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生药学实验课改革论文

1采用显微数码互动实验室开展互动教学

显微数码互动实验室指给学生端的显微镜配备一套计算机和显微数码相机,通过网络使教师端和学生端之间可以自由交流信息,具有资源共享、交流便利、增加互动、提高教学效果等优点[2-4]。北大药学院生药学显微数码互动实验室配置包括Olympus-CX21显微镜、易创YM500数字摄像机(500万像素)和Dell多功能一体计算机及图像捕获和处理软件。使用生药学显微数码互动实验室互动教学,笔者认为有以下优势。课堂讲授:通过显微数码互动系统可以将讲义、PPT和相关内容等传输到每位学生的计算机上,实现教师端和每个学生端同步播放,每个学生在自己的计算机上都可清楚地看到PPT中展示的显微图像,避免了之前有学生座位远而看不清教师屏幕的弊端;在讲授过程中学生可以通过互动系统提问,及时与教师和其他同学交流探讨。显微观察:显微数码互动系统学生端配置的计算机系统可以直观地在计算机屏幕上显示显微图像,尤其是显示复杂的显微组织构造特征;学生无需徒手绘制显微图,只需拍照就可真实地保存显微信息,省时省力。教师端主机可以实时浏览和监控每个学生显微镜下的图像,及时发现问题,及时指导学生;可以将看到的容易混淆、难以理解、不易检识的图像切换到教师端显示和讲解,如麻黄式穿孔板、马兜铃式维管束、当归的纺锤形韧皮薄壁细胞和桔梗的乳汁管(图2)等,以提高学生认知生药显微特征的能力。这些互动交流活动将大大活跃课堂气氛,激发学生学习兴趣,提高教学质量。实验报告:由于显微数码互动系统包括计算机,学生只需将拍照保存的生药显微图像,经过简单的图像处理和编辑,制作Word或PDF电子版实验报告(图3),并通过网络传输至教师,省时省力;教师可以随时审阅学生提交的实验报告,发现问题并及时指导。显微数码互动实验室虽然有很多优势,但也发现一些有待改进之处[4]。显微数码互动系统软件功能应该定期升级和维护,以使系统运行更稳定,图像颜色更真实,拍摄和传输图像速度更快。教学中也应多次提醒学生注意及时保存信息,以免数据丢失。

2完善实验课内容

显微数码互动系统可以借助计算机显示器观察,不一定要在显微镜下寻找各类特征;不需要用手绘制复杂的药材组织构造图;不需要用笔手写实验报告。只要在选好组织目标后拍照,并编辑电子版实验报告即可(图3)。这样做大大节省了师生精力和实验所需时间。所以,原有的实验教学内容显得较少,需要增加实验课内容;另外,原有实验课的主要内容是验证性实验,导致学生兴趣不高,因此笔者增加了下列教学内容。2.1增加多种类型的生药。生药学显微实验主要是观察和识别显微镜下生药的组织、细胞、细胞内含物等,包括表皮、周皮、薄壁组织、导管、纤维、油细胞、淀粉粒、结晶、糊粉粒和挥发油等等。它们的大小、形态及纹理特征各异,尤其是组织构造特征比较复杂抽象,学生较难理解。笔者尽可能多地选择有代表性特征的生药,制作临时标本片或永久切片,供学生观察比较和学习。以叶类生药为例,同时选择双子叶植物等面叶———番泻叶(观察方晶、非腺毛、晶纤维、平轴式气孔等显微特征)、异面叶———薄荷叶(观察腺鳞、腺毛、非腺毛、直轴式气孔等显微特征)和单子叶植物叶———淡竹叶(观察等面叶,表皮细胞、哑铃型保卫细胞、泡状细胞、枕状毛、锥状毛等特征)进行实验。通过对三种典型的叶类生药的组织构造和粉末特征进行观察,力求学生全面掌握叶类生药的组织、细胞和内含物显微特征。另外,增加单子叶植物根类药材麦冬、单子叶植物根茎类药材石菖蒲、菌类生药茯苓、猪苓和灵芝、裸子植物全草类生药麻黄、孢粉类生药松花粉和海金沙等。这就扩大了学生的显微特征认知面,包括双子叶植物和单子叶植物生药在叶片、根茎和根等不同药用部位的组织构造差异、菌类药材显微特征观察点等,提高了学生鉴别生药的技能,提高了生药学实验课的教学质量。2.2增加易混淆品的鉴别。比如市场上容易混淆的红花和西红花,设计实验从原植物、药材性状、显微特征等各个方面进行鉴别。西红花价格比较昂贵,制作西红花粉末永久片供学生实验用。市场上常有西红花伪品,比如染色的海带和黄花菜等,笔者设计水试实验进行鉴别:将买到的几株西红花正品和伪品各自放入一个有水的玻璃杯中,会看到伪品的水被染成红色,药材褪色,而正品的水变成金黄色,药材不褪色。这不仅让学生了解了药材市场实际情况,还将课堂所学知识运用到实践之中,增加了学生的学习兴趣和实际应用能力。2.3增加了中成药的显微鉴定。中药丸散膏丹等成方制剂,有些直接用各种生药粉末配制而成,只要掌握各个组成生药的粉末显微特征,就可应用粉末显微鉴定的方法加以鉴定[5]。这几年生药学实验中增加了中成药的显微鉴别。笔者选取组成比较简单且常用的中成药,如二陈丸、八珍丸和六味地黄丸等,根据处方,对各组成生药粉末特征作分析比较,选取各药在该成药中具专属性的显微特征,作为鉴别依据。二陈丸由陈皮(250g)、半夏(制,250g)、茯苓(150g)和甘草(75g)四味组成,鉴别特征为草酸钙方晶(陈皮)、草酸钙针晶束(半夏)、多糖团块和菌丝(茯苓)和晶纤维(甘草)[6]。通过中成药的显微鉴别实验,学生掌握了中成药和混合药材粉末的显微鉴别方法、步骤和技术,提高了学生的粉末鉴定技术。2.4相关内容的展示和参观。生药学科包括很多内容,由于时间的关系,实验课堂上教师不可能面面俱到。所以有些内容制作或搜索了视频演示展示给学生观看。比如石蜡切片制作方法需要十几道工序,需要好几天的时间,实验课堂上不可能亲自制片。通过播放石蜡切片的视频,让学生对石蜡切片有个全面整体的了解,一方面增加了知识,另一方面学生也可深刻体会到石蜡切片的不易,更加爱护实验课堂上使用的永久石蜡切片。又如生药学相关生物技术、DNA分子标记鉴定和名贵药材鉴定等,增加了PPT和视频展示。另外,还带领学生参观北京中医药大学中医药博物馆、本校中药标本馆、饮片厂及生产车间等。以上活动从各个方面让学生了解生药学最新技术进展和市场情况,增加学生参与实践的机会,开阔学生的视野。

3生药学实验教学改革展望

3.1修订实验指导。3.1.1实验指导中可增加彩色照片。目前生药学实验指导多为文字性描述内容,有的有部分绘制的黑白墨线图(模式化图,与显微镜下所见有所差异),缺少直观地显示药材性状和显微特征的照片。随着生药学科的发展,显微数码成像系统已经在生药学实验课堂中较为普遍地使用。所以,可以在实验指导书中补充药材彩色照片、显微特征照片、理化鉴定结果照片等,尤其要增加重要的、难理解的显微特征照片,以便于学生对照寻找。比如上文提到的麻黄式穿孔板、马兜铃式维管束和当归的纺锤形韧皮薄壁细胞等(图2)。这样有利于学生更快更好地理解和掌握各个药材性状、显微特征等。3.1.2显微数码互动系统相关技术内容。为了充分发挥显微数码互动系统的优势,新版生药学实验教材中需增加显微数码互动系统介绍、使用说明、常见故障处理、注意事项等。该系统中还包含了图像处理与分析软件,可进行图像色彩处理、剪裁及显微测量、加注标尺等功能。所以,实验教材中应增加相应的显微测量方法、加注标尺方法、图像处理技巧、利用Word文档撰写实验报告技巧等内容。3.1.3数字教材的利用。数字教材较纸版教材内容更丰富,尤其是增加了很多彩色照片、动画和视频等,更容易直观地理解理论知识。应当充分利用现有的数字教材资源,将数字教材引入到实验课教学中。3.2翻转课堂教学模式的尝试。翻转课堂(FlippedClassModel),也被称为反转课堂式教学模式。翻转课堂的概念在21世纪初被提出来,最初由美国林地高中化学教师乔纳森伯尔曼和亚伦萨姆斯于2006年进行实践,他们将课堂传授的知识录制成视频,让学生在家观看视频,在课堂上进行练习或实验,解决学生在学习或实验中所遇到的问题,完全颠覆了传统的教学方法[7]。近年来翻转课堂成为研究热点,成为全球教育界关注的新型教学模式。众多教育工作者尝试把它引入到教学活动中,进行实践研究。国内外诸多案例表明,翻转课堂有助于提高教学效率,学生主体角色更加突出,师生关系更加紧密,有助于激发学生更强的学习动机,能帮助其提高自主学习能力,受到学生和家长的支持[8]。北京大学生药学实验课为小班上课,且实验课中有自主设计性实验,包括几种药材粉末、几种药材饮片和中成药的鉴别等。可以尝试将其中几次实验课采用翻转课堂的方式教学。过程是首先准备课程微视频、PPT课件和相关的自学材料,学生课前自学;二是课堂教学,首先分小组讨论自学材料,确认最终实验过程,教师和助教给予指导和最终确认,然后进行操作实验;最后每组进行总结,完成实验报告。

笔者在生药学实验教学中进行了一些改进,利用显微数码互动系统在教学方式上加强师生互动教学、完善优化实验教学内容。展望未来,生药学实验教学应与时俱进,运用多种形式的教学方法和手段,不断提高学生的学习兴趣和综合实验能力,提高教学质量。

参考文献

[1]蔡少青,秦路平主编.生药学(第七版)[M].北京:人民卫生出版社,2016:3.

[2]胡立娟,李玲,刘俐.显微数码互动系统在显微形态实验教学中的优势[J].中国中医药现代远程教育,2016,14(7):8-9.

[3]毛海霞,杨利艳.数码显微互动系统在实验教学中的应用及管理[J].实验室科学,2012,15(3):164-166.

[4]叶剑尔.数码显微互动实验室在微生物学实验教学中的应用[J].药学教育,2011,27(6):51-53.

[5]郑俊华主编.生药学(第三版)[M].北京:人民卫生出版社,1999:66-67.

[6]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[S].北京:中国医药科技出版社,2015:438.

[7]BergmannJ,SamsA.FlipYourClassroom:ReachEveryStudentinEveryClassEveryDay[M].Washington,DC:InternationalSocietyforTechnologyinEducation2012.

[8]徐慕娟.翻转课堂与一对一教学[J].中国教育技术装备,2014,(4):90-91.

作者:李耀利 尚明英 徐风 刘广学 蔡少青 单位:北京大学药学院

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