·医学教育研究·
药用植物学是药学专业的基础课,涉及有关植物的形态学、解剖学、分类学、中药资源等众多方面的基本理论知识和技能[1]。根据形态学科的特点,以及天然药物和中药在当前越来越受重视的社会现实,药用植物学实践教学在创新人才培养和素质教育中起着非常重要的作用。药用植物学实践教学主要培养药学专业学生对药用植物组织形态识别、分类鉴别,使学生可以更好地理解、验证、记忆理论课所学知识,并使学生掌握徒手切片、显微制片等实验操作技术,培养基本的科学实验素养和基本实验技能,为后续生药学专业课打下坚实基础。现将河北医科大学药学院药用植物学多重实践教学的做法总结如下。
药用植物学学科具有较强的实践性,加强实践教学能起到促进该学科发展,提高学生对药用植物学学习能力和学习兴趣的作用,故加强实践教学的力度和水平成为推动药用植物学课程建设的首要任务。传统的实践教学方法多采用野外实习教学,即引导学生在脱离课堂的情况下进行实地训练。我校野外实习基地选择生态自然保护区——封龙山。据研究调查,封龙山《中国药典》收载药用植物资源共52科、80属、92种,覆盖有蕨类植物、裸子植物、被子植物,主要的科为菊科、百合科、蔷薇科[2],植被丰富,能满足药用植物学实践教学要求。野外实习前期,对药用植物学课程的学生进行合理分组,每组进行科学分工。各组学生通过网络、教学幻灯、实习基地资源调查等信息,充分熟悉实习基地的地形和植被情况,做好实习基础工作。每组同学再做好具体的分工,将实习当天的拍照、记录、采集、工具携带、安全措施等任务明确化。实习期间,根据指导教师的要求对药用植物进行采集和鉴定,并针对所观察植物进行汇总和讨论。实习结束后,学生撰写实习报告,制作蜡叶标本,最终计入实习成绩[3]。野外实习可以促进学生将理论与实践相结合,是药用植物学实践教学的特色和不可或缺的重要组成部分。但同时也暴露出一些问题,如野外实习过程中学生人身安全存在一定的风险,因路途较远使时间成本和费用较高,这些因素限制了野外实习的次数和强度[4]。
随着我校校园环境建设力度加大,种植的植物种类越来越多,植被品种较为丰富,除去绿化观赏植物以外,具药用价值植物品种可达百余种,同时药学院充分利用校园绿地,在河北医科大学建华校区开辟了中药种植园,种植有40余种药用植物,从植物种类上能够达到绝大部分的教学要求。不断加强校园内药用植物园的建设,积极栽培药用植物,不断丰富植物的种类,这将为药用植物学的教学与实践提供极为便利的条件,使实习不受时间、地点、安全、经费等因素的限制[5]。校园实习分为校园讲解部分和校园植物资源调查部分。校园讲解由老师带领学生完成,老师提前将校园植物进行调查汇总,将每一种植物的科、属特征进行描述。校园植物资源调查由学生独立完成,学生通过老师的讲解,将校园植物按科、属进行分类和总结,制作校园植物资源名录。充分利用丰富的校园植物资源,带领学生走出实验室,真实地看到、摸到、闻到药用植物,加深学生对药用植物的认识,提高学习兴趣,让校园植物在药用植物学实践教学中发挥出积极的作用。
河北医科大学药用植物学实践教学既保留了传统的野外实习,又充分利用校园资源,开展校园实习工作。由于野外实习的条件限制,课程开设的后期组织一次野外实习,平时以校园实习为主。通过校园和生态自然保护区相结合的形式,保证药用植物学实践教学的教学质量。学生们通过资料调查、实地考察、亲自鉴别、采集、制作标本等一系列锻炼,对药用植物学的认识有了飞跃式的提升,提高了学生综合素质。
药用植物实验教学中最经典实用的方法是对药用植物形态进行观察、描述和识记。学生可以通过绘图、照片和植物标本等方式认识药用植物。有研究表明,人类因所用方法不同识别事物所用的时间也不一样,人类对实物的认识只需0.7 s,比彩色照片快0.2 s,比黑白照片快0.5 s,比绘图快0.8 s,比语言描述快2.1 s[6]。因此,学生对药用植物最直观的认识还是接触药用植物实物,这也是校园和野外实习的最根本原因。药用植物资源分布是呈地域性的,野外实习对药用植物品种的完整性也存在一定的局限,而实物标本不仅可以弥补野外实习中某些科、属药用植物的空缺,同时还具有可以长期保存、方便随时观察的特点。由于课程的实践性和直观性很强,很多高校均已利用多媒体课件进行辅助教学,虽取得一定效果,但始终解决不了学生直接观察、感触植物的问题。为了使学生直接观察到原植物形态特征,本实验中心尝试加强实物标本建设,丰富实验教学,给学生提供一个直接真实的学习环境,增加学生眼观、手摸的机会,充分调动学生的学习兴趣。
目前药用植物实践教学中所用到的标本类型有浸制标本、蜡叶标本和覆膜标本。迄今为止,河北医科大学药学院实验中心共整理制作4 000余种植物蜡叶标本,共分为108科,制作浸制标本百余种。但浸制标本浸泡液是福尔马林等易挥发有毒液体,严重危害老师和学生的健康;蜡叶标本陈旧,已经失去了原有植株的形态和颜色,辨识度较低;覆膜标本在蜡叶标本外部覆膜,对标本质地要求不能过厚。基于以上传统标本存在的问题,一些新型标本正逐步在药用植物形态教学中被开发和使用。本实验中心积极开展新型标本室建设,如进行原色浸制标本保存液的创新,降低浸制标本保存液中有毒液体的使用[7],应用新型实验材料环氧树脂AB胶制作琥珀标本,在一定程度上解决了传统标本存在的缺点和局限。应用仿真标本模拟植物内部结构特征建立的特色药用植物标本室,在药用植物实验教学中逐渐被使用,学生普遍反映印象深刻、效果突出。河北医科大学药学院在药用植物学实验课程结束后开放实验室、标本室,学生可自由观察实物标本以达到学习不同植物形态特征的目的。
药用植物学学科的形象化体现在药用植物形态,抽象化体现在植物内部显微结构,还涉及实践性比较强的显微制片、装片等操作。学生在学习过程中通过实物或标本仅能满足药用植物形态和分类学的学习,因此应加强植物内部结构与形态分类学的关联,注重培养学生动手能力,不断丰富学生对药用植物的感官认识。形象化教学模式可以促进教学水平的提高和增加学生知识掌握的程度,这样才能培养出符合当今社会发展需要的人才[8]。
3.1 观看录像学习临时装片制备方法 学生实验课上要掌握植物临时装片的制备方法,涉及徒手切片、显微制片等操作,操作性比较强,有时候老师单独依靠讲解操作过程并不能使学生完全理解,此时可以通过将徒手切片或显微制片的制作方法拍摄成录像,并组织学生观看学习,使同学们简单明了地看到操作的全部过程,同时录像时对关键步骤进行强化,起到提高学生学习效率的作用。
3.2 观看幻灯了解药用植物的内部结构 药用植物学还涉及一些花、果实、种子等内部结构的解剖与观察,如将桃花进行纵剖,老师可以通过拍摄清晰的植物内部解剖结构图,将花冠、花萼、花托、雄蕊群和子房的结构明确标示出来,最后通过幻灯的播放起到示范教学的作用,充分调动学生的积极性。
3.3 利用仿真标本模拟抽象化的药用植物结构特征 利用树脂黏土制作一系列花的纵切标本,根据子房着生在花托上的位置以及与花各部分的关系,说明子房着生的位置这一知识点。通过模拟桃花的纵剖面结构清楚看到什么是上位子房,模拟梨花可以清晰判断什么是下位子房,模拟桔梗花的半下位子房。形象化教学显著地提高了学生对药用植物学各方面知识的理解能力,增加了学生对药用植物学的兴趣。
3.4 建立药用植物图片库 收集校园植物和野外实习植物图片,建立丰富多彩的药用植物图库,这些图片囊括植物全株和根、茎、叶、花、果实、种子等局部特征图片。还建立药用植物内部结构显微图片库,这些图片不仅在实习中可以使用,还可实现资源共享,在实验课中随时查看,提升教学水平[9]。
药用植物学传统的实验教学多借助光学显微镜完成植物内部显微结构的观察和学习,但普通光学显微镜存在光源不稳定、镜头老化不清晰、学生和老师沟通不畅、学生无法保存图像、好的图像无法实现资源共享以及老师无法对所有学生观看结构特征进行评价等问题,教学效果不甚理想,普通光学显微镜已无法满足当下药用植物学实验教学的要求,成为药用植物学实践教学和素质培养的一大瓶颈[10-11]。随着计算机与网络信息技术的发展,数码网络显微互动系统在药用植物学实验教学中的应用日益广泛,优势明显。因此,本实验中心实验教学中应用了数码网络显微互动系统,并在2016年6月进行了重新改造,更换了最新的电脑系统和数码显微镜。数码网络显微互动系统可获得清晰的显微结构,教师端可以锁定学生端画面进行广播教学,实时监控学生的实验进度,观察学生实验态度,并能及时发现问题并指导改正,可以说数码网络显微互动系统教学增加了师生之间的教学互动,提供了更优质的教学资源[12]。药用植物学实验课程通过数码网络显微互动系统将植物的显微结构与生药显微结构和性状鉴定有机结合,实现了教学模式的改革,药用植物学基础实验课的设立为下学期生药学专业课打下了良好基础。
传统的药用植物学实验教学多采用验证式教学,即在教室先进行理论教学,学生掌握了一定的理论知识后,为了巩固所学知识而开设的实验,教师机械地讲解实验内容,学生进行流程化的实验操作,这种实验教学方法使学生不易理解难点[13-14]。PBL是以问题为导向的教学方法,向学生提出问题并指出解决问题的思路[15]。实验课开始时指明本节课程学习重点及难点,引导学生自主学习。如茎的基本构造部分,先引导学生掌握一些关键的名词解释,有限外韧维管束、无限外韧维管束及双韧维管束等概念,再让学生观察多种植物茎的横切片,并向学生提出问题:双子叶植物草质茎和木质茎、单双子叶植物茎、地上茎与地下茎在结构上有什么异同点。通过问题的引导,学生结合显微横切片和教材很容易掌握本节实验的重点和难点。同时注意增设以问题为引导式的综合性实验,逐步拓展综合性实验比重,不断提高学生的实践能力和综合知识掌握的能力。如可以将药用植物内部显微特征与药用植物形态和分类相结合,设计综合性实验“某未知药用植物的鉴定”,提供原植物的腊叶标本和浸制标本,根据此药用植物的形态特征使用分类工具书检索,基本确定该植物的科、属、种;再通过根、茎、叶、花、果实、种子其中某部位的显微结构特征,确定其种类,最终得出该药用植物的学名。每组学生提供不同的药用植物,尽量将重点科、属全面覆盖。增设和加强PBL式综合性实验,引导学生自己解决实验中的问题比依葫芦画瓢式的实验操作更能激发学生的潜能,提高学生分析和解决问题的能力。
综上所述,药用植物学多重实践教学在很大程度上充分利用了现有各类资源,实现了资源利用率的最大化。多层次、多元化、多媒体、多形式的开拓性实践教学有益于提高药用植物学的教学效果,有利于药用植物学的学科发展,有助于培养学生独立思考、自主探索的能力。河北医科大学药用植物学实践教学改革更大限度地激发了学生的主观能动性,培养了学生对植物的兴趣和识别植物的能力,使学生对药用植物形态、内部构造及植物的分类有了较全面的直观认识,提高了药用植物学教学的质量和效果。
[1] 王旭红.药用植物学实验多元化教学体系的构建[J].药学教育,2017,33(6):72-75.
[2] 张书锋,钱彦从,秦葵,等.石家庄封龙山主要药用植物资源[J].中国现代中药,2013,15(5):384-387.
[3] 魏彩霞,秦蓓,汪兴军,等.《药用植物学》野外实习模型初步构建[J].中国药业,2017,26(9):94-96.
[4] 江维克,周涛.野外实习教学与应用型人才的培养——以贵阳中医学院《药用植物学》野外实习教学为例[J].中国实验方剂学杂志,2017,23(16):8-11.
[5] 王龙,陆续,吴刚,等.校园植物在药用植物学教学中的作用[J].药学教育,2017,33(2):43-46.
[6] 刘咏松.将仿真植物标本植入药用植物学实验教学的探讨[J].成都中医药大学学报:教育科学版,2010,12(2):26.
[7] 魏秋琳,李乐,刘康,等.药用植物花类浸制标本的保存方法研究[J].临床合理用药杂志,2018,11(3A):123-124.
[8] 欧丽兰,朱烨,李婷,等.药用植物学教学的改革探索[J].现代医药卫生,2008,24(6):936-937.
[9] 尹婕,高琳惠,张睿,等.药用植物形态特征图片库的建设与应用[J].卫生职业教育,2016,34(1):14-15.
[10] 李昌勤,王金梅,袁王俊.生药学实验内容及考试改革探讨[J].科技资讯,2016,14(10):94-95.
[11] 于丹,谢海龙,孙慧峰,等.应用数码互动显微系统构建中药鉴定学实践教学新模式[J].中医药导报,2016,22(22):120-122.
[12] 蔺海灵,郑明善.数码网络显微互动系统在生药学实验教学中的应用[J].延边大学医学学报,2017,40(2):145-146.
[13] 高长久,孟令锴,梁启超,等.理实一体化模式在药用植物学课程中的应用[J].实验室科学,2016,19(3):132-134.
[14] 董祥开,邵世光,王玲.药用植物学课外实践教学平台构建探索[J].职业,2017,24(11):80-81.
[15] 齐伟辰,朱妮娜,张天柱,等.《药用植物学》多重实践教学平台的构建[J].中国实验方剂学杂志,2017,23(16):28-31.