多媒体结合课题式教学模式在药物分析实验中的改革初探

翁文婷，雷健，谢晓兰，黄妙龄

(泉州师范学院 化工与材料学院，福建 泉州 362000)

0 引 言

课题式教学法(poject-basedinstruction)属于建构性的一种全新教学方式，最早是在1997年提出的一种教学方法[1].在整个教学过程中，针对具体课程内容，设计出一个个独立学习的单元内容，简称“课题”.因为每个课题是围绕着一个具有启发性的独立问题展开，要求同学们通过集体合作，对课题的内容进行多次探讨，分析课题中需要解决的问题、查找相关辅助材料、确定实验方案步骤，直至解决问题.通过这样问题的解决方式，学生们会更深刻地理解相应的概念、原理，从而建立良好的知识结构[2-3].

传统的药学专业的课程，如药剂学、药物化学、药物分析和中药提取工艺等课程的理论教学都是以课堂老师讲授为主，“填鸭式”的理论教学过程是被动学习过程.而配套的实验课程的过程教学又以验证性实验为主，同学们都是按照老师设计好的实验内容，按照具体可行的步骤逐一进行实验操作.因此，养成了过分依赖教师口头灌输式的教学方式，缺少独立思考的能力.导致在进行毕业论文设计教学环节时，出现基础实验操作不扎实，发现问题和分析问题能力缺乏等情况.这些现象都值得我们去思考，改革传统药物分析实验的教育模式与教学方法，引导学生开发潜能，探讨研究性教学法在药学专业实验课教学中的应用.本文结合“多媒体”视频演示方式和“课题式”教学模式，在药物分析实验中实施具体教学过程，总结经验，提出课题设计实验的教学方式改革思路.

1 传统药物实验教学存在的问题

药物分析实验是我校制药工程专业的专业必修实践课程，是一门综合性强的应用学科.它的任务是培养学生树立比较完整的药品质量观念和基础知识技能，综合运用所学知识分析药物的理化特性与分析方法之间的关系，研究控制药品质量的内在规律和方法，以及探索提高药品质量的有效途径.药物分析实验课程教学，往往局限在围绕中国药典的方法开展实验设计.虽然对国家药物检测法规的认识具有非常重要的意义.但是，学生容易形成“照方抓药”的学习方式，因而直接影响了学生的学习兴趣，教学过程缺少创新能力的开发.

根据本科制药工程专业的教学要求，我们对药物分析实验教学进行了多种方式的改革尝试.多媒体教学是一种集文本、图形、图像、动画、音频和视频等多种媒体形式于一体的教学方式.实验课的教学内容偏向于实际的操作练习，如果上课时采用大量的语言描述式教学，会让学生产生教学疲劳感，而且对具体的实验步骤没有细致的认识.如果教师可以利用多媒体教学演示和呈现实验的每个步骤信息、组织教学活动，辅助课堂教学.可以有效地提高学生的学习兴趣，形象地认识实验内容.另外，“课题式”教学方式对于实验教学的意义，不仅仅是帮助学生获取知识的方式和渠道，更重要的是能够有效激发学生的实践创新思维和主动学习探索知识的兴趣，帮助学生在理论知识的学习同时，亲自寻找解决问题的途径，从而引发整个学习方式的变革.

2 药物分析实验中“多媒体”和“课题式”教学方式的改进

2.1 验证性实验铺垫，精选实验内容

为了让学生巩固理论知识，增强实验操作技能.我们在药物分析实验内容设计上，先围绕中国药典规定的内容开设2～3个完整的验证性实验，让学生熟悉药物分析实验的基本过程，掌握一些大型仪器的使用方法，如紫外分光光度计、荧光分光光度仪、薄层色谱仪等，然后再进行课题式开放性实验教学.由于学时有限，无法开展大量的课题探索实验，根据本专业的特点和本学院的实际情况，以药物分析实验大纲为目标，药物分析理论为指导，增加实验的深度和广度，精选了一些探究全新分析方法的实验.比如硫酸奎宁的荧光分析法鉴别实验，根据硫酸奎宁在稀硫酸溶液中显示蓝色荧光的特性，将硫酸奎宁溶解于硫酸溶液中，采用三用紫外灯进行鉴别实验，荧光分光光度计进行含量分析实验.设计改进的实验新方法中，采用灵敏的荧光光度法测定硫酸奎宁的含量，避免使用传统的非水滴定分析方法中高氯酸和醋酐等有毒有害药品，又使学生在查阅资料的过程中学习到新的知识.这样，既注重理论与实践的有效结合，也开发了学生的灵活应用基础知识的能力.当学生了解所做的实验是实用性的科研课题后，表现出浓厚的兴趣，主观能动性大为增强.

2.2 注重国家标准方法和新型方法的结合

首先，按照学校教学大纲学时的要求，大的“课题式”实验在专业实验课程教学中开展较为困难，但发动学生对原有方法的小改进进行设计创新则是大有可为.课题的设立是以学生的主导性和课程内容为出发点，并以学生的基础化学知识水平进行综合设计.除了课题的研究方向确定后，课题的实验内容和具体步骤不做太多的限制或暗示，让学生对实验方案的设计有充分的发挥空间，鼓励学生使用网络和学校图书馆资源，查阅简单的背景资料和操作条件的基本要求，自主设计实验方案，对实验开展所需条件进行自主综合评价.

另一方面，改革后的“课题式”教学方式在重视学生的自主设计和方案探究能力的同时，并不是一味地强调学生的主体性自由，脱离教师的指导，而是要求教师在课题设定，方案制定和方法实施过程都要做到实时、合理的引导.整个课题运行过程需严格按照规范实验系统进行的安排，保证学生遵循科学合理的理工科研设计的程序.为避免学生的课题探究活动偏离课程教学内容，我们以中国药典中记载的国家标准方法作为依托，结合实验室配备的新型仪器，进行“课题式”教学方式展开实验过程.例如，酰苯胺类局部麻醉药盐酸利多卡因及其注射液的特殊杂质2，6-二甲基苯胺(DMA)的检查方法，在药典中记载的是配备紫外检测器的高效液相色谱法，但是因仪器要求较高无法在专业实验课程中实现具体操作[4].因此，基于DMA的乙醚溶液在305 nm激发波长下于324 nm处有最强的荧光发射，明显区别于利多卡因水溶液的荧光发射的性质，设计采用简易灵敏荧光光谱仪鉴别盐酸利多卡因注射剂中特殊杂质的新方法.学生通过对国标方法和自行设计方法进行实验方案的改进，所需实验条件温和，不需要特殊的仪器设备.既可以克服以往昂贵仪器的只演示不动手教学方式的缺限，又能让学生参与系统科研实验，动手能力有较大提高.

2.3 引入多媒体教学模式，增加实验课的科研含量

以往的实验教学过程是教师在上课前进行实验内容的讲解，将实验步骤一一列出，学生只需按照实验讲义一步步操作即可.这种教师牵着学生逐步走的教学模式，使学生学习积极性降低.听讲时无法形象理解重点的实验步骤，易出现思维疲劳，操作时照本宣科，应付了事，实验过程学生也学不到真正的知识和技能.为此，我们通过改进教学模式将实验内容大致分为以下4步进行：

(1)在实验开始前，教师先布置实验题目.课题题目通常是根据任课教师的前期课题研究而确定了可行性的内容进行设置，及时总结实验难点、重点预实验过程出现的问题.实验条件和仪器设备的安全可靠，实验耗时不宜过长，操作难度适中.这样题目内容相关实验才能顺利成功实施.然后让学生在课下根据所学知识查阅有关资料，寻找合适方法.教师鼓励学生根据药物的性质自己设计有新意的实验方案，并罗列所需试剂和仪器设备.例如盐酸利多卡因注射剂中特殊杂质2，6-二甲基苯胺的实验设计，是根据老师前期发表的科研论文确定的可行性方案[5].

(2)为了充分调动学生的学习自主性，在讲解基础实验步骤时，同步播放生动形象的慕课小视频，并组织学生开展翻转式课堂教学，将各种设计方案拿出来展开讨论，根据所查阅的相关的文献及分析原理，讲解设定方法的具体反应步骤，从不同的角度和学生来共同探讨、论证每种方法的优缺点，再将此实验方案与自己掌握的方案进行比较，最终确定一条安全、可靠、合理可行的实验路线.同样以利多卡因的特殊杂质检验为例，引导同学们分析利多卡因和杂质DMF两者性质差异，最后确定其在乙醚中具有不同的溶解度，从而可实现萃取分离的目的.

(3)对于确定的实验方案，要考虑实验的药品、仪器及实验步骤中容易出现的一些问题.开始实验前，在教师的协助下根据所选择方案准备仪器和药品，并自行安装仪器，配制药品，开展实验.合理安排实验时间，同时保证实验的效率和成功率，使学生在设计实验的同时又利用所学的知识来统筹安排实验，做到准确、合理、节省.同学们设计改用乙醚萃取DMF后采用光谱法的方案，相比于药典规定的高效液相色谱法，具有操作简单，灵敏高效等优点.

(4)组织实验完成后，教师通过实验过程操作的准确性与熟练程度，以及实验结果、实验态度、实验记录，实验报告分成5个成绩档次，每个档次有一个标准分值，进行综合评定.然后进行分析总结，与每组学生开展探讨，评比合成路线，总结成败得失.

通过这样“课程式”教学方式的改革，在学生设立新技术、新方法进行实验的过程中，学生可从中感受到专业知识在实际应用方面的优越性.在有效提高学生具有学习积极性的同时，拓宽了学生的思维，培养创新意识.使学生由被动接受实验操作流程的学习方式，向主动了解、掌握所需知识并进行创新性实践的学习方法转变.教学模式改进后，我们将科研带进了课堂，培养了学生良好的系统的科研素质和创新意识，锻炼学生具备最新前沿的药物分析实验操作技能.另外，通过实验过程对前沿文献的总结和方法把握，授课教师自身的科研水平和创新能力也得到相应的提高.

3 对药物分析实验“课题式”改革的设想

药物分析实验是在分析化学实验的基础上形成的专业实验课程，实用性很强，因此学生在掌握基础分析方法原理和实验操作技能的基础上，如果能按先验证后科研的顺序开展课程学习，循序渐进，逐渐使学生了解科研工作的基本思路，将是实验教学中的一种全新变革.经过两届本科毕业实习生的毕业设计课题的参与，已经取得了一定的成效，参与实验的应届生和毕业生进行交流，积极性、主动性、基本操作技能、创新意识和科研意识均得到了不同程度的提高.但是，由于教学大纲和教学学时的限制，可供学生选择的实验内容少；实验室的试验仪器不能完全满足开放性实验需要；有的学生设计的实验方法所需时间太长等情况的出现，限制了实验改革的进行.如果能将药物分析实验课程与教育实习内容相结合，将实验项目灵活安排在实习前后，通过药厂的实习经验的积累，有效地实施“课题式”实验内容.更好地将药物分析实验内容与科研接轨，具有实用价值；更有效地培养学生的创造性、能动性，不断完善药物分析实验课题式开放性实验的教学工作.