基于研究的藥學專業(yè)細胞生物學實驗教學初探

摘要:通過驗證實驗、綜合性實驗和自主設(shè)計實驗，分析實驗結(jié)果以及科研論文的撰寫，從而建立科學的思維方式、研究方法、研究態(tài)度和創(chuàng)新精神，最終達到理解如何進行科學研究的目的。

關(guān)鍵詞:實驗教學;研究;初探

一、 引言

實驗研究在藥學專業(yè)研究中占有舉足輕重的地位，對培養(yǎng)有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才具有極其重要的作用，實驗教學質(zhì)量的高低直接影響著創(chuàng)新人才的培養(yǎng) 。而作為我校藥學專業(yè)總體實驗課程改革的先行改革課程，打破原有模式，探索新形式的實驗教學形式勢在必行，同時也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的要求。為此，我們改變了原來實驗課依附于理論課，作為課堂理論的驗證性課程這一模式，獨立設(shè)置了細胞生物學實驗課，以突出實驗環(huán)節(jié)的重要性;并且結(jié)合藥學教學的特點，設(shè)計了以細胞培養(yǎng)為主線的實驗課程，融入驗證實驗、綜合性實驗以及自主設(shè)計實驗環(huán)節(jié)，以提高學生綜合實踐能力和創(chuàng)新能力。

二、 基于研究的實驗教學

“基于研究的教學”是指將教學活動與研究活動密切聯(lián)系起來，教師開展以研究為基礎(chǔ)的教學，學生在教師指導(dǎo)下開展以研究為基礎(chǔ)的學習，師生共同認識現(xiàn)有知識和探究新知識的一種活動。為此，在細胞生物學實驗教學過程中，堅持以研究為主旨，將科學的研究方法、科學的思維方式、科學的態(tài)度以及創(chuàng)新精神引入教學的各個環(huán)節(jié)，以達到學生最終理解如何進行科學研究的目的。具體從以下幾個方面加以實施:(1)實驗課程設(shè)置改分節(jié)上的形式為連續(xù)兩周的實驗課形式，盡可能符合科學研究連續(xù)性的一般規(guī)律，也有利于提高學生的科研積極性。(2)根據(jù)學校具體條件設(shè)置了以動物細胞培養(yǎng)為主線的實驗內(nèi)容，包括了基礎(chǔ)驗證實驗、綜合性實驗以及自主設(shè)計實驗環(huán)節(jié)，由淺入深，逐步達到學生提出問題、分析問題和解決問題的目的。(3)引入科學處理實驗數(shù)據(jù)的方法，強化正態(tài)分布、平均數(shù)、標準差、樣本數(shù)、差異顯著性數(shù)據(jù)分析方法等概念，將統(tǒng)計軟件的實際運用引入到實驗教學中。(4)強調(diào)以論文形式書寫實驗報告。(5)拓展實驗內(nèi)容的實際應(yīng)用范圍和研究價值。

三、 以研究為基礎(chǔ)的實驗教學實踐

為了加強研究為基礎(chǔ)的實驗教學，我們選擇了腫瘤細胞的培養(yǎng)為主線內(nèi)容，包括了細胞的復(fù)蘇、傳代以及凍存過程，要求學生在掌握動物細胞培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計藥物干擾腫瘤細胞生長的實驗，通過腫瘤細胞的增殖抑制率評價藥物干擾的效果。具體分成三大板塊的實驗，即細胞的培養(yǎng)技能、細胞生長曲線的繪制以及干擾腫瘤細胞增殖，三大實驗內(nèi)容既相對獨立又相互銜接。

1. 運用多媒體開設(shè)實驗理論課

由于學生是初次涉足細胞培養(yǎng)，為了能夠順利實施實驗教學內(nèi)容，我們特別設(shè)置了實驗理論課。為了學生直觀地理解細胞培養(yǎng)的整個過程，我們首先借助了多媒體教學設(shè)備，給學生演示了實驗相關(guān)技能整個過程的錄像，再總結(jié)以往學生實驗過程中出現(xiàn)的問題，給予重點、難點內(nèi)容的講解與現(xiàn)場演示。在藥物干擾腫瘤細胞生長的實驗?zāi)K中，要求學生提前閱讀相關(guān)文獻，實驗前的理論課上，學生提出實驗方案與老師討論并加以修改，自主準備實驗所需材料與試劑。

2. 開設(shè)連貫性實驗與自主設(shè)計實驗，提高學生實驗積極性

過去的實驗內(nèi)容大多是不連貫的單獨實驗單元，前后相關(guān)性不大，因此很難讓大多數(shù)學生自始至終保持高昂的情緒。為了改變這種現(xiàn)狀，我們開設(shè)了連貫性的實驗，前期的實驗成果是后續(xù)實驗的材料、前期的實驗技能直接影響后續(xù)實驗的成敗，以此達到學生從實驗開始便全身心投入的目的，提高了學生的積極性。在基礎(chǔ)性與綜合性實驗基礎(chǔ)之上為了培養(yǎng)學生的科研能力，引入了自主設(shè)計實驗方案與實施方案的內(nèi)容，在發(fā)揮主觀能動性的同時，也進一步提高了學生的實驗積極性。

3. 培養(yǎng)學生科研能力

實驗設(shè)計的合理性與方法的可行性直接影響到科學研究結(jié)果的正確與否。在藥物干擾腫瘤細胞增殖這一設(shè)計性實驗中，我們重點探討了對照實驗，包括不加目的物的陰性對照、加已知具有抑制作用藥物的陽性對照以及不加目的物和腫瘤細胞而僅有培養(yǎng)基的空白對照實驗在該實驗中的重要地位，使學生明白如果沒有對照實驗，實驗的數(shù)據(jù)不能說明任何問題，從而也無法給實驗的結(jié)果下結(jié)論。

4. 培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和科學處理實驗數(shù)據(jù)

對于每一次實驗都嚴格要求學生真實地記錄實驗結(jié)果，不能對原始數(shù)據(jù)作任何的人為加工和修飾，用圖和表的形式，科學地表達實驗數(shù)據(jù)。顯微觀察的樣本要求學生客觀地加以描述并挑選具有代表性的圖像作為實驗結(jié)果加以記錄。另外對實驗的樣本數(shù)，要求學生至少做4個平行樣，記錄原始數(shù)據(jù)的同時，引入統(tǒng)計學的處理方法，采用合理的檢驗方法，得出可信的實驗結(jié)論。

5. 以論文形式書寫實驗報告

要求學生在基礎(chǔ)和綜合性實驗環(huán)節(jié)，嘗試書寫一篇論文形式的實驗報告。然后在自主設(shè)計的藥物干擾腫瘤細胞增殖這一實驗中再次進行科研論文寫作的訓練，幫助學生提高科技寫作和表達能力。

四、 實驗教學實踐結(jié)果

通過2006級制藥本科班學生的實踐，每一小組4位同學，共16組都成功培養(yǎng)了腫瘤細胞。學生基本掌握了動物細胞培養(yǎng)的無菌操作、細胞計數(shù)、細胞消化以及細胞凍存復(fù)蘇等關(guān)鍵技術(shù)與難點技術(shù)，掌握了繪制細胞生長曲線的方法。通過課外科研文獻的閱讀總結(jié)、教師點評，完成了藥物干擾腫瘤細胞增殖的實驗方案設(shè)計并將之付諸實施，使學生理解了從實驗設(shè)計到實施的完整過程，并從中體會到對照實驗對結(jié)論的重要性。在論文書寫的過程中初步掌握科技論文的書寫規(guī)范與表達方式，以及運用統(tǒng)計學方法處理實驗數(shù)據(jù)，用t檢驗的方法分析實驗結(jié)果，從而得到相對可信的實驗結(jié)論。通過實踐，由淺入深，由易到難，使學生親身體驗一次完整的科學研究過程，幫助學生樹立嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和正確的科學思維方式。實踐證明，細胞生物學實驗課程的改革為后續(xù)的藥學專業(yè)課相關(guān)實驗課程的改革打下了良好的基礎(chǔ)。

由于該課程的教改是總體藥學實驗課程教改的一個環(huán)節(jié)，所以該課程的教改結(jié)果需要后續(xù)藥學實驗課程的教學結(jié)果來總體評價，并需要多次實踐、多次總結(jié)后才能形成一整套完整的行之有效的教改方案。目前的教改還處于探索階段，存在一些問題，例如如何結(jié)合學生的現(xiàn)有知識，引導(dǎo)學生參考課外文獻，在現(xiàn)有腫瘤細胞增殖抑制率這一單一評價指標上，拓展到多指標的評價體系的建立;如何在后續(xù)藥化實驗基礎(chǔ)上自行合成待篩選的化合物，在上述評價體系上評價，需要在以后的實踐中加以完善。

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基金項目:江蘇省優(yōu)培項目(2080370)，江南大學校級教改項目(81270)

(江南大學醫(yī)藥學院)