性UVB損傷造模時(shí)需麻醉小鼠，一次麻醉后小鼠會(huì)在短時(shí)間內(nèi)蘇醒，不能形成急性損傷，而加大麻醉劑量，又會(huì)導(dǎo)致小鼠死亡，那么小鼠的麻醉劑量和方式應(yīng)該怎么選擇？教師以這些問題為契機(jī)，為學(xué)生詳細(xì)講解水包油型和油包水型基質(zhì)的制備方法；制備過程中溫度的選擇要綜合考慮活性成分輔酶Q10 的理化性質(zhì)和乳化劑的熔融溫度；麻醉小鼠時(shí)，第1 次根據(jù)體重計(jì)算給藥劑量，后面將劑量逐次遞減至之前的一半，可讓小鼠長(zhǎng)時(shí)間處于麻醉狀態(tài)而不會(huì)死亡。通過參與式學(xué)習(xí)，使學(xué)生在實(shí)踐中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，再引導(dǎo)學(xué)生通過所學(xué)知識(shí)解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，顯著提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力。

4 后測(cè)＋總結(jié)

（1）后測(cè)。即在課堂結(jié)束后對(duì)學(xué)生開展的測(cè)試或評(píng)估。后測(cè)的目的是驗(yàn)證學(xué)生已掌握到的課程內(nèi)容以及是否達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。其中，對(duì)知識(shí)理解的部分采用在線答題的方式進(jìn)行，教師需提前將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的考題上傳至微信／ QQ 等自媒體交流平臺(tái)，學(xué)生通過掃碼答題，教師在平臺(tái)的另一端實(shí)時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握狀況；技能測(cè)試部分在參與式環(huán)節(jié)中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作進(jìn)行評(píng)價(jià)；文獻(xiàn)查閱、數(shù)據(jù)處理及問題的討論分析則需要通過論文撰寫的方式評(píng)價(jià)，一篇論文能直接反映學(xué)生在SRT每個(gè)環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)，也能防止學(xué)生互抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告的行為。后測(cè)能在某種程度上反映出學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度和運(yùn)用能力。

（2）總結(jié)。即對(duì)前測(cè)、參與式學(xué)習(xí)和后測(cè)中反映出的問題和疑點(diǎn)再次進(jìn)行講解和鞏固。督促學(xué)生從實(shí)驗(yàn)原理、輔料的選擇、制備方法、制劑的表征和藥效學(xué)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行歸納總結(jié)。要求每位學(xué)生以思維導(dǎo)圖的方式總結(jié)課堂內(nèi)容，梳理重點(diǎn)內(nèi)容，理清知識(shí)脈絡(luò)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研討，總結(jié)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，找出不足，從中得到經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)［18］。同時(shí)，將前測(cè)的評(píng)分結(jié)果也列入期末總分中，加強(qiáng)對(duì)課外學(xué)習(xí)的管理。課程結(jié)束后，要求每位學(xué)生以不記名方式對(duì)此次課堂內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)設(shè)計(jì)以及教學(xué)法實(shí)施的各個(gè)環(huán)節(jié)提出意見和建議［19］。最后，教師收集、整理和分析本次教學(xué)中各階段的相關(guān)信息，判斷教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成，并根據(jù)學(xué)生反饋的信息及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過將BOPPPS教學(xué)模式中的固定模塊與SRT的一般過程相融合，采用階段式教學(xué)代替15 min的小單元教學(xué)，進(jìn)行合理的課程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)SRT 在本科藥劑學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，同時(shí)為BOPPPS 教學(xué)模式的創(chuàng)新應(yīng)用提供新思路。生動(dòng)的導(dǎo)入，充分激發(fā)了學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣；不同層次的學(xué)生根據(jù)細(xì)化的學(xué)習(xí)目標(biāo)，利用課前自主學(xué)習(xí)時(shí)間，查閱相關(guān)資料，為核心環(huán)節(jié)參與式學(xué)習(xí)做好充分準(zhǔn)備，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的同時(shí)，使學(xué)生意識(shí)到自主學(xué)習(xí)在SRT 中的重要性；后測(cè)與學(xué)習(xí)目標(biāo)的充分對(duì)應(yīng)，使學(xué)生獲得了學(xué)習(xí)上的成就感，也助于教師及時(shí)了解課堂教學(xué)效果［11］。文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和論文寫作的專項(xiàng)培訓(xùn)，使學(xué)生提早掌握科學(xué)研究的基本技能，進(jìn)入SRT后便能迅速適應(yīng)并盡快開展課題研究工作。隨機(jī)分組，分工協(xié)作，讓每個(gè)學(xué)生肩負(fù)不同的任務(wù)，提高學(xué)生參與度，有效防止“能者多勞，無(wú)能者無(wú)所求” 的兩極分化現(xiàn)象?；贐OPPPS教學(xué)模式的SRT 實(shí)驗(yàn)教學(xué)以啟發(fā)式、參與式和研究型學(xué)習(xí)的教學(xué)理念培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力、科研實(shí)踐能力以及創(chuàng)新思維能力，而這種能力會(huì)內(nèi)化為一種研究態(tài)度和研究方法，并形成一種研究能力和品質(zhì)［20］，從根本上解決學(xué)生科研基礎(chǔ)薄弱、科研能力參差不齊的問題，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)與SRT 的銜接，為學(xué)生能更好地完成SRT奠定良好的基礎(chǔ)。