案例教学法在药学本科《生物药剂学与药物动力学》课程中的应用
高秀容 吴敏 廖洪利 许小红
成都医学院药学院药剂教研室,四川成都 610083
[摘要]当前,以教师为中心的传统授课模式的弊端日益凸显,传统教学模式改革势在必行。案例教学法可克服传统教学模式的弊端,在培养学生综合素质方面具有显著优势。本研究首次尝试在药学本科的《生物药剂学与药物动力学》课程的《非口服药物的吸收》一章中开展案例教学,包括案例的选择、教学案例的撰写、案例教学的实施及效果评价等各个方面。结果表明,与传统教学模式相比,学生对案例教学的认可度更高;对于药学本科生,“传统教学为主,案例教学为辅”是最佳的教学模式,值得推广。
[关键词]案例教学法;药学;生物药剂学与药物动力学;应用;教学改革
在我国,长期以来以教师为中心的传统授课模式一直主导大学课堂,这种教学模式的课堂往往缺乏生气和活力,无法满足大学生实践创新能力培养的需要,传统教学模式的改革势在必行[1-2]。案例教学法改变了传统以书本为中心、以教师为主导的被动应试教育,使学生真正成为教学活动中的主体,促进其开展自主性、合作性、研究性以及探索性的学习[3-4]。案例教学的根本目的在于通过对案例的分析讨论,培养学生独立分析解决问题的能力,同时提高学生查阅文献、自主学习、沟通交流、语言表达和团队协作等能力,利于学生综合素质的提高[5-8]
药学专业是实践性很强的学科,案例教学法尤其适用该学科课程的教学,但目前国内药学本科课堂中案例教学法应用较少,所以将案例教学法引入药学课堂教学具有重要的理论和实践意义[9-12]。由于案例教学法的主要形式是课堂讨论,所以较适合小班教学[13-15]。与研究生教育相比,目前本科班级普遍人数偏多且专业基础相对较差,所以药学本科教学中开展案例教学会面临新的问题和挑战。
本研究选择药物制剂研发实例—《胰岛素肺部给药制剂(辉瑞ExuberaR)研发失败案例》,并撰写成教学案例,应用到药学本科《生物药剂学与药物动力学》课程的《非口服药物的吸收》一章中。通过该案例的学习和讨论,希望将毫无生气的大学课堂变得生机勃勃,同时培养学生运用书本知识解决药物研发实践中的实际问题,最终培养出能适应社会需要的实践性和创新性强的药学专业人才。
1 案例选择
案例是案例教学的核心和灵魂,选择一个好的案例就意味着案例教学已经成功了一半。案例的选择应遵循以下原则[16-17]
案例的选择应有目的性,案例的选择应根据教学目标来进行。《非口服药物的吸收》一章中包含了注射、口腔、皮肤、鼻黏膜、肺部和直肠等多种给药途径,内容繁杂,传统的灌输式教学模式下学生被动接受,很难激发学生的学习兴趣,学生只是为应付考试而死记硬背书上的理论知识,很难达到培养学生对药物的给药途径进行合理选择和设计的教学目标。所以本研究选择了辉瑞公司的胰岛素肺部吸入制剂研发案例,希望通过对案例的深入讨论,培养学生初步具备药物给药途径的合理选择和设计的能力。
案例应有具有真实性和典型性。真实的案例使学生有身临其境的感觉,才能使学生设身处地地参与分析解决案例情境所包含的问题,从而激发学生积极参与的热情,本案例来源于制药巨头辉瑞公司的真实案例,能极大地激发学生的学习兴趣。典型的案例生动且具有代表性,通过代表性案例的分析和讨论,在激发学习兴趣的同时,达到举一反三的效果。该案例虽然只是肺部吸入制剂,但胰岛素是蛋白质药物的代表,该案例可为其他蛋白质药物的研发提供借鉴经验。同时,通过对肺部吸入制剂的讨论,也可为其他给药途径的制剂设计提供参考。
2 案例的撰写
真实案例不同于教学案例,需将其加工撰写成适合教学的教学案例才能应用,所以编写适合教学的案例是开展案例教学的必要准备。目前我国药学本科专业的教学案例很少,案例库的建设尚处于起步阶段[18-19]。下面就本案例的撰写过程进行简单介绍。
2.1 案例基本情况介绍
2007年10月18日,全球最大的制药企业辉瑞公司宣布了一项让业内震惊的消息:世界上第一个用于糖尿病治疗的吸入型胰岛素药品ExuberaR终止生产和销售! 从上市到撤市不足2年时间[20]
Exubera是一种有效、起效快、耐受良好的胰岛素制剂,是自1920年胰岛素发明以来的除注射途径外的第一个新的胰岛素给药方法。其非侵入性完全无痛的给药方式,大大提高了糖尿病患者用药的依从性。辉瑞公司在Exubera 上先后投入了28亿美元的研发经费,该药物在1993年至2005年的十余年间开展了包括30 多项单剂量临床药理研究以及20 多项Ⅱ/Ⅲ期的临床试验。该产品经历了异常坎坷的上市之路,最终于2006年1月27日获得欧盟委员会批准上市,2006年2月1日获得美国FDA 批准上市,并在2007年10月18日撤市。
2.2 案例的问题的提出
该案例较为复杂,涉及胰岛素给药途径的选择、制剂的处方工艺设计、给药装置的设计、不良反应以及该药品的销售等多方面的问题,与药物制剂设计、药物的毒理、药物经济学等多学科密切相关。而授课计划仅安排3个学时,同时学生应具备上述给药途径的基本知识才能具备分析该案例的能力,所以如何在有限的时间完成教学任务是教师面临的问题。同时,目前文献报道的胰岛素给药途径很多,包括口服和多种非口服给药途径,所提的问题可将《口服药物的吸收》和《非口服药物的吸收》全部联系起来,利于学生对各种给药途径进行横向比较,发现各种给药途径的显著特点和优劣。基于以上考虑,教师根据该案例的背景资料提出以下案例问题:①胰岛素的理化性质(分子量、溶解度、透膜性、稳定性)怎样? 属于生物药剂学分类系统的哪一类?②目前胰岛素的已上市给药制剂或给药途径有哪些? 其优缺点是什么? ③肺部吸入给药途径的优点有哪些?④胰岛素选择肺部吸入给药的依据是什么? ⑤Exubera 快速退市的原因可能会有哪些?(提示:从药物安全性、病人依从性、药物经济学等方面进行分析) ⑥2014年6月27日,MannKind公司的胰岛素肺吸入剂AfrezzaR获得美国FDA 批准上市,使市场重拾对胰岛素肺部吸入给药的信心。请比较Exubera 和Afrezza的区别。⑦胰岛素还可以考虑哪些非口服给药途径? 请说明理由。
要求学生针对以上问题查阅资料并整理资料,准备在课堂上进行讨论。
3 案例的实施
本教学主要采用案例式教学法和问题式教学法进行教学,教学内容主要分为课前准备、课堂活动、课后评价总结三个环节,教学计划见表1。
表1 本课程的教学计划

3.1 课前准备
教师提前2 周布置任务。要求学生做到两点:①提前自学《非口服药物的吸收》书本理论知识,并做教师布置好的章节练习题,以检验自学效果和巩固书本知识;②提前查阅文献回答上述案例问题,整理成资料作为作业上交,准备在课堂上讨论。教师对上交的资料进行打分。
课前准备中注意:为培养学生独立思考的能力,要求学生独立查阅资料、独立归纳总结、独立提出解决办法。
3.2 课堂活动
3.2.1 讨论前准备
教师通过以下方式帮助学生巩固书本基本理论知识。首先为检验学生对教材内容的自学情况,教师通过提问的方式对章节练习题进行评讲;然后对本章的重难点进行归纳总结。
教师利用PPT 做讨论前发言,包括简要回顾本案例、评价学生课前准备情况、交代讨论中注意事项等。
3.2.2 讨论中
教师引导学生依次对案例问题进行讨论。课堂讨论中应注意:
①在整个讨论阶段,教师不要轻易表露自己的观点,给学生发现和解决问题的充分自由,以免对学生造成压力;②针对讨论中出现的学生表达无条理、偏离主题、观点明显错误等问题,教师应注意引导和干预;③针对个别学生发言时间过长、发言次数过多等问题,教师应注意控制,给发言少的同学以发言机会;④案例教学课堂和案例本身均较为复杂,既要保证课堂正常秩序,又要保证对案例本身进行深入充分地讨论。可以请一名学生当教师的助教,其主要职责是协助教师维护课堂秩序、记录学生课堂表现等。
3.2.3 教师总结点评
教师对本次课堂讨论进行总结和点评,主要包括以下内容:课堂讨论的总体评价(包括发言积极性、发言质量、沟通交流、团队协作等),要求学生对讨论结果进行归纳总结,课后2 周内上交总结材料。
3.3 课后评价总结
3.3.1 教师对学生评价打分
为了对学生的学习情况进行评价,本研究设计表2对每一位同学进行打分,该成绩即作为平时成绩。
总体来讲,全班大部分同学的得分均在80分以上,在查阅资料、课堂讨论和资料总结三个环节表现均较好。在课前准备环节,全班准备率为100%,课前准备资料的优秀率为35%;在课堂讨论环节,大部分同学非常热情主动地举手回答问题,学生对本案例教学表现出极大的热情。
表2 对学生评价评分表

3.3.2 学生对本次课的评价
为了解教学效果和不断提高案例教学的水平,教师设计问卷调查,要求全班同学对本次课进行评价。部分调查结果如下。
3.3.2.1 学生对教材基本知识掌握情况 全班同学对案例教学模式的认可度很高,愿意积极主动在教师引导下自学教材基本知识,学习态度较好。关于学生对教材内容的自学情况评价,调查结果见图1。

 
图1 学生对教材内容的自学情况评价
可见,约35%的同学掌握很好,65%同学掌握一般,说明在“教师引导,学生自学”的教学模式下,学生对书本理论知识的掌握情况一般,提示在今后的教学中,教师应加强引导学生对教材基本知识的学习,同时也提示要求自学的内容难度应不能太大。
3.3.2.2 对案例教学过程的评价 学生对该案例的课前准备情况是案例讨论的前提,学生准备越充分,案例讨论效果会越理想。调查结果见图2。

 
图2 学生对该案例课前准备情况
可见,全班同学对本案例准备较为充分,几乎无同学没有准备,说明大家很重视这次案例课。另外,大家踊跃举手积极参与讨论,也说明全班绝大多数同学课前进行了充分准备。
对案例问题的难易进行了调查,调查结果见图3。

 
图3 案例问题难易程度调查结果
可见,大多数同学认为所设计的问题难度比较适中。
关于学生是否愿意积极举手参与讨论,结果显示近1/3同学积极举手,近2/3同学相对较为被动。而课前准备时约1/2同学准备充分,该结果与课前准备的情况不完全吻合,即有部分同学课前积极准备而不愿在课堂上积极发言。分析其原因,可能与学生的性格有关,举手发言,性格内向的同学即使准备充分也不愿举手。另外,由于该班级人数较多,不能保证每一个同学都有发言机会,所以在将来的教学中,如何为每一个同学创造发言机会,是教师应解决的问题。
3.3.2.3 对教学效果的评价 关于教学效果的评价主要调查了以下几个方面,包括:提高查阅文献、自主学习、发现分析解决问题、交流表达等能力和形成健康的个性等方面进行了调查,调查结果显示约1/2的同学认为案例教学很能够提高自主学习和交流表达的能力。仅约1/3的同学认为很能提高查阅文献的能力和形成健康的个性,认可度偏低,分析其原因可能是欲提高上述能力需要多次长期案例讨论才会有显著的效果。
最后,关于“传统教学和案例教学,你更喜欢哪种教学模式? ”的问题,进行了调查,调查结果见图4。

 
图4 传统教学和案例教学的调查结果
从以上结果可以看出:首先,案例教学和传统教学相比,学生更加认可案例教学,说明案例教学是一种值得推广的教学模式;其次,大多数同学更加认可“传统教学为主,案例教学为辅”的教学模式。分析其原因,由于与传统教学相比,案例教学具有花费时间更多、效率偏低、不利于学生系统掌握教材内容等缺点,所以不能单纯地只强调案例教学的优点而忽视其缺点,同时也不能完全否定传统教学,传统教学法和案例教学法各有利弊。
4 讨论
本研究首次尝试在药学本科《生物药剂学与药物动力学》课程中开展案例教学,案例教学得到了学生的普遍认可,获得了初步的成功,是一次有益的尝试。
在今后的教学中要做到以下几点:①积极推广案例教学,在《生物药剂学与药物动力学》课程中逐步扩大案例教学的比重,同时将本案例教学的成功经验逐步推广到其他药学专业课程中。②推行“传统教学为主,案例教学为辅”的教学模式。本科生的培养要求不同于研究生,专业基本知识的掌握是后续学习的基石。而案例教学由于花费时间多,教学效率相对较低,不利于学生牢固掌握教材基本知识,所以目前案例教学只能为辅助教学模式,即“传统教学为主,案例教学为辅”的教学模式适合推广。③内容相对简单、学生容易自学、应用性实践性较强的章节更加适合开展案例教学。
另外,由于案例教学在我国药学本科教学中开展刚刚起步,有许多问题需要解决和克服。案例教学的每一个环节均需要不断探索和完善,包括案例的撰写、案例问题的选取、案例问题设计的难易程度、课堂讨论的设计等,以不断提高案例教学的授课质量,从而推动案例教学在我国药学本科专业课程中的应用和发展进程。
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Application of case teaching method in pharmacy undergraduate course of Biopharmaceutics and Pharmacokinetics
GAO Xiu-rong WU Min LIAO Hong-li XU Xiao-hong
Department of Pharmacy,College of Pharmacy,Chengdu Medical College,Sichuan Province,Chengdu 610083,China
[Abstract]At present,the disadvantages of the teacher-centered traditional teaching mode are increasingly prominent,so the reform of the traditional teaching mode is imperative.Case teaching method can overcome the disadvantages of traditional teaching mode and has significant advantages in cultivating students′ comprehensive quality.This research attempts for the first time to carry out case teaching in the chapter "Non-oral Drug Absorption" of Biopharmaceutics and Pharmacokinetics course of pharmacy undergraduate course,including case selection,writing of teaching cases,implementation of case teaching and effect evaluation.The results show that compared with the traditional teaching mode,the students have higher recognition degree for case teaching.For pharmacy undergraduates,"traditional teaching is the main teaching mode,supplemented by case teaching" is the best teaching mode,which is worth popularizing.
[Key words]Case teaching method;Pharmacy;Biopharmaceutics and pharmacokinetics;Application;The teaching reform
[中图分类号]R642
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2021)3(c)-0154-05
[基金项目]成都医学院校级教学改革项目(JG201834)
[作者简介]高秀容(1978-),女,博士,副教授,研究方向:药物新剂型及药动学
通讯作者许小红(1974-),男,博士,教授,研究方向:药物新剂型
(收稿日期:2020-07-29)