本科藥學(xué)專(zhuān)業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革
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摘要：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)藥學(xué)人才的一門(mén)重要課程。本文主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和網(wǎng)絡(luò)虛擬教學(xué)等方面闡述實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的積極性，培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型藥學(xué)人才。
關(guān)鍵詞：藥學(xué)；有機(jī)化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)
目前，重點(diǎn)高等醫(yī)藥院校藥學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)主要是圍繞研究型和創(chuàng)新型開(kāi)展。一個(gè)國(guó)家民族醫(yī)藥企業(yè)的強(qiáng)大除了依靠研究型人才外，還需要大量的技術(shù)應(yīng)用型人才。地方性本科院校現(xiàn)已成為我國(guó)高等教育的中堅(jiān)力量，是本科人才培養(yǎng)的重要基地，其定位于培養(yǎng)為地方服務(wù)的大批應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才。我院于2014年10月被河南省教育廳確定為第二批向技術(shù)應(yīng)用型本科院校轉(zhuǎn)型的試點(diǎn)學(xué)校，我院藥學(xué)專(zhuān)業(yè)初步確定為轉(zhuǎn)型示范專(zhuān)業(yè)。我院于2013年開(kāi)設(shè)本科藥學(xué)專(zhuān)業(yè)，其辦學(xué)定位是為醫(yī)藥企業(yè)培養(yǎng)高層次的應(yīng)用型人才。有機(jī)化學(xué)是藥學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的必修課程，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)[1]的應(yīng)用性已充分滲透到藥學(xué)的各領(lǐng)域。近年來(lái)，我院把高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)作為教學(xué)改革的方向，加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)投入，整合教學(xué)資源，把實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革作為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要途徑[2]。現(xiàn)將我院有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革總結(jié)如下。
1轉(zhuǎn)變觀(guān)念，充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性
傳統(tǒng)觀(guān)念認(rèn)為有機(jī)化學(xué)的理論教學(xué)占主導(dǎo)地位，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為理論教學(xué)服務(wù)，處于從屬地位。學(xué)生也普遍認(rèn)為理論知識(shí)重于實(shí)驗(yàn)，因此做實(shí)驗(yàn)時(shí)，只是按照實(shí)驗(yàn)大綱要求和步驟進(jìn)行，對(duì)實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果無(wú)預(yù)知和分析，難以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)[3]。因此，轉(zhuǎn)變觀(guān)念，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為培養(yǎng)應(yīng)用型藥學(xué)人才的重要舉措。
2改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革
[4]驗(yàn)證性、綜合性和探究性是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要特點(diǎn)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，綜合性和探究性實(shí)驗(yàn)較少，學(xué)生只是機(jī)械地重復(fù)操作過(guò)程，制約了學(xué)生的主動(dòng)性和探究性。為此，我院刪減了一部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，保留一些基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)加強(qiáng)操作技能訓(xùn)練，適當(dāng)增加一些設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使其更科學(xué)、更具適用性。蒸餾（包括常壓和減壓）、重結(jié)晶及萃取分離是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)最常用和最基本的操作，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，盡可能多安排與這些操作技能相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。在操作訓(xùn)練中，讓學(xué)生知道并理解實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)；熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率和旋光度等物理常數(shù)的測(cè)定在理論教學(xué)中著重講解其原理，實(shí)驗(yàn)中則著重訓(xùn)練學(xué)生的操作技能。實(shí)驗(yàn)課程體系以典型合成實(shí)驗(yàn)為主，精選具有綜合性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如，環(huán)己烯和1-溴丁烷的制備，將性質(zhì)驗(yàn)證貫穿于合成實(shí)驗(yàn)中，使學(xué)生能加深對(duì)書(shū)本上理論知識(shí)的理解。將熔點(diǎn)測(cè)定和色譜技術(shù)分析融入阿司匹林的合成中，構(gòu)成一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不但強(qiáng)化學(xué)生的基本操作技能，還培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)綜合分析和解決問(wèn)題能力。引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，激發(fā)其探索精神，讓學(xué)生對(duì)理論知識(shí)有更進(jìn)一步的理解。開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要是滿(mǎn)足藥學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)后工作和繼續(xù)深造的需求，同時(shí)也有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。例如，環(huán)己酮有多種合成路線(xiàn)，實(shí)驗(yàn)課前，讓學(xué)生發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性，設(shè)計(jì)出可能合理的合成路線(xiàn)及操作步驟。課堂上教師給出文獻(xiàn)報(bào)道的合成路線(xiàn)，讓學(xué)生對(duì)比一下自己設(shè)計(jì)的路線(xiàn)與文獻(xiàn)中的有何不同，然后教師再引導(dǎo)學(xué)生分析討論得到最佳的合成路線(xiàn)，即用次氯酸鈉氧化環(huán)己醇得到環(huán)己酮，此法可避免重金屬污染環(huán)境的問(wèn)題。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)可有效激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，且實(shí)驗(yàn)后的成就感更能激發(fā)他們對(duì)有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。
2.2運(yùn)用新的教學(xué)方法
[5]在傳統(tǒng)“灌輸式”教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生只是一味地接受教師傳授的知識(shí)，未能激發(fā)其主動(dòng)性，教學(xué)結(jié)果就是學(xué)生對(duì)知識(shí)理解不深且不能靈活運(yùn)用。因此，改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式勢(shì)在必行。我院根據(jù)開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，采用不同的教學(xué)方法，如啟發(fā)式、示范式、討論式等。實(shí)驗(yàn)前學(xué)生必須做好預(yù)習(xí)，對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的目的、原理和步驟做到心中有數(shù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)思考題多加思考。上課時(shí)，教師通過(guò)提問(wèn)[6]來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，并根據(jù)提問(wèn)情況，對(duì)教學(xué)內(nèi)容有所選擇地講授，避免無(wú)重點(diǎn)的重復(fù)，提高教學(xué)效率。對(duì)實(shí)驗(yàn)操作，請(qǐng)2～3名學(xué)生課堂上示范演習(xí)，讓其他同學(xué)找出其正確和錯(cuò)誤的地方，然后教師再講解示范。這種糾錯(cuò)式教學(xué)可使學(xué)生普遍存在的操作問(wèn)題得到有效糾正。乙酰苯胺的合成有兩種實(shí)驗(yàn)方法：（1）冰醋酸法。（2）醋酸酐法。實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生查閱資料比較兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。用冰醋酸法分餾時(shí)溫度為什么要控制在100～110度之間，過(guò)高可以嗎？用醋酸酐法加入鹽酸和碳酸鈉的目的是什么？等一系列問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去思考。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，相鄰的兩組分別做冰醋酸法和醋酸酐法，這樣學(xué)生可以相互對(duì)比實(shí)驗(yàn)效果。在做肉桂酸合成實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)不同投料比、不同催化劑和不同溫度的正交試驗(yàn)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到肉桂酸的最佳合成條件。正交試驗(yàn)法有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和科研思路。
2.3利用網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)
[7]隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，其在現(xiàn)代教育中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。傳統(tǒng)授課方法無(wú)法將有些實(shí)驗(yàn)操作描述的很清晰，學(xué)生也不容易接受。我們教研室采用動(dòng)態(tài)PPT實(shí)驗(yàn)操作圖或教學(xué)視頻來(lái)講授實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生普遍反映良好。這種教學(xué)方式能將抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)變成生動(dòng)、鮮活的知識(shí)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范和失誤率大大減少。此外，某些實(shí)驗(yàn)因儀器特殊、藥品控制較嚴(yán)等原因而無(wú)法開(kāi)展，我們采用網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，學(xué)生看過(guò)講義后，在電腦上進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作并觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在進(jìn)行每步操作時(shí)，如果正確，可繼續(xù)進(jìn)行；若錯(cuò)誤，電腦會(huì)提醒學(xué)生該如何進(jìn)行，保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。網(wǎng)絡(luò)虛擬可模擬某些特殊實(shí)驗(yàn)，彌補(bǔ)了現(xiàn)實(shí)無(wú)法進(jìn)行的不足，有助于提高教學(xué)質(zhì)量。
2.4倡導(dǎo)綠色化學(xué)理念
[8]現(xiàn)在環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，已影響到人們的生活，而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的試劑和原料等都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，如果處理得不恰當(dāng)，危害更嚴(yán)重。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要有意識(shí)地引用“綠色”理念，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程體系，聯(lián)系相關(guān)實(shí)驗(yàn)，將上一實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物作為后面實(shí)驗(yàn)原料。為盡量減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的危害，在不改變實(shí)驗(yàn)的前提下，盡量采用小規(guī)格的容器，如采用50ml的圓底燒瓶做反應(yīng)裝置，大大減少原料和試劑的使用量。選用毒性小的溶劑代替毒性大的溶劑，如乙醇代替甲醇，甲苯代替苯等。乙醇、乙酸乙酯是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用比較多的溶劑，且可回收再利用。將回收的乙醇廢液經(jīng)蒸餾得到大約95%乙醇，可作為清洗劑，也可用于咖啡因的提取。對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物讓學(xué)生加以分類(lèi)、集中收集，倒入指定地方，最后由教師統(tǒng)一處理，避免有害溶劑腐蝕管道和污染地下水。
3完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系，綜合客觀(guān)評(píng)定學(xué)生成績(jī)
[9]以往實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要是根據(jù)學(xué)生上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)評(píng)定，從報(bào)告上無(wú)法了解學(xué)生對(duì)知識(shí)和操作技能的掌握情況，因此有必要建立一套能全面客觀(guān)綜合評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)的實(shí)驗(yàn)考核體系。綜合評(píng)價(jià)法可有效評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，主要從4方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核：（1）預(yù)習(xí)（占10%），主要考查學(xué)生預(yù)習(xí)情況，包括目的、原理等內(nèi)容；（2）實(shí)際操作能力（占30%），教師考查每組學(xué)生的裝置安裝和操作規(guī)范與否等；（3）考勤及紀(jì)律（占10%）；（4）操作考核（占50%），主要以抽題形式進(jìn)行，考查學(xué)生基本操作掌握情況。通過(guò)這一年的改革實(shí)踐證明：綜合考核方式更能引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視，更能客觀(guān)評(píng)價(jià)每一位學(xué)生。地方性院校本科藥學(xué)專(zhuān)業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目的就是提高學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的積極性，培養(yǎng)出具有技術(shù)應(yīng)用型潛力的優(yōu)秀人才。雖然實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革取得了一些成績(jī)，但是時(shí)代在發(fā)展，技術(shù)在進(jìn)步，教學(xué)改革也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，要積極吸取其他院校教改的成功經(jīng)驗(yàn)，不斷探索，不斷完善有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
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作者：毛東東 李麗麗 范衛(wèi)衛(wèi) 單位：平頂山學(xué)院