藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中激發(fā)學(xué)生思考活力的探討

鄭斯莉,張賽龍,繆朝玉

(海軍軍醫(yī)大學(xué)藥理學(xué)教研室, 上海 200433; △通訊作者)

藥理學(xué)是研究藥物與機(jī)體(含病原體)相互作用及作用規(guī)律的學(xué)科,是生命科學(xué)的重要組成部分,與生理學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等臨床前學(xué)科有著密切的聯(lián)系[1],極大地推動(dòng)著學(xué)術(shù)發(fā)展。同時(shí),它還是聯(lián)系基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)與藥學(xué)之間的橋梁學(xué)科。因此,藥理學(xué)是醫(yī)藥院校重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程(必修課)。藥理學(xué)在內(nèi)容上具有知識(shí)點(diǎn)多、信息量大的特點(diǎn),學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)較重。在教學(xué)形式上,藥理學(xué)通常包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分。雖然從課時(shí)分布上,藥理學(xué)以理論課為主,但不能忽視藥理學(xué)的發(fā)展方法其實(shí)是實(shí)驗(yàn)性的,實(shí)驗(yàn)性藥理學(xué)對(duì)于發(fā)現(xiàn)新藥或研究已開發(fā)藥物的藥理作用是必不可少的基本步驟[2]。因此,上好實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)藥理學(xué)學(xué)科、掌握藥理學(xué)知識(shí)、利用藥理學(xué)方法解決問題具有重要的引導(dǎo)和推進(jìn)作用。

近年來,國(guó)家對(duì)創(chuàng)新性人才的需求越來越高,大學(xué)成為實(shí)施國(guó)家自主創(chuàng)新戰(zhàn)略、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的重要力量[3]。而傳統(tǒng)的藥理學(xué)教學(xué)以教師灌輸式講授為中心[1,4]。這種方法不易調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣,加之學(xué)生思維存在惰性,如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提升教學(xué)質(zhì)量,一直是藥理學(xué)教學(xué)亟待解決的問題[5]。筆者認(rèn)為,在國(guó)家大力提倡創(chuàng)新、大力發(fā)展教育科研的背景下,教師隊(duì)伍更要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視,在實(shí)踐中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和思考活力。實(shí)驗(yàn)課不僅要鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力,還要促使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)思路和具備基本的結(jié)果分析能力[6]。這對(duì)今后學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新思維的形成具有重要意義,也為他們未來進(jìn)一步的科研工作埋下興趣的種子。在此,筆者結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)際,對(duì)如何在藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和思考活力進(jìn)行幾點(diǎn)分析。

1 啟發(fā)式提問助力實(shí)驗(yàn)講解環(huán)節(jié)

藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及多學(xué)科知識(shí),需要教師全面熟練掌握,并幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中保持清晰的思路,以保證實(shí)驗(yàn)任務(wù)順利實(shí)施推進(jìn)。通常,實(shí)驗(yàn)操作前教師會(huì)對(duì)當(dāng)次課做適當(dāng)講解,應(yīng)充分利用這一環(huán)節(jié),向?qū)W生展現(xiàn)整體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,而且有針對(duì)性地尤其是對(duì)學(xué)生在實(shí)施過程中可能遇到的問題激發(fā)學(xué)生思考并加以指點(diǎn)。

比如,在藥物對(duì)血壓的調(diào)控實(shí)驗(yàn)中,以家兔為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,觀察藥物對(duì)家兔血壓的影響,涉及靜脈和動(dòng)脈內(nèi)插管或給藥,藥物種類多;可充分利用啟發(fā)式提問法和學(xué)生互動(dòng),比如提問“檢測(cè)血壓是測(cè)動(dòng)脈血壓還是靜脈血壓(動(dòng)脈血壓,因此檢測(cè)血壓的管子應(yīng)該插到動(dòng)脈)”“對(duì)機(jī)體血管給藥,通常是靜脈還是動(dòng)脈給藥(靜脈,因此用于給調(diào)血壓藥的管子/針應(yīng)該插到靜脈)”“在血管內(nèi)插管,為防止凝血通常需要用抗凝藥,抗凝藥是用于頸動(dòng)脈的還是耳緣靜脈的插管(二者都要用,而且要連接在插管上,以便隨時(shí)使用)”等。根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn),如果教師在實(shí)驗(yàn)前講到要點(diǎn),那么學(xué)生在動(dòng)手過程中的思路就比較清晰,效率隨之提高。

2 答疑解惑,透過現(xiàn)象看本質(zhì)

在實(shí)驗(yàn)實(shí)施階段,學(xué)生會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問題。教師需要細(xì)心觀察各個(gè)實(shí)驗(yàn)組的進(jìn)展情況并及時(shí)給予指導(dǎo),要善于透過現(xiàn)象看本質(zhì)地回答問題。這樣可有效幫助學(xué)生建立獨(dú)立思考能力和提高解決問題的效率。

比如,給家兔靜脈注射給藥時(shí)通常選擇耳緣靜脈進(jìn)針,許多學(xué)生一開始可能由于操作不熟練而將血管扎破,導(dǎo)致注射部位視野不清而無法再進(jìn)針,接下來他們可以往近心端方向換一個(gè)注射部位或者索性注射另外一根耳緣靜脈。但如果繼續(xù)進(jìn)針失敗,最后導(dǎo)致兩根耳緣靜脈都無法再進(jìn)針時(shí),多數(shù)學(xué)生會(huì)陷入焦慮,懷疑實(shí)驗(yàn)是否還能進(jìn)行下去。這時(shí),教師應(yīng)提問學(xué)生,耳緣靜脈進(jìn)針的目的是什么?對(duì),是靜脈給藥,而不是非得耳緣靜脈給藥,因此,學(xué)生只要能從靜脈進(jìn)針即可。實(shí)際上,家兔耳朵上的靜脈非常豐富且表淺,加之耳朵被毛較少較短,完全可以另選一根靜脈來進(jìn)針。由于操作難度加大及實(shí)驗(yàn)課時(shí)間有限,教師可親自進(jìn)針并進(jìn)行針頭固定等,以幫助學(xué)生迅速進(jìn)入實(shí)驗(yàn)的下一步操作。

再比如,某些實(shí)驗(yàn)是以小鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后需要對(duì)小鼠頸椎脫臼處死,但許多學(xué)生不能快速掌握這一技能。分析原因主要包括兩點(diǎn),一是對(duì)動(dòng)作要領(lǐng)不熟,二是對(duì)處死小動(dòng)物存在心理障礙。前者關(guān)鍵要訓(xùn)練學(xué)生迅速找到小鼠的頸(顱骨和脊柱交匯的凹陷處)并清楚對(duì)小鼠尾巴根部提拉時(shí)的用力方向。后者則需要教師能很好地將技能培訓(xùn)目的和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理有效結(jié)合起來,特別是關(guān)于使用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究藥理學(xué)的必要性和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物3R原則[7]。這在實(shí)驗(yàn)課開課時(shí)就要涉及。面對(duì)學(xué)生實(shí)施過程中有心理負(fù)擔(dān)時(shí),教師可主動(dòng)給學(xué)生講清楚為什么本次課需要處死小動(dòng)物(比如它們已經(jīng)被注射了某種毒性藥物而不再適合做其他實(shí)驗(yàn)),溫習(xí)何為安樂死(短時(shí)間無痛苦地死去),為何選擇頸椎脫臼(瞬間致死,操作應(yīng)快、準(zhǔn)、用力得當(dāng),此法為小鼠實(shí)驗(yàn)基本實(shí)驗(yàn)技能,宜掌握),是否可以選擇二氧化碳吸入窒息法(當(dāng)然可以,但是仍舊推薦掌握頸椎脫臼的技能)。如果個(gè)別學(xué)生心理負(fù)擔(dān)較重,教師不必強(qiáng)迫其處死,仍需關(guān)注其后續(xù)心理狀態(tài)。筆者認(rèn)為,清除學(xué)生心理障礙,能幫助其建立實(shí)驗(yàn)操作的信心,有利于其正確思考動(dòng)物倫理知識(shí)。

3 強(qiáng)化互動(dòng)交流,重視結(jié)果分析

藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,其結(jié)論的得出基于可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。由于實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中,以學(xué)生自主動(dòng)手操作為主,教師的重要任務(wù)之一是要控制教學(xué)局面,保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)自由而不混亂,各小組實(shí)驗(yàn)有條不紊地推進(jìn)下去,因此,有些教師更加關(guān)注整個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程是否順利,而忽視了帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)真挖掘?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析討論。筆者認(rèn)為,教師應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中結(jié)果分析環(huán)節(jié)的重視,應(yīng)盡可能在課堂上匯集學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進(jìn)行分析并得出結(jié)論或提出思考。畢竟學(xué)生的科研素養(yǎng)有限,其科研思維不成熟,故教師需多引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生思考活力,而不僅是將結(jié)果分析作為課后任務(wù)留在實(shí)驗(yàn)報(bào)告里。以筆者經(jīng)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析環(huán)節(jié)能夠調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性和科研熱情,對(duì)藥理學(xué)教學(xué)效果具有很好的促進(jìn)作用。

比如,現(xiàn)場(chǎng)展示數(shù)據(jù)分析過程可利用好電腦、投影儀等設(shè)備。以筆者教學(xué)案例,在藥物鎮(zhèn)痛實(shí)驗(yàn)中,利用小鼠醋酸扭體實(shí)驗(yàn)來比較藥物的鎮(zhèn)痛效果,一共9個(gè)小組,每個(gè)小組3只小鼠。學(xué)生在盲法條件下分別用A藥(鹽酸嗎啡)、B藥(布桂嗪)和C藥(生理鹽水)來鎮(zhèn)痛,要求記錄給藥后30 min內(nèi)小鼠出現(xiàn)的扭體反應(yīng)次數(shù)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),每個(gè)小組上講臺(tái)來填寫記錄的數(shù)據(jù)。學(xué)生從這些數(shù)據(jù)來大致判斷ABC可能是何藥物。然后,實(shí)驗(yàn)助理揭曉答案,那么具體應(yīng)該如何分析這些數(shù)據(jù)呢(引發(fā)學(xué)生思考)?這時(shí),教師可利用多媒體在Excel等統(tǒng)計(jì)軟件下,當(dāng)場(chǎng)輸入數(shù)據(jù),算出ABC各組動(dòng)物給藥后的平均扭體次數(shù),并進(jìn)一步去檢驗(yàn)ABC三組平均扭體次數(shù)是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。此過程又涉及統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,比如兩組差異比較和三組差異比較的方法是不同的。這一環(huán)節(jié)正好與學(xué)生剛剛學(xué)過的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)結(jié)合起來,能有效激發(fā)學(xué)生的思考,因此教學(xué)氣氛活躍。

再比如,教師帶動(dòng)學(xué)生參與討論分析。仍舊以藥物鎮(zhèn)痛實(shí)驗(yàn)為例,如果有個(gè)別小組記錄的扭體次數(shù)多少和對(duì)應(yīng)的藥物分組結(jié)果恰好相反,這時(shí)該小組的每位學(xué)生先分析一下可能的原因。然后教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng),接著提問“你們認(rèn)為還有什么因素會(huì)影響到這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果”,請(qǐng)學(xué)生積極發(fā)言。可能原因包括腹腔注射給藥時(shí)漏藥了,或者不同的觀察者對(duì)扭體反應(yīng)的判定標(biāo)準(zhǔn)不同,或者三只小鼠個(gè)體差異太大,甚至也可能給錯(cuò)了藥等。這些正是學(xué)生實(shí)施實(shí)驗(yàn)時(shí)需要注意的地方。若時(shí)間允許,學(xué)生還可以比較剔除與不剔除該組數(shù)據(jù)時(shí)的計(jì)算結(jié)果,對(duì)整體結(jié)論有影響嗎?體現(xiàn)了哪些實(shí)驗(yàn)要素的重要性(如合適的樣本量、平行操作等)?可以隨便剔除該組數(shù)據(jù)嗎?何種情況下可以剔除該組數(shù)據(jù)?這些問題都可以適當(dāng)發(fā)起討論,使整個(gè)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容變得充實(shí)飽滿。

另外,雖然多媒體在現(xiàn)代教學(xué)中發(fā)揮了非常重要的作用,但筆者認(rèn)為黑板在公式演算過程中發(fā)揮的作用不宜替代。對(duì)于要用到的較復(fù)雜公式,教師宜帶領(lǐng)學(xué)生分析或者演算示范。比如,在寇氏法研究藥物急性毒性實(shí)驗(yàn)中[8],涉及測(cè)定半數(shù)致死量的公式LD50=Log-1[Xm-i(∑p-0.5)],不少人就誤以為該“-1”的意義是求倒數(shù),但實(shí)際上log-1(a)指以10為底a的對(duì)數(shù)的逆運(yùn)算,等于10的a次方。然而,即使明白公式的運(yùn)算規(guī)則,很多學(xué)生還是會(huì)對(duì)該公式的具體計(jì)算過程一頭霧水。因此在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),教師可以用一組虛擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入公式,與學(xué)生一起演算,使學(xué)生真正理解并使用該公式,以方便他們對(duì)自己的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行課后計(jì)算并體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)中。根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn),相較于未解析或未演算LD50公式的實(shí)驗(yàn)課,學(xué)生的熱情更高、專注力更強(qiáng)、體驗(yàn)感更佳。

4 重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分,引導(dǎo)學(xué)生寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告有利于提高學(xué)生分析和思考問題的能力,培養(yǎng)其踏實(shí)仔細(xì)、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)精神。經(jīng)過數(shù)次藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)課,學(xué)生可以從實(shí)踐中總結(jié),將總結(jié)用以實(shí)踐,形成一個(gè)良性循環(huán),對(duì)其未來進(jìn)一步的科研學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。學(xué)生需要認(rèn)識(shí)到,好的科學(xué)研究應(yīng)具有良好的可重復(fù)性/可重現(xiàn)性/可再現(xiàn)性[9],“好記性不如爛筆頭”,寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性具有重要意義,為后人在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開展研究工作提供指導(dǎo)。此外,實(shí)事求是地寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告有利于提高學(xué)生自身的學(xué)術(shù)道德約束能力,有利于潛移默化地教育學(xué)生以避免在未來發(fā)生學(xué)術(shù)不端現(xiàn)象。

一般來說,學(xué)生從高中起就接觸過少量實(shí)驗(yàn)課(例如生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課),對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的結(jié)構(gòu)組成已有大概認(rèn)識(shí)。但是藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有自己的特色。教師需要有針對(duì)性地做出強(qiáng)調(diào),比如動(dòng)物的記錄要素包括:動(dòng)物名稱、性別、體重、年齡、給藥前后動(dòng)物的狀態(tài)等;藥物的記錄要素包括:藥物名稱、給藥劑量、配制濃度、給藥方式等。學(xué)生記錄時(shí)根據(jù)需要可以輔以表格、模式圖等。

筆者認(rèn)為,除了強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性,還要重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告的分析討論精神,這有利于為學(xué)生今后的科研學(xué)習(xí)培養(yǎng)良好的思考習(xí)慣。在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)問題的分析討論方面,藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有很好的優(yōu)勢(shì),可以分析討論的點(diǎn)非常多,包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理、數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)象分析等。為了引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果,教師不能把分析討論環(huán)節(jié)僅作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的任務(wù)扔給學(xué)生,而要從實(shí)驗(yàn)課的課堂上做起,使學(xué)生在課下撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí),可以更加順暢地發(fā)起思考,比如基于目前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果可以得出什么結(jié)論?對(duì)于失敗的實(shí)驗(yàn)其可能的原因是什么?學(xué)生最終形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。需要指出的是,教師應(yīng)當(dāng)及時(shí)了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容,根據(jù)效果有針對(duì)性地調(diào)整下一次實(shí)驗(yàn)課中需強(qiáng)調(diào)的要點(diǎn),形成一個(gè)良性循環(huán)。

綜上所述,藥理學(xué)是醫(yī)藥院校重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。教師要充分利用好藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神,積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,激發(fā)學(xué)生的思考活力,為學(xué)生今后的科研學(xué)習(xí)埋下興趣的種子,為培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型的醫(yī)學(xué)科研人才奠定良好的基礎(chǔ)。