基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的藥學(xué)類專業(yè)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)體系研究

付 蕾，張 超，周媛媛，張立劍，張春晶，黃楠楠，富 波，賈力維

(黑龍江中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是高等教育中素質(zhì)教育的核心，教育部在“新世紀(jì)教改工程”中提出了新世紀(jì)人才培養(yǎng)的宗旨，即：注重學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實驗?zāi)芰1-2]。作為新世紀(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中不可缺少的重要組成部分，有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)不僅是有機(jī)化學(xué)理論教學(xué)的重要延伸和補(bǔ)充，更是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要途徑。

有機(jī)化學(xué)實驗在藥學(xué)類專業(yè)中是一門實踐性較強(qiáng)，應(yīng)用范圍較廣的基礎(chǔ)課，其內(nèi)容與藥學(xué)類專業(yè)各領(lǐng)域相互交叉滲透，是后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實驗內(nèi)容陳舊且驗證性實驗偏多，缺少綜合設(shè)計性試驗和研究創(chuàng)新型實驗，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[2-3]。

為此，我們結(jié)合藥學(xué)類專業(yè)特色，對有機(jī)化學(xué)實驗課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化，并對教學(xué)方法進(jìn)行了改革，構(gòu)建出具有藥學(xué)類專業(yè)特色的“基礎(chǔ)操作型→綜合設(shè)計型→研究創(chuàng)新型”多層次有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)體系。幾年的實踐和推廣證明，藥學(xué)類專業(yè)特色有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)體系能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，創(chuàng)新思維，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高起到了積極地推動作用。

1 基本操作驗接觸“藥”，激發(fā)創(chuàng)新意識

基本操作實驗是有機(jī)化學(xué)實驗課的基礎(chǔ)，對學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用[4]。

傳統(tǒng)的基本操作實驗內(nèi)容在大多數(shù)實驗教材中都是通用的，不具有藥學(xué)類專業(yè)特色，學(xué)生覺得這些實驗內(nèi)容較枯燥且與藥學(xué)類專業(yè)沒有太大聯(lián)系，便失去了做實驗的興趣。為此，我們對實驗內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，將藥學(xué)類專業(yè)特色融入有機(jī)化學(xué)實驗，讓學(xué)生在完成基本操作實驗的過程中接觸藥，如：將熔點(diǎn)測定實驗中的被測藥品換成局麻藥物普魯卡因，消炎藥鹽酸環(huán)丙沙星和退熱鎮(zhèn)痛藥物阿司匹林等；將水蒸氣蒸餾實驗改為從橙皮中提取桔油香精；將萃取實驗改為從健脾開胃藥物六神曲中萃取抗菌活性成分[5]。通過這些實驗的開展，學(xué)生在牢固掌握基本操作的同時，又學(xué)到了與藥學(xué)相關(guān)的知識，學(xué)習(xí)興趣大大增加，創(chuàng)新意識和學(xué)習(xí)主動性顯著增強(qiáng)。

2 綜合性設(shè)計型實驗圍繞“藥”，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

基礎(chǔ)驗證性實驗在內(nèi)容上多為經(jīng)典實驗，其特點(diǎn)是實驗條件比較成熟，實驗內(nèi)容也較為完善，反應(yīng)所涉及的每個步驟及其實驗現(xiàn)象在教材上都講解的很詳細(xì)。課堂上，學(xué)生經(jīng)常是“照方抓藥”來完成實驗，而對實驗原理不認(rèn)真思考，對實驗現(xiàn)象不認(rèn)真觀察，對所得的實驗結(jié)果不進(jìn)行認(rèn)真分析，甚至在實驗報告中拼湊數(shù)據(jù)來應(yīng)付教師。這種落后的實驗教學(xué)模式嚴(yán)重抑制了學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的發(fā)展，不利于對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，我們將驗證性實驗比例由原來的60%壓縮到35%，將綜合設(shè)計性實驗比例增加至30%。

綜合設(shè)計性實驗指的是：在實驗前，先由教師給出實驗題目，學(xué)生按照實驗?zāi)康暮蜅l件，查閱相關(guān)資料后自行設(shè)計實驗方案，并綜合運(yùn)用本門課程所涉及的理論知識、實驗方法和實驗手段來獨(dú)立完成實驗。例如，止咳祛痰藥物“止咳酮”(4-苯基-2-丁酮)的合成實驗設(shè)計：工業(yè)酒精→無水乙醇→乙酸乙酯→乙酰乙酸乙酯→“止咳酮”(4-苯基-2-丁酮)，通過串聯(lián)實驗，將原本相互獨(dú)立的多個實驗組成一個系統(tǒng)化的實驗，使前一個實驗的產(chǎn)品成為后一個實驗的反應(yīng)原料，將化合物的制備→分離→純化→結(jié)構(gòu)表征作為一個有機(jī)的整體，實驗所涉及的基本操作全面，知識面廣泛。而且，每步實驗所得的產(chǎn)品都能夠被下一步實驗循環(huán)利用，節(jié)約了藥品的同時，也減少了對環(huán)境的污染。更重要的是，為了得到最終產(chǎn)品，學(xué)生在實驗前必須查閱大量資料，深入研究實驗原理和實驗方法，實驗過程中必須認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，嚴(yán)格控制每一步操作，并積極思考解決方案，才能保證實驗的順利進(jìn)行。通過綜合設(shè)計性實驗訓(xùn)練，學(xué)生既夯實了基本操作技能，又能理論聯(lián)系實際，舉一反三，團(tuán)隊協(xié)作能力能力顯著增強(qiáng)，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維得到進(jìn)一步發(fā)展[6-7]。

3 研究創(chuàng)新型實驗改造“藥”，提高創(chuàng)新能力

研究創(chuàng)新型實驗是藥學(xué)類專業(yè)特色有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)體系中第三層次的實驗。在內(nèi)容上，是化學(xué)、藥學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、信息學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域知識的交叉融合，在操作上，則是多種實驗技能和技巧的綜合應(yīng)用，具有一定的開放性、應(yīng)用型和前沿性[8]。

學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的形成離不開大量的科學(xué)實驗和實踐，我院擁有一批高學(xué)歷、高水平的研究生導(dǎo)師，為了充分利用這一優(yōu)勢，我們將學(xué)生分成若干小組后，分配到相關(guān)導(dǎo)師的科研室，由導(dǎo)師帶領(lǐng)學(xué)生參加各種科研實踐活動，用科學(xué)的研究方法來引領(lǐng)實驗教學(xué)。

為確保實驗內(nèi)容的新穎性和前沿性，我們開設(shè)的每一個研究創(chuàng)新型實驗，都安排一個與化學(xué)和藥學(xué)知識相關(guān)的小型科研題目。如：新型抗腫瘤藥物--大環(huán)二芳基庚烷類化合物楓楊素的合成；非專利藥物的制藥工藝改造等。

為了增加實驗的探索性，在布置實驗題目后，教師可以啟發(fā)學(xué)生根據(jù)實驗的目標(biāo)以及現(xiàn)有條件，對原有實驗內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和補(bǔ)充。課下，學(xué)生獨(dú)立查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，自行設(shè)計實驗方案，并對其可行性進(jìn)行分析和討論。課堂上，每組選出一名代表向全體同學(xué)陳述自己的實驗設(shè)計，其他同學(xué)可對其觀點(diǎn)加以補(bǔ)充或提出質(zhì)疑[9]。在整個討論過程中，教師主要起到引導(dǎo)和啟發(fā)的作用，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，通過討論來探究答案，并鼓勵學(xué)生勇于創(chuàng)新，從而使學(xué)生的求知欲被大大激發(fā)，主觀能動性得到充分發(fā)揮，創(chuàng)新能力得到充分的培養(yǎng)。

4 引入“綠色化學(xué)”實驗

隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，環(huán)境保護(hù)問題日益受到人們的關(guān)注，然而，有機(jī)化學(xué)實驗所使用的多數(shù)試劑均具有毒性，實驗過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液及固體廢物對環(huán)境和師生的健康造成了嚴(yán)重的影響。如何對有機(jī)化學(xué)實驗進(jìn)行綠色化改革，減少其對環(huán)境的污染是化學(xué)教育工作者所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[10-11]。

近年來，我校將“綠色化學(xué)”作為有機(jī)化學(xué)實驗的指導(dǎo)思想，并結(jié)合藥學(xué)類專業(yè)特色，對綠色化學(xué)實驗進(jìn)行了探索，取得了良好的效果。除了通過刪除醛酮的化學(xué)性質(zhì)、芳烴的化學(xué)性質(zhì)、胺的性質(zhì)等對環(huán)境和師生健康影響較大的驗證性實驗、替換污染嚴(yán)重的制備實驗、串聯(lián)序列化合成實驗、開設(shè)微型實驗等方式實現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實驗的綠色化，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，我們鼓勵學(xué)生通過改造現(xiàn)有的實驗儀器來實現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實驗的綠色化。通過綠色化實驗教學(xué)改革，在培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識和創(chuàng)新能力的同時，也使學(xué)生充分認(rèn)識到：“綠色化學(xué)”是“防”，消除對環(huán)境的污染是“治”的關(guān)系，從根本上切斷了污染源，保護(hù)了環(huán)境。

5 結(jié)論與展望

藥學(xué)類專業(yè)特色有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)體系已應(yīng)用于我校2010～2018級藥學(xué)類專業(yè)本科生的有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)當(dāng)中，幾年的教學(xué)實踐表明，四個層次實驗的開展，在夯實學(xué)生基本操作技能、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實工作作風(fēng)的同時，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有利于學(xué)生動手能力、觀察能力、發(fā)明能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?！敖逃橇?，創(chuàng)新是發(fā)展之源”我們將繼續(xù)遵循“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，在今后的教學(xué)工作中進(jìn)一步完善有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)體系，努力培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會和時代發(fā)展需求的復(fù)合型創(chuàng)新人才。