自主设计实验在生物药剂学与药物动力学中的应用与探索论文

图 1  自主设计实验的操作流程
 

四 自主设计实验在生物药剂学与药物动力学中实施内容与步骤

       以创新能力培养为中心，以学生为主体，构建自主设计型教学模式，难度在于兼顾到实验结果的同时，要把课程理论知识与实际运用有机结合，实验操作技能培养和能力培养有机结合，实验结果和独立思考并驾齐驱。我们在生物药剂学与药物动力学中引入自主设计实验，整个流程操作主要按以下几个方面进行开展。

（一） 前期准备

       在生物药剂学与药物动力学实验教学前期， 同学们了解了该门课程实验教学的目的与任务， 实验室基本原则与要求，常用仪器的操作流程及注意事项，然后通过 1-2 个实验项目的训练，掌握了生物药剂学与药物动力学实验操作的基本技能、样品的处理、数据的处理与计算的方法等知识。
 

       本门课程实验教学后期，我们开始安排设计性实验操作。根据授课进程安排，最后一次实验课开课前 1-2 周，指导老师通过“雨课堂”、“超星学习通”、“腾讯会议”、QQ 群等平台把实验相关的资料或信息推送给学生，包括开设自主性设计性实验的必要性与重要性，如何结合现有教学情况进行选题，已开设的自主设计实验的典型案例等。让学生对自主设计实验模式有个初步了解与认识。

（二） 查阅资料，设计实验方案

立足现有的教学资源与教学条件，保证设计性实验的可行性和可操作性，指导老师进行必要的引导，给出实验可采用的药物名称的范围及药物的基本背景资料，然后将这些信息推送给学生， 学生在半限制的范围内查阅相关的文献资料。要求查阅 15-20 篇左右的文献，并且近 5 年的文献不少于 50%。对所查阅的文献认真阅读分析和思考，最后对所有文献中有用信息进行归纳总结，结合教师给与的药物背景资料，设计一套合理的实验操作方案。

（三） 分组与讨论

      正式上课时，教师按学号对每个教学班进行分组，3-4 人为一个实验小组，分成 7-8 组。每组推选或指定 1 个学生代表 3 分钟时间讲述本组设计的实验内容、方法与步骤，提出实验的关键问题，以及预解决的办法。再给与 2 分钟时间， 本组其他同学作适当补充。等各组汇报结束，教师给与 10 分钟时间，让同学们围绕实验方案的合理性和可行性进行讨论和交流，对前期设计的实验内容进行修订和补充，经过充分讨论后，每组要确定 1 套认为最合理可行的方案。

（四） 方案实施

       各组学生根据确定的实验方案，全程参与实验所需的药品、试剂、器材等材料的准备工作， 其中药物与试剂按照要求规范配制成适当的浓度， 然后根据方案一步一步开展实验研究。在实验过程中教师不能一味干预或中断学生的操作，要体现出学生的主体地位，但这并不意味着教师一言不发，不闻不问，看到学生错误的操作要及时纠正并示范正确的操作方法。在合适的环节适时启发学生进行创新性思维，如采血点如何设计，为何要在那个时间进行采血，如果时间点错过采集不到血样应该怎么补救。血样需不需要抗凝，如果样本出现溶血现象怎么办。样本采集后怎样处理，血液样本放置一段时间后为什么出现胶凝状， 胶凝严重时样本量不足怎么办。怎样测定和计算血清中药物浓度等，吸光度差值出现负值的原因有哪些，等等。指导教师同时提醒及要求学生详细记录实验数据，思考实验过程中出现的各种问题，对于学生回答不出的问题，教师逐一进行分析解答。教师监控整个操作过程，并根据同学们的操作技能表现和操作过程中体现出来的创新能力进行打分，作为实验成绩评定的一项内容。

（五） 讨论与总结

      教师对整个实验过程进行归纳汇总后，引导学生就样品处理、血药浓度测定、数据拟合、隔室模型的判断、药动学参数计算等方面进行讨论。通过上述实验的操作，样品怎样处理更为合理， 血药浓度定量测定时如何制备标准品的标准曲线， 为何要采用双波长测定法，当样品量不足时，各组是怎样计算药物浓度的，如何由药物的浓度拟合出合理的隔室模型，怎样由隔室模型计算药动学参数等。在此讨论环节也是学生为主，教师发挥辅助作用。指导老师要求学生对讨论内容进行详细记录与思考，总结讨论的心得体会与成败得失。最后，指导老师点评本次实验的合理性与不足之处，告知还可采取哪些改进措施等内容。

（六） 实验报告的撰写

       实验报告的撰写要求字迹工整， 内容完整， 数据记录详实，结果可靠，结论准确，强调一定要有自己的见解，特别要注重讨论部分内容的书写。在讨论部分要体现个人最初设计的实验方案的不足之处，实验过程中如何进行修改和完善的， 为什么要这么做等等。报告的书写不能生搬硬套， 更不能千篇一律，重复性高。

（七） 自主设计实验的考核评价体系 [9,10]

       自主设计实验将学生实验的全过程纳入考评范围，考核评价体系包括过程性评价和总结性评价。过程性评价包括学生的出勤与学习态度、实验方案的设计，操作技能，实验数据的处理、参与讨论分析的积极性、实验报告的撰写、卫生整理等。对每项考核内容建立考核标准，根据标准逐项进行打分，满分为 100 分。总结性评价是教师根据学生的总体表现进行打分， 满分亦为 100 分，其分值占总评价体系分值的 30-40%。这样的评价体系客观、公平、公正，能较全面地评价学生的学习态度、实验技能、创新能力与综合能力。

五 自主设计实验教学效果的体现

       生物药剂学与药物动力学自 2017 年开展自主设计实验以来，我们对两年的教学效果做了统计， 具体体现在以下几个方面。（1）课堂理论教学参与度有了明显提高。授课过程中，教师反馈，学生学习的积极性增加，课堂气氛不再像以往那么沉闷，学生跟老师互动的次数逐渐增多，并且有的学生能主动提出有深度的一些问题，说明实验教学的改革拓展了他们的理论思维，能够找到问题的契入点和突破口。（2）考试成绩有了明显提高。对比近 5 年的生物药剂学与药物动力学期末考试的试卷分析，发现及格率、良好率、优秀率分别提高了 24.3%、15.6% 和 9.2%。以往有的同学课堂不注意听讲，实验课时自己不动手，看同组同学操作，报告的书写也很马虎，期末考试前临时抱佛脚突击，考试成绩可想而知。现在的教学模式需要每个同学都要主动参与，评价体系不仅包括结果性评价，更看重过程性评价，故学习的参与度提高了，考试成绩也相应提高。（3）自主学习的能力得到提升。部分学生主动利用课余时间巩固课堂所学内容，认真完成布置的作业， 预习下次课所学内容，遇到不懂的问题有目的地去查阅资料或者到教师办公室请教，或者通过网上多种途径发文字或图片与教师交流，自主学习能力得到提升。（4）自主设计实验能力得到提升。学生主动预习实验方案，进行实验方案的设计和准备，并能在实验中，对实验方案提出改善建议。同时，学生以一个药物的自主设计方案为例，能够举一反三，想到临床应用相似的药物或理化性质相似的药物应该怎样设计，自主设计的能力得到了培养和锻炼。（5）创新思维和创新能力得到锻炼和提升。部分学生在自主设计实验基础上开展毕业论文设计、申请大学生创新创业训练项目等，并整理试验成果、撰写论文发表，科研能力、创新能力、综合素养得到提升。

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