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藥理學是一門實驗性學科,實驗教學的水平和質量直接關系到理論教學的效果。實驗教學的目的,已不僅是讓學生們通過實驗來驗證理論課所講的內容,同時還應該引導學生掌握科學實驗的基本構思和設計、現代實驗技術和手段,學會對科研結果總結和分析,撰寫論文等等,啟發他們的思維,培養他們獨立分析問題和解決問題的能力,為將來從事科研工作打下良好基礎。隨著科技進步,現代藥理學實驗已從傳統的整體動物實驗、離體組織實驗深入到細胞水平、分子水平甚至基因水平[1,2]。
因此,實驗內容的陳舊和落后就不可避免地影響到了當代學生素質的培養。目前我們還是整體動物實驗、離體組織實驗體現較多,以觀察驗證藥物的作用、效果為主,如傳出神經系統藥物對動物血壓的影響,有機磷酸酯中毒及解救,藥物的利尿作用,激素類藥物的抗炎作用,藥物的急性毒性實驗等。因此,我們以藥學本科學員為試點,以激素類藥物的抗炎作用實驗為藍本,進行了以學員為主體的設計實驗的探索,取得了很好的效果,得到了寶貴的經驗,為進一步深入本科生藥理學實驗課改革提供了借鑒。本文簡介藥學本科2007級學員于2010年春季學期自主設計進行《激素類藥物的抗炎作用及其機制探討》實驗的情況。
1精心選擇實驗素材
實驗素材的選擇關系到實驗設計課的成敗,大班課的自主設計實驗選題尤其重要。大班課實驗不是少數學員第二課堂參與的科研課題,課題不能太專太深,時間不能太長,既要有一定的先進性,又要有可操作性。一般選擇的實驗課題應該兼顧以下2個條件,一是易于開展的,學生易于操作的,實驗方法又是本實驗室條件下可行的實驗內容。在藥學本科班的藥理學實驗中有許多內容都可以作為候選,如:小鼠鎮痛實驗、抗炎實驗、有機磷酸酯中毒解救實驗、胃排空及腸蠕動實驗等。二是實驗內容經過重新設計,補充部分可行的內容就可達到培養學員科研思路和擴展視野的目的[3,4]。
因此,我們選擇了激素類藥物的抗炎作用作為實驗素材。我們在原實驗講義基礎上增加兩部分內容:一是增加了藥物組數。原講義的目的是了解制備大鼠炎癥模型的一種方法,并觀察藥物的抗炎作用,重點觀察糖皮質激素類藥物氫化可的松抗炎作用,因此實驗中只設計了大鼠腹腔注射氫化可的松(0.9%NaCl溶液溶解)30mg/kg一個劑量組和大鼠腹腔注射同體積0.9%NaCl溶液。我們增加了2組,即大鼠腹腔注射氫化可的松15mg/kg組和地塞米松30mg/kg組,增加了實驗的信息量,除了可以反映原實驗的激素類藥物的抗炎作用,又可以觀察藥物氫化可的松的量效關系(氫化可的松低劑量15mg/kg組和氫化可的松高劑量30mg/kg組),并且體會藥物之間(氫化可的松和地塞米松)的構效關系。二是增加了抗炎機制探討的內容。這部分內容可以體現分子水平實驗,我們采用測定抗炎藥物作用后大鼠局部前列腺素E2(PGE2)的變化反映其作用機制。通過我們對原實驗講義的設計補充,一個看似簡單的實驗的廣度和深度都得以加大、加強。
2周密指導實驗設計
在我們明確以糖皮質激素類藥物抗炎及其機制探討為基本實驗素材后,分兩步指導學員實驗設計。首先讓學生完成實驗課題的設計,讓學生利用業余時間到圖書館檢索文獻,分析取舍資料,互相協商,擬定計劃。糖皮質激素類藥物抗炎機制復雜,包括對炎癥抑制代表及某些靶酶的影響,對細胞因子及粘附分子的影響,對炎細胞凋亡的影響等,涉及多機制、多途徑,為了適合教學,我們要求僅限定以對炎癥介質“PGE2”的影響為例開展實驗。重點讓學員檢索并設計檢測“PGE2”的方法,這樣既縮小了范圍,減少了學員工作量;又可以突出重點,以學員體會學習設計實驗的思路和基本方法。第二步是總結討論,制定可行的實驗方案。實驗課擬分為八組,每組提交實驗設計初稿,由教師批閱分析。在批閱過程中著重了解學生的設計方法是否遵循科學,選取最適合課堂實驗的方法,并利用少量時間與學員討論,確定最終實驗方案[5]。
學員檢索設計的有關PGE2的實驗方法很全面,包括放射免疫法,ELISA法,免疫組化法,紫外分光光度法等,反映了學員掌握了檢索文獻獲取有效信息的方法。紫外分光光度法為藥學本科學員前期課程《分析化學》實驗課已經學習的內容,因此,以紫外分光光度法檢測PGE2具備實驗課的要求。通過以上步驟,每組學員制定了實驗計劃、方案,包括溶液和藥物的配制,組織的制備,儀器的使用等。
3嚴謹實施實驗方案
由于紫外分光光度計的使用需要藥物分析教研室提供幫助,因此實驗分兩個時間段展開。先是在藥理學學生實驗室進行動物實驗,組織樣本凍存。然后,業余時間(晚上)在藥物分析學生實驗室進行紫外測定。教員計劃好藥理學實驗課的時間,提前通知學員,讓學員自行聯系、協商測定PGE2的事宜。正式實驗前一周與教員共同制定實驗時間與場地安排。以前所有藥理學實驗均由本教研室獨立完成,教員全盤全程負責,體現了實驗的完整性,但學員脫離實驗的真實情況,就像是母親喂孩子吃飯,把飯端到嘴邊,就等孩子張口吃就行了。但本次實驗需要分段完成,要應用到不同學科、不同實驗技術,這與絕大部分科研實驗是一致的,讓學員對實驗有了更全面的認識,培養了學員的協作能力,獨立處理問題的能力。正式實驗中,所有操作均由學員獨立完成,并提供實驗報告。
4實驗總結
2007級藥學本科學員于2010年春季學期進行《激素類藥物的抗炎作用及其機制探討》實驗課,完全由學員為主體、為中心開展,學員熱情高,積極性強,能夠全程獨立設計并完成實驗,結果令人滿意,達到了鍛煉學員科研能力、擴展學員科研視野的目的。但也有些方面有待改進。由于課時安排原因,不能有充分的時間準備試驗,未能進行有效的預試驗(本實驗具體實驗方法的預試驗由教員和藥學本科2006級實習學員吳萬哈和徐婷完成),部分實驗結果存在誤差。如測定PGE2含量需要用到紫外分光光度計,而紫外分光光度計是藥學本科生2年級在分析化學實驗課使用過,3年級藥理學實驗時許多操作已生疏,測定時有些不規范,影響了實驗結果。實驗結束后,學員分析實驗非常仔細,進行了深入思考,總結了教訓,提出了改進設想。少數學員有機會利用業余時間進行了重復試驗,結果可靠性和穩定性提高,學員收獲很大。如果有課時安排,全部學員能夠及時地進行重復試驗,進行進一步總結,會更好達到本教改的目的。以上實際問題,既說明本課題設立的重要性,又為進一步完善與實施新實驗提供了極其寶貴的經驗。通過藥學本科2007級學員的實踐教學,證明本教改課題是可行的,為下一級學員很好的完善實驗積累了寶貴經驗。