創新性實驗在藥理學實驗教學中的應用與探索

李翔 鐘愷 胡玨 鄭鳴之 朱一亮 葉夷露 楊元宵

杭州醫學院基礎醫學與法醫學院藥理學教研室，杭州 310053

藥理學主要研究藥物與機體(包括病原體)相互作用的規律和原理，是基礎醫學、藥學和臨床醫學之間的橋梁學科，也是臨床醫學、醫學影像學、藥學、護理學等專業的主干課程。藥理學是實踐性和應用性很強的學科，實驗教學是藥理學課程教學的重要內容，是理論知識和實踐操作相結合的重要環節。然而，傳統的藥理學實驗教學多為驗證性實驗，學生根據講義內容和規定的實驗步驟，按部就班地開展實驗操作，然后得出事先知道的實驗結果，最后完成實驗報告。驗證性實驗有助于學生鞏固課本知識，但很難調動學生學習的積極性和主動性，無法培養學生的創新意識和科研思維。

2007年，教育部和財政部印發《關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》(教高〔2007〕1號)，要求高校大力加強實驗、實踐教學改革，支持優秀學生進行創新性試驗，促進學生自主創新興趣和能力的培養。同年，教育部啟動了國家大學生創新性實驗計劃，倡導以本科學生為主體的創新性實驗改革，旨在探索并建立以問題和課題為核心的教學模式[1]。杭州醫學院基礎醫學與法醫學院藥理學教研室從2018年春季學期開始，在藥學本科專業學生的藥理學課程實驗教學改革中，積極探索開展創新性實驗教學，實驗課總共32學時，其中16學時進行創新性實驗教學的實踐，以培養學生的創新意識和科研思維，提高學生發現問題和解決問題的能力[2]。

1 創新性實驗教學的組織與實施

1.1 開設專題講座

開設創新性實驗選題和設計專題講座，向學生全面介紹創新性實驗開展的目的、意義、方法、路徑、流程和具體要求，讓學生充分了解創新性實驗，自覺、自主參與創新性實驗教學，培養自身的創新思維和科研意識[3]。重點講解創新性實驗的特點與意義、選題基本原則、實驗設計常識、學術規范和實施流程等5個方面的內容。

1.2 開展實驗技能培訓

掌握實驗知識和實驗技能是開展藥理學實驗的前提和基礎。一方面，通過藥理學SPOC平臺將實驗操作視頻推送給學生，讓學生自學、預習；另一方面，在驗證性實驗教學過程中，開展有針對性的培訓。結合教學大綱要求，重點就動物實驗相關技能進行強化培訓，包括動物的抓取、固定、編號、給藥、麻醉、采血、手術操作等。

1.3 自主選題設計實驗方案

將每個小班(30人左右)分成8個實驗小組，各組利用2～3周時間查閱文獻，學生以小組為單位組織集體研討，初步確定小組的實驗選題并設計創新性實驗方案。任課教師提供針對性的指導，各組學生根據教師的意見，補充完善實驗方案。1周后，各小組將實驗方案以PPT的形式在班級內進行匯報展示，全體師生圍繞實驗方案開展討論分析，最后根據方案的創新性、可行性、完整性等進行投票，最終選定1個實驗方案進行創新性實驗。

1.4 開展創新性實驗和論文撰寫

按照選定的實驗方案，學生自主進行預實驗，任課教師和實驗員從旁觀察和指導，檢驗實驗設計的科學性和可行性，進一步探索最佳實驗條件、完善實驗方案。然后，全班分組進行正式實驗，小組成員分工負責、相互配合開展實驗；各組學生根據實驗獲得的結果進行數據分析，并撰寫小論文，制作實驗課程匯報PPT。最后，各組進行匯報，展示實驗成果，交流心得體會，提出今后開展創新性實驗的建議和意見，任課教師進行點評和總結。

2 創新性實驗教學效果評價

2022年6月，課題組自主設計調查問卷，在實驗課程教學結束后利用問卷星對2020級藥學本科專業2個班級的57名學生開展匿名調查。其中，教學效果評價調查共設置7個選擇性問題，請學生就創新性實驗的實驗倫理、實驗設計、實驗準備、實驗完成度、實驗結果的可靠性、實驗過程的團隊合作性、實驗的鍛煉價值做出評價。采用李克特量表，評價分為“非常滿意”“滿意”“一般”“不滿意”“非常不滿意”5個等級。量表總體的克朗巴赫系數為0.916。另有2個問題設置為多選形式，主要了解創新性實驗教學中存在的問題和學生在創新性實驗中的主要收獲。總共發出問卷57份，回收有效問卷54份，有效問卷回收率94.7%。

2.1 學生對教學滿意度的評價

學生普遍認為創新性實驗教學對自身有很高的鍛煉價值，這一問題的滿意度(選擇“非常滿意”和“滿意”的學生占比)高達94.4%(51/54)。學生對實驗教學中的實驗倫理、實驗完成度和團隊合作性的總體滿意度均超過90.0%，對實驗準備、實驗設計、結果可靠性的總體滿意度為分別為88.9%(48/54)、85.2%(46/54)和83.3%(45/54)。由此可以看出，學生對創新性實驗教學的整體設計、實施過程、教學體驗、結果反饋，以及自身在實驗過程中的表現和收獲都較為滿意，學生對創新性實驗教學的總體滿意度(選擇“非常滿意”和“滿意”的學生累計占比)為89.7%(339/378)，這說明學生對創新性實驗教學認可度很高。調查中認為“教師指導不給力”的學生人數為0，這說明學生對教學過程中任課教師的表現表示認可。

2.2 創新性實驗教學的成效

調查結果顯示，學生認為實驗教學對其查閱資料、論文寫作能力提升和團隊合作水平提高有幫助的占比分別是94.4%(51/54)、96.3%(52/54)和92.6%(50/54)；學生認為對發現問題能力和培養科學思維有幫助的占比分別是81.5%(44/54)和83.3%(45/54)；學生認為在分析判斷能力提升上有收獲的占比是77.8%(42/54)。由此可見，創新性實驗教學在培養學生科研創新能力方面發揮了較好的作用。從查閱文獻、自主選題、設計方案到實驗操作、數據分析、論文撰寫，這一系列的工作都需要組員的共同參與，很好地培養了學生的團隊合作精神；創新性實驗與傳統驗證性實驗最大的不同在于它的未知性和探索性，實驗的整個過程很好地鍛煉了學生分析問題和解決問題的能力。

2.3 創新性實驗教學中的問題

問卷調查結果顯示，學生反映最多的問題是創新性實驗加重了課業負擔，有40.7%(22/54)的學生持此觀點。的確，創新性實驗除了要利用正常的上課時間之外，還需要占用學生較多的課余時間，甚至節假日時間。27.8%(15/54)的學生希望能夠有更多的動手操作機會；25.9%(14/54)的學生希望團隊成員能夠更加認真地投入；還有11.1%(6/54)和14.8%(8/54)的學生希望進一步優化課程設置和學時安排。回顧近5年的實驗教學歷程，總結教學經驗，發現學生的創新意識、理論基礎、鉆研精神和指導教師的科研能力、學術水平、奉獻精神，是影響創新性實驗教學成功與否的關鍵因素，同時這也是最值得改進和加強的方面。此外，教學科研實驗室的開放程度、教學實驗經費的投入、學校整體的科研創新氛圍、學生學業評價體系的優化等因素，也在一定程度上制約或影響了創新性實驗教學的開展和深化[4]。

3 創新性實驗教學的思考與建議

3.1 從學生的維度看，要進一步強化自主性

學生是教學活動的主體，創新性實驗教學以自主探索為基礎，廣大學生要進一步強化自主意識、科學思維、實踐能力和團隊合作精神，做到學習與思考相結合，理論學習與實踐探索相結合，階段學習與學業規劃相結合，個人自主與團隊合作相結合。學有余力的學生經過初步學習掌握基本科研方法、產生科研興趣之后，要通過申報學生科研創新項目、參加學科競賽進行鞏固和提升，這樣可以更好地促進其專業課程的學習，也可以為其將來的工作或繼續深造奠定堅實的基礎。

3.2 從教師的維度看，要進一步強化延續性

首先，教師要提高自身的科學研究水平和指導學生開展科研探索的能力，為創新性實驗教學實踐賦能[5]。其次，教師要進一步深化實驗教學改革，探索實驗教學的翻轉課堂，開展虛擬實驗等，優化調整創新性實驗教學學時，合理安排實驗教學。最后，教師還應當發掘、鼓勵、指導學習基礎扎實、科研興趣濃厚的學生利用課余時間繼續開展科研創新活動，參與課外育人工作，形成一條創新人才培養鏈[6]。

3.3 從課程的維度看，要進一步強化拓展性

進一步深化實驗課程改革，在確保學生掌握基本實驗知識、操作和方法的基礎上，盡可能多地安排創新性實驗教學，為學生自主學習、創造性學習拓展時間和空間；建議大部分驗證性的實驗可以用視頻學習、翻轉課堂、虛擬實驗等形式代替。創新性實驗教學可以向生理學、醫學機能實驗學、生物化學等醫學基礎課程拓展，在本科低年級學生的教學中注重引導、激發學生的學科興趣，重視特定學科研究方法的感受與訓練，構建有利于創新人才培養的實驗課程體系[7]。

3.4 從學校的維度看，要進一步強化系統性

學校要加大對本科教學的經費投入，加強教學科研實驗室建設，健全完善實驗室開放制度，為創新性實驗教學和學生科研創新活動提供有力保障。以新時代教育評價改革為契機，深化學生評價改革，引導和鼓勵更多的優秀本科生參與科研創新活動；深化教師評價改革，突出教育教學實績，引導和鼓勵更多的教師參與指導學生科研、競賽。以低年級學生全員、多課程開展創新性實驗教學為基礎，支持中高年級學生參與科研項目研究、學術科技競賽、發表學術論文，全面提升科研創新意識與能力，完善學校的創新人才培養體系。

4 結語

創新性實驗在學校藥理學實驗教學中的應用已滿5年，涉及5屆藥學本科專業近300名學生。本研究只對2020級藥學本科專業的2個班級學生進行了問卷調查，樣本量較小，且問卷主要調查了教學滿意度，具有一定的局限性。后續研究中將會把創新性實驗教學向更多本科專業的藥理學實驗課拓展，并對采用不同教學模式的學生進行對照研究；不斷總結教學經驗，優化教學設計與組織，提高實驗教學效果，更好地培養學生的創新意識和科研思維，提高學生發現問題和解決問題的能力。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻聲明李翔、楊元宵：論文撰寫；李翔、鐘愷、胡玨、楊元宵：創新性實驗研究的設計和實施；鐘愷、鄭鳴之：問卷調查實施；朱一亮、葉夷露：數據統計分析