基于创新能力提升的药学开放性实验教学平台研究*1

刘李，缪明星，刘晓东，尤启冬

中国药科大学药学院 (南京 210009)

开放性实验室建设是高校实践教学体系改革的重要内容，对强化学生的基本技能和动手能力，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，促进学生创新意识、合作精神和科研能力的协调发展，激发学生的科学探索精神具有十分重要的意义。[1]

生物医药行业被称为21世纪的支柱产业，然而我国的生物医药产业与发达国家比较相对落后，迫切需要一大批药学研究领域的创新人才。药学创新性人才应具备正确判断和解决实际问题的能力，更强的交流能力、合作精神及一定的领导能力。能够运用自己掌握的知识设计药学综合性实验，能胜任跨学科的合作，养成终身学习的能力与习惯，具有开拓进取和敢于冒险的能力，还要求具有高度的药学专业理论知识和实践知识，具有能够通过成药性评价将一个物质转化为能够为人类健康服务产品的能力，同时应能胜任新药开发和从事临床药学等与医药学密切相关行业的工作。作为药学高等学府理应成为创药物研制创新人才培养摇篮。随着全球科学技术的发展，我国医药科技也得到迅速的发展，药品开发与生产在与世界接轨，近几年我国加大了自主创新药物的研究开发和药品质量监督管理的力度，实施了重大新药创制科技重大专项。为更好地适应国家药学领域的战略转变，满足当前实施药学服务、保障公众健康的需求，培养创新型和实用型人才，已渐成为高等药学教育教学工作的重要内容。

1 药学类开放性实验教学平台研究的现状

实验教学是培养实验技能、科学思维与方法、创新意识与能力，全面推进素质教育的最基本的教学形式和最有效的途径之一。药学作为一门实践性和应用性很强的学科，实验教学是培养学生专业技能的重要环节。尽管许多高等学校(包括中国药科大学)的药学类专业在实验教学方面投入了大量人力和物力，建立了相应各层次的实验教学示范中心，包括10个国家级药学/中药学实验示范中心。但受几十年教育理论的沉积及传统思维方式的影响，使我国的药学高等教育无论在实验课堂教学及实验室建设等环节仍停留在附属及次要的地位。一是在实验教学管理体制上没有进行革新，对实验教学课程体系、实验教学模块的重组不够,不能够从根本上解决实验教学传统管理体制问题，新的实验教学理念、实验教学体系、现代实验教学方法、教育质量内涵、知识与能力发展的协调性、系统性、科学性不能得到有效建立；二是建设方式与实验教学模式流于表面形式,仅注重硬件环境建设,忽视配套的软件建设、管理理念的改变，虽然实验中心硬件条件好了，但是没有落实到学生实践能力、创新能力的培养上[2]。

开放性实验是指在教师的指导下，学生运用已掌握的基础知识和实验技能，从文献资料实际应用中去发现选择课题，主动探索实验方式，以开放性实验为载体的教学模式[3]。然而，由于缺乏应有的管理制度和激励措施，开放性实验多数流于形式，由于开放性实验教学存在误区，对开放性实验提出过高要求导致开放性实验的覆盖面太小。此外，在各高校办学思路趋于同化的大背景以及相同评估指标体系的指挥下，药学院校实验室的建设也渐趋于类同，失去了自身特色。为实现综合性创新型药学专业人才的培养目标，切实提高实验教学质量，施行相应的实验教学改革，势必成为目前我国药学院校教学改革的迫切任务之一。

本研究从培养创新性药学人才的总体目标出发，将相关学科实验内容进行调整与整合，构建模块化、立体式的实验教学体系。笔者倡导建立的药学开放性实验教学体系将更好地促进学生知识、能力、思维和素质等全方位协调培养，引领高等药学教学改革的方向。

2 药学开放性实验教学平台研究的目标

药学实验教学是培养药学高素质人才基本理论知识、基本方法技能和综合素质的主渠道，实践能力培养是高素质创新人才的着力点。实验教学既是对理论教育中较为抽象的，难以理解的知识点进行验证，更重要的是由此激发学生的兴趣和求知欲，是培养学生在传承与创新、规范与突破，发展与改革、独立思考与交流相结合中激发和强化创新意识的有效途径，是开启学生健康心智的金钥匙。在基本技能训练基础上，随着实验过程的新现象不断出现，学生的学习兴趣不断浓厚，求知欲不断提升和好奇心不断强化而激活的学生的创新意识。开放性创新实验教学则是以学生为主导作用、学生根据所学的理论知识自己设计实验、实施实验、整理总结实验结果和撰写研究报告/论文，是激发学生的科研兴趣、培养学生的科研素质、提高学生的动手力和创新能力的富有个性发展的实验教学模式。

紧密围绕药学人才的培养目标和要求，构建遵循教育规律，符合药学类专业人才特点的创新性实验开放性课程体系和评价体系，以满足培养具有创新精神，实践能力全面发展的药学专业人才需要；紧密围绕着创新药物的研究链，整合和优化包括药物合成、药物分析、药物制剂、药效学与安全性评价、药物代谢动力学等内容的一体化药学实验教学体系，合理安排课堂实验学时和开放性实验学时的关系，最大限度地培养学生创新能力和实验技能。构建基于创新能力提升的药学类开放性实验教学平台体系，并经过1-2届学生的实验教学实践。

2.1 理顺开放性实验教学中的七种关系

对现有的药学实验教学理念、实验教学模式和创新人才培养教学体系等进行了梳理与探索，理顺理论与实践、基础与前沿、经典与现代、单项分解与综合设计、个体为主操作与群体协作、科学原理与工程技术综合、传统与探索创新的关系。

基础性实验是让学生掌握实验基本内容、基本方法、基本知识，培养学生利用科学实验研究问题的基本意识和思维，是每项科学研究必备的技能，不但不能忽视，而应加强。系统性实验是在实验内容选择上和实验环节的安排上体现实验的系统性。对于药学类专业学生，要求掌握能够通过成药性评价如何从一个物质转化为能够为人类健康服务产品的基本思路和方法。鉴于药学类专业人才需求和学生兴趣不同，应设立不同层次性实验内容，以满足多元化、多类型和多层次的适应性要求。综合性则是通过融合多种知识，采取综合方法，经过系列程序得到某种结果的综合性实验，培养学生综合思维能力。创新性实验能使学生体验到创新的快乐和自信，激发学生的创新欲望，培养学生的创新能力，创新能力的培养应融入到大学生实验教学中每个环节。

2.2 安排实验类型及其保证实验开放的内容和时空性的有效性和合理性

药学实验通常涉及到基础实验内容，综合性实验，设计性实验，研究探索性实验，课程的开放性实验，各种层次的大学性创新实验和科研训练等，涉及的专业，年级和层次各不相同。有的属于实验课程内的内容，有的属于课外活动，而有的则分散在各科研课题组中或教师实验室中。研究探索性实验、课程的开放性实验、各种层次的大学性创新实验和科研训练等属于开放性实验范畴。在充分理顺上述7种关系的基础上，如何安排实验开放时间、开放空间和开放内容成为本立项的要解决的问题之一。

2.3 充分发挥开放性实验教学中指导教师的作用

有一种误导认为开放性实验教学中实验指导教师的作用不重要，因此在开放性实验指导教师安排上，往往是一些实验技术员，在实验待遇方面，主管单位也没有给予足够的重视。因此开放性实验指导教师包括实验中心主任的积极性不高，甚至抵触情绪。实际上不同于一般的课堂实验内容，方法和过程比较成熟，可预见性强，而开放性实验，尤其是带有创新性和探索性开放性实验，因多数是由学生根据其兴趣提出的，方法和过程成熟度不够，有诸多的不可预见性，因此对开放性实验指导教师提出了更高要求。首先要求指导教师做一次与本次实验相关的讲座，介绍实验的注意事项与本次实验相关的内容。其次，科研选题结束后，教师要组织学生讨论实验设计方案的可行性和合理性。再次，指导教师规范和纠正学生实验操作。最后带教教师还要指导学生实验数据的归纳整理，研究报告的撰写，并对每位学生的研究报告，组织学生进行点评。这就要求开放性实验的指导教师应具有深厚的科研和教学根底，同时要花费大量的业余时间。因此，如何调动开放性实验指导教师的积极性，发挥开放性实验教学中实验指导教师的作用也是我们关注的问题。

2.4 探索实验教学与科学研究及工程实践相结合的培养改革措施

充分发挥本校药学国家一级重点学科和各种重点实验室的科研优势，积极引导探索将科研成果及时引入到实验课程的教学中，突显出实验教学的探索性与实用性。同时，利用和调用各类现有的校际资源与信誉优势，结合生物制药产业的需要，积极聘请企业家为学生讲授制药企业对人才需求的基本素质,同时鼓励学生利用各种机会接触社会和企业，进而引导和鼓励学生开展自主的探索性科研实验的动力。

2.5 开放性实验平台的制度建设

如何保持开放性实验平台正常有序地运行，科学合理的制度建设是重要保证。包括实验室的空间管理、时间管理、人财物及其运行经费管理、开放性实验的评价体系、师资队伍建设等制度建设都是不可缺少的环节。

3 开放性实验教学平台具体环节

3.1 坚持以学生为本，加大实验示范中心的开放力度

为适应药学学科对创新性人才培养的要求，培养学生的创新意识和强化学生的实践能力，以示范中心各功能实验室为主体，发挥各部、省级重点实验室、国家重点学科实验室资源效益，建立实验室向学生开放制度，设立实验中心开放专项基金，进行网上预约，鼓励学生自选实验课题，安排教师精心指导。完成实验要求的学生可获得相应的学分，教师亦可获得适当的工作课时，充分调动教师和学生两方面的积极性，切实提高实验室资源的利用率。以药学理科基地班为试点，开展三种形式的开放。课程间的开放是指以“新药发现-药物分析-药物安全性评价-药物制剂-药物代谢动力学”等新药研发链，开展一体化的实验研究，学生自己设计合成化合物，进行药物质量控制，药物安全性评价和药效学评价，药物制剂以及药物代谢动力学研究，最后结合实验结果对其进行成药性评价。该开放性实验涉及到药物化学，药物分析，药物制剂，药理学，毒理学和药物代谢动力学等课程内容，时间跨度约1年，如何克服时间跨度是决定开放成败的关键。课程内开放性实验/创新性实验研究是指在不增加实验学时数的情况下，以药物化学、药学医学基础课程、药物代谢动力学及食品毒理学为试点尝试课程内开放，即尝试菜单式包括必修菜单和选修菜单方式开展实验，包括学生自主设计实验。在药理学实验教学中，选择1-2个候选药物，以新药临床前药物评价为主线，开展主要药效学，安全性和药物作用机制研究等实验教学内容。课外开放性实验是指留出一定的学时时作为课外开放内容，在指导教师介绍相应实验室的设备和条件后，学生根据实验室的条件和个人兴趣，设计实验，经与指导教师商讨和点评修改后，进行实验。

此外，按照学校研究型和应用型两类人才的培养方案，设计各专业不同的实验教学模块。如针对学有余力的研究型人才，安排早期科研能力训练环节包括各层次大学生创新性课题等，使学生在本科阶段尽早参与教师的科研项目，培养其基本科研能力。针对应用型人才，根据专业培养目标不同设置如企业创业实践训练和临床见习等。

3.2 引进先进教学手段，引入仿真教学理念和手段

引进计算机、网络化等先进教学手段，大幅度增加现代科研仪器在实验教学中应用比例，在部分实验中引入仿真教学和软件，便于学生对开放性实验设计的模拟。

3.3 通过建立实验考核新体系，树立以创新能力培养为导向的实验教学氛围

开放性实验对于多数学校来说是新课题为正确评价学生经过开放性实验教学是否达到了教学目标的要求，依据培养目标，建立和完善开放性实验考核体系，在将实验考核成绩实验设计考核、实验操作以及研究/实验总结报告的撰写成绩三个组成部分的基础上，适当加大对学生实验设计的合理性和设计运行过程中的创新能力考核，以加强学生创新精神和实践能力培养。

3.4 通过整合与完善实验教学大纲，鼓励实验教学创新

围绕创新药物的研究与开发过程，整合有关实验内容，完善符合药学专业教育特点的药学各门开放性实验课程的教学大纲，鼓励教师编写、出版各类药学实验指导教材。在强化基础实验基础上，提高综合性、研究探索性/创新性实验和开放性实验的比例，更好地培养学生的扎实的动手能力和开放性思维。

3.5 以国家大学生创新项目为契机，提倡与推进科研反哺教学

为了进一步加强学生在教学活动中的主体地位，调动学生的学习积极性和主动性，加强学生自学能力、创新能力以及合作精神的培养，实验中心针对部分学有余力、对科研实验感兴趣的学生开设相应的设计性实验课程，以弥补传统实验的不足。同时制定激励政策，鼓励教师支持各种类型的大学生创新课题和业余科研活动。

3.6 健全开放性实验教学平台制度

开放性实验平台的制度建设 由于涉及到方方面面包括人事制度政策等因素，在充分调研的基础上，制定既反映保证开放性实验教学有序开展，又能最大限度地满足方方面面需求的平台制度。

开放性实验教学首先需要了解兄弟院校的实验课程设置及教改经验，掌握当前用人单位对药学专业毕业生的能力要求，以药学理科基地班为试点进行研究和教学实践，调研兄弟院校实验室及其开放管理制度及其执行情况，根据本校特点，初步制定能够反映药学特色的开放性实验教学平台的管理制度。进行实验教学改革方案的具体实施和修订，改进实验教学方法，完善实验教学内容，整合实验教学资源，初步构建开放性药学实验教学新体系。进一步优化和完善后，逐步放大到其他班级,最后充分发挥本校国家级药学实验教学示范中心组长单位和全国药学实验教学示范中心联席会主任单位以及本校药学学科的优势，向校内外推广。

4 开放性实验教学平台研究的意义

目前国内有300多所高等学校开设了药学本科专业，然而由于课程体系设置，尤其是实验课程开设各自为政，课程设置比较随意，开放程度不够，每个学校间的差别较大，这样培养的学生水平参差不齐，难以满足社会的需求。开放实验室构建了一个可以激发学生主观能动性的平台，调动了学生参与实践活动的积极性[4]。因此，需要建立一套能力引领全国药学类专业开放性实验教学的参考模式。本课题的教学改革成果和实验课程设置思路和评价，对其他院校的药学类专业开放性课程建设具有指导和借鉴作用。

综上所述，构建创新性药学开放性实验平台具有十分重要的意义，将对全国其他药学类专业开放性实验课程改革起到示范作用。

[1] 王晓华，王杰，李海燕，等.高校开放实验室建设的探索[J]．实验室研究与探索，2013，32(9)：219-222.

[2] 林生，狄斌，尤启冬，等.国家级药学实验教学示范中心创新性实验教学平台研究[J]．药学教育，2009，25(5)：5- 8.

[3] 缪明星，刘晓东，刘李，等.药物代谢动力学开放性实验教学模式的探讨[J]．药学教育，2013，29(5)：58- 60.

[4] 陈韶华，吴文倩，陈喜华，等.构建开放实验平台培养创新药学人才[J]．实验科学与技术，2013，11(1)：143-145.