基于应用型人才培养的药学综合设计性实验教学改革探索——以广西科技大学为例

蒋旭东,高 思,李婷婷,陆 苑,陈爱羽

(广西科技大学医学部,广西柳州,545005)

一、引言

医药产业作为知识密集型和技术密集型产业,事关广大人民群众的身心健康和民生福祉。近年来,随着国家“医药强国”战略的深入推进和区域经济发展,急需大批品德优良、理论基础扎实和具有创新实践能力的高素质应用型药学专业人才。[1]创新能力和解决实际问题能力是应用型药学本科学生的核心专业能力。2020年国务院办公厅发布《关于加快医学教育创新发展的指导意见》,指出要在“基础学科拔尖学生培养计划2.0”中强化高端基础医学人才和药学人才培养,将高素质药学专业人才培养摆在了医学教育的重要位置。[2]药学专业应用型人才的培养目标,重点是培养综合运用专业知识与技能解决药物研发、流通和使用中实际问题的能力。《全国药学本科专业认证标准》在“培养要求”二级指标中将“知识结构与技能”纳入评价指标,在其“发展标准”中特别强调学生能够灵活运用掌握的知识和技能解决实际问题。[3-4]

药学作为一门实践性很强的学科,按照专业认证标准,实验课与理论课学时比要超过0.8,实验教学在人才培养中占有重要的地位和作用。国家层面高度重视实验教学质量,2019年教育部提出的“六卓越一拔尖”计划2.0,明确提出要以提高实验教学质量为根本出发点,强化以学生为本的理念,将提高学生实践创新能力作为首要任务。[5-6]因此,新时代药学实验教学的根本任务不仅是实验技能的提高,更重要的是科研思维的形成和解决实际问题能力的培养。

广西科技大学(以下简称我校)作为一所地方本科院校,以培养高素质应用型人才为根本目标。根据办学指导思想,自2020年起,我校药学专业教学团队主动适应高等教育新形势,审视专业核心课程常规实验教学模式,发现存在重理论而轻实验、重知识而轻能力等问题,存在人才培养与医药行业实际需求相脱节、与医药全产业链对接不理想等弊端,于是积极对药学实验教学进行转型升级。药学专业教学团队以促进各专业课程理论知识和实验技能的融会贯通、提升学生的实践创新能力和解决实际问题能力为出发点,围绕药物研发产业链,整合药学专业核心课程部分实验教学内容,通过开设药学综合设计性实验课程的方式进行改革,取得了良好成效。本文展示并分析我校药学综合设计性实验课程的建设和实施情况,以期为进一步推广实验教学改革和提高人才培养质量提供经验借鉴。

二、实施过程

(一)确定教学目标

综合设计性实验将原来单一的、孤立的单学科实验,优化为多课程、多知识点相互融合、综合运用的实验教学模式,有助于学生融会贯通所学知识,综合运用多项实验手段与技能,养成多维度看问题的习惯,逐步形成综合分析解决问题的思维方式。[7]因此,我校首先根据药学专业人才培养方案和现有教学条件,对综合设计性实验教学目标进行设定与明确。

第一,知识与技能目标。根据人才培养方案毕业要求,确定知识与技能目标为具备能够满足药物研发产业链实际工作需要的药学专业知识,并具备能够综合运用专业知识解决药物研发过程中实际问题的技能。

第二,过程与方法目标。根据现有的实验条件,以利尿药呋塞米为实验对象,让学生全面掌握呋塞米的功效与作用,以及合成、制剂、分析、药理等信息,了解化学药物研发产业链中合成工艺、制剂技术、分析方法、药理研究的基本理论和基本知识。通过呋塞米的合成、制剂、分析、药理等系列实验过程,让学生掌握相应的实验仪器使用方法和技术手段,在实验过程中培养团队合作能力和解决实际问题的能力。

第三,思政与素质目标。在深度挖掘专业知识与思政元素契合点的基础上,结合我国作为仿制药生产大国的国情,了解推进仿制药质量和疗效一致性评价的重要意义,同时将呋塞米研究的最新科研成果融入教学,让综合设计性实验课程与思政教育发挥协同作用,使素质教育、创新教育、能力培养贯穿实验室建设与实验管理、实验教学、实验技术服务的全过程。

(二)整合教学内容

药学专业核心课程,如药物化学、药物分析、药理学、药剂学等,课程实验内容关联性不强,学生对药物研发产业链的整体感知能力较弱。为应对此问题,我校重整教学内容,让课程紧密围绕药物研发产业链,全面融入产业链原料药、药物制剂、药物分析和药理学研究等环节,促进产业链与课程体系链深度融合。我校根据人才培养的总体目标,结合药品生产和研发的实际工作流程,重新构建课程模块,将综合设计性实验构建为药物化学、药物分析、药剂学和药理学四个自主设计性实验模块,同时合理安排模块比重,使课程体系能够反映出系统性、交叉性和应用性的产业链,让学生真正具备医药全产业链视野,解决课程体系与人才培养目标脱节的问题,具体如图1所示。

药学综合设计性实验四个模块的具体作用如下。一是药物化学自主设计性实验模块。学生利用所学文献检索技能查阅资料,设计呋塞米合成路线并进行合成、纯化,获得呋塞米原料药。此模块主要培养学生设计合成路线并合成药物的能力。二是药剂学自主设计性实验模块。学生以药物化学实验模块中得到的呋塞米原料药为研究对象,制备合适的药物制剂,并对制剂进行质量检查。此模块主要培养学生制剂研究方面的能力。三是药物分析自主设计性实验模块。学生以药物化学实验模块中得到的呋塞米原料药为研究对象,查阅中国药典中的分析方法对原料药进行质量分析。此模块主要培养学生分析、检测等方面的能力。四是药理学自主设计性实验模块。学生以药剂学实验模块中获得的药物制剂为研究对象,建立呋塞米利尿作用实验动物模型,确定考察指标,分析实验结果。此模块主要培养学生利用实验动物进行药效研究的能力。[8]

四个自主设计性实验模块既相对独立,又相互联系,以合成呋塞米原料药为主线,将药物化学实验、药剂学实验、药物分析实验和药理学实验串联起来。如通过药物分析实验可以监测呋塞米药物含量,通过药理学实验可以验证呋塞米药效与标准品的差异,上述结果可同时反馈至药物化学模块,促进药物合成工艺的调整优化。[9-10]四个课程模块以体现人才培养特色与优势为目标,均突出实践创新能力、团队合作能力和解决实际问题能力的培养,并将药品生产质量管理规范、中国药典等技术标准嵌入课程。学生在大三下学期完成药学综合设计性实验之后,会对整个药品的研发产业链形成深刻认识,提升综合运用各学科知识解决药品生产和研发中出现的实际问题的能力。[11-12]

(三)构建教学模式

综合设计性实验流程能够较完整地展现教学模式,如图2所示。

1.自主设计实验方案

教师将每个班(40人左右)分成20个实验小组,并提前2周下达实验任务,包括实验总体要求、课程目标、分组情况、具体内容等。实验任务为充分发挥学生的主观能动性,鼓励学生大胆提出自己的想法,自主撰写实验方案和具体操作步骤,包含文献综述、原料药合成工艺、原料药质量分析、剂型设计及制备工艺、制剂质量评价、药效学评价以及需要的仪器和试剂等。教师以学生为主体,以课程涉及的重点和难点为知识内涵支撑,结合学生实验方案中存在的问题和课程教学目标构筑问题框架,引导实验小组分析方案中存在的不足,对实验方案的科学性、合理性等展开讨论。实验小组根据讨论结果,进一步修改、完善实验路线,并确定最终实验方案。

图2 综合设计性实验流程

2.配合完成实验内容

根据最终确定的实验方案,实验小组内的各个组员分工负责、相互配合进行实验操作,完成方案中设计的实验内容。在整个实验过程中,学生是主体,教师仅起指导和监督作用。学生根据自己的时间自主安排实验进度,认真观察并如实记录实验过程。在遇到问题时,学生先自己独立思考,查阅文献寻找解决方法,若还是无法解决问题,再由教师介入指导。

3.多方位讨论实验结果

完成所有实验操作后,学生根据实验获得的结果进行数据分析,总结实验过程,思考出现的主要问题,以及影响实验结果的关键因素,以加深对药物研发整体过程的理解,增强新药开发意识,提高综合运用知识解决实际问题的能力。学生以实验小组为单位撰写完整的实验报告,以PPT汇报的形式分享实验成果。各小组间交流心得体会,教师适时点评,答疑解惑。

(四)建立考核机制

当前学生实验的考核方式多重结果而轻过程,没有反映学生实验态度、实验主动性、实验操作规范性等多方面的情况。[13]药学综合设计性实验的建立基于过程性考核的考核评价机制,即注重过程,淡化结果,以实验的过程性考核为主,代替以往以实验报告和“实验结果定终身”的考核模式,重视学生在整个实验过程中的表现。如学生在设计方案中是否有独到新颖的想法,整个实验思路逻辑是否清楚,实验过程是细节严密还是顾此失彼,整个实验报告书写是否规范,结果是否可信等,这些都是评定实验设计成绩的重要因素。此外,考核机制也充分鼓励和肯定学生表现出的敢于挑战、主动学习、大胆创新的精神。[14]最后,学生对综合设计性实验的实验过程、实验结果以及心得体会进行汇报,师生课堂互动,再次巩固学生所学知识。考核机制划定的各维度评分及占比如下:实验方案设计25%,实验报告30%,实验过程表现20%,总结汇报20%,考勤成绩5%。考核要点如下:教师要根据教学目标进行考核,重点考查学生对药物研发产业链中药物合成、制剂、分析,对药理学理论知识的掌握和应用程度,以及对每一项要求掌握的实操技能的规范操作和熟练程度,根据学生的积极性、操作规范性和提出问题解决问题能力,综合给出考核成绩。

三、教学效果评价

为对实验教学改革后的教学效果进行客观评价,课题组设计教学效果调查问卷,在实验课程教学结束后对2021—2013届药学本科专业4个班级的182名学生开展匿名调查,共发放问卷182份,收回182份,均为有效问卷。教学效果调查问卷共设8个问题,每个问题均有5个选项,分别为不满意、不太满意、一般、比较满意和非常满意,赋值1—5分,统计结果如表1所示。

表1 教学效果调查问卷结果

从表1可知,除实验准备,学生对其他方面的教学效果满意度平均分值均高于4.0,其中锻炼价值分值最高,表明学生对药学综合设计性实验带来的锻炼价值整体评价较高,接受度高。学生对实验过程中体验到的团队合作性和个人动手能力的提升也比较满意,表明多数学生认为药学综合设计性实验能增强团队合作意识,并提升个人的实验动手能力。总体而言,学生对药学综合设计性实验的满意度较高,认为完成文献检索、方案设计、实验操作、数据分析、汇报讨论等系列工作,不仅是为了完成实验课内容,更重要的是能够体验到亲自动手设计并完成实验所带来的成就感。药学综合设计性实验激发了学生的学习兴趣,培养了学生的自信心和勇于探索创新的精神,提高了学生解决实际问题的能力。值得注意的是,学生在实验结果方面不太满意的占比较高,部分学生(8.79%)表示不满意,他们多由于缺少经验而导致实验结果不够理想,并希望能够再来一次,但限于学校经费和实验条件限制,可能暂时无法获得再次实验的机会。部分学生(5.49%)认为实验准备工作占据了较多的课余时间,加重了学业负担,课程设置和课时安排有待进一步优化。

四、结语

近年来,越来越多的医药院校将增设药学综合设计性实验作为实验教学改革的突破口。综合设计性实验的开设有利于培养学生解决实际问题的能力、创新能力以及团队合作能力,同时有助于学生更好地了解药品的整个研发过程,是实验教学改革的必然趋势。我校药学教学团队针对现行实验教学模式下学生不能很好掌握本专业实验技能的短板和解决实际问题的能力不足等瓶颈问题,打破专业核心课程间的界限,优化组合实验教学内容并增设药学综合设计性实验。在实践过程中,学生能获得更好的参与感和成就感,通过在自主探索中真正理解并掌握相关知识技能,参与教学互动,理解和吸收理论知识,加深了对新药研发产业链的理解,达到了提升解决实际问题的能力、创新能力以及团队合作能力的目的,整体满意度较高。总体而言,我校改革措施具有较强的理论价值和实践意义,可为药学专业教学改革提供参考。