藥學有機波譜解析實驗教學改革方法的探討與實踐

韓飛，宋愛華，沙沂，李文

（沈陽藥科大學 藥學院，遼寧 沈陽 110016）

藥學有機波譜解析實驗是我校各專業(yè)均開設(shè)的一門課程，該課程既是與分析化學、有機波譜解析理論課密切相關(guān)的實驗課程，又是這兩門理論課所學知識的提高和深化[1]。該實驗課程不但非常有助于鞏固學生所學的分析化學和波譜解析理論，而且非常有助于鍛煉學生的動手能力和培養(yǎng)學生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力。實驗過程中，教師不僅要以理論課程的內(nèi)容為載體，幫助學生回顧理論知識和指導學生熟練應用紫外分光光度儀、紅外分光光度儀、核磁共振儀以及質(zhì)譜儀，更要向?qū)W生傳輸獲得新知識的能力以及創(chuàng)造性完成實驗的能力。

針對高等藥學教育教學改革的總體要求，藥學有機波譜解析實驗課程的教學改革勢在必行。我們認為，該實驗教學應將著重點從學生過去單純的學習專業(yè)知識和培養(yǎng)簡單技能向理論與實際的切實結(jié)合轉(zhuǎn)移；最主要的，是把一直以來教師單方面講授理論知識向培養(yǎng)學生綜合實驗能力的方向改變，尤其是應該努力培養(yǎng)和提升學生的實驗創(chuàng)新能力。因此，藥學有機波譜解析實驗課程教學改革的主要目的應該立足于努力激發(fā)我校學生對四大光譜的學習興趣和熱情，全面立體地調(diào)動學生掌握和使用大型分析儀器的積極性，大幅度提高學生在該系列實驗中的主動性，為培養(yǎng)有科學思維方法和創(chuàng)新能力的綜合藥學專業(yè)人才提供新的策略[2,3]。

1 我校藥學有機波譜解析實驗教學的現(xiàn)狀

1.1 主要教學內(nèi)容

目前我校藥學有機波譜解析實驗主要包括四部分內(nèi)容，即紫外吸收光譜、紅外吸收光譜、核磁共振光譜和質(zhì)譜。而藥學有機波譜解析實驗課程中所涉及的實驗原理、實驗方法、實驗內(nèi)容以及實驗技能等會直接對學生在專業(yè)課學習、研究生課題開展以及畢業(yè)后從事科研等相關(guān)工作的綜合能力產(chǎn)生影響。

1.2 存在的主要問題

目前，就我校實驗課程配置的設(shè)備而言，可以說已經(jīng)達到了世界先進水平，尤其是傅里葉變換離子回旋共振超質(zhì)譜儀，是目前全國藥學專業(yè)高校里唯一的一臺[4]。不過，雖然硬件上我們處于領(lǐng)先的地步，但在實驗教學上我們確實存在許多問題，突出表現(xiàn)在：現(xiàn)有的實驗教學內(nèi)容過于傳統(tǒng)和陳舊、缺乏新意、無法調(diào)動學生的興趣，不能反映實驗技術(shù)在新興學科的應用和相關(guān)學科的滲透；學生實驗缺乏主動性和積極性，操作能力較薄弱；缺少創(chuàng)新思維和理論聯(lián)系實際的能力。

1.3 產(chǎn)生問題的主要原因

一是學生對分析化學和有機波譜解析理論課中所學的知識掌握得不牢固，綜合運用多種知識解決問題的能力不足。藥學有機波譜解析實驗無論是理論課還是實驗課都與其它學科存在大幅度的知識交叉，知識點相對較多，需要記憶的內(nèi)容更多，目前多數(shù)學生在學習過程中都采用死記硬背的方法，并沒有理解和掌握核心知識；二是有的學生不太重視各學科知識間的相互聯(lián)系，無法掌握和靈活運用實驗基本方法原理及技巧，導致在實驗過程中出現(xiàn)異常現(xiàn)象時束手無策；三是該課程實驗教學內(nèi)容與學生日常生活的關(guān)聯(lián)較小，學生感覺到內(nèi)容枯燥，教師難以調(diào)動學生的學習興趣和積極性；四是學生知識面相對狹窄，缺乏對相近學科知識融會貫通的能力。五是因?qū)嶒炚n教學時間有限，在完成規(guī)定教學任務還是培養(yǎng)學生知識面的選擇中，教師會自然而然地把重點放在前者，再加之學生也缺乏自學、尋根問底和探索學科間關(guān)聯(lián)的積極性，最終不可避免地產(chǎn)生上述問題[5]。綜上所述，為適應現(xiàn)代高等教育教學改革發(fā)展的迫切需要，我們藥學工作者有必要從藥學有機波譜解析實驗課程的教學理念、教學內(nèi)容、教學方式等方面進行全方位的改革與更新。

2 我校藥學有機波譜解析實驗教學的改革芻議

2.1 教學理念全新化

首先，作為從事高等藥學教育的教師，我們應當始終明確高等藥學教育的主要目的，即培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)綜合型藥學專業(yè)人才。這就要求我們在施教過程中必須以人為本，即以藥學專業(yè)學生為根本。這要求我們必須與時俱進地更新我們的教學理念，時刻提醒自己要從主觀上重視對學生創(chuàng)造力的培養(yǎng)，才能在客觀上實現(xiàn)培養(yǎng)具有創(chuàng)新型藥學人才的最終目的。因此，我們應當在整個實驗教學過程中，時刻堅持以“教與學相統(tǒng)一”為前提，在藥學有機波譜解析實驗教學的各個環(huán)節(jié)堅決貫徹以學生為主體的基本原則，通過嘗試變換各種不同的新穎教學手段來培養(yǎng)和激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力、提升學生的藥學專業(yè)素養(yǎng)。

2.2 實驗操作標準化

藥學有機波譜解析實驗以紅外吸收光譜儀、紫外分光光度儀、核磁共振儀和質(zhì)譜等分析設(shè)備的基本操作為核心，應側(cè)重于學生實驗基本操作技能的訓練及掌握。只有熟練和準確地掌握分析設(shè)備的基本操作，才能獲得準確可靠的分析結(jié)果。而且，藥學有機波譜解析實驗所涉及的儀器設(shè)備均為大型精密儀器，這些儀器都有著嚴格的操作規(guī)范。作為教師，我們的首要任務是讓學生最規(guī)范、最快速、最準確地掌握各種儀器基本操作，以確保學生正確、熟練操作各種儀器，為后續(xù)的實驗操作、課題應用、以及創(chuàng)新性研究打下扎實的基礎(chǔ)。在基本操作訓練階段，教師可以事先與學生溝通，讓學生盡早對設(shè)備的操作規(guī)程有一定了解；在開展實驗教學過程中，應當對學生嚴格要求，通過詳細講解標準操作規(guī)程和清晰示教的方式嚴格規(guī)范學生的實驗基本操作。如，傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜的教學過程中所涉及的操作軟件相對較多，包括FT-MS control，data analysis 和Hystar等，而且每個軟件都具有不同的功能，軟件之間還需要互相調(diào)用程序，那么在實驗過程中可采用播放影視短片的方式把學生可能用到的各個功能操作進行詳細講解并重復演示給學生，保證每個學生都能快速掌握。

2.3 實驗內(nèi)容綜合化

我們認為，除了讓學生按照SOP標準化、規(guī)范化地掌握儀器操作之外，還必須致力于拓寬他們的知識面。一方面，可以鼓勵學生盡可能多地了解化學、材料科學和生命科學等藥學相關(guān)領(lǐng)域的常識；另一方面，在實驗過程中上應嘗試穿插安排一些與大學生實際生活，特別是學生日常生活聯(lián)系密切的實驗內(nèi)容，有利于激發(fā)學生的實驗興趣、端正學生的實驗課學習態(tài)度和明確實驗課教學目的。這就要求我們改進實驗內(nèi)容，盡可能地綜合化設(shè)計實驗內(nèi)容。綜合設(shè)計性實驗，目的在于培養(yǎng)和考核學生運用理論知識及實驗方法自行設(shè)計實驗的能力和獨立操作的能力，具體題目可由教師給出，也可由學生自擬題目，教師審核而定[6-8]。目前，藥學有機波譜解析實驗課中利用各個光譜所開展的分析內(nèi)容是彼此獨立的，每部分實驗內(nèi)容都選擇了不同的模型藥物進行分析，很難讓學生對所學的理論知識有一個綜合性的應用。事實上，藥學有機波譜解析實驗的主要目的是培養(yǎng)學生利用四大光譜解析化合物結(jié)構(gòu)并推測其化學結(jié)構(gòu)的能力，因此我們認為最好選擇學生感興趣的目標化合物（比如三聚氰胺等）開展實驗，讓學生通過綜合應用四大光譜知識完成目標化合物的結(jié)構(gòu)分析工作。這樣，一方面提高了學生掌握實驗技能、分析問題及解決問題的能力，另一方面則更好地培養(yǎng)了學生嚴謹細心的工作態(tài)度。

2.4 教學方式先進化

目前，藥學有機波譜解析實驗主要以教師講解為主，學生處于被動實驗的位置。我們認為，應當改變長久以來形成的這種固有模式，盡可能的把學生放在主體位置，讓學生有機會充分發(fā)揮其主觀積極性。所以，可以嘗試將“照方抓藥”式的被動實驗模式改為主動“配方拿藥”式的實驗，鼓勵學生在實驗過程中積極發(fā)表自己的見解，并對紅外、紫外、核磁和質(zhì)譜的特點、應用范圍及其先進技術(shù)等知識點進行討論，教師負責做記錄并進行總結(jié)點評。此外，我們應當把實驗的主動權(quán)交給學生，并信任學生通過認真思考和科學設(shè)計能夠完成相關(guān)實驗內(nèi)容。長時間以來，我們的實驗教學方式基本上都在以“填鴨式”教學為主，嚴重忽視了學生學習的主動性和學習效率。因此，我們應多嘗試讓學生自發(fā)地進入到實驗內(nèi)容的學習過程中去，大力提倡并鼓勵學生通過自己的實踐來協(xié)助教師完成實驗教學任務。同時，我們還建議多采用啟發(fā)式教學的模式，多提供讓學生獨立思考的空間，讓他們自己分析原因，并動手解決問題。比如，學生在開展某一化合物結(jié)構(gòu)解析的綜合實驗過程中，我們應要求學生自己到圖書館利用文獻檢索工具查閱和收集該化合物的前期研究資料及信息，盡可能的確定該化合物的有關(guān)理化性質(zhì)，并讓學生自己擬定從樣品的預處理方法、分析方法的確定到數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析等整個實驗過程的研究方案。同時，允許學生提供的實驗涉及方案存在不足或問題，努力幫助他們在實驗過程中發(fā)現(xiàn)、探討和解決問題，最后幫助他們及時改正并總結(jié)實驗過程中的經(jīng)驗教訓。

2.5 鼓勵學生科研化

作為一所教學科研型高等藥學院校，我們學校在藥學相關(guān)領(lǐng)域里面已經(jīng)取得了許多成績。目前，各個專業(yè)的老師都從事著藥學相關(guān)科研項目的研究。因此，我們認為，可以給學生提供機會，鼓勵學生積極參與到教師的科研項目中去。因為，科研工作通常是整體性和系統(tǒng)性的，而與藥學有機波譜解析實驗相關(guān)的內(nèi)容，在整個科研工作中有著舉足輕重的地位。而且完整的化合物結(jié)構(gòu)分析測試過程可以激發(fā)學生對化合物結(jié)構(gòu)解析的學習興趣和鞏固學生所學的相關(guān)理論知識，為學生提供理論聯(lián)系實際的機會，對培養(yǎng)學生的綜合能力和初步的科研素質(zhì)有著非常重要的意義。事實上，與國外高水平大學相比，國內(nèi)大學在實驗條件等方面已經(jīng)達到了一定水平，但是我們所缺少的是探索性實驗，即缺少讓學生真正從事探索性研究的機會[9]。因此，如果教師愿意將自己從事的科研方向或科研課題拿來與學生分享，讓他們感受到科研工作的魅力，將會非常有助于增強他們的實驗動力。更為重要的，可以有效的提高藥學有機波譜解析實驗的教學質(zhì)量。

3 結(jié)束語

現(xiàn)代藥學研究已經(jīng)突破了純藥學領(lǐng)域的界限，它有機地將化學、醫(yī)學、生命科學、計算機學及數(shù)理統(tǒng)計學等學科緊密地結(jié)合起來，已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一門多學科的綜合性科學。為了適應藥學學科的迅速發(fā)展，藥學專業(yè)實驗教學的重要性也應隨之提升。因此，藥學有機波譜解析應將重點從“學生單純地學習專業(yè)知識和培養(yǎng)簡單技能”向“理論與實際切實結(jié)合”而轉(zhuǎn)移；最主要的，是把一直以來“教師單方面講授理論知識”向“培養(yǎng)學生綜合實驗能力” 的方向改變。總之，藥學有機波譜解析實驗教學的改革是一項長期而艱巨的任務，實驗教學工作者始終保持努力探索、不斷實踐的態(tài)度，爭取盡快將教學改革引向深入。