大學分析化學實驗教學改革研究

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摘要：分析化學實驗教學既要重基礎，做到通曉化學；更要重實踐，做到手法靈便.教學實踐表明，通過增強化學學科間的有效溝通和科學設置實驗課程，對促進學生通曉化學，熟悉規范操作，提高操作技能，科學處理數據，真正做到手法靈便能起到積極作用.

關鍵詞：通曉化學；手法靈便；分析化學；實驗教學改革

分析化學實驗是分析化學課程的重要組成部分，與化學相關學科（特別是分析化學理論課）教學緊密結合.通過學習分析化學實驗課，有助于加深學生對化學等相關學科理論知識的掌握和理解，培養學生分析和解決實際問題的能力，為創新能力的提升、藥物分析等專業課的學習及未來工作打下堅實的基礎［1］.我國的化學先驅，清代學者徐壽曾說過：“考質求數之學，乃格物之大端，而為化學之極致也.能精熟焉，則凡天下熟物俱能詳考其原質，而深求其準數.遂使法有證據，而理得顯明.若欲精究其事以造其極，則有三者為要：其一，通曉化學；其二，手法靈便；其三，專心篤好.”這里，考質求數即為現在的定性和定量分析.即定性和定量分析是物質科學的主體，是化學的最高境界.他特別提到了學好分析化學的關鍵是：在專心篤好的基礎上，要做到通曉化學和手法靈便.這個觀點涉及到目前大學分析化學教學中各化學學科間的有機結合、教學內容的完善和學科的科學設置.為此，本文從通曉化學和手法靈便這個角度探討大學分析化學的實驗教學改革.

1大學分析化學實驗教學的現狀

1.1化學學科間的課程銜接不夠連貫

作為基礎課的有機化學和無機化學是專業基礎課分析化學的基礎，更是藥物分析等專業課的基礎.有的學校，同一個院（系）的不同教研室分別承擔無機化學、有機化學和分析化學的教學任務；有的學校，如我校，基礎醫學院承擔無機化學和有機化學的教學任務，藥學院承擔分析化學的教學任務.不管是在相同的院（系）還是不同的院（系），目前各學科間的課程設置大多考慮本學科的情況，較少考慮不同學科間的相互要求和需要.這樣的問題在國內很多院校都存在.基礎課的重要性不言而喻，但基礎課與專業基礎課和專業課的課程銜接不夠連貫，忽視了化學相關知識連續性的滲透，使得基礎課教學中缺乏專業應用的實例，而專業課教學中又往往缺少基礎課相關理論的指導，影響了學生綜合實力的提高［2］.集體備課多以本教研室為單位進行，缺少學科間的融合與溝通，也較少進行學科間的交叉聽課.一般根據本學科的實驗室、實驗儀器來安排實驗教學任務，較少考慮與其他學科的關系.因此，實驗有重復，甚至缺少遞進關系.如何讓學生在有限的學習時間內做到通曉化學，化學學科間課程的有效銜接是基礎.

1.2實驗內容與教學方法不合理

目前，分析化學實驗內容多為驗證性實驗，研究性、設計性實驗少；以章節內容為基礎的實驗多，缺少章節間融合或學科間整合的綜合性實驗；實驗內容未及時更新與完善，能夠反映學科前沿的實驗較少［3］.分析化學實驗課在教學方法上多延續著傳統模式［4］，實驗員準備實驗儀器和試劑，教師按照黑板或PPT上的實驗內容，講解實驗目的、原理、儀器試劑、方法步驟、數據處理等，演示實驗儀器的操作.學生“照方抓藥”，無需思考在實驗過程中可能出現的問題、產生的原因及解決的辦法.因此，在驗證性實驗中，學生多能按照教師的要求順利地完成實驗并提交實驗報告，但多數學生看重的是實驗成績，一些學生更是為不逃實驗課而做實驗.由于未能全身心地投入到實驗中，所以無法領會實驗本身的科學精神和科學內涵，更無法“享受”實驗帶來的樂趣.在這種固化的教學模式中，在“學生能順利地完成實驗”背后隱藏的實驗內容與教學方法不合理，是需要我們深思的.由于這些沒有生機的實驗教學，學生機械地操作，課后抄寫實驗報告等因素的存在，導致學生處于被動的學習狀態，缺少實驗興趣，缺乏實驗動力與激情，實踐能力很難提高，更談何手法靈便呢？

2大學分析化學實驗教學改革辦法

2.1加強化學學科間的有效溝通，為通曉化學創造條件

通過加強學科間的有效溝通，實現化學學科間實驗課程的有效銜接，進一步促進在課程設置，集體備課，相互聽課等方面的交流.2013年6月28日，我校藥學院分析化學所在的藥物分析學教研室與基礎醫學院的化學教研室結對共建.在此基礎上，進行課程設置的整合，共同進行集體備課，相互聽課.與基礎醫學院的化學教研室共同編寫出版了《藥學實驗技能訓練與指導》［5］，該書以普通高等教育“十二五”國家級規劃教材為基礎，結合基礎學科和專業學科的實際情況，介紹了無機化學、有機化學、分析化學等基礎化學學科和藥物分析等專業學科的知識與技能，促進學科融合和實驗資源的整合，避免實驗重復設置，強化實驗遞進關系.以該教材作為全國醫藥院校藥學/中藥學大學生實踐技能大賽的指導用書，對參賽學生進行系統培訓，得到了教師和學生的好評和認可，發揮了積極的作用.首次參加第四屆全國醫藥院校藥學/中藥學大學生實踐技能大賽，兩位同學分別獲得了一等獎和二等獎.這種學科間的有效溝通可更充分地發揮學科互補優勢，促進學科建設的發展和深度合作，有效利用教學時間，實現資源共享，為化學各學科的有機融合奠定基礎.

2.2樹立與時俱進的教學觀，為提高學生的實驗技能夯實堅實的基礎

第一，授課信息量的增加與擴展.近年來，隨著國家經濟實力的增強，精密儀器的使用率和普及率大幅提升，各種新方法與新技術不斷涌現，為藥品質量標準的修訂與完善提供了更堅實的保障.面對藥品質量標準的國際化與現代化的迫切需要，作為分析化學實驗課的授課教師，要立足于教材，但不局限于教材，要向學生傳授當前分析技術與方法的前沿信息，樹立與時俱進的教學觀，為提高學生的實驗技能夯實堅實的基礎.如在講授分析化學實驗《HPLC法測定替硝唑溶液中替硝唑含量》時，不但講授儀器的使用，還要實際演示流動相的過濾、脫氣，樣品的處理和進樣，以及數據的處理等，也對目前HPLC儀器的發展狀況，色譜柱的現狀與發展趨勢等加以說明，特別是我校有一位2008級藥學專業的畢業生考入上海交通大學從事色譜新方法與新技術的研發工作，該同學的研發經歷和目前的研究工作為在校學生的學習提供了動力.因此，在教學中有必要針對性地介紹一些研究進展、前沿理論，讓學生更好地了解分析化學這門學科的發展動態，“知新”、“識新”才可能“創新”［6］.第二，新成果的引入與融合.將教學與科研相結合，以科研促進教學是對分析化學實驗最有益的補充.如在講授《氧化還原滴定法》中的亞硝酸鈉法時，不僅要講授其含量測定方法，還要對其定性的鑒別－即芳香第一胺反應加以說明，特別是由于過量的亞硝酸會和β-萘酚反應呈猩紅色，使定性鑒別結果出現假陽性，現已采用加入脲來消除此假陽性的干擾等.在《HPLC法測定替硝唑溶液中替硝唑含量》的色譜實驗中，利用保留時間對替硝唑溶液中的替硝唑峰進行定性鑒別，是《分析化學》教材上的方法，也是目前常用的方法.那么，如果有兩個色譜峰都和替硝唑對照品色譜峰的保留時間非常接近時，又如何作出合理的判斷呢？當提出這個問題時，同學們會有針對性去認真思考.在此基礎上，向同學們講解對照品加入法、漸進窗口正交投影法等用于色譜峰匹配的新方法與新技術，提高學生們學習的積極性，使他們深知，這些新方法和新技術是在基礎實驗上的一個延伸和擴展，是把一些更先進的原理融合到這些基礎實驗中，是一個多學科間的有機結合.通過這些基礎實驗的升華，使同學們在認識到基礎知識重要的同時，更要懂得知識創新的可貴.第三，教學方法的改進與提高.“教是為了不教.”陶行知先生的這句話時刻在提醒著我們教育工作者，特別是在當前大學大眾化教育的背景下，更有著深刻的含義.在分析化學實驗中，若采用傳統的教學方式，缺少一個自由探索的空間和思想創新的環境，學生很難做到勤于動腦，善于動手.因此，必須從實際出發，聯系實際，大力進行教學方法的改革與創新，調動學生的主觀能動性［7］，使學生能夠主動融入實驗并在實驗中積極思考，達到“教是為了不教”的目的.如《碘量法測定維生素C的含量》，大多以維生素C原料藥或有關制劑為測定對象，而我們選擇校園內的藥用柚子作為測定對象.同學們自己采集柚子樣品，按照自己設計好的實驗方案進行待測樣品的制備，采用碘量法對柚子中的維生素C進行測定并對實驗結果進行分析.通過這種教學方式，學生會對實驗懷著更多的好奇和更濃厚的興趣，會由單純的“聽做而得”的實驗配角轉換為“思做有得”的實驗主角，角色的轉換增強了學生的責任感，激發了完成實驗的動力和激情.他們在實驗中會遇到問題，但會迎難而上；在實驗中會遇到挫折，但會勇敢面對.通過這樣的實驗，同學們有了更多的交流與合作，在實驗中更會有新發現和新收獲.

2.3科學設置實驗課程，為手法靈便創造條件

分析化學是藥學學科的專業基礎課，分析化學實驗教學在藥學學科中擔負著承上啟下的作用［8，9］.因此，分析化學實驗課要科學設置.一是實驗項目的合理設置.分析化學實驗不是孤立的實驗課，其設置要立足院校實際，在知識點上要注重與有機、無機基礎實驗的銜接，更要面向藥物分析等專業課實驗的需要.在知識面上，重基礎、練技能是根本要求，既要重視稱量、量取等基礎操作，也要注重化學分析與儀器分析的有機融合.二是實驗方法的創新.通過分析化學實驗方法的創新，在驗證理論課的基本原理、基本方法的同時，使分析化學實驗課成為理論教學的最有力的補充和完善.三是實驗室管理模式的改革［10］.現代的教學方法要求改革實驗室的管理模式.在提倡啟發式教學、注重學生實踐能力培養的環境下，實驗室要開放運行管理模式及運行機制，實現開放共享，切實提高實驗教學質量.教研室是學校最基層的教學組織和科研單位，也是教學活動的具體執行部門.因此，立足并扎根于教研室的開放實驗室才會更有生機和活力.在實驗室開放過程中，引導學生養成良好的實驗習慣，逐步增加開放實驗內容，鼓勵學生自行設計實驗、參與教師科研課題.自2016年起，我院每學期在已有實驗課的基礎上，增加了50學時的開放性藥學綜合實驗課.學生以開放的實驗室為平臺，充分利用實驗室的資源，完成自主設計的實驗.在開放的實驗室中，學生是主體，他們的思維模式不再是“你要我做什么？”，而是“我想做什么？”，“我如何做？”，學生的主觀能動性得到發揮，學生的潛能得以釋放，學生獨立思考問題和解決問題的能力得以培養.在開放的實驗室中，學生們的團結協作精神也得到進一步錘煉，遇到問題大家會相互討論，彼此間相互學習、相互借鑒、取長補短，教師會給予及時必要的指導，引導學生提出質疑，并和學生交流，討論，共同提高［11］，有效地避免“封閉式”教學模式和“壟斷式”教學方法，豐富了實驗教學［12］.如2016年，在2014級藥物制劑本科學生的開放性藥學綜合實驗中，學生的自主設計有：阿司匹林的有機合成，鑒別（化學，紅外），阿司匹林片的制備，阿司匹林原料及制劑的定量分析（容量法，HPLC法）（皖南醫學院藥學院在安徽省省級示范實習實訓中心“藥學實習實訓示范中心”的基礎上，于2014年建立了學生高效液相色譜分析實驗室，現有15臺LC-15C型和3臺LC-20A型島津高效液相色譜儀）.通過學生的實驗設計和實驗過程，教師能及時發現文獻查閱是否全面、實驗設計是否合理、實驗操作是否規范，實驗結果是否可靠，使學生做實驗時不僅要知其然，更要知其所以然，將“勤于動腦，善于動手”貫穿于實驗設計和實驗過程中，使他們思維靈活，富于創新性；手法靈便，富于創造性.

3總結

分析化學實驗是高等院校藥學專業學習的重要環節，是培養學生實踐能力和創新精神的重要課堂.結合工作實際，通過對分析化學實驗中所存在的問題進行深入分析，探討問題解決的辦法和對策.為適應未來藥學學科發展對學生知識結構和能力的要求，培養能適應未來發展需要的藥學人才，應注重分析化學實驗內容的更新、教學方法的改革和教學手段的完善.在注重知識銜接的同時，要重點考慮學科間的交叉與互融互通，合理安排實驗項目，加強實驗內容間的內在聯系.應高度重視實驗教學和實踐教學環節，在加大對實驗室投入的同時，要注重實驗室的管理改革，推進實驗室開放，為學生自主實驗提供場所；在全面系統提高實驗教學水平的同時，更要注重學生科研個性的培養與發揮，使學生不但能通曉化學，而且能手法靈便，讓高校實驗室真正成為“知識創新的源頭，人才培養的基地”.

作者:鄒純才 宗倩妮 鄢海燕 單位:皖南醫學院藥學院

參考文獻：

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