藥學院校化學實驗模塊教學改革與實踐論文
摘要：:為了克服高職院校專業基礎課課時數少的矛盾，把專業基礎課―基礎化學、有機化學、分析化學的實驗內容從理論課中分離出來，有機整合，形成“模塊化”的化學實驗課程新體系，避免各化學實驗內容重復操作的現象。形成的“模塊”實驗內容在我校“創新班”進行試點，學生被動參加實驗課的現象消失了，主動參與意識增強了，動手能力和創新意識得到了提高，團認合作精神得到了提升。
關鍵詞：:化學實驗教學改革;模塊整合;化學實驗新課程;獨立開課
化學基礎類課程是醫藥院校學生必修的專業基礎課，而化學實驗更是化學基礎類課程重要的教學環節，通過實驗操作和直觀的實驗現象不僅可以培養學生基本操作技能和觀察、分析問題的能力，激發學生學習的興趣，還能幫助學生加深對理論知識的理解，提高學生理論聯系實際和創新思維的能力，更是學好后續專業知識課程的保證。
1高職院校化學實驗教學現狀
由于高職院校學制短、課程內容多，藥學院校的化學又是各專業學生必須學習的專業基礎課，所以就存在著:1.1專業基礎課課時數的有限性由于高等職業院校推行的是:以就業為導向，以能力培養為重點，與生產勞動和社會實踐相結合的辦學模式，帶動專業建設，引導課程設置、教學內容和教學方法改革。因此作為專業基礎課———化學基礎類課程課時數就不可避免地被壓縮再壓縮。我校的化學基礎類課程，無論是藥用基礎化學、有機化學、分析化學經過幾輪人才培養方案的修正，課時數壓縮了不少，這樣就出現了課時數少而課程內容多的矛盾。
1.2專業基礎課在改革上的相對滯后性
高等職業教育在課程改革上沒有明顯的變化，基礎化學、有機化學等還是采用舊的教學模式，即教師在課堂上講解實驗原理、實驗步驟，學生按老師要求進行操作，實驗還是依附于理論課之后，沒有專門的考核，學生參加實驗只是為了完成任務，而且，各門化學基礎課的實驗內容自成體系，在內容選擇上也沒有與專業課很好銜接。
1.3我校化學實驗教學現狀
由于專業特點，全校所有專業都開設了化學基礎類課程，所有的化學基礎類課程都集中在第一學年完成，因此就出現了以下問題:(1)學時數與學科教師人數、學生實驗人數與實驗室周轉的矛盾，使得部分專業新生幾門化學基礎課同時開設，而實驗內容在理論課還沒學到時就已經進行，學生在實驗時沒有理論的支撐，對于為什么實驗，實驗的目的，原理一知半解，整個實驗過程只是按教師要求按部就班地操作;(2)不同化學課的實驗內容會有相同或相似性，有些內容重復操作，有些內容練習不到位，造成資源、課時的浪費;(3)實驗依附于理論課，沒有專門的考核制度，學生主動參與意識不強，實驗只是為了完成任務，不會思考，更不會與理論知識相結合;(4)為了考慮全校的需求，全校所有班級的實驗內容基本相同，這樣也造成了實驗操作技巧上不能與專業課很好焊接，有些操作技能在專業課時還要補充練習，造成基本技能得不到很好訓練，能力培養得不到很好體現。這樣的實驗教育不能很好地培養學生的主動參與意識、學生的動手能力，更不能培養學生的思維能力，也不能使學生認識到團隊合作的重要性。
2化學實驗教學改革思路
怎樣才能做到減少學時數而不減質量，最大程度利用有限的課時數，讓學生學到實際有用的知識和技能，得到系統、綜合的技能訓練?怎樣才能通過實驗操作讓學生掌握實驗的目的性?怎樣才能讓學生會運用理論知識解釋實驗中出現的現象?達到培養動手能力、創新思維能力的目的。國外很早就開展了實驗教學改革，如美國加州大學柏克利分校SusanEKegley提出的:基于內容的模塊化實驗的新模式，選取與環境化學有關的5個實驗模塊，每個模塊要求學生用3～4周的時間，通過研究一個特定的環境問題，在解決問題的過程中，學習有關化學知識和實驗技能［1］。德國在中學階段就把化學課程視為面向問題的實驗教學，訓練學生的化學實驗技能是課程的主要目標之一［2］。國內多所重點高校也從1995開始先后對化學實驗教學進行改革，浙江大學從1995年開始對化學實驗教學進行了改革，通過多年實踐，提出把四大體系的化學實驗進行合并、重組，現已初見成效［3］。廈門大學也在1999年啟動了本科化學實驗教學改革項目，對課程體系進行改革，取得了一定的成效［4］。針對上述存在的弊端，并在實驗課的不斷實踐中認識到，各化學實驗如果能從理論中分離出來，將各門化學實驗加以“雜糅”，優化、整合、形成“模塊化”化學實驗新課程，“模塊”內容有基本的知識點和基本操作技巧，又與專業課的知識點有很好焊接;不同專業學生選做不同的“模塊”實驗內容，并把化學實驗從理論中分離出來單獨開課，單獨考核，可以對整個實驗過程進行全程監管。通過“模塊化”新課程進行化學實驗，還可以調整實驗室布局，消除儀器、設備的重復購置，使實驗室管理更加規范。
3化學實驗“模塊化”課程構建方案
按照學校現有專業特點，針對人才培養要求，把基礎化學實驗、有機化學實驗和分析化學實驗內容“按基礎化學實驗”、“專業化學實驗”和“綜合開放化學實驗”，設計模塊內容，各模塊把培養學生的實踐能力、動手能力、創新思維能力作為依據，按專業需求，突出專業特點，科學合理地優化、整合化學實驗課程內容，構建各基礎化學學科相互滲透，交互的“模塊化”化學實驗新課程，改變原來實驗課依附與理論課之后的現狀，形成獨立的化學實驗課，為后續的專業技能訓練打下基礎。
3.1基礎化學實驗內容的構建
在該模塊里主要安排了基本知識點和基本操作技能等內容，如“分析天平的使用和容量儀器的校正”，“常用試劑的標定與配制”，有效數的位數確定等，讓學生了解并掌握化學實驗的基本操作要領。另也安排一些簡單的有機實驗內容，如“有機合成裝置的識別與搭建”，簡單的有機實驗，如“分餾”等，讓學生體會簡單有機實驗的實驗原理，合成實驗裝置的搭建。學生通過實驗，能了解化學實驗常用儀器的性能，能正確使用各種常用儀器進行實驗操作，并為專業實驗的順利進行打下基礎，該實驗模塊供全校所有專業所用。
3.2專業化學實驗內容的構建
學生通過基礎化學實驗后，對基本的實驗儀器、常用的試劑配制、有機合成裝置有了一定的認識，第二階段按專業特點進入專業化學實驗的操作，該模塊的實驗內容即是鞏固基本操作技能、并在此基礎上有所提高，又是為后續的專業課打下基礎、必須使在專業課上所要求的實驗操作要領能夠熟練、正確地操作，所以在內容上必須循序漸進又與后續的專業課程很好焊接，因各專業對實驗操作的要求不同，各專業有各自的專業特點，如化學制藥、生物制藥專業主要以藥物合成等為專業特點，所以安排了化學合成所必要掌握的實驗內容，如“薄層色譜操作技術”，簡單的固體藥物合成，如“乙酰苯胺的制備、重結晶與熔點測定”，液體化合物的合成，如“乙酸乙酯的合成、蒸餾及折光率的測定”，通過實驗使學生了解了固體藥物的合成、提純方法和液體化合物的合成與提純方法，掌握化合物合成的簡單操作技術及后處理和物理常數的測定方法。如藥品檢測、食品檢測專業主要以藥物成份分析、藥物含量分析為專業特點，所以安排了以分析、檢測為主的實驗內容，如“洗衣粉中活性組分與堿度的測定”，“空氣中甲醛氣體含量的測定”，“白酒中乙醇含量的測定”等實驗內容，讓學生從不同角度了解并掌握藥物分析的方法。
3.3綜合開放實驗
每個專業的專業實驗模塊后都安排了兩個綜合開放實驗，由于考慮到學生層次的不同，對掌握知識的要求也不同，有些學生對實驗有特別的興趣，所以安排了綜合開放實驗，化學制藥專業安排了如“阿司匹林合成、鑒定與含量測定”，中藥、藥學專業安排了如“桂皮中香精油的提取與鑒定”，檢測專業安排了如“茶葉中微量元素的鑒定與定量測定”等實驗內容，供學生在完成前面的基礎實驗和專業實驗后選做，從而讓學生在鞏固提高實驗操作基本技能的基礎上運用基礎實驗技能和基本實驗方法進行綜合實驗，提高動手能力和創新思維能力。
4化學實驗教學模式的改革
在對實驗的課程進行改革后，對于教學模式也必須進行改革。首先是把實驗從理論課中脫離出來，單獨開課，單獨考核，其次是改變原來老師講解實驗內容原理后讓學生動手實驗的現象，而是讓學生帶著問題進行實驗，具體的改革方法是:
4.1脫離理論課單獨開課、單獨考核
把實驗從理論課中分離出來獨立開課，除了必須要有完整的大綱、教學計劃和相應的教材，還必須要有一整套完整的考核制度。由于實驗課程的考核其目的是檢驗教與學的效果，促進教學內容的完善、教學方法的改進，促進素質教育和人才的培養。同時，考核制度也是引導學生改進學習方法，促進學生重視實驗的有效途徑［5］。因此建立、完善考核制度是引導學生在平時的實驗和學習過程就能十分注意自身素質、創新思維和能力的培養，也是引導學生由“學習、考試”型向“學習、思考、創新、自身素質提高”型轉變。因此要求對實驗全過程進行考核，結合以往的實驗教學中所遇到的各種現象，設計表1作為考核標準。化學實驗課程成績(100分)=k1×∑ni=1(單個實驗成績)i/n+k2×考試成績，式中n為實驗總個數，k1和k2為權重系數，k1=0.7～0.8，k2=0.2～0.3，單個實驗又分為兩類:第一類是基本技能訓練實驗和專業實驗，第二類是專業實驗或綜合開放實驗［6］。
4.2把PBL教學法應用在化學實驗教學中
美國神經學教授Barrows針對傳統教學只單純傳授知識，忽視學生技能培養的弊端，早在1969年首先提出了“以問題為基礎的學習方法”的教育模式［7］。由于與理論課分離，實驗課中會碰到理論知識空白點，因此在實驗前先提出與實驗有關的理論知識點和實驗操作要領等問題，讓學生在實驗前先自行查資料，自學實驗內容，帶著問題進入實驗室，再在老師的輔導下，弄懂每個問題后進行實驗，這樣學生實驗興趣得到了提高，學習自覺性得到了提升，通過實驗不僅培養了學生的動手能力，也培養了學生自學能力和獨立思考能力。
4.3組建多形式的教學模式
由于是帶著問題學習，學生在自己查閱資料，自行解決實驗中存在的問題時，難免由于理解與自學能力的限制，存在解決不了的難題，我們對每個實驗都錄制了操作視頻，供學生實驗前預習，每個班級都與帶教老師建立了QQ群，微信群，當學生遇到難題時可以及時向教師請教，及時解決遇到的難題和困難，使實驗課能夠順利進行。通過這樣的實驗教學，學生的自學能力得到了提高，團隊合作精神得到了升華，自覺思考能力得到提升，動手能力得到了培養。同時也解決了高職院校由于課時數少，不能系統進行實驗，產生實驗不到位，原理不能理解的缺陷。
5實驗教學改革實踐與成效
5.1改革實踐
化學實驗“模塊化”實驗內容經過一年的編排，首先在D15藥物檢測創新班進行試點，按照“基礎化學實驗”，“專業化學實驗”和“綜合開放實驗”進行實驗教學，通過前二階段的實驗，學生基本掌握了移液管、吸量管、滴定管、分析天平等的操作要領，學會了標準溶液的配制與標定，掌握了準確觀察實驗現象及滴定終點判斷技巧，會使用四大滴定方法檢測分析藥物含量及成份，也學會了用化學方法檢測分析生活中碰到的化學問題，基本掌握了藥物檢測專業所要求的實驗操作技能和技巧。最后的綜合實驗，讓學生做了一個從藥物制備到鑒定、含量分析的實驗，學生們都能應用之前學到的實驗技能和技巧，順利制備出藥物粗產品，并學會了結晶、提純技巧，合成的藥物阿司匹林不僅產量高，而且含量也達到80%以上，實驗圓滿完成。
5.2成效
通過化學實驗“模塊化”教學模式的實踐，學生的學習積極性有了大大的提高，課前會主動要求了解下次實驗的內容，以便做好實驗前預習，實驗中碰到的問題會主動請教，對每個實驗都會認真完成，在期末總結會中，學生思維活躍，深深體會到，這樣的實驗教學帶給他們的收獲，通過實驗，學會了應用專業知識解決實際問題的方法，對問題的思考更加全面，對待實驗的態度更加嚴謹，磨練了耐心，也拓展了知識面。同時也總結了實驗后存在著遺憾，如“有些知識點還是沒有知其然知其所以然”，“操作技巧還沒有很好掌握”，“實驗后必須很好總結”，“實驗中團隊合作的重要性”，更認識到“實驗不光要動手操作”，“更要在實驗中滲入自己的思考”。該班學生在參加浙江省工業分析大賽，獲團體三等獎，和個人三等獎的好成績。因此把化學實驗從理論中分離出來，依據專業特點，進行“模塊”整合，單獨開課，可以使實驗內容更加精簡、實用，解決了課時數少與課程內容多的矛盾，從而達到減少課時數而不減實驗教學質量的目的。同時也可以改變學生被動參與為主動參加的狀況，激發學生學習的興趣，培養學生參與探索自然的欲望，并可培養學生的動手能力和創新思維能力，提升學生的團隊合作精神，促進化學實驗教學創新改革的深入發展。
參考文獻
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