設計性實驗在中藥化學實驗教學中的應用

陳 紅 陳衛琳

福建中醫藥大學藥學院 福建福州 350108

設計性實驗是技能學實驗中的一項重要內容，即學生在掌握了一定的實驗技能和方法的基礎上，運用所學知識自行提出選題，設計實驗方案，通過實施實驗、觀察實驗結果、實驗結果分析處理等環節最終得出結論。開設設計性實驗課的目的是通過實踐提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生勇于探索、嚴謹求實、團結協作的精神，對于培養高素質、創新型人才具有重要意義。設計性實驗一般需經過選題、設計、實驗、收集實驗資料、整理分析實驗資料和撰寫論文幾個階段。一個好的選題應具有創新性、科學性和可行性，需要查閱大量文獻資料。

中藥化學設計性實驗是教師給定范圍，學生自行選題，通過查閱資料、綜合分析、整理資料，并根據實驗室條件自行設計實驗方案，獨立完成實驗全過程，獨立處理所得實驗結果，并給出合理的結論。如果實驗結果陰性，應分析其出現的可能原因。教師在整個過程中僅僅起指導和輔助作用，主要對學生的實驗設計方案的安全性及可行性進行把關，幫助學生理清思路，完善實驗方案。這種教學方法的主要目的是使學生進一步理解和驗證中藥化學的基本理論，對課堂上學到的理論知識能夠舉一反三；鍛煉學生對文獻資料的查閱能力、綜合分析和整理能力，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力；培養學生的基本實驗操作技能；激發學生對中藥化學的興趣；發掘學生的潛能，鼓勵學生大膽探索，大膽嘗試；培養學生的創新意識和創新能力，為今后從事中藥科學研究和技術開發工作打下良好基礎。我院參考其他兄弟院校的成功經驗，經過幾年的不斷調整、完善和總結，中藥化學方面的設計性實驗日漸成熟，取得了一定的成效。

1 注重驗證性和綜合性實驗，培養學生的基本操作技能

中藥化學設計性實驗是在教師帶領學生完成兩個或兩個以上已知成熟方案的驗證性實驗和至少一個綜合性實驗基礎上進行的。驗證性實驗和綜合性實驗是設計性實驗的基礎，這兩類實驗培養了學生的基本操作能力和基本技能。學生必須具備一定的實驗操作技能，只有經歷了驗證性和綜合性試驗，熟悉了中藥化學實驗的大概步驟和操作過程之后，才有可能進行設計性實驗方案的設計和一系列的實驗操作。結合實際情況，我們在開設了“防己中生物堿的提取分離及鑒定”“槐米中蘆丁的提取分離及鑒定”“大黃中蒽醌類化合物的提取分離及鑒定”“薯蕷皂苷元的提取分離及鑒定”等多個驗證性實驗和綜合性實驗的基礎上開了設計性實驗。

2 學生獨立完成整個實驗方案的設計

設計性實驗是由多個學生共同協作來完成的，4～6人1組比較合適，教師提前大約一個月時間把作業布置下去，給學生留有充足的文獻查閱整理時間，可簡單介紹實驗原理和實驗方案設計的要求，鼓勵學生打破已知的研究模式或固有的思維模式，大膽嘗試。課外，同組學生分工合作，分別從不同的角度查閱資料，分析匯總資料，提出比較新穎的實驗方法或思路，使其與已學過的中藥化學理論知識相聯系，以理論來指導實驗，最后再由實驗結果得出結論，讓學生充分領會從理論到實踐再到理論的整個過程。

學生在查閱整理資料的基礎上，制訂合理的實驗方案，從實驗原料的處理、實驗儀器的選擇和安裝，到各種試劑的選擇、配制、提取方法、提取時間、次數及實驗結果的處理等均由同組學生分工合作完成。同組學生共同討論實驗方案的安全性、可行性，相互補充、相互完善，最終制訂出相對較完善的實驗設計方案。這樣既激發了學生對中藥化學濃厚的學習興趣，又營造了良好的學習氛圍。在制訂方案過程中，培養了學生嚴謹的科學態度、縝密的思考習慣及團結協作精神，同時也鍛煉了學生的交流能力，加深了對理論知識的理解，如各種溶劑、儀器設備的使用要點、用途等。在實驗操作的過程中，會出現各種各樣意想不到的現象，不僅能夠提高學生的實際操作能力，克服眼高手低的不良習慣，而且還培養了學生仔細觀察和記錄實驗的良好習慣。

3 在整個過程中教師起輔助作用

在設計性實驗方案的設計過程中，教師僅對學生實驗方案的安全性、可行性進行考證，確保在安全、實驗室條件許可的情況下完成實驗。另外，教師幫助學生理清思路，不對學生的設計方案作較大修改，只是對完善實驗方案提出建議。在這一過程中，教師要耐心地與學生共同討論學生提出的問題，鼓勵學生大膽嘗試不同方法或新方法，最終使學生在教師的啟發下找出比較理想的解決問題的方法。

一般來說，實驗方案經過前期的反復論證、反復思考之后，具備可行性即可付諸實施。整個實驗操作過程中教師一定要隨時關注，對在前期沒有及時發現的問題，如果能在實驗中一點就破，教師還是有必要進行啟發式指導。教師在整個過程中只起輔助作用，這樣做的目的是在實踐中培養學生分析問題和解決問題的能力，提高學生的綜合素質，有助于學生畢業后快速進入崗位角色。

4 按方案實施操作，合理處理實驗結果

設計方案確定后，學生按照既定的方案一步一步實施操作。設計性實驗比較重視學生的實驗設計和操作過程，對實驗結果并不看重，如果能得到比較滿意的預期結果，則要求學生對實驗結果進行總結分析，以進一步鞏固所學的理論知識。如果結果不盡如人意或是失敗，則要認真分析，討論失敗原因，看是哪一步沒做好或沒考慮到，總結教訓，以進一步完善實驗設計、規范實驗操作，有可能的話可以重新進行實驗。

在整個設計性實驗過程中，學生的積極性被調動起來，他們思維活躍，積極發言，敢于爭辯，認真操作。經過查閱文獻、設計方案、規范操作、縝密思考、認真總結經驗教訓等一系列的學習環節，學生熟知了中藥化學研究的一般思路和方法及實際操作過程中的注意事項，這種由被動學習到主動操作的巨大變化，激發了學生的學習積極性和好奇心，培養了學生的觀察、思考、分析、動手、動腦等多種能力，為學生走出校門從事中藥科學研究和技術開發工作打下良好的基礎。

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