基于PBL的药学专业“分析化学”课程教学探索

2023-08-05魏芳弟

教育教学论坛 2023年19期

岑瑶，魏芳弟，胡琴

（南京医科大学药学院，江苏南京 211166）

PBL（Problem-based Learning）是一种基于问题的教学模式，其主要特点是以学生为中心，教师引导，通过小组讨论的方式，引导学生进行自主学习［1-3］。PBL教学模式注重培养学生发现问题、分析问题并解决问题的能力，满足新时代对培养高素质、实用型药学人才的需求。南京医科大学组织培训了大量PBL导师，同时建立了丰富的基于临床病例的案例库，对医学生进行了PBL教学，但尚未对药学专业学生进行针对性的PBL教学。本文结合笔者在实际教学中的经验，探讨将PBL教学模式融入药学专业“分析化学”课程教学中，激发学生的专业学习兴趣，培养药学生的社会责任感。

一、“分析化学”课程教学特点及现状

分析化学是研究物质的组成和结构，确定物质在不同状态和演变过程中的化学成分、含量及时空分布的测量科学，回答样品中“有什么”（定性分析）和“有多少”（定量分析）的问题，分析化学被称为“科学技术的眼睛”［4-5］。“分析化学”是药学专业重要的专业基础课，其理论知识和实验技能是药物分析、药物化学、药理学等各个学科的必备基础。随着我国社会和经济的不断发展，医药产业与健康事业在国民经济和社会主义和谐社会建设中的地位不断提升，坚持“面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康”［6］，培养懂医精药、医药互通、善研善成的药学拔尖人才是社会的迫切需求。在科技发达和社会日益发展的今天，社会对药学本科生综合素质的要求不断提高，学生不仅要具有扎实的药学知识，还要具备良好的科学素养和科学研究能力，以及掌握最新科技成果和更新自身知识的能力。这就要求高校在进行知识教育的同时，要加强学生创新意识和科研能力的培养，造就满足新时代要求的高素质、实用型药学人才。由于学科自身的特点，药学专业“分析化学”课程教学面临以下主要问题［7］：（1）教学方式单一。传统的“一言堂”教学方式导致学生被动学习，学生在课堂上缺乏思考问题的时间，降低了学习的积极性。（2）课程内容多，知识点抽象。重点和难点内容中涉及多种变化规律及公式推导等，难以理解与记忆，缺乏灵活运用知识的能力，导致学生产生厌烦心理。（3）考评机制不完善，考核模式单一。成绩多由书面考试决定，考试内容理论性较强，无法考查学生分析问题和解决问题的能力。（4）教学理论与实践联系不够紧密。课程内容多为基础知识和经典理论，学生易认为课程脱离社会实际需求，不利于激发学生的专业学习兴趣和培养学生的责任感。

二、PBL教学模式有机融入药学专业“分析化学”课程教学

（一）PBL教学模式与传统教学模式有机结合

PBL教学模式与传统教学模式应有机结合，相互补充。PBL教学模式是一种基于问题的教学模式，以学生为中心，教师引导，通过小组讨论的方式，引导学生进行自主学习，达到培养学生发现问题、分析问题并解决问题能力的目标。传统教学模式虽有不足之处，但具有促进学生系统掌握基础知识和经典理论的独特优势。可充分发挥PBL教学模式与传统教学模式各自的优势，将两者有机结合，起到1+1＞2的作用。基于此，笔者在课程教学设计方面进行改革，利用传统教学将分析化学基础知识讲授给学生，同时利用PBL教学将一些涉及分析化学知识点的社会事件和科研成果编写成案例，供学生学习。

（二）编写PBL案例

在社会事件的PBL案例编写方面，以“齐齐哈尔第二制药厂假药事件”“毒胶囊事件”及“三鹿奶粉事件”为基础，融入分析化学的基础知识和技术，主要包括紫外-可见分光光度法、红外光谱法、气相色谱法、原子吸收分光光度法等，结合社会事件建设PBL案例。例如，“齐齐哈尔第二制药厂假药事件”主要是指广州中山大学附属第三医院病人使用了齐齐哈尔第二制药厂生产的亮菌甲素注射液后出现急性肾功能损伤症状，最终导致多人死亡。医院及时上报省药监局，经检验分析认定厂家用肾毒性的二甘醇代替丙二醇作为辅料，导致用药者产生严重的药物不良反应和重大伤亡。因此，以亮菌甲素注射液为切入点，将此事件编写成案例，引导学生学习和讨论二甘醇的检测方法及二甘醇与丙二醇的区分方法，可参考《中国药典》对紫外-可见分光光度法和红外光谱法的要求，以及气相色谱法检测聚乙二醇400中残留的二甘醇的方法。案例以事件发生的进程为依据，学生根据案例内容需要讨论重点问题及所涉及的基本知识点、需要解决的问题和可能用到的检测方法等。学生在解决问题时，需要学会高效查阅相关资料。结合与日常生活密切相关的社会事件，具有切实的代入感，不仅有助于学生运用课上所学的基础知识处理问题，还有助于引导学生关注社会，充分认识分析化学在医药行业中的重要性，培养学生发现问题、分析问题并解决问题的能力，树立正确严谨的学习和工作态度，激发学生的专业学习兴趣和培养药学生的社会责任感。

“三鹿奶粉事件”主要是指2008年中国奶制品污染事件，很多食用了三鹿集团生产的奶粉的婴儿被发现患有泌尿系统结石，随后在奶粉中发现了化工原料三聚氰胺。可以用三聚氰胺为切入点，将此事件编写成案例，以事件发生的进程为依据，编写思路如下：第一幕，主要描述甘肃岷县患儿在无明显诱因下出现腹泻、无尿的症状，在村卫生所、县医院治疗，症状未见缓解，身体浮肿，症状逐渐加重，病情越发严重。辗转兰州几家医院后，在兰州大学第二医院确诊肾结石、尿道结石并伴有肾积水。随后其双胞胎弟弟同样开始出现上述症状，在兰州大学第二医院确诊为双肾结石、尿道结石、双肾积水、急性肾功能不全。描述事实情况，引导学生思考为什么婴儿会出现泌尿系统结石疾病？为什么这对双胞胎婴儿会患上类似的疾病？第二幕，主要描述泌尿外科专家利用结石红外光谱自动分析系统，对结石标本进行成分鉴定，结果表明这种结石大多是以二水尿酸为主、尿酸铵为次的混合性结石，以此引出相关部门采用色谱/质谱联用技术对三鹿集团生产的婴幼儿系列奶粉进行检测，发现多个批次奶粉检出三聚氰胺。让学生更加关注理论性的知识，思考并解决三聚氰胺是什么？怎样分析检测三聚氰胺？为什么奶粉里会添加三聚氰胺？等等问题。第三幕，主要描述国家对此事件的处理方法，包括相关责任人受到应有的法律制裁，公布了《乳品质量安全监督管理条例》，实施新修订的《中华人民共和国食品安全法》等。该案例将分析化学理论知识中的红外光谱法与色谱/质谱联用技术相结合，引导学生思考如何测定乳制品中的蛋白质含量等问题。结合社会事件，让学生充分认识分析化学在生活中的重要性，培养学生发现问题、分析问题并解决问题的能力，树立正确严谨的工作态度，有助于培养药学生的社会责任感。

尝试将科研成果变为PBL案例。如果将科研成果直接作为案例使用，学生很难理解，因此，需要对科研成果进行改编。在科研成果的PBL案例编写方面，我们精心挑选分析化学科研成果，其中以我们分析化学教研团队的科研成果为基础，包括发表在Analytical Chemistry、Biosensors and Bioelectronics等分析化学领域权威期刊上的成果，融合分析化学的基本知识点和技术，主要包括紫外-可见分光光度法、荧光光谱法、比率荧光技术、分子印迹技术等，形成科研成果PBL案例。例如，结合科研论文“A novel profuse color card for convenient visual determination of iodide in human urine based on catalytic oxidation reaction”，以测定尿碘为目的，结合紫外-可见分光光度法编写案例。长期缺碘或摄入过量碘均会导致不同甲状腺疾病的发生，如何快速、低成本地判断不同人群是否需要食用加碘盐具有重要意义。对此，可使用基于催化氧化反应的多色比色卡测定尿碘。通过使用价格低廉的2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）作为显色底物，碘可以催化过氧乙酸氧化该底物，使其生成青色产物ABTS+，在罗丹明B的存在下，随着碘浓度的增加，反应溶液的颜色由粉红色变为紫色，最后变为蓝色。因此，可根据溶液颜色判断人体尿液里的碘含量是否缺乏或过量。这样的科研论文，不仅考查了学生的实验设计，还与我们的日常生活密切相关，使学生具有代入感，有助于学生理论应用于实际，并掌握催化氧化以及紫外-可见分光光度法的原理，有助于激发学生的学习潜力，让学生充分认识分析化学在药学科学研究中的重要性，激发学生对专业的学习兴趣，培养和提高学生的创新思维与科研能力。

（三）实施“分析化学”课程PBL教学

药学专业的“分析化学”课程在每年的春季学期开展，授课对象包含60名左右的学生。在理论课知识讲授完毕后，进行PBL教学。将学生分成10人一组，共6个小组。借鉴本校PBL中心教学经验，在课堂安排上，每个案例分为3幕，即3次课共9学时，具体安排如下：第一次课，学生研读案例第一幕和第二幕，设立学习目标，讨论重点问题；第二次课，学生根据上次课所提出的问题，进行PPT汇报并讨论及延伸新意，研读案例第三幕并设立学习目标；第三次课，学生进行PPT汇报并讨论，分享资料来源和学习成果，回顾及梳理整个案例，并进行团队动力流程回顾和评量。

（四）PBL学习效果评价

在PBL 学习效果评价方面，在每次案例讨论课的持续性评价量表中，设置以下评价指标：准备情况（20%）、课堂参与情况（20%）、表达情况（20%）、倾听他人情况（20%）及课堂反思情况（20%），共100分。在准备情况中的文献归纳方面，可评价是否引用密切相关的文献并提炼有价值的信息。此外，在进行成果汇报时，也需对学生的PPT 制作、语言表达、逻辑思维能力等进行评价。案例学习结束后，在阶段性评价量表中，根据诚实度（10分）、成长度（10分）及案例摘要总结（5 分）进行评分。最后，根据学生持续性以及阶段性评价量表进行综合评分，并根据教学效果对PBL案例和教学进行调整。

（五）收集教师与学生的反馈意见

分别针对授课教师及学生发放调查问卷，主要包括案例内容、案例完整性及合理性、案例逻辑性及专业性、授课时间安排、学习兴趣调动、团队配合等。教学团队定期开展备课会，交流教学经验，及时反馈教学过程中遇到的问题，根据反馈结果对PBL案例和教学进行调整。

三、教学反思

针对本校2019级和2020级药学专业开展了分析化学PBL教学，整体反响较好。学生代表性反馈如下：（1）PBL案例学习让学生从被动变为主动，促进学生批判性思考，保持高度的思维活力，收获了学习方法与知识，也享受到了讨论的乐趣，希望以后可以继续进行PBL学习；（2）PBL学习让学生学会通过各种途径搜集资料，提高了制作和讲解PPT的能力，利用发散思维发现问题、分析问题及解决问题，锻炼了学生的分工协作能力和集体意识；（3）第一次感受PBL教学方式，打破了传统的教学模式，每个人都是教师，将所学化为所用，遵纪守法，希望能为国家药品食品安全贡献一份力量。教师代表性反馈如下：（1）课堂气氛十分活跃，思维碰撞讨论充分展现了学生的各种才能；（2）案例的一些细节需要进行完善；（3）学生反响良好，教师应该编写更多的案例，丰富分析化学PBL教学案例库。由此看出，通过分析化学PBL教学，激发了学生对专业学习的兴趣，锻炼了学生各方面的能力，培养了学生的社会责任感。