时间:2023-03-06 16:04:25
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇化学药物论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
2药物化学实施双语教学实践
2.1合理进行课程设置
药物化学是一门课时较少的专业基础课,如果将双语教学贯穿整个药物化学课程,很难完成教学任务。另外,面对高职院校学生薄弱的英文基础也不太现实。为此,我们选择部分章节进行双语教学,如在镇痛药、镇静催眠药、、抗寄生虫病药等章节实施,双语教学内容的课时数约占整个理论课时的三分之一。
2.2加强师资建设
在双语教学中,必须提升教师英语水平,尤其是口语水平。因此,可先让英语较好的药物化学老师负责双语教学本分的内容,其他药物化学教师要努力提高英语水平,通过自学和培训等多种方法充实自己,学校应该采取有效的管理和激励机制,使双语教学持续深入地开展下去。
2.3提高学生兴趣
课前:针对学生英语基础较差的问题,课前把单词发给学生,尤其是一些专业词汇,鼓励学生提前预习。课中:对于课本上的概念,采用中英文两种语言反复强调,确保既不影响学生对专业知识的理解,又能提高学生的学习兴趣。另外,尽量用英语书写板书,针对课本上的问题用英语进行提问,鼓励学生大胆尝试用英语回答。课后:要求学生用英总结,开始时,可给同学准备时间,甚至可以事先打好草稿。待学生水平提高后,再逐步提高要求。考核:考试过程中,适量添加英文题目,提高学生对此门课程的兴趣和对英语的重视程度。充分利用多媒体教学手段:教学中,采用多媒体教学辅助手段,在课件中使用一些具有特色的设计,使上课更加生动、有趣,强化教学效果。教学中,适当采用多媒体辅助手段,对教学内容尽可能地运用直观形象的表格、图像、动画演示,把讲授内容的中文注解在屏幕上清晰展示,并对相应的英文翻译进行标注,进一步强化多媒体双语教学效果。
以我校2011级和2012级药学专业学生为研究对象,随机选择2011级124名学生为对照组,2012级116名学生为实验组。课程均在两组学生入学后第二学年第一学期开设,两组学生各科成绩比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.2实施方法
对照组与实验组均使用由人民卫生出版社出版、葛淑兰主编的适合高职高专药学专业的《药物化学》教材,教学大纲、课程标准、授课教师均相同,理论学时均为52学时。对照组采用传统教学方法,使用PPT课件,适当辅以板书。实验组采用Flas和PPT相结合的教学方法,对于各个章节中药物的结构采用具有多维空间的Flas辅助讲解,提高学生的空间想像能力;对于学生难以理解的药物性质通过Flas现场演示,使学生更容易理解和掌握,提高学生的学习兴趣。
1.3Flas在药物化学课堂教学中的具体应用
1.3.1用Flas模拟药物的空间结构
例如在讲解镇痛药物吗啡时,需要讲解该药物的空间构型,而单纯的平面结构无法激发学生的空间想像能力,这给教师讲解带来一定的难度。而Flas能够形象而清晰地将此药物的立体结构展示出来,化抽象为具体,大大提高了学生学习的积极性。
1.3.2用Flas演示药物的性质
药物的结构决定性质,学习药物的性质能为后期学习药物的调剂、制剂、分析检验、贮存保管、使用等打下基础。在讲解药物的性质时,对于反应出现的一些现象通常可以用相应的化学反应方程式来解释,但是由于部分学生化学基础较薄弱,不能很好地理解,只能被动接受知识,疲于记忆,效果较差。比如在讲解局麻药盐酸普鲁卡因时,它有一个性质为“其水溶液加氢氧化钠后游离,析出普鲁卡因白色沉淀,加热酯水解,产生二乙氨基乙醇和对氨基苯甲酸钠,放冷,加盐酸酸化,即析出对氨基苯甲酸白色沉淀,此沉淀能在过量盐酸中溶解”。单纯依靠PPT和板书讲解,学生难以理解,而通过Flas演示整个化学反应过程,能将反应现象清晰地呈现在学生面前,既形象又便于学生理解。
2结果
2.1问卷调查
授课结束后,对实验组进行问卷调查,调查内容为Flas在药物化学课堂教学中的应用效果。调查方法采用当场发放问卷当场收回的方式,共发放问卷116份,回收有效问卷116份,有效问卷回收率为100%。
2.2综合测试成绩的分析
将Flas应用于药物化学课堂教学,考查学生对理论知识的掌握程度及对理论知识的具体应用能力。授课结束后,对两组学生进行综合测试,并对其综合测试成绩进行比较。实验组成绩优秀(≥80分)的学生比例较对照组高(P<0.05),实验组不及格(<60分)的学生比例较对照组低(P<0.05)。说明Flas应用于药物化学课堂教学中效果良好。学生普遍反映运用Flas教学能大大调动学习积极性。
3讨论
3.1Flas能够增强教学趣味性
高职药物化学是一门专业基础课程,研究的主要对象是化学药物,而化学药物结构复杂、性质各异,使用传统教学方法时,学生普遍反映听不懂、难记忆,而且教学节奏太快,印象不深。Flas不但能够生动地模拟药物的反应过程,提高学生的学习兴趣,而且Flas具有可反复播放的优点,有利于加深学生的印象,提高学生学习的积极性。
3.2Flas能够提高学生的空间想像能力
高职药物化学以药物的结构为中心,通过结构分析其性质。高职学生基础较差,单纯靠静态图片及PPT讲解,学生想像不出它的立体结构,而Flas能够形象地展示药物的空间结构,变抽象为具体,使学生更好地理解药物的结构,从而为学习后续内容打下基础。
3.3Flas能够提高学生对知识点的掌握程度
药物化学知识点多而抽象,较难理解与记忆。通过使用Flas能够促进学生理解,提高学生对知识点的掌握程度,增强学生对知识点的记忆。
2板书与多媒体结合
我校制药工程专业生物化学课程在大学二年级上学期开设。此阶段专业基础课程多,知识量大,因此老师的授课方法和学生的学习效率显得尤为重要。生物化学课程知识比较庞杂,每节课的信息量非常大,加上课堂教学课时的减少,学生课下需要花费大量时间消化。因此,如何让学生高效地掌握每节课所讲内容显得至关重要,而框架式的板书配合多媒体教学可以较好地缓解这个矛盾,提高学生学习生物化学的效率。目前,生物化学课程多采用多媒体教学,这可在很大程度上提高教师的授课效率,使其在有限的时间讲解更多的内容,同时可借助插图和动画的生动性、直观性和形象性来帮助学生理解教学中的重点和难点[6]。我们在现有教材课件的基础上,利用平时积累的教学素材对课件内容、图表和动画进行了完善,使之更加条理清晰、有趣易懂。即使这样,学生仍反映生物化学课程内容庞杂,在有限的课堂和课外时间内学习起来还是有一定的困难。基于此,在课堂的教学过程中我都会运用板书把每章知识点框架式的总结出来,便于学生从宏观水平理解所学内容,知识点之间的逻辑关系一目了然,而不是零散的一个知识点一个知识点的来记忆。这样,庞杂的生物化学知识点对学生来说就会简洁明了不少,学习效率和学习兴趣会明显提高。此外,在多媒体教学过程中,为突出重点和难点,我都会在黑板上写出关键反应的步骤,这会引起学生特别的关注,督促他们做好笔记,更好地提高教学效果。
3理论与实践相结合
生物化学是一门专业基础课程,也是一门实践性很强的课程。为加深学生对生物化学知识点的理解,提高其动手实践能力,培养其在实践中分析问题和解决问题的能力,根据我校制药工程培养方案和学生的就业方向,编写了适合我校制药工程专业学生使用的实验指导手册。实验内容包括验证性的基础生化实验和综合性实验。此外,我们还开设了设计性实验,让学生通过查阅资料,自己设计实验方案,根据方案解决实际问题。这样的教学安排可激发学生的学习兴趣,进而提高他们解决实践问题的能力,为学生以后的进一步发展奠定坚实的基础。此外,在指导学生做生物化学实验的过程中,根据实验内容我通常会提出一些与专业有关的小问题,供他们思考。这样会促使他们边做实验边思考,有利于加深其对理论知识的理解和掌握[7]。为拓宽学生的视野,经学校同意,我们还向学生开放了生物化学和分子生物学实验室。结合教师承担的科研项目,鼓励学生按自己的兴趣选择导师,跟随导师做一些研究工作。优秀的学生可申请市教委或学校下达的针对本科生的一些科研项目,在导师的指导下进行科研实践工作。这样的政策在我院实行多年,生物化学和分子生物学实验室每年都会接收多名本科生进入实验室开展科研立项,这不但提高了学生的动手能力,培养了学生的创新意识,更重要的是提高了他们独立分析和解决问题的能力,进而激发了他们对生物医药的极大热情[8]。
4总结归纳,突出重点
生物化学课程知识点非常多,以重要的知识点为中心进行总结归纳既可帮助学生抓住重点,凝炼内容,提高其学习效率。如讲授完遗传信息传递及其调节相关内容后,从模板、原料、产物、合成方向、合成方式及参与反应有关的酶等方面列表比较复制、转录、翻译和逆转录的异同点。物质代谢调控部分,生化反应式太多,且各代谢途径相互交叉,学生学习起来往往感觉无从下手。讲授完该部分内容后总结归纳三羧酸循环、磷酸戊糖循环、柠檬酸-丙酮酸循环、鸟氨酸循环等代谢过程的相互联系和生理意义,使这部分内容更加清晰易学,利于沟通各部分知识点间的相互关系并引导学生系统地整理、掌握所学知识。笔者多年的教学效果显示总结归纳可显著提高学生的学习效率。总结归纳的意义在于把所学的知识系统化、条理化,便于理解记忆,更好地发挥学生的主体作用,并可有效克服传统平铺直叙讲授方式带来的枯燥乏味,有利于学习兴趣的培养。另外,为达到温故而知新的目的,在每次上课开始简短地回顾上次课的内容,然后开始讲述新内容,注意内容的自然过渡,每次课结束前将本节课的内容串联一遍,这样更益于学生巩固新学的内容。
高中化学演示实验中氯化氢的喷泉和氨的喷泉,倘若接连在几个班做演示实验,本应需要带上很多指示剂试液,每班1大烧杯待用,又重又难带。但是如果懂得把这些试液用后回收作中和处理又可循环使用的话,那么,只需带1份(1大烧杯)就足够了。这样,就能减轻负担,提高工作效率,同时也能节约药品。
高中分组实验制取乙烯后留下的废液因含有较浓的硫酸及部分乙醇,可收集起来作实验室洗液之用,它可适当地代替对人体有害的铬酸洗液使用,并已用于洗涤高锰酸钾残迹、旧石灰水瓶,浸除铁锈污迹等功效也相当好,还可以稀释后过滤适当地代替稀硫酸使用,如用于制氧气等。在回收废液的同时把碎瓷片也一起回收,经洗净晒透或焙过之后又可再用。这样,一方面变废为宝,能充分发挥每种药物的效用,又能防止这些废酸废渣对下水道的腐蚀与堵塞,避免对环境造成坏影响。相反,如果任由这些东西随意排放,必定会造成严重的恶果。另一方面师生们都参与了这项回收利废活动,使人们从中受到一次生动的教育。
把高中化学演示及两次分组实验所得的银镜试管收集起来,制取硝酸银溶液,所得溶液足够供卤素分组实验之用,仅此一项每年就能节约药品费数百元。而更重要的是使人们从中都得到教育和学习。
分析上述实例可知,对实验药物的回收利用,其意义主要体现在教育、教学、环保和经济这几方面:
1.通过对实验药物的回收利用以及学生参与这项活动,?教育人们弘扬中华民族的优良传统,保持和发扬艰苦奋斗的作风;培养人们崇高的责任感、良好的思想品德和奉公精神;启发人们树立利废节能、物尽其用的观念,自觉增强环保意识、保健意识。
2.有利于培养人们的科学态度。因为要把实验药物有效地回收利用,就需要人们正确地认识它,科学地对待它,从而教育人们做事要讲究科学的态度和方法。
3.对实验药物的回收利用要经历学习、运用和解决卖际问题的过程,这本身就是一种教与学的过程,而这种生动的教学,包括教师(榜样)的示范作用,更能激发学生的学习兴趣,对于培养分析问题和解决问题的能力、实验动手能力具有重要的意义。
4.实验“三废”的排放有两大危害,对公共设施(如下水道等)腐蚀,对环境造成一定的污染。所以,对实验药物的回收处理,除能开发其有用之处外,对环保也有积极的意义。
5.将实验药物回收利用,能提高药物的使用次数,节约办学经费。回收一种药品虽然能节省的金额是微薄的,但初高中化学全套实验都坚持这样做,能节省的金额就能达到上千元,如果我们从长远和宏观上考虑,其金额之巨就足以成为一个天文数字。这是一项不容低估的业绩!
对实验药物的回收利用,首先教师应坚持实行,只有这样才能在教育学生时起言传身教的作用。另外也应教育学生自觉地实行。例如在演示实验中不忘在这方面留下示范,在分组实验中有计划地安排学生回收药物。鼓励学生利用废物,处理废物。教育学生不可因事小而不为,这样做是一种精神文明的行为。持之以恒,必有成效。
下面以初高中化学分组实验为例,谈谈本人对实验药物回收利用的做法和意见,仅供大家参考。
一、可回收直接再用的有:
1.初中《化学》(94年10月人教版本):E3食盐(E代表书上学生实验的编号,下同),E5锌粒,E6石灰石,E75%氯化钠溶液,E8锌、铁、铜,E9铁钉。
2.高中《化学》(90年10月人教版本)第一册:E3配制的稀盐酸和氯化钠溶液,E4、E6、E8反应过剩的金属片,E5小苏打受热分解后留下的固体即碳酸钠。
3.高中《化学》(90年10月人教版本)第二册:E1反应过剩的铝,E3制乙烯废液,作洗液用,E4用过的乙醇,回收时倒人酒精灯作燃料用。
4.高中《化学》(91年10月人教版本)第三册:E3反应过剩的锌。
二、回收经处理再用的有:
1.初中《化学》(版本说明同上,下同):E4还原氧化铜所得铜粉,收集加热氧化后可循环使用。E6制取二氧化碳后留下的废液,经处理可作氯化钙溶液用。E9铁钉置换出铜后经洗净表层上的铜粉可再用。
2.高中《化学》第一册:E1和E2萃取碘后的煤油、四氯化碳经脱碘后可循环使用。
3.高中《化学》第二册:E3制乙烯废液稀释、过滤后可作稀硫酸用,回收的碎瓷片经过处理可循环使用。E5回收银镜试管制取硝酸银溶液。
4.高中《化学》第三册:E5回收银镜试管制取硝酸银溶液。
因天然药物化学实验性质所决定,从提取分离到成分鉴定,周期较长,特别是实验中有些步骤重复性操作占用时间长,但又必须等待这一步骤完成后,才能进行下一步骤的操作,如从中药粉防己中提取防己碱、防己诺林碱、轮环藤酚碱,回流提取装置安装后,用EtOH回流提取2~3次,每次1~2h;又如从中药大黄中提取蒽醌苷元,先用20%H2SO4水解(大黄粉末)3~4h后,再用CHCl3连续回流提取3~4h[1],类似这样重复性操作时间较长而又是必须的实验步骤,学生要在实验室等待,存在着较大的时间浪费。
根据2007年卫生职业教育教学指导委员会编制的《全国中等卫生职业教育药剂专业教学计划和教学大纲》-“天然药物化学基础教学大纲”[2](以下简称《大纲》)中教学时间分配和实验项目与学时安排,按实验指导相应项目内容操作,时间是不够的(见表1,表2),而且有些重要实验项目或技能,《大纲》中没有安排或未包含(见表3)。中专学制短,课程设置较多,每门课程所必须的基本操作技能和实需实验时间不可能全满足。《大纲》明确规定:“要培养学生具有规范、熟练的天然药物化学所必须的基本操作技能”,要达到《大纲》要求,就必须保证重要实验项目或技能的学习落实,这样,《大纲》的实验学时安排与要求就有矛盾了,怎样化解这个矛盾,本文作者在实验教学中,根据天然药物化学实验特点,以充分利用重复性实验操作时间为课题进行了一些探索,取到了一定的效果。
1方法
1.1预习实验内容
实验前,要求学生全面预习实验内容,弄清实验目的、原理和步骤,特别强调为什么这一步骤要这样做,还可用哪些方法能达到相同实验目的,通过预习和思考,使学生将理论与实践有机结合起来,灵活运用所学知识,全面系统了解本次实验内容,以便在实验中合理分配和利用实验时间,避免或减少实验差错和不必要的时间浪费。
1.2利用课外时间
用相同的方法提取2~3次的实验步骤,由学生进行仪器安装并完成第一次实验操作,以后各次的重复性操作步骤或不同实验项目的重复性操作技能,由实验指导老师完成或派同学轮流利用课外时间完成。
1.3两个班级套作
如有两个相同专业的班级,对方法步骤相同而需反复多次操作的实验,可由两个班级分别完成,如提取两次时,第1个班级进行第1次提取实验操作,下一步骤实验产物由实验指导老师提供;第2个班级进行第2次提取实验操作,合并第一个班级第一次提取的实验产物,进行下一步骤的实验。
1.4穿插理论教学
对于单次时间较长的实验操作步骤,如上述大黄蒽醌苷的水解和蒽醌苷元的提取等,由学生安装仪器,操作0.5~1h,余下重复性操作除参照“1.2”方法完成外,还可将各类型成分的提取、分离、检识和实例的理论教学,选择性地在实验室利用这些等待时间较长的间隙进行。
1.5时间套用安排
任课教师和实验指导老师,注意对每一个实验项目各技能步骤作好时间上的套用安排,如利用回收溶剂时的等待时间铺制薄层色谱硬板或配制试剂,利用薄层(纸)色谱展开或柱色谱洗脱的等待时间作化学检识反应等。
1.6开展问题讨论
不易套用安排的实验等待时间,由任课老师或实验指导老师出一些有关实验方面的讨论题目,也可以以学生的实验结果或实验中的错误操作步骤为题,引导学生进行对比分析,查找问题,展开讨论,如用20%H2SO4加热水解芸香苷时,为什么会出现浑浊澄清浑浊或沉淀现象?为什么有的实验组产率高,有的实验组产率低?薄层色谱时,容器空间饱和后,将容器盖子打开来调整薄板位置,没有重新饱和而直接展开,对色谱结果有什么影响?讨论以实验小组为单位进行。
1.7填写实验报告
还可利用这些空闲时间填写实验报告,实验报告要求书写规范,体会与讨论部分针对实验中出现的不同现象、失败结果、成功的经验或存在问题等提出自己的观点或看法。
2结果
《大纲》中安排的实验项目学时与实际需要学时相差近68%,而改革后所用学时不到《大纲》中安排时间的82%,是实际需要时间的47%(见表1)。表1《大纲》实验项目时间安排与实际需用时间(略)
黄酮类化合物(槐花中芸香苷的提取、分离与检识)6126萜类和挥发油(八角茴香油的提取与检识)262天然药物化学成分的研究(预试验)462合计223818
1.《大纲》中综合操作练习内容记载不明确;
2.黄柏中小檗碱的提取按渗漉法需用操作时间计算
《大纲》中已安排或包含的单次重要实验技能,改革后所用学时只需所需时间的61%(见表2)。
《大纲》中未安排或未包含的单次重要实验技能,改革后所用学时只需所需时间的50%(见表3)。
改革后,重要实验技能项目单次用时共22学时(见表2~3)。
3讨论
天然药物化学新《大纲》安排教学总学时为72学时,其中实验22学时,约占总学时的30%;2001年《大纲》安排教学总学时为76学时,其中实验26学时,约占总学时的34%[3];1994年《大纲》安排教学总学时为114学时,其中实验48学时,约占总学时的42%[4]。根据天然药物化学课程性质与特点,实验最好占总学时的40%左右,1994年《大纲》安排的实验学时比例较恰当,新《大纲》实验学时比例偏低,改革后重要实验技能项目单次用时共22学时(见表2,表3),加上不同实验项目所必须的相同操作技能,共需30学时左右,若适当增加实验学时,再如上述诸法进行实验安排,主要实验项目和技能是可以完成的,因有些理论课可在实验室利用实验等待时间讲授,故不影响理论课时。表2《大纲》中有安排或包含的重要实验技能项目单次所需时间(略)
天然药物化学实验重要基本操作技能较多(见表2,表3),中药中化学成分的提取、分离和检识是选择性地应用这些操作技能完成的,《大纲》中有些重要操作技能在所安排的实验项目中没有包含(见表2),因此,老师在实验项目安排和实验方法设计时应注意这些重要操作技能安排。表3《大纲》中未安排或未包含的重要实验技能项目单次所需时间(略)
所需学时合计不包括不同实验项目中相同技能步骤所需时间(未重复计学时)
天然药物化学实验不仅周期长,而且溶剂用量大,如果是重复性的操作步骤,按上述班级套用安排或由实验指导老师提供下一步骤实验产品,还可节约一定量的溶剂。
4小结
通过对天然药物化学实验的改革表明,必须的重复性操作步骤,学生在实验室等待浪费的较长时间,可通过多种途经得到充分利用。
天然药物化学是药学专业的一门重要专业课程,实践性很强,其操作技能还将要为后期多学科实验和专业岗位工作奠基。新《大纲》计划总学时大幅下调,实验学时也权重不够,因此,任课教师应根据学校实际情况,对实验项目进行适当调整和巧安排,再按上述改革方法运作,天然药物化学主要实验项目和重要实验技能是能够完成的。
【参考文献】
[1]王宁.天然药物化学(第1版)[M].北京:人民卫生出版社,2006:149.
2教学主要过程
本次将行动学习法应用于蒙授药物制剂专业药物化学的教学,主要的教学活动包括:①通过共同研究,提出问题;②成立行动学习小组;③积极开展学习、解决问题;④组织班级讨论与汇报。
2.1提出问题:在行动学习法中,首先要提出问题,问题并不能由教师单独决定,将蒙授药物制剂专业的学生分成行动学习小组,由小组成员共同讨论,并在教师的指导和商议下,最终选择提出的问题。在提出问题的过程中,教师必须能够引导学生要按照药物化学教学大纲的主要要求,设计并提出在本专业相关技能的基础上的一些教学问题。以外周神经系统药物中的局部为例,问题的提出可以分为三个主要步骤:①学生必须掌握的基本问题。如举例说明局部的分类,每一类局部的代表性药物的理化性质、合成及代谢途径等;②通过行动学习法探究后,学生可以掌握的具有一定深度和难度的问题。如通过局部的发现与发展历史,结合局部的构效关系,剖析每一类局部在临床应用中的优点和缺点,便于学生快速掌握局部的应用方法、适用范围、给药途径、临床价值及作用机制等;③通过案例分析,掌握的具有一定的典型性、综合性、难度性的问题。通过提供各种需要局麻患者的手术资料,要求学生根据所学知识,选择每一种手术(阑尾炎、剖腹产、眼科手术、甲状腺良性肿瘤等)需要选择哪一种,并能解释使用的原因。
2.2成立行动学习小组:行动学习的开展主要是在行动学习小组中完成的,将2012级蒙授药物制剂专业的44名学生分为7组,每组平均6~7人。学生轮流担任提问者、陈述者、观察者、支持者、监督者等角色,在行动学习小组中创造通过对话、讨论等方式进行交流与互动的学习环境。小组中陈述者的主要任务是向其他成员详细介绍对提出的问题给出的答案,并寻求其他成员的反馈意见,在小组其他成员的协助下不断改进完善;提问者主要负责提出疑问,请陈述者作出回答;支持者可以随时补充陈述者的观点,帮助小组成员理解所要掌握的知识;观察者作为倾听者;监督者负责监督整个小组的活动进程,有利于促进行动学习开展过程中小组成员之间达到有效的互动。
2.3开展学习与解决问题:开展学习以每个行动学习小组选择的问题为起点,小组成员针对提出的问题,采用各种方法提出自己的想法,试图找到解决问题的最佳途径,最终形成正式解决问题的方案。开展学习就是小组成员质疑和反思的过程。在解决问题的过程中,一般可以按以下步骤进行:寻找关键现象和事件;通过各种途径找到问题存在的原因;提炼出问题的重点内容;将问题理论化、逻辑化和系统化;讨论解决问题的主要可行方案;再次对问题进行界定并验证;对解决问题的方案进行评估筛选;制定行动计划;执行行动方案;总结并分享给其他成员。
2.4班级讨论与汇报:教师在行动学习法中起着非常重要的作用。首先教师必须能够引导学生按照药物化学教学大纲的主要要求,设计并提出在本专业相关技能基础上的一些教学问题。然后指引学生通过各种方法寻求解决问题的最佳方案,要对学生们遇到的各种困难给予帮助。最后教师还要在指导每一组学生认真完成任务后,回到课堂中对本次行动学习召开讨论总结大会,目的是要评估本次行动学习的所有成果及取得的成绩,并从中选出本次行动学习中表现最佳的小组和成员,将在本次行动学习中得到的解决方案流程化、精细化、标准化,把所有成果在小组之间共享。
3主要教学效果
3.1提高了学生的学习兴趣,掌握了药物化学的基本知识:蒙授药物制剂专业的学生通过行动学习法学习药物化学这门专业必修课,可以在比较轻松、愉快、活跃的学习环境下,掌握药物化学中的一些基础知识,如各种药物的化学结构、理化性质及其构效关系。在行动学习过程中,每一个学生不是被动去学,而是作为各行动小组积极的陈述者、提问者、观察者、监督者,发挥各自的作用。特别是小组成员中的提问者和陈述者,更是得到了较大程度的提高。也就是说,通过行动学习法可以使学生对药物化学这门课程产生浓厚的学习兴趣,特别是蒙古族学生,药物化学在他们的眼中不再是枯燥乏味、理解困难的理论,变成了生动有趣理论与实践相结合的课程。
3.2培养了学生的协作能力:传统的学习模式一般使学生变成独立的个体,学生之间的互动与交流几乎很少。而行动学习法是一个有计划、有总结和有反思的学习过程,通过小组的行动学习活动,可以把小组中的每一个成员紧紧联系在一起,逐渐增强个人在集体中的协调能力和团队合作意识。小组的每一个成员担当角色的机会是均等的,可以去提出问题,也可以去寻求答案,通过小组的交流与讨论得到深入理解和有效启发。行动学习法可以促进小组成员之间的交流学习,可以培养小组成员的学习技巧,可以开发个人的潜力潜能,可以增强自信,进而改进学习方法、提高学习能力。
1.1.1备学生:熟悉学生学习基础和心理,通过引导教育,转变学习观念,激发学生学习的主体性,变被动接受知识为主动探索。通过调查,熟悉学生的基础课程的掌握情况,并不断灌输案例教学理念,使学生意识到自身在案例教学中的主体地位和教学合作者的身份,能在案例教学中设身处地思考问题,并在案例分析过程中主动寻求交流,训练学生分析和解决实际问题的能力。因此备学生是非常有必要的。
1.1.2教师角色转换与双师素质锻炼:传统的灌输式教学中,教师充当着知识传输机的角色,而在案例教学中教师是案例策划者、引导者和教育者的多种角色的融合。充分认识上述3种角色,才能保证案例教学有效开展。此外,职业教育中培养创新型高技能人才的专业课教师自身应该既是优秀教学工作者又是企业的技术标兵,或者教师直接就是行企业专家,才能在案例教学中游刃有余,营造更为浓郁的案例教学职场氛围。
1.1.3教学大纲制定与教学内容调整:高职高专药品类专业的培养目标是为我国广大基层医疗单位培养药品类专门人才,因此最终落实到药物化学教学中的各种疾病的治疗药物应该以国家基本药物为主,结合药士/师、执业药师职格考试的需要适当调整,实现课程教学与职业资格考试对接。药物化学教学中,学生普遍反映各个药物的知识点多,加上还没有接触药品质量检测、药物制剂等课程,没有办法将“凌乱”知识点进行归类整理,对该课存在抵触情绪,教学效果差。在此笔者以为,可以将零散的知识点大致归为4类:药品质量检测、药物制剂、药品贮存与保管和临床合理用药,并进行教材编写,教学要求也变成了掌握药物的这四类相关知识点,然后辅以药品质量检测、药物制剂、药品贮存与保管和临床合理用药的案例教学,让学生能够自发地将所学知识点应用到相关领域。从这个角度来说,案例在药物化学课程中有有着很重要的作用,故应该在大纲中对学生在案例教学过程中的良好行为表现作为教学目标之一,应该能对上述四个领域的经典案例做出符合职业一般规律的、详细的、经得起推敲的行为计划和分析。真正为药物制剂技术、药品检测技术、药理等课程的学习奠定基础。
1.1.4学习任务的案例呈现:案例是决定案例教学成败的关键。围绕教学大纲中所列的药物进行案例的收集与选择,才能使得所选案例具有系统性、针对性和实效性。笔者以为要从如下几个方面做好案例的呈现工作:
①案例选题:对于高职学生来说所选案例应该主要集中在:药品质量检测、药物制剂、药品贮存与保管和临床合理用药。
②案例收集与编写:依托校企合作的药物化学教学团队对案例进行收集与编写,推出案例编写奖励办法,合力开发案例教学资源库,这样才能保证案例的时效性和真实性。在编写过程中,注意高职学生的能力水平,做好示范工作,引导性设置问题,弱化难度。保证案例的确实来源和质量,推进案例库(书籍)建设。
③案例呈现形式:经典的案例经常是以文字、图形的纸质版的形式呈现,但是富有时效性的案例往往还可以引入报道视频、音频等多媒体,随着软件技术的推广,案例教学虚拟软件的开发也成为了可能。
1.2操作控制原理的应用操作控制指动作形成过程中,教师、学生本人或其他学习者对动作的形成进行监督和调控。因此,案例教学的操作控制可以从以下几个方面进行。
1.2.1学生预习案例的监督:高职学生的学习自觉性普遍薄弱,如果不建立预习监督机制,学生预习效果将不能保证,从而加大案例教学的开展难度,不利于取得良好教学效果。因此,成立案例讨论小组是很有必要的,特别是大班课。教师布置案例分析任务给全班,自由组成小组(人数为4~5人,必要时由老师担任其中一组组长进行示范),由组长组织任务分工,各个分任务由组长和教师协商,通过小组讨论确定任务完成路线,定期组织谈论确定任务完成情况,最终将各个分任务的完成情况汇总以书面的报告形式提交(必要时进行幻灯片制作),作为评分指标之一。
1.2.2案例讨论过程的引导与监督:药物化学的案例答案往往是多个方面的共同结果,但多个方面整合的原因具有唯一性。所以在案例教学过程中,教师要做好从化学结构出发的多个方面引导,让化学结构(包括立体结构)决定理化性质和生物活性的观念植根于学生的认知活动方式中,进而能够熟练甚或创造性地应用于新的职场情景中。案例讨论中,可以建立发言记录与评分制度,鼓励学生发言。此外,通过偶然控制,适时纠正一些错误的言行,保持良好的讨论氛围,培养学生的职业素养。
1.2.3案例教学的形式:案例教学可以是遵循传统模式,将案例作为补充内容,供学生课外阅读讨论;也可以通过案例设置职场情景,在理论课基础上组织班级大讨论等。但对于大班来说,应注意案例讨论后的反思。所以有时针对一些新近的热点案例,建立班级网络讨论群,进行交流也是一个很好的形式。学生可以通过手机、电脑终端进行在线发言,各个发言的记录可以随时调看,给予大家充分的思考问题的时间,形式新颖,富有时效性,可能更有利于充分发挥案例教学的优点。当然也可以将一些案例分析习题集纸质化或网络化,巩固案例教学成果。
1.3结果控制原理的应用
结果控制即对学习者动作完成的最后结果进行评价,并对随后的教学进行调整。教学手段和教学效果的好坏都需要经过学生的验证,并不断完善。学生以化学结构为基础,将药物化学知识自发应用于药品质量检测、药物制剂、药品贮存与保管和临床合理用药四个领域的认识活动方式的模型化是我们的教学目标,但认识活动方式的模型化是一个渐进并不断完善的过程,因此需要建立动态的评价系统,对学生的学习状况进行即时、中期、终期的评价,及时优化案例教学体系,提高教学效果。通过短信、课后集体对话、个别谈话、案例讨论后的组长评价等进行即时评价;通过问卷调查、闭卷考试(增加案例分析内容)等进行中期评价;通过用人单位评价(问卷调查、访谈等)进行终期评价。区别于以往以中期评价为主的评价方式,我们以用人单位满意度作为最终评价目标,并且增加即时评价的环节,为及时调整案例教学方案提供依据,保证教学目标的实现。
2药物化学教学体系改革
案例教学是在掌握药物化学理论知识的基础上开展的,是传统教学方法的补充,并不能完全取代传统教学方法。通过辅助案例教学体系的建立,系统引入丰富、有针对性、贴近时代和生活的药物案例,作为一种联系理论知识和实践之间的桥梁,进而建立案例辅助教学体系是很有必要的。借鉴王华的“五位一体”课程教学体系,将《药物化学》课程体系设置为:知识、亚实践(案例教学体系)、实践、综合实训、评价。在理论讲解中,引入案例分析,相当于实践预演,而在实践过程中,引入案例相当于理论指导,起到很好的桥梁作用,一定程度上贯彻了“学中做,做中学”的教学理念。为保证案例教学的有效实施,需要将案例教学的多个环节进行规范化和制度化,如,学生摸底与交流制度化、校企合作案例教学制度化、案例编写与案例质量评价规范化、案例收集奖励机制制度化、案例教学形式规范化、教学效果评价与反馈机制制度化,等等,构成案例教学控制体系,并覆盖到整个课程教学中。
传统的药物化学课程教学多为化学模式,即主要讲授结构、理化性质、构效关系及药物合成路线等,内容枯燥,学生兴趣不高。然而兴趣是最好的老师,如果学生能够对所学课程产生浓厚的兴趣,就会收到意想不到的学习效果。为了提高学生对药物化学的兴趣,一方面可以丰富教学手段。为了设计、发现及发明新药,必须了解和研究药物的构效关系、药物分子在生物体中作用的靶点和药物与靶点结合的方式。用传统的教学手段仅靠板书和普通幻灯片很难阐明这些问题。因为传统的教学方法无法表现化合物和蛋白质靶点的真实立体结构。但是,利用计算机辅助药物设计的相关软件(例如Autodock),可以将药物配体和生物大分子受体之间的相互作用利用三维形象表达,直观地表现了药物的立体结构,以及药物配体和生物大分子受体之间结合部位的结构性质,使药物的化学结构不再枯燥、抽象,提高学生的学习兴趣。
另一方面,改进教学方法。在美国,案例式教学方法已经普遍应用在经济、法律和医学等领域。案例式教学法注重学生的讨论过程和对问题的分析和推理,老师不再是单纯地向学生灌输药物化学知识,而是通过案例引起学生的兴趣,引导学生主动查阅相关文献和资料,在课堂上以讨论为主,讲授为辅,提高教学效果[3]。例如第一个磺胺类药物“百浪多息”原是一种橘红色的染料,在体外并没有抗菌活性,因而并没有被科学家重视,但是德国的多马克没有因为这个阴性结果而放弃,他通过动物实验筛选出这个药物。后经巴斯德研究所科学家的共同研究发现:“原来‘百浪多息’在体内能分解出磺胺基因———对氨基苯磺胺,这才是抑菌的有效基团”。此后,磺胺类药物的研究工作发展极为迅速,共合成了5500余种磺胺类药物,并有20余种在临床上使用,开创了化学治疗药的新纪元,使死亡率很高的细菌传染性疾病得到控制。随后,这类药物作用机制得以阐明,更开辟了一条从代谢拮抗寻找新药的途径,对药物化学的发展起到了重要的作用[4]。这样的案例还有很多,比如一氧化氮曾被Science评为年度明星分子、反应停事件等。很多经典的药物都是科学家不断探索和思考的结果。通过案例式教学方法,既激发了学生的学习兴趣,鼓励了学生探索求知的精神,唤起了学生的创新意识,也提高了学生对本课程的认识和理解,效果较好。
1.2培养学生的开放式思维
例如在讲授镇痛药这一章时,最初从天然产物中提取的吗啡是一个五元环稠合的刚性结构,虽然具有很好的镇痛作用,但具有成瘾性大、易产生呼吸抑制、结构复杂、全合成困难等缺点[6]。因此需要对其进行结构改造,在药物化学课本上,通常采用的思路为:五环稠合的吗啡生物碱类:可待因;四环稠合的吗啡喃类:左啡诺;三环稠合的苯吗喃类:喷他佐辛;两环非稠合的苯基哌啶类:哌替啶;两个不稠合的苯环氨基酮类:美沙酮。在教学实践中,笔者将这个典型的结构改造设计为开放性作业,首先帮助学生分析吗啡的不足和缺点,启发学生进行相应的结构改造。例如增加化合物的脂溶性,使其易于透过血脑屏障,或者简化结构,缩短合成步骤。学生产生创造性的想法后,将学生的设计用计算机软件展示药物受体和生物大分子配体在空间上的结合情况,给予适当点评。其中,对于切实可行的方案,为学生提供一定的实验条件,进一步深入研究。这样不仅提高学生的科研兴趣,更加拓展学生的科研思维。
2在实践环节中渗透创新思维
2.1合理的实验设计
与理论课程不同的是,实验课程不再以老师的讲授为主,而是更加以学生为主体。药物化学实验的目的不仅仅是让学生熟悉某个反应,学会某个实验操作,更着重于培养学生独立分析问题和解决问题的能力。在实验教学过程中,要求学生在实验课之前做好实验预习工作,查清楚反应所需试剂的理化性质、反应机理,可能生成的主产物、副产物以及注意事项,将实验内容与理论知识融会贯通;在实验前的讲解环节中,应把反应的原理、仪器的基本操作讲解清楚,正确示范,强调实验所注意的事项,使学生养成良好的实验习惯;实验过程在教师的指导下由学生独立完成,保证学生的安全,并且详细记录实验过程和反应结果,鼓励学生在实验过程中自主解决困难;实验结束后,学生根据实验结果和实验观察的现象分析实验成功或失败的原因,并试着提出改进方案。通过合理的实验设计,培养学生严谨的学习态度,激发学生对实验研究的兴趣,提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
2.2小学期制集中实验课教学
药物化学课程中安排的实验由于时间、场地和学生的操作熟练程度限制,一般为经典的、验证性的实验,旨在规范学生的基本操作,培养学生处理问题的能力,远不能达到培养创新型药学人才的要求。因此本院在药学本科学生教学中组织实施小学期制实验课教学,在大四上学期,集中安排一周时间进行1-2个药物的设计性实验,要求学生结合自己的兴趣,查阅相关文献,设计合理的合成路线,与教师讨论合成路线,预测实验过程中可能出现的现象及问题并提出对策,然后强调实验操作的注意事项,继而进行实验的实施及实验过程中问题的分析解决,最后形成实验论文。通过设计性实验提高学生学习积极性、查阅文献的能力及药物合成和设计的能力,对于提高学生的创新能力非常重要。
3利用考核方式促进创新思维培养
成绩评定的方式往往具有一定的导向性,要制定客观有效的成绩评定方式,才能引导学生的学习方向,这对于培养学生创新思维非常重要[7]。传统的药物化学成绩评定以“一卷定优劣”,不能全面地反映学生的学习情况,而且部分学生为了应付期末考试,往往死记硬背,考前临时抱佛脚,考后不久就遗忘了,没有达到预定的学习效果。通过教学实践,药物化学课程的成绩评定可分为两个部分,分别为期末测试和平时测试,二者的所占比重分别为60%和40%。其中平时测试包括课堂提问、随堂测验和开放式作业。课堂作业和随堂测验主要考查学生对一些重要药物的结构式、性质和合成路线的记忆。开放式作业要求同学们分组查阅相关文献,形成合理的药物设计方案,将小组的创新设计以PPT的形式做汇报,再以小组的成果和成员贡献打分。通过这样的评价体系,保证了考核的客观性、全面性,同时学生对药物化学的学习兴趣也浓厚起来,能够很好地利用平时的课余时间,不再把学习时间仅仅放在期末考试的备考阶段。
2实验记录本及样品的管理
药物化学实验室的管理工作中,比较容易忽略的是实验记录的管理。我们在实际工作中,通过统一印制带有页码实验记录本,避免实验记录的修改。在研究生毕业以后,把该生相关的实验记录全部装订并且封存在专用的档案柜中,制定了毕业生实验记录本的借阅及归还程序,确保实验记录本的安全存放。药物化学实验室比较独特的一个特点是拥有大量新结构化学物,并且这些化合物的活性是随着生物活性测试的发展逐步开发出来的,因此做好样品的管理工作显得至关重要。我们在研究生毕业前,按照统一的标准做好样品的管理工作,这些标准的信息包括化合物的名称、结构证明数据、纯度、已做的活性数据等已知的相关信息。所有的这些样品都保存在专用的4度药品展示柜内,借用归还的情况也登记在册。针对在读学生,我们在一个课题结束以后,同样实行类似的样品管理。近年来通过规范的样品管理工作,极大方便了课题组内部活性筛选工作的开展,扩大了化合物的利用范围,提高了获取高药物活性的新结构的可能性。
3仪器管理
实验室经过多年的发展,逐步拥有了Bruker400兆核磁、Q-Tof高分辨质谱、BD流式细胞仪等药学相关系列高端精密仪器。这些仪器价格昂贵,对操作人员的操作能力要求较高,因此实验室聘用了专门的实验员负责此类仪器的日常使用和维护,避免了操作不当造成的不必要损失。实验室常规仪器具有使用频率高、价值相对较低、对操作能力要求相对较低等特点,我们则根据仪器的种类,安排了所在实验室的研究生作为常规仪器的负责人。该类仪器的负责人,负责制定仪器规范的操作规程,协助研究人员对新进实验室人员进行仪器操作的培训,仪器的常规定期保养及损坏的维修协调工作等。
4项目管理
药物化学实验室是各类科研项目具体实施的场所,只有项目顺利实施才能保障实验室能够持续良好的运转。本实验室实行逐级负责制度,研究人员定期开会讨论确定研究思路及方向,确保实验项目的顺利实施。研究人员再与具体的研究生定期讨论试验进度,并及时修改科研工作的方向,确保项目顺利实施。
实验课的准备和理论课有所不同,除了需要备课、书写教案外,更重要的是教师要做好预实验。教师在实验教学前一周事先进行预试实验,熟悉整个实验的各个环节,掌握操作的关键步骤和注意事项,设想实验中可能出现的问题及其解答,从而加强教学过程预见性;同时检验实验试剂及仪器设备是否正常工作,从而降低这些客观因素的影响程度。即便讲课多年,许多教师每次上课前仍坚持预试,因为只有通过预试实验才能取得最有效、直接的资料。对于新增的实验内容,为保障实验教学的顺利进行,要求所有授课教师都必须参加集体备课、预讲、预试。另外,教师实验课准备还需要事先了解学生的基本情况如专业、学习基础等,以便于调整教学方式、因材施教。
1.2学生的课前准备
我们对学生强调实验前预习的重要性,要求每次实验课前充分预习,并书写预习报告、课前提问检查。由于各类高等院校不断扩招,二本院校生源质量有所下降,教学过程需要同时培养智力和非智力素质,所以指导其做好课前预习就显得更为关键。我们将整个学期的实验安排和预习要求提前印发给学生,明确要求其将实验原理简要写在预习本上,以流程图或其他简明的形式写出实验主要内容(避免完全照抄实验指导),注明实验注意事项。并建议学生结合理论知识讨论写出可预知的实验结果,教师在实验课前检查并给出相应的成绩。通过预习可以使学生对于实验原理和实验内容有初步的认识,听教师讲解时能较快跟上进程,做实验时能较早准备好实验所需试剂、器材,较快进入状态,缩短了实验总体花费时间,使实验顺利开展。学生准备充分、操作顺利、实验成功,更容易激发自身兴趣,然后更积极地思考实验相关的问题,比如除了本实验所采用的方法外还有哪些其他方法、各有什么优缺点等,无形中引导学生自觉拓展相关知识。因此,要提高实验教学效果还需要教师督促学生做好充分的预习准备。
2重视实验课第一课的讲授
二本医药院校开设生物化学实验课最根本的目的在于培养学生的操作能力,使学生了解获得基础医学实验知识的科学方法。在实验过程中,逐步培养和提高学生对客观事物进行观察、比较、分析、综合和独立思考、解决实际问题的工作能力。但是,部分同学对生物化学实验课不够重视,兴趣不大,也认为在将来的工作中不会发挥实际作用。因此,鉴于认识事物的普遍规律,我们认为,首先要从生物化学实验课的第一节课入手,引导学生正确认识生物化学实验在整个生命科学乃至医学发展过程中的重要地位。教师在第一节课时借助多媒体等手段向学生介绍生物化学实验技术的起源和发展过程,适当引入相应诺贝尔奖案例的简介,以展现生物化学实验技术对人类发展的巨大推动作用,使学生充分认识生物化学实验课的重要性,正确地对待实验课,有效调动学生学习的积极性。第一课还包括生物化学实验的基本操作,主要是教师指导学生初始就养成规范的操作习惯。除基本操作技术外,我们在第一课时将分光光度法、电泳和层析等这些贯穿整个实验体系的主要技术重点向学生讲解,以利于后续实验的开展。
3与时俱进,更新实验教学内容
传统的实验教学因仪器设备和试剂等条件的限制,以验证性实验为主,较难反映生物化学实验技术在生命科学领域的实际应用。例如,本室以往开设的组织核酸提取与定量实验,将动物肝脏匀浆破碎,离心分离细胞质与细胞核,水解后分别用二苯胺和苔黑酚测定DNA和RNA含量。这个实验对仪器和试剂的要求不高,对本科生而言是一个综合性的尝试。但这种方法并不能真正得到纯化的DNA或RNA,定量所用的试剂基本上是强腐蚀性或强氧化性试剂(如过氯酸、KOH),实验过程影响因素较多,实际应用已较少。为适应医学和分子生物学快速发展的特点,除基础性生物化学实验外,目前医药院校的本科生还应该掌握一些分子生物学实验新技术。因此,在实验条件许可的情况下与时俱进、更新教学内容,非常必要。我们在经过开放式实验教学课题实践论证的基础上,更新实验室设备,将上述实验删去、改换成基因组DNA的提取及电泳鉴定。新开设的综合性实验涉及口腔拭子标本采集、真核细胞基因组DNA提取以及琼脂糖凝胶电泳的核酸鉴定等步骤,利用了商业化的微量DNA抽提试剂盒,让学生直接接触和领略分子生物学技术的应用现状,很大程度上调动了学生参与实验的积极性,提高了教学效果。
4加强互动式和启发式教学
传统教学模式中,教师讲学生听,教师示范学生照做;这对于一些基本操作的讲授可能效率较高,但实验课如果仅仅如此,那么学生就会缺乏积极思考、分析问题和解决问题的主动性。教师应该适当提出问题、鼓励学生展开讨论和回答,多进行师生互动。一些基本操作如刻度吸量管的使用,我们会让学生演示操作,由其他同学观察、并提出其操作是否有不规范之处。我们还发现,即便是让某位学生朗读某一操作步骤及其注意事项,也是调动学生积极性行之有效的简单办法。作为高等院校的教师,应该将实验目的、操作与原理有机结合起来,实验前启发学生认清实验目的,为什么要这样做,可能会出现的各种结果,有什么样的意义,最后根据结果分析得出结论,即使不是最初想要的理想结果。比如纸层析法分离检测转氨反应体系中的谷氨酸和丙氨酸,就实验设计而言,要带领学生思考为什么要同时检测四组样品,即谷氨酸、丙氨酸、转氨反应组、转氨反应对照组,让学生学会标准品对照及阴性对照的运用,了解他们的意义。实验完成后,将学生的实验结果与我们预先准备好的实验结果图片(包括不理想的结果:层析斑颜色很弱、分离效果不佳、各组层析斑块间重叠等)做对照,逐一分析产生的原因,了解点样量、展开剂用量、层析系统的密闭性等对结果的影响,如果时间允许可以讨论如何调整实验条件、重新操作。使学生通过这些实验不仅掌握其操作技术,更要学会独立分析结果,做到举一反三,增强他们解决问题的能力以及对科研实践的兴趣。作为医药院校的基础课程教师,还应将生物化学实验与学生的学习专业恰当地融会贯通,这也是激发学习兴趣、提高学习效率的有效办法之一。比如上述基因组DNA提取及电泳鉴定实验,我们提出就地取材采集每组学生的口腔拭子,学生自己用消毒后的棉签擦拭口腔中两侧脸颊收集口腔黏膜脱落细胞,学生的兴趣立即被激发。随后结合本系教师的研究方向跟学生介绍基因组DNA分型研究在阐明人体对疾病的易感性、毒物敏感或耐受性以及药物治疗的反应性上所起的重要作用,学生自然产生积极动手的意愿,想体验学有所用的乐趣,了解自己的基因分型及对某一物质的代谢特点,无形中使学生自觉地参与科研实验当中。