在分析化學(xué)實驗教學(xué)中開設(shè)設(shè)計性實驗的探索與實踐

楊 琴，黃榮增

（湖北中醫(yī)藥大學(xué)，湖北 武漢 430065）

分析化學(xué)的教學(xué)分為理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩個部分，這兩個部分相輔相成，缺一不可[1]。目前，分析化學(xué)實驗教學(xué)還是以驗證性實驗為主[2]。驗證性實驗按照一種固定的模式進行，學(xué)生根據(jù)實驗教材上的實驗方法和步驟完成實驗，從而對已有定理或規(guī)律加以驗證。但這種實驗?zāi)Ｊ綍箤W(xué)生對書本產(chǎn)生很強的依賴性，不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和獨立動手實踐的能力，不符合目前高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新型、科研型人才的要求[3]。因此，有必要下功夫進行實驗教學(xué)改革，逐步開設(shè)設(shè)計性實驗。

我校在分析化學(xué)實驗教學(xué)改革方面進行了大量探索和實踐，實踐證明：分析化學(xué)設(shè)計性實驗?zāi)苡行岣邔W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、分析和解決實際問題的能力等，并且能促進教學(xué)質(zhì)量的提高。本文主要結(jié)合我校實際情況談?wù)勗O(shè)計性實驗的開設(shè)。

1 設(shè)計性實驗的目的和意義

什么是設(shè)計性實驗？有學(xué)者指出：設(shè)計性實驗是一種介于基本教學(xué)實驗和實際科學(xué)研究之間的、較高層次的、類似科研的實驗訓(xùn)練[4]。它的核心是以學(xué)生為本，讓學(xué)生獨立完成實驗前期設(shè)計、中期操作及后期總結(jié)的全過程，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。學(xué)生獨立選題，針對某一實驗題目或?qū)嶒炓螅ㄟ^圖書館、數(shù)據(jù)庫等多種方式查閱文獻資料，并在查閱大量文獻資料的基礎(chǔ)之上寫出實驗綜述。綜述內(nèi)容包括實驗原理、實驗方案、測量條件、實驗方法和步驟，如何觀察和記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，如何解決實驗過程中發(fā)現(xiàn)的種種問題，如何對實驗結(jié)果進行分析和研究等，它使學(xué)生在實驗過程中變被動為主動，從而達到培養(yǎng)創(chuàng)新型、科研型人才的要求。

2 我校設(shè)計性實驗的內(nèi)容與安排

2.1 選題

選題的首要原則是根據(jù)教學(xué)大綱、學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢、現(xiàn)有的實驗條件以及學(xué)生掌握基本操作技能和基本理論知識的程度為基礎(chǔ)選題，選題既要有一定的創(chuàng)新性又必須兼有教學(xué)的必要性和實驗的可行性。我校藥物分析教研室以此為指導(dǎo)思想，最初的選題是“分光光度法測定水樣中鐵含量的條件實驗”，后來考慮到我院專業(yè)以中藥學(xué)及藥學(xué)為主，改為“分光光度法測定新血寶膠囊中鐵含量的條件實驗”，最后因增加了實驗內(nèi)容，將選題改為“分光光度法測定新血寶膠囊中鐵的含量”。這一選題涵蓋多個大綱要求掌握的基礎(chǔ)理論知識，如藥品的稱量、溶液的配制、紫外可見分光光度法的原理、分光光度計的操作及性能檢測、定量條件的選擇及方法學(xué)考察等，具有教學(xué)的必要性、實驗的可行性和一定的創(chuàng)新性。

2.2 實驗的前期準備

實驗前，教師在課堂上首先講授實驗的目的及要求，并舉例講述如何建立定量方法；接著要求每名學(xué)生根據(jù)選題到圖書館或通過數(shù)據(jù)庫查閱相關(guān)文獻資料，獨立完成文獻綜述；然后進行實驗分組，分組非常重要，要考慮學(xué)生水平的差異，盡量使組間水平差異較小。各實驗小組集體討論并參考相關(guān)文獻，根據(jù)所學(xué)習(xí)的理論知識和實驗基本操作技術(shù)方法，設(shè)計好小組實驗方案，由各小組組長上交實驗方案并匯報本組實驗前期準備情況，實驗方案經(jīng)由帶教教師批閱后方可執(zhí)行。如果實驗方案設(shè)計不合格，要求按照教師批示重新設(shè)計。

2.3 正式實驗

學(xué)生在規(guī)定的時間段進入實驗室，按照設(shè)計的實驗方案分步完成實驗。指導(dǎo)教師在整個實驗期間一般不做任何提示，但需要重點關(guān)注以下幾個方面：（1）實驗操作的規(guī)范性；（2）注意實驗中的安全性；（3）試劑和藥品的配制、取用的正確方法；（4）紫外可見分光光度計等設(shè)備的正確使用；（5）實驗廢棄物的無害化處理；（6）實驗結(jié)束后清理實驗臺面和打掃實驗室衛(wèi)生，做好實驗儀器的檢查和使用記錄，關(guān)閉儀器及水電開關(guān)。

2.4 設(shè)計性實驗的結(jié)果及考核評分

學(xué)生完成了設(shè)計性實驗之后，指導(dǎo)教師會引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象和結(jié)果整理實驗數(shù)據(jù)，分析實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果，總結(jié)實驗過程，討論影響實驗的因素，書寫完整的實驗報告。報告的內(nèi)容分為3個部分：（1）文獻綜述；（2）實驗方案；（3）正式實驗（按照科研論文的格式和要求書寫）。實驗成績的評分方法如下：（1）文獻綜述書寫是否規(guī)范，能否反映該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，分值占10%；（2）設(shè)計方案是否合理，有無創(chuàng)新性，分值占30%；（3）實驗操作是否熟練規(guī)范，觀察與記錄的實驗結(jié)果是否準確可靠，分值占30%；（4）實驗報告的論點是否突出，條理是否清楚，文字是否精練，分析討論是否科學(xué)，邏輯推理是否準確，結(jié)論是否恰當、合理，參考文獻格式是否規(guī)范等，分值占30%。

3 設(shè)計性實驗教學(xué)的評價

設(shè)計性實驗教學(xué)的評價側(cè)重考查學(xué)生是否通過這一教學(xué)過程開發(fā)了智力和提升了能力，重點放在設(shè)計思路、實驗操作能力、綜合應(yīng)用理論知識解釋實驗問題的能力等方面的考查上。我們對近3年開設(shè)設(shè)計性實驗班級的學(xué)生進行了問卷調(diào)查，經(jīng)統(tǒng)計分析，總結(jié)其作用和意義主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識和動手的能力。97%的學(xué)生贊同此觀點，只有3%的學(xué)生持否定態(tài)度。

（2）有利于鍛煉學(xué)生的科研能力，即提出問題、分析問題、解決問題的科研能力。96%的學(xué)生贊同此觀點，他們認為在本科實習(xí)階段，積極主動查閱相關(guān)文獻資料、提出合理化的實驗方案是進行畢業(yè)科研實習(xí)的前提，是保證科研實習(xí)的根本所在；1%的學(xué)生持否定態(tài)度；3%的學(xué)生認為“不好說”。

（3）有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性。95%的學(xué)生贊同此觀點，他們認為通過查閱國內(nèi)外有影響力的期刊，可以開闊眼界，了解本專業(yè)、本學(xué)科最新的科研動態(tài)，激發(fā)對本學(xué)科科研的興趣；2%的學(xué)生持否定態(tài)度；3%的學(xué)生認為“不好說”。

（4）通過設(shè)計性實驗的開展，提高了我校分析化學(xué)的整體教學(xué)質(zhì)量。96%的學(xué)生贊同此觀點，他們認為開設(shè)設(shè)計性實驗不僅對學(xué)生要求高，而且對教師要求更高，沒有專業(yè)水平高、綜合素質(zhì)好、教學(xué)能力強的教師隊伍，就無法很好地開展設(shè)計性實驗教學(xué)，也就無法保證教學(xué)質(zhì)量；2%的學(xué)生持否定態(tài)度；2%的學(xué)生認為“不好說”。

[1]范杰.化學(xué)實驗論[M].太原：山西科學(xué)技術(shù)出版社, 2001.

[2]張靜.設(shè)計性實驗教學(xué)在基礎(chǔ)化學(xué)中的作用[J].經(jīng)營管理者，2010（20）：391.

[3]李劍敏, 張斌, 何志軍，等. 設(shè)計性、綜合性實驗在醫(yī)學(xué)大專院校藥理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用調(diào)查研究[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2013，31（2）：135-136.

[4]楊慧.設(shè)計性實驗的探析[J].科技信息，2009（23）：500.■