基于综合性实验的药理学实验改进方法.pdf

10世纪之星一、药理学实验概述1.实验在药理学中的重要性。医学保障了人类的健康，发展药理学和培养药理学人才对于当前的社会环境来说是十分重要的。其中，学习药理学需要在严格的条件下观察药物的运行机制才能更直观地理解所学内容。在药理学教学过程中，药理学实验教学能帮助学生通过动手的方式，在实验过程中观察和对比实验现象，能更直观地理解在课堂教学中学习到的知识，并且培养严谨专业的实验精神，以及帮助学生形成独立思考和解决问题的能力。此外，我国药理学研究中基础学科科创需要加强1，更需要通过实验发展基础，这样才能为将来的创新做好充足的准备。2.药理学实验概念。药理学实验指的是以研究揭露药物的作用机制和药物的作用为目的，在整体动物、离体器官或细胞分子水平进行的实验。药理学实验的内容包括：实验设计，实验记录，实验数据处理，实验报告撰写。实验数据记录包括实验环境条件、实验目的、实验名称、实验方法、实验材料、实验目的、实验总结和讨论反思等内容。3.药理学实验基本要求。药理学实验需要保证条理和规范。药理学学科内容繁多且复杂，学习者在学习过程中在记忆上和理解上都存在一定困难，因此实验过程必须清晰有条理，才能起到帮助学生理解课堂教学习得知识点的作用，还能帮助学生建立严谨客观的实验态度，同时也将学习过程变得更生动。药理学实验需要以挖掘已知和拓展未知为基本目的。在药理学实验教学过程中，学生需要通过动手操作对已习得的知识进行重复记忆和深度理解。同时，可以鼓励学生多多查阅相关文献，了解药理学目前的边界和瓶颈，在实验过程中思考前人留下的问题，为拓展未知领域打下坚实的基础。实验中做到认真细致是做实验最基本的要求。学生应当培养严谨客观的科学素养，落实到实验教学中更应做到实事求是记录数据并正确地处理数据。具体的实验技能上，药理学实验包括动物实验、离体实验或组织实验和细胞分子实验。其中最基本的实验是动物实验，也是学生接触最多的实验，以下以动物实验为例展开介绍。4.专业性实验和创新性实验。药理学专业性实验教学的目的是根据药理学基本原理和基本实验方法，帮助学生掌握药理学基本知识和方便学生理解各知识点之间的关联，建立一个完整的知识体系。具体包括药物动力学实验、药效学实验和药物安全性评价实验。创新性实验的教学目的是让学生产生学习主动性和积极性，并且培养创造性思维，让学生有创新意识，在有了基本的实验能力的基础上对未来的探索产生兴趣和掌握最基本的拓展未来的能力，为我国药理学培养出色的人才。类似于大学生创新创业计划训练就属于创新性实验，学生自主进行选题，独立完成实验设计方案并且进行实验。综上所述，药理学实验是药理学必不可少的一部分，药理学是一门理论与实践相结合的课程，实践又是检验真理的唯一标准，在实验过程中保持思考，最忌盲目进行实验操作却不理解实验步骤的意义。同时，药理学教育体系在完善过程中也应当重视对实验教学过程的完善，保证学生能得到充分的学习。二、综合性实验改进方法本文将基于综合性实验的想法提出对药理学实验的改进方法，进而使药理学实验的内容更为丰富连贯，下面将从综合性实验的方法阐释和设想在教学中的应用以及综合性实验的意义价值两方面进行阐述。1.方法阐释及设想应用1.1方法阐释。所谓综合性实验，是指学生在校期间经过一段时间的理论课程和实验课程学习后，在具备一定的专业基础知识和实验基本技能的基础上，使学生们能够灵活运用所学的一门或多门课程的知识，最终达到综合训练学生的理论方法和实验技能的一种复合型实验。综合性实验通常可在若干门课程对应的内容部分结束后集中进行一次旨在培养学生在实验过程中遇到问题时的创新突破能力以及理论联系实际能力的大规模实验2。这样的一种综合实验能使学生将多种相关专业知识融会贯通，使学生的职业素养得到提高。本文构想的综合性实验方法，主要针对了药学专业实验体系中的四门重点课程，即药物化学、药物分析、药剂学和药理学理论课程与实验课程的综合运用。具体来说，我们认为首先应确立一种代表性药物，教师可以通过问卷投票的形式让学生投出规定药物范围中感兴趣的药物，紧基于综合性实验的药理学实验改进方法梁欣秦可展王可薇向劲熹李恺祺（华东理工大学药学院上海200237）摘要：本文从对药理学实验的改进方法出发，先对药理学实验进行了总体的介绍和概述，后引入了综合性实验的改进方法，详细介绍了其在药理学实验中的应用，并且以解热镇痛非甾体抗炎药阿司匹林为例，对综合性实验的流程做了详细说明，最后阐述了综合性实验的应用前景以及优势。关键词：药理学实验综合性实验改进方法11教学实践接着相关课程老师协调商议，尽量在同一周内完成对学生所选择药物相关理论部分的讲解，最后统一筹备并安排学生开始进行综合性实验。从一种药物出发，首先通过药物化学课程了解它的结构、基本药效团、构效关系及临床应用等，对该药物有一个大致的认识；接着通过药物分析课程掌握对该药物的鉴别及其所含杂质检查的方法；随后通过药剂学课程掌握该药物适合的剂型以及相关剂型的制备方法；最后通过药理学课程掌握药物的作用机制、药理作用、不良反应以及临床应用。理论知识串联完毕后便可以投入实验中，各个学科按顺序串联，共同构成一条完整的线，贯穿整个药学实验。1.2设想应用。以解热镇痛药物阿司匹林为例，学生按照上述提到的理论课程进行学习后，对阿司匹林有了一个全面的了解，接下来便可进行综合性实验实操。首先需要进行的是药物化学实验中“阿司匹林的合成”实验，学生需要先熟悉酯化反应的原理、反应所需试剂和一些实验注意事项，在实验室老师的指导下，以水杨酸和乙酸酐为起始原料，浓硫酸作为催化剂和吸水剂，在规定的条件下进行反应，反应得到粗产品后再对其通过重结晶方法进行精制，最终得到白色粉末样产品。学生可以通过熔点测定、TLC、光谱等方法对自己制得的产品进行结构确证。接下来则进入药物分析实验，学生对所得产品阿司匹林进行水杨酸限量检查，利用对照法制取对照液，产品与对照品进行平行实验，加入显色液，最后产品与对照品相比，显色不得更深。之后，在药剂学实验中通过辅助工具或者化学处理方法把所制得的阿司匹林粉末制成片剂或者是其他剂型，到此药物的制备过程较为完善。最后便是进入药理学实验部分，根据实际情况以及学校教学安排，可以选择直接为学生提供现成培养好的动物，也可以让学生分组喂食来培养自己实验所需使用的动物，这样不仅能增加学生进行实验的乐趣，还能无形中为学生以后的专业实验打下基础，学生可以将自己制备的阿司匹林片剂喂给实验所用动物，以探索自己制得药物的药理活性和药效。阿司匹林作为传统的解热镇痛的非甾体抗炎药，最新研究表明阿司匹林具有预防心脑血管疾病、阻遏阿尔兹海默症的发生3、长期服用降低结肠癌的风险等药理作用，可以在实验的最后让学生针对这些新的药理作用提出验证这些作用的实验设计思路，以达到培养学生创新思考能力的目的。最后整个综合性实验学生需提交一份整合的实验报告，学生上交后于学校进行存档。2.综合性实验意义价值2.1科学性。药学类实验涉及多学科，作为实践基本方式指导我们理论的学习和验证，故此，我们应以理论指导实践，秉承知识及素质于一体的应用型人才培养理念，而综合性实验课程体系恰能够很好实现一体化人才的教育和培养。药学类实验范围广，但据当前实验教学经验分析，各学科实验内容较为独立，未能有效实现对课程的同步，且相关药学知识深度和广度不足，未体现知识的系统性和连贯性4。如药物化学侧重药物合成，药剂学是侧重制剂，而药理学实验则是验证或考察药物效应，缺乏药物研制及生产的连贯性和有序性。相对于目前传统的实验教学，即单一的验证性实验，综合性实验是一种新型实验体系，融合了药学多学科知识，以一种经典药物为实验中心，围绕其做药物合成或提取，确定质量、含量、杂质和药理活性，然后进行制剂实验及分析3。该过程将理论知识串联为有机整体，学生将对药物研究过程有全面了解，从学科交叉中受益，能考查学生对基础理论的掌握程度，同时提高学生在文献检索等方面的综合能力。因此，综合性实验教学具有科学性，能够投入实施。2.2可行性。综合性实验需扎实的专业知识、实验技能以及科学思维，因此，要取得成效，如何安排理论教学及实验开设是关键。据近年教学安排，我校药学专业课程通常于大三上进行。若除假期、疫情等多方面客观因素，综合考虑，笔者认为将本科综合性实验开设时间定于大三下学期中后阶段，经过三年的学习，学生已对基础学科及专业课程的知识和实验技能有了全方位的了解以及知识体系的建立，最后以科研论文或实验综合论文的形式提交实验成果，将各科实验化“流程式”为一体。由此，基于“理论指导实践”的基本方针，学生能够更加深刻认识到药学类学科在制药、药物研发、临床研究及在各种应用领域发挥的作用5-6。经了解，目前北大药学院已启动药物综合研究（PC S），以其为基础开设PCS实验教学课程。经一学期的实践后对选修该课程的学生调查发现，大多数学生在此后能更好地了解药物研究过程，其学习兴趣、理论水平、实验能力、文献检索能力、团队合作精神以及人际交往能力均显著提高，对培养学生的创造力以及综合能力具有重要启示，帮助学生了解各学科的重点、特色及研究对象，建立科学合理的知识体系。由此可见，综合性实验教学的改革实施具有高度可行性及良好效果反馈7。2.3必要性。实验教学环节不仅是培养学生综合素质的重要方面，也是培养学生动手能力和创新能力的重要手段，在实验过程中能够加深学生对理论知识的认知和理解，并与实际应用相关联。揆诸现实，目前实验课程不完全合理，如许多高校药学类实验大多依附于各理论课程，时间分散，关联性较小，主要以验证性实验为主，在不同的学期由相关学科教师授课，导致一致性的丧失，并使学生难以整合学科间的知识，且在此过程中学生只需要根据实验教材，利用既定步骤和已备好的试剂及器材，在教师指导下完成即可。此类机械式、重复式实验对于实际教学效果很差，无法引起学生兴趣，更难以培养学生的操作、设计以及创新能力，学生处在被动地位，抑制了学习的积极性和主动性，影响到囊括药理学实验在内的各药学类实验的教学效果8。12世纪之星因此，药学综合性实验例如综合设计阿司匹林的合成、精制、分析、制剂及考察等，能从本质上理解药学类实验开展的目的、意义以及设计理念，并掌握实验方法，巩固理论知识。因此，亟需在条件合理、时间得当的情况下，将药学实验进行统筹安排，进行连续性综合性实验显得尤为必要。三、总结与展望1.总结综合性实验不仅是体现学生实验能力的重要实验科目，也是高等教育通过实验教学对大学生进行基础理论知识应用能力方面培养的重要实验教育环节。它对于整个实验教学有着重大的意义并且在实验环节占有相当程度的比重。同时综合性实验需要按照严谨的实验原则进行实验前的设计，从而高效地培养学生的实验能力和创新能力，为实验教学带来了许多便利。从药物合成的方面出发，学生通过合成有机药品的粗产物，再经过相应的提纯步骤后，通过一些方法确定产物的结构，例如熔点、红外光谱法以及核磁共振法，然后进行药品含量分析，再通过实验中常用的紫外分光光度计法或者液相色谱法来确定提取产物的含量，并设计重复实验获得多组数据，利用统计学方法对多组实验数据进行处理，帮助学生进一步巩固数据检验方面的知识。其中以阿司匹林实验为例，该实验中覆盖的学科内容很多且难度也适中，不但能够帮助学生学习综合性实验的相关知识，而且能够进一步提高学生综合运用的能力。并且，综合性实验包含了许多基础性实验操作。它将药物的合成和检验分析结合，以药物化学知识为基础并配以相应的药物分析方法，对实验结果和数据进行统计，最后对实验中出现的问题进行分析和处理，因此，综合性的实验将不同实验中的方法和思想相结合。学生在完成此类实验时，不但能够充分地发挥自身实验技艺提高综合能力，并且能在实践中发现问题并得到及时解决，对自身科学研究能力的提高很有帮助。综合性实验因为融入了不同的单一实验，扩充了实验内容，延长了实验消耗的时间，但是学生仍然需要在规定实验完成相应的实验内容。因此，综合性实验要求学生既需要在实验前进行充分地预习，又要在对实验过程的步骤进行合适的安排，才能尽可能减少实验过程浪费的时间，提高自身的效率，从而加强管理自身的能力。综合性实验也要求指导老师拥有扎实的理论基础知识，为学生在实验现象的问题进行解答，拥有一定的实际科研能力对实验进行安排，以及准确的基础技能操，夯实学生的实验技能基础。同时也要引导学生去思考实验中出现的现象与问题，拓展学生的思维，并进一步提高学生创新的能力。2.展望因此，本综合实验教学体系最重要的目的是为了实验教学训练提供一个基础性的模式，而根据目前研究来看，以阿司匹林的综合实验的研究为例3，以阿司匹林的合成进行综合性研发过程，此类实验教学已经拥有相对完善的过程。如果能将阿司匹林作为模拟新药合成实验教学训练的代表药物，一旦这样的综合性实验建立成功并且得到相对完备的优化，不仅能够使学生进一步掌握临床前药物研究过程，提高学生理论与实验的结合能力，而且可以形成能够容纳包括药物化学、药物分析、药理学等内容的综合性药学实验教学体系，以便于更好地帮助学生通过实验教学，从实践的角度理解新药的研究，并且参与合成、活性、质量控制及安全性评价的过程，实现学生对不同理论学科的专业知识和技能进行综合性应用。注：药物综合研究（PCS）：包括药物综合设计（PCD）和药物综合实验（PCE）两个部分，其中PCD包括文献综述、综合项目设计和口试；PCE分为合成、定量测定、药效学评价、制剂和质量测定四个部分。参考文献1彭芙.药理学实验教学体系的思考J.成都中医药大学学报(教育科学版),2021,23(04).2吴新开,朱承志,钟义长.综合性实验的综合原则J.实验室研究与探索,2007,26(6).3夏金鑫,孙继红,李佳常,等.阿司匹林药理学综合性实验教学研究J.药学教育,2014(6).4彭成军,王虎传,马晓东,钟国琛,鲁嘉,赵宏苏,李传润.基于大学生创新能力培养的药学类综合性实验教学改革的探索与实践J.安徽化工,2020,46(04).5徐菲,刘月新,李玲,唐昱.基于新药研发思路对药学综合性实验教学改革探索J.卫生职业教育,2020,38(08).6谢华松,吴凌凤,李玉芳,廖梅.药学综合性实验教学改革探讨J.山东化工,2019,48(15).7王超等.中国药学综合性实验教学与实践(英文)J.中国药学(英文版),2019,28(03).8赵乐,郑晓珂,马利刚,武慧敏.生物工程综合性实验教学改革探索J.中国教育技术装备,2016,(10).作者简介1.梁欣（1986.2-），女，（汉族），河南省鄢陵县，博士，华东理工大学副教授，研究方向:肿瘤转移以及微环境的相互作用研究；2.秦可展（2002.1-），女，（汉族），河南省偃师县，本科生，华东理工大学在读本科生，研究方向:药物制剂；3.王可薇（2002.9-），女，（汉族），陕西省安康市，本科生，华东理工大学在读本科生，研究方向:药物制剂；4.向劲熹（2003.5-），女，（汉族），重庆市云阳县，本科生，华东理工大学在读本科生，研究方向:药物制剂；5.李恺祺（2002.5-），女，（汉族），重庆市巴县，本科生，华东理工大学在读本科生，研究方向:油气储运工程。