多元教学法在药物化学混合式教学中的探索与应用_袁子文.pdf

2023年第04期（2023年04月）No.04 202395黑河学院学报JOURNAL OF HEIHE UNIVERSITY药物化学是关于药物的发现、发展和确证，并在分子水平上研究药物作用方式的一门学科1。该学科主要建立在化学学科基础上，随着该学科的不断的完善和发展现涉及生物学、医学、药学、计算机科学等众多学科的内容。目前，在各大高等农业本科院校动物药学专业培养方案中药物化学课程虽被划定为专业基础课，但其发挥承上启下的重要作用，其内容贯穿并影响动物药学专业其他各类课程。目前，国内各大院校动物药学专业药物化学课程教学多采用人医教材授课，该课程专业性强，涵盖内容多，本身具有一定的难度，学生自学难度较大。此外，就本校以往教学方式而言，课堂主要以教师为主导，多为传统的教学模式，课堂理论性讲解较多，枯燥乏味，学生参与度较低，教学效果差。自2020年本校动物药学专业教学培养方案修订后，该课程理论学时进一步缩减，这使得教学过程节奏加快且与学生的互动进一步减少，学生学习压力大，学习效果不佳。面对以上这些现状，要满足“减学时，不减质量”的要求，传统的教学方式和教学模式已不能适应当前的教学需求，急需探索新的教学方法和模式。近年来，众多网络教学平台的开发与线上教学资源的丰富促使线上线下混合教学模式在兽医学诸多课程教学中广泛应用2。其中，腾讯会议与雨课堂以操作简单、使用便捷、教学数据化、智能化等优点被师生广泛接受和认可，二者互相配合能有效地实现线上线下混合教学的快速转换，能辅助提高教学质量3。多元化教学法集成多种教学方法于一体，根据课程性质及不同章节内容，可灵活地采用不同的教学方法(如：基于问题、基于案例和基于团队等的教学法)，通过各方法的优势互补，能最大程度地激发学生学习兴趣，提高学生学习效率4。目前，该教学方法已在众多课程的教学中成功应用并取得较好的效果，尤其适用于学时压缩类课程的教学，可真正地体现教学过程中学生的主体地位，充分发挥教师的引导作用5。基于此，本教研组采用腾讯会议和雨课堂开展药物化学的线上线下混合式教学，同时将多元教学法融入其中，以改善传统教学模式并探索其在药物化学教学中的应用效果。一、研究对象 在20212022学年第二学期，以2020级动物药学专业2个行政班级72名学生作为教学研究对象，采用多元教学法进行药物化学课程的线上线下混合式教学。二、教学模式本次教学改革探索中主要采用“腾讯会议”作为线上教学平台。腾讯会议软件操作简单，通信质量高，可支持实时共享屏幕及多人实时视频、语音交流，主要用于线上远程教学。在线教学过程中学生可通过语音、弹幕留言等功能与教师实时互动；教学端教师可通过签到、视频/语音、分组讨论、问卷调查、(匿名)投票等功能辅助教学，在调动学生积极性的同时可随时监测学生上课状态，及时把握并调整教学进度。此外，课后通过分享云端录制可实现课堂内容的反复观看，便于学生查漏补缺和课后复习。雨课堂是由清华大学和学堂在线联合推出的智能化教学平台，可实现教学过程的数据化6。为满足本校过程性考核的要求，本次教学改革中采用雨课堂辅助线上和线下教学。在课前可利用雨课堂上传预习资料；在教学过程中可借助雨收稿日期：2023-02-24基金项目：甘肃省青年科技基金计划项目“黄连解毒汤治疗溃疡性结肠炎有效部位药效成分筛选及其分离纯化研究”(21JR7RA846)；甘肃省高等学校创新基金项目“基于系统药理学的柴胡保肝作用潜在活性成分筛选及其作用机制研究”(2021B-135)；甘肃农业大学公招博士科研启动项目“四逆散治疗细菌性腹泻疗效及其药效物质基础研究”(GAU-KYQD-2020-4)作者简介：袁子文(1991)，男，甘肃武威人，讲师，博士，主要从事药物化学教学、中药药理学研究；王桂荣(1972)，女，甘肃天水人，副教授，博士，主要从事兽医药理学教学研究。doi：10.3969/j.issn.1674-9499.2023.04.028多元教学法在药物化学混合式教学中的探索与应用袁子文王桂荣(甘肃农业大学 动物医学院，甘肃 兰州 730070)摘 要：为进一步提高药物化学课程教学质量，根据课程不同章节性质采用以问题为基础、以团队为基础、以案例为基础和以兴趣为基础的教学法并借助腾讯会议和雨课堂软件平台开展药物化学的多元化线上线下混合式教学，以改进传统教学模式。教学实践后，通过问卷调查形式评估该教学模式的应用效果。结果显示，该教学模式能被学生高度认可和接受，且能有效地提高学生学习效率、激发学习兴趣、提高个人能力、团队协作能力和综合素质。实践证明该教学模式对于提高教学质量和学生学习效果具有积极的促进作用，值得推广。关键词：多元教学法；药物化学；混合式教学中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9499(2023)04-0095-042023年第04期（2023年04月）No.04 202396教育教学研究课堂进行课堂考勤，随机点名，随堂测试，阶段性考核等，一方面，可提高学生课堂参与度；另一方面，能客观、公正地量化过程性考核，实现教学过程数据化，减少教师工作量，提高教学效率。课后，雨课堂可用于分享课件，发布作业/问卷，实现师生互评，线下互动；也可通过“课件数据不懂课件”模块进一步获得学生对教学信息的匿名反馈，辅助提高教学质量。本次教学改革将“腾讯会议”和“雨课堂”有机融入教学过程，紧密地衔接了课前、课中、课后各环节，用于药物化学课程的线上线下混合式教学，以实现教学过程的数据化和提高教学质量。三、多元教学法在药物化学混合式教学模式中的实践1.PBL教学法在药物化学混合式教学模式中的实践以问题为基础(Problem-based learning，PBL)的教学法最早由Barrows教授提出，即在教学中设置系列问题，引导学生通过小组讨论和自主学习来解决问题的一种教学方法4。该教学法能充分调动学生主观能动性，已在兽医学众多专业课的教学中广泛应用。在药物化学课程教学过程中，教研组主要将PBL教学法应用于课程基础理论部分章节的教学，如药物结构与生物活性、药物结构与药物代谢。此外，在合成镇痛药、抗高血压药和血脂调节药等章节的教学中也采用该方法。现以“药物结构与药物代谢”章节为例，在教学开始前先通过雨课堂发布必答型问题，此类问题的设置主要以该章节内容框架和基础知识为主，如“机体为什么会对药物进行代谢，药物代谢的本质是什么？”“药物代谢可分为哪些类型？”“研究药物代谢有什么意义？”等，以此来引导学生针对具体问题进行课前预习，以提高预习效率。在线教学时采用腾讯会议进行线上直播授课，先以章节重难点内容结合生活或用药常识不间断地提出思考型问题，如“为什么黄曲霉毒素会致癌？”“为什么口服感冒药后不能饮酒？”“为什么磺胺类药物易导致肾/尿结石？”等，让学生先进行简单的讨论和发言，再对这些问题所涉及的官能团化反应、结合反应(章节重难点内容)进行讲解，使学生带着问题来学习，通过教师的梳理讲解，掌握这些问题背后的基本原理；随后，再回到相关问题，通过雨课堂随机点名的方式让学生自己来解答，其他学生和教师进行补充，以检测学生对课程重难点内容的理解掌握程度。最后，借助雨课堂开展类似药物的代谢反应的随堂测试，举一反三，进一步巩固和提高学生对该知识点的理解和应用能力。与此同时，随堂测试成绩将用于学生过程性考核，也可辅助进行教学效果评估。2.TBL教学法在药物化学混合式教学模式中的实践在药物化学的教学中，教研组充分利用小班教学的优势对部分章节实施以团队为基础(Team-bansed learning，TBL)的教学法。该教学法主要以小组为单位进行组内和组间的讨论学习，使学生深入参与教学，可锻炼学生独立分析解决问题的能力和团队协作能力，提高综合素质4。经教研组研究讨论，选取抗变态反应药物、甾体激素类药物、-内酰胺类抗生素这些简单易懂的章节和生活常用药物实施TBL教学法。教学前先将学生随机分为6组，每组6人左右，将此三部分内容以团队作业的形式至少提前一月发布给各组，让学生有充足的时间对三部分内容进行自主学习，组内讨论和准备汇报材料。在线或线下教学中每个章节随机挑选两个组的代表进行汇报展示(每组仅汇报一次)，由其他组进行提问，汇报组负责解答，最后由教师对章节内容进行梳理并对重难点做进一步解释和补充。课后，各组根据课堂讨论内容，修改完善各章节的汇报课件以进行复习和巩固，并通过雨课堂投稿进行提交，由教师进行批阅和评分，给出团队成绩，最终纳入过程性考核。3.CBL教学法在药物化学混合式教学模式中的实践在对药物化学课程中新药研究的基本原理和方法、镇痛药、非甾体抗炎药、血脂调节药等章节的教学中，教研组精选了大量药物研发案例用于辅助开展以案例分析为基础的教学(Case-based learning，CBL)，使学生从实际案例出发，理论结合实际，加深对相关知识点的理解与掌握。以“新药研究的基本原理和方法”章节为例，在教学前，通过雨课堂上传系列药物研发案例、视频资料和软件安装包，让学生进行预习并提前安装分子对接软件AutoDock和结构可视化软件PyMOL。在线教学过程中结合新冠特效治疗药物研发热点，以辉瑞制药有限公司开发的新冠口服治疗药物帕罗韦德(Paxlovid)主要原创成分PF-07321332的研发过程为案例，不仅极大地提高了学生学习热情与兴趣，而且案例中所涉及的靶点分子的选择、先导化合物的筛选、先导化合物的优化、药物临床研究等核心环节与本章节重难点内容高度契合。教学中教师通过对该案例的讲解，引导学生进行分析讨论，不仅系统、生动地还原新药研发过程与基本原理，同时加深了学生对章节重难点的理解。此外，在本章教学过程中，笔者还以环丙沙星的研发为案例对Hansch定量构效方程的建立的步骤和应用做了具体介绍，学生在教师的引导下进一步分析该方法的优缺点，以熟练掌握该方法的原理并做到学以致用。另外，为增加课堂趣味性，提升学生学习药物化学课程的兴趣和自信心，教研组在本章计算机辅助药物设计的教学中以阿司匹林与其靶点环氧合酶-2(COX-2)的作用为案例，在线演示分子对接操作步骤，让学生在PC端跟随教师操作自己动手演练，学生通过腾讯会议实时反馈问题，教师及时给予指导，不仅使学生牢固掌握了抽象的理论知识，而且让学生掌握一项技能，获得了满足感和成就感。4.以兴趣为基础的实验教学在药物化学混合式教学模式中的实践兽医学专业理论课程大多都有相关的实验教学环节，药物化学课程也不例外。在药物化学实验教学中教研组开展以兴趣为导向的实验教学。在确定实验教学项目前，先为学生提供本实验室能开展的项目清单，通过腾讯会议匿名投票方式征求学生意愿，选择学生喜欢的实验项目将其列入教学计划。现以学生选择率最高的感冒药主要成分对乙酰氨基酚的合成为例。在完成“非甾体类抗炎药”的理论教学后，通过雨课堂上传实验室现有仪器设备，并提前发布团队作业，让学生通过查阅资料了解对乙酰氨基酚合成原理，并基于这些仪器设备选择合成试剂与合成路径，提交相应实验方案。教师通过认真审阅学生实验方案并进行实验设计指导来确保其2023年第04期（2023年04月）No.04 202397教育教学研究安全性和可操作性，同时根据实验方案购买缺乏的实验试剂。线下实验教学中，教师先对实验原理和关键操作环节进行讲解，再由各小组按照既定的实验方案领取相应设备和试剂，并在教师的监督和指导下开展对乙酰氨基酚的合成。各小组由于实验方案不同，如部分小组选择采用乙酸酐作为合成原料，另一部分小组则采用冰醋酸作为原料，故完成实验的时间、合成产物得率各不相同。实验结束后，教师进行总结和点评，引导和帮助学生分析实验过程和结果。课后，由学生提交完整的实验分析报告，教师再进行评阅。四、问卷调查结果本次共发放72份调查问卷，收回70份，有效率97.2%。调查问卷统计结果表明，90%以上的学生能认可并接受该种教学模式，且90%以上学生认为该种教学模式能显著地提高课堂参与度，能客观地进行过程性考核，如表1所示。此外，从统计结果还可以发现，70%以上学生认为该教学模式能有效地提高学习效率、激发学习兴