深化基礎化學實驗改革 培養醫學本科創新型人才*

王虹 曹曉群

泰 山醫學院化工學院 山東泰安 271016

作者：王虹，副教授；曹曉群，通訊作者，教授，泰山醫學院化工學院院長。

醫學的發展 越來越離不開化學。從基礎醫學研究到臨床醫學實踐，從常規醫學檢驗到現代醫學影像技術，無不滲透了化學的方法和手段。更值得注意的是，許多重要的化學概念正在向醫學領域滲透和移植，使醫學研究發生重大突破。然而在醫學類專業本科生的學習中，化學課程往往是為了學生學習后繼醫學課程的需要，作為一門服務性的普通基礎課，被安排在第一學年開設的。其教學內容幾乎沒有涉及化學與醫學的交叉，游離于整個醫學教育體系之外。而化學實驗僅作為化學課程中的附屬內容，根本無法使學生重視起來，更不可能對實驗結果進行反思和總結。

事實上，實驗教學對大學生實踐技能的培養，綜合素質的提高，具有不可替代的作用。加強實驗教學，積極地開展醫學類專業化學實驗改革，已成為培養醫學本科創新型人才的重要課題。為了提高醫學專業學生的實驗操作技能，充分發揮他們的主觀能動性和創新意識，泰 山醫學院結合化學教學大綱，在以往的教學基礎上進行了一系列基礎化學實驗教學改革。

1 實驗教材內容的改革

針對醫學專業的需求，根據教學大綱，編寫了新的實驗教材。新教材保留具有典型意義的傳統實驗，增加與醫學專業相關或對醫學專業學習幫助較大的實驗。

在教學內容安排上，第一學期包括基本操作和化合物的性質實驗。在傳統的酸堿標準溶液的配制與標定、緩沖溶液的配制與性質等實驗的基礎上，添加了醫用氯化鈉的提純與檢驗、化學反應速率和活化能的測定（酶促反應活化能測定在臨床醫學領域日益受到重視）、自來水總硬度的測定、人體所必須的鐵銅鋅鈷等微量元素重要化合物的性質等實驗。

第二學期則在內容上多選擇一些綜合性和設計性的實驗，強化學生的實驗技能，提高綜合運用能力，培養學生的創新能力，擴大學生的知識面。例如，每個醫科大學生都知道阿司匹林這種藥，但是他們未必知道它的分子結構和性質。通過阿司匹林的合成和精制這個實驗，學生會明白原來正是為了避免水楊酸對人體的強刺激性副作用和難以忍受的味道，才加速了乙酰水楊酸（阿司匹林）的發明進程，在乙酸酐的作用下，水楊酸的分子上加了一個乙酰基，于是便合成了這種世界上最暢銷的藥物。也許學生會思考：將來能不能對現有的一些副作用大但是療效又極好的特殊藥物做一些分子結構上的調整，使之更加符合要求呢？開發學生的創造潛能，培養學生的獨立觀察和思考能力，不單單是知識和技能的傳授問題，更重要的是激發學生的想象力，培養學生的獨立精神[1]。

再如，從茶葉中提取咖啡因這個實驗，很多實驗教材是按照先用索氏提取器抽提→然后蒸餾→最后烘焙的程序來設計實驗方案的。鼓勵學生自己設計實驗方案，改變其反應條件，直接把茶葉和生石灰放在一起焙炒，使實驗時間大幅度縮短，節約了溶劑，優化了實驗效果。當學生最終在濾紙筒上收集到美麗純凈的咖啡因晶體時，了解了咖啡因在常溫下的物理狀態及化學性質，領會了茶和咖啡使人興奮的原因，學會了從天然產物中提純有效成分的方法。

而學習了肥皂的制備這個實驗后，學生在實驗室中掌握了用花生油和氫氧化鈉進行皂化反應的原理和步驟。在自主設計這個實驗的思路時，學生會考慮用餐廳的廢棄油脂以及糖、鹽、氫氧化鈉等原料來制取肥皂，這樣既節約成本，又有利于環保，還避免了再度食用地溝油的潛在危險，不僅為專業學習奠定了基礎，也極大地提高了學生學習化學的興趣和積極性。

2 實驗模式的改革

基礎化學實驗課總課時為50學時，約占課程體系的1/3。將化學實驗獨立設課，獨立考核，實驗成績包括實驗準備、操作、結果和報告等各個環節的綜合評分。批改實驗報告時重點放在實驗結果的分析、討論部分，對操作失敗的小組鼓勵他們分析失敗原因以及重新操作。這樣可培養學生對科學的嚴謹態度，提高學生分析問題、解決問題、表達問題的能力。另外，組織一部分學生觀摩學校臨床醫學國外留學生的化學實驗課，鼓勵他們交流互動，并在國內醫科生中適當開設英文表達實驗，鼓勵學生書寫英文實驗報告。通過實驗模式的改革，提高了學生學習的主觀能動性和創造性。

3 開放實驗室

實驗室，既要承擔基礎性、輔助性的實驗教學和科研工作的服務與管理，也肩負著實施素質教育、培養創新型人才的重要任務[2]。本科院校應該不斷加大實驗室開放力度，拓寬實驗時間與空間，做到開放實驗教學和課外科技創新活動相結合。推進實驗室開放，加強產學研結合[3]，為學生的自主學習創造有利條件。

設計研究性實驗是衡量和考查學生掌握實驗基本功的有效手段，也是培養和提高學生發現問題、解決問題能力的重要途徑。鑒于醫學專業大學一年級的課程比較集中，學生可以根據自己的實際情況與實驗室預約，安排具體的實驗時間，給學生提供更多的獨立思維空間和摸索過程。在開放性實驗室里放置各類閑置、待報廢的儀器等，學生可以選擇自己喜歡的實驗，如從黃連中提取黃連素、胃舒平藥片中鋁和鎂的測定等，并通過查閱資料和文獻，自行設計實驗方案。學生還可以自由選擇教師作為自己開放實驗的指導教師，指導教師讓學生互相介紹設計思路和實驗方法，進行可行性討論，放手讓學生去獨立實驗，分析和解決實驗中所出現的問題。這樣就提高了學生的動手能力，使學生的創新意識、創新能力及實踐能力得到進一步加強。

4 綠色化學實驗改革

化學實驗離不開有毒有害的化學試劑以及實驗所產生的“三廢”，因此要有意識地培養學生的環保意識，盡可能減少對環境以及人體的危害。選擇微型化學實驗，用盡可能少的試劑來獲得所需化學信息，既節約了實驗經費，提高了實驗的安全性，又減少了環境污染，使實驗趨于綠色化。

在設計實驗內容時，盡量選擇低毒或無毒的反應物，反應后的廢棄物也進行無毒化處理。例如：取消硝基苯的合成實驗，改用水或乙醇做試劑進行減壓蒸餾實驗；制備1-溴丁烷時，用氫氧化鈉溶液做吸收劑來吸收有毒的溴化氫尾氣。在實驗中盡量減少資源浪費，實現資源循環使用。比如：在從黃連中提取黃連素的實驗里用了大量的乙醇作為溶劑，這些乙醇在實 驗后全部回收，一部分可 用于蒸餾或者減壓蒸餾的實驗，一部分可用于酒精燈做燃料。對于學生在實驗中合成的一些中間產品和最終產品也要全部回收，提供給學生畢業課題或者教師科研使用。

總之，在培養醫學本科創新型人才過程中，實驗教學起著其他教學環節不可替代的作用。在化學教學中深化實驗課程改革，有助于提高學生的學習興趣，培養學生的創新能力，教學實踐已充分地表明了這一點。

[1]郭占其,林冰.創新型人才的大學生活及提高創造力潛能創新型人才的大學生[J].經營管理者,2011(3):332.

[2]王虹,董建.化工專業本科畢業設計和實驗室管理結合的研究[J].中國電力教育,2012(5):84-85.

[3]張所鵬.大學生科技創新活動對創新型人才培養的思考[J].科技創新導報,2011(1):243.