深化基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革 培養(yǎng)醫(yī)學(xué)本科創(chuàng)新型人才*

王虹 曹曉群

泰 山醫(yī)學(xué)院化工學(xué)院 山東泰安 271016

作者：王虹，副教授；曹曉群，通訊作者，教授，泰山醫(yī)學(xué)院化工學(xué)院院長(zhǎng)。

醫(yī)學(xué)的發(fā)展 越來(lái)越離不開(kāi)化學(xué)。從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究到臨床醫(yī)學(xué)實(shí)踐，從常規(guī)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)到現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，無(wú)不滲透了化學(xué)的方法和手段。更值得注意的是，許多重要的化學(xué)概念正在向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域滲透和移植，使醫(yī)學(xué)研究發(fā)生重大突破。然而在醫(yī)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生的學(xué)習(xí)中，化學(xué)課程往往是為了學(xué)生學(xué)習(xí)后繼醫(yī)學(xué)課程的需要，作為一門(mén)服務(wù)性的普通基礎(chǔ)課，被安排在第一學(xué)年開(kāi)設(shè)的。其教學(xué)內(nèi)容幾乎沒(méi)有涉及化學(xué)與醫(yī)學(xué)的交叉，游離于整個(gè)醫(yī)學(xué)教育體系之外。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)僅作為化學(xué)課程中的附屬內(nèi)容，根本無(wú)法使學(xué)生重視起來(lái)，更不可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行反思和總結(jié)。

事實(shí)上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)大學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)，綜合素質(zhì)的提高，具有不可替代的作用。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，積極地開(kāi)展醫(yī)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革，已成為培養(yǎng)醫(yī)學(xué)本科創(chuàng)新型人才的重要課題。為了提高醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，充分發(fā)揮他們的主觀(guān)能動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)，泰 山醫(yī)學(xué)院結(jié)合化學(xué)教學(xué)大綱，在以往的教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

1 實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容的改革

針對(duì)醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的需求，根據(jù)教學(xué)大綱，編寫(xiě)了新的實(shí)驗(yàn)教材。新教材保留具有典型意義的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，增加與醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)或?qū)︶t(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)幫助較大的實(shí)驗(yàn)。

在教學(xué)內(nèi)容安排上，第一學(xué)期包括基本操作和化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。在傳統(tǒng)的酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定、緩沖溶液的配制與性質(zhì)等實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，添加了醫(yī)用氯化鈉的提純與檢驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)速率和活化能的測(cè)定（酶促反應(yīng)活化能測(cè)定在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域日益受到重視）、自來(lái)水總硬度的測(cè)定、人體所必須的鐵銅鋅鈷等微量元素重要化合物的性質(zhì)等實(shí)驗(yàn)。

第二學(xué)期則在內(nèi)容上多選擇一些綜合性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，提高綜合運(yùn)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。例如，每個(gè)醫(yī)科大學(xué)生都知道阿司匹林這種藥，但是他們未必知道它的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。通過(guò)阿司匹林的合成和精制這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)明白原來(lái)正是為了避免水楊酸對(duì)人體的強(qiáng)刺激性副作用和難以忍受的味道，才加速了乙酰水楊酸（阿司匹林）的發(fā)明進(jìn)程，在乙酸酐的作用下，水楊酸的分子上加了一個(gè)乙?；?，于是便合成了這種世界上最暢銷(xiāo)的藥物。也許學(xué)生會(huì)思考：將來(lái)能不能對(duì)現(xiàn)有的一些副作用大但是療效又極好的特殊藥物做一些分子結(jié)構(gòu)上的調(diào)整，使之更加符合要求呢？開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立觀(guān)察和思考能力，不單單是知識(shí)和技能的傳授問(wèn)題，更重要的是激發(fā)學(xué)生的想象力，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立精神[1]。

再如，從茶葉中提取咖啡因這個(gè)實(shí)驗(yàn)，很多實(shí)驗(yàn)教材是按照先用索氏提取器抽提→然后蒸餾→最后烘焙的程序來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的。鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，改變其反應(yīng)條件，直接把茶葉和生石灰放在一起焙炒，使實(shí)驗(yàn)時(shí)間大幅度縮短，節(jié)約了溶劑，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)效果。當(dāng)學(xué)生最終在濾紙筒上收集到美麗純凈的咖啡因晶體時(shí)，了解了咖啡因在常溫下的物理狀態(tài)及化學(xué)性質(zhì)，領(lǐng)會(huì)了茶和咖啡使人興奮的原因，學(xué)會(huì)了從天然產(chǎn)物中提純有效成分的方法。

而學(xué)習(xí)了肥皂的制備這個(gè)實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中掌握了用花生油和氫氧化鈉進(jìn)行皂化反應(yīng)的原理和步驟。在自主設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路時(shí)，學(xué)生會(huì)考慮用餐廳的廢棄油脂以及糖、鹽、氫氧化鈉等原料來(lái)制取肥皂，這樣既節(jié)約成本，又有利于環(huán)保，還避免了再度食用地溝油的潛在危險(xiǎn)，不僅為專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，也極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和積極性。

2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降母母?/h2>

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課總課時(shí)為50學(xué)時(shí)，約占課程體系的1/3。將化學(xué)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課，獨(dú)立考核，實(shí)驗(yàn)成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、操作、結(jié)果和報(bào)告等各個(gè)環(huán)節(jié)的綜合評(píng)分。批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、討論部分，對(duì)操作失敗的小組鼓勵(lì)他們分析失敗原因以及重新操作。這樣可培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、表達(dá)問(wèn)題的能力。另外，組織一部分學(xué)生觀(guān)摩學(xué)校臨床醫(yī)學(xué)國(guó)外留學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，鼓勵(lì)他們交流互動(dòng)，并在國(guó)內(nèi)醫(yī)科生中適當(dāng)開(kāi)設(shè)英文表達(dá)實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生書(shū)寫(xiě)英文實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降母母铮岣吡藢W(xué)生學(xué)習(xí)的主觀(guān)能動(dòng)性和創(chuàng)造性。

3 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)室，既要承擔(dān)基礎(chǔ)性、輔助性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研工作的服務(wù)與管理，也肩負(fù)著實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要任務(wù)[2]。本科院校應(yīng)該不斷加大實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放力度，拓寬實(shí)驗(yàn)時(shí)間與空間，做到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課外科技創(chuàng)新活動(dòng)相結(jié)合。推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合[3]，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造有利條件。

設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)是衡量和考查學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基本功的有效手段，也是培養(yǎng)和提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的重要途徑。鑒于醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)大學(xué)一年級(jí)的課程比較集中，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況與實(shí)驗(yàn)室預(yù)約，安排具體的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，給學(xué)生提供更多的獨(dú)立思維空間和摸索過(guò)程。在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室里放置各類(lèi)閑置、待報(bào)廢的儀器等，學(xué)生可以選擇自己喜歡的實(shí)驗(yàn)，如從黃連中提取黃連素、胃舒平藥片中鋁和鎂的測(cè)定等，并通過(guò)查閱資料和文獻(xiàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生還可以自由選擇教師作為自己開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師讓學(xué)生互相介紹設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行可行性討論，放手讓學(xué)生去獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，分析和解決實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的問(wèn)題。這樣就提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，使學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)。

4 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革

化學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)有毒有害的化學(xué)試劑以及實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的“三廢”，因此要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，盡可能減少對(duì)環(huán)境以及人體的危害。選擇微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，用盡可能少的試劑來(lái)獲得所需化學(xué)信息，既節(jié)約了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，提高了實(shí)驗(yàn)的安全性，又減少了環(huán)境污染，使實(shí)驗(yàn)趨于綠色化。

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，盡量選擇低毒或無(wú)毒的反應(yīng)物，反應(yīng)后的廢棄物也進(jìn)行無(wú)毒化處理。例如：取消硝基苯的合成實(shí)驗(yàn)，改用水或乙醇做試劑進(jìn)行減壓蒸餾實(shí)驗(yàn)；制備1-溴丁烷時(shí)，用氫氧化鈉溶液做吸收劑來(lái)吸收有毒的溴化氫尾氣。在實(shí)驗(yàn)中盡量減少資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)使用。比如：在從黃連中提取黃連素的實(shí)驗(yàn)里用了大量的乙醇作為溶劑，這些乙醇在實(shí) 驗(yàn)后全部回收，一部分可 用于蒸餾或者減壓蒸餾的實(shí)驗(yàn)，一部分可用于酒精燈做燃料。對(duì)于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中合成的一些中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品也要全部回收，提供給學(xué)生畢業(yè)課題或者教師科研使用。

總之，在培養(yǎng)醫(yī)學(xué)本科創(chuàng)新型人才過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)起著其他教學(xué)環(huán)節(jié)不可替代的作用。在化學(xué)教學(xué)中深化實(shí)驗(yàn)課程改革，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教學(xué)實(shí)踐已充分地表明了這一點(diǎn)。

[1]郭占其,林冰.創(chuàng)新型人才的大學(xué)生活及提高創(chuàng)造力潛能創(chuàng)新型人才的大學(xué)生[J].經(jīng)營(yíng)管理者,2011(3):332.

[2]王虹,董建.化工專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)室管理結(jié)合的研究[J].中國(guó)電力教育,2012(5):84-85.

[3]張所鵬.大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的思考[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011(1):243.