劉迎春 段麗穎

(沈陽藥科大學(xué)制藥工程學(xué)院，沈陽110016)

藥學(xué)專業(yè)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐

劉迎春*段麗穎

(沈陽藥科大學(xué)制藥工程學(xué)院，沈陽110016)

為提高無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，從教材建設(shè)、教學(xué)手段及教學(xué)方法等方面進(jìn)行了無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革與實(shí)踐。上述改革和實(shí)踐已經(jīng)初見成效。

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；教材建設(shè)；教學(xué)方法

化學(xué)是研究“應(yīng)天地之萬變，集物質(zhì)之精華”的科學(xué)，藥學(xué)是揭示藥物與人體或藥物與病原生物體間相互作用規(guī)律的科學(xué)。用于維護(hù)人類生命和健康的西藥和中藥都是化學(xué)物質(zhì)，所以，藥物對(duì)抗疾病的過程本質(zhì)上就是化學(xué)反應(yīng)的過程。因此，化學(xué)不僅是蓬勃發(fā)展不斷變革的科學(xué)，更是我國高等藥學(xué)教育的重要基礎(chǔ)課程。

無機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)分別是藥學(xué)院校新生升入大學(xué)之后的第一門化學(xué)理論和化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。沈陽藥科大學(xué)的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是面向全校本科新生開設(shè)的課程，其授課對(duì)象覆蓋6個(gè)學(xué)院(藥學(xué)院、制藥工程學(xué)院、中藥學(xué)院、生命科學(xué)與生物制藥學(xué)院、工商管理學(xué)院以及醫(yī)療器械學(xué)院)，授課人數(shù)達(dá)1900人，授課時(shí)長48學(xué)時(shí)。作為首門化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量對(duì)后續(xù)化學(xué)基礎(chǔ)、藥學(xué)專業(yè)以及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)效果將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

因此，如何提升該課程的教學(xué)水平，以培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)技能和良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、提高分析與解決問題的能力、激發(fā)主觀的求知熱情以及增強(qiáng)學(xué)生自主創(chuàng)新意識(shí)，是本課程在教學(xué)改革中亟待解決的問題[1,2]。近年來，筆者所在的無機(jī)化學(xué)教研室聯(lián)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，從實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)、教學(xué)手段和教學(xué)方法等方面進(jìn)行探索和實(shí)踐，已經(jīng)取得一定成效。

1 教材建設(shè)

教材作為知識(shí)承載的工具，是教師進(jìn)行教學(xué)的依據(jù)，是學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的參考。教材對(duì)于保證教學(xué)質(zhì)量是至關(guān)重要的，好的教材能使師生如虎添翼，差的教材會(huì)令師生思維受限，甚至誤導(dǎo)。所以，我校在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革中首先從教材建設(shè)入手。

為突出無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的藥學(xué)專業(yè)特色，在新版教材內(nèi)容的選擇上，我們注意與國內(nèi)藥學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀相結(jié)合，吸納可以展現(xiàn)無機(jī)化學(xué)在藥學(xué)領(lǐng)域中實(shí)際應(yīng)用的素材作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。為此，在保留原有“藥用氯化鈉的制備及雜質(zhì)限度檢查”實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，新版教材中增加了經(jīng)典的無機(jī)藥物合成實(shí)驗(yàn)——藥用氫氧化鋁的制備、鑒別、制酸力檢查及含量測定，以及藥用堿式碳酸鉍的制備、鑒別、制酸力檢查及含量測定，這些無機(jī)藥物合成實(shí)驗(yàn)不僅可以激發(fā)學(xué)生對(duì)藥學(xué)專業(yè)的濃厚興趣，還為后續(xù)藥物合成以及藥物分析課程學(xué)習(xí)奠定了良好基礎(chǔ)，從而巧妙地完成了借助于基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程將新生領(lǐng)進(jìn)藥學(xué)專業(yè)之門的目標(biāo)。

在全球一體化的大趨勢下，為逐步實(shí)現(xiàn)與發(fā)達(dá)國家的高校教材同步接軌，以適應(yīng)21世紀(jì)我國教育、科技和社會(huì)發(fā)展的需要，我們在新版教材中采用了雙語編寫體系。雙語實(shí)驗(yàn)教材不僅可以幫助外國留學(xué)生快速地掌握課程內(nèi)容，還可以促進(jìn)國內(nèi)學(xué)生在本科階段積累化學(xué)實(shí)驗(yàn)專業(yè)英語，為將來去國外深造以及進(jìn)行國際學(xué)術(shù)交流打下重要基礎(chǔ)。

近年來，無機(jī)納米材料發(fā)展十分活躍，推動(dòng)許多領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，特別是在生物、醫(yī)藥、催化、傳感、吸附和分離等領(lǐng)域，新技術(shù)材料展現(xiàn)出多種多樣的應(yīng)用潛能。為能及時(shí)了解無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域近年來的科研成果，在新版教材中，我們增加了無機(jī)納米材料的合成實(shí)驗(yàn)——二氧化鈦納米粒子的制備及其催化活性測定、納米四氧化三鐵的化學(xué)沉淀法制備及表征，增設(shè)這種前沿性實(shí)驗(yàn)旨在引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)分析和解決復(fù)雜問題，通過了解納米材料的特殊性質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用拓寬學(xué)生的知識(shí)視野、培養(yǎng)學(xué)生的科研思維與創(chuàng)新意識(shí)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和熱情。

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不但可以強(qiáng)化學(xué)生基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)的技能和技巧、培養(yǎng)科學(xué)思維，還可以促進(jìn)無機(jī)化學(xué)的理論教學(xué)，幫助學(xué)生加深理解并掌握基本原理和元素化學(xué)性質(zhì)。為實(shí)現(xiàn)這一目的，在新版教材中，我們對(duì)原教材中的化學(xué)原理實(shí)驗(yàn)和元素化學(xué)實(shí)驗(yàn)兩部分內(nèi)容進(jìn)行了重新選擇和優(yōu)化，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋了無機(jī)化學(xué)理論教學(xué)的各主要方面，包括化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、四大化學(xué)平衡、原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)理論以及元素化學(xué)，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，相得益彰。

2 教學(xué)手段

以前我校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的授課一直采取主講教師黑板板書講解實(shí)驗(yàn)原理聯(lián)合現(xiàn)場演示來強(qiáng)調(diào)基本操作技能、技巧以及注意事項(xiàng)的方式。這種授課方式，存在一些弊端，比如，不同班級(jí)由于主講教師不同，導(dǎo)致對(duì)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范的要求不統(tǒng)一；對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)參差不齊的新生來講，沒有特別措施的講課方式無法滿足所有學(xué)生的聽課需求；處于不利聽課位置的學(xué)生無法看清教師實(shí)驗(yàn)演示細(xì)節(jié)；黑板板書的教學(xué)手段形式單一、信息有限、教學(xué)效率低下等。

在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，現(xiàn)代化教學(xué)手段——多媒體課件成為可顛覆傳統(tǒng)課堂教學(xué)，使其內(nèi)容更豐富、教學(xué)更高效、可重復(fù)學(xué)習(xí)、備受青睞的新形式。為此，在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革中，經(jīng)過教研室全體教師集體備課研究后，統(tǒng)一制作出所有備選實(shí)驗(yàn)的ppt課件，并將課程中涉及的標(biāo)準(zhǔn)基本實(shí)驗(yàn)操作制作成24個(gè)規(guī)范的基本操作視頻。課堂上，教師采用講解實(shí)驗(yàn)ppt課件聯(lián)合播放基本操作視頻的方式為新的教學(xué)手段(如圖1所示)。為提升教學(xué)效果，主講教師課前半小時(shí)開始循環(huán)播放基本操作視頻，對(duì)于普通學(xué)生，這可作為課前操作預(yù)習(xí)，而對(duì)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生來講，這是一個(gè)彌補(bǔ)基礎(chǔ)知識(shí)的有效方式，另外，它還可在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中提供研究操作細(xì)節(jié)之用。采用這種手段授課，解決了不同主講教師對(duì)學(xué)生操作要求無法一致、學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)不齊、無法保證全部學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)以及黑板板書的教學(xué)手段單調(diào)、信息受限等系列問題。

我們總結(jié)制作的24個(gè)標(biāo)準(zhǔn)基本操作視頻包括：玻璃儀器洗滌、超聲波洗滌、加熱方法、加熱套使用、恒溫干燥箱使用、冷卻方法、試劑取用、托盤天平構(gòu)造與使用、電子天平使用、純化水取用、滴定管使用、pH計(jì)使用、pH試紙使用、比色管使用、恒溫磁力攪拌器使用、點(diǎn)滴板使用、離心機(jī)使用、電動(dòng)勢測定、常壓過濾、減壓抽濾、甘汞電極-鋅電極原電池組裝、硝酸鉀溶解度測定、藥用氯化鈉制備及硫酸亞鐵銨的制備。

這種以標(biāo)準(zhǔn)基本操作視頻取代以往教師操作演示的教學(xué)模式，可以保證全班學(xué)生高效輕松地掌握全部操作要點(diǎn)，降低了學(xué)習(xí)難度，提高了教學(xué)效率。例如，基本操作“減壓抽濾”，在視頻中，我們按照實(shí)驗(yàn)流程錄制了濾紙的剪裁、抽濾瓶的安裝、布氏漏斗斜口的方向、濾液的轉(zhuǎn)移、晶體的轉(zhuǎn)移、先拔橡皮管后關(guān)泵、以及濾餅的轉(zhuǎn)移等所有操作要領(lǐng)。再如，“藥用氯化鈉的制備”實(shí)驗(yàn)，目的是練習(xí)和鞏固稱重、調(diào)節(jié)pH、減壓抽濾、常壓過濾、蒸發(fā)、濃縮等基本操作，而對(duì)于新生而言，這是第一次接觸到步驟繁瑣的綜合實(shí)驗(yàn)，難免手忙腳亂或?qū)Σ糠植襟E的注意要點(diǎn)記憶模糊；標(biāo)準(zhǔn)基本操作視頻播放的教學(xué)模式，不但能使學(xué)生更系統(tǒng)地了解實(shí)驗(yàn)流程，還能使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的每一步都有更具體明晰的掌握。

圖1 學(xué)生對(duì)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知提升過程

3 教學(xué)方法

傳統(tǒng)的教學(xué)方法以教師為主體，以傳授知識(shí)為導(dǎo)向(Lecture-Based Learning，LBL)，在該法中學(xué)生處于被動(dòng)地位，所以導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，參與性不強(qiáng)。當(dāng)今國際上推崇的是以學(xué)生為主體，以問題為導(dǎo)向(Problem-Based Learning，PBL)的教學(xué)方法[3,4]。PBL方法以注重學(xué)生能力培養(yǎng)的方式取代以教師知識(shí)傳授為主的方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在解決教師提出問題的過程中獲取對(duì)事物的認(rèn)識(shí)，以現(xiàn)實(shí)問題作為驅(qū)動(dòng)力來培養(yǎng)學(xué)生自主獲取和應(yīng)用新知識(shí)的能力，從而幫助學(xué)生發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和與人合作的能力[5,6]。

在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐中，我們將PBL方法引入本課程的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。比如，硫酸亞鐵銨的制備實(shí)驗(yàn)，幾乎涉及到全部的基本實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生如果能夠自行設(shè)計(jì)并完成的話，既可以對(duì)本課程的主要實(shí)驗(yàn)技能和技巧進(jìn)行復(fù)習(xí)和運(yùn)用，又可以充分提升學(xué)生自主分析和解決問題的能力。為此，提前兩周，教師將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題布置給學(xué)生(比如，反應(yīng)物溶液的液性是怎樣的？反應(yīng)溫度是多少？采用怎樣的固液分離方式？怎樣檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)？如何進(jìn)行產(chǎn)品檢驗(yàn)操作？)，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)解決方案并完成實(shí)驗(yàn)。為探尋“反應(yīng)溫度是多少？”、“怎樣檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)?”等問題，學(xué)生需要查閱大量文獻(xiàn)，無形中培養(yǎng)了主動(dòng)查閱文獻(xiàn)、梳理文獻(xiàn)和思考問題的能力。為探尋“采用怎樣的固液分離方式？”、“如何進(jìn)行產(chǎn)品檢驗(yàn)操作？”等問題，學(xué)生需要對(duì)常壓過濾、減壓抽濾、比色管使用等基本操作進(jìn)行復(fù)習(xí)，使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。為獲得精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生能夠充分運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，使知識(shí)得以綜合運(yùn)用、融會(huì)貫通。

4 結(jié)語

從無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革以來，無機(jī)教研室和化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心全體同仁圍繞著教材建設(shè)、教學(xué)手段及教學(xué)方法等方面，做出了大量工作和努力，并取得一定成效。今后，我們還將對(duì)該課程的教學(xué)改革在如下方面進(jìn)行更深入的研究和實(shí)踐：及時(shí)將最新科研成果引入實(shí)驗(yàn)教材中、不斷探索符合教學(xué)規(guī)律的教學(xué)新思路、多渠道爭取實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)以改善本科實(shí)驗(yàn)條件、加強(qiáng)教師自身素質(zhì)的完善和提高，為國家培養(yǎng)出當(dāng)今社會(huì)發(fā)展需要的、具有競爭實(shí)力和創(chuàng)新能力的高端藥學(xué)人才。

[1]李巧云.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2002,21(2),33.

[2]黎紅梅,劉 靜,王險(xiǎn)峰.大學(xué)化學(xué),2011,26(5),39.

[3]吳明彩,畢富勇.中華醫(yī)學(xué)教育探索雜志,2011,10(3),309.

[4]Neville,A.J.Med.Princ.Pract.2009,18(1),1.

[5]Hmelo-Silver,C.E.Educ.Psych.Rev.2004,16(3),235.

[6]Schmidt,H.G.;Rotgans,J.I.;Yew,E.H.Med.Educ.2011,45(8),792.

Teaching Reform and Practice on Inorganic Chemistry Laboratory in Pharmaceutical Specialty

LIU Ying-Chun*DUAN Li-Ying
(School of Pharmaceutical Engineering,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110016,P.R.China)

In order to improve the teaching quality of inorganic chemistry laboratory,we carried out the reform and practice on textbooks construction,teaching means and teaching methods.The reform and practice mentioned above have achieved preliminary results.

Inorganic chemistry laboratory;Teaching reform;Textbooks construction; Teaching method

G64；O61

10.3866/PKU.DXHX201605007

*通訊作者，Email:ydlyc6@126.com

www.dxhx.pku.edu.cn