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药学院校化学实验模块教学改革与实践

 论文栏目:化学实验论文     更新时间:2018/12/6 16:32:03   

摘要:为了克服高职院校专业基础课课时数少的矛盾,把专业基础课―基础化学、有机化学、分析化学的实验内容从理论课中分离出来,有机整合,形成“模块化”的化学实验课程新体系,避免各化学实验内容重复操作的现象。形成的“模块”实验内容在我校“创新班”进行试点,学生被动参加实验课的现象消失了,主动参与意识增强了,动手能力和创新意识得到了提高,团认合作精神得到了提升。

关键词:化学实验教学改革;模块整合;化学实验新课程;独立开课

化学基础类课程是医药院校学生必修的专业基础课,而化学实验更是化学基础类课程重要的教学环节,通过实验操作和直观的实验现象不仅可以培养学生基本操作技能和观察、分析问题的能力,激发学生学习的兴趣,还能帮助学生加深对理论知识的理解,提高学生理论联系实际和创新思维的能力,更是学好后续专业知识课程的保证。

1高职院校化学实验教学现状

由于高职院校学制短、课程内容多,药学院校的化学又是各专业学生必须学习的专业基础课,所以就存在着:1.1专业基础课课时数的有限性由于高等职业院校推行的是:以就业为导向,以能力培养为重点,与生产劳动和社会实践相结合的办学模式,带动专业建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。因此作为专业基础课———化学基础类课程课时数就不可避免地被压缩再压缩。我校的化学基础类课程,无论是药用基础化学、有机化学、分析化学经过几轮人才培养方案的修正,课时数压缩了不少,这样就出现了课时数少而课程内容多的矛盾。

1.2专业基础课在改革上的相对滞后性

高等职业教育在课程改革上没有明显的变化,基础化学、有机化学等还是采用旧的教学模式,即教师在课堂上讲解实验原理、实验步骤,学生按老师要求进行操作,实验还是依附于理论课之后,没有专门的考核,学生参加实验只是为了完成任务,而且,各门化学基础课的实验内容自成体系,在内容选择上也没有与专业课很好衔接。

1.3我校化学实验教学现状

由于专业特点,全校所有专业都开设了化学基础类课程,所有的化学基础类课程都集中在第一学年完成,因此就出现了以下问题:(1)学时数与学科教师人数、学生实验人数与实验室周转的矛盾,使得部分专业新生几门化学基础课同时开设,而实验内容在理论课还没学到时就已经进行,学生在实验时没有理论的支撑,对于为什么实验,实验的目的,原理一知半解,整个实验过程只是按教师要求按部就班地操作;(2)不同化学课的实验内容会有相同或相似性,有些内容重复操作,有些内容练习不到位,造成资源、课时的浪费;(3)实验依附于理论课,没有专门的考核制度,学生主动参与意识不强,实验只是为了完成任务,不会思考,更不会与理论知识相结合;(4)为了考虑全校的需求,全校所有班级的实验内容基本相同,这样也造成了实验操作技巧上不能与专业课很好焊接,有些操作技能在专业课时还要补充练习,造成基本技能得不到很好训练,能力培养得不到很好体现。这样的实验教育不能很好地培养学生的主动参与意识、学生的动手能力,更不能培养学生的思维能力,也不能使学生认识到团队合作的重要性。

2化学实验教学改革思路

怎样才能做到减少学时数而不减质量,最大程度利用有限的课时数,让学生学到实际有用的知识和技能,得到系统、综合的技能训练?怎样才能通过实验操作让学生掌握实验的目的性?怎样才能让学生会运用理论知识解释实验中出现的现象?达到培养动手能力、创新思维能力的目的。国外很早就开展了实验教学改革,如美国加州大学柏克利分校SusanEKegley提出的:基于内容的模块化实验的新模式,选取与环境化学有关的5个实验模块,每个模块要求学生用3~4周的时间,通过研究一个特定的环境问题,在解决问题的过程中,学习有关化学知识和实验技能[1]。德国在中学阶段就把化学课程视为面向问题的实验教学,训练学生的化学实验技能是课程的主要目标之一[2]。国内多所重点高校也从1995开始先后对化学实验教学进行改革,浙江大学从1995年开始对化学实验教学进行了改革,通过多年实践,提出把四大体系的化学实验进行合并、重组,现已初见成效[3]。厦门大学也在1999年启动了本科化学实验教学改革项目,对课程体系进行改革,取得了一定的成效[4]。针对上述存在的弊端,并在实验课的不断实践中认识到,各化学实验如果能从理论中分离出来,将各门化学实验加以“杂糅”,优化、整合、形成“模块化”化学实验新课程,“模块”内容有基本的知识点和基本操作技巧,又与专业课的知识点有很好焊接;不同专业学生选做不同的“模块”实验内容,并把化学实验从理论中分离出来单独开课,单独考核,可以对整个实验过程进行全程监管。通过“模块化”新课程进行化学实验,还可以调整实验室布局,消除仪器、设备的重复购置,使实验室管理更加规范。

3化学实验“模块化”课程构建方案

按照学校现有专业特点,针对人才培养要求,把基础化学实验、有机化学实验和分析化学实验内容“按基础化学实验”、“专业化学实验”和“综合开放化学实验”,设计模块内容,各模块把培养学生的实践能力、动手能力、创新思维能力作为依据,按专业需求,突出专业特点,科学合理地优化、整合化学实验课程内容,构建各基础化学学科相互渗透,交互的“模块化”化学实验新课程,改变原来实验课依附与理论课之后的现状,形成独立的化学实验课,为后续的专业技能训练打下基础。

3.1基础化学实验内容的构建

在该模块里主要安排了基本知识点和基本操作技能等内容,如“分析天平的使用和容量仪器的校正”,“常用试剂的标定与配制”,有效数的位数确定等,让学生了解并掌握化学实验的基本操作要领。另也安排一些简单的有机实验内容,如“有机合成装置的识别与搭建”,简单的有机实验,如“分馏”等,让学生体会简单有机实验的实验原理,合成实验装置的搭建。学生通过实验,能了解化学实验常用仪器的性能,能正确使用各种常用仪器进行实验操作,并为专业实验的顺利进行打下基础,该实验模块供全校所有专业所用。

3.2专业化学实验内容的构建

学生通过基础化学实验后,对基本的实验仪器、常用的试剂配制、有机合成装置有了一定的认识,第二阶段按专业特点进入专业化学实验的操作,该模块的实验内容即是巩固基本操作技能、并在此基础上有所提高,又是为后续的专业课打下基础、必须使在专业课上所要求的实验操作要领能够熟练、正确地操作,所以在内容上必须循序渐进又与后续的专业课程很好焊接,因各专业对实验操作的要求不同,各专业有各自的专业特点,如化学制药、生物制药专业主要以药物合成等为专业特点,所以安排了化学合成所必要掌握的实验内容,如“薄层色谱操作技术”,简单的固体药物合成,如“乙酰苯胺的制备、重结晶与熔点测定”,液体化合物的合成,如“乙酸乙酯的合成、蒸馏及折光率的测定”,通过实验使学生了解了固体药物的合成、提纯方法和液体化合物的合成与提纯方法,掌握化合物合成的简单操作技术及后处理和物理常数的测定方法。如药品检测、食品检测专业主要以药物成份分析、药物含量分析为专业特点,所以安排了以分析、检测为主的实验内容,如“洗衣粉中活性组分与碱度的测定”,“空气中甲醛气体含量的测定”,“白酒中乙醇含量的测定”等实验内容,让学生从不同角度了解并掌握药物分析的方法。

3.3综合开放实验

每个专业的专业实验模块后都安排了两个综合开放实验,由于考虑到学生层次的不同,对掌握知识的要求也不同,有些学生对实验有特别的兴趣,所以安排了综合开放实验,化学制药专业安排了如“阿司匹林合成、鉴定与含量测定”,中药、药学专业安排了如“桂皮中香精油的提取与鉴定”,检测专业安排了如“茶叶中微量元素的鉴定与定量测定”等实验内容,供学生在完成前面的基础实验和专业实验后选做,从而让学生在巩固提高实验操作基本技能的基础上运用基础实验技能和基本实验方法进行综合实验,提高动手能力和创新思维能力。

4化学实验教学模式的改革

在对实验的课程进行改革后,对于教学模式也必须进行改革。首先是把实验从理论课中脱离出来,单独开课,单独考核,其次是改变原来老师讲解实验内容原理后让学生动手实验的现象,而是让学生带着问题进行实验,具体的改革方法是:

4.1脱离理论课单独开课、单独考核

把实验从理论课中分离出来独立开课,除了必须要有完整的大纲、教学计划和相应的教材,还必须要有一整套完整的考核制度。由于实验课程的考核其目的是检验教与学的效果,促进教学内容的完善、教学方法的改进,促进素质教育和人才的培养。同时,考核制度也是引导学生改进学习方法,促进学生重视实验的有效途径[5]。因此建立、完善考核制度是引导学生在平时的实验和学习过程就能十分注意自身素质、创新思维和能力的培养,也是引导学生由“学习、考试”型向“学习、思考、创新、自身素质提高”型转变。因此要求对实验全过程进行考核,结合以往的实验教学中所遇到的各种现象,设计表1作为考核标准。化学实验课程成绩(100分)=k1×∑ni=1(单个实验成绩)i/n+k2×考试成绩,式中n为实验总个数,k1和k2为权重系数,k1=0.7~0.8,k2=0.2~0.3,单个实验又分为两类:第一类是基本技能训练实验和专业实验,第二类是专业实验或综合开放实验[6]。

4.2把PBL教学法应用在化学实验教学中

美国神经学教授Barrows针对传统教学只单纯传授知识,忽视学生技能培养的弊端,早在1969年首先提出了“以问题为基础的学习方法”的教育模式[7]。由于与理论课分离,实验课中会碰到理论知识空白点,因此在实验前先提出与实验有关的理论知识点和实验操作要领等问题,让学生在实验前先自行查资料,自学实验内容,带着问题进入实验室,再在老师的辅导下,弄懂每个问题后进行实验,这样学生实验兴趣得到了提高,学习自觉性得到了提升,通过实验不仅培养了学生的动手能力,也培养了学生自学能力和独立思考能力。

4.3组建多形式的教学模式

由于是带着问题学习,学生在自己查阅资料,自行解决实验中存在的问题时,难免由于理解与自学能力的限制,存在解决不了的难题,我们对每个实验都录制了操作视频,供学生实验前预习,每个班级都与带教老师建立了QQ群,微信群,当学生遇到难题时可以及时向教师请教,及时解决遇到的难题和困难,使实验课能够顺利进行。通过这样的实验教学,学生的自学能力得到了提高,团队合作精神得到了升华,自觉思考能力得到提升,动手能力得到了培养。同时也解决了高职院校由于课时数少,不能系统进行实验,产生实验不到位,原理不能理解的缺陷。

5实验教学改革实践与成效

5.1改革实践

化学实验“模块化”实验内容经过一年的编排,首先在D15药物检测创新班进行试点,按照“基础化学实验”,“专业化学实验”和“综合开放实验”进行实验教学,通过前二阶段的实验,学生基本掌握了移液管、吸量管、滴定管、分析天平等的操作要领,学会了标准溶液的配制与标定,掌握了准确观察实验现象及滴定终点判断技巧,会使用四大滴定方法检测分析药物含量及成份,也学会了用化学方法检测分析生活中碰到的化学问题,基本掌握了药物检测专业所要求的实验操作技能和技巧。最后的综合实验,让学生做了一个从药物制备到鉴定、含量分析的实验,学生们都能应用之前学到的实验技能和技巧,顺利制备出药物粗产品,并学会了结晶、提纯技巧,合成的药物阿司匹林不仅产量高,而且含量也达到80%以上,实验圆满完成。

5.2成效

通过化学实验“模块化”教学模式的实践,学生的学习积极性有了大大的提高,课前会主动要求了解下次实验的内容,以便做好实验前预习,实验中碰到的问题会主动请教,对每个实验都会认真完成,在期末总结会中,学生思维活跃,深深体会到,这样的实验教学带给他们的收获,通过实验,学会了应用专业知识解决实际问题的方法,对问题的思考更加全面,对待实验的态度更加严谨,磨练了耐心,也拓展了知识面。同时也总结了实验后存在着遗憾,如“有些知识点还是没有知其然知其所以然”,“操作技巧还没有很好掌握”,“实验后必须很好总结”,“实验中团队合作的重要性”,更认识到“实验不光要动手操作”,“更要在实验中渗入自己的思考”。该班学生在参加浙江省工业分析大赛,获团体三等奖,和个人三等奖的好成绩。因此把化学实验从理论中分离出来,依据专业特点,进行“模块”整合,单独开课,可以使实验内容更加精简、实用,解决了课时数少与课程内容多的矛盾,从而达到减少课时数而不减实验教学质量的目的。同时也可以改变学生被动参与为主动参加的状况,激发学生学习的兴趣,培养学生参与探索自然的欲望,并可培养学生的动手能力和创新思维能力,提升学生的团队合作精神,促进化学实验教学创新改革的深入发展。

参考文献

[1]曹渊,陈昌国,张光辉.推荐国外一种化学实验教学模式[J].实验室研究与探索,2007,26(3):107-109.

[2]刘克文,张桂春.德国完全中学化学课程的目标与内容[J].比较教育研究,2003(2):57-60.

[3]雷群芳,殷学锋,郭伟强.浙江大学化学实验中心的改革与发展[J].实验技术与管理,2003,20(6):151-154.

[4]张洪奎,朱亚光,胡荣宗,等.建设现代化的化学实验教学示范中心[J].实验室研究与探索,2006,25(7):817-821.

[5]曹庆林,杨善中.基础化学实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索,2004,23(4):7-9.

[6]叶红,李燕.高职高专化学实验改革方法探讨[J].实验科学与技术,2010,8(4):87-89.

[7]曹颖,宋丽丽,边育红,等.从PBL教学方法浅谈分析化学实验教学改革[J].高校实验室龙8国际娱乐官方网研究,2011(3):48-49.

作者:叶红 何苏萍 陈云 曾平莉 单位:浙江医药高等专科学校

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