分析化學與藥物分析開放實驗室教學模式探索

陳莉

摘要：發揮藥學與基礎化學實驗教學中心資源優勢，構建分析化學與藥物分析開放實驗室。通過建立基本分析技術與方法、綜合設計實驗、創新實驗體系，為學生提供更多自主實驗的機會，對學生提高實踐能力與創新精神具有積極作用。

關鍵詞：開放實驗室；分析化學；實驗教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0267-02

實驗室不僅是知識創新、技術創新的重要基地，更是培養創新人才的重要平臺[1]。

實驗教學的目的不只是培養學生的認知能力，更主要的是培養學生的發現能力、分析能力和動手能力[2]。近年來，很多高校對開放實驗室這一實驗教學模式進行探索與研究，如南京大學的“三層次”、“分段三選式”、“共享式”開放模式；同濟大學的四層次開放實驗教學[3]；一些研究型大學，則引入研究型教學方法，利用學校科研優勢，吸收本科生參與科研，建立以研究為基礎的教學模式，改善學生的創新能力和探索意識[4]。

為培養藥學學生對分析化學與藥物分析相關技術的認知，更好地將相關課程的理論知識與實踐應用聯系起來，提高動手的能力與分析問題解決問的能力，同時充分發揮實驗室資源優勢，提高大型設備利用率，在分析化學與藥物分析課程教學過程中，湖北科技學院藥學院依托藥學與化學實驗教學中心，利用現有分析技術，強化教學與科研相結合，以學生為主體，構建分析化學與藥物分析開放實驗平臺，通過豐富實驗項目、加強基本技能訓練、強化教學與科研結合等方式，讓學生在開放實驗室中擁有更多的自我發揮空間，切實培養學生動手能力、分析并解決問題的綜合能力，提高學生創新意識。

一、開放對象與組織

分析化學與藥物分析開放實驗對象是具有一定分析化學與藥物分析理論知識與技能的藥學專業學生。開放型實驗組織工作包括動員規劃階段、準備階段和實施階段。規劃階段：授課教師參與制定可行的實驗計劃，在調動學生的積極性的同時，組織學生根據意向選擇相應實驗內容，其中基本分析技術與方法方面的內容主要測重于大二、大三學生，綜合設計與創新型的內容主要測重于大三、大四學生。開放實驗內容的設置也可以由學生提出實驗內容意向，自主設計實驗，提前申請。準備階段：根據實驗計劃與實驗內容，指導學生在實驗前做好充分的準備（如：查看文獻資料、實驗方案的設計與儀器試劑的準備等）。實施階段：確定時間，以學生為主體，開展實驗研究。

二、實驗教學開放內容設置

參照藥學專業學生培養計劃與分析化學、藥物分析課程進度情況及學生學習規律和實驗技能情況，探索并設置適宜的實驗內容。開放型實驗可分為：基本分析技術與方法、綜合設計實驗、創新實驗三個層次。

第一層次：基本分析技術與方法。分析化學與藥物分析兩門均為實踐性學科，實驗課的重要性毋庸置疑。雖然實驗課程教學大綱含有許多實驗項目，但實際教學中由于實驗學時有限，所開設的項目僅是其中的一部分，為彌補這一不足，一些學生感興趣的、與自己專業相關性大的實驗以開放實驗的形式開出，學生可根據自身情況選做，使學生掌握更多的分析方法與技術，提高實驗技能。實驗內容包括：化學法、紫外光譜法、紅外光譜法、旋光法、氣相色譜法、液相色譜法、薄層色譜法等對藥物進行鑒別與雜質檢查；用容量分析法、電化學方法、差示分光光度法、熒光分光光度法、氣相色譜法、液相色譜法等各種方法定量測定藥物含量；萃取法、離子交換法、固相萃取法等各種活性成分的分離與富集方法等。

第二層次：綜合設計實驗。綜合設計實驗相對規模較大，需要掌握綜合理論知識與多種實驗技能，此層次實驗項目主要針對高年級學生。參加實驗的學生以小組為單位，查閱相關資料，分析實驗任務，確定實驗方案。教師應充分發揮學生的主觀能動性，對學生的現場指導以啟發為主，并引導學生對實驗過程與結果進行分析與討論。例如，綜合實驗“六味地黃丸的質量分析”，需要顯微鑒別、薄層色譜鑒別、高液相色譜含量測定等多種分析方法聯合使用對藥物進行質量分析。第一步：學生根據布置的題目查閱文獻資料分析設計實驗方案。第二步：學生分析討論并確定實驗方案，指導教師參與討論，并提出學生忽視或不足的問題。第三步：學生根據實驗方案準備儀器與試劑、分析測定。第四步：對整個實驗過程進行分析總結。

第三層次：創新實驗。分析化學與藥物分析開放實驗室為有意向參與創新實驗的學生提供相應平臺，同時吸納畢業班學生在熟悉多個相關專業實驗室的同時，根據自身興趣與專業方向，自主選擇課題，利用此平臺完成畢業論文的設計、科研項目的實施，撰寫實驗報告或論文。創新實驗可采用教師提供課題和學生自行選題兩種方式。教師提供課題，主要來源于教師的各種科研項目。由實驗室發布教師的開放研究實驗項目，吸收部分有意向參與科研的學生進入實驗室參與教師的科研活動。對于學生自行選擇的課題，開放實驗室不能局限于書本中的實驗項目，我們鼓勵和支持學生在學校或家中貼近生活的方面進行選題研究，并推薦相關專業教師指導學生的課題設計與實施，并向學校申請大學生創新創業計劃項目的立項，獲得資金資助。

三、保障

開放實驗室的硬件保障：分析化學與藥物分析開放實驗室以本校藥學與化學實驗教學中心為依托，教學中心是涵蓋藥物分析與鑒定、藥物制劑、藥物合成、藥理研究等多學科實驗中心。藥物分析與鑒定方面有高效液相色譜室、氣相色譜室、液-質聯用室、核磁共振室、紅外光譜室、熒光光譜室、紫外光譜室、電化學儀器室等多功能實驗室，對學生開放，尤其對想要考研的學生是非常有吸引力的，而正常的實驗教學學時有限，儀器使用率不高，學生完全可以利用業余時間開展開放實驗研究，實驗室硬件條件可以保障開放實驗的順利開設。

指導教師配備：對進入分析化學與藥物分析開放實驗室開展實驗的學生配備指導教師。指導教師的指導，可加強開放實驗過程中的監控管理，了解學生的實驗情況，有助于及時發現實驗過程中出現的問題與存在的不安全因素，加強師生的實驗互動，使實驗能順利開展的同時，學生能學習到更多實用的知識與技能，獲得最佳的實驗教學效果。在開放實驗實施過程中，教師的作用不僅是傳授學生知識、培養學生技能，還要啟發學生對實驗現象或出現的問題積極思考，正確引導和鼓勵學生對出現的現象和問題進行分析與總結，并找到解決問題的方法，在指導過程中，學生會遇到層出不窮的新問題，這就對指導教師提出了較高的要求，不僅要對相關教材內容、知識結構有全面的把握，還要對相關的前沿內容有所了解。作為指導老師只有不斷的學習，提高業務水平，才能幫助學生更好地解決問題，同時也提高自己的教研水平。由此可見，建立一支結構合理、經驗豐富的實驗技術隊伍是深化實驗室改革和提高實踐教學質量的關鍵。

四、分析討論

在分析化學與藥物分析實驗教學中引入開放實驗課，學生接觸到更多實際分析技術，動手能力普遍提高，學習的積極性和主動性顯著提高。例如在綜合設計實驗阿司匹林栓的含量測定中，學生們根據所學知識設計了酸堿滴定法、紫外光譜法、熒光光譜法、柱色譜-紫外分光度度法、高效液相色譜法等多種實驗方案。在實驗開展過程中，學生能夠積極查閱相關資料，補充基礎知識，對課上所學的理論知識的理解更加深刻。

開放實驗教學要轉變重理論輕實驗的觀念，善于利用實驗中心現有儀器設備，面向學生開放，以學生為本，為學生提供了一個開放的實驗環境，有助于學生更好地將理論與實踐結合起來，邊做邊學，學以致用，讓學生在實驗教學中擁有更多的自我發揮空間。開放實驗室構建了一個可以激發學生主觀能動性的平臺，讓學生對分析工作乃至創新研究有更深層次的認識，提高了學生的創新意識和創新能力，讓學生的個性化得到發展。

開放實驗課的內容，尤其是綜合型和創新型實驗涉及多門課程，更加綜合，整個過程中可能會遇到很多問題，這些均需學生自己解決，而學生的知識體系普遍不夠完善，對理論知識的理解不夠深入，對細節方面不夠注意，教師應在實驗設計思路與細節方面、理論知識的應用與拓展方面，以及對實驗中遇到的問題如何進行分析與解決、儀器的使用及簡單故障的排除等方面對學生多加指導，但不能包辦，這是開放實驗得以順利進行，學生更好地學到相關知識，提高動手能力，提高分析問題解決問的能力的關鍵，這也正是分析化學與藥物分析實驗平臺建設的目的。

依托于藥學與基礎化實驗教學中心較為完善的管理制度，學生在進入實驗室后，能夠根據相關規定較快進入狀態，同時進一步提高學生的自我管理的意識，養成良好的實驗習慣，并樹立安全意識。

在實驗室開放的同時，由于實驗內容的增加，實驗藥品的消耗大量增加，儀器設備的維修費用也大大提高，這需要學校在經費上給予一定支持，否則難以持續發展。另外，開放實驗的內容趣味性不足，這還需要在今后的工作實踐中不斷總結和完善。

參考文獻：

[1]陳韶華，吳文倩，陳喜華，等.構建開放實驗平臺培養創新藥學人才[J].實驗科學與技術，2013，11（1）：143-145.

[2]許家瑞，周勤，陳步云，等.構建創新實驗教學體系的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2009，26（5）：1-4.

[3]王曉崗，許新華，朱仲良，等.開展分層次化學開放實驗教學 培養學生創新能力[J].實驗室科學，2013，16（10）：59-61.

[4]吳濤.機電傳動控制課程的研究型教學模式[J].實驗室研究與探索，2013，32（1）：105-107，187.