药理学教学思考与实践

赵立鑫,孙洋

南京大学生命科学学院医药生物技术全国重点实验室 (南京 210023)

随着新一轮科学技术和产业变革的推进,社会对创新型人才的需求更加迫切,高校作为国家创新体系的重要组成部分,肩负着培养创新人才的使命。国家着重强调高校要充分发挥自身的优势,努力培养一流创新型人才,尤其是具有交叉思维、复合能力的创新型人才,为我国实施创新驱动发展战略源源不断地输送创新力量[1]。

近年来生物医药领域发展迅速,学科知识呈爆炸式增长,知识体系繁杂冗余,无法满足临床以及科研的转化需求[2]。药理学是生物医药学科的必修课程,是指导临床合理用药、预防和控制疾病的基础学科,更是架构医学、药学、化学、生物学四个一级学科之间桥梁的重要纽带和关键环节[3]。新时期社会变化促使生物与医药学科快速融合交互,药理学作为桥梁学科,其教育培养质量直接影响医药人才的综合素质水平以及学科融合的速度,但高校药理学课程在教学上仍存在缺乏创新性精神引导、科研思维和应用思维融入欠缺等不足之处。因此,优化高校药理学课堂的教学模式,充分发掘教学资源,大力培养创新人才,是亟待解决的问题。

1 药理学教学模式现状

药理学课程内容复杂抽象、实践性较强,涉及病理生理学、解剖学、免疫学、化学生物学、动物学和统计学等多学科内容,需要学生准确记忆多种药物对机体的作用、临床适应征和不良反应、药物的体内过程和用量用法等;传统药理学课堂上教师单向灌输书本知识,学生面对庞杂的理论知识一知半解,课堂反馈往往低效甚至无效;教学成效的检验还是以考试答题成绩为主,学生习惯背书应试,缺乏分析和解决实际问题的能力。此外,药理学最新前沿研究不能及时呈现在经典教材中,学生往往会脱节于最新的研究成果,无法接触到严谨创新、灵活有趣的药理学实验设计。因此,教师需要思考如何打破师生之间“教”与“学”的壁垒,让知识在课堂上如活水般畅流,从而引导学生打开思维,激发学生实践创新的兴趣。

2 药理学教学模式优化的思考

2.1 以学生为中心的教学理念

笔者认为优化药理学教学模式主要从教学对象及教学主体两个方面切入,实现“传授模式”向“学习模式”的转变,建立“以学生为中心”的教学理念,教学应着力于学生的发展、学习和成效,调动学习主动性、参与度和自主学习[4]。学生创新思维培养,需要注意学生主体受教育的差异性,不同的学生在同一教学形式下接受程度存在差异,太过于强调教学目标、教学进度和教学效果的统一,很可能会抹杀思维活跃学生尝试创新,亦导致其他学生畏难不进,进而影响因材施教[5]。从学科主体的角度看,随着药理学理论不断积累丰富,我国的药理学研究也逐渐接近国际先进水平,新药研究正处在积极的上升渠道[6]。药理学领域的发展日新月异,教师需要予以密切的关注,不拘泥于既定的教学培养目标和内容,充分利用自己科研一线的实践经验,更新学生对学科的认知理解,引导学生树立开拓学科前沿的志向。

教师制定教学计划时,应尊重学生学习规律和学科发展走向,借助网络平台等现代技术改善传统单一教学形式的弊端,设计多元化的教学模式,改善课堂学习氛围,让学生个性充分释放,思维能力得到全面培养[7]。

2.2 聚合优质科研资源和优秀师资力量

对于如何更好地整合教学科研资源,加快教学模式的改革与创新。学院探索形成了符合学科特点和发展规律的“系统性整合的生命科学教学育人综合体系”,该体系依托生物科学国家一流本科专业建设点、基础学科拔尖学生培养试验计划2.0、强基计划、教育部Ⅰ类特色专业和江苏省特色专业,依据生物学国家理科基础科学研究和教学人才培养基地、国家生命科学与技术人才培养基地和国家级生命科学实验教学示范中心3个国家级人才培养平台,契合南京大学“三三制”“五四三”人才培养思路和“熔炉工程”“三元四维”人才培养新体系,以5门国家级精品课程、2门国家级一流本科课程、2门国家精品在线开放课程、1门国家级精品资源共享课、2门国家级双语示范课程等优质课程和高等教育国家级教学成果一等奖“悦读经典计划”等国家和省部级教改成果为支撑,结合独立运行的“基础-综合-探索创新”三级实验实践创新创业训练,充分整合优质教学与科研资源。

教师的科研水平、道德水平、人格魅力和知识储备,直接关联教学质量。学院充分利用搭建的科研平台优势、师资力量优势,全面提升学生综合素质,让学生志愿致力于发现新的药理学现象和规律,探索新的技术方法,培养理论功底宽厚、富有开拓精神、勇于创新实践、具有国际竞争力、堪当民族复兴大任的高层次学科精英人才。

3 药理学教学模式优化的实践

3.1 多元化课堂教学

鉴于药理学课程的复杂性和广泛性、教学知识点多但课时有限,若只有传统的面授教学,学生只能按部就班接受课本上的知识,对于内容强加记忆、倍感艰涩,无法尽其所学灵活应用。因此,需要教师思考如何丰富教学形式,及时优化、重组教学内容,强化课程的实践性[8]。

基于课本知识的授课模式创新,目前国内外高校课堂已有多种实践形式,一是引入现代网络教学手段,二是充分挖掘师生之间的互动潜力,通过启发学生、引导讨论、组织探究等教学手段,加深学生对于课本知识的理解,强化课堂授课效果。

3.1.1 引入线上教学平台

教师利用互联网工具,例如雨课堂、学习通、慕课等网络教学平台[9]。课前学生利用线上视频预习,课中通过随堂测试及时反馈学生掌握情况、课后设置题目练习、发布讨论等巩固课堂所学。根据线上数据监控,教师也可以及时调整教学进度和方案。另外,线上还可以共享丰富的学习资源,拓宽教学广度。引入线上平台教学,解决了课时少、资源少、体验少的问题,同时需要教师更精细地规划线上线下的课程时间与内容,紧跟数据反馈,提高教学效率。

3.1.2 互动式课堂

除了应用现代网络技术教学,面授课堂也需要辅以别样的互动方式,增强课堂的交互性,营造一个开放宽松的学习氛围,让学生发散思维和综合分析,自由表达和设计实验,充分挖掘学生的潜力,培养其创新能力和语言表达能力。可选择的互动课堂形式有启发式互动、参与式互动、讨论式互动、探究式互动[10]。

启发式互动。教师预先设计问题,再自问自答或请学生作答。该方法重点在于问题要从学生感兴趣的内容出发、学生愿意回答且难度系数不大;主要目的为“抛砖引玉”,激发学生的互动热情,不需要全体学生参与,既可以避免课堂时间损耗,也可以活跃课堂氛围。

参与式互动来自马斯洛需求层次理论中“参与”这一较高层次的需求。教师通过提问、讨论、探究等方法让学生参与教学,令学生转变为回答者、发言者、讨论的体验者,不再仅仅是教学的接受者。

讨论式互动则是“翻转课堂”的同义表述,课堂主体是学生,围绕某个议题进行分组或集体讨论,教师的课堂“主导”职责被弱化,主要是组织讨论、总结和点评以及适时地点拨学生的思路。这一互动形式使学生对课本概念、科学探究思维以及科学责任与态度的认知和理解更为充分。

探究式互动是在学生建立了相对完善的知识链之后,针对学科领域的问题,学生提出猜想、设计实验、开展实验以及分析论证,进行一次完整的项目创设与结题。依照参与人数、不同章节特点、课程氛围和进度等,四种互动形式灵活组合可形成不同的“变体”以适应不同的课堂情况。

笔者在药理学教学中实践了Seminar教学[11],该方法综合上述四种互动方式,同时突出科研思维、创新思维的培养,取得明显效果。

3.2 体验式课外探索

实践教学也是培养学生创新能力的方式之一[12]。学生到校外进行实地考察,拓宽视野、打破局限于专业内的能力培养,从而强化学生的创新能力。学院一直保持与医药企业、药品检测机构、医院等单位的良好合作,建立多处校外实习基地,为学生提供亲身感受药理学学科应用性的机会。例如,笔者常年带领学生前往先声药业百家汇创新创业平台参观学习,通过观摩企业发展历程影片、参观联合实验室、了解企业不同管线产品等加深对课堂理论知识的印象,活学活用,学以致用。这种“课堂学习+课外实践”的教学模式,颇受学生好评。

3.3 代入式科研项目训练

科研驱动型教学在本科教学中得到越来越多的尝试,不单是为加强课堂教学效果激发学生的即时兴趣[3],更重要的是培养学生长期的学习目标,愿意接受未来更系统的科研素质和技能的学习训练。南京大学为学生提供了多种途径参与国内外形式多样的科研赛事,学生的成绩十分喜人。近五年学生团队获得国际基因工程机器大赛(iGEM)5金2银1铜,并获得3项最佳提名;在中国“互联网+”大赛、“创青春”大赛、“挑战杯”赛事中获得国家金奖5项,铜奖2项。同时,笔者重视聚焦于药理学问题开展科研课题的训练,指导大二学生开展多项创新创业训练(如防己地黄汤活性成分对银屑病发病过程的影响、旋转磁场对骨关节炎的影响及分子机制探究、诗碧曼促进毛发再生与白发转黑的分子机制研究等),促进学生更加系统了解药理学研究的思路与方法。参与大创项目的本科生接受科研思维的训练后,多数选择读博深造。科研技能赛事与科研课题训练,一方面拓宽了学生的学科视野,使学生逐步养成理论联系实际、分析科学问题以及深度思考的习惯;一方面有力提升了学生的综合素质、创新能力和团队意识。

3.4 开展药理学前沿课程与讲座,营造良好的学术氛围

基于生命科学的发展趋势和药理学领域存在的问题,笔者面向大三本科生开设教改课程——高年级研讨课“药理学前沿”,旨在以药理学为主线讨论生命科学相关交叉学科的发展动态、相互联系、存在问题以及研究的难点和重点等,利用药理学作为桥梁学科的优势,使基础研究触角向病理生理学、免疫学、肿瘤生物学、化学生物学等学科自然延伸,瞄准学科前沿,促使学生滋生创新理念、兼蓄基础研究和应用研究之长的理念以及学科交叉融合应用的理念,培养基础和应用相结合的复合型人才。

笔者结合科研经验与研究兴趣,遴选近30个题目,涵盖肿瘤研究,如肿瘤标志物、肿瘤微环境、热门抗肿瘤药物靶点抗体;疾病机制研究,如炎-癌转化基础研究、骨关节炎及强直性脊柱炎等发病机制;前沿生物信息分析技术方法,如人工智能、单细胞技术、多组学研究等,提供给学生参与调研讨论。学生依照自己的兴趣自选题目,根据所选题目广泛查阅相关文献,充分了解题目背景、追踪归纳最新进展,将所查阅的内容整理成PPT形式在课堂上展示。学生上台作为演讲者展示,与台下同学自由讨论提出问题。教师根据学生资料收集、PPT制作以及汇报效果、现场互动等情况给予点评,并发掘知识点提问。同时启发学生思考关于其中实验设计或巧妙或疏漏之处、研究思路的逻辑性与合理性,基于自己的调研提出研究设想,鼓励学生大胆展望。

围绕目前药理学研究热点和攻坚点,学院邀请国内外药理学领域的资深专家学者、临床医生或者企业家,讲授别开生面的药理学课程或开设讲座。临床、科研、行业一线的专家分享其经验,帮助学生了解临床药物的用药现状和问题、药理学发展趋势和前沿科技成果、当前医药形式和药品临床试验直至报批投入生产等环节[13],营造浓厚的学术氛围,使课堂从书本延伸到现实,加深学生对药理学发展的认识以及对药理学领域的思考。

3.5 课程考核体系优化

传统教学考核的重心在期末终结,多以闭卷考试为主。整个学期段内课程节奏前松后紧,容易导致学生前期不注重听讲总结,临近考试紧张复习。学生仅仅以应付考试的心态对待课程,不利于培养其自主学习和创新能力。笔者结合培养目标与课程特点,调整考核方式为阶段性考核,动态关注学生的学习情况、定期考查学生学习认知情况;根据学生的实时反馈,及时调整教学方案设计。

对于综述型专题汇报的考核,笔者将分数决定权交予台下所有学生,并提示学生关注汇报同学的PPT是否图文并茂、内容是否具有一定广度和深度、是否对听众有一定启发、实际讲述是否在规定的时间完成、讲述是否具有条理性、讲述能否目视听众而非读PPT,能否引发听众的兴趣,回答提问环节是否能针对性回答大家的提问、提问者是否满意。台上学生在汇报时,台下学生可根据PPT内容、汇报台风、表达内容、答辩互动,即时在评分小程序上提交综合打分。如此,能够考虑听众接收度、充分熟悉调研内容、有自己独立思考的学生将会得到更多的认可。学生之间也可以学习彼此的思考角度和调研方法,通过提问互相启发、交换想法,锻炼了学生文献检索能力以及提炼重点、语言表达、综合设计的能力,同时保证了考核成绩的客观性。与传统的应试考核相比,学生收获的不仅是知识,还有获取知识的能力。

4 总结

药理学涵盖了医学、药学、生物学以及化学学科的内容及研究成果,作为整合四个一级学科的“桥梁”,承担着指导临床用药、发现与研发新药、促进医药科学进步的任务,推动了新时期学科交叉融合的进程。教学团队积极探索教学模式改革的可能性,实践了多元化形式授课、课外融合科研训练以及开展前沿课程、优化教学考核等方案,提高了药理学专业人才的创新能力,为新时期国家发展培养素质全面且兼具创新的后备力量!