科研反哺式教学在药物分析实验中的探索与实践

冯倩华 赵洪娟 宋庆龄 朱玲 杜斌 王蕾

摘  要：实验教学不仅要求学生掌握基础理论，还要求学生具备分析和解决问题的科研创新思维。该文以郑州大学药学院药物分析实验课教学为改革试点，探索科研反哺式教学模式。该教学模式使得科研与教学二者相辅相成、相得益彰，极大地提高学生的文献检索及阅读能力、分析解决问题能力、实验动手能力、科研论文写作能力，改善药物分析实验教学效果，为培养高素质创新型药学专业人才提供思路。

关键词：药物分析实验；教学改革；科研反哺式教学；科研小论文；药学专业

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）15-0103-05

Abstract： Experimental teaching not only requires students to master basic theories， but also requires students to have innovative thinking in scientific research to analyze and solve problems. In this paper， the teaching of Pharmaceutical Analysis Experiment in School of Pharmaceutical Sciences of Zhengzhou University is taken as a pilot reform to explore the teaching mode of scientific research feedback teaching. This teaching mode makes scientific research and teaching complement each other， greatly improves the students' literature retrieval and reading ability， analysis and problem solving ability， experimental practice ability， scientific research paper writing ability， improves the teaching effect of the teaching of Pharmaceutical Analysis Experiment， and provides ideas for training high-quality innovative pharmaceutical professionals.

Keywords： Pharmaceutical Analysis Experiment; teaching reform; scientific research feedback teaching; scientific research little paper; pharmacy

藥物分析学作为药学相关专业的一门主干课程，主要研究物质的理化性质、鉴别、检查和含量测定等的分析[1]。对于这门课的学习应该不只局限于理论知识的掌握，还要求学生对于实践技能的熟悉与掌握。药物分析实验课与理论课相呼应，也是教学的重要组成部分之一，可促进学生更好地理解理论课的知识，并将知识用于实践。该课程的目的是使学生通过实验掌握药品检验的操作规范与要求，熟悉中国药典常用的分析方法和实验技术的基本原理及常用仪器的正确使用，了解药物分析的基本程序和内容；培养学生具备严谨务实的科学作风，为今后从事药学相关工作打下坚实基础。近年来，中国药学行业逐渐步入高速发展的新阶段，培养高素质创新型药学人才的重要性尤为凸显，这也要求我们在实验教学中注重培养学生的分析问题和解决问题的科研创新思维。而科研反哺式教学模式可有效解决以上问题，通过教学促进科研、科研反哺教学，可有效激发学生科研创新思维，为培养高素质创新型药学人才提供思路。本文简述了目前在药物分析实验中存在的教学问题，总结了科研反哺式教学在药物分析实验中的基本思路和效果。

一  药物分析实验教学中存在的问题

（一）  教学思维固化，学生学习的积极性和主动性差

在传统的实验课程教学中，通常教师作为该活动的主体，按照实验目的、实验原理、实验操作和注意事项等向学生进行讲述。由于师-生、生-生沟通较少，这种固化的教学模式降低了学生的学习兴趣，也逐渐降低了学生对药分实验学习的积极性和主动性[2]。另一方面，实验课架构不够完整，大多数实验课内容以验证性实验为主，缺少设计性实验和综合性实验环节，显然已不能满足高素质创新型药学人才培养的要求，也导致学生学习兴趣下降。另外，大部分学校对于实验课程安排的课时较少、学分较低，使得药物分析实验课的最终成绩对学生本学期的绩点评分影响不是很大，这就导致一些学生提不起对实验课的积极性。

（二）  学生科研创新能力不足

在传统“填鸭式”的实践活动中，学生被动地、机械地接受教师教授的实验知识，缺少独立思考的机会与能力[3]。在这种教学环境下，学生对于实验操作只是对已有实验步骤的重复，实验结果也只是对理论知识的简单验证。因此，传统教学模式不利于学生独立思考、解决问题及创新能力的培养。

（三）  实验考核方式单一、片面

目前，大多实验考核以实验报告为主，忽视了对学生的实验设计能力、团队协作精神、科研思维和综合能力等的评价。这种考核方式导致实验报告抄袭情况出现，使得学生并没有真正掌握实验原理和技术，严重降低实验教学质量。

二  科研反哺式教学模式基本思路

传统的药物分析实验教学模式已不能满足培养高素质创新型药学人才的需求。加强对药学本科生科研创新能力的培养，既符合国家医学教育创新发展的要求，也是满足人们对高质量药学服务的需要，更是促进药学学科发展的关键[4]。科研和教学是高校的两个主要职能，科研是教学的前沿阵地，教学是科研的后方保障[5]。科研反哺式的教学模式有两层含义：一方面，让学生参与实验设计，成为教学活动的主体，通过“课前查阅文献和设计实验方案—课堂汇报及讨论—课后科研小论文撰写”的教学过程培养学生的科研创新思维，提高教学质量；另一方面，将前沿的、先进的科研资源融合在教学讲授中，丰富教学内容[6]。由此可见，科研反哺式教学实现了科研与教学的融合，通过教学促进科研、科研反哺教学，可有效改善药物分析实验教学中存在的问题，为培养高素质创新型药学人才提供参考。该教学模式可通过以下手段完成。

（一）  开设科研设计性实验

目前，大部分实验教学以验证性实验为主，亟需增加科研设计性实验（如综合设计性实验、创新性探索项目），让学生从头至尾地参与整个实验设计过程。具体来说，老师在课前抛出科研问题，学生以科研团队的形式通过“课前查阅文献和设计实验方案—课堂汇报及讨论—课后科研小论文撰写”三个环节的流程之后，完成对知识的“假想-分析-验证”，使学生主观自发地循序渐进将知识内化。这种教学方式充分体现了以学生为中心的教学思想。整个实验过程以学生为主导，极大地激发了学生的学习兴趣和创新思维。这个过程实质上是一次科研活动的模拟，它促使了学生去熟悉科研程序，去掌握文献查阅和科研设计的方法。针对学生在预习中的问题，可在课堂上汇报环节进行师-生、生-生讨论解决。因此，科研反哺式教学模式有利于提高学生查阅、收集和整理科研文献资料能力、思考问题能力、答辩表述能力、动手操作能力、解决实际问题能力和研究创新能力。

以“几种未知药物的鉴别”设计性实验为例，要求对三种维生素类药物（维生素E、维生素C、维生素B1）进行鉴别。该实验充分考察学生对维生素类药物的化学结构、理化性质以及专属鉴别反应、原理等基础知识，学生对整个设计方案的实施过程是学生运用所学知识和实践结合的过程，遇到的一切问题都要分析、思考、判断，并反复实践才能解决，最终有效提高学生的探索精神、科学思维、实践能力和创新能力。

（二）  将科研知识融入教学活动

科研代表着学科发展的方向，变科研优势为学科优势是各高校教育的重点。目前，郑州大学药学院药物分析实验教学团队成员中有教育部青年长江学者1名、国家优秀青年科学基金获得者2人。9人的教学团队中，包括教授（博导）4人，副教授（硕导）5人，每人均主持多项国家级科研项目，具有较强的科研实力。教学团队在集体备课后，认为科研项目的研究方向如新型样品前处理技术、生物标志物分析、核酸功能纳米结构的设计等，与药物分析实验教学中的色谱分析、核酸和蛋白类药物含量测定等技术有交叉内容。因此，教师可结合自身的科研特色和优势，将平时积累的科研思路和最新的科研前沿知识融入药物分析实验教学内容中。在课前，老师可以将自己的相关科研成果简介或研究思路以电子版的形式通过平台发送给学生，让学生有所了解。另外，在课堂上教师也可以将自己的科研思路转化为教学案例讲授。科研反哺式教学不仅优化教学内容，还可活跃课堂气氛，激发学生的科研兴趣，培养学生的科研思维能力。

（三）  建立以科研能力为导向的考核体系

采取多元化成绩评价体系，总成绩应包括线上课前考核（学生在线学习时长、答题情况的综合评价）、课中科研团队展示、课堂互动、实验操作与结果和科研小论文等各方面内容。此外，除教师评价外，科研团队成员互评可对同伴对团队贡献、参与度等进行公正、客观的评价。建立以科研能力为导向的考核体系，可提高学生对药物分析实验课程的重视程度，提高自身科研创新素质。

三  科研反哺式教学的实施

如图1所示，全过程主要分为四步，即课前准备、课堂汇报与实验实施、课后科研小论文撰写和考核评价。教师在教学活动中利用学习通发布预习资料、练习题等学习文件以及自己的科研案例，利用微信作为师生相互交流的平台。

（一）  课前准备

在实验课前一周，教师将预习课件、练习题和一些实验操作视频等通过学习通发送至学生端（如图2所示），并在微信群里通知学生已发布的学习任务，督促学生按时完成预习。学生们自发组成科研团队，每组3～5人。小组充分讨论并确定大致方向，可通过微信与老师讨论方案的可行性。之后小组各成员相互合作，通过查阅书籍、文献等资料确定好本组的实验材料、实验步骤，完成实验方案设计。

（二）  课堂汇报与实验实施

科研反哺式教学要将学习的主动权交给学生，在实验中担任引导者的角色。在课堂上，每个科研团队推荐一名代表上台发言，汇报本组设计的实验方案以及在实验设计过程中遇到的一些难题，其他小组成员可以相互补充。比如在葡萄糖注射液质量分析实验中，不同小组可能会选择旋光法、折光法等不同的方法测定葡萄糖注射液的浓度。在课堂上，学生可对旋光法、折光法的原理、适用情况以及如何才能减少实验结果误差等问题进行充分讨论，同时教师根据学生的讨论情况及时给予相应的引导和指导。此外，教师讲解时也可将自己的科研思路转化为教学案例讲授，激发学生科研创新思维。

在最终方案定下以后，学生开始动手实验。由学生作为实验活动的主体完成实验中的各个项目，同时也要求每位学生在实验中认真对待并且做好实验记录。在实验过程中，教师可以在教室里巡视，当出现仪器使用错误或其他问题时进行纠正和解决。

（三）  课后科研小论文的撰写与评价

对于药物分析实验等药学基础实验课程，在下课之后一般要求学生以实验报告的形式对实验原理、实验结果等进行梳理。一般来讲，实验报告的结构包含实验名称、实验目的、实验原理、材料与仪器、实验步骤、实验数据与处理及结果等。学生在寫实验报告时，除实验数据、结果部分需要学生自己加工外，其余内容一般都是按照课件的内容照搬。这种一直沿用的报告方式不具有创新性，也会降低学生对学习的积极性和兴趣[7]。而科研小论文式的实验报告是一种较新的模式，要求以科研论文的形式书写实验报告，结构包括论文题目、前言、材料与仪器、正文、结果与讨论和参考文献等。科研小论文的撰写不仅考查了学生对实验结果的分析总结能力，也要求学生有一定的书面表达能力。此外，小论文的写作是灵活的、开放的，学生可以谈谈自己的思考和观点、实验研究方向的应用前景以及对社会效益的初步预测等方面的内容，但其侧重点应该是实验过程中所遇到的问题和最终的解决措施。同时，小论文的结构和内容都与本科毕业论文有一定的相似之处（见表1）。撰写科研小论文也是先于日后毕业论文写作的一次尝试，为撰写毕业论文提前做好准备[8]。

因为小论文的书写与之前实验报告的书写是完全不一样的两种模式和风格，所以不能再按照之前批阅实验报告的要求来评价小论文的书写水平[9]。在批阅小论文时，对于在结构上安排严谨合理、在内容上实验设计得当、研究方向明确、数据的处理过程无误的小论文应当给予高分。另外，结果讨论部分是小论文的重点，这非常考验学生的归纳整理能力。因此在评分时，结果与讨论部分完成比较好的小论文也应该给予高分。对于药物分析实验课程的总成绩应该包括线上课前考核（学生在线学习时长、答题情况的综合评价）、课中科研团队展示、课堂互动、实验操作与结果和科研小论文等各方面的评价。

四  科研反哺式教学效果

根据学生反馈，科研反哺式教学普遍得到学生的喜爱和高度认可。科研反哺式教学具有以下优点：①通过学生对实验整体过程（实验设计、文献检索、调查工具的选择、收集资料、整理与分析资料、科研实验汇报交流和撰写小论文等）的把握，提高学生的文献检索和阅读能力、语言表达能力、分析解决问题能力、实验动手能力和科研论文写作能力，强化学生科学严谨的态度及团队协作精神。②使学生完成“在研究中学习，在学习中研究”的学习思维转变，从而改变本科生“重视成绩、轻视过程”的现状，最大限度地发挥教学价值，提高教学质量。③科研小论文撰写有益于学生对自己已学知识进行归纳和总结，并且有助于综合能力的提升。图3为学生提交的部分科研小论文，大部分论文逻辑清晰、结构规范，内容上也非常丰富，达到了科技论文或毕业论文的要求。

此外，对于教师而言，科研反哺式教学模式的实施使得高校教师重新审视自己在教学与科研中肩负的责任，尤其是青年教师增加了对教学和科研的信心。许多科研任务繁重的教师不愿意承担教学任务。实际上，“科学是源，教学是流”。教师将科研案例融入教学中，学生聆听牛人教授的教诲，而且学生对科研课题的反馈可能会激发教师的科研灵感，开拓课题思路。

五  结束语

药物分析实验不仅要求学生理解和掌握实验的方法和基本原理，更重要地是培养独立设计实验的能力[10]。根据药物分析实验课的培养目标，我们使用了科研反哺式的教学模式，有效改善了药物分析实验传统教学的问题。通过教学促进科研、科研反哺教学，激发学生科研创新思维，使得科研与教学二者相辅相成、相得益彰，有效提高学生文献检索和阅读能力、分析解决问题能力、实验动手能力以及科研论文写作能力，强化了学生科学严谨的态度及团队协作精神。另外，科研反哺式教学体现了以学生为中心的教学思想。将学习的主动权交给学生，从而培养他们获取知识的主动性意识和科研思维。教师则起到将科学前沿融于课堂、激发学生学习兴趣、引导学生主动探索的作用。总的来说，科研反哺式教学模式在药物分析实验教学上是有必要的，不仅提高了教学质量，优化了教学内容，而且也是对传统课堂教学结构与流程的彻底变革，将为高素质创新型药学人才培养模式提供参考。

参考文献：

[1] 郭琦，傅强.药物分析实验教学培养学生研究创新能力初探[J].药学教育，2019，35（4）：69-71.

[2] 苑磊，陈林.传统实验教学改革路径探究[J].教育教学论坛，2019（15）：277-278.

[3] 熊印华，周斌，方海红，等.药物分析实验课程的教学改革研究[J].江西科技师范大学学报，2020（6）：122-125.

[4] 黄沛力，蒋淑琴，曹园园，等.科研反哺教学在卫生化学教学中的探索与实践[J].医学教育管理，2021，7（S1）：1-3.

[5] 孙妩弋，张玲玲，陈镜宇，等.科研反哺教学在药理实验方法学教学中的应用[J].淮南师范学院学报，2018，20（2）：97-101.

[6] 王鸿蕴，戴国琳，马爽.“双一流”学科背景下科研反哺教学的理论和实践探讨[J].卫生职业教育，2022，40（3）：10-13.

[7] 王建芬，魏丹丹，马宁，等.翻转课堂在药物分析实验课程中的应用[J].基礎医学教育，2016，18（7）：550-552.

[8] 周锟，潘丽萍，贺铸，等.用小论文形式撰写传输原理课程实验报告的探讨[J].科教导刊（下旬），2017（3）：38-39.

[9] 赖仕全，岳莉，奚白，等.化工专业实验报告撰写改革探索[J].辽宁科技大学学报，2013，36（3）：327-330.

[10] 曹玉嫔，梁洁.基于翻转课堂在药物分析实验教学改革的探讨[J].广州化工，2019，47（20）：185-187.