傅春燕,肖小芹,李明娟,陳代武,李杰紅,孫雙嬌
(邵陽醫學高等專科學校,湖南 邵陽 422000)
有機化學是以實踐為基礎的學科,有機化學實驗更是展現學生智慧與創造力的重要手段。有機化學實驗教學中,怎樣增強學生的實踐能力,如何培養藥學專業學生的實踐創新精神,怎樣把有機化學與藥學專業課程有機聯系起來,這是人才培養模式改革中的重點,也是教育部“面向21世紀化學類專業教學內容和課程體系改革”[1]項目中的一個重要課題。
在以往傳統的有機化學實踐教學模式中,多以驗證性實驗為主,孤立介紹單個有機化合物的性質,以此為中心來組織教學,與其他課程交叉較少,著重強調對實驗操作技能的訓練。這樣塑造出來的學生,雖然對基本操作技能較熟練,但是綜合能力卻不足,常常只會“照方抓藥”,少有創新意識。而培養學生的創新精神,激發學生的創新意識,已成為時代對教育的迫切要求,國家發展對教育的強烈期望[2]。鑒于此,本文以實踐能力培養為目標,以創新性為核心,著力將基本理論學習、綜合能力訓練及創新精神培養融為一體,構建有機化學實踐教學體系。
我校用的《有機化學》是李勤根主編,第四軍醫大學出版社出版的教材,里面不含有機化學實驗內容。對于實驗教學歷年來都是采用中國醫藥科技出版社出版,伍焜賢主編的《有機化學實驗》,而且只是要學生復印出一部分內容,從而使學生對教材前后的基本知識不了解,平常實驗時大多是抱著完成任務的態度,嚴重影響了學生的實驗興趣與實驗效果。通過對現行有機化學實驗教材的分析和比較,發現其中許多教材的編寫模式基本上是按照同一個套路,即按基本操作、性質實驗、合成實驗等依序編排。其中有些內容不僅陳舊,而且實用性不強,從而遏制了對學生實驗能力的培養與創新思維的發展[3]。為此,我們對歷屆教師與學生做了調查,有95%以上的學生需要完整的有機化學實驗教材,并且要求重新調整實驗內容,側重對自身實驗能力的培養。因此,構建新的有機化學實驗教學體系,推陳出新,滿足學生的求知欲望勢在必行。
根據現有教材與學生的要求,我們對新的有機化學實驗教材的編寫主要注重以下幾個方面。
編寫新教材要推陳出新,既要充分考慮有機化學實驗的基本操作訓練,又要注重培養學生的創新思維能力[4]。全書預想分3部分內容:實驗基本技能、有機合成、綜合性與設計性實驗。其中,實驗基本技能部分刪除了原有教材中的一部分陳舊內容,著重介紹和引入了現代的有機實驗內容,如有機化學實驗標準玻璃儀器的選用與裝配、色譜技術、無水無氧操作技術等;介紹經典有機實驗的操作技術,依照簡潔明了、注重實際、便于自學的原則分3部分編寫:實驗原理、實驗內容和方法、注意事項。實驗原理、實驗內容和方法部分多做知識性的介紹,而相應的實驗操作注意事項部分則根據實驗操作要求的實際做詳盡的敘述。這些內容多為教研室成員在長期實驗教學和科研工作中的經驗積累和實踐體會,有助于學生自學。有機合成部分是全書的重點內容,該部分以典型的單元有機反應為主線,結合天然藥物化學的實驗內容,使學生能對合成產品進行提純與分離、結構鑒定、結構修飾等方面有一個全面、系統的訓練。在強化學生有機合成實驗操作技能訓練的同時,綜合性、設計性實驗由教師布置并指導,每3~4名學生為一組,每組學生在兩周時間內完成,并寫出實驗報告。這樣,綜合與創新結合,在基本技能訓練和職業技能訓練的基礎上強化綜合技能訓練,既是培養學生綜合運用所學知識、解決實際問題能力的過程,也是培養學生創新思維的途徑。教學實踐表明,這不僅有利于學生學習和掌握有機反應的基本理論和實驗技能,還有利于培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,尤其有助于引導學生發散思維,培養他們的創新意識。
現代性、綜合性、應用性及趣味性是新編有機化學實驗教材追求的特色目標。教材中除了介紹常規的實驗技術之外,還糅合了如蒸餾、分餾、水蒸氣蒸餾、減壓蒸餾、重結晶、萃取、熔點沸點測定等操作,例如在驗證Cannizarro反應中糅合了萃取的操作、在乙酸乙酯的合成中糅合了分餾、普通蒸餾及沸點的測定等基本操作。同時注意各類操作在實驗中的重復次數,使學生能牢固、熟練掌握各類實驗操作的技能。另外,還特別設了一章專門介紹現代有機合成實驗的新技術,例如有機電解合成、光化學合成、相轉移催化合成等,對近年來應用日漸廣泛的無水無氧操作技術也做了適當闡述,并介紹了新穎的半微量重結晶儀器及其操作技術。多數實驗均以反應原理、常規實驗、方案設計、合成實驗、分離提純等內容為主要教學環節,環環相扣,融成一體,以期體現實踐及思維的綜合性。教材中所選擇的合成產物多數為常用藥物,具有一定的實際應用價值,而又與后續課程天然藥物化學、藥物分析等有很好的銜接,這樣做有助于激發學生對有機化學實驗學習的興趣和熱情。
驗證性實驗可以讓學生從感性上了解有機化合物的性質與其結構之間的關系,為鑒別、分離提純和選擇合成路線提供依據。但是,在有機化學實驗教學內容的設置中,應當辯證地對待驗證性實驗,驗證性實驗與探究性實驗在化學實驗教學中都有各自不同的作用,不可替代。教學中雖然不可能做完所有的驗證性實驗,但可以選擇一些與專業培養目標聯系緊密的重要化合物官能團的性質、重要的有機化學反應進行驗證,比如一些氧化反應、鹵代烴與盧卡斯試劑的反應以及碘仿反應等,這些化合物的性質與反應實驗可以對理論教學知識進行驗證,并鞏固學生的所學知識。在教學方法上需改變驗證性實驗“照方抓藥”的方式,增強驗證性實驗的探究性[5],因為過多的驗證性實驗會使學生思想僵化,對學生動手能力、分析與解決問題能力的培養不利。
在教材內容的選擇過程中,要辯證對待驗證性實驗,注重綜合性實驗的開展。開展綜合性實驗,可以使學生經歷從“照方抓藥”到獨立操作,從“照葫蘆畫瓢”到初步設計的轉變;使學生在查閱文獻、方法選擇與比較、方案設計、數據處理、撰寫報告、交流與協作能力及承受挫折能力等方面得到訓練;使蘊藏在學生身上的創造性品格和學習潛能得以充分發揮,實現學生由知識學習向科學研究的初步轉變。例如,選用“辣椒紅色素的提取和分離分析”這一綜合性實驗,可以把天然產物提取、薄層色譜、樣品紫外-可見吸收光譜測定等知識內容有機聯系起來,形成一套系統的、綜合性的實驗方案,既能訓練學生的基本操作技能,又能使學生對所學知識進行綜合應用,從而提高了學生綜合與創新的能力[6]。
經過課程組教師的認真研究與準備,結合藥學專業的特點和實驗大綱的要求,確立了4個綜合性實驗項目,要求學生至少需選做其中兩個實驗項目。綜合性實驗項目及相關操作內容見表1。
根據以上所述,筆者對有機化學實驗教學體系重新進行了構建,把基本操作與基本訓練以及主要的制備實驗放在教學規定的課時內完成,而把驗證性、設計性和綜合性實驗放在課余時間開展,開放化學實驗室,使學生有充足的時間進行實驗。但在選編各個合成實驗實例時,要十分注意它們彼此間的關聯性。因此,教材中的許多實驗在教學中既可以作為單元反應實驗的教學內容獨立安排,又可作為多步合成實驗教學中的一個環節串聯實施,這樣不僅有助于加強基本操作技能訓練,而且更能增強實驗教學的研究性和探索性,借以加強實驗教學的綜合性訓練[7]。有機化學實驗教學新體系見表2。
高職高專大學生研究性與創新性實驗是職業院校探索創新性人才培養的新模式,是促進學校探索并建立以問題和課題為核心的教學模式。倡導以學生為主體的人才培養和研究性學習教學改革,調動學生學習的主動性、積極性和創造性,激發學生的創新思維和創新意識[8]。大學生通過項目實踐逐漸掌握了思考問題、解決問題的方法,提高了創新實踐的能力。創新性實驗要求大學生對科學研究或創造發明有濃厚興趣,讓學生在興趣的驅動下、導師的指導下完成實驗,要求參與計劃的學生自主設計實驗,自主完成實驗,自主管理實驗,并且注重創新性實驗項目的實施過程,強調項目實施過程中學生在創新思維和創新實踐方面的收獲。
為豐富藥學專業有機化學實驗教學內容,鼓勵對實驗有濃厚興趣的學生參與到由教師指導的科研創新實驗項目中,這對學校選拔人才也有著重要的意義。通過部分學生的參與,也從側面鼓舞了其他學生的學習興趣。事實證明,通過實施大學生研究性與創新性實驗項目,增強了學生的動手能力,啟發了學生的思維,加強了各學科之間的聯系。增加專科學校人才培養過程中實踐教學環節的比重,可形成創新教育的氛圍,建設創新文化,從而進一步推動高等教育教學改革的發展,提高教學質量。
以創新性實驗內容為核心,探索新的、切實可行的有機化學實踐體系,是當前社會發展和教育改革的迫切需要。但是在實際操作中必然會存在一些問題和困難,這就需要教育工作者不斷探索新的思路、新的做法,使教學符合時代的要求,培養出真正符合社會需要、競爭力強、高素質的藥學人才。

表1 綜合性實驗項目及相關操作內容

表2 有機化學實驗教學新體系
[1]張季爽,李志良,蔡炳新,等.應用化學專業化學基礎課程體系改革芻議[J].大學化學,1996(6):11-13.
[2]陳雙玲,葉玲.有機化學教學中創新能力的培養[J].首都醫科大學學報:社會科學版,2009(增刊):182-185.
[3]傅春燕,李麗香,陳代武,等.藥學專業有機化學實驗教學改革初探[J].廣東化工,2012(3):228-229.
[4]焦家俊.以創新能力培養為核心,重構有機化學實驗[J].化工高等教育,2009(2):75-76.
[5]馮宇華,車喜全,高玉祥.強化基本操作訓練,全面提高學生實驗綜合能力[J].通化師范學院學報,2004,25(12):43-44.
[6]張艷麗,孟麗聰,孟麗軍.開設有機化學綜合性實驗,培養學生創新思維和能力[J].唐山學院學報,2010,23(3):70-73.
[7]鄔瑞斌,明廣奇.藥學高職有機化學實驗教學的改革[J].藥學教育,2006,22(3):47-49.
[8]吳曉明.探索藥學人才培養模式 培養新世紀高等藥學人才[J].藥學教育,2004,20(1):1-5.