许立拔　温玉琴　丘　芬

关于药理开放性实验教育改革的探讨——以罗汉果对糖尿病的治疗研究为例

许立拔温玉琴丘芬

（广西中医药大学，广西 南宁 530001）

传统药理学实验教育模式围绕课堂为中心，主要基于理论教育，多采用验证方式来加强药理学基本原理的理解，教育方式比较被动。药理学实验教育不仅要着眼于学生实验技能的培养，还要注重学生独立思考、自由探索的科学意识的培养，以及从实践中提出问题、分析问题、解决问题的实践能力。开放式实验教育可以激发学生的学习兴趣，培养创新能力、批判思维和团队精神，调动学生的学习积极性，是培养学生创新思维和科学研究能力的较好途径。本文以罗汉果对糖尿病的治疗研究开展开放式实验教学，总结了开放式实验教学的过程和经验，以期对药理学实验教学改革有所探索。

药理学；开放性；实验教学

引言

传统药理学实验教育模式围绕课堂为中心，以实验教材为中心，以教师为中心，主要基于理论教育，多采用验证方式来加强药理学基本原理的理解，实验内容大多纯粹属于验证理论性，教育方式比较被动，大多数学生需要依赖教师的示教操作和详细说明进行实验，依次完成实验操作过程。由于学生没有参加实验设计、预实验、实验准备等前期工作，只参加上课的实验过程，并不了解实验的目的和意义，不知道怎么选择实验、为什么选择这个实验，如何综合分析实验结果等，缺乏解决问题的积极性和能动性[1,2]。这样的实验教育模式不能激发学生的兴趣，学生也没有机会主动思考设计实验，对科学研究能力的培养、创新性科研思维的启发很少。药理学实验教育不仅要着眼于学生实验技能的培养，还要注重学生独立思考、自由探索的科学意识的培养，以及从实践中提出问题、分析问题、解决问题的实践能力。因此，在学习掌握了基本的实验技能后，开展开放性实验，为学生建立自主自由的研究探索平台，充分激发学生对学术探索的兴趣，启发学生的科学思维，培养学生的创新思考和科学研究能力及提高学生独立分析和解决问题的能力，为将来从事科学研究打下基础。然而，由于开放性实验教学的要求更高，针对如何利用现有条件开展开放性实验课，笔者结合自己的课题研究，进行了开放性药理实验教学的探索。现就实施方法和体会作如下论述。

1　药理开放性实验教育的实施过程

笔者根据前人的研究，结合现有课题和前期的研究基础，以及广西中医药大学药理实验室、实验设备的实际情况，以罗汉果中总皂苷成分的糖尿病治疗机制研究为实验研究方向，开展了药理开放性实验设计课。选择本科生3名、其中大三2名、大二1名，都是药学或中药专业的学生，另有中药专业的1名研究生参加，形成了一个团队。具体实施步骤分为实验前期准备阶段、实验设计阶段、实验实施阶段、结果分析与实验报告、论文书写及答辩阶段4个阶段。开展过程是[3]：讲解药理学实验的基本知识、实验设计原则和注意要点→自主选题进行实验设计→讨论方案→总结方案→预实验→实验方案的修正调整→实验操作→实验数据统计，再完成实验报告，结束整个实验，整个过程完全按照科学研究实验的顺序进行。

1.1　实验前期的准备阶段

在开展实验研究之前，突出说明以下几个方面的内容：（1）实验设计的基本原则（对照、随机和重复原则）（2）实验研究的基本步骤（选题、设计、实验及处理数据）（3）常用学术论文数据库及其相关的检索步骤方法（4）如何设计实验动物给药剂量、不同动物的体型系数、不同动物的等价用量如何进行换算。（5）常用统计方法的选择和如何运用常用统计软件。（6）常用实验仪器器械的使用方法、使用注意及实验室使用规则。（7）实验报告及科研论文书写。笔者结合课题的方向，在罗汉果研究和糖尿病研究方面阐述了代表性的中外文献，详细介绍了科学研究实验设计的基本原则，对代表性论文的科学研究设计构想进行了具体剖析，启发了学生的科学研究思维。

1.2　实验设计阶段

学生以实验组为单位设计实验，让学生充分利用网络资源，查阅相关文献。布置学生撰写相关课题综述，熟悉课题。学生小组根据课题的大方向，选择更为细化的研究方向—罗汉果总皂苷在2型糖尿病糖脂代谢及肝肾保护机制方面的作用，进一步完成实验设计方案。从实验目的、动物的选择、动物分组、实验药物和试剂的制备、给药路径、给药时间、观察检查指标、统计分析方法等方面设计技术路线，论证该方案的科学性和可行性。在学生小组提出实验设计方案后，笔者和学生展开小组讨论，由小组代表陈述，用PPT报告实验设计的立项依据、实验目的、实验方法、技术路线、创新和可行性分析及预期的结果。作为指导教师，笔者和小组的学生共同讨论了此设计方案，并共同对该实验设计进行完善。在这整个过程中，学生作为研究主体，笔者着重发挥启发和引导作用，对学生的疑问进行解答，审核最终方案，把握课题研究的大方向等方面作用。

1.3　实验操作阶段

此阶段学生研究小组开始实验。这是整个开放性实验教育过程的关键。在这个阶段，学生必须自己完成所有的实验程序和记录实验结果。小组的本科生成员必须发挥团队精神，自行进行分工安排和分配实验时间。开放性实验室提供研究方案必要的实验耗材、药品及动物，由学生负责实验动物饲养。开放性实验室配备有离心机、电子天平、匀浆机、水浴锅等基本设备，学生在正式进行实验前经过训练掌握基本操作技能，贵重设备或高难度的仪器，如PCR仪、流式细胞仪、酶标仪、高速冷冻离心机等，除事前训练外，还由指导教师、实验教师或者熟练掌握这项技术的研究生等人员带领本科学生操作。在实验过程中，主要由学生准备实验试剂、调试实验设备、预实验，在实验过程中根据实验具体情况完善调整实验方案。当实验处于关键阶段或遇到难点时，小组也多次讨论，共同商讨解决方案。在这一阶段，笔者指导学生实验操作，解答学生疑难问题，帮助学生分析实验中发生的现象。

1.4　结果分析处理及论文撰写阶段

实验结束后，学生通过对实验数据进行处理和分析，对实验进行总结。研究报告涵盖实验目的、原理、方法、结果、讨论和结论等，其中“讨论”部分是实验研究报告的核心部分，要求学生依据实验现象、结果以及实验中出现的问题进行讨论和分析。实验结束后，安排了实验项目报告答辩。代表学生对实验项目的设计、实验操作及结果以PPT的形式进行报告答辩，回答老师和其他学生提出的问题。笔者作为导师对学生的实验研究进行评价，认为该课题的研究符合预期，鼓励学生撰写论文投稿。

2　开展开放性实验教育获得的成果

2.1　学生的积极性和创新思维充分发挥

开放性实验指导教师只提出大致的实验方向，其他实验过程是学生自主设计决定的过程，强调学生主体的主导作用。在从实验设计开始，到实验准备、实验实施以及最后实验结果的分析总结过程中，学生始终处于主体地位，充分调动学生的学习和研究积极性，在开放式的实验教育模式中，学生可以大量阅读文献，使学生能尽快进入药理学专业科学研究领域，掌握更广泛的专业知识，了解学科发展动态和发展前沿，增强学生的创新意识。完整的实验研究过程培养了学生的创新能力和自主工作能力。传统的实验教育模式多采用验证的实验模式，学生往往仅通过实验验证唯一的答案，开放的实验教育让学生自发地思考研究方式，实验过程往往并不顺利，遇到实验中出现不同的问题，学生应要用心思考，观察实验现象，综合分析实验结果，解决实验中遇到的各种问题。学生作为研究主体，从始至终完成科学研究所获得的成就感，可以激发学生的科研积极性。

2.2 多方面培养了学生的综合素质

药学类学生的实验操作技能训练对于进行未来的专业工作和医药科学研究工作是必要的。开放的实验教育往往需要学生综合运用多学科专业知识，使学生加深对理论知识的理解和跨学科知识的综合运用，使学生掌握比传统实验教育更先进的实验设备的操作技能，开放的实验教育周期较长，可以参照真正的学术研究模式进行。学生用批判的思维科学地分析实验结果，进行统计分析，进一步培养学生的科学思考、实验设计、实验操作和观察、收集、处理实验数据和论文书写等多方面的能力，培养严肃认真的科学风气，在实验研究过程中团队合作分工可以共同分析、处理实验中遇到的各种问题，培养学生的团队精神，为今后的研究打下扎实基础。

3 开展开放性实验时应注意的问题。

3.1 增加教育科学研究资金及人员投入

因为开展开放式实验教育的方式和教育手段的多样化，需要配备相应的软硬件设备。同时，由于开放性实验的不确定性，实验组数、实验动物数、实验次数变多，实验设备和耗材的损失肯定会增加[4]。需要投入冰箱、离心机、分光光度计等更多的小型实验设备。各级教育科学研究管理部门需要多方面筹措经费，投入更多实验经费。可以设置开放性实验的特别实验经费。开放性实验的经费来源除了学校一般的日常实验经费，还可鼓励有课题经费的指导教师给予经费支持，所指导的学生的开放性实验内容可以将教师的课题作为主要的研究方向。或者，可以与校外企业，特别是学校的各实习基地联系，如果有合适的企业科学研究项目，可以让学生参加课题研究，企业提供援助，在企业中进行，也可以由校内的指导教师和企业内的科学研究人员联合指导。或鼓励学生申报校内课题，通过本科生的科研项目申报，例如大学生创新创业项目、大学生科研项目等获得一部分经费，或审批大学生创新创业项目和科研项目时优先对参加开放性实验课并且已经有一定科学研究基础的学生的科学研究设计方案给予立项。另外，开展开放式实验教育的周期较长，需要指导教师投入更多的精力和时间，实验室管理教师需要长时间管理实验室，频繁监督指导学生安全使用实验室和实验仪器。要加强实验仪器的管理和维护，增加了实验室管理教师的实验管理的难度和工作量。因此，对教师和教辅人员的工作量应采用新的标准，以高于一般实验课的学费标准进行评价，对实验教师给予一定的鼓励和激励。

3.2 学生素质要求

开放性实验课一般可以设置在有基础药理实验课程学习经验的大二以上的学生，学生在前期要参加基本实验操作课和一定的验证性实验课，必须具备一定的实验操作技能。参加实验团队的学生不应该太多，3～6人合适，不超过10人。实验教育的效果提高与学生强化自己的主观能动性密切相关。首先，由于是开放性实验，难度大，要求高，学生必须掌握一定的实验操作技能和一定的理论水平，事先甄别学生，设置一定的门槛，达到合格标准的学生可以参加开放性实验课。参加开放性实验课程小组成员要分工合作，共同完成整个实验过程。开放式实验周期较长，学生在实验室的时间灵活，必须事先对学生进行实验仪器的操作教学，并对实验室的安全卫生和纪律进行教育。教育后学生进入实验室也要进行准入评估。而且，在实验过程中，应制定一定的奖惩措施，有学生违反了实验室管理和安全规定必须接受惩罚，甚至停止该生参与开放性实验项目的资格。如果有条件，可以安排少量的研究生在团队中，协助实验老师指导实验，形成一定水平的科学研究小组。学生实验小组以本科生为主体，指定其中一个有组织能力的学生为学生小组的总负责人，与实验指导老师对接。学生必须摒弃在传统的实验教育中对老师的依赖性，具备较高的主观能动性、较好的沟通能力，对实验中出现的问题和困难，能够及时积极地与老师交流，主动思考处理方法，不被动等待老师帮助。

3.3 提高教师自身素质

指导的实验教师必须有很高的学术研究水平和领导能力。要把握学科发展趋势，及时更新知识和教育观念。大多数开放式的实验是跨不同学科的综合实验，进行开放实验教育的指导教师必须有深入的专业理论知识。而且，可以掌握高难度实验操作技术，熟练使用各种实验仪器，并不断更新和扩展自己的知识面，为学生提供足够的技术指导。有能力的专业教师，特别是各学科的带头专家、博导、硕导等具备高专业能力的教师，应积极开展开放性实验教育，鼓励设立开放性实验的指导专家库，鼓励学校和企业联合等方式开展开放性实验教育，提高开放性实验教育的开展水平，要对开放性实验教育模式进行经验总结和推广。通过开放的实验教育获得的成熟科学研究成果可以和企业共同进一步开发研究。指导老师和实验室管理人员应高度负责，不仅指导学生进行实验，还要对学生的实验安全负责。

3.4 实验室和实验设备的配置和管理维护

在开放性实验教育的实施过程中，有可能涉及多个相关学科的实验技术，因此，需要调整多个相关实验室的开放，让学生完成实验。由于开放性实验教育的多样性，所需设备比传统实验室要多，必须根据实验项目的需要增加仪器设备。这增加了实验管理的困难，常会出现学生不规范操作仪器设备、实验操作台混乱、学生离开时不主动处理实验废弃物等现象[5]。除了加强实验室规章制度的宣传和监督，以及实验设施使用方面的训练，指导教师也必须负责学生实验的安全。所有使用规程和注意事项应贴在仪器设备附近显眼处，学生使用仪器后必须在实验设备使用登记本上登记。贵重仪器和复杂仪器，需在学生培训合格后，才可以独立使用，或由带教教师带领学生使用，定期维护。

4 结束语

开放性药理实验教育以学生为主体，可以充分调动学生自主学习的积极性，激发学生的学习兴趣，培养创新能力、批判思维和团队精神，使学生真正参与学术实验研究的全过程，提高学生的综合素质，真正有利于培养具有革新精神和实验技能的人才，符合现代社会大学生培养目标。笔者以自己的开放性实验教育实践为例，总结开展开放性实验教育的经验，期望在药理实验教育改革方面有更新的探索。

[1]何晓山，李秀芳，代蓉，等. 开展了汉方药理学探索性实验教育的体验[J]. 云南中医学院学报，2007，30(2): 60-61.

[2]于剑光，程明和，缪朝玉，等. 药学专业药理学实验教学改革的探索[J]. 药学实践杂志，2014，32(2): 153-155.

[3]宋晓华. 药理学实验教育对学生素质教育的强化和革新能力的培养的体会[J]. 中国校外教育，2015(3): 85.

[4]蒋苏贞，周玖瑶，熊天琴，等. 渐进的探索性药理实验教育实践和体会[J]. 大学教育，2014(8): 88-90.

[5]陈俊，唐慧勤. 在中药药理学实验教育中的设计性实验的探索和体会[J]. 中国中医药现代远程教育，2020，18(17): 18-20.

Discussion on the Reform of Open Experimental Education of Pharmacology——Taking the Treatment of Momordica Grosvenorii on Diabetes as an Example

The traditional pharmacology experiment education mode is centered around the classroom, mainly based on theoretical education, and mostly adopts the verification method to strengthen the understanding of the basic principles of pharmacology. The education method is relatively passive. Pharmacological experiment education should not only focus on the cultivation of students' experimental skills, but also pay attention to the cultivation of students' scientific consciousness of independent thinking and free exploration, as well as the practical ability to raise, analyze and solve problems from practice. Open experimental education can stimulate students' interest in learning, cultivate innovative ability, critical thinking and team spirit, and mobilize students' enthusiasm for learning. It is a better way to cultivate students' innovative thinking and scientific research ability.This paper carries out open experimental teaching based on the treatment of diabetes with Momordica grosvenorii, summarizes the process and experience of open experimental teaching, and hopes to explore the reform of pharmacological experimental teaching.

pharmacology; openness; experimental teaching

G642

A

1008-1151(2022)08-0145-03

2022-03-25

广西中医药大学校级教育教学改革与研究项目（2021B012）；广西中医药大学・一方制药大学生科技创新课题（2020DXS62）。

许立拔（1981－），男，广西中医药大学助理工程师，硕士，从事药理科学研究。

丘芬（1981－），女，广西中医药大学高级实验师，硕士，从事药理科学研究。