结合PBL法探索药学综合性实验教学的可行性

　　实验教学是药学学科教学工作的重要组成部分，要求学生将理论知识通过实践加以验证，并灵活运用理论知识来分析问题，解决问题，通过实验培养学生的动手能力、观察分析问题的能力，并培养学生学会独立思考，注重团队合作。然而目前我院药学专业本科生实验教学以教学类为主，以验证型实验居多，在这种实验模式中，学生按照实验指导手册和教师的讲授，按部就班地操作，缺乏了动脑解决问题的过程。这种灌输式教学、结论性结果，与目前素质教育所要求的参与式教学、启发式教学相去甚远。

　　“以学生为主体，以问题为中心”，在教师的整体把握和指导下，学生充分应用多种形式进行自学的PBL（Problem-basing learning）教学理念已经在医药教学领域有了很多的实际应用，逐步成为一种成熟科学的教学模式。根据这种理念，结合药学专业实践性强的科目特点，本项目计划探索在药学本科学生中开展综合性设计实验的可行性。综合性设计实验指实验内容涉及本课程两个及以上不同单元或相关课程的知识，运用两种及以上实验方法和实验手段进行的一种复合性实验，其特点在于综合性、多样性、设计性。综合性设计实验是由教师根据实验教学大纲要求，结合学科特点，遴选出适宜药学本科学生研究的实验内容，由学生实验小组自主设计实验方案、自己准备实验试剂和仪器，自行完成实验并对实验结果作出综合分析与处理。综合性设计实验以学生独立设计实验方案、自我训练为主，提高学生的实践动手能力和创造性思维，充分发挥学生的能动性，培养学生的综合能力，使学生从被动接受转化为主动学习。

　　作为首次综合性设计实验开展的探索，我们选取了大二年级的学生共5名成立小组，选择一名学生作为组长，负责组员的分工安排和实验管理。结合药学专业的特点，以及本科教学的教学内容安排，以生姜制剂产品开发为例，从生姜有效成分的提取、含量测定、药理活性考察至制剂产品的制备，涉及“天然药物化学”、“药物分析”、“药理学”和“药剂学”四门学科的理论知识，基本上涵盖了药品开发的总体流程。学生在理论知识学习以及实验教学的基础上，通过査阅文献，自主设计实验计划，完成实验内容，总结实验结果，完成药品开发的全部步骤。

　　1选题依据

　　选题一般可以以药学实验教学大纲为依据，兼顾学科发展现状与趋势，难易适中，让学生能够接受、乐于接受。药学专业的学科特点是实践性强，我国目前又在大力推广产学研结合，因此药物实验教学必须具有实战性、前沿性和创新性，再结合综合性原则、可行性原则、可选择性原则及安全性原则，拟定综合性设计实验题目。

　　本实验选择了生姜作为研究对象，是考虑到生姜作为药食同源的一种古老药材，经证实具有良好的药理活性，目前也有大量研究集中生姜有效成分、药理活性以及制剂产品开发方面。以生姜作为本次综合性设计实验的药物模型，是基于生姜原材料成本较低、相关研究较为成熟，可保证本科生在初次进行自主科研设计时的安全操作以及实验的顺利开展。

　　2实验预期目的

　　实验教学是药学学科理论教学工作的重要补充部分，目的是验证药学重要理论知识点，通过实践掌握操作技术，同时培养学生灵活运用理论知识来分析问题、解决问题的能力。但是目前的实验教学内容只是某一门课程的理论教学内容的反映，各个实验之间相关性差，缺乏连续性，没有有效的将各个学科的理论知识系统的结合起来。

　　其次，由于目前的实验教学以验证型实验居多，学生按照实验指导手册和教师的讲授，按部就班的操作，主动性差，缺乏团队协作能力的培养和解决问题能力的训练，因此提高组员的团队合作、人际沟通能力也是本次综合性设计实验的目的之一。

　　本次综合性设计实验以案例（生姜制剂开发）为中心，在“以学生为主体，以问题为中心”的PBL教学思路理念下成立实验小组，从药物有效成分的提取、分析、药理活性研究至制剂产品的开发的一系列自主实验设计过程中，探索药学专业实验教学开放性实验设计的可行性。通过本次的综合性设计实验将各基础学科和实验教学的知识点有机结合起来，打破学科的界限，练习对多项实验手段与技能的综合运用，培养学生养成站在整体高度看问题的习惯，逐步形成综合分析问题、解决问题的思维方式。

　　与验证性实验学生被动消极接受知识相比，PBL教学方法以学生主动学习为主教师辅导为辅，本项目以实验案例为中心训练学生的发散思维和横向思维，以期在现有实验教学基础上，提高本科生理论转化实践能力，通过自主设计实验计划完成实验内容，深入了解药品开发的总体流程，提高药学专业本科生的专业素养。

　　3实验计划设计

　　综合性设计实验在培养学生创新意识和提高实践能力上具有重要意义，也是实验教学改革的一个必然趋势。本次开放性实验涉及到“天然药物化学”、“药物分析”、“药理学”和“药剂学”四门学科知识‘实验内容的设计应与各学科教学时间同步，使学生在学习完理论知识后，迅速将理论知识转化为实践工作，大大深化了理论知识的学习。以下是小组成员的实验内容设计。

　　（1）“生姜有效成分的提取：购买新鲜生姜，切片后于烘箱烘干后磨成粉，浸泡后采用水蒸气提取法，最终得到含有生姜有效成分的澄清透明挥发油。

　　（2）生姜有效成分的鉴定及含量测定：采用薄层色谱和HPLC方法检测生姜挥发油中的有鳞成分，绘制生姜挥发油有效成分的指纹图谱。

　　（3）生姜药理活性的研究：选择A549细胞模型，给药后采用MTT法考察生姜挥发油对细胞的抗癌活性。

　　（4）生姜有效成分制剂产品的制备：考虑到挥发油的挥发性，采用包合物技术将其制备成固体粉末，避免了有效成分的挥发，提高了药物的稳定性。再将包合物进行压片，并进行质量评价（片剂硬度、崩解度、含量均匀度等）。

    （5）实验结果整理，撰写实验报告。

　　按照以上实验计划，实验小组从2013年7月开始至2014年12月共1年半时间，利用课余时间和假期，按时完成了实验计划。

    4实验成果

    药学实验教学一般是20人左右小班授课，3—4人为一小组，这样的小组结构非常适合教学思路的设计，在“以学生为主体，以问题为中心”的教学思路理念下，组员分工合作，充分调动一切可利用的资源，围绕中心问题查找资料，进行自学。

　　在实验进行过程中，组员们遇到了很多困难，如“挥发油提取率低”、“指纹图谱各成份峰分离度不够”等，在教师的指导下，组员通过查阅文献，设计实验，最终取得了较好的结果。以“挥发油提取率低”为例，通过文献调查，筛选了水蒸气蒸馏法、旋转蒸发法、乙醇提取物和萃取法，考察了溶剂种类、溶剂量、提取时间对提取效率的影响，选择正交试验优化实验条件，最后确定了以生姜粉末作为主要原料，水作为提取剂的方法，物料比1:10，并对其混合物进行浸泡，然后开始蒸馏，无水硫酸钠作为干燥剂除去了挥发油中少量的水分，最终得到含有生姜有效成分的挥发油。

　　通过本次实验，组员深切体会到了科研的魅力，既有需要攻克的难题，也有成功后的喜悦，从问题出发，充分发挥主观能动性，不仅深化了课堂上所学的理论知识，而且延展了知识范围，提高了学生对科研研究的兴趣，达到了本次综合性实验设计的目的。

　　由于是以团队为单位，小组成员之间必须进行合理的分工和沟通，遇到困难问题需要请教不同学科的教师，通过本次实验，学生可以比较娴熟地应用现代的信息服务资源，并且使他们具备较强的沟通技巧和人际交流能力。

　　5实验开展存在的问题

　　开展综合性设计实验对教学资源的要求很高，需要投入很多的人力、物力。一个综合设计性实验项目需要耗费一个验证性实验几倍的时间和精力，而实验教学课时有限，学生精力有限，实验场地有限，本次实验涉及到药化、分析、药理和药剂四个教研室，需要每个教研室提供仪器设备、实验耗材，还需要各学科教师的积极配合。本次探索实验选择了一组学生进行实验还可保证实验场地和指导教师时间的保证，如将此次综合性设计实验扩大到整个年级，共计150人，就目前我校药学院的实验室硬件设备，远远不能满足需求。因此我们认为这样的综合性设计实验不易开设过多，参与的学生可通过自愿报名、指导教师遴选的方式确定，否则势必造成走过场，达不到预期的效果。

　　6结语

　　本“药品研发总流程”综合性设计实验结合药学专业实践性强的特点，紧密结合课程设置，学生自主设计生姜有效成分的提取、鉴别、分析、药理活性研究以及制剂开发的完整产品开发流程的实验设计，涉及“天然药物化学”、“药物分析”、“药理学”以及“制剂学”的理论知识，使学生及时将理论知识应用到药物研究中，提高了学生的实验动手能力，充分发挥学生的能动性，可培养药学学生的综合能力，有利于其今后的职业发展。本项目对药品开发总过程的开放性实验设计探索，是对目前实验教学内容的重要补充。

　　作者：党云洁，王勇，敖惠，杜青（河北医科大学 药学院，河北 石家庄 050017）