吴允凯,杨 帆,宋梦梦,解永岩,汪显阳
(安徽医科大学基础医学院,安徽 合肥 230032)
药学专业认证背景下构建基础、应用和研究性化学实验教学体系
吴允凯,杨 帆,宋梦梦,解永岩,汪显阳
(安徽医科大学基础医学院,安徽 合肥 230032)
针对药学专业课程体系特点和药学专业化学实验课程教学改革目标,构建基础、应用和研究性三位一体的新型化学实验教学体系,优化实验教学内容,改进教学方法和手段,培养学生基本技能、创新思维和协作能力。
药学专业;化学实验;教学体系
开展药学专业认证符合国际高等药学教育发展趋势,符合我国高等药学教育可持续发展需要,符合院校提升专业办学质量内在要求[1]。无机化学、有机化学、分析化学、物理化学是药学专业的一系列重要专业基础课程,对药学专业课程教学起到了先导和奠基作用,其教学效果关系到整个药学专业的教学进程。而化学实验课与理论课一样,是提高药学专业学生对化学基础课程学习兴趣的重要环节,也是培养学生基本操作技能、独立分析和解决问题能力以及创新精神的重要手段。化学实验教学如何主动适应时代要求,满足新世纪高素质、创新型药学人才培养需要,是我们必须研究和探索的课题[2]。
传统实验教学体系主要存在以下问题:对实验教学重视程度不够,忽视对学生实验技能的培养,实验教学方法单一,实验成绩评定方式不合理等。实验教学目标多数仍停留在“三基”层面,即要求学生掌握实验基本原理、基本知识和基本操作,规范操作得出正确数据和结论。这导致“照方抓药”式实验过多,实验时间短、内容少,简单化、规程化问题突出,缺乏专业特色,对学生没有吸引力[3]。
目前安徽医科大学对药学专业化学实验课程进行了较大幅度的调整。无机化学实验由24学时调整为27学时,有机化学实验由30学时调整为63学时,分析化学实验由24学时调整为45学时,物理化学实验由18学时调整为27学时。旨在进一步加强学生创新精神和实践能力培养,提高学生综合素质。
为适应教学学时变化、转变实验教学指导思想,我校化学教研室积极探索,努力构建基础、应用和研究性三位一体的新型化学实验教学体系。实验教学目的是在巩固“三基”基础上,进一步强调对学生信息获取和加工能力、实验设计能力、整体安排和有序操作能力、观察能力、分析和综合能力、预见和判断能力、归纳和提高能力、总结和评价能力、协调合作能力等综合能力培养。
为此,我们必须重视化学实验教学改革,整合优化实验教学内容,创新教学方法,制定科学考核评价办法等。目前,针对有机化学实验学时调整和教学改革需要,我们增加了橙皮中柠檬烯的提取,壳聚糖的制备和纯化,环己酮的制备,乙酰水杨酸的制备、纯化及分析等综合设计性实验,同时建立了实验成绩评价体系指标。2014年暑假探索了新分析化学实验项目(包括水质分析和药物分析),为分析化学实验开设奠定坚实基础。
(1)注重技能训练,加强学科联系。在无机化学实验教学体系中精选一部分有代表性的验证性实验(如缓冲溶液配制及性质实验,BaSO4溶度积常数测定)供学生操作练习,以巩固实验基本功。同时开设综合设计性实验,如葡萄糖酸锌制备实验,包含制备、分离、纯化、定性检验、含量分析等操作,其中制备和定性检验使学生掌握了无机反应特点和无机化合物定性检验方法,含量分析使学生掌握了配位滴定的基本原理及滴定分析方法的操作流程。同时葡萄糖酸锌作为补锌制剂,其生理生化作用可以与生物化学、药物化学、药理学和药剂学等紧密联系。
(2)优化教学内容,培养创新人才。应基于应用型现代药学人才培养要求,构建一套教学内容新颖,验证性、综合性、设计性和自主性相结合,培养学生创新思维、协作能力的化学实验课程教学体系。基础性实验和综合性实验相互交错、相互融合。如茶叶中提取咖啡因可分为提取、浓缩、纯化(包含固液萃取、常压蒸馏、减压蒸馏、升华等操作),橙皮中柠檬烯的提取可分为水蒸气蒸馏、提取、定性分析(包含液液萃取、常压蒸馏、水蒸气蒸馏、折光率测定、旋光度测定等操作)。这样有助于增强学生实验兴趣,不仅使学生掌握了有机实验的基本操作,还提高了分析、解决问题能力。
(3)发挥学生主体、教师主导作用。分析化学实验包括化学分析实验与仪器分析实验两部分,其中化学分析实验涉及的基本操作、基本技能较多,实验操作正确与否直接影响着实验结果的准确性。因此,教师授课时的规范化示范操作很重要,要从实验准确性、实验习惯等方面严格要求学生,使其养成正确操作习惯。仪器分析实验所用大型仪器(如气相、原子吸收光谱仪、红外光谱仪等)数量较少,这类实验过去多由指导教师进行演示,学生几乎没有实际操作机会。为解决这一问题,我们采取学生分组实验方法,每组约10人,在教师讲解、演示时每一名学生都能看到,实验时每一名学生都有机会操作仪器(如原子吸收光谱法测定发样中的微量元素实验,教师在讲解仪器基本原理及结构后,要求每一名学生配制标准系列,测定样品含量),不仅解决了大型实验仪器少、学生没有机会操作的问题,还为学生后续课程学习及未来工作打下良好基础。
(4)转变教学理念,注重创新思维。增加一些与药学专业相关的、具有探索和创新意义的实验。如物理化学实验增加药物稳定性预测类实验,形成以基本实验技能训练为基础、以综合实验能力培养为主线、以创新能力培养为目标的药学专业物理化学实验教学新体系。该体系分为3个层次:①基本实验技能训练,内容包括基本物理量的测量原理及相关实验技术、误差分析、实验数据表达等,着重于物理化学实验基本功训练;②物理化学基本原理运用能力培养,包括化学热力学、化学动力学等经典实验内容,通过实验训练使学生对物理化学基本原理和实验技术有更深入的理解;③物理化学原理在药学专业中的运用能力培养,通过综合性、设计性实验,发挥学生主观能动性,用所学理论知识和实验技术解决药学实际问题,培养学生解决问题能力和药学科研能力。
(5)将药学与化学相联系,运用以问题为引导的实验教学方法。注重提供给学生思考的内容、机会和方法,使动手与思考结合起来,培养学生分析和解决问题能力。关注药学领域发展前沿,将药学实例和药学研究思维融入物理化学实验教学,为高素质药学人才培养发挥积极作用。
(6)对教学效果进行分析,根据学生学习兴趣、动手能力、调查研究、实验成绩等进行综合评价[4]。建立科学合理的药学专业实验教学考核评价体系。传统的化学实验不是一门独立的课程,只凭实验报告与一次技能考核来确定学生的实验成绩,且只在相应化学成绩中占30%。现在,化学实验成为一门独立的课程,我们对实验考核制度进行了改革,具体见表1。
表1 化学实验考核内容
(1)以“加强基础训练,注重能力培养,强调素质提高,突出创新意识”为原则,精选化学实验内容,并进行大幅度调整。有机化学课题可新增一些综合性实验,如环己酮制备,即实现了回流、蒸馏、液液萃取等基本技能训练,又通过设计合成路线、优化实验条件、产品定性检验,突出了创新意识和科研意识培养。
(2)开设应用性、设计性、综合性、研究性等多层次实验,通过特色实验,提高学生科研能动性。分析化学可新增一些应用性实验,如水质分析设置了电化学分析氟离子含量测定,紫外分光光度法分析硝酸盐氮,可见分光光度法分析Fe含量,原子吸收分光光度法分析微量元素Cu、Zn、Mn含量。这些实验一方面具有很强的实用性,如玻璃仪器洗涤和样品处理方法在学生未来工作和科研活动中实用性非常强,另一方面也拓展了学生的科研思维。
(3)对教学方法进行研究,探索符合药学专业学生学习特点的教学方法,在实验教学中增加了讨论内容。教师课前精心准备问题,在课堂上适时提出问题让学生分组讨论,如乙酰水杨酸制备和分析实验,可以提出乙酰水杨酸在临床上有哪些应用价值、乙酰水杨酸有哪些相关衍生物及其作用机制等问题。这种灵活的互动形式充分调动了学生积极性和主动性,体现了以教师为主导、学生为主体的教学原则。
(4)建立药学专业化学实验教学质量评价和考核体系。特别注重对实验课堂教学效果的监督考核,将教师教学思想、教学内容、教学手段、教学方法、教学效果作为重点考核内容。要制定明确的药学专业化学实验实践教学环节质量标准,还要注重考核教师对药学专业学生课外自主实验能力培养的情况。
(5)关注绿色化学,推进教学实验微型化,注重培养学生环境保护能力[5]。有机化学实验所用的许多药品都有毒性,在有机化学实验教学过程中,不仅要求学生实验前须查阅资料,了解实验所用药品的毒性和应急处理方法,而且要求教师在授课过程中进行绿色化学渗透,讲解每个实验中所用药品的毒性、污染机制、过程及可能造成的危害、如何预防等,避免药品使用不当对自身及周围环境造成危害。微型化学实验是近年来国内外迅速发展起来的一种新型化学实验方法,是今后化学实验改革的方向。如甘氨酸制备实验,我们对实验教程的试剂用量做了相应调整,其优点是减少试剂用量、节约实验经费、减轻实验员工作量、缩短实验时间、减少废液量、有利于保护环境等。
(6)开放式实验教学。开放式实验教学是转变教育教学观念、深化实验教学改革、提高实验教学质量的一项创新工程,是培养大学生实践能力、创造能力、就业能力、创业能力的重要途径[6]。开放式实验教学从培养学生创新思维和创新意识出发,结合与某个领域相关的理论知识,采用科学思维方法,强化学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题能力,将理论与实践紧密结合起来。以大学生科研创新计划、课外科技活动、科技制作、科技竞赛等为载体,实行实验室、实验时间、实验内容开放,以方便学生实验的灵活开展,促进学生综合素质的开发与提高,促使学生积极参与科研、科技活动,解决生产实践中的实际问题,培养创造意识和动手能力。
(7)形成系统模块化实验体系。如分析化学主要设置的三大模块:第一模块为滴定分析,包括酸碱滴定的药用混合碱分析,氧化还原滴定的维生素C含量分析和半微量滴定的磷酸电位滴定。第二模块为水质分析,包括无机非金属指标(电化学分析氟离子含量测定,紫外分光光度法分析硝酸盐氮)和金属离子指标(可见分光光度法分析Fe含量,原子吸收分光光度法分析微量元素Cu、Zn、Mn含量)。第三模块为药物分析,包括安钠咖注射液含量分析,复方阿司匹林成分分析。
综上所述,药学专业化学实验应该立足于药学专业,在教材、教学体系、教学内容等方面进行全面改革,从而激发学生实验兴趣,培养爱思考、勤动手等科学研究基本素质。创新药学专业人才培养研究和实践,为社会培养更多更好的应用型人才,为我国高等教育发展、人才培养和社会进步做出应有的贡献。
[1]樊陈琳,徐晓媛,吴晓明.对我国药学专业认证试点的探索与研究[J].中国高等医学教育,2010(2):30-31,41.
[2]权奇哲,袁立莉.高等院校创新教育模式的构建与优化[J].沈阳师范大学学报:社会科学版,2013,37(6):145-147.
[3]张六一,饶通德,黄怡民.深化分析化学实验教学改革 培养创新型人才[J].重庆三峡学院学报,2012,28(3):125-126.
[4]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,2010,27(10):132-135.
[5]邹敏,游文玮,唐中坤,等.药学专业无机化学实验教学体系改革[J].西北医学教育,2007,15(3):524-526.
[6]李泳,洪鹏志,张兆霞.探究开放式化学实验教学培养大学生的能动性[J].中国现代教育装备,2010(13):81-83.
G420
A
1671-1246(2016)11-0108-03
注:本文系安徽省教育厅教学研究项目(2015jysm711);安徽省大学生创新创业训练项目(201510366071);安徽医科大学校级教学研究项目(jyxm2014015)