教学工作简报

教学质量改进简报(第二期)—“华西药学院实验课程改革及质量提升”系列报道(一)

来源:教学办 发布时间:2019年05月30日 点击数:
  实践教学是药学教育全过程中极为重要的环节,高度重视实践教学和创新能力的培养是华西药学院办学的主要特色之一。华西药学院以实验课程改革及质量提升作为突破口,开设药学创新实验、高等药学系列实验,改革实验教学内容,探索和优化实验方法或手段,引入虚拟仿真实验教学,实施全过程评价的实验考核方案,全面实施多媒体教学,提升实验设备建设水平等,有力地促进了药学拔尖创新人才的培养,极大地推动了实践教学质量的提升。
  华西药学院每学年秋学期开设《天然药物化学实验》、《药理学实验》、《药用生物化学实验》、《药用植物学实验》、《生药学实验》等课程,老师们对各门课程的实验教学改革及质量提升进行了梳理和总结,同时也对实验教学的后续改革提出了设想和展望。
  一、天然药物化学实验
  作为天然药物化学和生药学系一门重要的专业实验课程,《天然药物化学实验》课程于每学年秋季开设,主要针对理论教学中涉及的天然产物的理化性质、提取分离、检识与结构鉴定三部分内容设计实验,使学生掌握本学科开展科学研究的基本方法。然而现行实验教学方案已实行多年,存在一些不合理之处:例如学时数偏少,实验内容较单一,实验进度与理论授课进度脱节,并且配套的实验教材《现代药学实验教程》也存在内容陈旧的问题,这与天然药物化学整体研究内容的发展不相符合,制约了药学专业人才实践能力的培养。针对以上问题, 2018年我们围绕《天然药物化学实验》课程开展了一系列教育教学改革工作,新的天然药物化学实验教学方案在实验内容、实验进度、考核方式、实验教材等方面进行了积极的探索。
  1、天然药物化学实验内容修订
  结合本学系在糖化学和生物碱化学方面的研究特色,我们在现有"中药汉防己中汉防己甲素、乙素的提取、分离和鉴定实验(生物碱类成分)"和"中药槐米中芦丁的提取、分离和鉴定实验(黄酮类成分)"的内容基础上增加了糖类化学成分的实验内容——"中药葛根淀粉多糖的提取、分离和鉴定实验"。针对糖和苷类这样的强水溶性成分设计本科实验,在国内本科药学院校中应属首次。同时,根据理论课授课进度,将实验课的教学进度表进行了修订,基本保证理论授课与实验教学进度同步。
  2、修订课程考核方案,实行全过程评价的实验考核方案
  在新修订的60学时教学方案中,我们拟对本实验课程的考核方案进行修订,实验成绩由实验报告、实验表现和期末考核三部分组成。结合四川大学近年来推行的考核方式改革,新增的期末考核部分我们预计设置为20分的"非标准答案考核",作为专业实验课程非标考核的教学改革探索。我们以考核能力为目标,由学生随机抽取题目,在规定时间内自行设计方案,实现未知混合物的柱层析分离、理化鉴定及薄层分离,有利于切实评价学生独立解决问题的能力。
  3、实验教材修订
  2018年,学系老师参与了新版教程《新编药学实验教程》(上下册)中"天然药物化学实验"部分的编写。在内容编排上,新增了糖类成分的实验 "中药葛根淀粉多糖的提取、水解及单糖鉴定",这是首次被编入本科实验教程中。这样,除苯丙素类成分外,其余七种天然成分的结构类型都设置了较为经典的实验,适用于本科天然药物化学实验教学的开展需要。
  4、新开《高等天然药物化学实验》课程
  我们拟新开《高等天然药物化学实验》课,这是在《天然药物化学实验》的基础上开设的提高课程。通过几种代表性天然物质的提取、分离和鉴定以及若干天然成分的结构衍生或多步化学合成实验,使学生加深对本学科理论知识和实验技能的掌握,学习从天然产物开发新药的基本程序和技术手段,从而拓展其研究视野,培养创新意识。
  二、药理学实验
  药理学主要研究药物和机体相互作用及其规律,是医学和药学的桥梁学科。《药理学实验》教学内容与药理学理论教学内容密切相关,涉及到了人体各大器官系统与药物的相互作用影响的经典实验,实验对象涵盖了实验动物、离体器官等,对病理造模和健康机体对药物的反应均有涵盖。随着药理学实验技术的发展,实验设备的更新,药理学实验也在不断改革与更新。
  1、新开设实验项目:胰岛素的降血糖作用
  糖尿病是现代社会的常见病、多发病,之前我们本科药理实验教材没有涉及这方面的内容。增加的新实验"胰岛素的降血糖作用",可以使学生了解药典测定胰岛素的生物测定方法;学习酶标仪、移液枪的用法;掌握微量快速的葡萄糖测定方法。这使得同学们对于糖尿病部分的知识掌握更为深刻。
  2、对原有实验项目的改进:肝脏功能对药物作用的影响
  肝病也是现代社会的常见病、多发病。将原开设与肝病相关的实验项目"动物肝脏功能对药物代谢的影响"改为"动物肝脏功能对药物活动的影响",原有的实验方法是简单的通过给小鼠注射肝损伤药物建模后,通过对麻醉药品的反应观察来了解肝脏功能状态对药物作用的影响。由于动物只数少,个体反应存在差异,因此实验现象的判定不够客观、准确。改进后的实验增加了肝脏功能受损小鼠的血清生化检测部分,学生既能学习酶标仪、移液枪的操作方法,掌握微量快速的试剂盒生化检测方法,同时使实验结论数据化,更为客观和准确。
  上述两个实验项目的改革使学生掌握小鼠眼眶和尾静脉微量采血法,这在之前的实验中没有涉及,同时使学生掌握分离血清、微量测定等现代药理学实验常用技术,填补了过去的药理实验从未测定过生化指标的空白。
  3、对原有实验项目内容的调整和新增
  过去有3次共计9个学时观看药理实验教学录像放映。2018年开始,我们只在新学期第一次实验课保留了一学时的录像放映(实验动物基本操作),其余录像课时改为动物实验,提高了学生实际动手操作的比重。同时改变授课次序,将原来第二次课的实验动物基本操作理论讲解和学生练习两部分内容调整到第一次课里,使实验课程内容安排更为科学合理。根据同学们的反馈意见,在第一次实验课里增加了以往没有的药理基本实验技术介绍、实验动物解剖、动物伦理学知识等,填补了同学们在知识衔接上的空缺。
  此外,在肝脏功能状态对药物作用的影响、药物对动物自发活动的影响、胰岛素的降血糖作用等三个实验项目里增加了实验数据统计分析,这是过去药理实验中忽略的内容,定性观察重要,定量分析更科学、更有说服力。未来会进一步将实验数据统计分析扩展到其他实验项目中。
  4、实验设备更新对实验改革的推动
  新增用于微量比色测定转氨酶和血糖的器材及设备:移液枪、离心机、酶标仪等,填补了生化指标仪器设备的空白;更新用于电惊厥实验所用电惊厥仪,增加了仪器的安全性和实验成功率,同学们实验体验更好;更新用于镇痛实验所用的甩尾仪,使同学们接触到更新的镇痛实验设备和方法;更新肠肌张力实验所需要的肌张力仪,使实验过程更为简便,排除更多外在因素对于实验数据的干扰;更新带恒温功能的兔手术台,解决了原有兔手术台在秋冬季开展实验中温度对手术状态和实验结果的影响。
  5、未来展望
  随着药理学研究内容和实验技术的发展,拟更新实验教学内容,更新实验设备及器材;更多地设计具有开放实验结果的实验内容,鼓励同学们思考讨论,形成方案解决问题,培养科研思维;充分利用现有仪器设备,发挥其最大作用,新开设虚拟仿真实验相关的实验项目。
  三、药用生物化学实验
  《药用生物化学》是药学专业的重要专业基础课,是帮助学生理解生命现象和药物作用机制的重要基石。生化实验技术的创新推动着生物化学的发展和药学研究手段的进步。因此,《药用生物化学实验》课程在药学本科教学中占有特殊地位,是培养新型药学人才、契合精准医疗发展计划的重要环节。
近年来,随着生命科学的发展,生化实验技术在不断地创新,推动着药学的研究全面深入到分子水平。之前我们的某些实验由于技术手段落后,无法跟上目前药学研究的步伐。针对这种情况,生物技术药物学系对现有的药用生物化学实验教学方案进行改革,更新实验教学内容,用先进的实验设计和实验手段进行替代,用先进的实验技术手段培养出具有扎实生化功底的新型药学人才。
  1、紧扣理论教学,优化实验方案,促进知识掌握能力培养。
  核酸是《药用生物化学》课程讲授的重点知识,实验教学团队将原有的"从猪肝中提取DNA"实验优化为"质粒DNA的提取与鉴定分析"实验。基因组DNA的抽提技术需要静脉血,人静脉血的购买需要严格审批,而自制又涉及到临床安全规范等问题,无法稳定获得。如果用动物(如兔)的静脉血替代,对于初次学习该技术的学生来讲,由于技术不熟练,容易导致实验失败,降低教学效果。我们采用的质粒DNA抽提技术是用大肠杆菌为材料,通过培养即可以扩增细菌和质粒,从而能保证教学实验需求。而且由于质粒被扩增,容易抽提到高浓度的质粒DNA,实验成功率高,能够保护学生的学习积极性,提高实验教学效果。教学实验中我们开展质粒DNA的提取、紫外分光光度法定量、琼脂糖凝胶电泳分析等实验操作,更加有效地培养了学生动手能力和分析、解决问题的能力。通过该实验项目的改革,能够帮助学生熟练掌握DNA的提取与鉴定的原理、方法及相关仪器的操作使用,学生普遍反应良好。
  2、精心组织、认真规划,对实验内容进行重新规划和调整。
  (1)进一步提升《药用生物化学实验》课程教学质量。以应用需求为导向,结合实验室自身条件,对实验课程进行了部分调整。拟增加蛋白重力柱层析纯化实验,重力向下的原理驱动溶液或样品流穿过纯化填料,与纯化填料具有亲和力的组分被结合在填料上,而无亲和力或亲和力弱的组分被流穿或淋洗去除,最终达到目标组分纯化的目的。重力柱纯化过程
主要分为4个步骤:①平衡,②样品结合,③杂质淋洗,④目标蛋白洗脱。
  (2)认真规划、制定方案,对现有实验仪器设备进行升级更新,同时新增创新性实验。
根据课改实验方案,生物技术药物学系制定了切实可行的课改实验方案,即通过提升实验硬件设施,提高实验教育教学质量,促进学生全面主动发展。因此,拟对现有的实验硬件进行升级更新,购置pH值测定仪、电导率值测定仪、蠕动泵、蛋白质电泳仪电源及电泳槽、核酸电泳仪、醋酸纤维素电泳仪等仪器,新增血清GTP活性测定实验、碱性磷酸酶Km测定实验、重力柱亲和层析纯化实验、质粒DNA鉴定实验(琼脂糖溶解、融化)、酪蛋白制备与含量测定实验、蛋白质化学实验6项创新性实验。
  3、实验课程教学实践深入——全体参与齐迈进
  根据课改实验方案,学系制定了小班化授课方式计划,同时结合实验课程讨论方案,鼓励学生自我实验,探索性实验,增加学生与老师间互动,增加学生主观能动性。即通过理论结合实验讨论方式进一步提高《药用生物化学实验》课程教育教学质量,促进学生全面、主动发展。
  四、药用植物学实验
  药用植物学是利用植物形态解剖学和植物系统分类学的知识与方法,来研究药用植物的一门科学。《药用植物学实验》积极推进教学改革与实践,发挥西南地区药用植物物种丰富的优势,利用华西药用植物园丰富多样的药用植物种类,充分发挥学生的主体作用,培养学生掌握药用植物的形态解剖学知识、形态和显微鉴别特征、分类学原理和方法等,提高学生识别、鉴定药用植物种类以及对药用植物学、生药学、中药鉴定学等学科知识的综合应用能力,为学生研究植物药的基源,调查药用植物资源,保证用药安全、有效提供必要的基础知识和技能。近年来,我们在实验教学改革方面做了很多积极的努力。
  1、增加了综合性、创新性实验内容的比例,新增10种实验材料、3种虫草伪品、1种天麻伪品、油菜果实标本(长角果)、小麦果实标本(复穗花序)、马蹄莲标本(无被花)、枫杨果实标本(翅果)、紫茉莉花标本(高脚碟型花)、金铃花标本(单体雄蕊);新增1项实验内容:被子植物检索表的使用(二)。
  2、增加了实验考试环节,将能完全考核学生综合操作能力的植物解剖和科属检索表的运用等作为实验操作考试内容,将平时成绩、实验报告成绩、考试成绩有机地综合在一起计算总成绩,科学地、全方位地评定学生的学习质量和效果。
  3、全面实行多媒体教学,拍摄了显微镜和解剖盒操作相关的教学视频,在实验课上统一播放,极大地提高了实验教学水平和效率,得到了师生一致好评。
  4、编写制作了实验的安全培训手册:《药用植物学实验室安全规范手册》,对学生统一进行安全教育。
  5、新增生物显微镜60台,体视显微镜4台,电动显微镜1台,实现了实验仪器全面更新。
  五、生药学实验
  生药学是研究生药的基源鉴定、性状特征、显微特征、化学成分、药理作用和品质评价等知识及其鉴定方法的学科。《生药学实验》积极推进教学改革与实践,充分发挥学生的主体作用,培养学生掌握生药学的基础理论知识和基本操作技能,生药鉴定的程序和方法,重要生药的基源、性状特征、显微特征、化学成分和理化鉴别等。课程针对生药一直存在着原料品质、生产质量等问题,培养学生掌握快速准确鉴别生药品质的综合应用能力、有效地控制生药质量的能力、中药新药研制和资源保护的能力,为药学专业学生从事生药的品种鉴定与整理、化学成分、质量研究、中药资源开发和中药新药研究等奠定基础。近年来,我们在实验教学改革方面做了很多积极的努力。
  1、增加了综合性、创新性实验内容的比例,取消了挥发油提取实验。同时对实验教材进行了修订,新增4项实验内容:动物类生药的鉴定、矿物类生药的鉴定、生药的DNA分子标记鉴定实验、生药原植物腊叶标本制作实验。
  2、全面实行多媒体教学,拍摄制作了实验涉及的全部理化鉴定以及需要在显微镜下观察到的显微特征的照片,极大地提高了实验教学水平和效率,得到了师生一致好评。
  3、新增生物显微镜60台,体视显微镜4台,电动显微镜1台,实现了实验仪器全面更新。
  生药学实验课的改革思路:
  1. 本课程未来将取消最后的期末考试成绩,总成绩全部由平时成绩构成,加大学生的实验操作成绩所占的比例。
  2. 相应减少生药显微鉴定实验的比例,增加生药DAN分子鉴定、理化鉴定、HPLC鉴定、TLC鉴定、HPLC-MS鉴定的内容,让整个实验更加丰富和合理。
  3. 增加生药学实验课程的实地实习,比如:增加4个学时的成都市荷花池药材市场生药材辨认课程,增强学生对生药学的认知。


来源:教学办  编辑:四川大学华西药学院