王 偉,項素云
(1.中國藥科大學理學院,江蘇 南京 210038;2.南京師范大學,江蘇 南京 210046)
藥學專業(yè)分析化學開放性實驗教學的探索與思考
王 偉1,項素云2
(1.中國藥科大學理學院,江蘇 南京 210038;2.南京師范大學,江蘇 南京 210046)
為提高分析化學實驗教學質(zhì)量,采用開放性實驗教學方式,學生在教師指導下,相對獨立地完成實驗內(nèi)容。相比傳統(tǒng)實驗教學,開放性實驗教學能使學生更好地掌握理論知識,激發(fā)學習熱情和興趣,有利于培養(yǎng)其分析、解決問題能力,提高其創(chuàng)新意識和實驗技能。
藥學專業(yè);分析化學;開放性實驗
分析化學是一門實踐性很強的學科,由于其內(nèi)容較抽象,單純的理論教學不易于被學生掌握。目前分析化學教學已安排了相關實驗內(nèi)容,基本滿足學生基礎操作的要求,可使其初步熟悉實驗方法及儀器使用[1~3]。但由于傳統(tǒng)實驗教學是預先設計實驗方案和操作步驟,學生只需按講義進行操作即可完成實驗,并不參與實驗方案的設計,也無需考慮方法的科學性和合理性,從而導致部分學生不理解實驗目的,達不到理想的實驗效果。
開放性實驗是指學生參與教師的實驗課題,或由學生確定課題并設計實驗方案。學生通過查閱文獻,設計實驗方案,并與指導教師討論方案的合理性和可行性,最終確定方案并由其獨立完成實驗,教師給予一定的指導,最后對實驗結果予以評價[4]。
開放性實驗應注重基礎理論與技術創(chuàng)新相結合,個性發(fā)揮與團隊協(xié)作相結合,同時注重新方法和新儀器的使用[5]。開放性實驗需要在管理上不斷探索、不斷創(chuàng)新,以取得良好教學效果[6,7]。
開放性實驗題目的確定可采用學生自擬與教師提出兩種方式。學生自擬是由學生結合理論課所學基礎內(nèi)容,通過查閱相關文獻,并參考傳統(tǒng)實驗方法,選擇其興趣所在又切實可行的題目。比如曾有學生不熟悉藥物保質(zhì)期的確定方法,同時也想了解過保質(zhì)期的藥物與保質(zhì)期內(nèi)的藥物在質(zhì)量上有何區(qū)別,因此,確立以高效液相色譜法分析過保質(zhì)期藥物的主要成分及雜質(zhì)含量變化為實驗課題。
教師提出為指導教師依據(jù)自身科研方向,結合開放性實驗的具體要求,提出實驗課題,然后先由學生查閱相關文獻,設計實驗方案,再與指導教師進行討論,修正或優(yōu)化方案。
2.1 基礎知識培訓
結合課堂所學理論知識及傳統(tǒng)實驗基本技能的培訓,學生對擬開展的課題做好準備工作。打破傳統(tǒng)實驗中被動思維模式,熟悉課題中將會用到的分析儀器,理解所用實驗方法的原理。
2.2 查閱文獻
在傳統(tǒng)的驗證性實驗中,學生只需按講義步驟進行操作即可。開放性實驗需要學生自己查閱文獻并制定方案,學生需要了解相關研究方向的國內(nèi)外新思路和新方法,在查閱中文文獻的同時,還需查閱部分英文文獻。
2.3 實施
開放性實驗的實施可參照研究生科研工作流程。確定題目之后,先準備實驗所需儀器及試劑、藥品等耗材,制定一個周期目標,并定期匯報實驗進展,就所遇到的問題進行討論,以確定下一階段的實驗計劃。開放性實驗由于周期較長,所需實驗費用也較多,這就需要學校和指導教師為學生提供必要的幫助。
2.4 結題標準制定
開放性實驗結果的考評沒有統(tǒng)一的標準,因此建立合理的實驗考評體系也是完善開放性實驗教學模式的一項重要內(nèi)容。
傳統(tǒng)實驗教學以驗證性實驗為主,每項實驗都有標準結果,教師可根據(jù)學生的實驗操作、實驗結果及報告完成情況評定學生的實驗成績。
開放性實驗沒有固定的操作標準和確定結果,且在實驗過程中允許出現(xiàn)失誤甚至失敗,這也是開放性實驗的一個特點。開放性實驗的目的是讓學生在實驗中總結成功經(jīng)驗與失敗原因,學會分析歸納,提高獨立思考和動手能力。因此,開放性實驗的考評除了參考傳統(tǒng)實驗考核方式外,還可參考科研項目結題方法,以結題報告和結題答辯形式進行考評,使學生更好地理解和總結實驗結果,同時也有利于指導教師更全面地了解學生參與開放性實驗的收獲。
3.1 提高學生學習積極性
目前學生普遍存在學習積極性不高的問題,造成這種現(xiàn)象的一個主要原因是學生對所學知識有何用處不清楚。在傳統(tǒng)實驗教學中依照講義所提供的固定步驟完成實驗即可,學生養(yǎng)成按部就班的習慣,逐漸喪失獨立思考問題的能力和創(chuàng)新意識。學生對實驗內(nèi)容鉆研有限,很少考慮實驗目的和意義。例如進行“吸光系數(shù)測定”實驗時,雖然理論課已學習了吸光系數(shù)的概念,但實驗中仍有許多學生不明白其原理。這種對實驗的基本原理和主要目的不了解,甚至對理論課中新學概念不清楚的情況,在當前的實驗教學中普遍存在。可見,傳統(tǒng)實驗教學方式不能很好地激發(fā)學生的學習積極性。
相對于傳統(tǒng)實驗教學的固定內(nèi)容,開放性實驗的題目和內(nèi)容是由學生自擬或與指導教師協(xié)商確定。實驗內(nèi)容可以是學生感興趣的方向,且具有一定的現(xiàn)實意義,如“牛奶中三聚氰胺的測定”。學生對這些課題有濃厚興趣,學習積極性有了很大提高。
3.2 對理論知識有了更好的掌握和更深的理解
我們常說“學以致用”,只有這樣,所學知識才能夠更好地被消化吸收。目前學生學習模式還是以知識點記憶為主,知識掌握不夠靈活。比如同樣的知識點,學生在考試時能作答,但實驗時卻不能靈活運用,實驗和理論學習相脫節(jié)。
開放性實驗需要學生自己設計實驗方案,要求其將課堂所學理論知識與實驗相結合,學生需考慮方法的合理性和有效性,在潛移默化中將理論課所學知識應用到實踐中,使得理論知識掌握更為扎實。
3.3 提高學生創(chuàng)新意識和動手能力
傳統(tǒng)教學模式更注重對學生進行基礎知識的灌輸,缺乏對學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),對學生學習效果的評價也以考試成績?yōu)橹?,這就造成學習以考試為目的;并且實驗只需按照講義固定步驟操作即可完成,導致學生很少積極主動地思考實驗方案,其結果是部分學生即使順利完成實驗但仍未真正掌握實驗原理。
開放性實驗能夠充分調(diào)動學生學習的主動性,讓學生參與科研活動,由學生自己確定研究題目和方案,綜合運用所學知識,并通過查閱文獻、與教師交流討論,確定合理的實驗方案。為了能夠很好地完成實驗,學生會在基本操作和條件優(yōu)化上下功夫,動手能力也會得到很大提高。
4.1 實驗題目的選擇需注重合理性
實驗題目要根據(jù)學生對知識的掌握情況和自身能力來確定,要切合實際,既注重與所學專業(yè)知識的相關性,又注重課題的創(chuàng)新性。過高的目標和不切實際的題目反而會挫傷學生積極性。
4.2 相互合作,及時溝通
開放性實驗通常是由一組學生相互合作完成,這就要求參與課題的學生有合作意識,通過相互合作,發(fā)揮每個人的特長,達到事半功倍的效果。
同時,在實驗過程中遇到無法解決的問題,除了查閱文獻外,也要與教師及時溝通,通過教師指導,修理方案中不合理的地方,確保實驗順利完成。
4.3 提供更多機會讓學生參與
目前參與開放性實驗的學生比例較低,更多的學生還無法從開放性實驗中獲益。學??梢钥紤]給予開放性實驗更多支持,讓更多教師愿意接受或申報開放性實驗,給更多學生參與的機會。
教學實踐證明,開放性實驗在提高學生動手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識、靈活掌握所學理論知識等方面,有著傳統(tǒng)實驗教學所不能比擬的優(yōu)勢。通過參與開放性實驗,學生的學習積極性和思維活躍度都得到了普遍提高,教學效果也明顯提高。同時,教師通過參與開放性實驗,增加師生交流機會,對提高自身教學水平和教學效果也有很大幫助。
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1671-1246(2015)07-0099-02