本站原创摘 要 在药理学实验教学中采取创新性科研实验的探索和尝试,从实验的准备、设计实验方案、实验方案的实施、实验报告撰写、答辩总结等方面进行阐述.通过药理学创新性科研实验的开展,充分发挥学生主观能动性,对培养学生的科研创新能力具有深远的意义.
关 键 词药理学；药理实验教学；创新性科研实验
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2014）06-0108-02
药理学是联系基础医学与临床医学之间的桥梁学科,同时又是北京工业大学生命科学与生物工程学院生物技术专业一门重要的专业课程.药理学实验课是药理学理论教学内容的重要补充和扩展,是学生将课堂上所学到的理论知识联系实际的重要实践过程.通过药理实验课程的学习,一方面加深了学生对药理学理论教学的理解和吸收,另一方面为学生将来的学习和工作打下了坚实的基础.
但是目前由于总教学学时数的限制,生物技术专业仅安排了6次药理学实验课（8学时/次）,这样就形成了一个局面：总学时数相对较少,远远不能满足学生对知识的渴求.药理学实验是一门实践性很强的实验课程.传统的药理学实验教学主要以验证性实验为主,学生普遍感到课程的枯燥乏味,甚至出现应付和抄袭实验报告的情况出现.
结合生物技术专业的实际情况,药理学实验安排在大四的第一学期,而毕业设计安排在大四第二学期,且有大部分学生会涉及到细胞培养相关的实验课题.因此,保留动物基本技术操作和一些经典验证性实验如抗炎药物实验、镇痛药物实验等.另外着重以药物抗肿瘤细胞增殖效应为主题,在药理学实验课堂教学中采取创新性科研实验的探索和尝试,取得不错的效果.
1.药理学创新性科研实验的准备
在进行药理学实验课堂教学前做好充分的教学准备工作.准备工作分为四个部分.
1）肿瘤细胞株的选择：选择多种不同类型的肿瘤细胞株,如肺癌细胞、乳腺癌细胞、宫颈癌细胞、胶质瘤细胞等.实验课开课前一个月完成细胞的复苏及传代工作.由于生物技术班本科生前一学期刚进行完细胞生物学的实验,因此细胞培养工作不会成为实验教学中的难点,同时对学生的细胞实验操作进行巩固和加强.
2）药物的选择：选择四种具有抗肿瘤活性成分的天然产物单体有效成分作为实验药物,同时指导学生进行相关的文献调研工作.
3）实验耗材及试剂的准备：准备实验中所需的细胞培养用品,如细胞培养瓶、96孔细胞培养板、细胞吸头、EP管、离心管等,细胞增殖试剂盒的.
4）预实验：进行抗肿瘤细胞增殖的预实验,为学生进行正式实验做好有效的参考.
2.学生根据不同的实验主题,设计实验方案
首先,在药理学实验课堂教学中,根据科研项目的基本模式,介绍药理学创新性科研实验的基本步骤：1）科研选题；2）设计实验方案、优化并最终确定；3）实验方案的实施；4）实验结果分析及讨论；5）实验报告撰写；6）PPT汇报及总结.通过创新性科研实验程序的介绍,使学生熟悉和了解今后科研课题开展和实施的雏形.同时部分参加过学校星火基金项目和国家大学生创新实验计划的学生可以在实验的开展过程中起主导作用.学生初步了解创新性科学研究的概念和基本过程,了解创新科研性实验与科研工作的相关性.
根据实际情况,将抗肿瘤细胞增殖实验分为两个主题：1）同一种药物对不同种肿瘤细胞株细胞增殖抑制作用的比较；2）不同药物对同一种肿瘤细胞株细胞增殖抑制作用的比较.学生以六人为一个实验小组,充分给予每个学生自主性,发挥他们的创新能力,结合小组成员的兴趣选择确定本小组实验主题.接下来,实验小组进行适当的分工与合作,每个小组成员利用图书馆数据库检索查阅相关文献资料,了解国内外研究前沿现状,经过小组课后讨论,设计出翔实、科学、合理及可行的实验方案,包括所选用的肿瘤细胞株、细胞培养用品；所选用的实验药物以及药物浓度和配制药物的方法、药物的无菌处理方法等；拟采取的实验步骤；拟观察的实验指标及预期实验结果等.在实验设计的过程中,让学生体会科研项目的提出模型,培养学生的创新能力,为将来从事科研及相关工作打下坚实的基础[1].
3.优化并最终确认实验方案
每个实验小组完成实验设计方案后,在课堂教学中,各小组选出一名代表以PPT答辩的形式汇报实验目的、实验材料、操作步骤、预期结果等方面的实验方案,全班学生展开集体讨论,针对设计方案的目的性、创新性和可行性进行论证.讨论课结束后,各实验小组根据讨论结果优化,进行小组成员的分工与合作,并最终确定实验方案.
4.实验方案的实施
学生进入正式实验阶段,首先进行实验的准备工作,学生在教师的指导及同组学生的协助下,细胞传代培养及接种96孔培养板,讲解实验药物浓度的计算、配置和稀释,各小组准备好实验药物.接种细胞第二天后,观察每组细胞的形态,然后加药处理.第三天进行细胞增殖的检测,在实验的间隙讲述检测的原理.在学生实验的过程中,一方面要求各小组成员之间相互协助与监督,培养学生的团队合作精神；另一方面及时掌握各小组的实验进展情况,由于细胞培养需要无菌操作,虽然学生进行细胞培养操作的练习,但在实际操作过程中仍然有不少错误的操作技术出现,因此要及时纠正学生的错误,避免影响后续实验的进行.同时,在实验过程中允许学生大胆创新和操作,注重学生基本实验技能和科研创新能力的培养,培养学生独立工作能力.
5.实验结果处理,完成实验报告
实验完成后,各实验小组对原始实验数据进行数据处理,包括细胞增殖抑制率的计算、统计学处理,分析实验结果,完成实验报告.课堂上讲解统计学处理的方法以及其在今后科研工作中的重要意义.要求学生在实验报告中结合所查阅的参考文献对实验结果进行分析讨论,提出自己的见解和观点；同时对实验结果与预期结果有较大偏差,分析可能的原因和今后需要着重注意的地方.通过实验报告的完成,不断培养学生的科研创新能力、分析问题解决问题的能力,同时也锻炼和提高了学生的论文写作能力. 6 实验结果答辩会及实验总结
各实验小组选出一名代表以PPT的形式汇报实验方案、实验结果及分析讨论等,时间在15分钟左右,然后接受老师和同学们的质询,并给予答复.同时各小组之间有交叉重复的实验组进行比较分析,讨论产生的原因.最后,教师从实验方案、学生实际操作情况、实验结果和讨论分析等多方面对实验进行总结,激发学生的学习兴趣,促进学生创新能力的培养.
药理学实验课程结束后,大部分学生对创新性科研实验的开展反应良好,创新性科研实验比同时开展的验证性实验对学生学习的帮助性更大,学生的综合素质和创新能力得到提高[2].通过这次药理学创新性科研实验有益的探索与尝试,增加了学生自主设计实验的能力,增强了学生独立操作实验的机会；同时在实验的过程中,学生在实验方案的设计和实施过程主动查阅文献资料,积极思考,提出问题,分析问题和独立解决问题,充分发挥主观能动性,极大地提高了他们的科研创新能力[3].
药理学创新性科研实验的开展是对传统药理学实验教学的改革.另外,药理学创新性科研实验教学对授课教师也提出了更高的要求,面对挑战,教师应不断扩展知识,充实自我.不仅要及时更新自己的药理学知识,同时要了解药理学前沿进展,将药理学前沿进展同药理学学生自主设计的创新性科研实验紧密地结合在一起,给予学生新的引导和启示.因此,药理学创新性科研实验教学做到了教学相长.
综上所述,药理学创新性科研的开展实验是理论联系实践的桥梁,将药理学理论知识和实验教学有机结合起来.利用科研前沿等资源,丰富教学手段和开展学生自主实验设计等,才能有利于学生能力的提高,通过科学合理地验证,才能真正掌握药理学的精华.在药理学实验教学改革过程中,药理学创新性实验的开展,重视培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力,同时结合科学评价及反馈,促进药理学实验教学质量的提高,从而为本专业创新性人才的培养奠定坚实的基础.