醫(yī)學(xué)院校化學(xué)實驗課程的教育改革探討*

王 輝，李 玲，丁德英，呂狄亞，李 育，曹 奇，郭丹丹，朱臻宇

(中國人民解放軍海軍軍醫(yī)大學(xué)，上海 200433)

化學(xué)是醫(yī)學(xué)院校臨床醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、中藥學(xué)等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。化學(xué)實驗不僅可以訓(xùn)練基本實驗技能，對理論聯(lián)系實際能力、創(chuàng)新能力、嚴謹科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)都至關(guān)重要，因此，化學(xué)實驗課程是醫(yī)學(xué)院?；瘜W(xué)教學(xué)中的重要部分，具有重要教學(xué)地位[1]。多數(shù)醫(yī)學(xué)院校在低年級開設(shè)基礎(chǔ)化學(xué)實驗、無機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)等化學(xué)實驗課程，培養(yǎng)學(xué)生基本實驗技能，為專業(yè)課程學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。隨著社會信息化發(fā)展及各學(xué)科教學(xué)改革不停推進，高校實驗課程改革也在逐步進行，然而受“重理論輕實驗”觀念普遍存在、教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)考核方式單一、實驗室設(shè)備落后等因素的影響，教改效果并不顯著。本文基于醫(yī)學(xué)院校化學(xué)實驗課程教學(xué)現(xiàn)狀，對教育改革進行探討，為醫(yī)學(xué)院校培養(yǎng)醫(yī)藥類專業(yè)人才提供建議。

1 醫(yī)學(xué)院?；瘜W(xué)實驗課程的特征及教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)內(nèi)容機械重復(fù)

醫(yī)學(xué)院校低年級化學(xué)實驗課程以基礎(chǔ)性、驗證性實驗內(nèi)容為主，通過觀察解釋實驗現(xiàn)象進一步鞏固理解化學(xué)理論，在理論與實踐相結(jié)合的過程中，培養(yǎng)學(xué)生科研素質(zhì)、創(chuàng)新意識。隨著各學(xué)科教學(xué)改革推進及各部門對實驗教學(xué)的日漸重視，已有不少高校對本科生化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容做了積極的調(diào)整，主要體現(xiàn)在小組教學(xué)逐漸取代實驗大課，綜合性實驗、應(yīng)用性實驗、創(chuàng)新性實驗等實驗教學(xué)項目逐步增加。然而由于低年級實驗內(nèi)容固有的基礎(chǔ)性、驗證性，經(jīng)典實驗仍占主要地位。經(jīng)典實驗在理論的鞏固理解和教學(xué)過程易控等方面具有較大優(yōu)勢，也會導(dǎo)致教學(xué)的機械重復(fù)。教師方面，通過多年教學(xué)經(jīng)驗，對實驗內(nèi)容、結(jié)果、可能出現(xiàn)問題等十分熟悉，通過一次備課可順利完成多個教學(xué)班次授課，教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)使教師減少教學(xué)激情，課堂缺乏生機活力。學(xué)生方面，學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過程中對經(jīng)典實驗的結(jié)果早已知曉，只要正常操作即可獲得最終結(jié)果和結(jié)論，失去了求知樂趣。教師授課內(nèi)容的重復(fù)和學(xué)生對教材實驗步驟的重復(fù)不利于學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)。

1.2 理論實踐部分脫節(jié)

本科生低年級階段的化學(xué)實驗課，是對理論課程的補充，也是對理論知識的驗證和探索。在這個過程中，需要運用理論課程的基本原理，通過眼見為實的驗證，加深對理論知識的掌握和靈活應(yīng)用。整體上，化學(xué)實驗課程學(xué)時較少，在實驗課程的教學(xué)安排時，存在理論課程與實驗課程時間安排不同步、教學(xué)內(nèi)容不匹配、一次實驗課多個實驗混做、實驗內(nèi)容與專業(yè)相關(guān)性差等問題，導(dǎo)致有些化學(xué)實驗課開課時，相應(yīng)的化學(xué)理論尚未學(xué)習(xí)甚至提前相應(yīng)理論課一個學(xué)期，或者所學(xué)理論不能支持實驗課程的開展。在實驗課進行時，學(xué)生機械重復(fù)教師教授的實驗步驟按部就班操作，知其然不知其所以然，不清楚實驗?zāi)康模荒軐嶒炛械漠惓，F(xiàn)象進行分析總結(jié)[2]。最終，沒有理論支持的實驗過程使學(xué)生如機器般進行實驗，缺乏對創(chuàng)新思維、發(fā)散思維的培養(yǎng)，不能緊跟科研前沿進展的需求，難以實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實驗教學(xué)目標。

1.3 依賴心理制約創(chuàng)新

傳統(tǒng)的實驗課程教學(xué)模式為教師提前安排實驗內(nèi)容，學(xué)生課前進行預(yù)習(xí)，課上在教師將實驗?zāi)康摹⒃?、?nèi)容、注意事項等詳細講解后，學(xué)生按照步驟操作，若實驗出現(xiàn)異常，學(xué)生會立刻向教師求助[3]。這種教師占主導(dǎo)地位的課堂，會導(dǎo)致學(xué)生對教師養(yǎng)成依賴心理。在實驗教學(xué)中，多采取小組教學(xué)，每個小組的學(xué)生通過合作分工共同完成一項實驗，小組同學(xué)共享同一實驗結(jié)果，這時學(xué)生對同組同學(xué)的依賴心理會降低學(xué)生參與感、減少主動思考，甚至實驗報告撰寫中存在相互抄襲現(xiàn)象。學(xué)生對教師和同組同學(xué)的依賴心理是限制學(xué)生主動思考和積極實驗的重要原因，也會對實驗?zāi)芰ε嘤斐上麡O影響，制約學(xué)生求知欲和創(chuàng)新能力發(fā)展。

2 醫(yī)學(xué)院?；瘜W(xué)實驗課的改革探討

2.1 經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容+前沿科研應(yīng)用

精選傳統(tǒng)實驗課的經(jīng)典實驗內(nèi)容，對其中目的、方法、器材、步驟和應(yīng)用等不同方面進行整合優(yōu)化，盡可能與學(xué)生專業(yè)、科技前沿、社會熱點等相結(jié)合或者進行延伸，達到與專業(yè)培養(yǎng)目標相契合的效果。通過整合優(yōu)化的實驗內(nèi)容可歸納總結(jié)為最新課程講義，供學(xué)生預(yù)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新。授課教師也可將自己的科研創(chuàng)新成果引進實驗課程體系當(dāng)中，不僅加強實驗課程創(chuàng)新性，還可使學(xué)生們接觸前沿研究。通過“經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容+前沿科研應(yīng)用”，形成多層次的實驗課程內(nèi)容，通過將傳統(tǒng)基礎(chǔ)化學(xué)實驗和科研創(chuàng)新性實驗相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、創(chuàng)新意識、綜合能力。我?！痘A(chǔ)化學(xué)實驗》在課程設(shè)置中，將教學(xué)內(nèi)容設(shè)置為基礎(chǔ)性、綜合性、自主性實驗的“三階梯”內(nèi)容設(shè)置，根據(jù)學(xué)生專業(yè)特點總結(jié)成《基礎(chǔ)化學(xué)實驗》手冊，專為醫(yī)學(xué)及相關(guān)專業(yè)使用?；A(chǔ)性實驗包含常見玻璃儀器的洗滌、容量分析儀器的使用、電子分析天平的使用，在經(jīng)典實驗的學(xué)習(xí)中，學(xué)會觀察、分析、聯(lián)想和歸納，掌握醫(yī)藥工作者的基本化學(xué)實驗常識，夯實基本功。綜合性實驗包含緩沖溶液的配置、pH計法測定弱酸的離解度和解離常數(shù)、分光光度法測定水中鐵離子的含量等，通過綜合運用已學(xué)過的理論和實驗技能，尋找相互聯(lián)系并進行思考和歸納，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。自主性實驗包括總血清膽固醇的測定、氨基酸金屬配合物的制備及組成分析等專業(yè)應(yīng)用內(nèi)容，也可以由學(xué)生自主提出課題、設(shè)計方案、完成課題。自主性實驗根據(jù)學(xué)生專業(yè)、教師專長、學(xué)校特色、就業(yè)需求，在課程設(shè)置環(huán)節(jié)即加強創(chuàng)新，力求在有限的實驗教學(xué)課時，全面培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。

2.2 互聯(lián)網(wǎng)+翻轉(zhuǎn)課堂式預(yù)習(xí)

翻轉(zhuǎn)課堂，隨著教育改革的進行，在理論科教育中應(yīng)用日益廣泛，是通過師生共享網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，翻轉(zhuǎn)傳統(tǒng)學(xué)習(xí)過程，最終學(xué)生完成課程講解并在教師指導(dǎo)下互動交流的教學(xué)模式。由于教師的課堂主導(dǎo)地位和學(xué)生的依賴心理，實驗課程的預(yù)習(xí)一直不受學(xué)生重視。采用翻轉(zhuǎn)課堂方式通過慕課、精品課程網(wǎng)、微課等不同平臺將課堂翻轉(zhuǎn)，學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)進行預(yù)習(xí)可以強調(diào)預(yù)習(xí)重要性。實驗課上，隨機選取同學(xué)講述自己的預(yù)習(xí)內(nèi)容或是進行示范實驗，由其他學(xué)生提出問題并討論分析，最后教師總結(jié)答疑并補充必要的注意事項。最后，學(xué)生按照小組或獨立完成實驗后，進行總結(jié)報告。我校《基礎(chǔ)化學(xué)實驗》的課程的必修實驗部分，在每節(jié)課都前先考察學(xué)生的預(yù)習(xí)報告，而預(yù)習(xí)報告是由學(xué)生通過慕課、微課等多種方式進行預(yù)習(xí)后自主總結(jié)，且每節(jié)實驗課均由專業(yè)教師錄制有演示視頻，通過互聯(lián)網(wǎng)+預(yù)習(xí)和演示視頻的學(xué)習(xí)后，隨機抽取一組或幾組學(xué)生進行示范實驗，而其他組則會對示范實驗組進行點評或糾錯。這種“互聯(lián)網(wǎng)+翻轉(zhuǎn)課堂”課程模式，學(xué)生代替教師成為課程主導(dǎo)，教師輔助教學(xué)，學(xué)生在預(yù)習(xí)、實驗、總結(jié)過程中掌握主動權(quán)，既通過預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)了實驗過程、注意事項等，又能在講解總結(jié)中積極思考，學(xué)會創(chuàng)新。

2.3 OBE+綜合評價

OBE，即成果導(dǎo)向教育(Outcomes Based Education)，是一種“以學(xué)生為中心”的教育哲學(xué)[4]。以成果為導(dǎo)向的教育教學(xué)模式，注重產(chǎn)出而非輸入。在醫(yī)學(xué)院?；瘜W(xué)實驗教學(xué)過程中，按照OBE理論，應(yīng)強調(diào)學(xué)生實驗?zāi)芰?、?chuàng)新能力等綜合能力的培養(yǎng)，而不僅僅是課堂內(nèi)容的掌握。傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)校及教師對實驗教學(xué)課程考核主要依靠實驗報告，實驗報告是唯一決定學(xué)生成績的因素，這種考核完全不涉及過程的動手能力、觀察能力、問題處理能力等，很難完整體現(xiàn)學(xué)生綜合實驗技能[5]。綜合評價性考核具體可針對學(xué)生出勤率、預(yù)習(xí)效果、實驗原理及拓展理解、實驗過程、實驗報告與結(jié)果分析等全流程進行綜合考核，通過綜合評價性考核能夠提高實驗素養(yǎng)與綜合能力。在我?；瘜W(xué)課程《基礎(chǔ)化學(xué)實驗》的考核中，實驗成績由實驗預(yù)習(xí)、原始記錄、實驗操作、實驗報告和實驗態(tài)度共同組成。我校藥學(xué)院開設(shè)的《現(xiàn)在分析儀器的應(yīng)用與操作》是面向我校藥學(xué)專業(yè)、臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)開始的一門選修課，為提高學(xué)生的積極性和主動性，課程考核由簡單的閉卷考試改為儀器操作考核與綜述文章考核相結(jié)合的方法，而學(xué)生最終成績的評定有日常實驗參與度、預(yù)習(xí)報告與實驗報告、日常儀器操作、及儀器操作考核與綜述文章考核共同決定。以O(shè)BE理論為導(dǎo)向，應(yīng)建立科學(xué)完善的多元化綜合評價體系，自預(yù)習(xí)開始至報告提交，進行全過程綜合評價，對學(xué)生實驗的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力進行全面考核，才能以成果導(dǎo)向激發(fā)學(xué)生主動性。

2.4 實驗室開放+技能競賽

實驗室是實驗教學(xué)的重要場所，實驗儀器購買和維護需要學(xué)校眾多人力和物力，課余時間實驗室空置降低了實驗室、儀器的使用率。在課余時間，可將實驗室定期向具有自主實驗?zāi)芰Φ谋究粕_放，并配備一定數(shù)量指導(dǎo)老師指導(dǎo)和答疑，指導(dǎo)學(xué)生在經(jīng)典、驗證實驗之外，多開展應(yīng)用、創(chuàng)新實驗，對培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新意識都具有重要意義。同時，積極開展化學(xué)實驗技能競賽，通過技能競賽激發(fā)學(xué)生對化學(xué)實驗的興趣。我校藥學(xué)院實驗中心每年舉行臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)化學(xué)實驗技能大賽，在競賽開始前，通知學(xué)生技能競賽規(guī)則和要求，并提前一段時間開放實驗室供學(xué)生課余時間前來練習(xí)。技能競賽分為兩輪，通過每輪淘汰選拔激發(fā)學(xué)生實驗熱情。競賽中，考核教師根據(jù)學(xué)生操作的規(guī)范度、熟練度及問題處理方法、實驗結(jié)果、實驗報告等綜合評價并打分。實驗競賽既是對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ目疾?，也是對學(xué)生臨場發(fā)揮、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題及壓力狀態(tài)下心理素質(zhì)的鍛煉與提高。

3 結(jié) 論

化學(xué)實驗課程是醫(yī)學(xué)院?；瘜W(xué)教學(xué)中的重要部分，化學(xué)實驗課程改革是一個系統(tǒng)、復(fù)雜、長期的探索過程。實踐表明，我校通過化學(xué)實驗課程改革和開展實驗技能競賽，明顯提高了化學(xué)實驗課程的教學(xué)質(zhì)量。醫(yī)學(xué)院校通過進一步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、更新預(yù)習(xí)方法和教學(xué)手段、探索綜合性評價考核方式、加大實驗室開放力度、鼓勵實驗技能競賽，有助于推動建立學(xué)生為中心的實驗教學(xué)模式，促進學(xué)生綜合能力提高。在今后教學(xué)工作中，我們?nèi)孕璨粩鄬嵺`，尋找適合醫(yī)學(xué)院?；瘜W(xué)實驗課程的教學(xué)模式，探索全面培養(yǎng)醫(yī)藥人才的改革之路。