药物分析实验教学培养学生研究创新能力初探

郭琦，傅强

西安交通大学药学院 (西安 710061)

药物分析是运用物理学、化学、生物学及信息学等知识，研究药物质量规律，发展质量控制方法，获得药物及相关物质的理化性质、组成、纯度、含量、作用与毒性等信息，筛选与发展药物，控制药品质量，保障人们用药安全有效的一门科学[1]。它作为研究和发展药物质量控制的方法与技术交融的学科，不仅是一门实践性很强的综合应用学科，亦是我国药学专业本科规定设置的主要专业课程之一。药物分析实验教学与药物分析理论课教学相辅相成，是高等药学教育中一个重要组成部分，而实验教学在培养学生研究创新能力和提高学生实践能力过程中更是发挥着重要而独特的作用。

1 正视实验中存在的问题，提高学生对实验课的认识

药物分析实验技术的发展与完善为药物研究和质量控制提供了有效的实验手段和技术方法，药学科学研究各个环节均离不开药物分析的技术支持，所以药物分析实验教学是药物分析课程教学中不可或缺的重要组成部分，实验教学对于培养本科生的科研素质和创新能力起着重要的作用。然而在以往的实验教学中学生普遍存在着重视理论学习，轻视实验操作的现象，认为实验教学附属于理论教学，上课时教师对实验的目的、原理、内容、实验步骤、实验仪器、注意事项等进行详细讲解，使学生产生了很强的依赖性，忽略了课前预习，有些甚至不预习。在实验过程中学生只要按照既定的实验方法和步骤完成一系列操作即可，缺乏对实验的思考，也无须查阅资料，更谈不上培养其创新意识和创造能力。实验课结束，学生也随之把所做的实验抛之脑后，印象不深。长此以往，学生对实验课不感兴趣，从而丧失做实验的积极性、主动性，学生活跃的思维和想象的空间被严重地束缚、其潜能得不到开发、创造力被扼杀，还会使学生产生敷衍懒散的心理，达不到实验教学的目的。因此，任课教师在实验课教学中要起到积极引导作用，转变学生对药物分析实验的认识，讲明实验课与理论课的不同点以及实验课在整个教育体系中的重要性，使学生明确通过实验课学习获得娴熟的操作技能、仔细观察实验现象、严谨求实的科学态度、团队合作意识等，这些对他们将来走向工作岗位都将受益匪浅。学生只有从思想上提高对实验课的认识，才能积极主动、愉快地投入实验。

2 以培养学生研究创新能力为核心优化整合实验教学内容

本校4年制药学专业学生的药物分析实验课程开设在药学教学计划进程的后期(第七学期)，此时大多数学生在第一至第六学期利用课余时间或多或少地参加过学校的“本科实验室开放实验”，有些学生抑或该学期正在参加学校的“本科生科研训练和实践创新基金项目”“国家级大学生创新性实验计划项目”等科研课题的研究，已经接触了一段时间的科研工作，有基本的科研认识以及实践基础，同时已修完药学专业的基础课和专业基础课程，具备一定的药学专业基本知识和技能，具有一定的动手能力。鉴于此，笔者针对药物分析课程特点，结合本校药学专业培养目标及课程教学大纲，将实验内容设计成验证性实验、综合设计性实验和创新性探索研究三个层次，形成一个知识结构完善、层次分明、内容丰富和培养学生研究创新能力的药物分析实验教学内容体系，此体系更加适合药学事业发展对高水平药学专门人才的需求。在实验教学中笔者采取先易后难、先简后繁、先验证后科研创新，分层次逐步深入的方式实施[2-3]。

经典的验证性实验作为基础实验技能训练，在内容上与理论课衔接，涵盖了本学科基本原理、基本实验操作技术、教学效果成熟的教学内容，具有不可替代性[4]。例如药物的一般杂质检查等。其实验的目的是加强学生对相关理论知识的认识和了解,让学生掌握药物分析常用的分析方法及仪器的规范操作，熟悉实验基本程序和技术，培养学生的实验操作技能以及科学、严谨、求实的实验作风，严格建立质量观念，为学生专业知识储备打下坚实的基础。

综合设计性实验是在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上,运用某一课程或多学科课程的综合知识,让学生自己设计实验方案、选择仪器设备、制定实验流程、处理分析数据、完成实验报告,对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验[5- 6]。具体实施：先由教师在实验前一周提出实验项目、实验要求，让学生查阅资料、拟定实验方案、选取实验仪器和材料、教师把关实验方案等，最后学生独立完成实验。例如，用高效液相色谱法测定复方制剂的含量等。这要求学生学会通过各种途径查阅相关信息资料，然后拟定出实验方案，将设计的思想潜移默化地引入到实验中，增加学生学习的主动性，激发其学习热情，对药物分析实验的认识也得到了进一步提高。这个层次实验特点是融合学科的多个知识点，激发兴趣、启发思考，培养学生综合运用基础知识和基本技能的能力。学生在有限的教学时间内主动学习更多的知识，收获技能、得到思维上的训练与培养，对建立其创新精神具有重要意义。

创新性探索研究重在培养学生基本的科研工作能力，完全以学生为主体，教师在整个实验过程中不直接参与，只起指导作用，解决学生实验中遇到的问题。这一层次实验的教学目的是注重知识的综合应用和创新思维，不再强调是否获得正确的结论，而是强调对实验过程的实施以及对实验结果的科学分析和推理。具体实施情况为：教师在实验前两周只将实验目的和主题布置下去，学生自己拟定实验题目、设计实验方案和实验步骤，动手完成实验操作并对结果进行分析处理，最后完成实验报告。从实验原理到一系列的实验过程都由学生在查阅文献的基础上自行独立设计并完成，由于实验原理、方法的多样性，不同的学生可以通过不同的途径和方法达到同一个实验目的，因此实验过程和实验报告均无统一模式。在此实验过程中，学生的独立思维、才智、个性得到充分发挥，调动了其学习主动性，彰显了实验内容的探索性以及实验过程的多样性，充分体现了以学生为主体、以人为本的教育思想，使学生感到富有挑战性和创新性，达到很好的科研启蒙，对培养学生勇于探索的创新精神起到积极的作用，同时也为毕业设计以及将来科学研究奠定良好的基础。

3 尝试新型实验教学方法助力提高学生综合素质

实验教学是高等教育非常重要的一部分，特别是研究型大学，要以科研促教学，提高实验教学水平，在实践中培养学生的创新思维和创新能力[7- 8]。为了全面提高学生的综合素质，笔者除了优化整合实验教学内容，使实验教学内容递进且多层次化，满足不同能力学生的需要，既具有专业特色，又做到与时俱进外，在教学方法上还尝试多种多样的教学方式以期为具有无限研究与创新潜力的大学生搭建一个更广阔的实验平台。

首先，摒弃传统的教师讲授、灌输、学生被动接受的教学方式，在学生自行查阅和收集资料、设计实验方案并加以实施的整个过程中，学生自始至终是活动的主体，体现以学生为中心的教育思想。学生经过以各种途径查阅相关中英文资料这一过程，不仅学到了教材之外的许多知识，扩大了他们的知识面，同时对所搜集得到的信息资料进行整理、分析和归纳，提出自己的设计方案，确定合理可行的实验步骤并实施，提高了其获取信息和综合利用的能力。学生把实践和所学的理论知识充分结合起来，这样不仅巩固理论知识，同时又培养了其综合运用所学理论知识解决实际问题的能力，也增强了学生探究实验操作的积极性，学生的创新能力、综合能力、全面协调等方面的能力也得到了锻炼。

其次，笔者尝试将多媒体现代化教学手段和翻转课堂引入到实验教学中，要求学生将自己设计的实验方案(主要包括方法、原理、实验步骤等)制作成PPT进行讲述，大家可自由讨论提出见解，教师进行点评，学生自己斟酌后，再实施计划。在这样的实验教学活动中学生自主学习的主观能动性被极大地调动起来，从PPT制作到讲解以及积极地发言和讨论，课堂气氛活跃，充分展示了学生缜密的逻辑思维能力和语言表达能力，为学生的个性发展创造良好氛围。由于实验内容、实验原理、方法、手段的多样性、实验结果未知性，实验的进行可能有多种方法，这给学生提供了较宽阔的思考空间和选择余地，创造了和谐的、充满兴趣的创新空间，激发学生的好奇心，提高其求知欲和关注度，培养学生独立思考、独立分析解决问题的综合能力以及勇于探索的创新意识，同时也锻炼了其敢于挑战、勇于承担实验失败的挫折和获得成功喜悦的能力，拓展学生科学研究的创造思维和创新技能，开阔学生的视野，真正提高学生的综合素质和心理素质。

4 结语

药物分析实验教学相对于理论教学来说，更具有直观性、实践性和创造性，实验教学也是巩固理论知识和加深对理论知识认识的有效途径。人们逐渐认识到，本科实验教学要在某种程度上恢复科学实验的探索性，并要加强学生科学讨论的培养[9]。笔者通过优化整合实验教学内容，形成了验证性实验、综合设计性实验和创新性探索研究三个层次分明的药物分析实验内容体系，尝试新型实验教学方法，将“以教师为主体”转变为“以学生为主体”。实验教学给学生营造更宽阔的实验学习环境，激发学生的开放性思维和创新意识，重视对学生的实践能力、逻辑性、探索性、科学素养等综合素质的全面培养，不仅“授之以鱼”，更注重“授之以渔”，以达到培养具有国际视野和竞争力的创新性综合型高级药学专业人才的目标。