基于传统模式和虚拟实验的药物分析实验教学探讨*

徐红梅，何从林，夏仕文，何项宇，魏潇瑶

(重庆邮电大学生物信息学院，重庆　400065)



基于传统模式和虚拟实验的药物分析实验教学探讨*

徐红梅，何从林，夏仕文，何项宇，魏潇瑶

(重庆邮电大学生物信息学院，重庆400065)

药物分析实验是药物分析课程的重要组成部分，为了提高实验课程的教学质量，更好的培养学生的实验技能和分析问题、解决问题的能力，培养与时俱进的科学思维方式，本文针对传统药物分析实验教学中存在的问题，结合教学实践，从改变实验模式、引入虚拟实验、建设开放实验室、优化实验内容、优化实验报告和考核制度等方面进行探索和改革，在实际教学中取得了良好的教学效果。

药物分析；实验教学；虚拟实验；教学改革

药物分析是药物研发和药品质量控制的“眼睛”，是研究与发展药品全面质量分析与控制的科学，是药学类专业教学计划中的一门主要课程[1]，药物分析实验是药物分析理论课程的延续，是重要的组成部分。学生修完本门课程后，能在建立药品分析方法、制定药品质量标准以及分析方法的评价比较上具备良好的能力。随着科技的发展，人们的教育理念和学习方式都在紧跟时代步伐进行变革。本文分析传统药物分析实验课的优劣，结合现代虚拟实验的长处，对药物分析实验教学改革进行了一些思考和探讨。

1　传统药物分析实验中存在的问题

随着现代教育改革的前行，科学技术的迅速发展，很多高校开始面临实验基础设施落后、小型且使用频繁的实验仪器因长久使用导致陈旧和破损、大型仪器数量不足或者根本不具备某些大型仪器等问题，导致学生能自己动手的机会少，没有或者很少机会能够使用到红外光谱、气相色谱、气-质联用、高效毛细管电泳、高效液相色谱、质谱，核磁共振等大型仪器。实际操作机会的减少，首先不利于培养学生的实践和创新能力，其次也影响学生的学习积极性，不利于学生在就业中去尽快适应和继续深造的需求。 除此之外，学生主观原因也有待解决，如由于自身的惰性，在实验课前缺乏预习，不求甚解的按步骤操作。由于学时的限制(一般设置32学时，有的甚至只有16学时)，导致教学内容非常有限，这对培养学生的创新能力和学习主动性与积极性的提高很不利。在实验完成后的报告总结上，学生对于数据不能正确分析和讨论，简单凭主观判断擅自修改和抄袭数据现象也比较常见，这些行为都不能培养出他们实事求是和严谨认真的科学作风。 药物分析实验教学中存在的问题，受时间、空间、内容、手段等种种因素的限制，面临着严峻的挑战；结合人们的教育观念、学习方式发生的深刻变化，有必要对实验教学的教学内容、教学模式、教学方法进行创新和完善。

2　优化教学内容，抓基础训练，增加综合设计实验内容

药物分析实验教学内容，应根据专业发展现状，精心选择。在考虑扎实的基本操作技能训练的基础上，必须结合现有的实验条件和药学分析的发展现状，在知识技能深度和广度上进行适当修改。首先，对于经典的验证性实验内容，需与理论课衔接，对涵盖了本学科基本原理、基本实验操作技术的教学内容，给予保留。如保留常用的分析方法和规范化操作技术，可以训练学生基本的技能技术和职业素养。

第二是开展综合设计实验，此类实验可培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，具有更强的自主性和开放性。 通过该教学实践，促使学生灵活运用理论课上学到的知识，体会理论与实践相结合的可行性和重要性，从而激发学生的学习兴趣和研究精神。

根据专业发展大趋势，减少化学分析实验，增加仪器分析实验的比例。如实验异烟肼片的含量测定，要求学生根据指定的药品异烟肼去查阅文献，对收集的资料进行阅读消化并分类整理，在实验小组内进行交流和讨论，结合实验室具备的条件确定分析方法，制定出实验设计方案。学生大多给出滴定和紫外分光这两种方案，分析这两种方案各自的利弊，再行选择。

3　虚拟实验在药物分析实验教学中的应用及积极作用

虚拟实验技术是在网络技术、计算机技术、多媒体技术基础上发展产生的一项新的实验技术，它起源于 20 世纪末，是教育领域应用信息技术的一种创新[2]。虚拟实验系统可以克服实验设备陈旧老化以及设施不足等问题，每位学生都能获得动手机会，达到扩展学生的知识体系，将理论和实践相结合，培养学生的创新能力，也使得教学模式走向多元化，提升学生的学习兴趣。虚拟实验具备的另外一个优点是可以及时更新，新技术及应用可以很快的囊括进虚拟实验，而现实的仪器设备等采购会受到时间和经费的限制，故虚拟实验可以及时实现实验及教学内容的先进化、系统化，从而可使教学质量得到大幅提高。

虚拟实验应用于预习：学生在刚开始接触实验时，由于没有经验和操作技能，可能会因为紧张出现操作失误、损坏实验仪器等现象，如酸碱滴定分析，可能会忽略滴定管的润洗、管尖排气、读数忘读凹月面、滴定手法姿势错误等操作细节，对测定结果带来影响。此时可在预习阶段加入虚拟实验，让学生在屏幕上直接观看实验流程和细节，并在电脑上进行模拟操作。通过此步骤，学生可以更好的掌握实验目的、原理、操作步骤及看到直观的结果。在模拟实验的基础上，学生再进行实际操作，可做到熟门熟路，对可能出现的易失误步骤有预期，对一些实验细节和注意事项也会特别小心，实验操作会更顺利，实验效率和效果得到提高。利用虚拟实验的直观真实性能大大提升学生的预习积极性并保证实验效果和教学目的。

虚拟实验应用于演示：生硬的仪器构造以及商品化的仪器装置，在真实实验过程中，并不能让学生直观的观察到实验过程。虚拟演示实验可以让学生看到生动的流程动图，变得直观易懂。如高兴液相色谱对药物的分离分析测定实验过程，演示实验采用动画，可将仪器操作步骤和样品在仪器中的流向形象而且生动的展现出来，包括样品的制备、手动或者自动进样、样品在色谱柱中如何逐渐分离、样品的检测和数据输出的整个过程，均可直观呈现，最后进行数据分析处理。

用于模拟实验：由于一些大型贵重仪器的拥有数量少或者说不具备，会导致学生独立完成实验机会少，如高效液相色谱、液-质联用、高效毛细管电泳、气相色谱、气-质联用、核磁共振等类仪器，这不利于学生将理论知识运用于实践，也在一定程度上制约了学生的创新能力发展，利用虚拟实验，学生可以实现一人一机独立操作，实验效果生动逼真，在实验过程中也可记录数据、现象，完成报告，进行数据分析。

4　建立开放实验室，给学生提供更多动手机会

由于药物分析实验课程所需使用的大型仪器设备数量的限制和实验课时的限制，不可避免的会出现多人一组进行实验操作，学生得不到更多动手操作的机会，因此需要建立一些开放实验室平台对学生开放[3]。

开放实验室的实验内容一般不受上课时间和培养计划学时限制，导师根据实验室条件和项目制定出实验题目或一些科研探索性课题，指导学生独立或者组建小组配合完成文献查阅、整理、实验方案设计、实验操作等整个过程，并写出详细完整的实验报告或小论文。锻炼学生在此过程中运用所学知识解决实际问题的能力，为其独立进行药品质量检验分析、药品质量标准的研究和制定打下基础，同时也使他们熟练掌握了一些大型仪器的使用。所以开放性实验教学一方面可以锻炼学生将理论知识应用于实践的能力，另一方面也可培养学生自主创新的科研意识[4]。

5　建立科学合理化考核制度

考试考核是一种有效的检验教学效果的手段，科学合理的考核制度不但可评价教师教学过程的优劣，更重要的是可将此作为学生学习效果好坏的依据，传统的实验课成绩评价以实验报告为主，课堂实验过程观察为辅[5]。教师对学生实验过程的观察带有较强的主观性和随意性，这种评价方式会引导学生将更多的注意力放在完善报告上，而不是动手能力的培养和实验过程的问题解决上。针对此不足，对实验考核进行了改革，采取平时成绩(实验预习报告10分，实验过程操作规范20分，实验报告20分)与期末考试成绩(50分)相结合的做法。期末考试成绩由最后一次实验决定，过程为给出待选实验题目多项，由学生随机抽取实验题目，学生独自完成实验，教师对学生的整个实验流程、实验操作过程和实验报告进行打分[6]。

6　结　语

在药物分析实验的教学过程中，笔者采用了本文提到的教学方法与理念，通过适当地改变实验形式，优化教学内容，抓基础训练，增加综合设计实验内容，建立开放实验室，建立科学合理化的考核制度，通过实践和对比改革前后教学效果发现，学生对药物分析实验的主动性和积极性有很大提高，对实验的理解更加深入，动手能力加强，发现问题和解决问题的能力也得到提高。虚拟实验教学技术的运用，在一定程度上能不断克服传统教学模式更新缓慢的局限，也达到了与传统教学模式的兼容。虚拟实验技术作为新的教学媒体应用于实验教学，也必将在药物分析实验中发挥其巨大的优势。通过实验教学改革，在比较轻松的教学氛围中收到了良好的效果。

[1]刘文英. 药物分析.7版[M].北京:人民卫生出版社,2012:9.

[2]叶步伟,马德俊. 虚拟实验技术及其在远程教育当中的应用[J]. 继续教育研究, 2011(6):79-82.

[3]康艳萍. 开放式教学法在药物分析实验教学中的实践[J]. 广东化工, 2008, 35(182): 99-100.

[4]刘月英, 王英锋, 李中峰,等. 浅谈药物分析实验教学的思考与探索[J]. 首都师范大学学报(自然科学版), 2011, 32(4):87-91.

[5]张蔚,孙业桓,李俊,等. 医学院校药学特色专业建设的思考[J]. 安徽医药, 2009, 13(1):114-115.

[6]王蕾,朱玲,杜斌. 基于复合型药学人才培养的药物分析实验教学改革[J].药学教育, 2014,30(5): 54-56.

Teaching Reform of Pharmaceutical Analysis Experimental Teaching Based on Traditional and Virtual Experiment*

XU Hong-mei, HE Cong-lin, XIA Shi-wen, HE Xiang-yu, WEI Xiao-yao

(College of Bio-information, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China)

Pharmaceutical Analysis experiment is an important part of pharmaceutical analysis course, for the problems existing in the experimental teaching in traditional medicine analysis, the exploration and innovation were taken from the change in the experimental model, introducing virtual experiment, experimental content optimization, optimization of experimental report and examination system and other aspects. With the improved practice, satisfied results were achieved.

Pharmaceutical Analysis; experimental teaching; irtual experiment; exploration and reform

重庆市高等教育教学改革研究项目(103134)；重庆邮电大学重点课程(2010ZDKC10)；重庆邮电大学大学生创新创业训练计划(2013)。

徐红梅(1977-)，女，硕士，讲师，主要从事仪器分析、药物分析研究和教学工作。

G642.0

A

1001-9677(2016)014-0187-02