晁淑軍 倪天軍 劉振嶺
淺談如何提高藥學專業學生有機化學實驗技能
晁淑軍 倪天軍 劉振嶺
針對有機化學實驗中存在的問題,查找了存在問題的原因,并進行了一些教學改革的探討。具體實踐中,通過優化實驗教學內容、構建虛擬實驗室、實現實驗與科研嫁接、強化實驗考核等手段來激發學生的學習興趣,提高學生創新能力和解決實際問題的能力,取得好的實驗教學效果。
有機化學實驗;實驗技能;教學改革;創新能力
有機化學是藥學專業一門主要的專業基礎課,具有很強的實踐性及應用性,對天然藥物化學、藥物分析、藥理學、生物化學等相關后續課程的學習起著重要的作用[1]。有機化學實驗教學是有機化學教學的重要組成部分,通過實驗課教學,不僅能加深對理論知識的理解和掌握,更重要的是通過嚴格的實驗訓練,使學生掌握基本的實驗技能,培養學生的動手能力、創新能力及嚴謹的科學態度,為將來從事科研或醫藥工作打下堅實的基礎。我院藥學專業有機化學實驗是在大一下學期和大二上學期開設的,共70學時。如何在有限的時間內既提高學生的實驗技能,又培養學生分析問題、解決問題的能力一直困擾著每位教師。基于此,我們從學生實驗中存在的問題出發,大膽查找原因,并通過教學改革提出四點可行性建議。
根據我院每年對大一和大二藥學專業學生的基本實驗操作技能考核來看,出現的問題主要集中在兩方面:①裝置安裝不正確,儀器操作不規范。如常壓蒸餾時溫度計水銀球的位置、冷凝管進出水口安裝錯誤,蒸餾燒瓶中忘加沸石;安裝分餾裝置時,分餾柱不使用鐵夾固定;萃取實驗時,不經常“放氣”致玻璃塞被頂開等等;②實驗課前對實驗內容準備不充分,實驗時,邊操作,邊看課本,書寫的實驗報告是單純的抄課本或板書,對實驗結果缺乏詳盡的分析。
在以往有機化學實驗教學中,往往出現“重理論輕實驗”的現象[2],嚴重影響了教學質量的提高。有機化學實驗教學與理論教學是相輔相成,密不可分的。實驗教學比理論教學更具有直觀性和探究性,更能培養學生的創新意識以及運用理論知識解決實際問題的能力。學生對實驗課的重要性認識不夠,他們錯誤的指導思想是只要學好有機化學理論課,就學好了有機化學課程。
近年來,由于教育經費短缺,加上物價上漲過快,出現了化學儀器設備與實驗教學之間的供需矛盾;而且有機實驗需要的大多是標準玻璃磨口儀器,價格高且容易損壞。另因近幾年的高校招生規模擴大,每次實驗學生人數劇增,雖然學校購置了一些實驗教學儀器,但由于實驗教學任務重,工作量大,仍不能滿足各專業學生的需求,實驗中往往3~4個學生共用一套儀器,直接抑制了學生實驗技能的提高。
很長時間以來,相比有機化學理論來講,有機化學實驗在整個課程中占的比重偏低,僅20%。學生都重視有機化學理論學習,而輕視有機化學實驗學習。這主要是傳統的實驗考核方法不科學,考核沒有真實反映學生對理論知識的理解、掌握和運用情況,沒有真實體現學生的動手能力。
針對我校藥學有機化學實驗所存在的不足,自2004年以來,在有機化學實驗教學中進行了一系列改革探索,通過優化實驗教學、構建虛擬實驗室、實驗和科研接軌及強化實驗考核等方法,極大地提高了有機化學實驗課程的教學水平和效果。
①更新實驗內容 原有的實驗課教學內容中,驗證性實驗偏多,綜合性、設計性實驗偏少;學生做實驗機械而盲目,不利于發揮主動性和創造性。為此,我們在編寫實驗教材時,刪減了一些驗證性實驗,增加了綜合性、設計性實驗;②采用啟發式教學根據有機化學實驗的特點,我們改進傳統單一的教學模式為啟發式教學。具體做法是:在自編實驗講義中增加了實驗導學的內容,針對每個實驗提出了一些關鍵問題,要求學生實驗前預習相關理論知識并回答這些問題。如:在實驗“乙酰苯胺的制備”中,預習時需要思考下列問題:“乙酰苯胺的制備為什么采用分餾裝置?”、“熱過濾時應注意哪些問題?”、“從乙酰苯胺合成反應入手,分析產品中可能存在的雜質有哪些?”、“根據實驗原理和步驟,列出完成本實驗所需的儀器和試劑“等。啟發式教學極大提高了學生主動獲取知識的能力。
為了克服傳統有機化學實驗受時間、地點等方面的限制,構建網上虛擬實驗室為有機化學實驗教學提供了一種新的教學模式[3]。課題組老師充分利用Dreamweaver 8.0、Photoshop9.0、Chemoffice10.0、Macromedia Flash 8.0等計算機軟件成功創建了有機化學虛擬實驗室。虛擬實驗室中每個實驗包括實驗目的、實驗原理、操作步驟、模擬操作、注意事項等相關內容,可使操作者只要擁有一臺計算機就可進行實驗,解決了由于學生人數多、實驗場地缺乏、每位學生難以擁有一套儀器進行操作等難題,提高了學生的實驗技能。
為了讓學生了解學科發展動態和趨勢,高校教師應及時把科學研究的最新成果充實到教學內容中來。一是在實驗項目中融入科研成果;二是讓學生直接參與任課老師的科研課題;三是讓學生自帶實驗課題。通過查閱文獻,設計可行性實驗方案,自行挑選藥品及儀器等,學生主動參與實驗的意識明顯提高。
以往有機化學實驗成績的評定主要以實驗報告為主,并不能真實準確地反映學生的實驗能力。為此,通過改革實驗課考核辦法,采用綜合評定的方法來確定學生的實驗成績,并規定實驗課成績占有機化學總成績的30%。實驗成績包括:平時成績,占總成績的70%,包含實驗預習10%、實驗態度10%、實驗紀律10%、實際操作能力20%、實驗報告20%;期末實驗操作考試成績,占總成績的20%,操作考試主要采用隨機抽簽的方式進行,教師主要從儀器的選擇、安裝、拆卸的順序,裝置安裝的規范性等方面進行評定;實驗設計成績,占總成績的10%,教師給出一個實驗題目,由學生設法獨立完成,教師主要從文獻的查閱情況、路線的可行性及實驗結論等幾個方面綜合評定。
綜上所述,對實驗教學改革能夠更好地培養學生勇于探索和善于發現問題、分析問題、解決問題的能力,不僅使學生加強和鞏固了有機化學理論知識和實驗操作技能,而且學到了必要的科研思路和方法,為今后從事藥學及相關學科研究工作奠定堅實的基礎。
[1]倪沛州.有機化學.人民衛生出版社,2006.
[2]張峰.藥學專業有機化學實驗教學改革.山西醫科大學學報:基礎醫學教育版,2008,10(2):170.
[3]劉振嶺,耿明江,華遠照,等.略論有機化學虛擬實驗室的構建.網絡與信息,2010,24(2):7.
新鄉醫學院教育教學改革研究基金資助項目(項目編號:XYJG2009-86和2007-XYJY-35)
453003 新鄉醫學院化學教研室
劉振嶺