自主设计性实验在药理学教学中的探索与实践

张晓英，赵 勤，张致英，李 捷，冀 旭，孙芳云

（西藏民族大学，陕西 咸阳 712082）

药理学是高等医学院校基础医学、临床医学等专业的一门主干课程，具有很强的理论性和实践性。因此，在注重理论教学的同时，更要加强学生实验、实践能力培养[1]。实验课是连接理论与实践的纽带，是教学的重要环节。传统药理学实验以验证性实验和演示性实验为主，课前教师布置实验内容，课中学生按照预先设计好的实验方案进行实验，是一种“从课本中来，到课本中去”的教学模式。此类实验注重培养学生基本实验方法和操作技能，并验证理论课所学的重要知识。实验之后学生最大的收获是对一些理论课上的难点问题有了更清晰的理解，这也是验证性实验的最大优势所在，在药理学教学中发挥着不可替代的作用。然而，不足之处也十分明显，学生只是机械重复地完成实验，不利于发挥主观能动性，也不利于创造性思维的培养[2]。

为适应医学行业对创新性人才的特殊要求，结合我校医学生实际情况以及西藏自治区藏药发展的特殊优势，教学团队在验证性实验基础上进行了自主设计性实验教学模式探索。我校临床医学专业本科药理学课程共81学时（理论51学时，实验30学时），实验学时中24学时为验证性实验，6学时为自主设计性实验，共分为2～3次进行，一般安排在学期中后期。经过几年的实践和探索，我们总结了经验和不足，现报告如下。

1 自主设计性实验的特点与实施原则

自主设计性实验是指以学生为主体，由学生对实验内容和方法进行自主设计，教师辅助学生完成的一种新型教学模式。自主设计性实验可激发学生主动学习的兴趣，提高发现、分析和解决问题能力，培养学生科研实验能力和创新意识[3]。

在实施自主设计性实验过程中要始终遵循以下原则：（1）以药理学理论和实验教学大纲的知识点为核心；（2）选择造模、用药周期相对较短（一般不超过两周为宜）的实验项目；（3）利用现有教学资源，选择学生熟悉的教学仪器，锻炼能力；（4）鼓励学生设计与相关学科（如生理学、分子生物学、病原微生物学等）交叉的综合性实验。

2 自主设计性实验实施过程

2.1 实验前期

介绍实验设计相关知识：（1）基本内容，包括实验对象、处理因素和观察指标；（2）基本原则，包括对照原则、随机原则、重复原则以及样本数的确立原则；（3）剂量问题，药物剂量的设置、换算、计算问题；（4）文献检索的方法，中文文献从中国知网、万方数据库检索，英文文献从PubMed数据库检索，另外学生可通过“丁香园”“小木虫”等平台学习相关知识。通过上述知识及文献准备，学生基本具备了开展科研活动的能力[4]。

2.2 选题

实验选题是实验成功的前提，但是对于尚处于医学基础课程学习阶段的学生来说，从未接触过科研工作，基础知识相对薄弱，自行设计实验有一定难度。因此，教师选择2～3个大型实验项目，学生在此基础上确定一个项目，进行具体实验方案设计。

2.3 具体实施

设计方案确定以后，学生在任课教师及技术员的指导和协助下进行实验准备，掌握各种常用溶液的配制方法，熟悉各种实验操作。此外，虽然自主设计性实验按照传统在上课时间进行，但是，实验开展不拘泥于上课时间。对于实验步骤较多或所需时间较长的实验，允许学生在正常上课时间内做实验，也可以利用课余时间来完成，体现学习自主性。

此外，指导教师要及时掌握实验进程，纠正学生实验操作中的错误，对难以掌握又关系到实验成败的操作技术严格把关。无论实验是否达到预期结果，都要求学生详细记录。

3 自主设计性实验教学实例分享

3.1 利用实验模型开展自主设计性实验

“药物对家兔离体肠平滑肌的作用”是大多数医学院校开展的实验项目，实验选取家兔十二指肠为平滑肌模型，将其悬挂于恒温水浴槽中，通过生物信号采集系统观察平滑肌收缩、舒张的波幅，形象直观。其目的主要是验证乙酰胆碱可通过激动M受体引起肠平滑肌收缩，阿托品作为M受体拮抗剂可阻断这一作用，当受体被阿托品阻断后再加入乙酰胆碱也不能引起平滑肌收缩，而氯化钡引起平滑肌收缩的作用不是通过激动M受体实现，因而阿托品不能将其阻断。

实验过程难度不大，条件可控。因此，我们利用现有的平滑肌模型，让学生在此基础上自主设计实验，通过查阅文献，设计科学合理的方案，筛选能够引起平滑肌收缩、舒张的药物，并分析其作用机制是否与乙酰胆碱、阿托品、酚妥拉明、氯化钡相似。该类实验以前期验证性实验为基础，学生操作起来相对容易，是我校早期开展的自主设计性实验之一。

3.2 开展具有区域特色的设计性实验

我校虽地处陕西，但隶属西藏自治区，学校约一半的学生来自西藏各地。众所周知，高原低压缺氧是西藏自然环境的特点之一，因此，我们以寻找抗缺氧的药物为题开展设计性实验，学生兴趣浓厚。

首先，要求学生查阅文献，结合相关课程知识，建立高原低压缺氧的动物模型，要注意与病理实验常压密闭缺氧不同，本实验模拟高原低压缺氧建立急性低压缺氧动物模型[5]。其次，以低压缺氧动物模型筛选抗缺氧药物，设立空白组、阳性药物组、不同剂量受试药物组，以及药物在不同种属的剂量换算。最后，选择评价缺氧的指标。

学生提交设计报告，与教师反复讨论，最终选用我校低压模拟氧舱，5 000米海拔大气压，建立小鼠急性缺氧模型。同时设立常氧对照组，缺氧对照组，受试药物大、中、小剂量组，阳性药普萘洛尔组，给药时间7天，末次给药后将小鼠放置低压模拟氧舱6 h、12 h、24 h，冰浴下取心脑组织及肺组织、胸腺、脾脏，测定乳酸脱氢酶的含量以及胸腺、脾脏指数。

通过开展上述实验项目，学生掌握了科学实验的原则和方法，培养了基本科研素养。

3.3 与药理学理论知识结合，探索大鼠心肌肥厚、心力衰竭模型的建立方法

心肌肥厚是心脏为适应多种生理及病理刺激而做出的代偿性反应，持续的心肌肥厚失代偿将会出现心力衰竭。药理学理论中治疗心力衰竭的药物一直是学生学习的难点，究其原因是对心肌肥厚、心力衰竭疾病发病机制理解不透彻。我们通过让学生查阅文献，结合理论知识，寻找建立心肌肥厚、心力衰竭模型的方法，从而让其更好地了解该类疾病发生的机制，帮助理解疾病治疗的药物作用机制[6]。

查阅文献获知，建立心肌肥厚模型可利用药物注射和手术两种方式，学生要进一步论证每种实验方法的优缺点是什么以及是否具有开展条件。通过反复讨论，学生总结出注射异丙肾上腺素、血管紧张素Ⅱ、苯肾上腺素等药物可引起心肌肥厚。然而，药物注射也存在一定局限性，如不能完全模拟生理分泌肾上腺素的过程，如果使用缓释泵价格又较高。此外，如果只是注射给药，对于实验技能培养没有太大作用。

手术方式有两种，分别是胸主动脉缩窄法和腹主动脉缩窄法，由于考虑到前者需要开胸，风险较大，我们尝试缩窄腹主动脉建立心肌肥厚模型。学生从寻找腹主动脉、开口位置、缩窄程度的控制等方面进行大量文献调研，并最终确定了左肾位置开口、7号针头去尖磨平与腹主动脉一起结扎造成大约血管70%～80%的缩窄的方法[7]。实验过程包括麻醉，开腹，寻找左肾、腹腔静脉、腹主动脉，穿线，结扎，术毕缝合，学生实验操作技能得到了培养。

本实验不仅让学生学会通过查阅资料解决问题的方法，还有效锻炼了其实验技能。不少学生反映在实验过程中体会到了“做手术”的喜悦，同时也对抗心力衰竭药物作用机理理解更透彻。

4 结语

虽然我校开展药理学自主设计性实验已有几年时间，学生参与度较高，积累了不少经验，但也存在一些问题。比如，自主设计性实验周期较长，很多学生反映时间紧迫，心有余而力不足；学生的实验方案中往往会涉及一些较为贵重的仪器，而一般实验室不具备，阻碍了实验方案的顺利实施。

总之，开展自主设计性实验要考虑到学生的兴趣、层次、专业方向等问题，不能“一刀切”。因此，药理学自主设计性实验教学仍需要不断改进和探索。管理，2016，2（S1）：50-53.