基于案例教學法和虛擬實驗室的分析化學課程教學改革研究

魏芳弟 胡琴 許貫虹 岑瑤 馬坤芳

摘要：改革《分析化學》教學方法，理論教學采用案例式，實驗教學采用嘗試錯誤法，引進E-learning在線學習平臺和虛擬實驗室，改革評價方式，激發(fā)了學生的學習興趣，增強了師生間的思維碰撞，促進了知識的掌握和延伸。

關鍵詞：分析化學；案例式；嘗試錯誤法；E-learning平臺；虛擬實驗室

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）15-0130-02

分析化學是化學的一個重要分支，是研究物質的組成和結構，確定物質在不同狀態(tài)和演變過程中化學成分、含量和時空分布的量測科學[1]。分析化學課程是我校藥學、臨床藥學、醫(yī)學檢驗和衛(wèi)生檢驗本科生主要課程。本門課程從教學方式上分為課堂講授和實驗教學兩大部分。通過課堂講授，學生可以掌握分析化學的基本原理和特點；通過實驗教學，可以培養(yǎng)學生嚴肅認真、實事求是的科學態(tài)度，以及嚴謹細致地進行科學實驗的技能、技巧和創(chuàng)新能力。本課程主要教學目標是使學生系統(tǒng)地掌握分析化學的基礎理論、基本概念、實驗儀器和實驗技能，了解分析化學學科在生命科學前沿的發(fā)展熱點，為后續(xù)專業(yè)課的學習打下良好的基礎。為了實現教學目標，多年來，我們不斷地進行探索、改革，取得了一定的成效。

一、理論教學模式改革

注重教學模式向案例式和問題式學習（PBL）轉變。摒棄“結構式課堂教學”模式，改變重概念、輕實踐；重理論、輕方法；重教師、輕學生的傳統(tǒng)觀念。在《分析化學》教學中，首創(chuàng)案例式教學法，側重工作實踐，突出解決問題的方法，強化師生互動，著力打造具有積極創(chuàng)新精神和全面工作能力的高素質、創(chuàng)新型和實用型藥學、檢驗學人才。通過模擬案例情景，讓學生從特定的情況中體驗、分析、決策、鍛煉，獲得本質的、結構性的、原則性的、典型的東西以及規(guī)律性、跨學科的關系，從而理解并解決一些結構相同的或類似的單個現象和問題。在教學過程中，提出問題，啟發(fā)學生積極思維，激發(fā)學生的學習動機，變被動學習為主動學習，培養(yǎng)學生科學推理能力和自學能力，緊密聯系實際，開拓學生視野，培養(yǎng)學生的綜合分析問題和解決問題的能力[2]。在藥學專業(yè)的教學中，一直使用案例版教材（《分析化學》，胡琴主編，科學出版社，2019.12第1版，2016.06第2版），積累案例教學經驗，發(fā)表教學論文1篇[3]。2017年3月開始，在臨床藥學、醫(yī)學檢驗專業(yè)也開始使用此教材，推廣案例式教學。積極開展PBL教學模式的研究與實踐，教學團隊的老師參加學校PBL導師的培訓課程，并參與編寫PBL案例。引進E-learning在線學習新方式，通過計算機互聯網或手機無線網絡進行網絡授課、答疑和論壇交流[4]?！斗治龌瘜W》E-learning平臺目前有課程簡介、教學大綱、教師簡介、教學日歷、教學錄像、考研資料、自主學習平臺和在線實驗室8個欄目，每個欄目中內容齊全，并適時更新。學生不僅可以下載所有教師的課件、教學視頻、微課、慕課，而且在學習過程中一旦發(fā)現問題還能夠隨時與教師在答疑論壇模塊進行交流；教師可以通過布置作業(yè)和測驗的方式來對學生的學習情況進行檢查，并布置相關的任務來督促學生利用平臺進行學習?！斗治龌瘜W》E-learning平臺分別于2014和2017年被評為校級優(yōu)秀網絡課程。積極開展雙語教學，加入一定量雙語教學內容，教學團隊中60%以上的老師具有國外交流、訪學或留學經歷，英文基礎扎實，口語表達流利。

二、實驗教學改革

在實驗教學中，采用嘗試錯誤教學法，加強實驗技能訓練，在保證學生掌握基本實驗技能的基礎上，積極開展綜合性研究實驗、設計性實驗及實用性實驗，既充分地發(fā)揮了學生的主體作用，培養(yǎng)了學生的綜合實踐能力，又拉近了理論與實際應用的距離，增加了學習的趣味性和實用性[5]。教學團隊教師主持多項醫(yī)學化學會實驗改革課題，并發(fā)表嘗試錯誤教學法實驗改革論文1篇[6]。教學團隊“以培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高崗位勝任能力為導向的藥學實踐教學研究與體系建設”獲2013年江蘇省教學成果獎（高等教育類）二等獎和2016年南京醫(yī)科大學“教學突出貢獻獎”。2016年底，購買了大連微瑞科技公司“滴定分析虛擬仿真實驗軟件開發(fā)項目”和紅外吸收光譜/核磁共振波譜虛擬仿真實驗軟件開發(fā)項目”，并將其整合在E-learning平臺上，建立了“虛擬實驗室”。學生直接在“虛擬實驗室”完成實驗的預習，還可反復操作、不斷改正錯誤操作，真正做到“心中有數”，極大地提高了進入實驗室實際操作的能力[7]。為了切實促進藥學專業(yè)人才培養(yǎng)，更好地提升藥學專業(yè)大學生研學興趣，強化專業(yè)素養(yǎng)和學術思維，培育創(chuàng)新意識和科研技能，積極組織承辦了江蘇省首屆醫(yī)藥院校大學生化學、藥學知識與實驗技能邀請賽及南京醫(yī)科大學藥學/化學實驗技能競賽8屆，積極參與了江蘇省大學生化學化工實驗競賽及全國醫(yī)藥院校藥學/中藥學專業(yè)大學生實驗技能競賽各5屆。

三、評價方式改革

改變“一考定終身”的傳統(tǒng)評價方式，優(yōu)化考核方式，分析化學綜合成績的評定，由4部分組成：平時成績15%+實驗成績15%+期中考試成績30%和期末考試成績40%。平時成績：充分發(fā)揮E-learning平臺的作用，布置網絡作業(yè)；慕課、微課和視頻的觀看；答疑討論；網絡考試等。實驗成績：由虛擬實驗成績（30%）、真實實驗操作成績（50%）、實驗報告成績（20%）三部分組成，體現實驗考核“重在過程，不唯結果”的指導思想。期中、期末成績：響應教育信息化戰(zhàn)略，客觀題采用在線考試，以教學大綱為指導，編制表述清晰、覆蓋全面、科學合理和答案準確的試題庫；主觀題依舊采用筆試方式?？陀^題和主觀題各占50%。期末考試不再涵蓋期中考試內容，但涉及分析化學所有開設實驗（虛擬實驗和真實實驗）的內容。另外，為了提高學生使用“虛擬實驗室”的積極性、提高學生的實驗技能，“虛擬實驗室”考察成績95分以上的同學期末總評可另加3分。多樣的考評方式可以全面地體現學生的綜合素質，也可以培養(yǎng)學生勤于反思、自我管理和終生學習的素養(yǎng)。

四、結語

“授人以魚，不如授人以漁?！苯虒W要以學生為本，了解學生的需求，真正做到以學生為中心，為社會培養(yǎng)科學嚴謹、求真務實的新型創(chuàng)新人才。我們對分析化學課程的教學改革進行了初步嘗試與探究，采用案例式和嘗試錯誤教學法、引進E-learning在線學習平臺和虛擬實驗室、改革評價方式，把學生從被動學習轉化為主動學習，提高了教學質量。

參考文獻：

[1]胡琴，彭金詠.分析化學[M].科學出版社，2016.

[2]何婧琳，曹忠，李丹，等.案例教學法在分析化學理論教學中的實踐研究[J].大學化學，2016，31（8）：27-32.

[3]魏芳弟，胡琴，楊靜，等.案例版《分析化學》教材使用體會[J].基礎醫(yī)學教育版，2010，12（12）：1160-1161.

[4]黃海，蔡筱青.高校E-learning教學平臺的規(guī)劃、管理和服務[J].現代教育技術，2010，20（11）：100-104.

[5]姚宏亮，汪海燕.嘗試錯誤教學法與PLC教學[J].宿州學院學報，2011，26（2）：124-125.

[6]魏芳弟，胡琴，楊靜，等.讓學生在“嘗試錯誤”中提高分析化學實驗技能[J].基礎醫(yī)學教育版，2013，15（9）：848-850.

[7]李玲，董昕，呂狄亞，等.虛擬實驗室在儀器分析教學中的應用[J].基礎醫(yī)學教育，2016，18（7）：584-586.