生藥學(xué)實驗課改革論文
時間:2022-01-09 10:06:23
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1采用顯微數(shù)碼互動實驗室開展互動教學(xué)
顯微數(shù)碼互動實驗室指給學(xué)生端的顯微鏡配備一套計算機(jī)和顯微數(shù)碼相機(jī),通過網(wǎng)絡(luò)使教師端和學(xué)生端之間可以自由交流信息,具有資源共享、交流便利、增加互動、提高教學(xué)效果等優(yōu)點[2-4]。北大藥學(xué)院生藥學(xué)顯微數(shù)碼互動實驗室配置包括Olympus-CX21顯微鏡、易創(chuàng)YM500數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(500萬像素)和Dell多功能一體計算機(jī)及圖像捕獲和處理軟件。使用生藥學(xué)顯微數(shù)碼互動實驗室互動教學(xué),筆者認(rèn)為有以下優(yōu)勢。課堂講授:通過顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)可以將講義、PPT和相關(guān)內(nèi)容等傳輸?shù)矫课粚W(xué)生的計算機(jī)上,實現(xiàn)教師端和每個學(xué)生端同步播放,每個學(xué)生在自己的計算機(jī)上都可清楚地看到PPT中展示的顯微圖像,避免了之前有學(xué)生座位遠(yuǎn)而看不清教師屏幕的弊端;在講授過程中學(xué)生可以通過互動系統(tǒng)提問,及時與教師和其他同學(xué)交流探討。顯微觀察:顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)學(xué)生端配置的計算機(jī)系統(tǒng)可以直觀地在計算機(jī)屏幕上顯示顯微圖像,尤其是顯示復(fù)雜的顯微組織構(gòu)造特征;學(xué)生無需徒手繪制顯微圖,只需拍照就可真實地保存顯微信息,省時省力。教師端主機(jī)可以實時瀏覽和監(jiān)控每個學(xué)生顯微鏡下的圖像,及時發(fā)現(xiàn)問題,及時指導(dǎo)學(xué)生;可以將看到的容易混淆、難以理解、不易檢識的圖像切換到教師端顯示和講解,如麻黃式穿孔板、馬兜鈴式維管束、當(dāng)歸的紡錘形韌皮薄壁細(xì)胞和桔梗的乳汁管(圖2)等,以提高學(xué)生認(rèn)知生藥顯微特征的能力。這些互動交流活動將大大活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。實驗報告:由于顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)包括計算機(jī),學(xué)生只需將拍照保存的生藥顯微圖像,經(jīng)過簡單的圖像處理和編輯,制作Word或PDF電子版實驗報告(圖3),并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至教師,省時省力;教師可以隨時審閱學(xué)生提交的實驗報告,發(fā)現(xiàn)問題并及時指導(dǎo)。顯微數(shù)碼互動實驗室雖然有很多優(yōu)勢,但也發(fā)現(xiàn)一些有待改進(jìn)之處[4]。顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)軟件功能應(yīng)該定期升級和維護(hù),以使系統(tǒng)運行更穩(wěn)定,圖像顏色更真實,拍攝和傳輸圖像速度更快。教學(xué)中也應(yīng)多次提醒學(xué)生注意及時保存信息,以免數(shù)據(jù)丟失。
2完善實驗課內(nèi)容
顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)可以借助計算機(jī)顯示器觀察,不一定要在顯微鏡下尋找各類特征;不需要用手繪制復(fù)雜的藥材組織構(gòu)造圖;不需要用筆手寫實驗報告。只要在選好組織目標(biāo)后拍照,并編輯電子版實驗報告即可(圖3)。這樣做大大節(jié)省了師生精力和實驗所需時間。所以,原有的實驗教學(xué)內(nèi)容顯得較少,需要增加實驗課內(nèi)容;另外,原有實驗課的主要內(nèi)容是驗證性實驗,導(dǎo)致學(xué)生興趣不高,因此筆者增加了下列教學(xué)內(nèi)容。2.1增加多種類型的生藥。生藥學(xué)顯微實驗主要是觀察和識別顯微鏡下生藥的組織、細(xì)胞、細(xì)胞內(nèi)含物等,包括表皮、周皮、薄壁組織、導(dǎo)管、纖維、油細(xì)胞、淀粉粒、結(jié)晶、糊粉粒和揮發(fā)油等等。它們的大小、形態(tài)及紋理特征各異,尤其是組織構(gòu)造特征比較復(fù)雜抽象,學(xué)生較難理解。筆者盡可能多地選擇有代表性特征的生藥,制作臨時標(biāo)本片或永久切片,供學(xué)生觀察比較和學(xué)習(xí)。以葉類生藥為例,同時選擇雙子葉植物等面葉———番瀉葉(觀察方晶、非腺毛、晶纖維、平軸式氣孔等顯微特征)、異面葉———薄荷葉(觀察腺鱗、腺毛、非腺毛、直軸式氣孔等顯微特征)和單子葉植物葉———淡竹葉(觀察等面葉,表皮細(xì)胞、啞鈴型保衛(wèi)細(xì)胞、泡狀細(xì)胞、枕狀毛、錐狀毛等特征)進(jìn)行實驗。通過對三種典型的葉類生藥的組織構(gòu)造和粉末特征進(jìn)行觀察,力求學(xué)生全面掌握葉類生藥的組織、細(xì)胞和內(nèi)含物顯微特征。另外,增加單子葉植物根類藥材麥冬、單子葉植物根莖類藥材石菖蒲、菌類生藥茯苓、豬苓和靈芝、裸子植物全草類生藥麻黃、孢粉類生藥松花粉和海金沙等。這就擴(kuò)大了學(xué)生的顯微特征認(rèn)知面,包括雙子葉植物和單子葉植物生藥在葉片、根莖和根等不同藥用部位的組織構(gòu)造差異、菌類藥材顯微特征觀察點等,提高了學(xué)生鑒別生藥的技能,提高了生藥學(xué)實驗課的教學(xué)質(zhì)量。2.2增加易混淆品的鑒別。比如市場上容易混淆的紅花和西紅花,設(shè)計實驗從原植物、藥材性狀、顯微特征等各個方面進(jìn)行鑒別。西紅花價格比較昂貴,制作西紅花粉末永久片供學(xué)生實驗用。市場上常有西紅花偽品,比如染色的海帶和黃花菜等,筆者設(shè)計水試實驗進(jìn)行鑒別:將買到的幾株西紅花正品和偽品各自放入一個有水的玻璃杯中,會看到偽品的水被染成紅色,藥材褪色,而正品的水變成金黃色,藥材不褪色。這不僅讓學(xué)生了解了藥材市場實際情況,還將課堂所學(xué)知識運用到實踐之中,增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實際應(yīng)用能力。2.3增加了中成藥的顯微鑒定。中藥丸散膏丹等成方制劑,有些直接用各種生藥粉末配制而成,只要掌握各個組成生藥的粉末顯微特征,就可應(yīng)用粉末顯微鑒定的方法加以鑒定[5]。這幾年生藥學(xué)實驗中增加了中成藥的顯微鑒別。筆者選取組成比較簡單且常用的中成藥,如二陳丸、八珍丸和六味地黃丸等,根據(jù)處方,對各組成生藥粉末特征作分析比較,選取各藥在該成藥中具專屬性的顯微特征,作為鑒別依據(jù)。二陳丸由陳皮(250g)、半夏(制,250g)、茯苓(150g)和甘草(75g)四味組成,鑒別特征為草酸鈣方晶(陳皮)、草酸鈣針晶束(半夏)、多糖團(tuán)塊和菌絲(茯苓)和晶纖維(甘草)[6]。通過中成藥的顯微鑒別實驗,學(xué)生掌握了中成藥和混合藥材粉末的顯微鑒別方法、步驟和技術(shù),提高了學(xué)生的粉末鑒定技術(shù)。2.4相關(guān)內(nèi)容的展示和參觀。生藥學(xué)科包括很多內(nèi)容,由于時間的關(guān)系,實驗課堂上教師不可能面面俱到。所以有些內(nèi)容制作或搜索了視頻演示展示給學(xué)生觀看。比如石蠟切片制作方法需要十幾道工序,需要好幾天的時間,實驗課堂上不可能親自制片。通過播放石蠟切片的視頻,讓學(xué)生對石蠟切片有個全面整體的了解,一方面增加了知識,另一方面學(xué)生也可深刻體會到石蠟切片的不易,更加愛護(hù)實驗課堂上使用的永久石蠟切片。又如生藥學(xué)相關(guān)生物技術(shù)、DNA分子標(biāo)記鑒定和名貴藥材鑒定等,增加了PPT和視頻展示。另外,還帶領(lǐng)學(xué)生參觀北京中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)藥博物館、本校中藥標(biāo)本館、飲片廠及生產(chǎn)車間等。以上活動從各個方面讓學(xué)生了解生藥學(xué)最新技術(shù)進(jìn)展和市場情況,增加學(xué)生參與實踐的機(jī)會,開闊學(xué)生的視野。
3生藥學(xué)實驗教學(xué)改革展望
3.1修訂實驗指導(dǎo)。3.1.1實驗指導(dǎo)中可增加彩色照片。目前生藥學(xué)實驗指導(dǎo)多為文字性描述內(nèi)容,有的有部分繪制的黑白墨線圖(模式化圖,與顯微鏡下所見有所差異),缺少直觀地顯示藥材性狀和顯微特征的照片。隨著生藥學(xué)科的發(fā)展,顯微數(shù)碼成像系統(tǒng)已經(jīng)在生藥學(xué)實驗課堂中較為普遍地使用。所以,可以在實驗指導(dǎo)書中補(bǔ)充藥材彩色照片、顯微特征照片、理化鑒定結(jié)果照片等,尤其要增加重要的、難理解的顯微特征照片,以便于學(xué)生對照尋找。比如上文提到的麻黃式穿孔板、馬兜鈴式維管束和當(dāng)歸的紡錘形韌皮薄壁細(xì)胞等(圖2)。這樣有利于學(xué)生更快更好地理解和掌握各個藥材性狀、顯微特征等。3.1.2顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。為了充分發(fā)揮顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的優(yōu)勢,新版生藥學(xué)實驗教材中需增加顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)介紹、使用說明、常見故障處理、注意事項等。該系統(tǒng)中還包含了圖像處理與分析軟件,可進(jìn)行圖像色彩處理、剪裁及顯微測量、加注標(biāo)尺等功能。所以,實驗教材中應(yīng)增加相應(yīng)的顯微測量方法、加注標(biāo)尺方法、圖像處理技巧、利用Word文檔撰寫實驗報告技巧等內(nèi)容。3.1.3數(shù)字教材的利用。數(shù)字教材較紙版教材內(nèi)容更豐富,尤其是增加了很多彩色照片、動畫和視頻等,更容易直觀地理解理論知識。應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)有的數(shù)字教材資源,將數(shù)字教材引入到實驗課教學(xué)中。3.2翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的嘗試。翻轉(zhuǎn)課堂(FlippedClassModel),也被稱為反轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂的概念在21世紀(jì)初被提出來,最初由美國林地高中化學(xué)教師喬納森伯爾曼和亞倫薩姆斯于2006年進(jìn)行實踐,他們將課堂傳授的知識錄制成視頻,讓學(xué)生在家觀看視頻,在課堂上進(jìn)行練習(xí)或?qū)嶒灒鉀Q學(xué)生在學(xué)習(xí)或?qū)嶒炛兴龅降膯栴},完全顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)方法[7]。近年來翻轉(zhuǎn)課堂成為研究熱點,成為全球教育界關(guān)注的新型教學(xué)模式。眾多教育工作者嘗試把它引入到教學(xué)活動中,進(jìn)行實踐研究。國內(nèi)外諸多案例表明,翻轉(zhuǎn)課堂有助于提高教學(xué)效率,學(xué)生主體角色更加突出,師生關(guān)系更加緊密,有助于激發(fā)學(xué)生更強(qiáng)的學(xué)習(xí)動機(jī),能幫助其提高自主學(xué)習(xí)能力,受到學(xué)生和家長的支持[8]。北京大學(xué)生藥學(xué)實驗課為小班上課,且實驗課中有自主設(shè)計性實驗,包括幾種藥材粉末、幾種藥材飲片和中成藥的鑒別等。可以嘗試將其中幾次實驗課采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式教學(xué)。過程是首先準(zhǔn)備課程微視頻、PPT課件和相關(guān)的自學(xué)材料,學(xué)生課前自學(xué);二是課堂教學(xué),首先分小組討論自學(xué)材料,確認(rèn)最終實驗過程,教師和助教給予指導(dǎo)和最終確認(rèn),然后進(jìn)行操作實驗;最后每組進(jìn)行總結(jié),完成實驗報告。
筆者在生藥學(xué)實驗教學(xué)中進(jìn)行了一些改進(jìn),利用顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)在教學(xué)方式上加強(qiáng)師生互動教學(xué)、完善優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容。展望未來,生藥學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)與時俱進(jìn),運用多種形式的教學(xué)方法和手段,不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和綜合實驗?zāi)芰Γ岣呓虒W(xué)質(zhì)量。
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作者:李耀利 尚明英 徐風(fēng) 劉廣學(xué) 蔡少青 單位:北京大學(xué)藥學(xué)院