将科研成果引入开放性实验教学的实践与探索

曹国琼，徐 剑，刘 耀，程 纯，刘 杰，郭 玲，傅 建，张永萍

(贵州中医药大学,贵州 贵阳 550025)

时代的发展促进了医药行业的快速发展，而医药行业的发展需要大量的卓越医药科技人才作支撑。高校是培养卓越医药科技人才的摇篮，因此各医药院校分分采取相关措施，为培养高水平人才做了大量的探索和实践。实验教学是药学类专业学生必不可少的一个教学环节，学生通过动手完成实验项目既可以巩固理论知识，又可提高思考问题的积极性，进一步激发学生的学习兴趣。为了培养适应现代社会需求的高素质技术技能型、创新型药学人才，提高学生专业技能水平，我校突破传统的实验实训室管理和运行模式，针对药学专业学生开设开放性实验实训，改革实践教学方法。

开放性实验教学符合创新型、应用型人才培养的目标，是大学实验教学的改革重点[1]。开放性实验的实验内容和形式是培养学生综合能力的关键，如何做好开放性实验教学设计，是开设课程教师的一项重要工作。科研工作具有一定的探索性，可提高学生专业素质和培养学生科研能力。如何丰富开放性实验内容和形式，将科研成果转化为开放性实验的教学资源，本文以贵州中医药大学制剂实验室的化风丹药母研究成果引入开放性实验为例，进行教学总结，为其他科研成果用于开放性实验教学提供参考。

1 开放性实验的现状与问题

开放性实验教学的开设可以整合多个学科相关实验内容，实现以学生自我训练为主的教学模式，充分调动学生学习的主动性，锻炼学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的综合设计能力、团队协作精神及勇于创新的意识，这对提高学生的创新实践能力和科学探索精神具有十分重要的意义[2]。学生可根据自己的兴趣，自由选择合理安排课余时间。但目前关于开放性实验的宣传力度不够，学生对开放性实验的意义和价值不了解。目前大部分高校开展的开放性实验与第一课堂传统实验项目相似，内容比较单一趣味性不足，多数是验证某个原理或现象，不能将多门专业课程联系在一起，开放性实验的教学多采用传统教学模式，由带教老师设计好实验方案，学生按实验方案进行实验，学生只需要按部就班地完成实验内容，最后提交实验报告即可。教师和学生对开放性实验的重视程度不高，不能很好的发挥开放性实验的作用。

2 科研成果引入开放性实验的意义

传统的实验课程带教老师讲解实验，学生照单抓药式的操作，无法锻炼学生的创新思维和实践动手能力[3]。药学专业实践性很强，将最新的实验技术与科研成果融合到实验教学中，对学生的培训具有重要意义。科研成果引入到开放性实验中，学生通过参与开放性实验，可以对科研的基本过程和基本方法有所了解，为学生个性化培养提供发展空间，形成以培养学生自学能力、综合分析问题能力和创造性思维能力为主线的实验教学体。 开放性实验虽然学时数不多，但是相对比较系统，学生通过独立完成一个系统的实验，对科研有更深的了解。

3 科研成果介绍以化风丹药母制备为例

化风丹是贵州省传统名药，用于风痰闭阻，中风偏瘫，癫痫，面神经麻痹，口眼歪斜等症的治疗[4]。化风丹的制作分为药母的制备和成药的制备。化风丹药母由生川乌、生半夏、生天南星、白附子、郁金加入牛胆汁混匀自然发酵而成[5]。化风丹药母制备存在药母发酵进展主要靠经验判断，无量化指标，发酵工艺无参数等问题。鉴于此，课题组从2010年对化风丹药母进行系统的研究，包括药母发酵工艺优化，药母干燥工艺优化，药母中毒性药物川乌发酵减毒研究等。通过多年研究，目前已经建立了药母中毒性生物碱测定方法，确定了化风丹药母发酵工艺参数，药母干燥工艺参数，牛胆汁对药母发酵减毒影响，发酵过程中药母毒性生物碱的变化情况，以及发酵过程中药母中微生物的变化情况[6-7]。化风丹药母制备过程包含中药制剂分析、中药炮制学、中药化学、微生物学及中药药剂学等多门课程的的知识，可凝练出药母原料乌头、半夏等药材的质量检验，药母发酵工艺，药母质量检测等实验内容，

通过将药母制备设计成开放性实验，可以将科研成果融合进实验教学，提高学生综合创新能力。

4 实验实施

筛选报名的30名学生，持续开展2次开放性实验，分别为背景知识讲解及基本实验技能培训、药母发酵及质量检测设计性实验，每次4学时。

4.1 背景知识讲解及基本实验技能培训

针对开放性实验的主题讲解化风丹的背景知识，重点介绍化风丹药母炮制，引导学生结合所学专业知识思考化风丹药母炮制的目的是什么，除了采用传统的发酵炮制还可以使用什么新的炮制方法，怎么判断炮制是否可以降低药母中毒性药物的毒性，药母发酵工艺如何优化等一系列问题，激发学生学习兴趣和引导学生进行实验方案的思考。针对本科生可能不会使用学校资源查阅和下载文献，对学生进行文献检索和下载的简单培训，保证学生可以通过查阅文献设计实验方案。在数据处理方面，还会教学生一些简单的数据处理的方法和介绍一些常用的软件如Excel、SPSS等。

针对开放性实验的主题对实验可能会用到的仪器进行使用培训，对实验过程中的注意事项进行提醒。如按照2015版《中国药典》川乌药材项下含量测定方法，教学生制备对照品溶液、供试品溶液，流动相的配置及高校液相色谱仪的操作。通过对川乌药材含量测定培训，让学生掌握质量检测的方法。此外，对紫外分光光度计、恒温恒湿培养箱、超声波清洗仪、烘箱等可能用到的仪器进行简单的培训。由于学生来自不同的年级，专业知识掌握的情况不同。除了对仪器进行培训，我们还会对一些常规的玻璃仪器，注意事项等进行讲解，以满足不同年级学生的需求。

4.2 药母发酵及质量检测设计性实验

通过基础实验技能和相关知识的培训后，学生进行自由分组，每组3名同学。同学们通过查阅文献，设计初步的实验方案，各组将设计的实验方案交给带教老师。实验方案内容主要包括：实验目的、实验材料、实验仪器、操作步骤、实验结果。实验方案设计的过程可充分调动学生的主观能动性，让学生带着疑问和好奇心开始学习和探索，用所学的理论知识指导实践。在与学生交流实验设计的过程中，老师也可以从中发现问题，不断整改完善实验方案和教学的方式方法。引导学生思考实验室的硬件条件是否具备，实验方法是否可行，实验步骤是否合理等，为了保证实验顺利进行和得到预期结果，带教老师根据实际情况对实验方案进行修改，修改后与学生进行交流确定最终实验方案。

化风丹药母制备首先是实验材料的准备，学生根据实验室提供的药材、试剂、试药等进行实验前准备工作。主要是将药材粉碎，按实验方案设计的发酵工艺参数进行发酵，于不同时间点到实验室取样，取出的样品存放在-80 ℃冰箱中，用于后续检测。实验过程中带教老师要从旁进行指导，规范学生操作，重在训练学生的动手能力和解决问题的能力。实验结束后指导学生对得到的实验数据进行分析，总结和讨论实验数据反映出的科学意义。最后让学生撰写实验报告，并根据实验过程和结果提出一些问题和自己的想法。带教老师根据学生实验报告，总结教学过程中存在的问题和整改方法，不断完善将科研成果转化成教学资源的细节。

5 开展实验的条件

实验室条件：贵州中医药大学药学院制剂实验室为“国家苗药工程技术研究中心”、“贵州省中药民族药制剂重点实验室”、“国家中医药管理局中药制剂实验室(三级)”、“贵州省中药民族药炮制与制剂工程技术研究中心”、“中药(民族药)学实验教学示范中心”等，有宽敞开放式的实验场所，具有药物质量检测、制剂成型、质量评价等方面的仪器设备，如高效液相色谱仪、紫外分光光度计、超声波清洗器、恒温恒湿培养箱、烘箱等。实验室的仪器设备为开放性实验的实施提供了良好的保证。

6 结语

开放性实验教学是教学改革的重要举措，创新了实验教学方法、手段、内容，提升了学生的创新精神和实践能力，充分发挥学生主体性作用在高校人才培养中的重要作用[8-9]。通过将科研成果引入开放性实验，优化了实验内容和实验教学的方式，提升了学生综合能力。连续两年的开放性实验的开展，我们对科研成果转化为教学资源有以下总结，与之前开放性实验相比能吸引更多的同学，通过教师引导学生设计，促进带教老师与学生沟通交流，启发学生科研思维，更能调动学生学习和探索的积极性，培养了学生的动手能力，充分利用了实验室的平台资源。整个实验过程中学生将所学的分析化学，中药炮制学，中药药剂学等课程的知识运用到实验中，增强了专业知识的交叉渗透，促进学生学以致用。