醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

李其華 雷春華 劉利民 曾立華 曹小妹

(湖南師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410081）

面向醫(yī)學(xué)院一年級(jí)新生開設(shè)的醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)課程包括 《基礎(chǔ)化學(xué)》、《無機(jī)化學(xué)》及《有機(jī)化學(xué)》等，涵蓋臨床醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)、護(hù)理學(xué)等專業(yè)。在課程教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課是最能發(fā)展學(xué)生智力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和科學(xué)思維方法的環(huán)節(jié)，鑒于中學(xué)階段學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練很少甚至空白，如何在大一時(shí)利用有限的實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)更好地培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的基本操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ殉蔀檎n程教學(xué)的重要任務(wù)。多年來，各高校針對(duì)化學(xué)各專業(yè)學(xué)生進(jìn)行的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及體系的改革與實(shí)踐取得了一定的成效[1-4]，普遍建立了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)-中級(jí)實(shí)驗(yàn)-綜合實(shí)驗(yàn)-創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)-畢業(yè)論文”一條龍的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，時(shí)間從大一延續(xù)至大四。將這些成功經(jīng)驗(yàn)照搬用于醫(yī)學(xué)生的化學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯然是不合適的。醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅需要結(jié)合醫(yī)學(xué)專業(yè)特色挑選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更得考慮在有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)內(nèi)，通過教學(xué)方法及手段的改革與實(shí)踐，激發(fā)大學(xué)一年級(jí)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高教學(xué)質(zhì)量。對(duì)此，我們進(jìn)行了如下一些探索，取得了較好的效果。

1 精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“水質(zhì)總硬度測(cè)定”[5]除了自來水樣外，增加了岳麓山泉水、白沙井水兩個(gè)樣品，不僅激發(fā)學(xué)生興趣，還能通過水質(zhì)硬度大小對(duì)人體健康影響的討論，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)專業(yè)的熱愛。

在“熔點(diǎn)測(cè)定”[6]實(shí)驗(yàn)中，除了練習(xí)毛細(xì)管法外，還將顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀以及數(shù)字化熔點(diǎn)測(cè)定儀的使用方法介紹給學(xué)生，使學(xué)生在掌握經(jīng)典方法的同時(shí)認(rèn)識(shí)較先進(jìn)的儀器設(shè)備。待實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)較充裕時(shí)可以考慮購買，讓學(xué)生動(dòng)手操作并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)手段、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

“常壓蒸餾及沸點(diǎn)測(cè)定”[6]除了蒸餾工業(yè)酒精外，將另一樣品溴苯改為汽車防凍液，因?yàn)殇灞蕉拘源?，不符合綠色化學(xué)理念，另外，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系改革的基本要求是“橫向整合，縱向打通”，重視課程的層次性和教學(xué)內(nèi)容的相關(guān)性[1]，將《基礎(chǔ)化學(xué)》理論課中學(xué)習(xí)的依數(shù)性凝固點(diǎn)降低、沸點(diǎn)升高與《有機(jī)化學(xué)》課程基本操作訓(xùn)練聯(lián)系起來，既貼近生活，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，又補(bǔ)充和完善了防凍液的基本性能[7]數(shù)據(jù)；更重要的是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到知識(shí)體系的系統(tǒng)性。

及時(shí)將文獻(xiàn)中介紹的新知識(shí)、新方法及科研成果引入到實(shí)驗(yàn)中。例如，“乙酸正丁酯的制備”，將催化劑由濃硫酸改為一水合硫酸氫鈉[8]及TiO2/SO42-固體超強(qiáng)酸[9]，按照綠色化學(xué)的理念對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)。同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品的表征除了根據(jù)餾液的沸點(diǎn)外，將折光率的測(cè)試改為確定樣品密度，只需在稱量產(chǎn)品質(zhì)量后量取產(chǎn)品體積即可，操作簡(jiǎn)單易行。產(chǎn)品沸點(diǎn)以及產(chǎn)品密度相互佐證，提高了產(chǎn)品表征的可靠性。

2 改進(jìn)教學(xué)方法，提升教學(xué)手段

化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般遵從學(xué)生預(yù)習(xí)、老師詳細(xì)講解示范以后學(xué)生動(dòng)手操作的教學(xué)模式，在實(shí)驗(yàn)講解的過程中總會(huì)有少數(shù)學(xué)生心不在焉或似懂非懂，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程不順利或影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。采用提問式、討論式或其它方式相結(jié)合的教學(xué)方法，比如“乙酸正丁酯的制備”：如何創(chuàng)造條件使平衡右移？反應(yīng)完成后最經(jīng)濟(jì)有效的除去雜質(zhì)方案？產(chǎn)品的表征可以通過哪些方法或途徑等問題的提出，都能引發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考并參與討論，或者由某一學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)裝置的安裝、分液漏斗的使用操作等，使每位學(xué)生都能用心參與，不再有旁觀者，進(jìn)而對(duì)實(shí)驗(yàn)方案、操作步驟以及原理都有充分地認(rèn)識(shí)，做到動(dòng)手前對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程思路非常清楚、實(shí)驗(yàn)時(shí)心中有數(shù)。

對(duì)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生遇到的問題，盡可能采用啟發(fā)式或者探究式的教學(xué)方法，和學(xué)生通過討論找出問題所在并得到解決方案，比如“分子模型操作”實(shí)驗(yàn)中，有學(xué)生對(duì)含兩個(gè)相同手性碳的酒石酸化合物的球棒模型與Fischer投影式的表達(dá)以及內(nèi)消旋化合物、對(duì)稱面和對(duì)稱中心的概念理解感覺有困惑，指導(dǎo)老師在學(xué)生做好模型的基礎(chǔ)上，先要求學(xué)生回憶Fischer投影式書寫規(guī)則，再結(jié)合模型進(jìn)行Fischer投影式的表達(dá)；接著借助內(nèi)消旋酒石酸分子模型說明對(duì)稱面、對(duì)稱中心的定義；最后和一對(duì)對(duì)映體的模型進(jìn)行對(duì)比，使學(xué)生充分理解內(nèi)消旋化合物的含義?！耙宜嵴□サ闹苽洹?，直接回流法和分水回流法哪種方法產(chǎn)率較高？建議和同組同學(xué)商量后選定其中一種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，合成產(chǎn)品產(chǎn)率的高低影響因素有很多，只有通過整個(gè)班甚至整個(gè)年級(jí)兩種方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)才能得出較為合理的結(jié)論。“水質(zhì)總硬度測(cè)定”實(shí)驗(yàn)，有些滴定后的樣品放置一段時(shí)間后為什么返紅？分水回流法制備乙酸正丁酯，分水器在實(shí)驗(yàn)過程中如果發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)漏，如何補(bǔ)救？等問題，教師不是簡(jiǎn)單地給出一個(gè)答案，而是要求學(xué)生經(jīng)過思考、討論，分析可能原因并通過實(shí)驗(yàn)確認(rèn)結(jié)果如何。啟發(fā)式或探究式教學(xué)方法的實(shí)施可以提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。通過與同組同學(xué)的商量、討論解決問題的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的精神。

實(shí)驗(yàn)過程中貫穿綠色化學(xué)理念，例如要求學(xué)生預(yù)習(xí)并思考，實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生哪些廢物？如何處理？另外，節(jié)水、節(jié)電、節(jié)約試劑，比如蒸餾裝置，相對(duì)兩組冷凝水串連并將冷凝水開到最??；乙醇可反復(fù)用于“從茶葉中提取咖啡因”等，是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)過程中加強(qiáng)學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)的一些做法。

在改進(jìn)教學(xué)方法的同時(shí)，利用實(shí)驗(yàn)錄像素材，結(jié)合PowerDirector、Authorware等軟件制作視頻以及多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件[11-13]，可以保證在較少的時(shí)間里盡可能多地介紹相關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)。目前已完成實(shí)驗(yàn)視頻5項(xiàng)，包括水蒸氣蒸餾、分光光度法測(cè)定鐵等，并已應(yīng)用于2012、2013級(jí)醫(yī)學(xué)各專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，效果良好。逐步開展和完善現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，是醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重頭戲，任重而道遠(yuǎn)。

通過教學(xué)方法的改進(jìn)和教學(xué)手段的提升，使學(xué)生帶著問題和對(duì)問題的興趣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和信心，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生對(duì)醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的能動(dòng)性，保證教學(xué)質(zhì)量，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

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