研究型医用化学实验课教学模式的构建与完善

曹海燕，孙燕华，张 毅，张 竹，田 禾，薛春兰

天津医科大学化学教研室，天津 300070

随着时代的发展和科技进步，社会对高等教育提出了更高要求。不仅要培养学生具有雄厚的基本理论知识，扎实的实际动手能力，还要在本科阶段即开始对其进行科研意识与科研能力的培养，为社会提供研究型、综合型高水平人才［1-3］。

传统的医用化学实验课教学模式注重知识的传承，但缺少对学生科研意识与科研能力的培养。针对这种情况，我们提出了研究型医用化学实验课教学模式，并在天津医科大学医用化学实验课教学实践中进行了有益的尝试。该模式将学习、探究、实践各环节有效地结合起来，充分激发学生的求知欲，发挥学生的主体作用，培养学生的科研意识和科研能力。目前，这种教学模式在国内同类医学院校中尚属首次。在具体的构建过程中，发现了很多特点，找出了符合实际情况的实施方案与改革措施，取得了一定的宝贵经验和体会，使得研究型医用化学实验课教学模式逐步完善。

1 研究型实验课教学模式的提出背景

医用化学实验课一般在医学院校的第一学年开设，是学生从高中进入大学后，接受系统的实验方法和技能训练的开端，也是引导学生从书本理论到科研实际迈出的第一步，应从一开始就注重科研意识的培养和科研能力的塑造，为后继学科的学习和将来从事科研打下良好的基础［4］。

目前，天津医科大学的医用化学实验课教学模式大部分仍沿袭传统的教学模式，即学生按照实验讲义设计好的内容按部就班地进行操作。每位学生的操作内容都是相同的，没有区别和变化，难以达到培养良好的科研意识与科研能力的目的。考虑到目前实验课课时紧，实验经费不充裕的实际教学状况，如何在有限的实验课时间里，利用现有的实验内容和条件，有针对性地进行合理安排与利用，以期达到理想的培养目标是一个非常实际的教学改革课题［4］。

研究型实验课教学模式的提出，是指导教师根据以往的教学情况，在常规实验课教学的基础之上，选择部分经典、成熟的实验内容，分小组模拟尝试科研思路与方法进行实验课教学，使学生通过一次普通的实验课学习，能更多地了解到对未知事物的认识过程和科学研究的一般设计思路，达到科研意识与科研能力的提高［4］。

2 研究型实验课教学模式的构建与完善

2.1 实验内容的选取与研究条件的设计

天津医科大学医用化学实验课学时在总教学学时中所占比例约为45%，每学期开设36学时，分9次完成，每次4学时。因最后一次实验课通常安排实验考核，所以，实际上只有8次实验课的时间。学生们要在这仅有的8次实验课时间里，完成教学大纲所规定的教学内容，达到既要掌握基本的实验原理，熟悉基本的实验操作，还要培养出一定科研能力的目的，时间是很紧迫的。每次实验课的内容不可能都按照研究模式进行设计，只能选取部分较适合的实验课内容进行研究型教学模式的尝试与摸索。

从选取原则上讲，主张选取经典的、富于变化的，条件改变起来比较方便、温和的，变化前后实验现象对比比较明显的及学生感兴趣的实验内容。

例如:《阿司匹林的制备》是一个经典的药物合成实验。阿司匹林又是一个常见的解热镇痛药，学生们在平时的生活中也接触过，甚至服用过。因此，在做到这个合成实验时，都很感兴趣。并且合成条件的变化也很丰富成熟，参考资料比较丰富，所需试剂并不特殊。因此，我们选择将其作为研究型实验课教学模式的模拟内容之一。

再如:《柱色谱》实验，以前我们选用中性氧化铝玻璃色谱柱分离两组混合物。一组是CrO42－和MnO4－，另一组是甲基橙和亚甲蓝。实验进行时，临时混合成待分离样品，再用中性氧化铝色谱柱依靠单一洗脱剂洗脱分开，属验证性实验内容。现在，我们改为天然色素的提取与分离。从天然植物胡萝卜中提取胡萝卜素，或从菠菜中提取色素并层析分离。层析过程中还涉及洗脱剂的转换，从而加深了学生对流动相极性与洗脱顺序的关系认识，大大提高了学生学习的兴趣。

《纸色谱》实验，将学生分成不同的小组，分别选择不同的流动相配制比例，观察实验现象的区别，总结实验结论。使学生了解最佳色谱条件是如何确定的，同时体会到流动相的极性对氨基酸样品点的比移值影响。如果依赖比移值进行定性鉴别的话，应与文献中流动相的配制条件相符等。

这些实验内容中实验条件的改变均比较好掌握，试剂不复杂、不特殊，能够在原有的实验课课时内完成，实验效果也比较好。而且使学生对科研有一个初步的了解和认识，培养了学生的科研理念。

2.2 课前部署

每次实验课仅4学时，时间很紧，课前做好充分的预习是上好实验课的基础。从前每次实验课都是按照教材书写的步骤按部就班进行，导致很多学生认识不到预习的重要性，经常是把教材照抄一遍，印象不深，流于形式，更谈不上以研究的态度独立思考进行实验了。现在要模拟科研的形式进行实验课教学，更需要指导教师提前部署，使学生明确实验目的。

例如:《纸色谱》实验，在该次实验课前2周就开始布置，教师提前简介纸色谱法实验原理，明确实验目的，便于学生在预习时理解，并依此比较和选择不同的色谱条件进行实验。同时指出新的教学方式:将学生分成小组自行查阅文献，一周后提出自己的设想，以及需要的试剂条件等。要求学生在设计时要考虑完成实验所需时间，控制在4学时之内。教师在布置安排时，可提前提出一定的思考方向做参考。例如:教材中展开剂中的甲酸的酸性比较强，能否用其他中性、廉价、温和的有机溶剂替代，还能达到理想的层析效果。再如:教材内容中设计的显色剂为茚三酮，具有一定的毒性，能否找到更加理想的显色方法等。以此为探究方向，请学生们查阅相关资料，提出设想。

实验设想需准备成打印稿或手写稿，后附参考文献。通过网络传至指导教师邮箱或上交教师办公室，由教师审阅后确定是否进行实际操作。

2.3 合理分组

指导教师应在课前部署环节就设计好合理的实验分组，根据所设计改变的实验条件明确各小组的实验方向。分组原则应便于在实验进行当中比较不同实验条件下的实验现象。所有实验情况可在整个实验结束后，再将全班实验现象、结果汇总起来，做一次较全面的讨论和总结。

例如:学校实验室内每一个大实验台两侧各6位学生，每侧分成2个小组，每组3名学生。我们设计如下:2组中一组为经典组，另一组为改革组。经典组按照原实验教材内容进行。因其为多年教学内容，成熟、易控制和掌握，其实验现象和实验结果可以用来作为改革组的对照;改革组按照自己设计的实验步骤，改变传统实验条件进行实验。

实验结束以后，我们将每个实验小组的产品分别拍照，课后将照片及数据结果传到班级公共邮箱，供学生们课后总结与讨论时使用。

2.4 课后总结与讨论

课后总结与讨论这一环节对于研究型实验课教学模式来讲非常重要。从学生层面看，只有认真比较不同实验条件下的实验情况与结果，通过总结与讨论，才能真正体会到科研的意境。从教师层面看，因学生的总结与探讨可能会涉及许多方面，很多内容未必是教师提前就能设想到的，由此可引发教师的深层思考，利用自己掌握的理论知识和科研经验，进一步的探究，在肯定正确的、否定错误的过程中，教学相长。

课后总结与讨论这一环节的实际形式主要体现在实验报告的书写方面，应突出“研究性”的特点。可设计结果对比栏，增加结果讨论内容，增加知识拓展模块等，使实验报告内容更加完整与丰富。学生在总结与讨论的过程中，锻炼了参考资料的检索能力，增加了阅读理解能力，丰富了课堂以外的知识，开阔了思维和眼界。

2.5 建立合理的考核标准

考核是实验教学中的重要环节，既是教学的指挥棒，也是督促学生认真学习的杠杆。考核的内容和形式，对于教师的教和学生的学两个方面都起着直接的、决定性的导向作用。考核标准的建立应客观、合理地反映学生的实验课学习情况，考核结果应公平公允，充分调动学生的学习积极性，促进实验课教学的良好完成。资料显示，国内医学院校医用化学实验课的考核体系大同小异，都有对应自己学校教学情况的传统教学模式的考核标准［5-7］。

天津医科大学以往的实验课成绩平时占70%，期末操作考核占30%。每次实验课的平时成绩以10分为满分计，由预习、操作、实验数据、实验报告、实验课纪律、卫生值日等环节综合评定给出。其中，实验操作与实验报告的书写所占比重较大，而预习、讨论等往往容易被忽视［8］。

在研究型实验课教学模式下，由于教学目标的多元化、探究内容的多角度等，使得教师对学生的考核和评价标准要做相应的调整，适当加重预习、设计与总结讨论的权重。使预习占30%，操作占30%，实验数据占5%，讨论总结占20%，实验报告占5%，实验课纪律占5%，卫生值日占5%左右为宜。预习与总结讨论的权重适当加重这一点要向学生明确，督促其认真完成，达到研究型实验课教学模式的改革目的。

3 改革效果

研究型医用化学实验课教学模式打破了原有的传统实验课教学模式，将使学生的科研意识与科研能力的培养融入到正常的教学秩序当中。不仅使学生掌握基本的实验原理和方法，而且还能使学生初步了解简单的科研思维模式和过程，达到科研意识与科研能力的培养目的。研究型医用化学实验课教学模式在现有的教学课时、进度、经费的基础上进行合理化改革，针对性强，符合教学规律，具有可行性和现实意义。

经过两个学期的教学实践，我们感觉，学生在查阅科研文献、设计实验路线等方面都得到了极好的锻炼，自主学习能力、实际操作能力、文字表达能力、团队协作能力等方面得到了很大的提升，为医学院校医用化学实验课的教学改革积累了有益的经验。

同时，研究型医用化学实验课教学模式是以培养学生科研意识与科研能力为主要目的的一种新颖的教学模式，应是以研究型教师队伍为支撑的［9］。该教学模式对指导教师提出了更高的要求，促使教师对所授课程内容进一步了解、认识和体会，将科研意识的培养融入到教学过程中，使教学过程科研化，科研活动教学化。这些都要求教师在指导学生的过程中，努力提高自身的学术水平与科研能力，学会创造性地组织教学，并将自己在科研中的经验运用到实验教学中，使教学相长。

高校肩负着为社会培养高素质、高水平人才的重责，在科技发展日新月异的今天，科研创新型人才的培养是至关重要的。研究型实验课教学模式能充分体现新的教育思想和教学理念，符合当前教学改革的要求，适应现在的社会需求及科技发展的需要，体现高等医学院校的办学职责，是需要长期坚持的改革方向［10］。

［1］潘燕霞，余涓焦，海霞.医学本科生科研素质培养的教学策略［J］.医学教育探索，2008，7(7):758-759

［2］吕俊杰，宗喜梅，曹晓峰.医学化学实验教学改革探讨［J］.山西医科大学学报:基础医学教育版，2008，10(2):168-170

［3］仇灏，王尉平，周迎会，等.高校研究型教学和创新人才培养刍议［J］.江苏教育学院学报:自然科学，2011，27(5):8-10

［4］谢月新，黄小益，谭乔来.研究型实验课教学模式的试验报告［J］.中国现代教育装备，2011，(1):126-128

［5］卑占宇，罗晓冰，李加林，等.药学专业有机化学实验考核方法的研究与实施［J］.实验室研究与探索，2008，27(10):132-135

［6］王新芳，董岩.对改革化学实验考核提高学生科研素养途径的探索［J］.时珍国医国药，2008，19(4):897-898

［7］孙莲，周晓英，刘海，等.医用化学实验教学改革探索［J］.中国民族民间医药，2011，20(16):63-64

［8］曹海燕，姜炜，薛春兰.医用化学实验考核评价体系的探讨与实践［J］.山西医科大学学报:基础医学教育版，2011，13(1):52-53

［9］袁方.大学研究型教学与研究型教师的培养刍议［J］.当代教育论坛，2011，(9):112-113

［10］王孝杰，邹晓蓉，李公义.大学化学研究性教学的实践探索［J］.高等教育研究学报，2011，34(B11):10-11，14