探究式教学模式在高职高专生物制药工艺学实验教学中的应用研究

林凤云　张天竹　杨元娟　王 双　罗 易

重庆医药高等专科学校药学院　重庆　401331

探究式教学模式在高职高专生物制药工艺学实验教学中的应用研究

林凤云张天竹杨元娟王 双罗 易

重庆医药高等专科学校药学院重庆401331

探究式教学模式是指学生在教师的启发诱导下，对知识进行主动探索和研究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种教学方法。为适应高职高专人才培养的需求，我们在生物制药工艺学实验教学中开设创新性实验、综合设计性实验、开放性实验以及仿真实验项目，充分应用探究式教学模式，并通过知识技能测试和问卷调查评价教学效果，结果显示探究式教学模式比常规教学模式教学效果好，差异显著。

探究式教学模式；生物制药工艺学；实验教学

20世纪初，杜威从实用主义立场出发，最早提出探究式学习（inquiry learning）方法。他认为科学教育不仅要让学生学习知识，更重要的是要学习科学研究的过程或方法，并强调“从做中学”， 探求真理不能脱离实践经验，通过“在做中思维”培养学生主动探索、勇于创新的精神，提高学生解决实际问题的能力。20世纪中期，施瓦布提出探究式教学法（Inquiry Teaching），其核心是培养学生的创新思维。施瓦布认为教师应该用探索的方式展现科学知识，学生应该用探索的方式学习科学内容。它的基本思想是：在教师的指导下，学生通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法。探索式教学的过程中，加强了学生的主体地位和自主能力，这是目前培养学生科学素养的最有效的教学模式之一。［1］

生物制药工艺学是高职高专生物制药技术专业的核心课程，理论性、实践性、应用性强，与生产实际结合紧密。［2］传统的实验教学依附于理论教学，以验证性实验为主，“填鸭式”被动接受的实践教学模式，缺乏对学生独立思考和操作能力的培养，创新精神和创新能力的培养更是无从谈起。［3］为了培养适合企业需求的高素质技能型人才，我们将探究式学习模式引入到高职高专生物制药工艺学实验教学中，有意识地培养学生的学习兴趣、实践能力、创新能力、自学能力以及科学素养。

1　研究对象

研究对象为我校2012级专科生物制药技术专业1 班47名学生，随机分为实验组（23人）和对照组（24人），两组学生人数、生源地、上学年成绩、文化程度、年龄、性别等方面无明显差异。实验组采用探究式教学模式，对照组采用传统教学模式。

2　研究方法

2.1探究式教学模块设计

根据探究式教学模式的指导思想［4］，我们将生物制药工艺学实验教学模块设计如下。

（1）以生活经验为基础，创设一定的问题情境，引发学生强烈的问题意识和探求动机，促进学生积极思考，在进行问题情境的设计时，可以通过演示实验、视频、新闻报道、趣味故事、科学史实、新闻报道、实物等创设问题情境。

（2）实践探究。教师向学生提出问题后，引发了学生的探求动机和怀疑精神，促使学生通过网络、书籍、文献、社会调查等各种形式收集、整理、阅读资料。学生自愿组成讨论小组，进行实验的构思与设计，在教师指导下，学生边做实验边记录实验现象、数据，掌握感性材料，发现新的知识。通过这一步骤可培养学生的参与意识、沟通能力、分析能力、思维能力、协作精神以及科学态度。

（3）反馈评价，总结提高。各组学生根据实验事实进行讨论、归纳整理、总结提炼，形成书面和口头报告材料。通过口头报告，学生们可以交流、研讨、分享、评价实验成果，锻炼学生善于发现问题、寻找规律、解决实际问题的探索能力。教师得到反馈结果后，及时给予指导和评价，引导学生学生正确运用刚学的知识解决实际问题，巩固提高新知识。

2.2生物制药工艺学探究性实验的设计

2.2.1创新性实验

变验证性实验为探究性实验，增加趣味性实验，激发学生兴趣。例如在进行“牛奶中酪蛋白和乳蛋白素粗品的制备”实验中，影酪蛋白盐析产率的因素包括：无机盐的种类和加入量、蛋白质种类和浓度、pH值、温度、操作方式等。实验前，学生查阅资料，通过课堂讨论、老师引导的方式列出显著影响实验结果的几个因素，并将各因素划分成几个水平。学生独立设计正交实验方案，进行操作。实验结束后，以酪蛋白的产量为评价指标筛选最佳方案，最后再验证实验结果。实验过程中充分调动了学生的主观能动性，从实验前的准备到方案的制定、实施均以学生为主，教师指导为辅，在获得最优实验条件的过程中，学生不但具备了验证假设、完善实验结果的能力，而且锻炼了科研思维，有利于提高学生分析问题、解决问题的能力。实验后，教师还可进一步创设“问题情境”，提出一些趣味性问题及解决办法，如怎样利用盐析法分离纯化牛奶中的蛋白质，分辨其中是否含有三聚氰胺等。

2.2.2综合设计性实验

高职高专注重学生综合素质和实践技能的培养，在独立实验的基础上，开设综合设计性实验，可更系统性地培养学生的科学素养和创新能力。［5］如在进行“SOD的提取和精制”实验项目时，由学生自己选择提取SOD的原料（如大蒜、绿豆种子、植物鲜叶、芦荟、猪血等），根据不同实验材料设计实验方案，确定制备工艺，合理利用仪器设备，独立完成实验任务、记录并分析处理实验数据。特别是设计SOD的含量测定方法时需要从定氮法、紫外分光光度法、双缩脲法、邻苯三酚法、氮蓝四唑（NBT）法中，根据SOD极不稳定的特点和可抑制氧化反应的原理，正确选择邻苯三酚法、氮蓝四唑（NBT）法测定其含量，同时注意实验操作还应迅速。学生在操作中可比较不同原料的SOD含量及同一原料不同状态的含量，如大蒜出芽之后SOD含量高于未出芽前。我们还引导学生查阅《中国药典》，看是否收录SOD，提出疑问。引导学生思考和设计提高SOD稳定性的制剂方法，并进行实验验证。通过实验有助学生对生物药物的提取、分离、纯化、质量控制、制剂等方法的了解，树立学生质量控制意识，为实际生产打下基础。

2.2.3增加开放性实验

某些学生学习兴趣较高，在有限的实验教学课时内不能满足学生的求知欲，为了解决这一矛盾，在不影响正常实验教学的情况下，可适当增加实验室的开放时间，我们是在周日至周五晚自习和周六全天向学生开放实验室。通过实践，我们发现在自主学习时间内，学生可根据自身情况选择实验项目、实验时间、实验设备，更好地培养学生的创新精神和实践能力。

2.2.4仿真软件的应用

生物制药工艺学某些实验过于复杂，影响因素较多，对实验仪器设备要求高，耗时长，限制了实验项目的开设。我们尝试使用了仿真软件，如利用软件将青霉素发酵生产的实验时长由1周缩短为1天，把传统的灭菌、接种、发酵条件控制、补料、放罐等仿真集成在一个软件环境下，做到边设计、边实验。由于采用的是虚拟器材，实验成本低，速度快，重复操作非常方便，突破了传统教学中实验条件固定不变的局限。另外，借助仿真软件可对比观察不同发酵条件对发酵产物的影响情况，可以分析、优化出最佳发酵条件，进一步开阔学生的视野，同时也利于提高实验的效率和标准化程度。

3　探究性实验教学的效果

为评价教学效果，实验教学结束后我们对实验组和对照组学生进行问卷调查和技能考核。

3.1实验组与对照组平均成绩比较（见表1）

表1　实验组与对照组的生物制药工艺学成绩比较（x ±S）

经t检验，在提高学生职业素养、职业技能、笔试成绩和总成绩等方面，实验组与对照组的平均成绩有显著性差异（P＜ 0.01）。

3.2实验组与对照组总成绩优秀率比较

考试成绩90分以上为优秀，实验组23人优秀率为65.2%，对照组24人，优秀率29.2%，经X2检验，实验组与对照组的总成绩优秀率有显著性差异（P＜0.01）。

3.3实验组与对照组问卷调查比较（见表2）

表2　实验组与对照组的生物制药工艺学问卷调查结果比较

调查问卷结果如表2所示，经X2检验，显示探究性实验教学法比传统教学法在提高和培养学生对基础理论的理解力，组织、归纳、逻辑推理能力，分析和解决问题的能力、主动思维能力、动手操作能力和创新能力方面效果更佳（P＜0.01）。因为探究性实验教学模式充分发挥了学生的主观能动性，有利于激发学生的思考能力，并促使学生理论联系实际，提高了学生的科学素养和操作能力。

4　探究式实验教学的实践体会

探究式教学模式应用于高职高专生物制药工艺学实验教学，突出了学生在学习中的主体地位，激发了学生的学习兴趣，提高了学生自主学习、自主实践和自主创新的积极性，培养了学生的科学思维、创新精神、实践能力及分析问题、解决问题的能力，全面提高了学生的科学素养，也达到了高职高专培养高端技能型人才的目的。［6］但由于2012级专科生物制药技术专业人数较少，要完全确定探究式教学模式在生物制药工艺学实验教学中的突出优势，还需要在今后的教学中再做研究和探讨，以期获得更可靠的结论。

在应用探究式教学模式时，我们发现探究式教学模式要求教师有较高的综合素质。这是由于学生在探究式教学中会提出很多假设性问题、操作中会出现各种错误，这就要求教师不仅要扎实地掌握本学科及相关学科的理论知识，更要有熟练的操作技能，并能及时发现问题、解决实验中出现的问题和现象。所以，教师平时更应注意各方面知识的积累，更新知识结构，主动学习新知识、新理论、新技术，不断提高自己的专业知识水平和实验操作技能，深入学习教学大纲和教材，优化教学过程，培养高端技能型人才。

［1］ 韩超.基于博客的自主探究式教学策略探析［J］.教育与职业，2014（15）:184-185.

［2］ 宋凯，宋婉婉.能力本位思想在高职生物制药工艺学课程教学中的实践与探索［J］.中国科教创新导刊，2010（7）:48-50.

［3］张茵.生物制药工艺学实验教学改革的初步探讨［J］.药学教育，2007，23（6）:42-44.

［4］ 湛志华，薛茗月，义祥辉.高职高专院校《制药工艺学》探究式教学设计探索［J］.桂林师范高等专科学校学报，2010，24（3）:197-201.

［5］ 曾柏全，何钢，刘高强.生物制药工艺学实验课程体系构建［J］.中南林业科技大学学报:社会科学版，2013，7（5）:211-215.

Application Research of Inquiry Teaching Mode in Higher Vocational Biopharmaceutical Technology Experimental Courses

Lin Fengyun， Zhang Tianzhu， Yang Yuanjuan， Wang Shuang， Luo Yi
Chongqing Medical and Pharmaceutical College， Chongqing， 401331， China

The inquiry teaching mode is a teaching method that the students under the inspiration of teachers explore and study the knowledge actively， moreover， discover and master the principles and conclusions personally. In order to meet the need of Higher Vocational personnel training， we offer innovative， comprehensive designed， open and simulate biopharmaceutical technology experimental courses with the inquiry teaching mode fully. We evaluate the results by knowledge and skill test， also questionnaire survey. As a result， the effect of inquiry teaching mode is much better than normal teaching model.

inquiry teaching mode； biopharmaceutical technology； experimental courses

2015-01-09

林凤云，硕士，讲师，执业药师。