思维导图融合PBL教学的生药学综合实验课程建设探索

李 波，张 谦，梁 燕*，周双清，王跃峰，高 雅

（1.桂林医学院，广西 桂林 541004；2.兰州财经大学，甘肃 兰州 730000）

生药学是药学专业一门重要的专业课程，主要研究生药的基原鉴定、采收加工、活性成分、药理作用、品质评价及资源利用等，同时也是一门多学科交叉的综合课程，主要涉及本草学、药用植物学、天然药物化学、药理学、中医学、中药学、中药炮制学、药物分析学等学科知识。根据《中国药典》标准或地方药材标准及生药品质内涵要求，科学、准确地评价生药质量及其内在品质属性，是保障合格药品生产和临床安全有效用药的关键。生药学实验教学的核心目的是通过培养学生鉴别和评价生药品质的基本实验技能，掌握影响生药品质的有效性和安全性因素，并根据实验结果，科学、准确地评价生药品质，最终培养独立思考、系统评价生药质量或品质属性的综合能力。生药学实验课是连接生药品质理论与品质评价的桥梁，但是目前实验教学以单纯的生药性状或显微鉴别为主，对学生思维能力、分析能力、创新能力和解决实际问题的综合能力培养不足。因此，为适应生药学多学科综合交叉的特点，达到实验教学目标，建设生药学综合实验课程，对培养具有创新思维的应用型药学人才具有现实意义。

1 生药学综合实验课程建设的意义

1.1 基于生药品质评价，确定生药学综合实验课程教学目标

生药材是生药临床应用和资源开发的物质基础，生药质量标准制定和品质评价是生药学研究的重要内容。生药品质优劣主要取决于药材生产环节是否科学、标准、规范，而生产环节主要包括基原（品种）、种植、采收、产地、初加工、干燥、包装、仓储、运输等。在生药学理论教学中，生产环节对药材品质的影响虽然有所反映，但理论教学与生药品质内在关联不明显，且与实验教学目标联系不紧密。传统生药实验教学体系性不强，解决具体生药品质问题的导向不明显，导致学生对生药知识记忆困难，容易造成知识点混淆，难以准确理解生药学理论知识与实验教学之间的相关性。因此，以生药品质评价为导向，梳理生药学理论知识与生药品质评价过程的逻辑关系，进一步明确生药学实验教学目标，改变传统点对点的知识讲授模式，最终构建基于生药“理论知识点—品质系统评价—实验教学目标”的系统教学模式。

生药品质评价主要包括生药的植物（动物）形态、药材性状特征、显微组织（粉末）构造特征、理化特征、化学（活性）成分含量、活性成分的药理作用、安全性评价等。目前，生药学实验课程以药材性状特征、显微组织（粉末）构造特征鉴别和小部分理化鉴别操作技能培养为主。随着生药学教学要求的提高和研究方法的创新，实验教学过程中逐渐暴露出一些问题：（1）以药材性状和显微特征鉴别为主，与目前多学科、多途径、多方法评价生药品质和安全性的现状不符。（2）实验操作内容仍以真伪鉴别为主，实验结果偏重于定性结论，不能很好地反映药材品质优劣属性。（3）性状或显微特征观察实验方案单一，结果判定过于依赖主观性。（4）学生未参与实验方案设计过程，仅被动完成实验操作要求，缺乏问题与目标导向，学习积极性不高，难以体现创新思维和分析能力培养。因此，激发学生创新思维和主动学习意识，围绕生药品质属性评价，综合应用适宜的实验方法，设定合理的品质评价目标，强化实验课程的体系性和目标性，是生药学综合实验课程建设的核心。

1.2 思维导图融合PBL教学在生药学综合实验教学中具有可行性

PBL（Problem-based Learning）教学模式的核心理念是设置问题情景，让学生通过协作等方式，共同解决复杂的、真实的问题[1]。其特点是以学生为主体参与者，通过具体问题的设置、分析、解决，提高学生逻辑分析和创新思维能力，极大地激发学习兴趣，充分发挥主观能动性。生药品质评价是一个系统性问题，单纯依靠观察结果很难反映生药的真实品质，往往需要根据多种定性和定量实验结果系统评价。同时，不同品种的生药其内在品质属性不同，需要根据特定品质属性构建相应的评价体系。即使相同品种的生药，由于生产、加工或产地等不同，形成了不同的药材，不同规格、等级之间品质亦有差异，也需要实验设计或参与者进一步明确品质评价的差异化需求。因此，基于PBL教学模式确定生药学综合实验课程建设目标，即针对特定的生药品种，设置品质评价的情景问题，通过引导学生收集、整理、分析与生药品质相关的资料，梳理PBL教学中生药品质真伪优劣中心问题，确立解决中心问题的实验思路，制订适宜的实验方案，并与生药品质评价目标相联系，最终通过实验结果判定或验证生药的真伪优劣。

思维导图是英国著名心理学家托尼·巴赞于20世纪70年代初创建的一种组织性思维工具，核心理念是将大脑中的想法利用文字和图像表达出来，使人的隐性思维显性化、可视化[2]。传统生药学实验教学以验证性实验为主，实验目标以生药品质属性的定性识别为主，实验结果便于观察，学生操作相对容易，但缺乏对更深层次生药质量控制及品质影响因素的分析能力培养[3]，导致学生逻辑思维和问题分析能力不足。以生药真伪优劣中心问题为导向，激发学生思考，绘制思维导图，通过创新思维解决实际问题，可以达到思维与能力同步培养的目的[4]。借助思维导图使逻辑思维形象化的优势，可以将抽象的生药品质问题以形象的图形或符号直观地表达出来，将分析问题、解决问题的思维过程和综合实验设计过程、预期实验结果联系起来，并以结构化、系统化、可视化的方式呈现出来，便于问题回顾或思维梳理。利用思维导图能够直观分析影响生药品质的各种因素，有助于学生在综合实验过程中分析抽象问题，最终完成实验方案的设计。

2 思维导图融合PBL教学的生药学综合实验课程建设措施

2.1 设置PBL教学情景及问题

教师根据实验计划确定适宜的生药品种或样品种类，在系统分析品质属性和品质影响因素的基础上，将生药品质按照真伪优劣进行初级划分，设置需要通过实验来解决的中心问题。将生药品质评价的主要内容如来源、植物特征、化学成分、产地加工、性状鉴别、显微鉴别、理化鉴别、含量测定、药理作用、功能主治等与设置的中心问题关联起来，根据关联结果设置需要解决的次级问题。在PBL教学情景及具体问题设置过程中，需要不断激发学生分析、解决具体生药品质问题的兴趣，让学生主动归纳分析与生药品质相关的核心问题，并据此设置问题和情景，作为思维导图的中心主题。

在PBL教学中，教师要作为设计者参与到问题分析和情景设置过程中，根据实验计划提前预设情景问题，在学生思考、讨论问题的过程中，梳理生药品质问题的层级关系和解决思路，了解学生分析问题的准确性以及解决问题的可行性，不断优化问题设置的合理性与科学性，通过反复完善与修改，锻炼学生创新思维和逻辑分析能力。

2.2 绘制生药学综合实验思维导图

根据设置的情景和问题，激发学生的思维活动，并采用思维导图将生药学综合实验过程绘制出来。合理运用思维导图的主题、子主题及关系线粗细变化、颜色、字体等表达不同的层次或逻辑关系，将生药鉴别或品质评价过程生成的图谱和所需仪器设备嵌入思维导图，以增强思维导图的趣味性和可视性。引导学生将思维过程梳理成问题发现、问题分析、问题解决、结果分析、结果评价等环节，绘制思维导图既要具备严谨的逻辑性，又要增强艺术美感和趣味性，教师引导学生通过思维导图分析、审视整个思维过程，查漏补缺，优化层级。

教师制定生药学实验教学目标，对参与综合实验的学生进行分组，并根据教学计划提前确定生药品种。教师引导学生收集与生药品质相关的文献、质量标准、图片等资料，组织学生分组讨论，绘制思维导图，评价学生对中心问题的分析和思维活动，引导学生建立正确的思维方式，准确分析影响生药品质的因素及其逻辑关系，帮助学生制订合理的实验方案。目前，主要利用Mindmaster软件绘制思维导图，该软件可以实现思维过程的可视化编辑，可以在不影响思维过程的前提下，对思维的逻辑关系进行快速建立、修改、调整等操作，学生可根据需要自主添加关系线，改变思维导图的布局或结构。以果实类生药综合实验问题设置为例，绘制的思维导图见图1。

图1 果实类生药综合实验问题设置的思维导图

2.3 思维导图融合PBL教学的生药学综合实验设计

中心问题设置和思维导图绘制是思维导图融合PBL教学的生药学综合实验课程建设的基础。要想达到预期教学目的，就要使设置的中心问题、绘制的思维导图与教师的教学过程、学生的学习过程、教学效果评价等相融合，优化教学过程，最终形成生药学综合实验课程教学体系。要实现上述目的，就要做到以下几点：（1）教师要转变传统教学理念和方法，即由原来某一生药特征鉴别讲解和单纯显微或理化实验操作技能培养，向培养解决生药真伪优劣核心问题的系统思维和综合能力转变，更加注重学生对生药品质属性的理解，将实验操作技能、逻辑思维能力和学习兴趣培养有机结合在一起。（2）学生除学习传统生药显微鉴别或性状鉴别实验技能外，还要结合生药生产过程和影响生药品质的因素，综合所学理论知识进行系统思考和分析，将单纯的课堂学习延伸到课外，从原来完成课堂作业转变为自己探索问题的解决途径。同时，学生还要绘制思维导图，在此过程中巩固理论知识，达到实验目的。（3）思维导图融合PBL教学的生药学综合实验课程建设过程中，要建立相应的教学效果评价模式，制定教学大纲和教学计划。同时，要兼顾课程设置，通过合理的专业课和基础课设置，帮助学生储备基础知识，优化知识结构，根据学情合理设计生药学综合实验内容。以果实类生药综合实验设计为例，绘制的思维导图见图2。

图2 果实类生药综合实验设计思维导图

2.4 思维导图融合PBL教学的生药学综合实验课程考核方式

对思维导图融合PBL教学的生药学综合实验教学效果进行系统评价，不仅要改变传统实验操作能力考核或显微特征（性状特征）记忆能力考核内容，还要改变基于实验成绩的静态考核方式。生药学综合实验教学中，学生最终的实验结果是以思维导图和生药品质评价实验数据及品质评价结论呈现的。因此，要将学生系统开展生药品质鉴别、评价能力和综合思维能力纳入考核范围。思维导图融合PBL教学过程中，教师可将考核内容分为3部分：基于思维导图的思维过程和思维结果，实验操作完成后所得生药品质相关定性、定量实验数据的准确性，得出生药品质评价结论的综合能力。

3 思维导图融合PBL教学的生药学综合实验课程建设存在的问题

3.1 拟解决的关键问题

为达到思维导图融合PBL教学的生药学综合实验课程建设的最终目标，还需解决以下关键问题：（1）教师要提高生药学理论教学和实验教学的契合度，使理论教学大纲和内容与将要进行的综合实验内容相呼应，强化生药学总论教学，使学生系统掌握生药学研究内容以及生药品质影响因素相关知识。（2）教师要针对具体学情确定综合实验设计范围和操作难易程度，将生药学实验教学划分为初级阶段和提高阶段，在初级阶段进行传统实验基础操作技能教学，在提高阶段适度引入思维导图融合PBL教学的综合实验。（3）生药功效是生药学理论教学的难点，主要依靠学生记忆和背诵。以生药品质评价为导向的综合实验设计中，进一步创新实验方案，优化品质评价方法，将生药功效与生药生物活性效应验证相结合，以期提高生药品质评价的科学性和准确性。（4）要客观认识综合实验方案或方法的局限性，即以生药品质评价为导向设置思维导图融合PBL教学的生药学综合实验，其结果仍然具有局限性，生药品质评价不能过于依赖定性实验结果，也不能过于弱化定性指标结果，要充分认识到综合实验结果的优越性和缺陷。

3.2 其他需要研究的问题

生药学是药学类专业一门实操性很强的专业课程，具有多学科综合、交叉的特点，同时也是一门快速发展的学科，随着生药生产、应用和研究水平的提高，人们对生药品质、安全性、有效性评价有了新的认识，因此生药学理论和实验教学模式要不断改革。生药学实验教学要注重吸收新的研究理论和实验结果，既要考虑如何创新教学模式，又要考虑如何利用新技术、新方法解决出现的新问题，通过加强理论与实际问题的联系，推动生药学实验教学的不断创新。生药学综合实验中培养学生分析能力和创新思维能力，是正确开展生药品质研究的关键。只有建立正确的思维方式，不断创新生药品质评价方法，才能确定合理的实验路线，对影响生药品质评价的各种因素进行正确分析，得出可靠的实验结论或分析结果，最终促进生药学理论和实验教学的创新发展。

然而，生药学除生药的真伪优劣问题外，还有其他研究问题，如生药活性成分的发现与利用、生药资源的开发和利用、生药品种的整理与优化等，这些都可以参照生药品质评价教学过程，明确核心问题，采用思维导图绘制分析、解决问题的路径。当然，随着生药学研究内容的深入和研究手段的改进，思维导图融合PBL教学的生药学综合实验教学模式仍需不断创新、发展和完善，从而更好地满足学生需要。