创新性实验在药理学实验教学中的应用与探索

李翔 钟恺 胡珏 郑鸣之 朱一亮 叶夷露 杨元宵

杭州医学院基础医学与法医学院药理学教研室，杭州 310053

药理学主要研究药物与机体(包括病原体)相互作用的规律和原理，是基础医学、药学和临床医学之间的桥梁学科，也是临床医学、医学影像学、药学、护理学等专业的主干课程。药理学是实践性和应用性很强的学科，实验教学是药理学课程教学的重要内容，是理论知识和实践操作相结合的重要环节。然而，传统的药理学实验教学多为验证性实验，学生根据讲义内容和规定的实验步骤，按部就班地开展实验操作，然后得出事先知道的实验结果，最后完成实验报告。验证性实验有助于学生巩固课本知识，但很难调动学生学习的积极性和主动性，无法培养学生的创新意识和科研思维。

2007年，教育部和财政部印发《关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》(教高〔2007〕1号)，要求高校大力加强实验、实践教学改革，支持优秀学生进行创新性试验，促进学生自主创新兴趣和能力的培养。同年，教育部启动了国家大学生创新性实验计划，倡导以本科学生为主体的创新性实验改革，旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式[1]。杭州医学院基础医学与法医学院药理学教研室从2018年春季学期开始，在药学本科专业学生的药理学课程实验教学改革中，积极探索开展创新性实验教学，实验课总共32学时，其中16学时进行创新性实验教学的实践，以培养学生的创新意识和科研思维，提高学生发现问题和解决问题的能力[2]。

1 创新性实验教学的组织与实施

1.1 开设专题讲座

开设创新性实验选题和设计专题讲座，向学生全面介绍创新性实验开展的目的、意义、方法、路径、流程和具体要求，让学生充分了解创新性实验，自觉、自主参与创新性实验教学，培养自身的创新思维和科研意识[3]。重点讲解创新性实验的特点与意义、选题基本原则、实验设计常识、学术规范和实施流程等5个方面的内容。

1.2 开展实验技能培训

掌握实验知识和实验技能是开展药理学实验的前提和基础。一方面，通过药理学SPOC平台将实验操作视频推送给学生，让学生自学、预习；另一方面，在验证性实验教学过程中，开展有针对性的培训。结合教学大纲要求，重点就动物实验相关技能进行强化培训，包括动物的抓取、固定、编号、给药、麻醉、采血、手术操作等。

1.3 自主选题设计实验方案

将每个小班(30人左右)分成8个实验小组，各组利用2～3周时间查阅文献，学生以小组为单位组织集体研讨，初步确定小组的实验选题并设计创新性实验方案。任课教师提供针对性的指导，各组学生根据教师的意见，补充完善实验方案。1周后，各小组将实验方案以PPT的形式在班级内进行汇报展示，全体师生围绕实验方案开展讨论分析，最后根据方案的创新性、可行性、完整性等进行投票，最终选定1个实验方案进行创新性实验。

1.4 开展创新性实验和论文撰写

按照选定的实验方案，学生自主进行预实验，任课教师和实验员从旁观察和指导，检验实验设计的科学性和可行性，进一步探索最佳实验条件、完善实验方案。然后，全班分组进行正式实验，小组成员分工负责、相互配合开展实验；各组学生根据实验获得的结果进行数据分析，并撰写小论文，制作实验课程汇报PPT。最后，各组进行汇报，展示实验成果，交流心得体会，提出今后开展创新性实验的建议和意见，任课教师进行点评和总结。

2 创新性实验教学效果评价

2022年6月，课题组自主设计调查问卷，在实验课程教学结束后利用问卷星对2020级药学本科专业2个班级的57名学生开展匿名调查。其中，教学效果评价调查共设置7个选择性问题，请学生就创新性实验的实验伦理、实验设计、实验准备、实验完成度、实验结果的可靠性、实验过程的团队合作性、实验的锻炼价值做出评价。采用李克特量表，评价分为“非常满意”“满意”“一般”“不满意”“非常不满意”5个等级。量表总体的克朗巴赫系数为0.916。另有2个问题设置为多选形式，主要了解创新性实验教学中存在的问题和学生在创新性实验中的主要收获。总共发出问卷57份，回收有效问卷54份，有效问卷回收率94.7%。

2.1 学生对教学满意度的评价

学生普遍认为创新性实验教学对自身有很高的锻炼价值，这一问题的满意度(选择“非常满意”和“满意”的学生占比)高达94.4%(51/54)。学生对实验教学中的实验伦理、实验完成度和团队合作性的总体满意度均超过90.0%，对实验准备、实验设计、结果可靠性的总体满意度为分别为88.9%(48/54)、85.2%(46/54)和83.3%(45/54)。由此可以看出，学生对创新性实验教学的整体设计、实施过程、教学体验、结果反馈，以及自身在实验过程中的表现和收获都较为满意，学生对创新性实验教学的总体满意度(选择“非常满意”和“满意”的学生累计占比)为89.7%(339/378)，这说明学生对创新性实验教学认可度很高。调查中认为“教师指导不给力”的学生人数为0，这说明学生对教学过程中任课教师的表现表示认可。

2.2 创新性实验教学的成效

调查结果显示，学生认为实验教学对其查阅资料、论文写作能力提升和团队合作水平提高有帮助的占比分别是94.4%(51/54)、96.3%(52/54)和92.6%(50/54)；学生认为对发现问题能力和培养科学思维有帮助的占比分别是81.5%(44/54)和83.3%(45/54)；学生认为在分析判断能力提升上有收获的占比是77.8%(42/54)。由此可见，创新性实验教学在培养学生科研创新能力方面发挥了较好的作用。从查阅文献、自主选题、设计方案到实验操作、数据分析、论文撰写，这一系列的工作都需要组员的共同参与，很好地培养了学生的团队合作精神；创新性实验与传统验证性实验最大的不同在于它的未知性和探索性，实验的整个过程很好地锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。

2.3 创新性实验教学中的问题

问卷调查结果显示，学生反映最多的问题是创新性实验加重了课业负担，有40.7%(22/54)的学生持此观点。的确，创新性实验除了要利用正常的上课时间之外，还需要占用学生较多的课余时间，甚至节假日时间。27.8%(15/54)的学生希望能够有更多的动手操作机会；25.9%(14/54)的学生希望团队成员能够更加认真地投入；还有11.1%(6/54)和14.8%(8/54)的学生希望进一步优化课程设置和学时安排。回顾近5年的实验教学历程，总结教学经验，发现学生的创新意识、理论基础、钻研精神和指导教师的科研能力、学术水平、奉献精神，是影响创新性实验教学成功与否的关键因素，同时这也是最值得改进和加强的方面。此外，教学科研实验室的开放程度、教学实验经费的投入、学校整体的科研创新氛围、学生学业评价体系的优化等因素，也在一定程度上制约或影响了创新性实验教学的开展和深化[4]。

3 创新性实验教学的思考与建议

3.1 从学生的维度看，要进一步强化自主性

学生是教学活动的主体，创新性实验教学以自主探索为基础，广大学生要进一步强化自主意识、科学思维、实践能力和团队合作精神，做到学习与思考相结合，理论学习与实践探索相结合，阶段学习与学业规划相结合，个人自主与团队合作相结合。学有余力的学生经过初步学习掌握基本科研方法、产生科研兴趣之后，要通过申报学生科研创新项目、参加学科竞赛进行巩固和提升，这样可以更好地促进其专业课程的学习，也可以为其将来的工作或继续深造奠定坚实的基础。

3.2 从教师的维度看，要进一步强化延续性

首先，教师要提高自身的科学研究水平和指导学生开展科研探索的能力，为创新性实验教学实践赋能[5]。其次，教师要进一步深化实验教学改革，探索实验教学的翻转课堂，开展虚拟实验等，优化调整创新性实验教学学时，合理安排实验教学。最后，教师还应当发掘、鼓励、指导学习基础扎实、科研兴趣浓厚的学生利用课余时间继续开展科研创新活动，参与课外育人工作，形成一条创新人才培养链[6]。

3.3 从课程的维度看，要进一步强化拓展性

进一步深化实验课程改革，在确保学生掌握基本实验知识、操作和方法的基础上，尽可能多地安排创新性实验教学，为学生自主学习、创造性学习拓展时间和空间；建议大部分验证性的实验可以用视频学习、翻转课堂、虚拟实验等形式代替。创新性实验教学可以向生理学、医学机能实验学、生物化学等医学基础课程拓展，在本科低年级学生的教学中注重引导、激发学生的学科兴趣，重视特定学科研究方法的感受与训练，构建有利于创新人才培养的实验课程体系[7]。

3.4 从学校的维度看，要进一步强化系统性

学校要加大对本科教学的经费投入，加强教学科研实验室建设，健全完善实验室开放制度，为创新性实验教学和学生科研创新活动提供有力保障。以新时代教育评价改革为契机，深化学生评价改革，引导和鼓励更多的优秀本科生参与科研创新活动；深化教师评价改革，突出教育教学实绩，引导和鼓励更多的教师参与指导学生科研、竞赛。以低年级学生全员、多课程开展创新性实验教学为基础，支持中高年级学生参与科研项目研究、学术科技竞赛、发表学术论文，全面提升科研创新意识与能力，完善学校的创新人才培养体系。

4 结语

创新性实验在学校药理学实验教学中的应用已满5年，涉及5届药学本科专业近300名学生。本研究只对2020级药学本科专业的2个班级学生进行了问卷调查，样本量较小，且问卷主要调查了教学满意度，具有一定的局限性。后续研究中将会把创新性实验教学向更多本科专业的药理学实验课拓展，并对采用不同教学模式的学生进行对照研究；不断总结教学经验，优化教学设计与组织，提高实验教学效果，更好地培养学生的创新意识和科研思维，提高学生发现问题和解决问题的能力。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明李翔、杨元宵：论文撰写；李翔、钟恺、胡珏、杨元宵：创新性实验研究的设计和实施；钟恺、郑鸣之：问卷调查实施；朱一亮、叶夷露：数据统计分析