喬海霞,蔡 東,趙桂枝,彭永進,劉玉玲,莊鵬飛
(錦州醫科大學,遼寧 錦州 121001)
化學是一門以實驗為基礎的學科,許多化學理論和定義需要通過實驗來驗證[1]。醫學院校的化學實驗不局限于傳統的化學實驗,其專業性更強,與醫學的融合度更高[2]。目前,我國高中化學課程大部分以理論知識講授為主、實驗為輔,造成很多學生進入大學后動手能力差,甚至不會使用常見儀器[3],初次進入實驗室時往往束手無策。隨著社會的發展,對醫學院校學生的素質要求也日益提升,化學實驗作為重要的基礎課程,旨在讓學生對所學理論知識深入理解并加以驗證,有助于培養學生嚴肅認真的科學態度。筆者調查現有醫學院校化學實驗內容與教學形式發現,部分化學實驗已無法滿足當前人才培養需要。本文從化學實驗教學存在的問題、應對措施和設想等方面進行思考及闡述。
通過課上觀察發現,新生在初次進入實驗室時存在諸多問題,如不認識常見儀器或試劑,不能嚴格遵守實驗室規章制度,遇到突發問題不能及時處理等,這些都會影響其后續實驗課的學習。
通過統計不同院校醫學專業化學實驗內容發現,驗證性實驗占較大比例,如醋酸解離度常數的測定、鄰二氮菲分光光度法測定鐵、海帶中提取碘等,具有醫學背景的實驗比例較低,應當提高該類實驗所占比例。
目前,大多數實驗課采取學生按照教師板書操作的形式,嚴重阻礙學生思維的發散,學生沒有自己的想法和探索創新的空間。此外,大多數實驗課仍按照固有模式進行,即理論教學在前、實驗教學在后,學生學完理論知識后進行實驗操作,由于已知曉實驗結果,因此對實驗失去興趣,積極性不高,課堂教學效果也大打折扣。
對新生進行儀器操作、安全方面的培訓,提前帶領他們進入學校實驗室參觀,使學生有機會接觸高精尖設備(如紫外和紅外分析儀、核磁共振儀、熒光分析儀、X射線衍射儀等),為以后熟練操作和處理安全問題打下基礎。若條件允許,可安排學生到實驗室自行組裝無機、有機合成中用到的儀器,動手能力得到提高之余還可避免日后由于操作不當而引起的儀器設備損壞,減少經濟損失。
美國著名教育學家布朗認為,學習的環境應放在真實問題的背景中,使它對學生有意義。醫學院校的化學實驗除了基礎化學實驗內容外,還應該體現醫學特點,使實驗內容與醫學知識緊密聯系,要結合臨床實際,增加一些與醫學相關的實驗項目[4]。我們查閱醫用無機化學實驗教材后發現,可開設以下幾個具有醫學背景的實驗,如苯酚含量的測定、阿司匹林藥片中乙酰水楊酸含量的測試、氣相色譜法測定血液中酒精含量、葡萄糖酸鋅的制備等。不同專業要求學生具備不同能力,護理、麻醉、制藥等專業側重化學方法,預防、影像、法醫等專業側重儀器方法;藥學、制藥等專業側重有機化學實驗,法醫、預防、衛生管理等專業則側重分析化學實驗[5]。因此,可在課程目標要求的基礎上做適當調整,滿足不同專業需求。
改變原有課程設置模式,將個別實驗放在理論知識講授之前,如無機化學實驗金屬鹽性質的測定。將該實驗放在理論知識講授之前有以下兩個優點:第一,可提高學生操作積極性,學生在好奇心的驅使下去驗證自己的猜測;第二,知曉實驗結果后再去學習理論知識,學生上課時注意力更集中,對提升理論教學效果也起到一定作用。
實驗是檢驗理論知識掌握情況最高效且最準確的方法,可培養學生獨立思考和批判性思維能力,而這也是科學研究必不可少的特質[6]。目前,我校化學實驗課程主要分為兩部分:一是與理論課程配套的實驗,二是與專業配套的實驗。隨著科技的進步,有些實驗內容不再適應時代需要,因此,可開設一些創新性和探究性實驗,如鈣片中鈣含量的測定、葡萄糖溶液含糖量的測定等[7];也可對現有實驗進行二次開發,如有機化學實驗苯甲酸的制備產物有二氧化錳,可以讓學生針對該產物進行晶形、納米材料等方面的研究,拓寬其知識面。具體包括以下幾個步驟:(1)學生查閱資料選定實驗內容,列出所需儀器和試劑清單,上交教師審批;(2)教師評估實驗的可行性、操作難易程度、安全性后確定是否允許學生進行實驗操作;(3)學生在教師監督下進行操作并完成實驗,隨后對實驗過程中出現的問題進行思考和討論;(4)教師根據學生實驗操作表現和實驗結果進行評價與賦分,激發學生主觀能動性,培養學生創造性和獨立思考能力。
綠水青山就是金山銀山。化學實驗過程中難免會產生一些有毒有害物質,日積月累會對我們的生活環境造成一定影響,酸堿類廢液含有硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉等,重金屬廢液含銅、鎘、錳等鹽溶液,有機廢液包括異戊醇、甲苯等有機溶劑。針對酸堿類廢液可通過調節pH值使其反應形成鹽進行處理,對于重金屬廢液可采用沉淀法形成沉淀,對于有機廢液可通過蒸餾、焚燒[8]等方法使其重新被利用或消除。我校將有機化學實驗從茶葉中提取咖啡因中用到的乙醇以回流虹吸的方法進行回收,降低實驗成本的同時也達到環保目的。
作為為社會培養人才的高等院校,我們的課程要跟上時代步伐,與時俱進。化學實驗是醫學院校的基礎課程,教育的主體是學生,學生學習的好壞與教師有很大關系[9]。作為教師,我們在不斷提升自身業務水平的同時還應具備創新和改革精神,善于發現教學過程中出現的問題并隨時解決,從而打造高效、安全的化學實驗課堂。