藥學綜合實驗混合教學設計探討

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藥學綜合實驗混合教學設計探討

[摘要]科研設計寫作課程是為了培養學生科研選題設計以及科技論文寫作的能力。藥學綜合實驗課程的目的在于培養學生綜合運用專業知識自主學習并進行科研設計的能力,能夠相對獨立解決實際問題。將藥學綜合實驗作為教學主線,把這兩門課程有效的融合起來實施教學,最大程度地提高教學質量與效果。以醫藥類院校在課程規劃與教學設計方面的經驗,結合2020年疫情期間經歷的科研設計寫作與藥學綜合實驗課程線上線下混合教學實踐,總結當前階段發展線上線下融合授課、混合教學的優缺點,探討提高課程質量、提升本科生科研能力的有效路徑。

[關鍵詞]科研設計寫作;藥學綜合實驗;融合性教學;線上線下混合教學

2019年9月29日教育部出臺的《關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》第四條明確提出要“全面提高課程建設質量”,并延伸到優化課程體系、打造一流課程、發展智能教育、嚴格教學管理等措施來提高課程質量。其中打造一流課程提出要“著力打造一大批具有高階性、創新性和挑戰度的線下、線上、線上線下混合、虛擬仿真和社會實踐‘金課’”。線上線下混合課程的打造對推動課堂教學革命、提升課程質量有著積極的意義?!犊蒲性O計寫作》與《藥學綜合實驗》是南京中醫藥大學面向高年級藥學專業本科生開設的限選理論課和必修實驗課。兩門課程進行融合性授課,一方面理論知識可以在實驗課程中得到實踐,另一方面實驗操作又能激發學生理論學習的動力。最大程度的提高教學效果的同時,也加強了本科生科研素養和能力的培養。2020年初國內爆發病毒疫情,為了減少人員聚集,教育部下達通知推遲本年度春季學期開學時間,并倡議利用網絡學習平臺,“停課不停學”。結合目前的教學現狀,探索借助學習平臺融合兩門課程,實施線上和線下混合式教學的模式,使學生能夠在多角度、多方面、多層次地理解所學并能夠學以致用,著重激發學生的學習興趣,提高藥學專業人才培養質量,實現學校建設高水平研究教學型大學的目標。

1《科研設計寫作》與《藥學綜合實驗》融合教學的目的

《科研設計寫作》是藥學類人才培養環節中的一門重要課程,南京中醫藥大學藥學專業為本科生在大四學年開設了該課程。課程以實例方式介紹科研設計的整個流程,并選擇適當的實驗課題為學生提供實踐的機會,旨在培養學生在前三年所學知識基礎之上,開展相關科研選題設計能力,掌握課題設計基本要求[1]。大學生學習注重個人興趣,會通過衡量課程的實際應用價值決定其對學習的重視程度。部分學生旨在大二就主持或參與過科研設計實踐,而一些同學從未參與過,從而導致對課程的理解和接受能力差距大。且該課程與藥學本科生大一至大三所學過的其他課程的相關性不大,知識體系相對比較獨立。所以有必要幫助學生了解科研設計寫作的目的和意義,并結合即將開展的綜合實驗、畢業設計等工作,強化學生科研設計與寫作的能力?!端帉W綜合實驗》是我校藥學專業學生的必修實驗課,同樣在大四學年開設,旨在引導學生發現藥品研發過程中的問題,鍛煉學生分析并解決問題,培養一定的科研思想和實驗操作能力[2]。與大學生科創項目和畢業論文設計有老師指導不同,該課程要求學生綜合運用所學知識獨立完成課題設計,同時也要求學生和教師用一定的學時來完成查閱資料、設計研究方案、學習實驗方法、完成實驗、分析實驗結果及撰寫規范的研究報告等教學內容,共同達到教學目標。整個過程中,都會涉及到《科研設計寫作》的內容:在項目選題階段涉及到科研設計的思路和知識,在完成實驗階段則需要用到科技寫作的規范和知識。故而將這兩門課程進行有機融合,利用科研設計與科技寫作的基礎,是提升《藥學綜合實驗》課程的教學質量的有效途徑。

2線上線下教學措施與實踐

2.1《科研設計寫作》“完全線上”授課。本學年《科研設計寫作》課程在春學期開課,因疫情,學生未能返校,因此“完全線上”授課,采用網絡在線課程平臺+在線直播平臺+傳統任務驅動教學的教學方式[3]。課程把優慕課平臺為基點,利用中國大學MOOC(慕課)資源,以騰訊課堂為主要直播軟件,采用傳統任務驅動法進行教學。課程資源經優化后上傳至優慕課平臺:課程介紹、教學大綱、教學日歷在平臺“基本信息”模塊中體現;“單元學習”模塊植入授課PPT,主要有:如何進行科研選題與設計,科研選題的類型、選題原則、科研設計相關知識,常用的文獻檢索數據庫介紹以及中英文文獻數據庫的檢索方法,科研項目分類及項目申報;其他教學輔助材料,如世界上最牛論文與科學家逸史、國家自然科學基金中標項目申請書、胰島素的發現史、紫杉醇的結構改造等科研實例及故事以文本或視頻形式上傳至“課程資源”模塊。為檢驗學生對相關知識的掌握水平,每次直播課前在線測試,QQ直播課中一次在線測試,課后再一次在線測試,線上的3次測試可以讓學生深化對知識單元的了解,同時教師可掌握學生對知識單元的理解程度。此外,為了彌補不能面對面答疑的短板,建立了學習群,線上給學生答疑輔導。在優慕課平臺布置作業,教師可以批改作業,學生可以自主學習[4]。值得注意的是,教育部在全國教育系統疫情防控工作視頻會議中指出:“教學過程中要注意青少年身心健康,把握好教學內容的適量和教學時長的適當”。《科研設計寫作》QQ直播課控制在1小時,將知識單元精煉濃縮,教學過程中應引入社會主義核心價值觀元素,開展課堂思政,如結合全國抗擊肺炎疫情的實例,融入愛國理念,引導學生體會到人民利益至上的理念、體會到中國特色社會主義制度的優勢、體會到中國共產黨堅強的領導。在科研選題與設計知識單元,筆者以病毒疫苗研發為例,闡述醫學科研選題的需要性、創新性、科學性、可行性和效益性原則,科研設計的對照、隨機、重復原則。此外,融入敬業理念,例如,中國科研工作者從1月初開始,分離出病毒活的病毒全基因組序列,在經過認真的核對之后,12號向世界衛生組織共享病毒全基因組的序列,并在有關的全球數據共享平臺,為國際社會和各國科學家開展的研究、診斷試劑的研發、藥物的篩選和疫苗的研發提供了條件[5]。量化形成性評價指標,以優慕課平臺學生登錄時間、作業成績、測試成績、小組互評成績為平時成績,占總成績的50%。作業、測試和小組討論內容包括:撰寫一份藥學專利、提交一份簡單的科研計劃書、向其他人介紹自己的研究設想及研究結果等。考查成績占總成績的50%,其中教師評價占比40%,小組互評占比10%,考查內容為依據教學目標,結合即將開設的《藥學綜合實驗》課程,布置“阿司匹林的合成、質控、制劑及藥效評價”的實驗設計任務,學生通過上網查閱資料,制定實驗方案,并進行分享交流。

2.2《藥學綜合實驗》線上線下混合教學?!端帉W綜合實驗》課程內容包括:藥物化學自主設計性實驗、藥物分析自主設計性實驗、藥劑學自主設計性實驗和藥理學自主設計性實驗共計四個模塊[6]。在以往的線下實驗教學中,實驗前,帶教老師會提前與學生溝通,安排各模塊實驗的具體時間、實驗要求、注意事項等,并要求學生根據模塊內容先進行實驗設計,確定實驗方案,撰寫預習報告。實驗過程中,以引導學生為主,全程監督操作過程,確保學生實驗安全。實驗結束后,再安排學生按模塊對實驗過程、實驗結果進行總結和討論,最后將四個模塊的實驗報告整合形成總的實驗報告。這種線下實驗教學主要存在以下問題:(1)在實驗方案的確定過程中,學生和老師的溝通時間不足,部分同學主動性不強,實驗時照搬文獻資料,不能對實驗方案進行及時有效的調整;(2)實驗報告的寫法沿襲了常規實驗的格式,且把完整的實驗內容割裂成四個部分,每個模塊一份實驗報告,內容也大同小異,無法體現綜合實驗的連續性、完整性。與前期《科研設計寫作》課程融合,利用科研設計的思路和知識、科技寫作規范知識,可解決上述問題。本學年《藥學綜合實驗》課程為秋學期開課,隨著疫情得到有效控制,學生已返校,課程采用線上線下結合的教學措施。線下實驗操作前兩周,帶教老師在優慕課平臺實驗操作微課視頻、基本儀器操作視頻等教學資源,同時實驗教學任務和線下實驗操作時間安排。學生通過預習教學資源,修改完善《科研設計寫作》考查內容,形成的實驗方案上傳到教學平臺“答疑討論”版塊。師生在平臺內或學習群互動交流,確定實驗方案,對線下實驗操作可能出現的問題進行預判分析。此過程中開展課堂思政,融入法治、誠信理念,引導學生知法守法敬法,不弄虛作假,講科研誠信。在線下實驗操作環節,帶教老師在實驗過程中必須時刻監督學生操作,將學生實驗安全放在第一位。各實驗模塊帶教教師之間要隨時溝通實驗進度,保證實驗進程順利。實驗結束后,學生按模塊對實驗過程、實驗結果進行總結和討論,并將四個模塊的實驗報告整合到一起形成總的實驗報告,上傳至教學平臺。教師根據學生課堂表現(30%)、實驗原始數據(20%)和綜合報告(50%)給予綜合評價[7]。課堂表現不單單包括線下實驗操作的部分,還包括線上實驗方案形成的過程中學生的參與度以及處理問題的正確度。例如帶教老師根據合成部分的原理,提問阿司匹林原料藥的特殊雜質是什么?如何鑒別其特殊雜質?這就要求同學對合成部分知識進行回顧,只有掌握藥物分析的知識內容,才能很好地回答問題并提出實驗構想。綜合報告要求學生按照學術論文的格式書寫,包括:立項依據、實驗儀器及試劑、實驗方法、實驗結果及討論、參考文獻等等,引導學生針對實驗中出現的問題、實驗結果不佳的原因進行分析和討論,以便尋求更好的實驗方法。重視參考文獻的正確引用格式及近5年的文獻追蹤,進一步培養學生的科研素養及綜合能力。

3存在問題與展望

發揮1+1>2的效應是科研設計寫作與藥學綜合實驗融合、線上線下混合教學的雙層追求。隨著疫情的緩解,《科研設計寫作》線下復課,師生在教室-課堂的教學情境下很難突破傳統理論課堂的固定教學模式,忽視線上教學內容的更新與精進。目前階段線上線下混合式教學體系還不成熟,既需要繼續發揮線下教學的優勢,又需要融合多種教學環境,混合多種教學模式,創新并整合各類教學方法,以全新的教學體驗去傳道授業解惑。在課程設計方面,課前預習、概念理解、理論掌握、自主練習、課后復習等內容可以逐步轉移到線上,教師通過PC端管理學生,不斷提高學生學習自主性,引導學生通過自學的模式強化教學內容的理解。再通過線下教學對學生進行針對性指導,抓住難點和重點,實現持續性改進的目的[8],加深學生對教學內容的記憶?!犊蒲性O計寫作》所授知識以策略型為主,可充分利用翻轉課堂教學模式,以分析、綜合為目標,結合畢業設計、論文開題、課題申報等與學生密切相關的科研活動,通過模擬寫作實際的科研設計,達到教學目的與效果?!端帉W綜合實驗》以綜合實踐能力培養為目標,“科研服務于教學”理念貫穿始終[9],教學上是通過策略、操作、記錄、分析,提升學生解決問題的能動性,融合《科研設計寫作》課程,可使學生切實感受理論課的實際應用,提高教學效果同時也提升了本科生的實踐與科研的能力?!犊蒲性O計寫作》與《藥學綜合實驗》融合的線上線下混合教學模式,對培養學生理論聯系實際,提高學生實踐能力和創新能力也具有積極作用。疫情暴露了傳統教育面對面、人對人的弊端,為線上線下混合教育提供了契機。信息化、智能化融入教育教學,虛擬式、體驗式、互動式教學是未來的教育發展趨勢。從線下教學到線上線下融合教學,不應該是一場立竿見影的顛覆式改革,而應該是一場漸變式的改革,有一個從量變到質變的過程[10]。線上教學突破了物理方位的限制,也突破了課程學習人數的限制,作為線下教學的補充與替代,其靈活性與適應性有著線下教學難以企及的優勢。同時線下教學身臨其境的真實感,深入其中的存在感,面對面的交流互動也是線上教學無法完全取代的。隨著線上教學的相關配套設施的完善,各高校部署的線上課程逐漸增多,線上線下教學相互補充、相輔相成,共同致力于人才的培養。在防疫工作常態化的大環境下,積極發展“互聯網+教育”、探索智能教育新形態,推動課堂教學革命,將是高等教育不可逆的發展潮流。

作者:劉培 宿樹蘭 鄧海山 李念光 畢肖林 單位:南京中醫藥大學藥學院

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