时间:2022-12-10 23:46:36

1注重基本操作的训练,培养学生独立工作的能力
有机化学是一门实践性很强的学科,掌握有机化学实验的基本操作技能是学生以后进行有机化学实验的重要基础。针对药学学科特点设计技能实验项目,如有机物物理常数的测定、有机物分离提纯等,加强学生的基本操作训练,使学生掌握规范的实验技能。药学实验中安排了21学时的基本操作实验,占总实验学时的38.9%,几乎涵盖了所有有机化学实验的基本操作。同时,将药学专业的基本操作实验分为独立实验和综合实验两部分,如将有机物熔点的测定与咖啡因提取实验结合、将有机物折光率的测定与柠檬烯提取实验结合等,既培养了学生的基本实验技能,又提高了学生对有机化学实验的认识,让学生认识到基本技能在实际工作中的重要性,为学生今后独立工作打下了坚实的基础。
2整合实验教学内容,注重新技术的应用,培养学生的科研意识和创新能力
我们通过在教学实践中不断分析和探索,整合了药学专业有机化学实验教学内容,避免了一些实验的重复设置。如有机物折光率的测定实验学生已经在物理实验中学习过,有机化学实验中不再单独设置,而是把折光率的测定与有机物的提取、合成实验整合在一起,不仅节省了时间,而且使学生对基本操作的运用范围有了全面的认识。同样,考虑到学生在中学阶段已经接触过诸如醛、酮、醇、羧酸等化合物性质的验证性实验,继续保留这些实验不仅重复,而且对学生技能的提高及能力的培养没有大的帮助,在实际应用中也存在一定的局限性,因而在教学安排中调整了验证性实验,并将验证性实验学时压缩为有机化学实验总学时的16.6%。事实证明,压缩上述实验为药学专业学生节约了时间,有利于学生将有限的学时用于强化操作技能、培养科研能力和拓展创新思维上。综合性实验和设计性实验在考查学生对基础理论知识的掌握及实验技术的应用上具有重要作用。所以,我们针对药学专业的特点,突破实验内容的限制,在教学实践中增加了综合性实验及设计性实验的比例,使此两类实验占到有机化学实验总学时的44.5%。如将阿司匹林的合成、熔点的测定和高效液相色谱技术3个不同类型的实验整合成一个综合性实验,要求学生在合成阿司匹林后,对阿司匹林进行熔点测定,在获得阿司匹林基本物理常数后,利用高效液相色谱仪对阿司匹林进行色谱分析。通过上述实验的整合,不仅加强了学生基本技能的训练,而且培养了学生综合运用知识分析问题和解决问题的能力。同时,积极引导学生对实验中出现的问题进行研究探索,激发学生参与实验的热情,提高学生对有机化学理论知识的掌握与应用。设计性实验针对药学专业学生未来的工作实践及继续深造的需要,结合本学科教师的科研内容,让学生直接参与教师的科研课题,培养学生的科研意识和创新能力。如我们在教师科研的基础上为药学专业学生设置了大黄中蒽醌苷元的提取、分离和检验识别实验,学生在完成该实验的过程中,在教师的指导下进行文献资料的检索及分析,并运用专业知识进行实验方案的设计及实验结果的分析等。通过类似的设计性实验,培养了学生查阅文献的能力,使他们及时掌握了国内外相关专业的研究现状及发展趋势,大大开阔了学生的视野,拓展了学生的思维,培养了学生的创新精神,使学生主动参与实验的意识明显增强,同时使学生对科学研究有了一个较完整的认识,培养了学生的科研意识及科研能力,为其今后工作及继续深造打下了一个良好的基础。
3实现有机化学实验的微型化、绿色化,加强学生的环保意识
x做到实验的绝对绿色化,但我们积极探索对部分实验的改进,实现绿色化设计,尽量选择低毒或无毒试剂,删除对环境危害大的实验,选择对环境污染小、用药少的实验,尽可能将实验对环境的损害降至最低。如在教学中将原来水蒸气蒸馏实验“从烟丝中提取烟碱”改为“从橙皮中提取柠檬烯”,降低了实验对环境的污染和对学生造成的伤害。同时,增加以天然无毒物质为原料的实验,如实验中设置了从茶叶中提取咖啡因、绿色叶子中色素的分离等实验,做到从原料到产物都对环境无污染,达到了保护环境的目的。积极改进实验方法,尝试开展微型化实验。微型化实验起源于埃及学者E.C.Grey的《化学实验的微型方法》一书,1982年,美国Mayo和Pike等人在有机化学实验中采取主要试剂为mmol量级的微型制备实验,取得了成功,从而掀起了研究与应用微型化学实验的热潮,并受到环保界的大力赞扬。在教学实践中,我们在保证实验成功的前提下,积极探索实施微型化实验,不仅降低了实验中药品用量过多造成的资源浪费和环境污染,而且帮助学生树立了药品定量的意识。此外,相对于常量实验,微型化实验对实验者基本操作、实验技巧及实验的准确性都提出了更高的要求,这就促使学生提高实验技能并在实验过程中形成认真细致的作风,同时培养了其缜密严谨的科学态度。在教学中将绿色化学的理念融于实践中,让学生树立起绿色环保意识。在有机化学实验中常常不可避免地产生一些废弃物,如不及时处理则会对环境造成极大污染,而且会淡化学生的环保意识,使其养成不良的实验习惯。因此,在有机化学实验教学中,应把废弃物的回收处理作为一项重要的教学和科研任务来完成。如柱层析中的洗脱剂、合成实验中的副产品等都要进行回收或进行无害化处理后再进一步利用。应将实验中废弃物的处理作为考核项目,要求学生在预习时设计实验产生的废弃物的相关处理方法,并在实验中付诸实施。通过训练,使学生灵活应用了所学的理论知识及实验技能,并养成了废弃物及时回收处理、循环使用的良好习惯,具备了从事绿色化学研究与开发的基本素质与能力。
4改进实验考核机制,培养学生良好的实验素质和综合能力
实验考核是检验教学效果和考查学生能力的重要手段。实验考核既要重视学生实验操作的规范性和实验技能的掌握与应用能力,也要考查学生发现问题、解决问题的能力。在实践中,我们对考核内容和方式进行了重新设计,逐渐形成了实验过程全程监控指导、实验技能全面考查、学生能力综合评价的模式。实验考核成绩分为平时成绩和期末成绩,平时成绩占60%,包括实验预习情况、回答问题的准确率、实验操作能力、环保意识及实验报告等;期末成绩占40%,针对药学专业特点,期末成绩主要对学生基本原理的掌握情况、基本操作的正确性及应用能力和实验中分析及解决问题的能力进行综合测评。要求学生在指定题目的情况下,独立完成一个设计性实验或综合性实验,主要从查阅文献的能力、实验路线设计的合理性及可行性、实验结论及废弃物处理等方面对学生进行综合评定。通过考核办法的改革,有效地调动了学生的积极性,培养了学生良好的实验素质和综合能力,提高了教学效果。
作者:谭晓虹王书华张利民杨辉田嘉铭王志宝单位:河北北方学院
通过基础实验技能的培养、有机合成实验的进一步练习,在学生打好基础的前提下,开展综合设计性实验。实验教学初期,教师在讲授有机实验基础操作的时候应做到搭装置示范,认真讲解,耐心指导。在学生打好基础后,就应该调整教学方案,改变教学模式,由主角变导演,将学生放在主角的位置上,打破传统教学中学生被动接受的弊端,采用讨论式、提问式、启发式、发现式等多种方法引导学生,由他们自己主动地去完成对本次实验课内容的理解和掌握。由有解实验变为求解实验,由知识积累变为智能开发。这种教学模式,对提高学生的主动性和独立思考能力起到积极作用。设计性实验可从实验教材中已有的合成实验的反应条件、实验装置的优化出发,逐步扩展到给定目标化合物,同学通过查阅文献、参考书,设计合成路线、实验装置,最终合成目标化合物。综合设计性实验的开设,对于培养学生独立进行科学实验的能力、良好的科研素质、独立获取相关文献资料的能力都起到了决定性作用。
2采用微型化实验方法来代替部分常规实验方法,减少实验事故的发生
微型化学实验是由美国的Mayo博士及其同事从1982年开始研究并试用的一种新型实验方法。它是以微小量的试剂,在微量化的仪器装置中进行实验。其试剂用量是常量制备实验的十分之一至千分之一,固体约为10mg~100mg,液体约为0.1mL~2mL。由于有机实验试剂毒性大,挥发性强,易燃易爆,因此有机实验的安全教学一直是教学中的一个重点。微型化实验的优势主要表现在实验试剂用量少,辅助材料用量少,反应时间短,不仅降低了实验成本,而且相应减少了爆炸、着火、中毒等事故的发生率,改善了实验环境,极大地减少了实验过程对环境的污染,提高了教学质量[6]。目前,北京大学、山东大学、中山大学、云南大学等全国几十所高校均把微型化实验列为有机实验教学的内容。北京大学摸索了小量-半微量有机合成,已在教学中使用多年,效果良好,值得我校学习。
3尽量使用低毒无毒的有机试剂,创建绿色环保的有机实验教学体系
在实验内容的安排上,应努力实现绿色化。绿色化学的基本内容是:由无毒害的原料,在无毒害的催化剂、溶剂等反应条件下,获得对环境友好的产物[7]。有机化学实验不可避免地会产生一些三废,在有机化学实验过程中应该合理收集和排放三废,如对废弃物不处理随意排放,不仅对环境造成污染,而且会淡化学生的环保意识,养成不良的实验习惯。在实验操作中要求学生将实验中产生的废气进行处理、对废液进行回收处理、对产品进行回收利用。近些年,我校在这方面做出了努力,如将基本无毒的环己烷代替苯做为共沸除水剂、反应溶剂,将乙醇代替甲醇做为重结晶使用的溶剂,及时进行实验三废的处理等。但总体感觉力度过小,有待进一步加强。
4及时向学生介绍实验新技术新仪器,与时俱进
仪器设备陈旧是高校实验教学的一个普遍问题,这不适应日新月异的实验技术的发展。为培养适合社会的新型人才,在教学中应注意及时将先进的仪器技术设备介绍给学生,例如:在介绍熔点的测定时,除介绍了毛细管测定法外,还应介绍显微熔点仪、电热熔点仪、热分析仪测定法,并演示显微熔点仪测熔点的操作;在介绍普通蒸馏装置时,应将旋转蒸发仪介绍给学生并作演示实验;在介绍制备化合物的红外光谱时,应使用傅立叶红外光谱仪就学生自己制备的产品作谱图,这样不仅扩宽了学生的知识面,开阔了视野,而且增强了学生的实验动手能力,提高了学生的学习积极性。
5建立完善的考核制度,加强实验教学质量调控
实验成绩考核制度直接影响着学生的学习态度和积极性。规范实验考核制度能充分调动学生学习的主动性,对提高学生的实验动手能力、独立思考能力和创新能力起到了至关重要的作用。为了能客观公正地反映学生的实验能力,笔者认为有机实验成绩应改变原来单纯凭印象给分的错误方法,而由平时考核、实验笔试和期末考核三部分综合量化给分,具体实施方案如下:注重平时考核,加大其在总成绩中的比例教师对于平时实验的考核应分两部分组成。一部分是由出勤率、实验态度、实验装置的搭建、实验结果、卫生情况等组成,另一部分是实验预习报告、实验记录、实验报告成绩。教师针对以上提出的几个指标制作实验考核卡片,以5分制及时记录学生实验情况,期末将每次实验的成绩总评而给出平时成绩。
6开设实验基础内容笔试,进行量化考核
为了预防学生只会做实验而不懂实验原理的现象出现,在学期末安排实验笔试考试。考核内容主要是有机化学实验的重要知识,包括实验室规则及安全常识,化学仪器的使用和养护方法,基础操作的原理及适用范围等。设置期末考核实验,充分反映学生的实验动手能力在学期末,安排一个全面涉及基础操作的合成实验作考核。就实验预习报告、实验态度、实验装置的搭建、实验情况记录、实验报告(要求当场交)完成情况、卫生情况等方面作综合考察。
7结语
论文关键词:三种版本有机化学实验部分栏目设置的比较
依据《课程标准》编写并审定通过的新版高中化学教材有3种,分别为人民教育出版社(人教版,宋心琦主编);江苏教育出版社(苏教版,王祖浩主编);山东科学技术出版社(鲁科版,王磊主编)。
新教材在教材研制上与旧教材最大的不同在于栏目的设置。栏目是为转变教师的教学方式和学生的学习方式,特别是培养学生自主、合作、探究的学习方式而设计的。三种版本有机化学实验部分在栏目的设置上各有千秋、各具特色,对其进行比较和分析,有利于广大教师正确认识三种新版化学教材栏目各自的特点、优势与不足,理顺栏目的实施与日常教学的关系,进一步理解高中化学课程标准在教学理念的革新、教学方法的优化、教育技术的应用等方面带来的巨大变化,从而正确把握新课标的教学尺度和高中有机化学的教学质量标准,对全面落实新课程确立的“三维目标”有着积极的促进作用。这些教材很重视有机化学实验的改革,将实验作为新课程倡导的教学方法和学习方式的载体,精心设计实验方案,积极开发探究性实验,加强了有机化学实验在化学教学中的优势地位。
表1:人教版(必修和《有机化学基础》)有机化学实验内容统计
实验栏目
栏目意义
必修
栏目数
《有机化学基础》栏目数
栏目总数
实验
引导学生认真观察教师所做的演示实验或边讲边实验,准确记录实验现象,仔细分析现象产生的原因,不断提高观察能力和水平。
9
14
23
科学探究
在此栏目设置的学习活动中,学生主要通过以实验为主的多种探究活动来揭示化学科学的奥秘教育学论文,同时培养科学素养和创新精神。
3
8
11
实践活动
具有激发学生学习兴趣,引导学生高观点、大视野、多角度地认识化学科学的作用。
1
4
5
思考与交流
在学生已有的经验或者熟悉的事实和现象的基础上设置有关的学习情景并提出问题,引发思考,使学生对将要学习的内容充满兴趣。
关键词:应用化学综合实验;意义;创新能力;
长期以来,各高校十分重视基础化学实验课的教学。 实践证明,这对于培养学生的基本技能很必要。但是,人们在教学中也发现,仅仅加强基础训练是不够的。 这一点反映在学生准备毕业论文时,不能较快地投入到课题研究之中,尤其在实验方案设计、仪器设备安装配套、文献消化、论文撰写及答辩等方面不尽如人意。本文根据应用化学专业的实际情况和特点,吸取了兄弟院校的经验,从2007年起,在大学四年级上学期学生完成了各基础化学实验课后,进行毕业论文之前,开设了这门必修课——《应用化学综合实验》课,这对提高学生的科研素质及创新能力起到了很大的作用。
一、开设《应用化学综合实验》课程的意义
1. 1 学科发展的需要
化学是一门实验性极强的科学,在现代科学技术发展越来越综合化、整体化的今天,化学也不例外,它在继续分支的同时,更重要的趋势是走向综合化。19世纪形成的无机、分析、有机、物化四大学科的内部,在分支和综合、交叉和渗透中逐渐填平模糊界线。因此为了培养“未来化学人才应具有研究,开发和创新能力”,高等化学教育也必须改变专业间的“各自为战”的传统,强调综合性和整体性的素质教育,在分析—综合的杠杆上着重向综合一头寻找新平衡点[ 1 ]。《应用化学综合实验》课程的开设,正是在四大基础化学实验课的基础上,使学生学会怎样将各门课程的知识综合起来,解决做毕业论文面临的并非运用某一门学科可以解决的科研实际问题。
1. 2 培养学生专业素质全面发展的需要
在开设《应用化学综合实验》课之前,学生进行毕业论文时,由于缺乏综合实验能力,常常不能很快地投入到课题研究中去, 论文的撰写和答辩质量也受到影响。《应用化学综合实验》课的开设,能使学生在完成各门基础化学实验课学习后和进行毕业论文之前,正规、全面地接受无机、分析、有机、物化等综合化学实验的训练。这门课程所开设的实验不同以往做过的基础化学实验课,以往的实验只是单纯地涉及到本专业的内容。而《应用化学综合实验》涉及到的知识很广,包括了四大基础化学实验的多门知识。学生通过实验不仅可以巩固这些知识,而且有助于对基础化学知识的深化、知识结构的改变和各种能力的提高。《应用化学综合实验》课的开设,不仅完全符合“把化学专业的本科生培养成合格的、知识和技能全面发展的、能从事多方面实验工作的研究人才”的教育思想,而且对增强学生的现代意识,培养学生的动手能力、科学思维能力和创新能力,养成良好的科研习惯起到了积极的作用。
二、《应用化学综合实验》课程的教学内容
《应用化学综合实验》课程内容的选择,既要在四大基础化学实验课的基础上使学生学会怎样将各门课程的知识综合起来,又要根据本专业课程设置情况及实际需要,融进一些有新意、能真正体现“综合”两字的内容。为此,大胆采用“实验内容的科研性”[ 2 ] ,使本课程内容与课题组科学研究项目紧密结合,把科学工作的基本方法引入实验教学中。 例如:“玉米淀粉醋酸酯的合成及物性研究” 参考了我院教师的研究成果, 将无机、分析、有机实验的内容自然地综合:样品的前处理需无机化学实验技能;合成反应需有机化学实验技能;取代度的分析和分光光度法测透明度等需分析化学实验技能。因此,本实验结果达到了融合前述课内容的目的。
此外还拟增设选做方面的内容,这就是本课程的另一个重要内容。 通过学生自选实验题目,具体内容根据学生各自的兴趣来挑选,以满足不同层次学生的兴趣需要。另外,拟设立“实验讨论”课,它能加强学生的口头表达能力,为毕业答辩及择业做准备性训练。
三、教学过程
3.1 培养学生的独立科研能力
综合化学实验内容给予了学生更大的展现自身能力的机会,取消了一些基础化学实验中的强制性规定,给予了学生更多的主动性和积极性。 同时,在教学中对学生提出要求:(1) 认真预习和查阅有关资料,预习效果及查阅资料的充分程度反映在学生的实验过程中,预习得好,不仅能较准确分析解释实验现象,而且对实验步骤熟悉,操作准确,完成实验速度快;(2) 准确做好原始记录,记录结果是否准确细致体现在实验报告的结果与讨论中; (3) 评价方式不以结果论实验成功或失败,实验不成功可以重做,但必须分析失败原因,弄清楚错在哪里;(4) 不限制实验时间,各人可以根据自己的实验进展情况自由地延长或缩短时间,但每个学生必须对自己所做实验负责到底,直到实验成功。 这些举措的实施增强了学生的科研自主性和积极性,学生查阅文献的能力明显提高,能科学地运用原始文献的数据来解释实验现象并进行结果讨论,有的甚至能创造性地提出自己的实验方案来改进实验装置,特别是学生排除实验故障能力比以前有很大的提高。
《应用化学综合实验》课程的教学过程旨在锻炼培养学生独立从事科研的能力,即独立完成查阅文献—列出实验方案—独立完成实验—完成实验总结报告,提高学生进行科学研究的基本能力。实验采用“全开放”的实验措施,教师首先定题,学生可根据自己的知识水平去查阅文献,写出实验预习报告,其具体的实施方案交教师审查。此时教师要引导学生对实验方法进行选择,鼓励学生勇于创新。这样做明显地使实验质量得到提高,更重要的是锻炼了学生独立完成课题和科研任务的能力。
3. 2 发挥教师引导作用
《应用化学综合实验》是具有一定深度和广度的实验。教学过程中,学生是学习的主体,知识和能力只有内化为学生自身素质,才能达到教育的最终目的。但学生的这种“内化”并不是自动完成的,必须有教师适时的点拨。课程的开设虽然从各个方面为学生的“综合升华”提供了外部条件,学生也能主动地投入到研究和探索中去并顺利地完成实验,但此时学生作为知识“升华”的主体,尚不能站在主体高度去纵观全局。因此,教学中教师应充分发挥引导作用,有意识地引导学生发掘课程中各个实验中的知识交叉点,分析知识的相关点,进而解决相关点中联系紧密的问题。学生通过具体实验内容的训练,能将过去学到的理论知识用来解决具体课题,并通过查阅文献,提出具体方案,并使实验技巧和动手能力得到了提高,这对训练学生掌握科研方法很有帮助。 #p#分页标题#e#
3. 3 教学方法
由于《应用化学综合实验》在课程结构和内容上有重大转变,而且强调综合能力的培养,因而必须注意教学过程中的教学方法,故采用了“教师宏观控制”的教学方法[ 4 ] ,但是,要达到学生能力全面提高的目的,还应注重“细微教学”:从大处着眼,小处着手。如严格检查学生的原始实验记录,强调其规范化、完整性,并把它作为实验报告的不可缺少的一部分。
四、开设《应用化学综合实验》课程的效果
《应用化学综合实验》的开设,是化学实验教学的一种探索,作为实验教学课程刚刚起步,需要我们在实践中不断地总结经验,共同商讨并不断完善。课程开设后所取得的效果可从教师的评价和学生的反映看出。主要表现在以下几个方面:
(1) 拓宽了学生的知识面。综合实验的内容包含了化学专业各学科(如无机、分析、物化、有机) 的实验方法和技能及其相关的理论知识,这样大大拓宽了学生的知识面,克服了由于专业划分过细、知识分割过窄导致的学生知识面过窄的弊端。同时,实验内容上增加了反映学科前沿领域(如药物合成设计) 的实验,实验技术上应用了近代先进的技术(如核磁共振、红外光谱等),这样可使学生了解和学习到学科前沿领域的新知识和先进的现代实验技术。
(2) 充分发挥了学生的主动性和积极性。综合化学实验的形式是学生自己查阅文献资料,自己设计实验方案,独立开展实验,这样学生本人成为实验的主人,改变了以前教师要学生做实验的被动局面,大大提高了学生做实验的主动性和积极性。
(3) 促进了学生能力的培养和提高。综合化学实验不是单一的验证式实验,更不是简单的拼凑,不能按传统的“按方抓药”方式完成,而需要通过多种实验方法、技能以及理论知识的综合应用才能完成。这样就克服了传统实验中各实验方法和技能互不相关的脱节现象,培养和训练了综合应用的能力。
(4) 对毕业论文工作做了良好的铺垫。据指导毕业论文的教师反映,自从开设《综合化学实验》后,学生的科研能力有了很大的提高。 首先体现在学生拿到指导教师的论文课题后,马上可以着手查阅论文所需要的文献资料,从中选择出完成该课题的最佳方案,进而给自己的毕业论文实验制定一个方案,如:需要些什么资料,做多少化学实验,以及测试手段等。但是在开设《应用化学综合实验》课程之前,指导教师发现学生较难进入状态,比较依赖指导教师完成毕业论文。这样,一方面使在大学里最重要的一次科研活动成为一种任务,学生带着压力去完成;另一方面学生的积极性也没有充分发挥出来,影响了学生的科研素质及创新能力的提高。《应用化学综合实验》开设后,它能将基础实验和综合实验知识循序渐进地联系起来,学生的知识结构和实验技能完整化、系统化,这样不仅使学生能顺利地进入论文阶段,毕业论文的质量显著提高,而且有利于培养合格的、知识和技能全面发展、能从事多方面实际工作的人才。
总之,《应用化学综合实验》的开设,改变了过去各基础实验自成体系,相互脱节的传统模式,同时也克服了过去各专门化实验内容过细过窄的不良弊端。对增强学生现代实验意识,培养创新和科学思维能力,养成良好的科学研究习惯均起到积极的作用。这门课程的开设也符合把化学专业的本科生培养成合格的、知识和技能全面发展的、能从事多方面实验技能的化学研究人才的教育指导思想。
参考文献:
[1]王炎,尤宏,刘新荣.建立有工科特色的综合化学实验课[J].大学化学,2002,17(2):27- 34.
[2]HOU Dongyan,HUI Ruihua,L I Tiechun,et al.Exploration and Practice of Teaching Mold of Research Lesson[C].17TH I2UPAC International Conference on Chemical Education ,Beijing ,2002.
[关键词]网络课程;无机及分析化学;立体课程建设;实践
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]1005-4634(2012)02-0100-03
山东科技大学的《无机及分析化学》不仅是应用化学和化学工程与工艺专业最核心的专业基础课,也是矿物加工、生物工程、环境科学与环境工程、无机非金属材料工程和高分子材料与工程等近化学专业的核心基础课程,主要为学生进一步学习《有机化学》、《环境监测》、《食品理化检验》、《高分子化学》、《生物化学》、《生化实验技术》、《仪器分析》等核心专业基础课打以及做毕业论文打基础。
《无机及分析化学》课程是一门理论与实验相结合的课程,针对不同专业的需要,山东科技大学有两种方式进行教学:一种是将无机化学与分析化学整合成一门课程的短学时教学(近化学专业),一种是将无机化学与分析化学分开授课的长学时教学(化学专业)。
《无机及分析化学》网络立体课程主要包括理论教学和实验教学两部分,经过十多年的教学改革和课程建设,形成了一套以培养应用型人才为特色的教学内容体系:在理论教学方面,本着应用为目的,够用为度、适量超前的原则,以定量分析为主线,设置化学基础原理和化学分析原理与技术两大块教学内容,准确、简明的阐述最基本的无机及分析化学原理和规律,并使“分析与应用”贯穿于整个课程教学内容之中,体了重基础、强应用、为专业服务的特色。在实验教学方面,按照“基础一综合一应用”的思路设计的实验教学内容,突出基础技能为专业技能服务的特点,强化综合技能的训练。
1 《无机及分析化学》课程系列教材的建设实践
教材的建设体了教学思想、培养目标、教学内容和课程体系的改革,是网络立体课程建设的重要组成部分,是有效解决教学内容和教学方法存在问题的关键。
根据山东科技大学近化学、化工类专业本科生对化学基础知识的要求,以少而精、精而新的原则,将传统教学内容与代新知识相结合,对无机化学、分析化学、普通化学内容进行整合、革新和优化,注重对学生进行素质教育,编写出版了21世纪高等院校教材《无机及分析化学》、《无机及分析化学实验》和《分析化学实验》。这些教材注重处理传统学科与新兴交叉学科知识的关系,在阐述基本原理和知识的基础上注重内容的更新,体了材料、环境及生物类学科与化学学科的交叉与融合。将化学热力学知识融入全书有关章节,并将四大平衡和四大滴定分析法有机结合。理论教学以化学热力学基础、物质结构、四大平衡为重点,适当简化四大滴定分析法,而使其在实验教学中加强简化分子轨道理论、晶体场理论等难度较大的内容。编写了绿色化学概论、材料与化学、生命与化学、环境与化学等作为培养学生兴趣和扩大知识面的阅读材料。通过阅读材料部分的学习,既可使学生了解本专业的发展动态,扩大知识面,又能使学生了解化学基础理论在相关学科中的重要地位,激发他们学习化学知识的兴趣和热情。编写中力求使教材简明扼要、概念准确、重点鲜明、深入浅出、通俗易懂、理论联系实际,适用于矿物加工、材料、环境、生物工程等主要专业大类。
2 《无机及分析化学》课程立体化网站的建设实践
按照国家、学校新修改的教学大纲的要求,对《无机及分析化学》课程进行了网络立体化的全面建设,建立了《无机及分析化学》课程网络平台。将课程简介、师资队伍、理论教学、实验教学、教学互动、教学视频和化学资源等栏目的内容公布在山东科技大学的网站上。目前无机及分析化学理论教材、实验教材、学习指导书、电子教案、课程网站等学习资源已经形成了全方位、立体化的课程教学体系。学生可不受时间和空间的限制,掌控自己的学习过程。
在教学理念方面,把培养学生的科学素质和创新精神放在第一位,把无机及分析化学课建设成为既是学生学习科技知识的基础课,又是培养学生科学素质的基础课。理论课教学以无机化学基本原理为主,以物质结构基础为依据,以四大平衡原理为重点,以重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律及其含量测定为目标,以指导学生自我学习为方法。实验教学以化学分析技术和技能训练为核心和重点,强化基本技能训练,强调系统分析问题和解决问题,重视系统性、综合性、设计性实验。矿物加工、材料科学、生命科学、环境科学等诸学科的研究和发展都离不开无机化学、分析化学原理和技术的进步与发展,要不断建立矿物加工类、材料类、环境类、生物类几个模块相关专业的课程体系和教学内容。
3 在教学实践中改革教学方法,增强师生互动
网络立体化教学的多样性,给不同层次的学生提供了适合自己的教学平台。学分制的改革,作为基础课的《无机及分析化学》的学时数也在减少,这对教学内容和教师的教学水平提出了更高的要求,必须不断进行教学内容更新,教学方法、教学手段及考试方法的改革。无机及分析化学内容广泛,涉及物质结构理论基础、化学反应基本原理、溶液平衡、化学分析、元素化学、部分仪器分析等内容。课程讲授不可能面面俱到,要在吃透教材的基础上分层次合理安排讲课内容,注重难点和重点引导,精讲与对比分析讨论,如四大平衡与四大滴定,同时注意引入学科前沿知识。在教学方法上,主要是讲重点、讲难点、讲思路、讲方法、讲应用,形成了“课内讲授一课外讲座一辅导答疑一考核评估”教与学一体化的互动教学模式,既注重培养学生的逻辑思维能力,又注重培养学生的创新精神和自主学习的能力。
《无机及分析化学》的教学课程在大学一年级进行,该课程的学习不仅使学生在知识上有所积累,而且在学习能力上也应得到较大提高,要求学生做到课前预习、课中互动、课后小结,学会学习的方法。在教学中针对部分内容,要求学生自学,有些延伸内容,要求学生查阅有关学术期刊,并撰写小论文、课堂讨论,最后教师总结。同时充分运用代教育技术,将传统的教学方式与代化教学手段相结合,大大提高课堂效率。此外,也在网络课程中制作了大量的图片、图表、动画、录像等素材和资料,用以表课程教学内容。
不断进行考试方法的改革。鼓励学生撰写读书报告和科技“小论文”,培养学生科学研究的意识、习惯和能力,有助于学生对化学知识的深入理解及综合运用。期末成绩由考勤、平时作业、课堂提问、单元测验、期末考试等成绩综合评定,撰写的读书报告和科技小论文实行额外加分,根据撰写的质量在总成绩中加0~10分,若能达到公开
发表的水平最多可加10分,但课程总成绩最多为100分。
4 《无机及分析化学》实验课的改革实践
实验改革的目标是通过系统的实验教学,加强基本训练,着重能力培养,强化创新意识。创造性教育要求对学生既要有基础知识和新的专业知识的传授,又要有自学能力、独立思考能力、动手能力的培养,尤其是代意识、竞争意识的培养。自2004年起,根据山东科技大学实际情况和学生不同层次、不同专业的培养要求,对原实验课程体系、教学内容和方法进行改革,建立和完善了无机及分析化学实验课的教学内容,按照基础实验一综合实验一设计实验3个层次推进教学进程。建立了以实验技术要素为主线的实验教学体系,设计了适合山东科技大学不同学科学生的多层次实验教学内容,为学生个性发展、潜能开发以及优秀学生脱颖而出创造条件。开放实验室,使一些不能在课堂上完成的实验得到补充,同时学生也可以自己设计一些感兴趣的实验,在教师的指导下进行,从而使学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力得到进一步提高。无机及分析化学实验形成了多层次的实验教学体系,多模块的实验教学内容,预约开放式教学模式。为此,无机及分析化学实验课程教学采取了以下改革措施。
1)对无机及分析化学实验教学内容进行了重组,并进行绿色化改造。本实验课注重在继承传统内容的基础上创新,增加设计性实验,加强综合性实验,减少验证性实验。根据无机及分析化学实验的特点,用绿色化学的观念对传统化学实验进行了改造,实了“性质实验点滴化、制备实验小量化、分析实验减量化”,这样在常规仪器中完成无机及分析化学的实验教学,不仅大量减少了化学试剂和药品的消耗,节约了实验消耗费用,而且也加强了学生的环保意识,收到了良好的效果。
2)正确认识理论课教学与实验课教学的关系。在无机及分析化学实验教学中,学生应始终处于主置,教师则处于为实验教学服务的主导位置。作为实验教学主体的学生,在继承传统知识和技术的基础上,重点进行知识和技术的应用和创新;作为主导教师,在搞好实验教学引导工作的同时,加强自身知识和技能的扩展和更新,达到知识丰富、技术熟练和教学方法科学而实用的要求。
3)多媒体辅助教学和开放实验室缓解实验课时少、内容多的矛盾。随着单一、验证性实验向综合性、设计性实验的转化,实验教学内容不断丰富,往往一个连续的系统的试验中涉及好几个相关的实验技术,由学生自己动手设计并完成整个实验,由此开设综合实验面临着如何在有限时间内让学生掌握更多实验技术的难题。对于无机及分析化学实验课,使用多媒体技术辅助教学,利用录像演示实验技术的操作要点,再实验进程和结果,增强学习效果。建立了仿真实验室,学生可以在计算机上进行无机及分析化学实验等课程的仿真实验,同时可进行相应的预习。
4)形成了基础-提高-突优-参与科研4层次的开放实验教学模式和管理方法,完善了对不同层次学生因材施教的实验教学方法。在生产实践中发、研究、分析和解决问题,这对于培养学生分析问题和解决问题的能力,培养创新意识和实践能力有着不可替代的作用。无机及分析化学实验室成为大学生科技创新创业的基地,几年来山东科技大学启动“挑战者杯”、“大学生实验技能大赛”、“大学生创新基金项目”等多项大学生科技创新资助计划,开放无机及分析化学实验室,为其高质量完成项目提供条件保证。
关键词: 高职 职业 制药 教材 基础化学 教学内容
高职《制药》专业,要求学生掌握制药技术的基本原理和实验方法,具备将生物技术和制药技术结合起来进行初步科学研究的能力和具有独立设计和改进实验方案的能力,具有现代生物制药企业管理和产品营销方面的基本知识,了解生物制品、制药等相关企业的生产工艺和流程,使毕业生有较宽的就业机会和较强的竞争力。除了学习专业知识外,还包括相关类课程的见习、实验操作(物化学及生物化学实验、分子生物学及分子生物学实验、药理学及药理学实验、药剂学及药剂学实验)和实习等。
高等职业教育以培养学生就业和职业能力为向导,突出学生综合能力。制药及相关专业在教材的编排和组织上,体现注重实践、突出应用,以金典实验教学为线索实施教学,有一定的可取性。但在具体实施过程中,出现下列问题:
1、《制药》高职教材改革上希望打破原有的单纯理论框架,改为以应用为主线,辅以理论教学。基础化学现在普片开设《有机化学》和《无机及分析化学》,而原有的《物理化学》、《化工原理》等课程停止开设。在教材和教学内容的组织上,主要框架定在典型实验上,围绕这些实验展开理论教程。学生在知识的掌握上不连贯,对实验原理的理解上有难度,会出现一知半解。实验做完了,学生不知道为什么这么作,只能按部就班的操作。
2、教材采用的典型实验为主线教学,单从课程上看是可行的,但毕竟《有机化学》和《无机及分析化学》是基础课,是为专业课程的学习打基础的。这些实验有些跟后续课程联系比较紧,有些联系并不大。制药专业是工科类专业,《物理化学》和《化工原理》所涉及的内容对本专业是必要的。仅仅通过《有机化学》和《无机及分析化学》若干个典型的实验来完成整个专业基础化学的学习是不够的。
3、实验和实训是不同的,实验的目的是为了理论课的需要,是一种教学手段,不能等同于实训,实训是一种实践性教学,专业性更强,两者有很大的区别。通过实验训练可以提高学生的动手能力,但是有局限性。把实验等同实训,夸大了实验的功能。加大学生动手能力的培养,单靠实验训练是不够的。
4、学生在课堂上的学习主要还是理论学习,很多实践性的知识应该在实践过程成中掌握,所以,教学的重点还是应该放在理论教学上。高职学生应该具备较强的动手能力,但没有理论作为支撑,那是办不到的。我们在强调对实践性教学的过程中,不能削弱理论课的教学。
针对教学过程中出现的的问题,在教材和教学内容的安排上,作如下调整:
1、制药专业属于工科类专业,主干课程包括生物化学及生物化学实验、分子生物学及分子生物学实验、药理学及药理学实验、药剂学及药剂学实验、生物技术制药、生物制药工艺学、发酵工程、药品与生物制品检验。从专业上看,基础化学部分应该基础上应该包括《有机化学》、《无机及分析化学》、《物流化学》、《化工原理》等内容。
2、化学基础课的课程设置上,不应该是保留几门而去掉几门,应该是统一成一门作为基础课程,内容上以满足专业需求为原则,要揉进《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》、《物理化学》,《化工原理》等课程内容。化学基础部分可以统一成一门《化学基础》。这样,教材体系上是完整的,学生学习起来有连贯性。课程的难度可以适当降低,但整个化学基础部分的主要内容应该包括。可以舍去一些计算、解题技巧等内容,但课程的完整性还应该具备。真真做到宽基础,重实训,教学学时可以压缩,内容难度可以降低,但知识面还是应该广。
3、将《物理化学》、《化工原理》等课程内容适时穿插到到化学基础课程的教学中。特比是实验教学上。例如:《有机化学》化学经典实验之一的“升华”中可以补充《物理化学》中的物质的相图,这样不光对实验教学有帮助,对后续课程的理解也是很有必要的,食品药品干燥中常使用的“冷冻干燥”,有了相图的概念,理解起来就容易了,如果没有相图的概念,要说清楚“冷冻干燥”还真不容易。又如有机化学实验“蒸馏”、“精馏”等也需要《物理化学》的相关知识,是不能省略的。在实验课上,应该适当补充《物理化学》和《化工原理》的相关内容。
参考文献:
[1]黄运瑞.制药工程专业无机及分析化学教学探析.《南阳师范学院学报》,2012年09期.
[2]沙鸥,刘英红,马卫兴.现代教育新技术在无机及分析化学实验教学中的应用[A].中国化学会第27届学术年会第17分会场摘要集[C],2010年.
无机化学及实验是文山学院生化系化学、生物学、食品科学与工程、三七等本科专业以及化学教育、生物学教育、食品检验、综合理科、中药制药等专科专业的基础课程。无机化学及实验教学质量的高低,关系着相关专业人才培养目标的实现。 1无机化学教学 1.1制定科学合理的教学计划,编写有特色的教学大纲 文山学院生化系专业课、实验课均按照“理论够用,保基础,重应用,重学生能力培养”,坚持“高校性、地方性、专业性、应用性、综合性”五位一体,整体设计,分门类独立实施[1-3]。根据不同的专业人才培养需求,制定可行的教学计划,教学大纲。在教学大纲的规范指导下,根据学生实际情况,教学内容及教学进度等,灵活有效地执行教学大纲,为保证教学、提高教学质量奠定基础。 1.2研究教育教学,提高教学水平 1.2.1研究教育教学内容针对无机化学中的热力学和动力学基础部分与物理化学的关系、无机化学中的物质结构基础部分与结构化学、有机化学的关系、无机化学中的水溶液化学原理与分析化学的关系、无机化学中的元素与化合物知识与纳米合成技术的进展、无机化学与相关专业、相关学科的关系等举开展专题教研活动。参与人员涉及物理化学、结构化学、有机化学、分析化学等主讲教师,还邀请生物学、食品科学与工程、中药制药专业的教师参与讨论。通过研究,为相关专业的无机化学及实验的教学以及如何为后继课程服务奠定了基础。这样不但促进了无机化学的教学改革,使无机化学教学质量得到显著提高,同时也为较好地完成人才培养目标奠定坚实的基础。 1.2.2研究教学的重点、难点 无机化学的内容由化学原理、化学理论、元素化学3大部分组成。无机化学及实验是在大学一年级开设,理论起点高,教学的容量远远大于中学,原子结构、化学键理论需要一定的数学、物理基础才能深刻离解,对大一学生而言,显得抽象,感到难以理解,不会应用。元素及其化合物知识多、杂、乱,大一学生感到难以记忆。近年来的理科综合考试模式大大削弱了中学化学的教学水平,有些地区3+1考试模式,让一些进入化学系的学生只有初中化学水平,还有部分“三校生”,基础更差,学生接受现代化学知识还是相当吃力。综上分析,无机化学课程的重点和难点是:原子结构、化学键、晶体结构、配合物的价键理论与晶体场理论等。 1.2.3研究学生 文山学院于2009年4月才从专科升格为二本,学生生源质量难以保证。中学教育教学改革处于探究阶段,教育教学质量有待进一步提升。扩招后学生就业形势严峻,就业定位与现实发生冲突,导致部分学生学习积极性不高。社会上一些不良风气的影响,使部分学生产生心理问题,也导致学风问题。学生成长环境多元化,自我约束能力较弱。高中时从早操到晚自习都有老师管理和监督,到大学后,对于如何管理自己就不知道怎么办。文山学院由于地理环境,学生大部分来自农村,由于家庭贫困,一些学生贷款读书。面对还贷和就业的压力,心理承受力差,学生就会产生自卑心理、不善于与人相处,表现得不合群、思想极端。诸多因素导致学生的学习积极性不高,所以必须在教学中提高学生的学习积极性。 1.2.4研究教学方法 重视“提高起点,强化基本理论、重视研究方法,构建完整的教学内容,让学生从整体上把握整个无机化学的学科体系。教学应做到突出重点、化解难点、层次分清、条理清楚、举例适中、比喻恰当、语言精练,文字流畅。无机化学原理部分系统性、理论性、逻辑性强,尤其是物质结构理论有相当的深度和难度,教学中必须坚持以课堂讲授为主,善于用启发式、互动式,充分调动学生的学习热情,充分调动学生的自主学习。具体做法:①在第一、二章课程讲授中适当放慢进度,并注意复习中学化学的相关知识,让学生有个适应过程。②讲课前,发给每个学生授课教案,让学生事先预习,可以更专心地听老师讲授课程中的疑难点。③在讲解原子结构与化学键时,充分利用多媒体教学的特点,用色彩、图片、动画等多种生动的形式表现抽象的、难懂的内容,帮助学生对知识点的理解。④自制教具来讲清金属晶体的密堆积,用丙酮把购置的许多乒乓球粘成密堆积型,可以演示正四面体空隙、正八面体空隙,ccp及hcp堆积等,让学生有直观感觉,有助于学生理解和掌握理论的本质和要点,收到很好的效果。⑤ 根据不同的学生给以不同的辅导。如,学习潜力大的同学利用给资料等办法来强化学习。⑥通过检查教学笔记等做法来培养学生能力,督促学生学习。元素部分是无机化学的主体,但由于内容多而杂,而且多为描述性的内容,学生学习兴趣不足,记忆成为困难,教师充分利用多媒体来辅助教学,结合PPT通过分析、强化对比和讨论,总结规律,归纳共性,同时强调差异性和特殊性,抓住事物本质,删繁就简,而且教会学生应用参考书解决学习中遇到的各种问题。具体教学时,遵循物质结构知识为指导,重点讲授每一期或族有代表性的重要元素及其化合物,学习其组成、结构、性质和用途及其之间的内在联系,抓住Ox—Red与Acid—Base反应两大线索去延伸、扩展,做到纲举目张,并通过做好代表物的典型性质的演示实验来提高学生的学习兴趣、培养学生观察能力、分析问题、解决问题的能力。其它元素,立足于教材,通过博览全书,以课外思考题的形式要求学生用对比、演绎、归纳等方法自学。力求将知识传授、能力培养和素质教育融为一体,实施“厚基础、宽口径、适应广、能力强、素质高”为基本内容的人才培养模式。尽可能把学科发展的新理论新技术融在所讲的内容中来。如,元素化学部分内容很丰富,新的化合物还在不断出现,注意强化相关知识的引入。再如,介绍有关催化剂时应补充环保绿色催化剂的优先选择[2]。 1.2.5强化科研,提升水平 大学重在能力的培养,学生学习的是分析问题、解决问题的思路和方法。作为教师,应该给学生传授这些技能。要给学生一碗水,教师必须是一条涓涓不息的小溪。教师只有通过强化科研,掌握学科发展动态,才具有较高的理论水平,才会有较高的教学水平。通过申请省、州、校的科研课题,教师外出访学,校企合作等多途径提高教师的水平,从而保证了科研、教学的同步提升。#p#分页标题#e# 2无机化学实验 2.1指导思想 无机化学实验不仅是化学实验的重要分支,也是学生学习其它化学实验的重要基础,是学生必修的一门独立的基础实验课程。重视基本操作训练,重视养成成习惯及能力培养和素质的提高。 2.2制定有利于执行、满足人才培养要求的无机化学实验教学大纲 无机化学实验教学大纲中设置了无机基本操作、元素及其化合物性质、无机化合物的制备、综合实验等类型实验五十多个实验,每个实验制定了项目开设卡,教师根据不同的专业、学时、学生来选择实验内容,这既保证能达到学科的基本要求,同时又能更好的落实人才培养要求,又便于执行。 2.3重视实验教育教学研究 研究在学院实际教育教学中如何执行无机化学实验教学大纲。无机化学实验是文山学院生化系化学类及相关专业必须得基础课程。专业较多,教学要求多元化,如何执行,值得探讨。重视能力培养。无机化学实验是基础的基础,无机化学实验教学的各个环节都能很好培养学生的能力。加强实验教学的辅导,及时发现问题、解决问题,把问题处理在萌芽状态中,从而培养学生化学思想,培养学生分析问题、解决问题的能力。在实验内容、方法上重视创新。文山学院的办学目标就是为当地基础教育、经济建设培养人才和提供技术支持。结合专业实际增设相应的内容。如,在无机化学实验教学中,教师可以结合本地矿产资源比较丰富的条件设计,从“冶炼废矿渣中制备五水硫酸铜”等实验。改革传统的实验方法[3]。教师把学生分成几个小组,让他们控制一定的实验条件或采取不同的方法完成同一个实验。学生思路打开了,交流产生了智慧。探索教学质量评价[3]。 制定科学的考核评价大纲,重视过程和档案评价。实验成绩由平时70%和期末30%构成。上学期15个实验,其中1~14个实验为必做实验,每个实验5分,包括预习、实验过程、实验报告、实验态度综合评价。第十五个实验为考试实验10分,重点是基本操作考试10分。20分为期末理论考核,可以出题考核,也可以写小论文或其它考核方式进行。这样考核比较科学。 2.4精心组织实施 在开设每个实验前,教师必须做到准备充分,对于学生,必须做好预习。这是提高实验教学质量的重要保证,也是教师提高教育教学水平的有效途径,同时还是培养学生能力,杜绝事故发生的有效方法[1]。生化系开设无机化学实验的班级较多,实验室、实验教师严重不足,系上通过协调,根据不同专业要求,充分利用不同的教学时段,保证安全、有序的情况下,使实验开设达到教学大纲规定的要求,为人才培养目标的落实奠定了坚实的基础。 3实施质量工程,建设精品课程 通过建设精品课程,整合教学、师资资源,整合科研团队来满足人才培养之需要。已经建设完成了《无机化学及实验》的精品课程的申报书、《无机化学及实验教学大纲》、《无机化学及实验考核大纲》、《无机化学及实验教案》、《无机化学及实验》等教学文件。同时,教师团队建设已经初步形成,为无机化学及实验教学质量的提高奠定了坚实的基础。 4建议 无机化学及实验如何与中学化学及实验的教学以及与相关专业学科衔接,如何科学评价,如何更好地发挥其在培养各专业人才培养以及为当地经济建设服务和提供智力支持、开展科学研究等方面的作用值得进一步探究。
关键字:应用型人才;有机化学实验;教学改革
G642.4;O62-4
通化是位于吉林省东南部一座现代医药城,近年来对药学方面的人才需求越来越多。我校作为吉林省东南部唯一一所高校有责任为其培养更多的专业人才,为适应现今社会对人才的需求,结合我校学生特点,确立了实践性应用型人才培养模式。从药学专业的课程设置(无机化学及实验、有机化学及实验、生物化学及实验、药物化学及实验、分析化学及实验等)可看出,有机化学及实验具有承前启后的作用,可为后续课程打下良好基础。在当今的实践性应用型人才培养模式下,学生的动手操作能力成为衡量人才的重要标准之一,所以在药学专业的有机化学实验教学中,改革传统的实验教学模式,培养和加强学生的实验动手能力和创新能力显得日益重要[1]。本文从以下四个方面就我校药学专业的有机化学实验教学改革进行简单总结。
一、依专业特点改革教学内容
对于药学专业来说,有机化学实验是必修课,与其后续课程生物化学实验、药物化学实验联系紧密。由于在后续课程中多是合成实验,所以要求在有机化学实验中要打好基础,提高学生的实验技能。因此我们在设计有机化学实验内容时加大了基础操作的比例,如熔点的测定、折光率和旋光度的测定、蒸馏和沸点的测定、水蒸气蒸馏等。而对于综合性设计性实验的选择,一方面我们要考虑其与药物的相关性,如乙酰苯胺(解热镇痛药)的制备;二要考虑对基础操作的应用,如呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备,在这个实验中会进一步熟悉巩固洗涤、萃取、蒸馏、减压过滤、重结晶等基础操作;三还要考虑学生的学习兴趣,激发他们学习的积极性和主动性,因此我们选择茶叶中提取咖啡因这个实验。对合成出来的产品,我们会进行不同的分析检测,如性质实验、熔点或折光率的测定、红外光谱分析等。依据新的实验内容,学生通过一学期有机化学实验课的实训,不仅提高了实验技能,为后续课程打下坚实基础,同时因为实验可以对理论知识进行验证,也提高了学生学习有机化学理论课的兴趣。
二、依学生特点改革教学方法
传统的有机化学实验课程采用“填鸭式”教学方法,这种灌输式教学、机械式操作、结论性结果,严重束缚了学生的创新能力,使得学生普遍缺乏实验的热情和主动性[2]。不利于学生创新思想的培养,更不利于培养实践性应用型人才。因此我们从以下两方面进行改进:
1.课前预习
预习是实验课的前奏。预习程度是否充分直接影响后续实验的结果[3]。对于每一个有机化学实验,都会提前一周布置任务,每一个大组(15人左右),分成三个小组,自行安排实验预习任务,包括文献的查阅,上课内容的讲解,课后习题的解答等,在每组上交的预习报告内要注明每位同学的分工,老师在课堂上会根据每名同学的分工不定r提问,以防有的同学偷懒,浑水摸鱼。对于综合性设计性实验,每组同学之间也可相互沟通,通过查阅文献论证实验方案的可行性,确定不同的实验方案,如乙酰苯胺的制备,这是一个胺的酰化反应,可采用传统的方法即苯胺和乙酸作为反应原料,是否可以用羧酸衍生物来代替乙酸呢?这就需要学生做好充分的预习,给出合理的实验方案。这样的预习方法既给了学生一定的压力,也会让他们产生将理论知识应用于实践的成就感,提高了学习兴趣。
2.改变教学主体
在实验的讲解过程中,让学生成为课堂上的主体。每组派出一名代表讲解实验方案,不同的实验可派不同的人讲解,让每位学生都参与实验教学过程,成为教学的真正主人,即可以全面、自由地发挥自己所掌握的知识,积极主动思考实验有关问题,又可以让学生体验教师职业的神圣与不易。教师则对学生的教学过程和表现综合评价打分。这样的教学过程不再是教师对学生灌输知识,而是学生在教师的指导下,积极获取知识,提高学习能力的过程。随着学习兴趣提高,学生通过自我讲解,自我展现、自由发挥,活跃了课堂气氛,融洽了师生关系,提高了实验教学效果[4]。教师在学生实验的过程中要不断巡视,及时纠正学生的不规范操作,现场指导和答疑。对于实验过程中出现的问题要求学生以组为单位讨论解决,并分析其原因。也可采用启发式的提问方式引导学生思考,给出合理的解决办法。
三、完善实验考核机制
由于有机化学实验课注重培养学生的动手能力及分析问题、解决问题的能力,因此在考评方法上加大了平时成绩所占的比例:即平时(60%)和期末(40%)。平时成绩的评判原则包括预习报告(30%)、实验操作(40%)、实验结果(10%)及实验报告(20%),这四项成绩的综合即为平时成绩。预习报告包括以组为单位实验方案的设计及在课堂上的讲解;实验操作除了考察学生的动手能力外,还包括学生对实验的记录情况,要求在实验中详细记录实验现象;实验结果指每组产品的质量或体积、外观及颜色等。实验报告中应记录最终实验方案、实验结果及结果分析,分析实验中出现的问题、实验结果与预期结果的差距,产生原因及解决方法等。期末考核则包括笔试及操作两部分,各占20%,笔试由教研室教师集体讨论出题;操作则是对基础操作进行考核,对不同的操作进行编号,学生抽签决定考哪一个操作,这就要求学生在考前充分准备,培养其严谨的科学态度和实验习惯。
四、开放有机化学实验室
有机化学实验室对于化学学院的学生一直是开放的,但由于制药学院与化学学院分属不同学院,因此很少有药学专业的学生过来做实验。我们在课堂上加大了宣传力度,向学生保证我们的“售后服务”较好,对于学生在后续课程中遇到的问题可以到有机实验室寻求解决方法,同时有机实验室也和制药学院的生物化学实验室、药物化学实验室合作开放,两个学院的学生可以在做毕业论文的时候实现资源共享。
总之,有机化学实验课程的教学改革通过近两年的实践,取得了较好的效果,提高了学生的学习兴趣,充分发挥学生的主观能动性,为培养实践性应用型人才打下了良好的基础,但在日后的教学中我们还会继续努力。
参考文献:
[1]刘杰. 高职药学专业有机化学实验教学方法初探[J]. 山西职工医学院学报, 2010 , 20 (1): 99-100.
[2]曹展梅.关于有机化学实验教学改革的探讨[J]. 扬州教育学院学报, 2005, 23(3): 43-46.
[关键词] 实验质量评价;模糊数学;软件实验
[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2011)06-0035-03
0 引言
软件类实验主要指的是以计算机软件操作为平台、以熟练该软件的操作为目的、以一定设计项目为手段的实验课程[1]。在高职院校中广泛存在软件,动漫等专业中,特别是软件专业的程序设计等课程更为突出。该类实验课程的地位非常重要,直接决定学生毕业后从事工作的操作技能,所以客观公正地评价学生的实验质量对评价学生、调动学生的实验积极性、巩固理论课的理论知识都非常重要。软件类实验的评价现状主要依靠教师采用平时成绩与考试成绩加权的方法,但平时成绩的评价包括实验预习、实验态度、实验过程以及实验结论等四个方面[2],并这四个方而包含的因素众多,并没有完全客观的标准,具有很大主观随意性,通常难以定量衡量,在评价时一般只能采用比较模糊的概念如“优”、“良”、“中”、“差”来分等级衡量,并且即使对于一个人做同一实验,不同的教师可能给出的等级也不一定相同。
本文采用模糊数学的方法,充分考虑每次实验的难易程度不同,且每次实验考察的因素众多,客观合理分配每个评价因素的评价权重,建立一个客观合理的实验质量评价模型。
1 研究评价模型的指标体系
软件类实验的评价,不能只看实验报告和实验结论,还要看学生的实验过程和实验态度等多方面情况,对学生实验的评价是一个非常复杂的模糊评价问题。根据多年教学经验,并和教研室全体同仁讨论分析形成下列评价指标体系:要合理客观地对软件类实验评价,必须分为实验预习、实验态度、实验过程、实验结论等四个方面来评价[3],才能全面评价一个实验的实验质量。下面就这四个方面来具体说明。
1)实验预习。实验预习主要反映学生课前预习质量,好的预习是实验成功的一半,能大大节约实验时间,提高实验效率,实验预习主要包括课前预习和实验原理掌握两个方面。
2)实验态度。实验态度主要反映学生对实验的学习态度,爱因斯坦说过成功=99%努力+1%天才,这就说明学生只有对学习重视了、态度端正了,成绩自然会好,所以这个评价方面比较重要。实验态度主要包括实验出勤和实验纪律,实验出勤包括请假、迟到、早退等与时间有关因素;实验纪律包括实验时打游戏等不良上机行为。
3)实验过程。实验过程评价的是学生实验操作过程中的实验能力。主要包括的评价因素有学生的操作技能、学生的思考能力和学生的探索能力。
4)实验结论。实验结论是学生完成一次实验所得出的实验结果。对于高职院校的软件类实验而言,是实验报告和完成的项目成果。项目成果对于不同的课程有所不同,如办公自动化课程主要是完成的文档编辑结果、图像处理课程是图片处理结果、程序设计课程是一段程序代码。所以这个评价方面对于不同实验课程有所区别,本文以程序设计课程为例来说明这个评价方面的评价因素。程序设计课程的实验结论主要包括实验报告、程序可读性、程序效率、程序复杂性等四个方面。
笔者以程序设计课程实验为例来建立如图1所示的实验质量评价模型指标体系结构图,该体系分为3层:目标层、评价因素层、子评价因素层[4]。
2 评价过程
经过专家研究,对实验的这些评价因素集合分配权重见公式(1)[5]:
3 教学中的应用
3.1 公正的评价提高了课程的教学质量
计算机类课程的上机实验课程的评价原来采用的是教师自由评价,这种评价方法比较随意,要求教师对学生的情况比较了解,教师一般是根据自己对学生的主观印象而形成评价。高职学生一般自觉性不强,好玩,如果教师的评价不准确、公正,学生就会做足表面功夫,让教师形成主观良好印象。从去年上半年开始娄底职业技术学院在部分教师中采用该评价模型来评价学生,较好地反映了学生的上机情况。由于采用了定量分析,比较准确和公正地反映了学生的上机情况,学生认为自己的努力得到了教师的认可,所以学习更努力,从而提高了课程的教学质量。表2是娄底职业技术学院软件09级网页制作课程的上机课程和理论课程的对比表,表3是该课程09级和08级的教学效果对比表。
通过表2可以反映出该课程的理论课和上机课不同评价方式得出的评价是一致的,这就反映该评价模型的客观性。通过表3可以看出同一门课程在不同班级,如果采用了该评价模型,学生的成绩就相对要好,这反映该评价模型较好地促进了学生的学习,另外没有采用该模型时,上机课的评价较为随意,所以与理论课程的成绩评价不太一致。
3.2 利用软件简化评价的复杂度
通过近一年的实践发现,该模型虽然评价客观公正,促进了教学质量的提高,但该模型评价复杂,对评价教师要求高,不但要求对模糊数学和矩阵有一定了解,并计算复杂,数据量大,所以加大教师的工作量,这样就难以推广。是否可以利用现代计算机技术解决这一难题?娄底职业技术学院组成课题组经过近一年的研究,初步解决了这一难题。
第一,实现原始数据采集自动化:由于软件类实验最大的特点就是在计算机上完成,这样就可以利用计算机软件来自动监督学生的上机情况,并将学生的上机情况数据自动采集,当然有少部分主观数据还是需要教师手工输入。第二,实现评价自动化:在评价系统中设计算法实现这一模型的评价规则,自动形成学生的评价数据。这个系统的有关研究论文将另外阐述发表。经过教师反映采用软件自动化技术来实现这一评价模型,不但评价科学客观公正,并大大简化了教师的工作量,让教师可以把更多精力花在课程教学上,同时也让学生感觉到这一系统的威力,让其自觉接受监督评价。
4 结束语
本文运用模糊数学对软件类实验课程的评价进行了因素分析,并通过一个学生的实例阐述了这一评价模型的评价过程,科学公平地解决了该类课程的评价随意性问题。并通过在教学上的应用实例来反映了这一评价模型的可行性、客观公平性,同时又提出了该模型的致命缺点是原始数据量大,计算复杂。所以提出只有采用自动化采集数据和自动化评价软件才是这一评价模型实施的平台和载体。
参考文献
[1]郭敏.计算机专业实践类课程网上教学质量保证初步研究[J].河北广播电视大学学报,2008,(2):43-45.
[2]郭鸿.网络环境下自助式学习模式的研究[J].中国高教研究,2006,(9):24-25.
[3]朱琳.计算机开放实验室管理策略与实践[J].青海大学学报:自然科学版,2008,(2):93-95.
[4]Jim K,Keith puter Networking-A Top-Down Approach Featuring the Internet[M].USA:Addison Wesley Longman Inc,2001:356-384.
关键词:高职高专;计算机;文化基础;教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 14-0150-01
在各类高校,为了培养学生计算机基本操作技能,都开设了计算机应用基础课程。医学高职高专非计算机专业都针对大一新生开设了此类课程,我们称为计算机文化基础课程。
一、医学高职高专计算机文化基础课的要求
(一)教学目标和要求
本课程主要针对的教学对象为医学高职高专的学生。课程设置和内容组织以计算机基础理论和计算机基础操作为准,使学生正确理解和掌握计算机基础理论和信息技术领域的名词术语,具有熟练完成计算机基本操作的技能;结合学生所学医学专业,让学生能够利用计算机的操作去解决本专业的实际问题。
(二)课程学时设置
作为医学高职高专的通识教育课程之一,计算机文化基础课程教学计划为60学时,理论、实践各占50%。
(三)课程侧重点设置
对于医学高职高专的计算机文化基础课程,侧重点一分为二。其一,理论部分,侧重介绍计算机的基本名词术语和基本概念,例如windows中文件的概念;其二,操作部分,侧重于offices和网络操作方面。其目的就是让学生掌握这些基本技能作为工具,更好地为专业服务。
(四)课程教学评价
本课程的教学评价方式灵活,有网上考试,计算机基础操作竞赛等。
二、医学高职高专计算机文化基础课程存在的问题
(一)生源参差不齐
医学高职高专,各个地方的生源参差不齐。很多地方的学生在高中就开设了计算机基础课或称为信息技术操作课,学生的计算机操作基础或多或少还是有的。而在一些地方,虽然开设计算机课,但只是将这些课程作为摆设,教师讲得肤浅,学生学得也很肤浅。甚至有些地区根本不开设计算机课程。
(二)教学课时和内容设置不适
有些医学高职高专的计算机应用基础课的教学计划和教学内容一直不变,并没有考虑社会的发展和计算机技术的发展及应用。计算机特别是笔记本电脑在这几年发展很快,很多学生都校期间都购买和使用笔记本电脑。这些原因都促使计算机应用基础教学要跟上时代的步伐,了解学生真正想需要学习哪些计算机知识。
(三)教学模式不能适应课程发展
一些高职高专还是采用传统教学模式,对于计算机文化基础课,在很多高职高专都采用理论和实验分离的教学模式。理论课就在教室里上,讲解理论基础知识。有些学校也引入了先进的多媒体教学系统来进行理论教学,但是并没有真正意义上的实现多媒体教学,也仅仅用多媒体来展示教学课件,用投影仪代替粉笔和黑板而已。
(四)实验教学成效不高
但是,对于实验教学,更多地学校还是采用让学生自主练习,教师辅导的模式。这种模式,由于扩招的影响,班级学生增加,而进行实验教学配置的教师并没增加,这就造成在实验课上,教师不能一对一地与学生进行互动,不能一一辅导学生练习实验操作,实验教学成效不高。
三、医学高职高专计算机文化基础课教学模式探索
针对医学高职高专学生的特点,我们对于计算机文化基础课的教学进行了一系列的研究和探索,以期能够较好地完成教学任务,达到教学目标。
(一)传统模式不能完全摒弃
很多老师认为传统教学模式一无是处,在教学中就应该完全运用新的教学模式。其实,传统教学模式也有部分优点,例如,在讲解名词术语时,传统模式就能够让学生较快掌握。我们应是批判地使用传统模式,保留传统教学模式的精华。
(二)多媒体教学模式为基础
多媒体教学引入计算机教学是最成功的教学模式研究成果之一。多媒体教学模式具有直观、形象、具体、生动的特点,采用文字、图片、声音、动画、视频等多种媒体表现形式,图文并茂,声情并茂,对学生有较大的吸引力。多媒体教学模式能够将枯燥的理论知识或实验操作用立体的、逼真的形态展示或示范给学生,学生的学习兴趣增加,自主学习、主动学习的趋向增强,学习效果也会大为提高。
特别是医学高职高专的医学专业的教学研究,多媒体教学模式是主流之一。将多媒体教学结合计算机文化基础课程,使这门课程有了最好地教学展现方式。
(三)结合网络教学
计算机网络,特别是互联网,是近些年来计算机科技发展的结果。网络已经走入我们的生活、工作和学习中。网络能够快速查阅学习资料,能够最好体现教师和学生之间,学生和学生之间的教学互动和教学互助。
(四)混合教学模式
在教学方法和教学模式的研究中,针对医学高职高专的学生特点,单一使用某种教学模式并不是最好的办法。最好的教学效果是采用多种教学模式相融和的混合式教学模式。
根据计算机文化基础课程内容和章节,可以选择不同的教学模式。例如,在计算机基础概念部分,结合多媒体教学和传统教学模式,教学形象、具体,成效最佳,学生能迅速掌握知识点。在offices部分,结合多媒体教学模式、案例教学法、任务驱动教学法的精华,能够让学生直观领会操作要点,触类旁通。
(五)加强实验教学
计算机文化基础课的实验操作部分是重点。以前的教学中,很多学校忽视了这一点,往往采用侧重理论轻视实验操作。理论课上,教师精讲点拨;实验操作课,往往是学生自主练习,学生得不到老师全部的辅导。
实验操作课是对理论内容的巩固和更深层次的理解。计算机文化基础课程中的实验操作部分是要求所学者必须掌握的计算机基本操作技能。所以,实验操作课地位相当重要。很多医学高职高专学校都进行了多媒体教学系统的建设。多媒体教学模式应用在实验教学上是很好的辅助教学手段,能够让老师形象地给学生示范,学生能够直观、具体地观摩操作,然后自主练习,达到教学目标。
参考文献:
论文摘 要: 《无机化学实验》是一门高等职业技术学院化学化工类专业必修的以实验操作为主的专业基础课程。《无机化学实验》课程推行项目化教学能提高学生的质量,符合社会经济发展对高职学生的要求。本文针对传统教学的弊端,对《无机化学实验》课程实施项目化教学进行了探讨。
《无机化学实验》是一门高等职业技术学院化学化工类专业必修的以实验操作为主的专业基础课程。传统无机化学实验课程的教学方式一般是先介绍实验目的、实验原理、实验仪器和药品,然后介绍实验步骤,学生只需要按照实验内容完成实验、处理实验数据,最后完成实验报告。这种教学模式以教师为中心,学生处于被动地位,他们无需动脑,只需机械地按要求和操作步骤进行实验。这样的教学方式不仅无法激发学生的学习热情,学习效果差,而且使学生养成了“按部就班”的习惯,失去了主动学习和培养创新精神的机会。传统教学模式培养的高职毕业生不能满足社会经济发展的要求,这也使很多高职学生毕业时找不到对口的工作,甚至找不到工作的重要原因。教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教育部[2006]16号文件)中明确指出:当前高职教育要“大力推行工学结合、校企合作,以就业为导向、职业能力培养为主线,改革人才培养模式”,培养“大量高素质技能型专门人才”。在这一精神的指导下,《无机化学实验》课程的教学模式应该顺应社会发展的需求,积极进行项目化教学的探索和实践。
1.项目化教学特征
所谓“项目化教学”是从职业的实际出发,选择典型事例作为教学的主题,以实践为导向,教师为主导,学生为主体,教师和学生通过共同实施一个完整的项目,并共同评价项目工作成果而进行的教学活动。在“项目化教学”过程中,学生在教师的主持下能够自觉、自由地选择自己感兴趣的内容和展示形式,为学生创新能力的发展提供了有效的途径。
2.项目化教学的实施流程
项目化教学是一种“行为导向”教学法,其实施流程如下:
2.1项目确定
在项目化教学中,选择合适的项目非常重要。所选项目既要包含无机化学的基本知识和基本实验技能,又要密切联系日常生活或当地化工行业的生产实际。这样才能调动学生探究问题的积极性,使学生在项目情境下提高协作能力、人际交往能力和职业能力。例如:“设计实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”这一项目中的研究对象“高锰酸钾”,它既是实验室常用的氧化剂,在工业上又能用作消毒剂、漂白剂,还在医学上用于消毒、洗胃,与学习生活联系比较紧密,学生才会有比较浓厚的兴趣。
2.2项目开发
项目确定后,教师根据学生的性别、技能水平等将全班学生分成多个小组,每个小组人数最好3至5人。然后对项目进行细化,使之分解成一系列的任务,并分配给各个小组,要求学生团结协作,充分利用图书馆和网络资源收集所需要的资料,小组内部讨论、整理后做成幻灯片,每个小组派一名同学向全班同学展示、汇报。例如“设计实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”这一项目可分解成以下四个任务:任务1.设计“验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”的方案;任务2.配制标准溶液,包括高锰酸钾溶液和所需的酸碱溶液;任务3.用实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性;任务4.根据实验完成实验报告。
2.3项目方案制定
资料准备充分后每个小组就开始制订完成任务的方案,各组派代表利用幻灯片向同学们展示制订的方案,然后在老师的引导下大家一起讨论,对初步方案进行修改和完善,使方案具有科学性、可行性、经济性和环保性,最终师生共同归纳总结讨论结果制订出实施方案。如在2.2中所提到的任务1中,大家首先就要花较多的时间讨论、选择出合适的还原剂、酸和碱,并确定出合适的高锰酸钾、酸和碱的浓度。在讨论在这一过程中,教师应对学生进行一定的指导和引导,使学生既能学到专业知识提高专业技能,又能提高团结合作能力和口头表达能力。
2.4项目实施
实施项目是项目化教学的关键阶段,所以每位小组成员都要严格按照实施方案执行,积极利用无机化学实验室的实训条件开展实验项目。在具体的实施过程中,学生会遇到这样那样的问题,教师则要适当的指导,让学生多思考,独立地完成实验项目。这种项目实施方式,不仅可以培养学生的集体意识,而且能够提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
2.5项目评价
学生完成实验项目后,应及时进行考核、评价和总结。项目考核标准可参照相应专业的职业资格标准,项目考核和评价以设计的初步方案、实验操作、实验习惯、团队协作能力、实验原始记录、实验数据分析与处理、实验报告、项目总结等为依据。考核和评价成绩公布后,要展开小组讨论,让学生及时找出在整个项目完成过程中存在的问题与不足,以便在下一项目时不断地改进和完善。这种考核评价机制不仅可以激励学生,提高教学质量,而且能有效提高学生的应职应岗能力,同时积极推进“双证书”制。
3.项目化教学的体会
这种“项目引领,任务驱动”的教学方法能将无机化学的理论知识和实验操作有机地结合在一起,使教师、学生真正地做到“教学相长”,学生的理论基础不断扎实,实验技能不断提高。我们不能否认项目化教学有着传统教学不可比拟的优势,但是也应认识到以下几个问题。
3.1教师的素质须不断提高
项目的确定既要基于书本的教学内容,又要联系化工生产实际,既不能太简单,又不能太难。这就要求教师不仅要熟悉书本知识,精于实验操作,而且要了解目前化工行业相应职业岗位的要求。因此,项目化教学对教师提出了很高的要求。如果教师没有深厚的理论功底、较强的实验技能、丰富的专业知识、周密的准备和一定的生产实践经历,就将无法应对项目化教学过程中学生遇到和提出的诸多问题。
3.2学习资源须不断完善
在项目开发和方案制定时,教材已不能满足学生的需要,他们将借助于更多的书籍和网络资源。所以学院需重视图书馆建设,增加图书馆的藏书量,并不断整合互联网资源,构建较完善的教学平台,为师生提供良好的学习环境。
3.3实验教学条件须进一步改善
良好的实验条件是提高实验教学水平的重要保证。为保障项目实施能顺利进行并达到预期目标,实验室应配备足够数量的实验仪器和设备,让每个学生都有充分动手的机会,提高他们独立操作的能力。
总之,无机化学实验课程的项目化教学提高了学生的质量,符合当前化工行业对化学化工类高职人才的需求,所以教师应积极推行项目化教学,为企业为社会输送更多、更优秀的专业人才,使无机实验教学与社会经济发展形成良性互动。
参考文献
[1]杨洁,安翔,李青.“项目化教学”在高职高专教学改革中的研究与实践[J].西安电力高等专科学校学报,2010,(1):29-32.
【关键词】药物化学;有机化学;课程群;教学改革
为适应21世纪药学人才的培养需求,各高校纷纷对药学专业人才培养计划和课程设置进行了改革。按照“大药学”的模式培养复合型药学人才,以拓宽药学人才就业面的理念也已被社会广泛接受。在这一思想指导下,淡化课程意识,注意课程之间的交叉渗透,使基础知识与专业知识相结合,进行课程群建设的教学改革已经成为目前药学教学的发展趋势。
1 构建有机药物化学课程群的指导思想
药物化学是一门与生物学、化学、医学等学科相互交叉渗透的应用性学科,是药学专业重要的专业课,其课程建设已成为药学专业课程建设中的重点[1]。该课程对于药学生实践创新能力的培养和理论联系实践能力的培养起到至关重要的作用,但如何在有限的学时内更有效地深化理论知识的学习和提高实际动手能力,就更多地需要考虑到专业基础课程-有机化学和专业课程-药物化学在实验和理论教学过程中的衔接、优化和提高等问题。各高校开展了药物化学课程群的建设,但将专业基础课程-有机化学与专业课-药物化学两门课组建成课程群并不多见。鉴于有机化学和药物化学二门课程之间相辅相成的密切联系[2],针对当前药学教育的要求和自身的教学实践特点,以培养复合型创新药学人才为目标,我们进行了有机药物化学课程群体系的构建与教学改革。
有机药物化学课程群的主要课程包括:药物化学、有机化学、药学文献及专业外语。其中,药物化学为专业课程且是主干课程,有机化学是专业基础课程,药学文献及专业外语是专业课的后续课程。课程群的构建紧紧围绕“新药创制方法与原理”这一主线开展,教学内容涵盖药物的设计与发现、药物合成原理以及文献与外语的应用,各门课程之间有机联系,相互渗透与深化。
2 构建课程群的措施与实践
2.1 理论课程群的措施与实践
在以往教学中,药物化学与有机化学课程设置的时间间隔较长,二门课程之间不注重交叉融合,使得学生在学习药物化学的时候不能很好的回顾与理解与有机化学相关的知识点,严重影响学习效果。为此,理论教学方面,有机药物化学课程群以“基础知识与专业知识密切结合”为切入点,体现“以药物结构为基础,以药物研究实践为目标”的特色,整合原有课程内容。药物化学课程是该课程群的核心课程,我们以“新药设计的基本原理与方法”为出发点,突出新药创制方法的理念,紧紧围绕这一主题开展相关“药物篇”的学习;有机化学是药物化学的学习基础,其上半学年课程侧重化合物的结构与反应原理,其下半年课程结合药物化学中的药物合成部分授课,侧重药物合成方法。通过有机药物化学课程群的建立,促进药学基础课程与专业课程之间的交叉融合,加深学生对大药学的理解,拓展学生知识结构,提高知识的综合应用能力,有利于复合型药学人才的培养。
2010年上半学年,我们以08级药学专业学生为授课对象,实践了有机化学课程中药物化学内容的引入,比如在讲述酮类化合物时,缩酮在有合成中是一类重要的化合物,在一些唑类抗真菌药物中也有缩酮的结构,授课重点由有机化合物的官能团到药物、药物的合成,最后再介绍构效关系研究,这样就可以将有机化学与药物化学的知识点进行有机整合。在2010年下半学年,我们以07级药学专业为授课对象,在药物化学课程中,更加注重有机化学与药物化学二门学科之间的内在联系,从结构分析入手,推断该药物的理化性质、合成以及合理的结构改造,同时,还十分注重理论课程与药物的研究与实践过程之间的联系。授课教师打破教科书传统的框架与要求,不是让学生死记硬背,而是注重新药研发的理念与方法,从众多药物研究与发现的案例中总结归纳出经验与规律。比如,先导化合物的发现途径、优化方法、新药设计的方法等内容,都作为整个课程中始终穿插于体现的知识点,这样会提高学生在新药设计与研发方面的敏感度,提高对药物发现的理性认识。
2.2 实验课程群的措施与实践
在实验教学过程中我们发现实验课程过于从属于理论教学,以验证课堂教学理论为主要目的,对实验课重视程度不够,有时还存在理论和实践相互脱节的问题。且近年来理论教学内容愈来愈深入,在教学实验室里验证课堂学习内容几乎是不可能的,应该重新认识实验课在药学教育中的地位。为强化实验课程,提高资源共享和使用效率,提高学生的实践创新能力,我们将有机化学实验和药物化学实验整合成为系统的实验体系,单独设课,形成“有机药物合成实验模块”,使内容有一定的连贯性及渐进性,实验教学减少了验证性实验,增加了综合性、研究探索性实验的比重,加大了实验、实践教学的学时数。
具体改革与措施如下:(1)改革后的实验课程体系包括基本操作实验、有机合成实验、药物合成实验、综合性实验和研究探索性实验。这样的实验布局有利于强化实验教学,系统训练学生实验技能;(2)原有的药物化学实验课程反应类型较单一,我们对药物合成部分实验进行了调整,删掉环境污染大、反应类型单一的实验,加入环境友好、综合性强的新实验内容,调整后的实验内容为阿司匹林的制备、普鲁卡因的制备、磺胺醋酰钠的制备以及苯妥英钠的制备;(3)开设了新型的探索性实验课程,以往我们开展的综合技能实验是阿司匹林的合成、质量分析及其片剂的制备,但该实验与原有的药物化学实验内容重复,不能充分体现综合性与设计性实验的理念。因此,我们实施新的探索性实验项目——“萘普生的拆分、分析、制剂及药理活性检测”,该实验体现了药物化学、药物分析、药剂学与药理学的交叉融合,能够使学生在实验过程中了解药物研究、设计与生产的基本流程。尤其重要的是该实验项目是我院与江苏恩华药业、徐州市化工研究所进行企业合作开发的“拳头产品”,这为该实验项目的顺利开展提供了有力地技术保障。这种综合性设计性实验能使学生得到实验技能的全面训练,有助于提高学生分析问题和解决问题的能力,开阔学生的视野,增强药品质量意识,能对所学知识有系统性的认识,能将各相关学科的知识融会贯通。
此外,我们注重实验教学与药学文献与专业外语课程的结合,一方面用双语进行实验教学,讲解实验步骤及注意事项,强化专业词汇的学习与积累;另一方面,让学生通过查阅文献,自主设计药物合成路线,并按照论文格式书写实验报告,加强文献查阅与论文写作能力。
2.3 实践课程群的措施与实践
在实践教学方面,我们十分注重让学生参与药物研究与发现过程。具体措施如下:(1)以校企合作实验室为平台,开展“大学生科技创新实践活动”[3],采取导师责任制,根据学生特点制定培养计划,利用课余、周末以及寒暑假时间,以参与导师课题的方式,在实验室与校企合作单位参与药物研究实践过程,让学生在科研实验室感受药物的研究与发现过程。(2)依托医药企业中试基地进行实践教学。目前,我院已经与多家制药企业建立了良好的合作关系,并合作开发了一系列项目,这为学生的实践教学创造了良好的条件。我们定期组织学生到医药企业进行参观、学习,让学生切实感受生产的工艺流程,缩短理论与实验、实验与实际生产的差距。比如,我们带领学生重点参观了萘普生的生产车间,对药物萘普生的生产设备、工艺流程等方面与公司生产技术人员进行了学习交流,同时,相关指导教师对萘普生工业化投产进行了技术指导。(3)开展“药物研究、实践与应用”相关的讲座。邀请国内外学者、制药企业研发人员来校进行讲座,由企业人员介绍企业的生产、经营、产品研发等现状,增强学生对职业的认识和定位。
2.4 加强教学管理工作
我们不仅在授课内容上进行了改革,还在授课方式上进行了调整。教研室所有专业教师都讲授药物化学与有机化学二门课程,通过对二门课程的系统讲述,可以让教师更深层次的体会二门课程之间的联系,从而迸发出新的学科融合点。
我们根据课程群的教学内容与特色,面对不同专业的要求,重新修订了教学大纲。教学大纲明确提出“注重学生实践创新能力的培养”。坚持按照教学大纲进行集体备课,讨论授课内容中课程之间前呼后应的紧密联系。为保证教学质量,教研室内部还设立了教学督导小组,对课程群的任课任课教师进行教学评价,以提高整体的教学水平。
3 课程群建设的效果
3.1 科技创新平台的建立
课程群的构建基于对药学类大学生的培养出发,打破行业壁垒及学科壁垒,建立大学生科技创新团队,并与企业合作积极建立教师科研成果转化中试基地,使之成为开放、高效、有序的校内科技创新平台。该平台包含药物基础研究、新药临床前研究、新药临床研究等三个子科研平台的药物研究与技术开发平台,并使之成为了能够面对大学生实践创新的又一个开放、高效、有序的科技创新平台。
校企双方利用共建的实践教学中心与实训基地,共同制定学生实践教学培养方案,共同参与学生实践能力的培养,共同进行新产品的研发及医药从业人员的技能培训,将真正实现产学研的融合,可为徐州乃至周边地区提供优秀的教学、科技服务与产业化转化平台,具有技术实力强、影响面宽、受益面大的特点。通过校企双方的积极运作该平台,以教师为代表,大学生为骨干的实践创新团队已与企业签定横向课题10项,总金额253万元;进行了4项成果转让,总金额16万。申请专利7项,已授权2项。
3.2 教学质量
课程群的建设激发了教师进行教学改革的积极性与主动性,师资队伍的教学水平得到显著提高,所取得的教学改革效果显著。通过对学生的问卷调查表明,学生对于普遍反应改革后的课程给予较好的评价。研究成果“校企协同创新机制下培养药学应用型创新人才模式的探索与实践”获得2013年江苏省教学成果奖二等奖。此外,教师获得省级教育教改课题2项,发表教学改革论文9篇。
3.3 人才培养
在教师指导下,学生获得了3项江苏省普通高等学校本专科优秀毕业设计(论文)优秀毕业团队奖,获得了3项江苏省普通高等学校本专科优秀毕业设计奖;学生参与发表了10篇SCI、EI收录论文;2012年,学生获得了3项国家级大学生创新创业训练计划项目;学生多次在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中取得了可喜的成绩;2010级药学专业本科生黄荣荣与吴彦等同学的“木犀草素对慢性不可预知性温和应激所致小鼠抑郁的改善作用”获得江苏省第一大学生科技创新创业成果(项目)交流会的参展邀请;大学生创新创业团队也参与基于企业需要的课题,与指导教师共同完成了“素及其衍生物对糖尿病引起的中枢神经系统损伤的保护作用”、“D-萘普生及其中间体药物综合利用研究”以及“七氟醚效及安全药理的对照研究”等研项目,通过教师的悉心栽培,学生的不懈努力,学生得到了学校和用人单位的广泛认可,并且有多名同学就业于合作企业。
我们依靠校企协同创新机制,有效地开放校内和校外科研实践平台,有效提升了学生的实践创新能力。在该模式培养下,经过层层选拔,脱颖而出,2名优秀学生将赴新加坡国立大学攻读硕士学位。
4 课程群的创新点
4.1 加强了学科间联系,提高了教学质量。课程群根据药学各学科性质和特点,在国内药学教育中率先提出以有机化学为基础,以药物化学为目标的的有机药物化学课程群。课程群的建立改变了以往教学中各门课程联系松散,缺乏统一完整的教学指导思想的状况,突出了有机化学基本理论在课程群教学中的基础服务作用,也突出了以药物化学为目标的课程指导作用,对药学教学改革产生了巨大的推动作用。
4.2 能解决学生基础课学习中目的性不强的问题,提高他们的求知欲及对专业课学习的兴趣,能加强学生在专业课学习过程中深入对知识的掌握和理解,达到“厚基础、宽口径”的培养要求。提高了药学人才培养质量,促进了师资队伍建设、教学条件建设,符合创新型药学人才的培养目标,同时也为培养社会经济发展需要的医药兼备的复合型药学人才做出贡献。
4.3 有机药物化学课程群的建立,促进了知识的前后呼应,相互渗透,提高总体教学效果。同时通过有机化学和药物化学教学体系的结构重组及实验践教学改革,打破教师为中心、课堂为中心、教本为中心的“三中心”传统教学模式,发挥教师在教学中的主导作用,树立学生为教学活动的主体,促进学生的主动参与,也促进学生与教师的双向交流,对学生进行因材施教,促进学生个性发展,对于培养学生各方面能力与综合素质起到极大的促进作用。
5 总结
总之,有机药物化学课程群的教学经过几年的实践探索正在成长,仍需要在实践中不断摸索、改进和总结。我们会在今后的教学中进一步摸索和总结新的教学理念与方法,培养符合社会需要的药学人才。
【参考文献】
[1]徐进宜,尤启冬,姚其正.药物化学课程群的改革与建设[J].药学教育,2005,21(2):23-26.