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《我国高等药学教育面临的挑战及发展对策》中谈到高等药学教育发展策略之一是适应药学科学发展,提高人才培养质量。这就需要从以下四个方面努力:创新人才培养模式;推动课程建设;优化课程体系;强化实践教学。基础化学是高等医药院校重要的基础课之一,其教学任务是给学生提供与医药学相关的现代化学基本概念、基本原理及其应用知识,并通过实验课的训练让学生掌握基本的实验技能,建立定量概念,培养动手能力。基于培养复合型现代药学人才的要求,药学专业大力推动实验教学改革,尤其是基础化学实验教学,打破了传承几十年的实验教学依附于理论课的惯例,将化学实验教学从理论课中独立出来,建立了一个全新的化学实验教学体系。教学内容的改革首当其冲。化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)是药学系学生的基础课程和主干课程。把包括无机化学、分析化学、物理化学、有机化学、实验教学设立成一门课程,即整合在一起作为《化学实验Ⅰ》。
21世纪的药学人才要有较强的适应能力、开拓创新能力,要具备坚实的、宽厚的专业知识与实验技能。这就使化学实验课不仅承担传授知识、验证理论、培养实验技能的任务,更要注重培养学生系统地、综合地分析问题和解决问题的能力,培养学生的科研思维和创新精神。实验教学环节对于学生科学思维方法的掌握,养成优良的工作作风以及培养团队协作精神等方面,具有不可替代的作用。近几年来,国内许多医药院校都进行了一些有益的实验教学改革,但实践教学体系根本上的改革却很少。为此,在综合分析我院和国内同类院校本科药学专业化学课程实验教学情况的基础上,我院围绕“应用型”这一主要目标,改革教学内容,创新教学思维,改进教学方法,完善教学手段,在培养创新型、应用型药学专业人才方面做了一些初步的探索。
一、药学本科专业化学实验教学现状
1.实验教学科目相互独立,忽视各学科在药学教学体系中的联系。药学专业的化学实验课一般均使用各自教材、各自组织实验,某些内容存在重复设置问题,且忽视各课程之间的横向联系。这样既不利于学生系统思维方法的建立,也不利于学生基础知识和基本技能的融会贯通。
2.实验教学内容偏重验证性,重理论而轻实践。现有的化学实验教材中设置了较多验证性实验,这些实验虽与理论课联系紧密,在帮助学生理解理论知识方面有一定的作用,但由于操作简单、内容单调、使用预先配制的样品,学生只能依照实验教材所规定的详细步骤,按部就班,“照方抓药”,对实验的参与程度不高。
3.教学模式僵化,不符合创新型人才的培养要求。传统的教学模式以教师为中心、以书本为中心、以课堂为中心,学生围着“三中心”学习,缺乏主动参与,也缺乏师生的双向交流。表现在实验教学方面,则是由实验技术人员按教材内容配置好实验所需一切,指导教师讲解实验原理、方法、操作及注意事项,学生按照实验教材一步步做下来。这样做的效果是学生对所做实验内容印象不深,甚至敷衍行事。
4.教学资源不足,实验教学开展受到限制。由于客观条件的限制,国内很多院校化学实验室缺乏现代化的实验仪器设备。例如仪器分析实验,往往由于没有设备,无法开展实验教学,只能停留在讲述基本理论阶段,学生没有直观感受,甚至没有见过仪器,对于学生的继续深造和实际工作都极为不利。由于上述的大型仪器设备价格十分昂贵,并且维护、使用复杂,根据目前国内教育发展水平,所有高校都购买现代化大型精密仪器用于实验教学是不切实际的,也容易造成资源浪费。在这样的情况下,需要探索一条创新的、并且行之有效的实验教学道路,以便在现有条件下,更好地完成教学任务。
5.实验考核体系不能很好地反映学生的能力。以往的实验考核仅以学生实验报告成绩作为最终成绩。这种考核模式存在以下弊端:教师的主观性比较强;学生的抄袭现象很难避免,很多学生实验可能并不成功,但为了得到高分,抄袭别人的实验数据。这样不能考察学生的综合实验素质,与开设实验课程的目的背道而驰。学生重视度不够。
二、改革措施
1.打破旧体系,构建新实验内容。强化化学基础知识、基本操作和基本技能训练将定性、定量分析,合成、分离、检测方法融于其中。内容包括化学实验室基础知识(如实验室事故的预防和处理,“三废”处理等),化学实验基本操作(如容量仪器的操作,温度计的使用和试剂的取用等),基本物理量与物化参数测定实验(如凝固点降低法测定尿素的相对分子质量和化学反应速率等),无机制备实验(如药用NaCl的制备等),元素及化合物性质实验(如金属和非金属元素的性质,混合溶液中的离子分析和缓冲溶液的性质等),定量分析实验(如分析化学中的四大滴定等)以及综合性、设计性实验等。在保持传统化学实验基础性的同时,加强其药学性和现代性,增设了有关与药学联系紧密的实验,如简单无机药物的制备(葡萄糖酸锌Zn(C6H11O7)2·3H2O制备)、药用物质含量的定性和定量测定(药用NaCl的制备、性质及杂质检验),以培养学生的综合能力和今后的发展能力。与社会发展接轨,教给学生最新仪器的使用方法,如电子分析天平、pH计、电导率仪和永停滴定仪的使用等,使学生开拓眼界,增强求知欲。
2.注重“三基”,加强创新能力培养,优化教学内容。为适应培养创新型人才的需求,在原有基础性、验证性实验的基础上,开设了综合性实验和设计性实验。鉴于面对的是刚进入大学的新生,化学实验的基础知识较少,主要注重“三基”培养,基础性和验证性实验占的比例较大。学生经过系统化的基础练习,既促进了对理论知识的理解和掌握,又加强了基本技能的训练。增设的综合性实验如三草酸合铁酸钾(Ⅱ)的制备及组成分析,结合了制备方法和定量分析的手段,学生既掌握了配合物制备的方法,又学会了实际运用容量分析和仪器分析测定物质组成的方法,提高了解决实际问题的能力。增设的设计性实验,也选取目前在生产和生活中应用广泛、对环境友好的产品药用氯化钠的制备及含量测定,旨在激发学生的学习兴趣,初步掌握科学研究的方法,培养学生的创新能力,并灌输绿色化学的概念。教师提前一个月给出设计性实验题目,学生在教师的悉心指导下查阅资料,然后集体讨论,设计实验方案、做实验,最后处理数据、写论文。这种科研训练模式提高了学生观察问题、分析问题和解决问题的能力。因此,以基础训练为主,适当地开展综合性和设计性实验,在注重素质和能力培养的同时,又强化了学生创新意识的培养。
3.循序渐进 ,合理安排训练步骤。建立三个不同层次的教学内容,逐层次实施。首先着重使学生熟悉实验技术理论,准确熟练地掌握基本操作技能。因此第一阶段主要开设的实验内容有:实验室的规则,实验基本操作和滴定练习等,在这一阶段学生养成了规范化的工作和科研习惯。接着开设定性和制备实验,使学生进一步熟练实验基本操作,逐步培养学习的兴趣;然后开展定量分析实验,学生在熟悉化学仪器的基础上,进一步提高要求,从而由浅入深,由易到难地自然过渡,从定性的理论上升到定量的概念。在这一阶段学生养成了严谨、求实的科学作风。接下来给学生介绍现代化学技术实验,使学生接触到一些先进的电子分析仪器,如分光光度计和差热分析仪等;从传统的玻璃仪器过渡到现代的电子仪器,学生不仅感受到科学发展带来的便利,而且提高了从多角度解决问题的能力,极大地激发出学生的好奇心,并由此启发他们多动脑筋、勤于思考。最后开设综合实验,并进行设计性实验训练,增强学生的综合能力和科研意识。总之,这三个阶段是逐层次提高的,没有基础创新无从谈起。只有在基本知识和基本技能熟练掌握的基础上,综合性实验和设计性实验才能顺理成章,水到渠成地实施。这种安排既符合学生的认知结构,又顺应时代的发展。
4.改善实验教学手段和方法。引入多媒体教学手段:把现代教育技术和传统教育技术结合起来使用,使其相得益彰,提高教学质量。尽可能通过化学实验课件、软件、录像片等实现实验教学多媒体化。使学生在较少的时间内,及时了解新的实验方法和操作技术,激发学生的求知欲,开阔眼界,弥补由于条件限制等带来的问题。除了改革实验教学内容、教学手段外,还必须改善实验教学方法,充分发挥学生的主动性,这样才能有效提高实验教学效果,达到教学目标。
5.改革实验考核机制。要加强化学实验教学,提高实验教学质量,必须加强实验考核,实验考核可分为两个方面:一是平时成绩,包括实验预习情况、实验态度、实验积极主动性、回答问题的准确率、实验操作的规范度、发现问题及解决问题的能力、实验结果、实验报告、实验成败分析和实验改进设计等;二是考试成绩,包括实验理论考试成绩(实验原理、实验分析和实验设计等)和实验操作考试成绩。
以培养高层次的药学研究型和应用型人才为目标,全面实行综合性的实验教学是我们改革的最终目标。通过以上改革,培养了学生综合分析解决问题的能力以及创新意识,同时还培养了学生的初步科研能力,使学生的综合素质得到提高。实验成绩评定总体要求:平时成绩(70%),包括预习报告、课前提问(10%);实验记录数据处理(20%);实验操作(30%);格式规范(10%);卫生纪律(10%),期末考试分(30%)。
总而言之,药学实践性教育模式将是我国药学教育创新的一个方向,要培养实用型、能动型和创造型的药学人才,必须强化药学实践教学。我们必须坚持以学生为主体的本位思想,以科学发展观统领全局,在实践中总结,在探索中前进,摸清药学本科实践教学的特点,把握人才培养的规律,从而探索出一条符合药学本科教育实践的新型实践教学模式,为社会输送更多更优秀的人才。
21世纪的药学人才要有较强的适应能力、开拓创新能力,要具备坚实的、宽厚的专业知识与实验技能。这就使化学实验课不仅承担传授知识、验证理论、培养实验技能的任务,更要注重培养学生系统地、综合地分析问题和解决问题的能力,培养学生的科研思维和创新精神。实验教学环节对于学生科学思维方法的掌握,养成优良的工作作风以及培养团队协作精神等方面,具有不可替代的作用。近几年来,国内许多医药院校都进行了一些有益的实验教学改革,但实践教学体系根本上的改革却很少。为此,在综合分析我院和国内同类院校本科药学专业化学课程实验教学情况的基础上,我院围绕“应用型”这一主要目标,改革教学内容,创新教学思维,改进教学方法,完善教学手段,在培养创新型、应用型药学专业人才方面做了一些初步的探索。
一、药学本科专业化学实验教学现状
1.实验教学科目相互独立,忽视各学科在药学教学体系中的联系。药学专业的化学实验课一般均使用各自教材、各自组织实验,某些内容存在重复设置问题,且忽视各课程之间的横向联系。这样既不利于学生系统思维方法的建立,也不利于学生基础知识和基本技能的融会贯通。
2.实验教学内容偏重验证性,重理论而轻实践。现有的化学实验教材中设置了较多验证性实验,这些实验虽与理论课联系紧密,在帮助学生理解理论知识方面有一定的作用,但由于操作简单、内容单调、使用预先配制的样品,学生只能依照实验教材所规定的详细步骤,按部就班,“照方抓药”,对实验的参与程度不高。
3.教学模式僵化,不符合创新型人才的培养要求。传统的教学模式以教师为中心、以书本为中心、以课堂为中心,学生围着“三中心”学习,缺乏主动参与,也缺乏师生的双向交流。表现在实验教学方面,则是由实验技术人员按教材内容配置好实验所需一切,指导教师讲解实验原理、方法、操作及注意事项,学生按照实验教材一步步做下来。这样做的效果是学生对所做实验内容印象不深,甚至敷衍行事。
4.教学资源不足,实验教学开展受到限制。由于客观条件的限制,国内很多院校化学实验室缺乏现代化的实验仪器设备。例如仪器分析实验,往往由于没有设备,无法开展实验教学,只能停留在讲述基本理论阶段,学生没有直观感受,甚至没有见过仪器,对于学生的继续深造和实际工作都极为不利。由于上述的大型仪器设备价格十分昂贵,并且维护、使用复杂,根据目前国内教育发展水平,所有高校都购买现代化大型精密仪器用于实验教学是不切实际的,也容易造成资源浪费。在这样的情况下,需要探索一条创新的、并且行之有效的实验教学道路,以便在现有条件下,更好地完成教学任务。
5.实验考核体系不能很好地反映学生的能力。以往的实验考核仅以学生实验报告成绩作为最终成绩。这种考核模式存在以下弊端:教师的主观性比较强;学生的抄袭现象很难避免,很多学生实验可能并不成功,但为了得到高分,抄袭别人的实验数据。这样不能考察学生的综合实验素质,与开设实验课程的目的背道而驰。学生重视度不够。
二、改革措施
1.打破旧体系,构建新实验内容。强化化学基础知识、基本操作和基本技能训练将定性、定量分析,合成、分离、检测方法融于其中。内容包括化学实验室基础知识(如实验室事故的预防和处理,“三废”处理等),化学实验基本操作(如容量仪器的操作,温度计的使用和试剂的取用等),基本物理量与物化参数测定实验(如凝固点降低法测定尿素的相对分子质量和化学反应速率等),无机制备实验(如药用NaCl的制备等),元素及化合物性质实验(如金属和非金属元素的性质,混合溶液中的离子分析和缓冲溶液的性质等),定量分析实验(如分析化学中的四大滴定等)以及综合性、设计性实验等。在保持传统化学实验基础性的同时,加强其药学性和现代性,增设了有关与药学联系紧密的实验,如简单无机药物的制备(葡萄糖酸锌Zn(C6H11O7)2·3H2O制备)、药用物质含量的定性和定量测定(药用NaCl的制备、性质及杂质检验),以培养学生的综合能力和今后的发展能力。与社会发展接轨,教给学生最新仪器的使用方法,如电子分析天平、pH计、电导率仪和永停滴定仪的使用等,使学生开拓眼界,增强求知欲。
2.注重“三基”,加强创新能力培养,优化教学内容。为适应培养创新型人才的需求,在原有基础性、验证性实验的基础上,开设了综合性实验和设计性实验。鉴于面对的是刚进入大学的新生,化学实验的基础知识较少,主要注重“三基”培养,基础性和验证性实验占的比例较大。学生经过系统化的基础练习,既促进了对理论知识的理解和掌握,又加强了基本技能的训练。增设的综合性实验如三草酸合铁酸钾(Ⅱ)的制备及组成分析,结合了制备方法和定量分析的手段,学生既掌握了配合物制备的方法,又学会了实际运用容量分析和仪器分析测定物质组成的方法,提高了解决实际问题的能力。增设的设计性实验,也选取目前在生产和生活中应用广泛、对环境友好的产品药用氯化钠的制备及含量测定,旨在激发学生的学习兴趣,初步掌握科学研究的方法,培养学生的创新能力,并灌输绿色化学的概念。教师提前一个月给出设计性实验题目,学生在教师的悉心指导下查阅资料,然后集体讨论,设计实验方案、做实验,最后处理数据、写论文。这种科研训练模式提高了学生观察问题、分析问题和解决问题的能力。因此,以基础训练为主,适当地开展综合性和设计性实验,在注重素质和能力培养的同时,又强化了学生创新意识的培养。
3.循序渐进 ,合理安排训练步骤。建立三个不同层次的教学内容,逐层次实施。首先着重使学生熟悉实验技术理论,准确熟练地掌握基本操作技能。因此第一阶段主要开设的实验内容有:实验室的规则,实验基本操作和滴定练习等,在这一阶段学生养成了规范化的工作和科研习惯。接着开设定性和制备实验,使学生进一步熟练实验基本操作,逐步培养学习的兴趣;然后开展定量分析实验,学生在熟悉化学仪器的基础上,进一步提高要求,从而由浅入深,由易到难地自然过渡,从定性的理论上升到定量的概念。在这一阶段学生养成了严谨、求实的科学作风。接下来给学生介绍现代化学技术实验,使学生接触到一些先进的电子分析仪器,如分光光度计和差热分析仪等;从传统的玻璃仪器过渡到现代的电子仪器,学生不仅感受到科学发展带来的便利,而且提高了从多角度解决问题的能力,极大地激发出学生的好奇心,并由此启发他们多动脑筋、勤于思考。最后开设综合实验,并进行设计性实验训练,增强学生的综合能力和科研意识。总之,这三个阶段是逐层次提高的,没有基础创新无从谈起。只有在基本知识和基本技能熟练掌握的基础上,综合性实验和设计性实验才能顺理成章,水到渠成地实施。这种安排既符合学生的认知结构,又顺应时代的发展。
4.改善实验教学手段和方法。引入多媒体教学手段:把现代教育技术和传统教育技术结合起来使用,使其相得益彰,提高教学质量。尽可能通过化学实验课件、软件、录像片等实现实验教学多媒体化。使学生在较少的时间内,及时了解新的实验方法和操作技术,激发学生的求知欲,开阔眼界,弥补由于条件限制等带来的问题。除了改革实验教学内容、教学手段外,还必须改善实验教学方法,充分发挥学生的主动性,这样才能有效提高实验教学效果,达到教学目标。
5.改革实验考核机制。要加强化学实验教学,提高实验教学质量,必须加强实验考核,实验考核可分为两个方面:一是平时成绩,包括实验预习情况、实验态度、实验积极主动性、回答问题的准确率、实验操作的规范度、发现问题及解决问题的能力、实验结果、实验报告、实验成败分析和实验改进设计等;二是考试成绩,包括实验理论考试成绩(实验原理、实验分析和实验设计等)和实验操作考试成绩。
以培养高层次的药学研究型和应用型人才为目标,全面实行综合性的实验教学是我们改革的最终目标。通过以上改革,培养了学生综合分析解决问题的能力以及创新意识,同时还培养了学生的初步科研能力,使学生的综合素质得到提高。实验成绩评定总体要求:平时成绩(70%),包括预习报告、课前提问(10%);实验记录数据处理(20%);实验操作(30%);格式规范(10%);卫生纪律(10%),期末考试分(30%)。
总而言之,药学实践性教育模式将是我国药学教育创新的一个方向,要培养实用型、能动型和创造型的药学人才,必须强化药学实践教学。我们必须坚持以学生为主体的本位思想,以科学发展观统领全局,在实践中总结,在探索中前进,摸清药学本科实践教学的特点,把握人才培养的规律,从而探索出一条符合药学本科教育实践的新型实践教学模式,为社会输送更多更优秀的人才。