基于创新能力培养的药学类专业有机化学实验教学体系研究

付 蕾，张 超，周媛媛，张立剑，张春晶，黄楠楠，富 波，贾力维

(黑龙江中医药大学 药学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

创新能力的培养是高等教育中素质教育的核心，教育部在“新世纪教改工程”中提出了新世纪人才培养的宗旨，即：注重学生综合素质的提高，培养学生的创新意识和实验能力[1-2]。作为新世纪创新人才培养过程中不可缺少的重要组成部分，有机化学实验教学不仅是有机化学理论教学的重要延伸和补充，更是培养学生动手能力、创新思维和创新能力的重要途径。

有机化学实验在药学类专业中是一门实践性较强，应用范围较广的基础课，其内容与药学类专业各领域相互交叉渗透，是后续学习专业课的基础。传统有机化学实验内容陈旧且验证性实验偏多，缺少综合设计性试验和研究创新型实验，不利于学生创新能力和综合素质的培养[2-3]。

为此，我们结合药学类专业特色，对有机化学实验课的教学内容进行了优化，并对教学方法进行了改革，构建出具有药学类专业特色的“基础操作型→综合设计型→研究创新型”多层次有机化学实验教学体系。几年的实践和推广证明，药学类专业特色有机化学实验教学体系能够激发学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性，循序渐进地培养学生的创新意识，创新思维，对学生创新能力的培养和综合素质的提高起到了积极地推动作用。

1 基本操作验接触“药”，激发创新意识

基本操作实验是有机化学实验课的基础，对学生创新意识和创新思维的培养起到至关重要的作用[4]。

传统的基本操作实验内容在大多数实验教材中都是通用的，不具有药学类专业特色，学生觉得这些实验内容较枯燥且与药学类专业没有太大联系，便失去了做实验的兴趣。为此，我们对实验内容进行了调整，将药学类专业特色融入有机化学实验，让学生在完成基本操作实验的过程中接触药，如：将熔点测定实验中的被测药品换成局麻药物普鲁卡因，消炎药盐酸环丙沙星和退热镇痛药物阿司匹林等；将水蒸气蒸馏实验改为从橙皮中提取桔油香精；将萃取实验改为从健脾开胃药物六神曲中萃取抗菌活性成分[5]。通过这些实验的开展，学生在牢固掌握基本操作的同时，又学到了与药学相关的知识，学习兴趣大大增加，创新意识和学习主动性显著增强。

2 综合性设计型实验围绕“药”，培养创新思维

基础验证性实验在内容上多为经典实验，其特点是实验条件比较成熟，实验内容也较为完善，反应所涉及的每个步骤及其实验现象在教材上都讲解的很详细。课堂上，学生经常是“照方抓药”来完成实验，而对实验原理不认真思考，对实验现象不认真观察，对所得的实验结果不进行认真分析，甚至在实验报告中拼凑数据来应付教师。这种落后的实验教学模式严重抑制了学生创新意识和创新思维的发展，不利于对学生创新能力的培养。因此，我们将验证性实验比例由原来的60%压缩到35%，将综合设计性实验比例增加至30%。

综合设计性实验指的是：在实验前，先由教师给出实验题目，学生按照实验目的和条件，查阅相关资料后自行设计实验方案，并综合运用本门课程所涉及的理论知识、实验方法和实验手段来独立完成实验。例如，止咳祛痰药物“止咳酮”(4-苯基-2-丁酮)的合成实验设计：工业酒精→无水乙醇→乙酸乙酯→乙酰乙酸乙酯→“止咳酮”(4-苯基-2-丁酮)，通过串联实验，将原本相互独立的多个实验组成一个系统化的实验，使前一个实验的产品成为后一个实验的反应原料，将化合物的制备→分离→纯化→结构表征作为一个有机的整体，实验所涉及的基本操作全面，知识面广泛。而且，每步实验所得的产品都能够被下一步实验循环利用，节约了药品的同时，也减少了对环境的污染。更重要的是，为了得到最终产品，学生在实验前必须查阅大量资料，深入研究实验原理和实验方法，实验过程中必须认真观察实验现象，严格控制每一步操作，并积极思考解决方案，才能保证实验的顺利进行。通过综合设计性实验训练，学生既夯实了基本操作技能，又能理论联系实际，举一反三，团队协作能力能力显著增强，创新意识和创新思维得到进一步发展[6-7]。

3 研究创新型实验改造“药”，提高创新能力

研究创新型实验是药学类专业特色有机化学实验教学体系中第三层次的实验。在内容上，是化学、药学、生物、医学、信息学等相关领域知识的交叉融合，在操作上，则是多种实验技能和技巧的综合应用，具有一定的开放性、应用型和前沿性[8]。

学生创新思维和创新能力的形成离不开大量的科学实验和实践，我院拥有一批高学历、高水平的研究生导师，为了充分利用这一优势，我们将学生分成若干小组后，分配到相关导师的科研室，由导师带领学生参加各种科研实践活动，用科学的研究方法来引领实验教学。

为确保实验内容的新颖性和前沿性，我们开设的每一个研究创新型实验，都安排一个与化学和药学知识相关的小型科研题目。如：新型抗肿瘤药物--大环二芳基庚烷类化合物枫杨素的合成；非专利药物的制药工艺改造等。

为了增加实验的探索性，在布置实验题目后，教师可以启发学生根据实验的目标以及现有条件，对原有实验内容进行适当的改进和补充。课下，学生独立查阅国内外相关文献，自行设计实验方案，并对其可行性进行分析和讨论。课堂上，每组选出一名代表向全体同学陈述自己的实验设计，其他同学可对其观点加以补充或提出质疑[9]。在整个讨论过程中，教师主要起到引导和启发的作用，帮助学生发现问题，通过讨论来探究答案，并鼓励学生勇于创新，从而使学生的求知欲被大大激发，主观能动性得到充分发挥，创新能力得到充分的培养。

4 引入“绿色化学”实验

随着现代科技的迅猛发展，环境保护问题日益受到人们的关注，然而，有机化学实验所使用的多数试剂均具有毒性，实验过程中产生的废气、废液及固体废物对环境和师生的健康造成了严重的影响。如何对有机化学实验进行绿色化改革，减少其对环境的污染是化学教育工作者所面临的严峻挑战[10-11]。

近年来，我校将“绿色化学”作为有机化学实验的指导思想，并结合药学类专业特色，对绿色化学实验进行了探索，取得了良好的效果。除了通过删除醛酮的化学性质、芳烃的化学性质、胺的性质等对环境和师生健康影响较大的验证性实验、替换污染严重的制备实验、串联序列化合成实验、开设微型实验等方式实现有机化学实验的绿色化，为了激发学生的学习兴趣，进一步培养学生的创新能力，我们鼓励学生通过改造现有的实验仪器来实现有机化学实验的绿色化。通过绿色化实验教学改革，在培养学生环保意识和创新能力的同时，也使学生充分认识到：“绿色化学”是“防”，消除对环境的污染是“治”的关系，从根本上切断了污染源，保护了环境。

5 结论与展望

药学类专业特色有机化学实验教学体系已应用于我校2010～2018级药学类专业本科生的有机化学实验教学当中，几年的教学实践表明，四个层次实验的开展，在夯实学生基本操作技能、培养学生严谨求实工作作风的同时，充分调动了学生的学习积极性，有利于学生动手能力、观察能力、发明能力和创新能力的培养。“教育是立国之本，创新是发展之源”我们将继续遵循“以学生为主体，教师为主导”的教学理念，在今后的教学工作中进一步完善有机化学实验教学体系，努力培养出更多适应社会和时代发展需求的复合型创新人才。