自主设计在药理学实验教学中的应用

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自主设计在药理学实验教学中的应用

摘要:自主设计实验对学生科研能力、创新能力等综合素质及能力的培养具有重要作用,然而,在教学实践中由于受到各种因素的限制,影响了教学效果。文章从专题讲座、自主选题、开题报告、实验操作、论文撰写及对教师的要求等方面总结吉林大学药理学自主设计实验的实践经验,分析存在的问题,提出解决思路,为更好地开展药理学自主设计实验提供参考。

关键词:药理学;实验教学;教学改革;自主设计实验

面对新时期高素质人才的需求,如何转变教育理念,构建知识、能力、素质三位一体的卓越医学人才培养模式是摆在医学教育工作者面前亟待解决的问题。药理学实验教学是理论知识和实践相结合的重要环节,是全面提高学生综合素质的有效途径。然而,传统药理学实验以验证性实验为主。在此教学模式中,学生始终处于被动地位,不能充分调动主观能动性,更缺乏对独立思考能力、独立实践能力及创造力的培养[1]。自主设计实验作为实验教学改革的重要形式,近年来在各学科的实验教学中被广泛应用,对启发学生的创新思维、培养学生的科研意识、提高学生分析问题和解决问题的能力具有极其深远的意义[2]。吉林大学药理学自主设计实验始于2010年,授课对象是临床医学实验班的学生,主要采用学生自主选题、自主设计、开题报告、自行操作、结题答辩、撰写科研论文的模式。经过近十年的实践和不断改进,取得了满意的教学效果,积累了宝贵的经验。

1开设专题讲座,指导学生开展自主设计实验

1.1开设讲座的必要性。学生首次接触药理学自主设计实验,往往比较茫然,不知从何处着手。因此,通过专题讲座使学生熟悉自主设计实验基本知识十分必要。教师在讲座环节介绍查阅文献的基本技巧及常用网址、开题报告及结题答辩的基本格式和基本要求、科研论文的书写格式和基本要求;通过案例讲述实验设计的基本思路、基本流程和实验操作的注意事项。

1.2讲座内容。讲座中还有两个环节必不可少。其一,介绍实验室的仪器设备及可开展的实验类型。如果缺少这一环节,学生往往会根据自己的兴趣漫无边际地的设计实验,最后可能设计出无法实施的实验内容,进而影响教学效果。其二,教师要阐明分组的意义及小组和个人的考核方法。合理分组是学生完成任务的关键,分组时主要考虑小组人数和小组成员构成两方面。小组人数以3-5人为宜,人数过多会影响学生的参与度,也会使操作现场过于混乱。小组成员要遵循组内存异、组间平衡、优势互补的原则,鼓励学生以完成小组共同目标为前提,增强合作意识。

2学生自主选题,充分调动主观能动性

在教学中,我院一直采用学生自主选题、自主设计、自行操作的模式。这种教学模式因其诸多优势,受到学生的普遍欢迎,当然也有不足之处[3]。

2.1学生自主选题的优势。①在整个实验过程中,学生处于主导位置,每一次成功都会获得极大的成就感,提高了自身对科研的兴趣。在实验失败时,会竭尽全力通过多种途径寻求解决办法,而不会轻易放弃。②自主选题可拓宽学生选题范围,一方面可避免雷同,另一方面,在开题及结题答辩交流环节,每组学生之间进行充分讨论,学生不但熟悉自己设计的内容,也会了解其他组的实验情况,从而拓宽了视野。

2.2自主选题的不足。当然,学生自主选题也有不足之处:①由于受到专业知识及科研能力的限制,学生往往更愿意选择贴近生活或自己熟悉的主题,因此,选择的主题可能会缺乏深度。调查发现,约85%以上的学生选择贴近生活或对生活具有指导性的主题,选择理论上有一定难度和深度主题的学生不足15%。然而,兴趣是最好的老师,如果能够通过自主设计实验培养学生的科研兴趣,让更多的学生愿意从事科学研究,这可能比发表文章更有意义。②学生选题过于分散,所需的药品和试剂也各不相同,长此以往会造成巨大的浪费。在学生选题的后期,教师可引导他们在原有实验主题的基础上进行发展和创新,这样不但可以拓展研究内容,增加实验的延续性,而且可以减少药品的闲置浪费。

3教师在开题报告环节中的角色定位

在开题报告环节,每组学生选择一个代表就课题的研究背景、仪器和材料、实验方法、预期结果和计划进度进行阐述,并与其他学生展开充分讨论,使实验设计更加完善。教师在此过程中只起到指导作用,不参与讨论。因为教师一旦参与过多,学生就不再踊跃发言,难以起到锻炼学生的作用。当然如果学生讨论偏离主题太远,教师也要适当提醒,使讨论回归主题;如果讨论不能顺利进行时,则指导学生就哪些问题继续查找文献,以期完善实验设计。教师在此环节的主要任务是把握实验设计的科学性和可行性,如有问题要及时予以指导,以免影响实验的后续进展。此外,所有指导教师担任评委,根据课题设计的创新性、可行性、科学性、报告者语言表达能力及学生对问题的回答情况等做出综合评定,并按比例计入自主设计实验的总成绩。

4实验操作环节的经验与思考

由于实验项目多,在实验室开放过程中,对实验室的管理、实验室的安全保障、实验试剂及药品的保管提出了巨大挑战,需要行之有效的管理方法和执行措施。学生和教师分工合作,各司其职。为保证实验操作的顺利进行,每组配备了一名专门的实验员和教师。实验员主要负责药品及试剂的订购、保存及实验室安全;为了减少学生寻找药品的时间以及正确使用实验仪器,避免造成实验过程中的混乱,实验员在实验前将小组所需的试剂准备齐全;并在实验仪器旁标出仪器的名称、应用范围、使用时的注意事项等,便于学生随时查阅。实验完全由学生独立操作。若学生遇到困难,鼓励小组讨论解决,必要时教师可进行适度指导,但不能代替学生进行操作;在实验过程中,教师注重学生基本科研素养及实事求是的科研态度的养成,规范实验记录的书写。由于参与实验的学生人数较多,为了避免实验室的混乱和拥挤,实验操作分批进行。实验室还划分了功能区,各组学生分工合作、各尽其责,有条不紊地进行实验。此外,由于学生实验技术不够熟练,原本要求在8学时内完成的实验方案,结果操作当天大多数学生进行到很晚,造成诸多安全隐患。为此实验室规定,如果实验不能在规定时间内完成,经教师同意,与实验员预约,可在约定的时间进行补做。而且,为了提高实验的成功率,鼓励学生在正式实验前进行预实验,根据小组设计的内容进行针对性的练习。

5论文撰写的经验与思考

实验结束后,每组学生对实验数据进行归纳、整理和统计学分析,查阅文献,撰写科研论文,并由教师进行批阅、指导。通过这样的方式不但可以提高学生对于科研的认识、熟悉科技论文的写作要点和格式,而且,若得出好的结果,可用于投稿。在我校8年制学生自主设计实验中,每学期有1-2组学生的论文达到投稿水平。学生在撰写论文过程中普遍存在以下问题:①学生对于科研论文写作基本格式掌握不熟练,论文格式不规范;②论文摘要部分不知从何着手,更不能突出实验成果;③实验方法部分过于繁琐,不会精炼,容易写成实验步骤或试剂说明书;④讨论内容不够深刻,不知如何切入或从哪些方面逐层展开讨论,容易写成实验注意事项。因此,需要花费学生和教师的大量时间,修改多次才能达到要求。而且,自主设计实验周期较长(2.5个月),实验完成时正赶上期末复习,学生没有更多的时间投入论文写作,往往草草了事,使学生和教师的参与热情受到明显的影响。因此,为了提高学生论文的写作质量,有必要开设关于论文写作的专题讲座,以发表的论文为例讲授科技论文的写作技巧[4]。同时鼓励学生多阅读文献、养成追踪科研热点和科学前沿的习惯。

6对教师能力和素质的要求

由于自主设计实验的开放性和广泛性,需要拥有教学水平好、实验技能高、综合素质优的师资队伍。因此在药理学自主设计实验教学法背景下,要求教师具备以下三方面的素质:①具备与时俱进的先进教学理念。自主设计实验是一种在我国医学教育领域内尚处于摸索尝试阶段的教学法,在其背景下,教师在教学过程中不仅是传授知识,更重要的是发挥引导和启示作用。教师在教学过程中不再是中心地位,应学会以合作伙伴的身份驾驭整个教学过程。②具备扎实的药理学及其他相关医学专业知识,树立终身学习的坚定理念。教师应努力提高自身科研思维能力,把握学科的前沿知识。只有教师勤于学习、不断完善知识结构,才能适应自主设计实验教学法对教学理念、教学方法改革的要求,才能更好地指导学生自主性的设计实验,满足教学需要,起到教学相长的作用[5]。③具备强烈的教育责任感与使命感。在教学过程中,教师需要花费大量时间和精力去做前期准备工作。这些教学任务的优质完成有赖于教师的教育责任感及由之形成的教育信念。总之,自主设计性实验作为实验教学改革的一个方向,将学生作为主体,使学生由被动学习转为主动学习,有效地调动了学生的积极性。学生在实践中模拟了科学研究的整个过程,极大地提高了学生的独立分析问题、解决问题及科研思维能力[6]。因此通过不断积累经验,完善相关环节,以期培养出更多优秀的高层次医学人才。

参考文献:

[1]尤婷婷,陈博,邹丽宜,等.培养药学专业应用型人才的药理学实验教学改革与探索[J].中国高等医学教育,2014,(9):55-57.

[2]李长征,黄少慧.通过自主设计实验,培养学生创新能力[J].医学信息,2010,23(8):2535-2536.

[3]杨玉,刘明远,赵锦程,等.卓越医师培养中药理学实验教学改革的研究与实践[J].继续医学教育,2017,31(4):19-21.

[4]王瑞芳,王雁梅.药理实验课改革尝试与思考[J].继续医学教育,2014,28(10):58-60.

[5]朱蕾,叶菜英,张德昌.医学八年制药理学实验教学改革的探索与思考[J].基础医学与临床,2014,34(11):1594-1596.

[6]王垣芳,孙红柳,李庆忠.变验证性实验为设计性实验的药理学实验教学改革探讨[J].基础医学教育,2018,20(2):111-113.

作者:纪影实 靳英丽 张明 关凤英 魏征人 石卓 单位:吉林大学基础医学院药理学系