项目式教学在“药学综合实验”教学中的应用

［摘 要］ “药学综合实验”是药学专业本科四年级上学期的一门必修课程，旨在培养学生解决复杂问题的能力。在传统的教学模式下，学生积极性不高，对实际问题的解决分析能力较弱，而项目式教学模式有提高学生自主学习能力的优势。通过分析项目式教学的特点和优势，指出其应用于药学综合实验的必要性与可行性，并付诸行动。实践证明，将项目式教学应用于“药学综合实验”教学显著提高了学生解决复杂问题的能力，并增强了其核心素养。

［关键词］ 项目式教学；实验教学；天然药物化学

［基金项目］ 2022年度山东大学本科教学改革课题“项目式教学在《药学综合实验》中的应用探索”（2022Y214）

［作者简介］ 常文强（1984—），男，山西晋城人，博士，山东大学药学院教授，博士生导师（通信作者），主要从事天然产物来源的抗真菌药物发现研究；王小宁（1979—），男，山东博兴人，博士，山东大学药学院教授，博士生导师（通信作者），主要从事中药及药用植物来源的活性成分发现及其作用机制研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）26-0149-04 ［收稿日期］ 2022-12-29

2018年8月，教育部印发《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》，要求各高校全面梳理各门课程的教学内容，淘汰“水课”，打造“金课”，合理提升学业挑战度，增加课程难度，拓展课程深度，切实提高课程教学质量。

为落实通知精神，山东大学围绕推动和服务一流本科教育建设，培养一流拔尖创新人才，开展高等教育人才培养重大理论与实践研究，制定了教育教学改革政策，力求在理论、体制、机制、模式上取得创新突破，致力于形成高水平的教学成果，推动建立高水平人才培养体系，切实提升人才培养能力。项目式教学是教育部、工业和信息化部、中国工程院联合印发的《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》中的一种教学方法，明确要在全国范围内大力推行。

实验教学是药学人才培养的一个重要环节，是强化药学基本理论学习的有效途径［1］。“药学综合实验”是药学类专业开设的一门系统的综合性实验课程。该课程有利于学生所学的多学科基础理论和知识系统化、实验技能规范化及提升学生解决复杂问题的能力。提高“药学综合实验”的教学质量对药学专业人才培养质量具有十分重要的作用，因此，打造“金课”，合理设置学习内容的深度与挑战度，改变传统的教学方法是一个重要且急需解决的课题。

将项目式教学应用于药学实验教学，让学生经历知识获取的过程，可改变学生被动接受知识的局面，从而激发学生的学习积极性。学习过程中，学生从学习材料中获得事实知识，运用实验设备进行科学的探索和论证，思维不断由低级转变为高级。

一、项目式教学概述

（一）项目式教学的内涵

项目式教学模式，即以项目为主体来引导的教学方式，其核心理念是在教师发布项目任务的基础上，学生自主组成小组并通过组内合作的方式，在项目研究中自主进行探究活动，共同完成有一定挑战性、跨学科的真实难题，要求教师在教学计划中，要重视理论知识、科学经验和实验探索的有机结合，坚持以学生为中心，以多样化、个性化、有针对性的教学过程，达成培养学生关键知识和基本技能的目的。

在解决实际问题的同时，培养学生的团队精神与合作能力，拓宽眼界和知识面，发掘学生的思维潜能和创造意识。项目完成后，由小组同学进行汇报，教师对项目实施的各个环节进行评价并打分。项目式教学在国内外各个教育领域都有广泛的应用，并且取得了很好的成效［2］。

（二）项目式教学的特点

1.挑战性与综合性。在传统教学中，实践教学的内容来源于理论，但实际操作时，每一次的实验都是独立、没有系统的，学生往往照章办事，机械地模仿，缺乏独立思考。项目式教学是一种系统性、连续性、可操作性强的课程，它可以极大地指导学生运用课堂所学知识解决问题，促进学生的启发性思维，激发学生的思考能力，使其积极地开展讨论。项目与生产实践紧密相连，涉及多种学科的交叉，学生的学习更具针对性和实用性。项目式教学鼓励学校从学科导向转变为产业需求导向，从专业相对孤立转变为跨学科交叉融合，从适应性服务转变为支撑引领业界发展［3］。以学生为中心，通过积极探索生产实践中的挑战，解决实际存在的问题来获取知识，覆盖了更广的知识面［4］。

2.自主性。为学生提供按照自己的兴趣自由选择教学内容和表现方式的机会，使学生能自由、自主地进行学习，有效地培养学生的创新精神。

3.开放性。表现在学生围绕课题所探索的方式、方法、展示、评价的多样性和可选择性。为了解决实际操作中遇到的复杂问题，学生必须对所学知识进行深入的思考，学习和运用新知识解决复杂问题。因此，要求学生学会充分利用各种数字化、网络化的工具与资源，培养收集、分析、应用知识的能力［5］。

4.合作性。项目式教学要求教师将合作意识作为培养学生的重要目的。在教学计划中，教师要设计出相应的实验教学，指导学生进行团队协作，使学生更好地理解协作的快乐，进而提高学生的协作能力。在分组时，教师要充分考虑学生的个性特点和能力，坚持“组间同质、组内异质”的原则，把不同能力的学生分配到同一组中，互相帮助，共同发展。每个人都有自己的职责，确保每个人都能胜任自己的工作，不会被忽略。

（三）项目式教学相较于传统教学模式的优势

1.项目式教学可以增强学生的实践能力。项目式教学与传统教学方式中心不同，传统教学方式是以课本为中心，而项目式教学则以项目为中心，运用已经掌握的技术和知识，在项目的实践过程中增长知识储备，增强实践能力。

2.项目式教学可以培养学生的学习兴趣。以教师为中心、被动式学习已经很难激发学生的学习兴趣。项目式教学以学生为中心，在指导教师的参与下，学生自主进行学习。在项目实施中，将所学知识与项目相结合，增强完成项目时的成就感，可进一步激发学生的学习兴趣，增强其自信心。

3.项目式教学可以提高学生的综合素质，促进学生全面发展。传统教学方式的中心是课堂，在课堂上讲授知识。而项目式教学主要是培养学生的沟通能力、合作能力和解决实际问题的能力，为今后迈向社会奠定坚实的基础［6］。在项目实施过程中遇到各种各样的问题时，小组内各成员互相协作、攻坚克难，进而解决问题，确保项目顺利完成。

4.项目式教学可以提高学生的创新能力。项目式课题的解决方案具有一定的开放性，不存在范式的流程要求，有利于提高学生的思维发散性和创新能力。此外学生的学习途径多元化，可充分利用各种数字化、网络化工具和资源来收集资料、分析资料，从而增强融合运用知识的能力，充分挖掘交叉创新的潜能。

二、项目式教学在“药学综合实验”教学中应用的必要性

从时间上看，“药学综合实验”是药学专业大学四年级上学期的一门必修课程，是为毕业论文设计的开展搭建桥梁的关键课程［7］。

从学习内容上看，“药学综合实验”包含药物化学、药物分析、药物药理、生药学、天然药物化学、药物制剂、生化与生物技术、免疫药物等各个方向，内容涵盖十分全面。其难度低于毕业论文设计，易于学生掌握，可助力学生拓宽视野，为下学期的毕业论文设计打下坚实的基础。

“药学综合实验”旨在培养学生的自主创新能力，充分体现以学生为中心的实践教学理念，将专业知识与专业技能融会贯通，提高学生解决复杂问题的能力。项目式教学引导学生自由选择感兴趣的研究项目，在实验过程中发现问题并解决问题，提高了学生主动学习的热情。

项目式教学可以活跃课堂气氛，促进学生在课堂上积极主动地参与，确保师生的交流活动，消除师生间的隔阂，逐渐确立学生的主导性，为学生创造一个平等的交流环境。另外，在实验课上，教师把学生分成不同的小组，就某一项目或某一阶段的实验结果进行探讨，可提高学生的参与意识和团队协作能力。因此，在“药学综合实验”中引入项目式教学，既适应课程改革的需要，又能使学生深刻理解其中的原理，提升学生的核心素养［8］。

三、“药学综合实验”天然药物化学方向的教学内容模块与实施过程

（一）模块化教学阶段

学生选择天然药物化学方向后，教师根据自身专业特点，为学生提供了11个模块的学习内容，学生在教师的指导下根据所挑选的项目或课题特点，从11个模块中选择不同的模块进行学习。其中模块一：“实验室安全教育”为必选模块，其余为任选模块，每个任选模块由该研究方向的专任教师来授课。具体授课模块内容如下：实验室安全教育，天然产物的提取与纯化（药物有效成分提取与纯化的原理、药材的预处理及溶剂法提取、提取液的减压浓缩、提取物的分析等），常压柱层析在天然产物分离中的应用（常压柱层析的分离原理及其规范操作与技术要点、采用常压柱层析实现某一类天然产物的分离纯化），中高压柱层析在天然产物分离中的应用（中高压液相色谱分离原理、仪器使用方法、发酵产物的分离分析），高效逆流色谱在天然产物分离中的应用（逆流色谱分离原理、一种药材提取物的分离分析、仪器使用方法），天然产物的结构修饰（天然产物结构修饰常用的策略和方法、合成路线设计、天然产物衍生物的合成与检测、合成产物的分析与纯化），重组蛋白的构建及功能鉴定（蛋白原核表达及酶活鉴定原理、蛋白原核表达纯化、选取合适底物进行酶促反应产物提取等），微生物的分离、纯化及其培养发酵技术（土壤微生物的分离纯化和菌种的保存、微生物的大规模发酵技术），生物自显影在活性成分快速分离中的应用（生物自显影的原理及操作方法、抗肿瘤自显影指导的活性成分分离方法、抗菌自显影指导的活性成分分离方法），天然产物的抗真菌活性评价（常用的抗真菌活性检测方法、最小抑菌浓度的测定方法等），抗氧化活性天然产物的筛选及活性评价（抗氧化筛选原理、几种筛选方法的建立、基本操作方法、多种天然产物的筛选）。

（二）项目实施阶段

经过“模块学习”阶段后，学生将学到的专业知识、模块训练内容与自己所研究的课题相结合，通过查阅中国知网、PubMed等数据库或检索引擎设计自己的实验方案，之后经过小组讨论和教师指导不断完善实验方案。在实验过程中，教师及时纠正学生操作中存在的问题，提高学生的动手能力，促使学生对实验进行深度思考。项目式教学的实施流程如下。

1.确定实验方案。在项目式教学中，教师发布项目选题，学生自由组队进行课题选择，每组3～4人，通过分组讨论和教师指导完善实验计划。分组结束后，各组按照选择的课题，确定各自的工作职责，进行文献查询和相关资料的检索，课外进行小组讨论和分析，制订实验方案，并进行可行性论证，最后编写实验开题报告，将实验方案以PPT形式提交，教师对各组提交的方案进行修正。

2.实验实施。重点考查学生的实验操作是否规范，实验技能的掌握是否准确熟练。在实验过程中，教师及时纠正学生操作中存在的问题，提高学生的动手能力。同时，密切关注学生的学习进度，参与学生讨论，保证全部小组按时完成作业。教师指导学生独立解答遇到的问题，并参与小组间的成果评估和交流活动。

3.交流分享。学生在完成项目式课题后进入成果汇报阶段，考查学生是否按计划完成了全部实验，实验数据整理是否规范，汇报内容是否全面。各小组学生共同分析本组的实验数据，得出相应结论，总结实验过程中遇到的问题并提出解决方案。小组负责人以PPT讲述形式进行汇报总结。

4.反馈评估。合作学习是教师在课堂上进行的一种教学活动，然而，教师时常把注意力集中在课堂上，对评价结果、学生之间的讨论等方面缺乏足够的重视。因此，项目式教学的考核要对课题研究的各个环节进行打分，包括文献调研、方案设计、实验过程、实验结果与小组汇报四个环节。具体如下，文献调研：通过文献调研汇报或形成综述论文的形式进行考查，考查学生文献调研是否充分全面，该部分占总成绩的20%；方案设计：考查学生制订的方案是否具有可行性和有效性，该部分占总成绩的20%；实验过程：考查学生实验操作是否规范，实验技能的掌握是否准确熟练，该部分占总成绩的30%；实验结果与小组汇报：考查学生是否按计划完成了全部实验，实验数据整理得是否规范，汇报内容是否全面，该部分占总成绩的30%。按照各个环节的得分占比计算最终得分。