“藥學(xué)儀器分析實驗”課程項目驅(qū)動式教學(xué)改革探索

王晨暉 張焱 周楨 張敏 李亦舟 閆海龍

摘? 要：文章探索以項目為驅(qū)動的《藥學(xué)儀器分析實驗》課程教學(xué)改革途徑與效果。研究以2019級藥學(xué)專業(yè)共46名學(xué)生為研究對象，前16課時采用傳統(tǒng)講授方法進(jìn)行儀器設(shè)備教學(xué)，即“設(shè)備原理—設(shè)備構(gòu)造—設(shè)備使用方法—設(shè)備使用范圍”的講解方式，全程沒有科研項目依托；后16課時采用項目驅(qū)動法進(jìn)行藥學(xué)儀器設(shè)備教學(xué)，依托科研項目使學(xué)生了解原理，使用設(shè)備，分析數(shù)據(jù)。比較分析兩種教學(xué)方式的學(xué)生成績和教學(xué)效果。成績統(tǒng)計結(jié)果顯示，兩種教學(xué)方式最終成績分別為87.3±7.2和90.1±6.1，表示項目驅(qū)動法顯著提高了學(xué)生對設(shè)備基礎(chǔ)知識的掌握；同時調(diào)查問卷顯示用項目驅(qū)動法進(jìn)行儀器分析實驗教學(xué)使學(xué)生對學(xué)科前沿有更深入了解，對儀器分析手段的科學(xué)應(yīng)用有更廣泛認(rèn)識，而且增加了學(xué)習(xí)和科研興趣。研究表明，采用項目驅(qū)動法進(jìn)行藥學(xué)儀器分析實驗課程教學(xué)，不僅能夠保證學(xué)生對儀器原理和操作熟練掌握，同時提高了學(xué)生的科研興趣，拓寬了學(xué)生的科研視野，該方法起到了科教融合的良好效果。

關(guān)鍵詞：項目驅(qū)動；儀器分析；科教融合

中圖分類號：R944.9? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）08-0124-04

基金項目：重慶市高等教育教學(xué)改革研究項目“‘ 以戰(zhàn)代練 的《儀器分析實驗》 科教融合探索與實 踐”（項目編號：203199）；重慶市高等教育教學(xué)改革研究項目“《藥物發(fā)現(xiàn)簡史》課程思政模塊化教學(xué)模式構(gòu)建與實踐”（項目編號：201002S）；重慶市教育委員會科學(xué)技術(shù)研究計劃青年項目資助項目“歐前胡素與膠原蛋白的光催化作用和機(jī)制研究”（項目編號：KJQN201900112）。

作者簡介：王晨暉（1988—），男，博士，重慶大學(xué)藥學(xué)院副教授，研究方向為藥劑學(xué)、藥用儀器分析的科研與教學(xué)（本文通訊作者）；張焱（1988—），女，碩士，重慶大學(xué)藥學(xué)院實驗師，研究方向為儀器管理、藥用儀器分析的科研與教學(xué)；周楨（1984—），女，碩士，重慶大學(xué)藥學(xué)院高級實驗師，研究方向為儀器管理、藥用儀器分析的科研與教學(xué)；張敏（1982—），男，博士，重慶大學(xué)藥學(xué)院教授，研究方向為藥學(xué)專業(yè)的科研與教學(xué)；李亦舟（1987—），男，博士，重慶大學(xué)藥學(xué)院教授，研究方向為藥學(xué)專業(yè)的科研與教學(xué)；閆海龍（1981—），男，博士，重慶大學(xué)藥學(xué)院教授，研究方向為藥學(xué)專業(yè)的科研與教學(xué)。

在科教融合培養(yǎng)人才的過程中，教學(xué)與科研始終是相互促進(jìn)、相輔相成的。教師提高科研能力，有利于更加精準(zhǔn)掌握專業(yè)知識，并及時將本學(xué)科最前沿的知識內(nèi)容滲透到教學(xué)過程中，實現(xiàn)開闊學(xué)生學(xué)術(shù)視野、啟迪其科學(xué)思維、塑造其創(chuàng)新精神的培養(yǎng)目標(biāo)。通過把科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，不斷完善和更新課程的教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生把課堂上學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用于實踐，并在實踐中理解掌握知識。在科研—教學(xué)—學(xué)習(xí)的過程中進(jìn)行知識的創(chuàng)新、傳授、傳播和傳承，使師生在項目驅(qū)動式下進(jìn)行學(xué)術(shù)探究，取長補(bǔ)短、開拓進(jìn)取。

藥學(xué)是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重要的研究性學(xué)科，在教學(xué)過程中尤其要注重科教深度融合，理論與實踐并重。通過科教融合培養(yǎng)藥學(xué)人才，以學(xué)生發(fā)展為中心，加強(qiáng)科研同教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，不斷推動優(yōu)質(zhì)科研資源轉(zhuǎn)化為育人資源和教學(xué)優(yōu)勢、科研設(shè)施轉(zhuǎn)化為教學(xué)創(chuàng)新平臺、科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容。然而在傳統(tǒng)藥學(xué)人才培養(yǎng)體系中，科教融合理念融入主干理論課程和對應(yīng)實驗課程不深，特別是沒有對儀器類課程進(jìn)行科教融合的改革和探索。學(xué)生在藥學(xué)儀器實驗課程學(xué)習(xí)過程中，往往感覺設(shè)備理論學(xué)習(xí)枯燥乏味，設(shè)備應(yīng)用與前沿科學(xué)脫節(jié)。課程培養(yǎng)出的僅僅是儀器設(shè)備的“操作工”，而不是使用儀器設(shè)備的“科學(xué)家”，課程教學(xué)未達(dá)到預(yù)期效果。為此，筆者教學(xué)團(tuán)隊開展了“藥學(xué)儀器分析實驗”課程項目驅(qū)動法教學(xué)的改革與實踐。這項教學(xué)改革探索旨在將科研項目貫穿于儀器學(xué)習(xí)過程中營造濃厚的科研氛圍，使學(xué)生開闊科研眼界，熟知設(shè)備科研用途，增強(qiáng)科研興趣，提升科研水平。

一、資料與方法

（一）一般資料

選擇重慶大學(xué)2019級藥學(xué)專業(yè)共46名學(xué)生為研究對象，配備助教2名，負(fù)責(zé)觀察、記錄與調(diào)研。

（二）方法

1. 教學(xué)方法

教學(xué)方法采用“項目驅(qū)動法”和“普通法”。“項目驅(qū)動法”依托科研項目進(jìn)行藥學(xué)儀器設(shè)備的教學(xué)。具體方法：（1）依托本院承擔(dān)的國家級、省部級科研課題，介紹課題研究背景、研究意義和研究方法，并逐步聚焦于設(shè)備的科研使用環(huán)境及儀器分析需求；（2）以該課題實驗需求為導(dǎo)向，目的明確地開展“課題驗證實驗”，營造設(shè)備使用的真實科研氛圍，在實驗過程中融入儀器設(shè)備教學(xué)；（3）學(xué)生結(jié)合科研課題的背景對獲取的實驗結(jié)果進(jìn)行自主分析和討論，最終對課題實驗得出結(jié)論；（4）教師準(zhǔn)備3～5篇使用本儀器設(shè)備的最新高水平研究論文，再次營造基于真實課題的科研環(huán)境，要求學(xué)生討論回答課題中設(shè)備的應(yīng)用需求、使用步驟以及結(jié)果分析。“普通法”采用傳統(tǒng)儀器設(shè)備教學(xué)方法，全程沒有科研項目依托。具體方法：（1）教師按照常規(guī)的講解方式講授設(shè)備原理—設(shè)備構(gòu)造—設(shè)備使用方法—設(shè)備使用范圍，講授過程比較枯燥死板；（2）教學(xué)內(nèi)容按照大綱要求開展“驗證性實驗”，采用教師演示儀器操作的步驟，學(xué)生觀看、記錄的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，實驗項目內(nèi)容為已經(jīng)證實過有一定效果的實驗，實驗設(shè)計無創(chuàng)新性和新穎性。

2. 教學(xué)實驗開展與評估

實驗課程總學(xué)時為32個，每個實驗分配4個學(xué)時，一共開設(shè)8個實驗。前4個實驗采用“普通法”教學(xué)，后4個實驗采用“項目驅(qū)動法”教學(xué)，在第4個實驗和第8個實驗教學(xué)完成后分別進(jìn)行一次總結(jié)考試，兩次考試難度相同，對兩種教學(xué)方法的學(xué)生成績進(jìn)行評價；并且在課程結(jié)束后對學(xué)生進(jìn)行無記名問卷調(diào)查，對教學(xué)效果進(jìn)行分析。

（三）統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS20.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行t檢驗，以檢測兩種教學(xué)方法的教學(xué)效果是否具有顯著差異。

二、結(jié)果

（一）問卷調(diào)查結(jié)果

共發(fā)放問卷46份，收回問卷46份，回收率100%，全部為有效問卷。調(diào)查結(jié)果表明，所有學(xué)生認(rèn)為通過“項目驅(qū)動法”學(xué)習(xí)對學(xué)科科研前沿有更深入了解，76%的學(xué)生認(rèn)為通過“項目驅(qū)動法”學(xué)習(xí)對儀器分析手段的科學(xué)應(yīng)用有更廣泛認(rèn)識，60.9%的學(xué)生認(rèn)為通過“項目驅(qū)動法”學(xué)習(xí)增加了科研興趣，95.7%的學(xué)生認(rèn)為“項目驅(qū)動法”增加了儀器學(xué)習(xí)的“故事性”進(jìn)而提高了學(xué)習(xí)興趣，97.8%的學(xué)生認(rèn)為“項目驅(qū)動法”優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方法（表1）。

（二）學(xué)生成績分析結(jié)果

經(jīng)“普通法”教學(xué)前四個實驗考試平均成績?yōu)?7.3±7.2，經(jīng)“項目驅(qū)動法”教學(xué)后四個實驗考試平均成績?yōu)?0.1±6.1，兩種教學(xué)方法考試成績差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

三、討論

藥物科學(xué)是一門綜合性學(xué)科，是一個國家綜合實力的重要體現(xiàn)，隨著中國國家實力的增強(qiáng)，很多領(lǐng)域已取得了舉世矚目的成就，但是藥學(xué)學(xué)科實力與國家實力明顯不匹配，在《構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的醫(yī)藥創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)：深化臨床研究體系的設(shè)計和實施》研究報告中［1］，美國對全球創(chuàng)新貢獻(xiàn)率高達(dá)50%，位居榜首且獨(dú)占第一梯隊；日本、英國、德國和瑞士等制藥強(qiáng)國位居第二梯隊，創(chuàng)新貢獻(xiàn)率5%—10%；中國則以低于5%的貢獻(xiàn)率被列入第三梯隊。造成這種局面的原因是多方面的，但其中很重要的原因是我國培養(yǎng)的藥學(xué)人才創(chuàng)新力不足，科研水平與發(fā)達(dá)國家仍有差距［2-3］。這就要求高校在藥學(xué)人才培養(yǎng)過程中，注重科研素質(zhì)的培育和科研興趣的培養(yǎng)。自國家提出科教融合以來，各個學(xué)科都進(jìn)行了深入系統(tǒng)的教學(xué)改革與實踐，藥學(xué)課程中，經(jīng)典的藥學(xué)主干課程和對應(yīng)課程實驗都進(jìn)行了積極的探索，但是藥學(xué)儀器分析實驗課程作為藥學(xué)課程體系中比較邊緣的一門課程，沒有受到人們廣泛的關(guān)注。現(xiàn)在大多數(shù)的儀器實驗教學(xué)僅僅以將設(shè)備原理與操作灌輸給學(xué)生為目的，教師滿足于完成固有章節(jié)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容中欠缺深層次科研內(nèi)涵，嚴(yán)重扭曲了儀器分析實驗課程作為科研實戰(zhàn)演練的本質(zhì)［4-5］。儀器學(xué)習(xí)過程沒有科研針對性，學(xué)生只能死板地接受沒有科研環(huán)境的機(jī)械式教學(xué)，思維漸漸僵化，最終被培養(yǎng)成為一名設(shè)備操作工，而不是具有巨大潛力的科研專家。然而在藥物研發(fā)高度依賴高精尖設(shè)備的今天，藥學(xué)儀器分析實驗課程的重要意義逐步顯現(xiàn)［6］。藥學(xué)儀器分析是藥物研發(fā)過程中科技人員的武器，沒有先進(jìn)儀器的支撐，藥物研發(fā)舉步維艱［7］。因此，在藥物儀器分析實驗教學(xué)陣地上進(jìn)行科教融合教學(xué)改革實踐非常重要。

（一）改善教學(xué)硬件，更新教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)科教融合

在開展藥物儀器分析實驗課程科教融合改革與探索中，本研究將本科教學(xué)實驗室不具備的高端研發(fā)設(shè)備納入了課程大綱中，如核磁共振儀、流式細(xì)胞儀、質(zhì)譜儀、激光共聚焦顯微鏡等，在這些一線科研設(shè)備的支撐下，本科生可以學(xué)習(xí)科研活動中主流的實驗技術(shù)，了解前沿科研設(shè)備的實際應(yīng)用環(huán)境，對他們科研水平的提升大有裨益［8-9］。在此基礎(chǔ)上，本研究進(jìn)行以藥物研發(fā)流程為主線的課程編排，增強(qiáng)課程科研邏輯性與連貫性。為避免儀器分析課程章節(jié)設(shè)計獨(dú)立，提高內(nèi)容的科研內(nèi)涵，本研究結(jié)合真實新藥研發(fā)流程，實現(xiàn)從源頭化合物結(jié)構(gòu)分析，貫穿至細(xì)胞水平分析檢測，動物水平藥效學(xué)和藥代學(xué)分析，直到下游藥物制劑優(yōu)化制備的系統(tǒng)性、邏輯性實驗設(shè)計。為更進(jìn)一步提升課程的科學(xué)內(nèi)涵，在儀器教學(xué)中結(jié)合前沿國家級或省級科研課題，增強(qiáng)儀器學(xué)習(xí)的科研內(nèi)涵。通過聯(lián)合最前沿的科研動態(tài)，提煉科學(xué)研究成果，不斷豐富拓展和更新教學(xué)內(nèi)容。及時將這些科研設(shè)備實驗方法、實驗方案及典型案例納入教學(xué)內(nèi)容中。學(xué)生能親自操作儀器，并將所學(xué)實驗操作技能及思維方式應(yīng)用到實際科研工作中，實現(xiàn)“以科研反哺教學(xué)，以教學(xué)滋養(yǎng)科研”，進(jìn)而推動前沿科研與實驗教學(xué)的深度融合，營造濃厚的學(xué)術(shù)氛圍，提升學(xué)生科研水平［10-11］。

（二）創(chuàng)新“項目驅(qū)動式”教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

在“項目驅(qū)動法”進(jìn)行儀器分析實驗設(shè)計時，始終堅持以學(xué)生為中心，以提升學(xué)生科研興趣為宗旨，以科研思維培養(yǎng)為導(dǎo)向，以藥物研發(fā)流程為主線的教學(xué)宗旨。

1. 學(xué)生是教師團(tuán)隊進(jìn)行教學(xué)活動的對象和主體，教師要把以學(xué)生為中心的教學(xué)理念貫穿于整個教學(xué)設(shè)計過程［12］。因此，優(yōu)質(zhì)教學(xué)設(shè)備的選擇要以讓學(xué)生充分認(rèn)識和掌握一線科研設(shè)備為目的，課程編排順序要以讓學(xué)生更深刻理解產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)范式為目的，課堂教學(xué)要以讓學(xué)生通過科研實例更好掌握儀器設(shè)備應(yīng)用為目的。

2. 興趣是最好的老師，想要培養(yǎng)未來優(yōu)秀的藥學(xué)科研人才，就要在本科階段培養(yǎng)出學(xué)生濃厚的科研興趣［13］。因此，要通過構(gòu)建“課題背景—研究前沿—當(dāng)前困境—解決方法”邏輯，像講故事般把學(xué)生帶入科研實戰(zhàn)場景，提高學(xué)生的科研興趣。其中，將學(xué)生融入科研氛圍可作為一種有效的教學(xué)形式，讓學(xué)生進(jìn)行有效的自主性、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，真正實現(xiàn)研究性教學(xué)、探索式學(xué)習(xí)。

3. 科研思維方式是科研人才的核心素質(zhì)，要通過科研實例的講解，培養(yǎng)學(xué)生良好的科研思維［14-15］。通過以科研項目為驅(qū)動，以科研實例為載體，推動學(xué)生深入思考，讓學(xué)生搞明白科研項目為什么要這樣設(shè)計，實驗為什么要使用該種設(shè)備，著力培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

4. 課程章節(jié)編排要以藥物研發(fā)流程為主線，通過藥物研發(fā)場景的創(chuàng)立，使學(xué)生熟知藥物研發(fā)產(chǎn)業(yè)的一般流程步驟，提高科研意識和實驗?zāi)芰Α嶒炚n程整體設(shè)計是對實際藥物研發(fā)整個過程具體開展實驗方案，積極探索創(chuàng)新由傳統(tǒng)的“并聯(lián)式教學(xué)”轉(zhuǎn)化成“串聯(lián)式教學(xué)”，不斷豐富實驗教學(xué)內(nèi)容，積極培養(yǎng)學(xué)生形成系統(tǒng)連貫思維和創(chuàng)新思維，進(jìn)而系統(tǒng)學(xué)習(xí)藥物研發(fā)的流程，提高實驗?zāi)芰Α?/p>

問卷調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生認(rèn)為通過“項目驅(qū)動法”學(xué)習(xí)不僅對學(xué)科科研前沿有更深入了解，對儀器分析手段的科學(xué)應(yīng)用有更廣泛認(rèn)識，而且提高了科研興趣和學(xué)習(xí)興趣，絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為“項目驅(qū)動法”教學(xué)模式優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方法。在考試成績統(tǒng)計分析中，經(jīng)過“項目驅(qū)動法”培養(yǎng)的學(xué)生考試成績與傳統(tǒng)教學(xué)方法的成績有顯著性差異，證明在“項目驅(qū)動法”培養(yǎng)下學(xué)生可以更好地掌握儀器設(shè)備原理和操作。本研究認(rèn)為，首先是因為“項目驅(qū)動法”提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動了學(xué)習(xí)的積極性和主動性，激發(fā)了學(xué)生掌握設(shè)備原理和操作的學(xué)習(xí)欲望，從“要我學(xué)”變?yōu)榱恕拔乙獙W(xué)”，提升了課堂的教學(xué)效果；其次是因為有良好的科研課題作為依托，將最新的科研成果前沿知識系統(tǒng)性地融入課程教學(xué)中，學(xué)生可以更好的理解設(shè)備的測試原理和分析方法，能夠及時掌握學(xué)科科研動態(tài)，為今后早進(jìn)課題、早進(jìn)實驗室、早進(jìn)科研團(tuán)隊參與各種科研活動奠定了一定的基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：陳華康）