創(chuàng)新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革探索與實(shí)踐

安 琳 劉 毅 王 晨 張 玲 劉 玲

[摘要] 介紹傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不足,探討綜合型、設(shè)計(jì)型、節(jié)約型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式,以促進(jìn)各學(xué)科知識(shí)的融合,加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合技能。

[關(guān)鍵詞] 創(chuàng)新 藥學(xué) 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn) 改革

高等醫(yī)藥院校作為培養(yǎng)藥學(xué)人才的搖籃,面臨的主要任務(wù)是全面推進(jìn)藥學(xué)本科專業(yè)課程教學(xué)改革,培養(yǎng)一代創(chuàng)新型藥學(xué)人才,這也是當(dāng)今高等藥學(xué)教育的主題。有機(jī)化學(xué)作為藥學(xué)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,不僅培養(yǎng)了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作能力,也為后續(xù)學(xué)科的學(xué)習(xí)奠定了良好的理論基礎(chǔ)。新時(shí)期,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作能力和綜合技能,更應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、良好的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)室工作習(xí)慣,知識(shí)創(chuàng)新能力,觀察、分析和解決問(wèn)題的能力。因此,探索一種有效提高學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)課程體系,是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的需要,也是當(dāng)前有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的新的目標(biāo)和任務(wù)。

一、傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的弊端

1.教學(xué)理念陳舊

傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在思維方式和行為習(xí)慣上,往往習(xí)慣于守常而不是創(chuàng)新,發(fā)展意識(shí)不強(qiáng),視野不夠開(kāi)闊。教師是教學(xué)活動(dòng)的主體,其教學(xué)理念陳舊,直接導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量降低。教師在教學(xué)過(guò)程中,雖然能幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)基本概念的理解,鞏固所學(xué)知識(shí),但每一個(gè)實(shí)驗(yàn)依照講義,機(jī)械照搬,被動(dòng)接受,學(xué)生學(xué)習(xí)的勁頭不大,常常限于被動(dòng)學(xué)習(xí)中,往往把實(shí)驗(yàn)當(dāng)成是不得不完成的“任務(wù)”。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生的思維不活躍,難以通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,難以將理論知識(shí)融會(huì)貫通,更談不上將來(lái)把理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成分析藥學(xué)問(wèn)題、解決藥學(xué)實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.內(nèi)容設(shè)置不合理

傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)將教學(xué)內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)知識(shí)、基本操作、合成實(shí)驗(yàn)及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)等4部分,各部分內(nèi)容過(guò)于獨(dú)立,缺乏聯(lián)系;過(guò)多地強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ),基本操作訓(xùn)練重復(fù)過(guò)多,而有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的綜合性、設(shè)計(jì)性合成實(shí)驗(yàn)極少涉及,而這兩部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容恰恰是實(shí)驗(yàn)后期培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵;合成實(shí)驗(yàn)多為操作簡(jiǎn)單、合成步驟單一的傳統(tǒng)合成實(shí)驗(yàn),而涉及到學(xué)科前言領(lǐng)域的現(xiàn)代合成方法如光化學(xué)合成、微波合成、超聲合成等未涉及,教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科領(lǐng)域的快速發(fā)展嚴(yán)重脫節(jié);學(xué)科單一化,極少涉及有機(jī)化學(xué)與藥物化學(xué)、天然藥物化學(xué)、藥物分析等藥學(xué)學(xué)科的交叉,知識(shí)難以相互滲透。

二、改革措施

1.倡導(dǎo)綠色化學(xué)理念,建立“試劑藥品的循環(huán)使用”機(jī)制

困擾有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)工作人員的最大難題,應(yīng)歸結(jié)于大量使用有毒試劑帶來(lái)的污染問(wèn)題。常規(guī)的處理方法通常是將反應(yīng)后的廢液及實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品由實(shí)驗(yàn)員集中處理,成本較高。如能將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容首尾串聯(lián),變“廢產(chǎn)品或試劑”為“下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原料或溶劑”,將真正地做到節(jié)約成本、減少污染。因此,我們?cè)O(shè)計(jì)在原來(lái)彼此獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)中,尋找聯(lián)系,設(shè)計(jì)出一系列可以循環(huán)的實(shí)驗(yàn)路線。如設(shè)計(jì)方案一,將合成實(shí)驗(yàn)與基本實(shí)驗(yàn)操作串聯(lián)并循環(huán):苯甲酸的合成——重結(jié)晶——測(cè)定熔點(diǎn)——萃取實(shí)驗(yàn)的原料藥品——回收循環(huán)用于下一輪測(cè)定熔點(diǎn)和萃取實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)方案二,設(shè)計(jì)多步合成實(shí)驗(yàn):環(huán)己酮的合成——環(huán)己酮肟的合成——己內(nèi)酰胺的合成。兩種設(shè)計(jì)方案的使用,既能在實(shí)驗(yàn)中減少環(huán)境污染,又能在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.引入多媒體技術(shù),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),為使學(xué)生進(jìn)一步掌握綜合實(shí)驗(yàn)技能,通常是先進(jìn)行基本操作實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練(熔點(diǎn)的測(cè)定、常壓蒸餾、萃取,共12學(xué)時(shí),占總學(xué)時(shí)的1/6),再進(jìn)入合成實(shí)驗(yàn)單元。各實(shí)驗(yàn)操作單元相對(duì)獨(dú)立,且授課形式以單調(diào)的板書(shū)教學(xué)為主,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的熱情,易于陷入“學(xué)了后面,忘了前面”的尷尬境地。我們計(jì)劃將12學(xué)時(shí)的基本操作單元維持總學(xué)時(shí)不變,教學(xué)中引用畫(huà)面生動(dòng)形象的多媒體課件,并輔以虛擬實(shí)驗(yàn)軟件操作。將12學(xué)時(shí)的教學(xué)內(nèi)容劃分為三部分,即實(shí)驗(yàn)基本操作理論講授(4學(xué)時(shí)),內(nèi)容包括玻璃儀器的認(rèn)識(shí)、熔點(diǎn)的測(cè)定、萃取、重結(jié)晶、抽濾操作及回流、干燥等基本操作;利用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件模擬基本操作(4學(xué)時(shí));“實(shí)地操作”融入后期的合成實(shí)驗(yàn)中(4學(xué)時(shí)),即基本操作訓(xùn)練不再單獨(dú)開(kāi)設(shè)。多媒體技術(shù)的引用既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又整合了部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使學(xué)生能將實(shí)驗(yàn)知識(shí)“化零為整”,提高綜合技能。此外,在實(shí)驗(yàn)操作要求不高的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中我們也引入了多媒體技術(shù),取得了明顯的成效。

3.調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,開(kāi)設(shè)跨學(xué)科綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)均為經(jīng)典合成實(shí)驗(yàn),是集多個(gè)基本操作技術(shù)于一體的單一學(xué)科內(nèi)的綜合實(shí)驗(yàn),無(wú)需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和樣品的進(jìn)一步分析,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中缺乏能動(dòng)性。將有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與藥物合成、天然產(chǎn)物的提取、分離和波譜分析等有機(jī)地結(jié)合起來(lái),既加強(qiáng)了藥學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的內(nèi)在聯(lián)系,避免了基礎(chǔ)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容脫節(jié)及不必要的重復(fù),提高了學(xué)生對(duì)各學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。以乙酰苯胺的合成實(shí)驗(yàn)為例,將6學(xué)時(shí)的乙酰苯胺的合成實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為10學(xué)時(shí)的大型的綜合性實(shí)驗(yàn),增加了4學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相應(yīng)地調(diào)整為五個(gè)階段,即設(shè)計(jì)、合成、重結(jié)晶、測(cè)熔點(diǎn)、液相及紅外光譜測(cè)定;考慮到紅外測(cè)定的操作性要求較高,計(jì)劃以藥學(xué)專業(yè)1～2個(gè)班進(jìn)行試點(diǎn),進(jìn)行紅外光譜的測(cè)定。最后,由學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析,寫(xiě)入實(shí)驗(yàn)報(bào)告,有了上述液相及紅外分析手段的結(jié)合,既提高了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)含量,又實(shí)現(xiàn)了學(xué)科間的整合,培養(yǎng)了學(xué)生的綜合操作能力。

同時(shí),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中安排少量的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),圍繞著原料、反應(yīng)條件、實(shí)驗(yàn)方法等進(jìn)行設(shè)計(jì),可鍛煉藥學(xué)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、思考、總結(jié)、歸納、推理等能力,從中受到科學(xué)方法的訓(xùn)練。如設(shè)計(jì)合成撲炎痛,組織學(xué)生在課前認(rèn)真查找資料,集中討論,選擇最佳路線,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中不僅培養(yǎng)了操作技能,更培養(yǎng)了學(xué)生的科研意識(shí)和創(chuàng)新能力。

三、結(jié)束語(yǔ)

在探索高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的過(guò)程中,重視對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),無(wú)疑是當(dāng)今實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程建設(shè)與發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn):

[1]胡仲禹,龔濤.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索[J]. 南昌高專學(xué)報(bào),2006,(5):86-87.

[2]李偉,劉道富.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].淮南師范學(xué)院學(xué)報(bào),2006,(5):125-126.

[3]王學(xué)利,周國(guó)泉.林科類有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革實(shí)踐[J].中國(guó)林業(yè)教育,2006,(6):51-52.

[4]張艷君,成澤艷,劉建軍.高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索和實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2008,(1):54-55.

[5]安琳.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“綠色化”教改模式的初步探索[J].西北醫(yī)學(xué)教育,2007,15(2):294-295.

本文系徐州醫(yī)學(xué)院教改課題。