摘 要 本研究旨在探索以問題為基礎的教學法(PBL)與探索性實驗教學相結合的藥理學實驗教學改革模式,以提升學生的創新能力、科研素養及團隊合作能力。傳統藥理學實驗教學模式以驗證性實驗為主,學生被動接受知識,難以激發其自主學習能力和創新實踐能力。為應對這一挑戰,本研究將PBL與探索性實驗教學相結合,強調學生的自主參與,培養其解決實際科研問題的能力。教學效果評價通過問卷調查進行,結果顯示,該教學模式顯著增強了學生對理論知識的理解、創新思維、動手實踐能力、團隊協作意識等。本研究表明,PBL與探索性實驗教學的結合能夠有效提升藥理學實驗教學質量,培養適應新時代醫藥行業發展的創新型人才。
關鍵詞 藥理學實驗;實驗教學;教學改革
中圖分類號:G642 " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼:A " " DOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2025.04.022
Research on the Reform of Pharmacological Experiment Teaching Combining PBL with Exploratory Experiments
HUANG Juyang, ZHANG Shaobao, LYU Yanrong
(Experimental Center, School of Pharmaceutical Sciences (Shenzhen), Sun Yat-sen University, Shenzhen, Guangdong 518107)
Abstract This study aims to explore a reformed teaching model for pharmacology experiment by integrating Problem-Based Learning (PBL) with exploratory experiments to enhance students' innovation capabilities, research literacy, and teamwork skills. Traditional pharmacology experiment teaching mainly relies on confirmatory experiments, where students passively receive knowledge, making it difficult to foster autonomous learning and innovative practical skills. To address this challenge, this study combines PBL with exploratory experiment teaching, emphasizing students’ active participation and developing their ability to solve real scientific research problems. The teaching effectiveness was evaluated through a questionnaire survey, which showed that the new model significantly enhanced students' understanding of theoretical knowledge, innovative thinking, practical skills, and teamwork. This study demonstrates that the combination of PBL and exploratory experiment teaching can effectively improve the quality of pharmacology experiment teaching and cultivate innovative talents to meet the demands of the rapidly evolving pharmaceutical industry.
Keywords pharmacology experiment; experimental teaching; teaching reform
藥理學作為一門應用性、實踐性很強的橋梁學科,其內容涉及多門學科的基礎理論知識,比如生理學、病理生理學、免疫學、實驗動物學等。藥理學實驗教學是理論知識和實踐相結合的重要環節。藥理學實驗一方面可驗證和強化藥理學理論知識,增強學生對理論知識的理解,另一方面,還鍛煉了學生的實踐操作技能、分析和解決問題的能力,對培養學生的創新意識和創新能力具有重要意義。然而,傳統的藥理學實驗教學模式以驗證性實驗為核心,教師在課前詳細闡述實驗目的、原理、步驟、注意事項,學生則按照給定的實驗流程,按部就班地操作即可完成實驗。盡管這種模式有助于對藥理學基礎理論和知識的理解和驗證,但其教學形式較為單一,學生在課堂中處于被動地位,不能充分調動其主觀能動性,更談不上對獨立思考能力、獨立實踐能力及創新思維和創新能力的培養[1]。黨的二十大報告提出,要加快建設教育強國、科技強國、人才強國,堅持為黨育人、為國育才,全面提高人才自主培養質量,著力造就拔尖創新人才,聚天下英才而用之[2]。培養藥學拔尖創新人才,是新時代“健康中國”建設面臨的挑戰。傳統藥理學實驗的教學效果已難以滿足新時代對高水平拔尖創新藥學人才的需求。
1" 以問題為基礎的教學法
以問題為基礎的教學法(Problem-Based" Learning,PBL)是一種以學生為中心的教學方法,通常以小組形式進行學習,能夠有效培養學生的團隊協作能力、溝通技巧和研究能力,同時增強學生的批判性思維及解決問題的能力,這些技能對于終身學習至關重要[3]。在PBL教學中,教師的角色由知識傳授者轉變為學習促進者,而學生通過自主驅動的學習方式,擺脫了傳統實驗教學中被動接受知識的局面。這種教學方式不僅提升了學生的學習興趣,還增強了他們的積極性與自主性。學生發現問題并結合實際實驗加以驗證,不僅深化了對書本知識的理解,還促進了創新實踐能力的培養。他們對科研的重要性逐漸產生深刻認識,科研素養也得到進一步提升。
2" 探索性實驗教學
探索性實驗教學是一種開放式的實驗教學方法,目前被廣泛認為是培養學生創新能力的有效途徑之一。該教學模式強調科學原理形成過程的重要性,注重教學內容的呈現方式,強調過程導向,主張在教師引導下以學生為主體,通過激發學生自主學習和探索的動機,引導其體驗獨立研究的過程。探索性實驗的實施與實際科研過程高度一致,學生自發組成實驗小組,查閱文獻、選題、設計實驗、開展實驗,并對實驗結果進行分析,最終完成論文答辯[4]。通過參與探索性實驗,學生初步體驗了科研工作的全過程,有助于培養嚴謹的科學態度、細致的工作作風以及勤奮刻苦的學習習慣。此外,探索性實驗教學能夠提升學生的創新能力、自學能力、動手操作能力、科學思維能力及語言與書面表達能力,為今后的科研工作奠定堅實的基礎。
3" 結合PBL和探索性實驗教學的藥理學實驗教學模式的實施
鑒于上述教學現狀,中山大學藥學院(深圳)的藥理與毒理學教研室聯合實驗中心開發了一套新的教學模式,即將PBL與探索性實驗教學相結合,應用于藥理學實驗課程的改革。該教學模式以學生為主體,學生在教師的引導下自主提出科學問題,再通過探索性實驗對科學問題進行驗證,一方面增強了動手實踐能力、分析問題和解決問題的能力,另一方面培養了創新思維和創新能力。具體實施方案如下。
3.1" 實驗課前
實驗對象為藥學院2021級藥學專業的本科生。在實驗課前,教師首先講授當前藥理學領域的研究熱點、前沿方法和技術等。隨后,教師隨機將學生分成若干小組,每組3至4人,各小組查閱文獻,初步確定實驗選題并設計實驗方案。學生根據實驗方案制作PPT,內容包括研究目的、研究內容、研究方法、試劑和耗材、儀器和設備、原始記錄表格等。由指導教師與學生代表組成評議組,每小組選派一名學生向評議組進行匯報。由評議組進行提問并給出改進建議,使實驗方案更加合理。最終根據學院教學實驗室的實際條件,選定2至3個實驗設計方案實施。
3.2" 實驗課中
在實驗課中,全班學生根據最終選定的實驗方案開展正式實驗。實驗教輔老師負責提前準備實驗所需的動物、試劑和耗材,調試好相關的儀器和設備,并對實驗中難度較高、較復雜的操作進行示范和指導,以確保實驗的成功。各小組成員在實驗中分工合作,相互配合,以確保實驗的順利進行。
3.3" 實驗課后
實驗結束后,學生對實驗結果和數據進行統計分析,并撰寫實驗報告。各小組選擇一名代表向全班匯報實驗結果,并對實驗數據進行詳細分析。在匯報結束后,其他組的學生可以自由提問并參與討論。最后,教師對各組的實驗結果進行點評與總結,鼓勵學生將實驗成果撰寫成科研論文,從而進一步鞏固其科研能力與寫作技能。
4" 結合PBL和探索性實驗教學的藥理學實驗教學效果評價
2023年12月,教研室自主設計了一份調查問卷,針對2021級藥學專業的100名本科生進行了匿名調查,旨在評估藥理學實驗課程的教學效果。該問卷包含9個選擇性問題,要求學生評價PBL和探索性實驗的結合在增強理論知識理解、拓寬知識面、提高學習積極性、培養自學能力、科研意識、創新能力、團隊合作能力、文獻檢索與整理能力,以及論文了解和撰寫能力等方面的作用。此外,問卷中設有兩個多選題,旨在了解探索性實驗教學中存在的問題。共發出100份問卷,回收有效問卷99份,有效回收率達到99%。
調查結果顯示,94%的學生認為PBL和探索性實驗結合有助于增強自身對理論知識的理解,100%的學生認為其拓寬了知識面,96%的學生表示提高了學習積極性。關于自學能力、科研意識、創新能力及團隊合作能力的培養,分別有99%、94%、95%和96%的學生表示受益。學生認為在文獻檢索和整理能力、論文了解和撰寫能力提升上有收獲的占比是100%和96%。此外,所有受訪學生均認為教師的指導對他們設計和實施探索性實驗方案具有重要幫助。同時,問卷調查結果還反映出一些問題,學生普遍反饋探索性實驗耗時較長,并有部分學生建議延長實驗時間,以便增加動手操作的機會,期望能實施所有的實驗方案。
5" 對結合PBL和探索性實驗教學藥理學實驗教學的思考和建議
在本次藥理學實驗課程教學改革中,PBL與探索性實驗教學相結合取得了較好的教學效果,有效地提高了學生的學習積極性和主觀能動性,培養了學生的創新思維和科研意識。
結合PBL和探索性實驗的教學活動以學生為主體,培養學生的自主意識、科學思維和團隊合作精神,增強其獨立實踐能力,從而實現學習與思考的有效結合,以及理論學習與實踐探索的深度融合。由于這種教學模式與實際科研過程高度一致,學生通過這種教學模式的鍛煉,能夠初步掌握基本的科研方法,熟悉科研流程,具備一定的科研思維,激發科研興趣,為學生未來從事相關工作或繼續深造打下堅實的基礎[5]。
PBL與探索性實驗教學相結合,對教師也提出了更高的要求。首先,教師應進一步提升自身的科研水平與指導能力,以更好地為探索性實驗教學實踐提供智力支持[6]。在教學中,學生通過查閱文獻提出科學問題并進行大膽設計,教師要對實驗方案提出意見和建議,并評判實驗方案的合理性、可行性,因此教師必須具備扎實且豐富的專業知識。其次,從調查問卷的結果來看,教師需對探索性實驗的課時進行進一步優化調整,在確保學生掌握基本實驗知識與操作技能的基礎上,盡可能增加探索性實驗的比例,為學生自主學習創造更多機會。同時,教師也可考慮引入虛擬實驗等新形式,以突破教學時間和實驗室空間的限制,以滿足學生自由探索的需求。最后,對于基礎扎實、科研興趣濃厚的學生,教師應積極發掘、鼓勵并指導他們利用課余時間開展科研創新活動,形成一條完整的創新人才培養鏈條[7]。
PBL與探索性實驗教學相結合的教學模式,對學校也提出了一系列的要求。首先,學校要加大對本科實驗教學的經費投入,增加實驗動物、試劑耗材的經費,并完善相關制度;其次,要強化教學實驗室建設,增加教學設備的種類和數量,如果條件允許可開放科研平臺的儀器供本科實驗教學使用,保障學生實驗課題的開展不受實驗室硬件條件的限制;再次,要完善實驗室開放制度,增加課余開放時間,保障探索性實驗不受課時的限制。最后,還要加強實驗室安全教育,保障學生的實驗安全。
6" 結語
藥理學實驗是一門培養學生藥理學及藥物毒理學基本實驗技能和實驗設計能力的課程,將PBL與探索性實驗教學相結合,能夠從根本上變革學生的學習方式。學生不僅是在解決自主提出的問題,還是在主動構建知識框架和應對未知挑戰的過程中培養創新思維和科研能力。PBL的引入使學生成為知識的探究者,而非被動接受者,探索性實驗教學則為他們提供了實踐和試錯的機會,兩者相輔相成,營造出一種更為動態的學習環境。這種教學模式不僅推動了學術創新,還能幫助學生在科學研究、團隊協作以及復雜問題解決中獲取關鍵能力,最終塑造出適應醫藥領域需求的創新型人才。
通信作者:張少寶
基金項目:中山大學教學質量與教學改革工程基金資助項目(中大教務〔2023〕207號)。
參考文獻
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