尉 艳, 李祥子, 冯志君
(皖南医学院基础医学部,芜湖241002)
关于医学院校化学实验教学的思考
尉 艳, 李祥子, 冯志君
(皖南医学院基础医学部,芜湖241002)
目前医学院校中,医用化学实验教学普遍存在实验内容设置不合理、学生学习积极性不高等问题。为此,文章从优化实验内容提高课堂教学效果和尝试引进医用化学实验前沿讲座作为课堂外有效补充两个方面进行了一些探索。以期让医学院校各专业学生从化学实验教学过程中体会到医用化学实验对专业学习的实用价值,提高学习化学实验的兴趣,从而提高化学实验的教学效果。
医学教育;实验教学;医用化学实验
化学是学习生物学、医学和药学的基础,所以学习这些专业时,往往要开设1-2个学年的基础化学课程。化学在医学和生物学上的最大体现就是:化学是研究物质分子的结构及变化,真正地从分子水平揭示生命的奥秘,每一个生命现象都是成千上万种生化反应的宏观体现。生化反应的研究进展离不开化学家们的伟大贡献,所以化学与医学有着息息相关的联系。具体来说,现代医学上用的许多药物都是人工合成的,这都要通过很多的化学过程来实现。另外,药物的作用机理也是化学的,药物在人体内是通过一系列化学反应来实现治疗的效果;同时,药物的副作用也是化学的,那是因为它在人体内发生了我们不希望的副反应,药品说明书上的关于该药品不能与某种药物混用的原理也是根据化学反应而来的,因而两种药物中的某些成分可能发生反应而使药物失效,同时生成的新物质还有可能会在人体内起副作用,所以医学院校开设化学及化学实验课,是很有必要的。总而言之,《医用化学》是医学生必修的公共基础课,是很多后续学科的基石,在医学教学中的重要性是不言而喻的。而化学又是一门以实验为基础的学科,化学实验是化学教学的一个重要环节,因此医用化学实验对医学生来说具有特别重要的地位,是医学、药学等专业十分重要的学习内容。通过实验教学,不仅可以验证相关理论知识,培养学生掌握化学实验的基本操作技能,更重要的是可以培养学生动手能力及观察、分析、总结和运用知识解决实际问题的能力,为他们今后从事医务工作打下一个坚实的基础。当前,高等医学教育面临的一项紧迫任务是培养具有创新思维能力和很强动手能力的医药复合型人才,因此,教好医学化学,重视实验教学、提高实验课教学质量和教学效果势在必行。例如皖南医学院90%的本科专业都设有医用化学实验课程,学时约占医用化学教学总学时的40%,考核成绩占化学成绩总评的30%,这说明医用化学实验教学的重要性已经得到充分的肯定。但在实际工作中,医学化学实验教学仍存在着不少问题。笔者结合当前医学化学实验教学的实际情况,就如何利用化学实验培养学生的思维能力及动手能力提出几点思考。
目前,受学科本位的课程观和教学观的影响,传统医用化学实验的选择较多注重化学学科的科学知识体系,且陈旧过时,学生很难从化学实验中体会到化学实验在医学中的实用价值,近而产生“学习化学实验对临床上没有用”的想法,使学生失去学习化学实验的主动性和积极性。学生学习医用化学实验的兴趣不高,就将直接影响医用化学实验的教学效果。在医学院校,除临床医学外,普遍还设有护理、口腔、麻醉、法医、影像、预防、药学、制药、药剂、卫生管理等专业。医用化学实验尽管是各专业必修的基础课程之一,但不同专业对化学实验知识、技能的依赖与需求却不尽相同。不同专业需求选择的化学方法不同,护理、麻醉、制药等专业侧重化学方法;预防、影像、法医等专业则侧重仪器方法。若从化学专业的角度来看,药学、制药等专业需求侧重有机化学实验;法医、预防、卫生管理等专业则侧重分析化学实验。虽然需求不同,但目前实际的化学实验课课程设置由于受到实验室和课时的限制,各专业所授实验的内容、方法却趋同,很难体现出专业区别。因此,笔者认为现行的医学院的化学实验教学内容需要改革。
(1)实验的内容的选择要与时俱进 目前,医学院校使用的实验教材虽然进行了多次修订,但实验内容并没多大变化。以皖南医学院为例,“分析天平的使用”这一实验,从1992年开始开设。在当时情况下,仪器是很先进的,由于有非常高的灵敏度,皖南医学院曾以能开设此实验为荣,但现在已过去近二十年,电子天平以其简便的操作、高的灵敏度及低廉的价格迅速得到普及,已经完全替代了分析天平,再开设此类实验已明显没有意义。因此,这类实验应该及时被更新掉。随着科学的发展,化学在基础医学研究中的地位越来越重要,学生有必要学习一些大型仪器的使用。因此,在条件允许的情况下,应该增设一些演示实验,如液相色谱、紫外分析、荧光色谱等[1]。并且在实验课内容的设计上尽量让学生在整个化学实验中学到当今化学实验常用技术,这样不但可以使学生了解当今化学实验技术的新发展,而且能培养学生对新事物的浓厚兴趣,极大地激发学生的学习兴趣与创造热情[2]。
(2)实验的开设要体现医学专业特色 与其他普通全日制大学本科院校的化学实验课不同的是,医学院校的化学实验课的开设除了基础化学实验内容之外,还应该体现医学院校的特点,即教学内容应与医学知识紧密联系,要结合医学实际,多增加一些化学与医学相关的实验项目。比如引导学生利用化学方法检测医学相关对象,或是指导学生运用化学手段对一些简单易得的药物分子进行制备。让医学生认识到一些医学的问题和现象必须从化学的角度、运用化学的知识和手段来解决,让学生切实理解“21世纪,化学将涵盖医学和化学间的任何一件事情”这句话的深刻含义。
美国教育家布朗认为:“学习的环境应放在真实问题的背景中,使它对学生有意义”。这里“真实问题背景”可以看作学生的实际专业背景以及将来工作中可能碰到的实际应用。化学实验内容尽可能地与专业背景相匹配,体现专业特色,学生才能体会到化学的实用价值,认识到学习化学实验课的重要性,学生才能愿学、乐学。要根据专业特色选择实验内容,例如:对法医专业,需要加强分析实验的内容,其中包括无机有机定性、定量分析、仪器分析、光学分析等。条件允许的情况下,可以增添液相色谱、荧光色谱等大型仪器的实验;在给药学和制药专业学生开设的实验课中,可用与药学专业相关的安息香合成实验来代替有机化合物性质验证实验[3],给学生提供更多的综合实践机会,为他们学习药物化学课程打下基础。
为了更好地体现医学专业的特点,化学教师主动加强自身医学基础知识的培训也是非常重要的,只有加强培训,才能有针对性地设计出体现医学特色的实验内容。虽然医学院校的化学教师大多来自综合性大学院校化学专业,对医学知之甚少。但是可以利用身处医学院校的优势,去其他教研室补充学习医学基础知识,并与化学相结合,建立一些化学与医药学、生命科学相关的实验项目,例如:全血、血清、血浆和去蛋白血浆的制取实验;血液样品中无机离子、有机小分子等待测物含量测定实验;采用紫外可见分光光度计等精密仪器对生物样品中物质含量进行测定的实验;茶叶中提取咖啡因、植物色素的薄层色谱分离等与医药学有关的实验内容[4]。通过增加与医学相关、应用性强的实验,让医学生明确学习化学的目的,强化他们头脑中化学的重要性,激发他们学习化学的兴趣,以提高实验课教学质量。
有了合理的实验内容,要想取得良好的教学效果,还要注重教学方法以确保实验课顺利、有效地进行。为了更好的提高实验教学效果,应该做好以下几个方面工作。
(1)精心组织,充分准备 做好化学实验课准备工作是上好实验课的前提。授课教师不仅要做预试实验,实验员也要认真检查仪器和药品的配备。在实验准备阶段,教师应先通过预试,及时发现问题并解决之,以确保实验能顺利进行。另外,实验老师要对实验中可能出现的安全问题做出评估,并提出安全要求和教会学生在发生事故时的处理办法,确保学生能顺利、安全地完成实验并达到实验目的。
(2)演示、指导,提高动手能力 为了规范实验操作,不让学生养成不良的实验习惯,指导老师应认真规范地进行基本仪器使用的示范性操作,并讲清有关操作原理。让学生不但知道应该怎么做,而且知道为什么要这样做。在此基础上进行相关练习,并在后续的实验中加强巡视指导,及时纠正错误操作,培养学生的动手能力[5]。这个部分可以结合计算机多媒体技术,开设仿真性、互动式医学化学实验,模拟进行毒性强、周期长、危险性较大以及试剂、设备较昂贵的实验,达到了传统教学手段达不到的教学效果[4]。化学实验具有很多不安全因素,许多易燃、易爆、有毒及危险化学品的不当使用会造成实验事故,但学生对实验事故的认识往往仅停留在教师说教或课本层面。利用计算机多媒体技术可仿真错误操作后造成的严重后果,生动形象。如演示错误操作浓硫酸稀释的危险性,使用计算机软件模拟出不当操作将水倒入浓硫酸时的沸腾和溶液四溅现象,会加深学生对这一操作的感性认识,对实际操作产生良好的指导作用。还可以利用计算机多媒体技术对实验现象不易观察到的,如电解实验微观过程、电泳现象,进行模拟演示或模拟放大实验的过程,以取得良好的教学效果。
(3)启发、引导提高解决问题能力 在此基础上,教师可另行安排时间让学生根据所学化学知识选定实验,独立完成整个实验过程,以培养学生独立思考和动手的能力。在此过程中,教师可根据学生需要提供仪器和药品,对学生实验过程不加干涉,放手让学生自己去设计实验、动手操作实验、观察实验、记录现象,并查阅资料分析实验,以培养学生的创新能力和实践能力。要允许部分学有余力的学生自己设计并进行实验,以满足其求知欲,并进一步发展其实验探究能力。但是教师要全程关注学生的实验活动,避免出现意外事故,确保学生安全。
制定严格、完善的实验考核体系是提高实验课教学质量不可缺少的部分。为了实现教学效果,建立合理有效的实验考核方法是极其重要的。以前,医学院校医用化学实验考核多是以知识型检查为主,随着教学改革的发展,已不能完全体现医学生的综合素质。为了体现医学生知识应用能力,强化考试对教学的监控和引导作用[6],我们需将单一形式的考核变为多种形式的考核,将考核成绩细化,建立公平、公正、操作性强的考核。实验考试不仅要考核学生的基本操作技能,更重要的是要考察学生分析、综合、应用的能力。实验考核内容应包括实验预习情况、实验纪律、出勤情况、实验操作、实验报告以及实验考试。为了提高考核的公正性,每个实验班可由两位授课教师负责,在实验过程中,两位教师全程巡视学生实验操作过程,给予评价。另外,实验成绩所占比例也可相应提高。这样将有利于学生在实验过程中遵守操作规程,认真完成实验。
未来医学药学的发展特点是各学科相互交叉和相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。面对生命科学、医学、药学等学科的迅速发展和人类的新要求,医用化学实验在不断地创造出新物质、新技术、新方法来满足人民的物质文化生活,造福国家,造福人类。这项实验教学的内容并不是让学生去做具体的实验,而是在课堂之外邀请国内外医学化学领域的著名专家学者结合各自不同的研究方向开展讲座。讲座的内容是他们通过医用化学实验所取得的最新研究成果,为学生提供丰富、有益的接触学科前沿和发展动态,培养学生知识面和国际视角,提高学生进行科学研究的兴趣。
结合自己的研究兴趣,笔者以生物医学电化学为例具体谈谈医用化学实验前沿讲座的重要性。生物医学电化学是根据生命科学中分析检测的特点、需求和重大应用基础科学问题,立足于分析化学,定位于生物分析化学的基础研究,即抓住从生物体系中提取信息这个“核心”,聚焦于生物物质测试方法学的基础研究。例如,免疫分析新方法与肿瘤标志物检测。应根据免疫分析及其临床实验诊断中存在的关键问题,通过临床医学、临床免疫学和材料科学与分析化学的有机结合,开展一系列肿瘤早期诊断的研究工作。又如:电化学免疫检测新方法与传感器件。可将量子点独特的发光性能、电致化学发光检测技术的高灵敏性和免疫反应的高选择性相结合,采用量子点电致化学发光免疫分析新方法和多功能、高灵敏的光电双通道检测的免疫传感新技术。从而设计一种新颖的用于标记信号抗体的葡萄糖氧化酶功能化纳米复合物探针,并以此作为夹心免疫分析的示踪标记物,在化学电极上实现对肿瘤标志物的高灵敏、多通道检测。所建立的这些方法具有步骤简单,稳定性好,灵敏度高,试剂用量少,成本低和分析时间短等优点。这种形式的讲座避免了单纯枯燥的说教,让具有医学背景的学生不仅可以了解到自己所学习的专业的最新发展,又能意识到化学实验的重要性。通过这些讲座,学生还可以了解到医学领域一系列重大的挑战性难题,这些难题迫切需要化学家在更高层次上进行化学的基础研究和应用研究,发现和创新出新的理论、方法和手段,并从学科自身发展和为社会服务两个方面不断提出新的思路和战略设想,以适应21世纪科学发展的需求。
综上所述,为了提高医学院校的化学实验教学效果,首先要确定合理的实验内容,内容应及时更新,因专业制宜;其次要充分准备,确保实验课的顺利实施;最后要建立完善的考核体系,提高实验课教学质量。课堂之外,可以尝试开展医用化学实验前沿讲座,提高学生医用化学学习兴趣。
[1]马豫峰,唐中坤.医科院校医用化学实验教学改革初探[J].山西医科大学学报,2009,11(4):456-457.
[2]宋 岚,张彩平,乔新惠,等.在生物化学实验教学中培养医学生的创新素质[J].实用全科医学:2008,6(3):272-273.
[3]吴运军.医学院校有机化学教学改革探索[J].卫生职业教育:2010,28(9):97-98.
[4]刁海鹏,王凤威,张持晨,等.医学化学实验教学改革的几点思考[J].山西医科大学学报:2009,11(1):71-73.
[5]赵鹰燕.如何提高职中护理专业的化学实验教学质量[J].考试周刊,2009,(12):161-161.
[6]杨俊松,李文戈.医用化学实验教学改革探讨[J].山西医科大学学报,2010,12(1):62-64.
Reflections on the Teaching of Chemistry Experiment in Medical Colleges and Universities
WEI Yan, LI Xiang-zi, FENG Zhi-jun
(Department of Basic Medical Sciences,Wannan Medical College,Wuhu 241002,China)
Currently,there exist some problems in the teaching of medical chemistry experiment in medical colleges and universities,such as the unreasonable experimental content and the poor leaning motivation of students.Some countermeasures are proposed in this paper including improving the teaching efficiency by optimizing the experimental content and developing the lectures on frontiers in medical chemistry experiment as the effective extra-curricular supplement.These means will help the students to understand the practical value of the medical chemistry experiment to their leaning of medical subjects,and arouse their interest in learning chemistry experiments so as to improve the teaching efficiency of chemistry experiment.
medical education;experiment teaching;medical chemistry experiment
R 313
A
1008-3634(2011)05-0132-04
2011-09-09
安徽省高等学校省级教学质量与教学改革工程项目资助(20100618);皖南医学院教学研究项目(2010jyxm)
尉 艳(1977-),女,安徽芜湖人,副教授,博士生。
(责任编辑 张和平)