摘" 要:药用植物学是一门和植物资源应用紧密相关的科学。药用植物学人才培养的优化升级,对植物资源丰富的农业大省具有重要的意义。根据多年的教学积累和教学实践,不断更新总结和探索新时代背景下药用植物教学效果的提升方法。通过多维度的教学改革尝试,包括深化实践教学、融入创新思政元素、借鉴国外课程先进理念和聚焦科研对教育创新的引力,旨在提升药用植物学课程教学的效果和增加药用植物学服务地方经济的潜力,提高学生将药用植物学知识应用于实际的能力,为农业大省药用植物资源的开发利用储备人才。
关键词:药用植物学;教学改革;野外实习;思政元素;植物资源
中图分类号:G642" " " 文献标志码:A" " " " " 文章编号:2096-9902(2024)23-0161-04
Abstract: Medicinal botany is a science closely related to the application of plant resources. The optimization and upgrading of the training of medicinal botany talents is of great significance to large agricultural provinces rich in plant resources. Based on years of teaching experience and practice, we will constantly update, summarize and explore methods to improve the teaching effect of medicinal plants in the new era. Through multi-dimensional teaching reform attempts, including deepening practical teaching, integrating innovative ideological and political elements, drawing on advanced concepts of foreign courses, and focusing on the attraction of scientific research on educational innovation, the aim is to improve the effectiveness of medicinal botany course teaching and increase the potential of medicinal botany to serve the local economy, so as to improve students' ability to apply medicinal botany knowledge to practice, and reserve talents for the development and utilization of medicinal plant resources in large agricultural provinces.
Keywords: medicinal botany; teaching reform; field practice; ideological and political element; plant resources
黑龙江省是农业大省,地处世界三大黑土地带之一,寒地植物资源丰富,植物又是中药和天然药物的最主要的来源,1 500多种野生植物药材,168种药典植物药材,这些药用植物资源是北药产业化发展中最为重要的因素。药用植物学是高等院校药学、中药学、制药工程、中药资源、生物学、植物学和生态学等专业的重要专业基础课。课程主要内容涉及药用植物的形态、基源鉴定、检索分类、显微构造、生长特性、药用部位和药用植物资源保护开发利用等方面知识[1],培养学生准确识别、分类、鉴定和开发应用药用植物的能力;药用植物学课程改革探索本质是全面提升教学质量、满足行业需求、培养学生综合能力[2]。为此,药用植物学课程改革首先致力于构筑学生全面系统的知识体系,并扎实掌握关键理论知识和技能。尤为注重培养学生的探索精神、分析能力与问题解决能力,促进学生对药用植物知识的理解,进而激发其创新思维,实现灵活应用于产业化的目标。本课程教学团队经过多年的传承积淀和教学实践,不断对课程进行深度反思、积极探索与科学总结,期望打造一门契合北药发展、服务龙江医药产业发展的本科课程省级精品课,为学生的全面职业发展奠定坚实基础。通过课程教学不断优化,同时满足高校教学不断提升的培养目标方案的高标准要求,努力构建药用植物学课程的现代体系,培养服务龙江地方医药产业急需的专业性年轻人才,提高药用植物学课程的含金量,并提升学生的素质和综合竞争力,投入到新时代背景下新质生产力的大健康医药产业的长远发展中。
1" 高校本科药用植物学教学中存在的不足
首先,教学大纲、课程目标、教案和教学讲义等教学文件管理模式僵化,学时有限,教学相关新知识点更新缓慢,教材大纲常规四年更新,而且一般只能选用一本规划教材。因此,课程的部分理论和实践教学都已落后于北药产业发展的速度,不能满足大健康快速推进的医药产业化需求;其次,药用植物教学分为理论课教学、实验教学和野外实习教学3个部分,因为涉及实验和野外实习2个实践教学部分,需要一定的实验硬件和实践教学经费,而高校教学和仪器耗材经费都非常紧张匮乏,导致相关教学实验室设备数量,生均实验面积、次数都严格受限,实习场地和时间都相应减少。此外,课程教学方法很多,但有效落地困难。很多教学方法和理论适合专家审,而不适合学生用。例如讨论式教学法、双走教学法[3]、翻转课堂教学、PBL教学法和OBE教学法等[4],很难得到学生的正反馈,收效甚微,难以调动学生的学习热情和主动性,提升学习兴趣和专注力。且课程教师多数缺乏药用植物实践和应用能力,特别是可以真正落地服务于地方医药产业的科技特派员和“双师”型教师。由此可见,基于现有条件的课程教学改进探索必须扎实推进。
2" 药用植物学教学改革的建设探索
2.1" 药用植物学实验教学的建设探索
药用植物实验教学,可以提高学生的动手操作能力。教学中主要探索学生如何提高实验技能。要想提高实验技能和水平,最好的方法便是多次练习直到熟练,而通常实验课,受教学时间、课时、经费、材料和仪器少等客观因素的限制,只能做一次,很难达到良好的教学效果。因此,根据真实教学的反馈,除正常实验课教学以外,主要探索了3个实验教学提升方法。第一,将线上教学录制的实验教学演示视频放到校课程教学平台开放给学生,让同学们当作预习内容。这样的预习可以帮助同学提前了解实验内容和基础操作,实验时会有的放矢,抓住实验关键点。并且根据平台学生看视频时长和次数给予一定的预习成绩,达到任务驱动型教学目的。第二,实验后,利用线上线下融合教学,要求学生线上对实验进行经验交流。第三,将药植实验室空闲时间对学生进行预约开放。实验熟练程度不高和想要练习的同学,可以利用课后和周末开放时间进行实验,这样既解决了实验设备不足的问题,也解决了课后学生学习惰性的问题。对于开放期实验室安全问题,门禁系统已经全部人脸识别,由于有研究生一直会在同一层实验室,有突发情况可以请教研究生,安全性得到了保障,此外药植实验易燃易爆类操作较少,实验相对安全性高,也是适合开放的重要原因。开放后除考试周外,实验室一直使用率较高,同学们在提高实验技能后,自信度增强,实验思维能力提升较快,很多人都申请完成了药植相关的大学生创业项目和挑战杯实验项目,丰富了大学期间学业进阶实验,形成上下届学生参与的良性循环后,学生竞赛类项目类资金也解决了实验经费的问题。由此得出,实验教学的探索应当紧密结合细节和现有的硬件条件,以实现最合理的资源利用,达到最佳的教学效果。
2.2" 药用植物野外实习教学的建设探索
药用植物野外实习主要让同学们掌握药用植物的生长条件和植被生态,感受春生、夏长、秋收和冬藏的理论知识。同时补充理论课所讲的植物根、茎、叶、花、果实和种子的实物形态学习,并对繁杂药用植物进行识别和科属辨认分类,同时完成药用植物标本的制作[5],进而加深理论知识的实际应用。一般药用植物野外实习,主要是老师带领同学们爬山采药,将代表性药用植物实物讲解给同学们,识别药用植物名称、科属、识别特征和药用价值,同学们记录学习总结并制作标本。除这些常规教学以外,本课程主要探索了3种药用植物野外教学提升方法。第一,手机植物识别软件的使用,药用植物的识别需要大量繁杂的理论知识记忆和多年鉴定经验,更需要几年甚至更久的实践积累。进入移动互联网时代,各种识别软件的快速识别,给辨认植物带来了质的提升。其不仅可以快速识别,还可以快速调用大量理论知识点和分类鉴定依据验证。代表性的识别教学软件有花伴侣、形色、微软识花、标本伴侣、识花君、Plant identifier、 Photo plant identification和Plantum等多款中文和英文识别软件。软件不仅可以帮助同学们加快鉴定,还可以快速总结和归纳,增加对不同生长环境中植物的特征了解,也解决了野外实习过程中老师数量严重不足的情况。老师只要完成识别可信度率低的药用植物的细致讲解和纠错就可以达到较好的学习效果。此外,同学们都喜爱自拍,很多植物不同部位和特征的拍摄可以帮助同学们记忆植物特征和分类,也体会到了药用植物的自然和谐环境之美。通常会鼓励同学讲解一种植物,发抖音知识主播视频,取得了较好的效果,教学融入学生时尚网络习惯是教学中新的启示点。除软件外,通过植物志电子版和在线网站(www.iplant.cn/frps)数据库等的完善,学生可更方便地进行植物志查询鉴定分类,大大提高了教学效果,采药时也不必拿重重的植物志书籍。第二,增加实习地点和次数。因药植野外实习一般远离学校市区,如去帽儿山野外教学实习基地进行,需要较多实习经费。但实习经费有限,一般每届学生只能去一个基地实习。为了更好地提高实习教学效果,本课程利用了校内校友捐赠的校内药园,作为实习的补充。同时还把哈尔滨市市内药用植物园药园,作为人工栽培药用植物实习地点,这样增加了学生对栽培药用植物的实习实践。第三,药用植物野外实习仿真软件的使用。得益于网络和视频技术的发展,本课程主要使用了http://www.ilab-x.com/平台下,大连大学的仙人洞自然保护区药用植物学野外实习虚拟仿真实验,通过虚拟仿真补充了药用植物野外实习的数量。同时通过虚拟仿真信息技术手段,为我们提供一个互动、直观的学习平台,使学生能够不受时间和空间限制,深入理解和掌握药用植物学的理论知识和实践技能。特别是避免了雷雨天气对采药的影响,也弥补了因药用植物花期不同,实习期只能看一部分特征的不足。仿真实习与野外实习二者有机结合,并且3D色彩效果增强学生对药用植物形态特征和生态环境的认知,同时激发了学生的学习兴趣和自主学习能力。探索源于实践,勤总结常修正是提高野外实习教学效果的最佳途径。
2.3" 药用植物课程思政元素的建设探索
习近平总书记指出思政课是落实立德树人根本任务的关键课程[6]。专业课程的课程思政是培养德才兼备人才的重要手段,而且医药行业涉及人民用药安全和大健康,更需要有良好品德的医药专业人才。药用植物学教材文字较多,知识点繁杂,可挖掘的思政元素丰富。药用植物学思政元素主要涉及科研家精神、严谨的科研态度、社会责任感使命感[7]、拼搏精神、劳动精神、工匠精神、诚信精神、平等精神及和谐精神等[8]见表1。在这些常规思政元素基础上,本课程教学中主要探索了3个身边教师和校友的思政元素案例,过于高大的人物和案例往往对学生触动小,而身边离自己比较近且能关联的元素深受学生欢迎。首先,进行药用植物实验教学时,在本校药园采摘茎叶时,引入本院优秀毕业生、就职于江苏九旭药业的李宏等知名校友捐款建设的校内药园和药学家雕像事例,展现了校友反馈母校的行动,体现了其感恩情怀。教育学生要感恩母校,勿忘母校,要不忘来时路,走好脚下路,眺望未来路的道理;其次,课程理论课讲授药用植物——人参时,引入本院退休教授研究药用植物东北人参30年,退休后把自己的房子用来继续培养人参的故事,体现了药学人真正的工匠精神,专注和执着的工作态度,不畏艰难,不惧重复,只为达到心中的高标准。此外,开展药用植物野外实习时,在帽儿山实习基地采摘蔷薇科药用植物时,让学生记住蔷薇科特征和识别要点后,顺势引入建校初期,我国医药业发展较慢,缺少治疗冬季关节扭伤的外用药品,学院老师就用东北珍珠梅茎叶进行熬制做成一般疗效的外敷膏药缓解药品缺乏的故事。这展现了学院老一代药学人即使物资匮乏也要节俭高效地使用资源,最大化地发挥每一个药用植物的作用。教育学生要有艰苦奋斗的精神。思政教育和故事通常认为缺乏时尚,但课堂上却得到了同学们的点赞和热议,因此只要设计精准的思政元素,同样可以起到专业课德育教育潜移默化的渗入作用。
2.4" 国外教学模式的借鉴和探索
借鉴各国药用植物学的教学特点,是最为直接有效地辅助提升教学效果的方法。课程主要参考了悉尼大学和美国一所大学的药用植物学课程。参考国外大学课程教材和课程大纲和讲义,对国内的教学文件进行对比,发现国外的课程教材讲义等总体框架和教学核心点基本一致,课堂讲解甚至略低于国内水平。但其在关注点上有一些是国内课程的忽略之处。通过对比发现,值得探索和借鉴的优势点如下。第一,非常重视应用的教学,特别是药用植物的临床应用,应用药用植物知识配制草药疗法,从采摘到配置使用全过程教学。学知识就是要通过使用效果来检验合格与否,进行理论讲解后必须增加实用技能的训练。甚至要求学生去药店实习完成草药疗法学习,如果完成效果不好,还可以申请延长实习时间,真正做到了实事求是,只求教学应用效果。第二,对药用植物学的研究方法比较重视,包括相关研究的实验设计训练和数据收集分析及结果呈现。第三,国外药用植物学课程教材最大的特点就是图文并茂,课程中各种图片都十分精美,摄影技巧非常值得学习。并且教材十分昂贵,投入较大,类似于周繇教授《中国东北药用植物资源图志》的高水准。第四,重视课程全过程,而期末考试所占比例非常低。重视课堂参与、实验参与、实习参与效果和报告论文撰写,过程难度都高于期末考试,比较看低期末考试这种短时记忆的测试。这是中国课程教学中最应该深思反思和改进的地方,也是课程普遍降低期末考试比例的根源。
2.5" 科研引领教学创新的探索
在科技信息和科研均高速发展的时代,新方法、新理论和不同学科的新交叉应用不断涌现。药用植物学教学中更需要及时引入新的药用植物研究成果和产业化行业标准,保持课程内容的时效性和前沿性。出现新内容即立刻以补充知识点形式进行讲授,忽略教学大纲教学目标和讲义等教学文件的僵化限制,形成补充知识点的绿色通道课程教学管理。本课程主要探索了2个方向。首先,将基因和基因组相关研究在教学中进行拓展,对课程进行补充。新版药典引入PCR和DNA测序技术对药用植物来源的中药饮片进行溯源检测,这是药用植物应用后,最为规范的基因检测要求,药用植物的产地、真伪、品质等基因库,相关建设也在不断完善。同时也是对传统药用植物学形态学鉴定分类和化学成分鉴定的重要补充和技术革命。其次,GPS技术和地理信息系统GIS技术相关研究在教学中拓展。本课程初步使用了采药时对量产药材和北药龙九味规模种植药用植物的手机GPS定位,为今后学习研究提供定位备份应用。并利用无人机抓取的帽儿山基地图片,初步试用了ArcGIS软件进行了药用植物刺五加的综合分析,为研究刺五加规模和生态分布的快速分析作了基础性尝试。由此可见,科技和科研是推动教学发展的源动力,学科交叉更容易创新形成教学效果的顶端优势。
2.6" 综合教学策略的总结探索
教学策略和方法在药用植物学教育中扮演核心角色。恰当的策略不仅能高效传递知识,还能点燃学生的求知欲,增强学习效果,并锻炼学生的实验操作与观察力。选择精准合适的教学策略,是深入理解课程内容的重中之重。本课程教学过程中探索到了3个关键策略。第一,授课的故事教学引导策略即故事教学法。当今学生厌学情绪、慵懒躺平心理非常严重,而每节课适当引入药用植物的历史典故、趣味性的故事,课程思政元素故事可引起学生入迷和专注。无论如何,需要注意到兴趣和快乐教学是当今课堂最为实用高效的策略和方法,常规的批评训诫已经不适合当代学生。第二,表格和思维导图策略方法。药用植物学科属较多分类庞杂,学生都很不喜欢这种记忆量超大内容。因此,A3纸张打印三列表格记忆教学法和知识理论体系思维导图教学法的引入,真正解决了知识记忆和记忆准确度的问题。第三,看图学知识点策略方法。当代大学生还是喜欢看图识字式的知识点学习模式,因此提高教学图片的知识容量和精美准确程度是最为关键,只有精美的图片才能吸引学生的关注。学生对图片的质量要求非常苛刻,因此本课程教学中耗费了大量时间和精力,参考和绘制了很多精美知识点图片。对其他的教学法和策略也进行了尝试,但效果最好的还是以上3种策略和教学方法最受学生喜欢。学生的学习体验改善教学效果随之提升。
3" 结束语
根据课程现有软硬件和客观条件,探索调整药用植物学课堂教学、实验教学和野外实习教学的相关不足。对实践教学、课程思政元素、国外教学、科研引领教学和教学策略等多维度进行积极探索,并寻求改进之道。致力于塑造精通药用植物学知识,并具备扎实的实践技能、敏锐的科研思维、旺盛的创新潜力和深厚的社会责任感服务龙江经济的青年人才,为发展龙江药用植物资源和北药开发作出贡献。
参考文献:
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