自主設計性實驗在藥理學教學中的探索與實踐

張曉英，趙 勤，張致英，李 捷，冀 旭，孫芳云

（西藏民族大學，陜西 咸陽 712082）

藥理學是高等醫學院校基礎醫學、臨床醫學等專業的一門主干課程，具有很強的理論性和實踐性。因此，在注重理論教學的同時，更要加強學生實驗、實踐能力培養[1]。實驗課是連接理論與實踐的紐帶，是教學的重要環節。傳統藥理學實驗以驗證性實驗和演示性實驗為主，課前教師布置實驗內容，課中學生按照預先設計好的實驗方案進行實驗，是一種“從課本中來，到課本中去”的教學模式。此類實驗注重培養學生基本實驗方法和操作技能，并驗證理論課所學的重要知識。實驗之后學生最大的收獲是對一些理論課上的難點問題有了更清晰的理解，這也是驗證性實驗的最大優勢所在，在藥理學教學中發揮著不可替代的作用。然而，不足之處也十分明顯，學生只是機械重復地完成實驗，不利于發揮主觀能動性，也不利于創造性思維的培養[2]。

為適應醫學行業對創新性人才的特殊要求，結合我校醫學生實際情況以及西藏自治區藏藥發展的特殊優勢，教學團隊在驗證性實驗基礎上進行了自主設計性實驗教學模式探索。我校臨床醫學專業本科藥理學課程共81學時（理論51學時，實驗30學時），實驗學時中24學時為驗證性實驗，6學時為自主設計性實驗，共分為2～3次進行，一般安排在學期中后期。經過幾年的實踐和探索，我們總結了經驗和不足，現報告如下。

1 自主設計性實驗的特點與實施原則

自主設計性實驗是指以學生為主體，由學生對實驗內容和方法進行自主設計，教師輔助學生完成的一種新型教學模式。自主設計性實驗可激發學生主動學習的興趣，提高發現、分析和解決問題能力，培養學生科研實驗能力和創新意識[3]。

在實施自主設計性實驗過程中要始終遵循以下原則：（1）以藥理學理論和實驗教學大綱的知識點為核心；（2）選擇造模、用藥周期相對較短（一般不超過兩周為宜）的實驗項目；（3）利用現有教學資源，選擇學生熟悉的教學儀器，鍛煉能力；（4）鼓勵學生設計與相關學科（如生理學、分子生物學、病原微生物學等）交叉的綜合性實驗。

2 自主設計性實驗實施過程

2.1 實驗前期

介紹實驗設計相關知識：（1）基本內容，包括實驗對象、處理因素和觀察指標；（2）基本原則，包括對照原則、隨機原則、重復原則以及樣本數的確立原則；（3）劑量問題，藥物劑量的設置、換算、計算問題；（4）文獻檢索的方法，中文文獻從中國知網、萬方數據庫檢索，英文文獻從PubMed數據庫檢索，另外學生可通過“丁香園”“小木蟲”等平臺學習相關知識。通過上述知識及文獻準備，學生基本具備了開展科研活動的能力[4]。

2.2 選題

實驗選題是實驗成功的前提，但是對于尚處于醫學基礎課程學習階段的學生來說，從未接觸過科研工作，基礎知識相對薄弱，自行設計實驗有一定難度。因此，教師選擇2～3個大型實驗項目，學生在此基礎上確定一個項目，進行具體實驗方案設計。

2.3 具體實施

設計方案確定以后，學生在任課教師及技術員的指導和協助下進行實驗準備，掌握各種常用溶液的配制方法，熟悉各種實驗操作。此外，雖然自主設計性實驗按照傳統在上課時間進行，但是，實驗開展不拘泥于上課時間。對于實驗步驟較多或所需時間較長的實驗，允許學生在正常上課時間內做實驗，也可以利用課余時間來完成，體現學習自主性。

此外，指導教師要及時掌握實驗進程，糾正學生實驗操作中的錯誤，對難以掌握又關系到實驗成敗的操作技術嚴格把關。無論實驗是否達到預期結果，都要求學生詳細記錄。

3 自主設計性實驗教學實例分享

3.1 利用實驗模型開展自主設計性實驗

“藥物對家兔離體腸平滑肌的作用”是大多數醫學院校開展的實驗項目，實驗選取家兔十二指腸為平滑肌模型，將其懸掛于恒溫水浴槽中，通過生物信號采集系統觀察平滑肌收縮、舒張的波幅，形象直觀。其目的主要是驗證乙酰膽堿可通過激動M受體引起腸平滑肌收縮，阿托品作為M受體拮抗劑可阻斷這一作用，當受體被阿托品阻斷后再加入乙酰膽堿也不能引起平滑肌收縮，而氯化鋇引起平滑肌收縮的作用不是通過激動M受體實現，因而阿托品不能將其阻斷。

實驗過程難度不大，條件可控。因此，我們利用現有的平滑肌模型，讓學生在此基礎上自主設計實驗，通過查閱文獻，設計科學合理的方案，篩選能夠引起平滑肌收縮、舒張的藥物，并分析其作用機制是否與乙酰膽堿、阿托品、酚妥拉明、氯化鋇相似。該類實驗以前期驗證性實驗為基礎，學生操作起來相對容易，是我校早期開展的自主設計性實驗之一。

3.2 開展具有區域特色的設計性實驗

我校雖地處陜西，但隸屬西藏自治區，學校約一半的學生來自西藏各地。眾所周知，高原低壓缺氧是西藏自然環境的特點之一，因此，我們以尋找抗缺氧的藥物為題開展設計性實驗，學生興趣濃厚。

首先，要求學生查閱文獻，結合相關課程知識，建立高原低壓缺氧的動物模型，要注意與病理實驗常壓密閉缺氧不同，本實驗模擬高原低壓缺氧建立急性低壓缺氧動物模型[5]。其次，以低壓缺氧動物模型篩選抗缺氧藥物，設立空白組、陽性藥物組、不同劑量受試藥物組，以及藥物在不同種屬的劑量換算。最后，選擇評價缺氧的指標。

學生提交設計報告，與教師反復討論，最終選用我校低壓模擬氧艙，5 000米海拔大氣壓，建立小鼠急性缺氧模型。同時設立常氧對照組，缺氧對照組，受試藥物大、中、小劑量組，陽性藥普萘洛爾組，給藥時間7天，末次給藥后將小鼠放置低壓模擬氧艙6 h、12 h、24 h，冰浴下取心腦組織及肺組織、胸腺、脾臟，測定乳酸脫氫酶的含量以及胸腺、脾臟指數。

通過開展上述實驗項目，學生掌握了科學實驗的原則和方法，培養了基本科研素養。

3.3 與藥理學理論知識結合，探索大鼠心肌肥厚、心力衰竭模型的建立方法

心肌肥厚是心臟為適應多種生理及病理刺激而做出的代償性反應，持續的心肌肥厚失代償將會出現心力衰竭。藥理學理論中治療心力衰竭的藥物一直是學生學習的難點，究其原因是對心肌肥厚、心力衰竭疾病發病機制理解不透徹。我們通過讓學生查閱文獻，結合理論知識，尋找建立心肌肥厚、心力衰竭模型的方法，從而讓其更好地了解該類疾病發生的機制，幫助理解疾病治療的藥物作用機制[6]。

查閱文獻獲知，建立心肌肥厚模型可利用藥物注射和手術兩種方式，學生要進一步論證每種實驗方法的優缺點是什么以及是否具有開展條件。通過反復討論，學生總結出注射異丙腎上腺素、血管緊張素Ⅱ、苯腎上腺素等藥物可引起心肌肥厚。然而，藥物注射也存在一定局限性，如不能完全模擬生理分泌腎上腺素的過程，如果使用緩釋泵價格又較高。此外，如果只是注射給藥，對于實驗技能培養沒有太大作用。

手術方式有兩種，分別是胸主動脈縮窄法和腹主動脈縮窄法，由于考慮到前者需要開胸，風險較大，我們嘗試縮窄腹主動脈建立心肌肥厚模型。學生從尋找腹主動脈、開口位置、縮窄程度的控制等方面進行大量文獻調研，并最終確定了左腎位置開口、7號針頭去尖磨平與腹主動脈一起結扎造成大約血管70%～80%的縮窄的方法[7]。實驗過程包括麻醉，開腹，尋找左腎、腹腔靜脈、腹主動脈，穿線，結扎，術畢縫合，學生實驗操作技能得到了培養。

本實驗不僅讓學生學會通過查閱資料解決問題的方法，還有效鍛煉了其實驗技能。不少學生反映在實驗過程中體會到了“做手術”的喜悅，同時也對抗心力衰竭藥物作用機理理解更透徹。

4 結語

雖然我校開展藥理學自主設計性實驗已有幾年時間，學生參與度較高，積累了不少經驗，但也存在一些問題。比如，自主設計性實驗周期較長，很多學生反映時間緊迫，心有余而力不足；學生的實驗方案中往往會涉及一些較為貴重的儀器，而一般實驗室不具備，阻礙了實驗方案的順利實施。

總之，開展自主設計性實驗要考慮到學生的興趣、層次、專業方向等問題，不能“一刀切”。因此，藥理學自主設計性實驗教學仍需要不斷改進和探索。管理，2016，2（S1）：50-53.