藥學專業無機化學實驗教學的改革與實踐

劉迎春 段麗穎

(沈陽藥科大學制藥工程學院，沈陽110016)

藥學專業無機化學實驗教學的改革與實踐

劉迎春*段麗穎

(沈陽藥科大學制藥工程學院，沈陽110016)

為提高無機化學實驗教學質量，從教材建設、教學手段及教學方法等方面進行了無機化學實驗的教學改革與實踐。上述改革和實踐已經初見成效。

無機化學實驗；教學改革；教材建設；教學方法

化學是研究“應天地之萬變，集物質之精華”的科學，藥學是揭示藥物與人體或藥物與病原生物體間相互作用規律的科學。用于維護人類生命和健康的西藥和中藥都是化學物質，所以，藥物對抗疾病的過程本質上就是化學反應的過程。因此，化學不僅是蓬勃發展不斷變革的科學，更是我國高等藥學教育的重要基礎課程。

無機化學和無機化學實驗分別是藥學院校新生升入大學之后的第一門化學理論和化學實驗課程。沈陽藥科大學的無機化學實驗是面向全校本科新生開設的課程，其授課對象覆蓋6個學院(藥學院、制藥工程學院、中藥學院、生命科學與生物制藥學院、工商管理學院以及醫療器械學院)，授課人數達1900人，授課時長48學時。作為首門化學實驗課程，無機化學實驗的教學質量對后續化學基礎、藥學專業以及相應實驗課程的學習效果將產生深遠的影響。

因此，如何提升該課程的教學水平，以培養學生規范的實驗技能和良好實驗習慣、提高分析與解決問題的能力、激發主觀的求知熱情以及增強學生自主創新意識，是本課程在教學改革中亟待解決的問題[1,2]。近年來，筆者所在的無機化學教研室聯合化學實驗中心，從實驗教材建設、教學手段和教學方法等方面進行探索和實踐，已經取得一定成效。

1 教材建設

教材作為知識承載的工具，是教師進行教學的依據，是學生進行學習的參考。教材對于保證教學質量是至關重要的，好的教材能使師生如虎添翼，差的教材會令師生思維受限，甚至誤導。所以，我校在無機化學實驗改革中首先從教材建設入手。

為突出無機化學實驗的藥學專業特色，在新版教材內容的選擇上，我們注意與國內藥學發展現狀相結合，吸納可以展現無機化學在藥學領域中實際應用的素材作為實驗內容。為此，在保留原有“藥用氯化鈉的制備及雜質限度檢查”實驗的基礎上，新版教材中增加了經典的無機藥物合成實驗——藥用氫氧化鋁的制備、鑒別、制酸力檢查及含量測定，以及藥用堿式碳酸鉍的制備、鑒別、制酸力檢查及含量測定，這些無機藥物合成實驗不僅可以激發學生對藥學專業的濃厚興趣，還為后續藥物合成以及藥物分析課程學習奠定了良好基礎，從而巧妙地完成了借助于基礎化學實驗課程將新生領進藥學專業之門的目標。

在全球一體化的大趨勢下，為逐步實現與發達國家的高校教材同步接軌，以適應21世紀我國教育、科技和社會發展的需要，我們在新版教材中采用了雙語編寫體系。雙語實驗教材不僅可以幫助外國留學生快速地掌握課程內容，還可以促進國內學生在本科階段積累化學實驗專業英語，為將來去國外深造以及進行國際學術交流打下重要基礎。

近年來，無機納米材料發展十分活躍，推動許多領域取得突破性進展，特別是在生物、醫藥、催化、傳感、吸附和分離等領域，新技術材料展現出多種多樣的應用潛能。為能及時了解無機化學領域近年來的科研成果，在新版教材中，我們增加了無機納米材料的合成實驗——二氧化鈦納米粒子的制備及其催化活性測定、納米四氧化三鐵的化學沉淀法制備及表征，增設這種前沿性實驗旨在引導學生綜合運用已學過的知識分析和解決復雜問題，通過了解納米材料的特殊性質和實際應用拓寬學生的知識視野、培養學生的科研思維與創新意識、激發學生的學習動力和熱情。

無機化學實驗不但可以強化學生基本化學實驗的技能和技巧、培養科學思維，還可以促進無機化學的理論教學，幫助學生加深理解并掌握基本原理和元素化學性質。為實現這一目的，在新版教材中，我們對原教材中的化學原理實驗和元素化學實驗兩部分內容進行了重新選擇和優化，使實驗內容覆蓋了無機化學理論教學的各主要方面，包括化學熱力學、化學動力學、四大化學平衡、原子結構和分子結構理論以及元素化學，實現理論教學和實驗教學有機結合，相得益彰。

2 教學手段

以前我校無機化學實驗的授課一直采取主講教師黑板板書講解實驗原理聯合現場演示來強調基本操作技能、技巧以及注意事項的方式。這種授課方式，存在一些弊端，比如，不同班級由于主講教師不同，導致對學生基本實驗操作規范的要求不統一；對于化學實驗基礎參差不齊的新生來講，沒有特別措施的講課方式無法滿足所有學生的聽課需求；處于不利聽課位置的學生無法看清教師實驗演示細節；黑板板書的教學手段形式單一、信息有限、教學效率低下等。

在信息技術迅猛發展的今天，現代化教學手段——多媒體課件成為可顛覆傳統課堂教學，使其內容更豐富、教學更高效、可重復學習、備受青睞的新形式。為此，在無機化學實驗改革中，經過教研室全體教師集體備課研究后，統一制作出所有備選實驗的ppt課件，并將課程中涉及的標準基本實驗操作制作成24個規范的基本操作視頻。課堂上，教師采用講解實驗ppt課件聯合播放基本操作視頻的方式為新的教學手段(如圖1所示)。為提升教學效果，主講教師課前半小時開始循環播放基本操作視頻，對于普通學生，這可作為課前操作預習，而對實驗基礎薄弱的學生來講，這是一個彌補基礎知識的有效方式，另外，它還可在學生實驗過程中提供研究操作細節之用。采用這種手段授課，解決了不同主講教師對學生操作要求無法一致、學生的實驗基礎不齊、無法保證全部學生掌握實驗操作的細節以及黑板板書的教學手段單調、信息受限等系列問題。

我們總結制作的24個標準基本操作視頻包括：玻璃儀器洗滌、超聲波洗滌、加熱方法、加熱套使用、恒溫干燥箱使用、冷卻方法、試劑取用、托盤天平構造與使用、電子天平使用、純化水取用、滴定管使用、pH計使用、pH試紙使用、比色管使用、恒溫磁力攪拌器使用、點滴板使用、離心機使用、電動勢測定、常壓過濾、減壓抽濾、甘汞電極-鋅電極原電池組裝、硝酸鉀溶解度測定、藥用氯化鈉制備及硫酸亞鐵銨的制備。

這種以標準基本操作視頻取代以往教師操作演示的教學模式，可以保證全班學生高效輕松地掌握全部操作要點，降低了學習難度，提高了教學效率。例如，基本操作“減壓抽濾”，在視頻中，我們按照實驗流程錄制了濾紙的剪裁、抽濾瓶的安裝、布氏漏斗斜口的方向、濾液的轉移、晶體的轉移、先拔橡皮管后關泵、以及濾餅的轉移等所有操作要領。再如，“藥用氯化鈉的制備”實驗，目的是練習和鞏固稱重、調節pH、減壓抽濾、常壓過濾、蒸發、濃縮等基本操作，而對于新生而言，這是第一次接觸到步驟繁瑣的綜合實驗，難免手忙腳亂或對部分步驟的注意要點記憶模糊；標準基本操作視頻播放的教學模式，不但能使學生更系統地了解實驗流程，還能使學生對實驗的每一步都有更具體明晰的掌握。

圖1 學生對無機化學實驗的認知提升過程

3 教學方法

傳統的教學方法以教師為主體，以傳授知識為導向(Lecture-Based Learning，LBL)，在該法中學生處于被動地位，所以導致學生學習興趣不高，參與性不強。當今國際上推崇的是以學生為主體，以問題為導向(Problem-Based Learning，PBL)的教學方法[3,4]。PBL方法以注重學生能力培養的方式取代以教師知識傳授為主的方式，強調學生在解決教師提出問題的過程中獲取對事物的認識，以現實問題作為驅動力來培養學生自主獲取和應用新知識的能力，從而幫助學生發展自主學習能力、創新能力和與人合作的能力[5,6]。

在無機化學實驗教學改革實踐中，我們將PBL方法引入本課程的綜合設計性實驗教學中。比如，硫酸亞鐵銨的制備實驗，幾乎涉及到全部的基本實驗操作，學生如果能夠自行設計并完成的話，既可以對本課程的主要實驗技能和技巧進行復習和運用，又可以充分提升學生自主分析和解決問題的能力。為此，提前兩周，教師將相關的實驗問題布置給學生(比如，反應物溶液的液性是怎樣的？反應溫度是多少？采用怎樣的固液分離方式？怎樣檢驗產品質量等級？如何進行產品檢驗操作？)，讓學生自行設計解決方案并完成實驗。為探尋“反應溫度是多少？”、“怎樣檢驗產品質量等級?”等問題，學生需要查閱大量文獻，無形中培養了主動查閱文獻、梳理文獻和思考問題的能力。為探尋“采用怎樣的固液分離方式？”、“如何進行產品檢驗操作？”等問題，學生需要對常壓過濾、減壓抽濾、比色管使用等基本操作進行復習，使學生積極主動地參與到學習活動中。為獲得精確的實驗結果，學生能夠充分運用所學理論知識和實驗技能，使知識得以綜合運用、融會貫通。

4 結語

從無機化學實驗教學改革以來，無機教研室和化學實驗中心全體同仁圍繞著教材建設、教學手段及教學方法等方面，做出了大量工作和努力，并取得一定成效。今后，我們還將對該課程的教學改革在如下方面進行更深入的研究和實踐：及時將最新科研成果引入實驗教材中、不斷探索符合教學規律的教學新思路、多渠道爭取實驗室建設經費以改善本科實驗條件、加強教師自身素質的完善和提高，為國家培養出當今社會發展需要的、具有競爭實力和創新能力的高端藥學人才。

[1]李巧云.實驗室研究與探索,2002,21(2),33.

[2]黎紅梅,劉 靜,王險峰.大學化學,2011,26(5),39.

[3]吳明彩,畢富勇.中華醫學教育探索雜志,2011,10(3),309.

[4]Neville,A.J.Med.Princ.Pract.2009,18(1),1.

[5]Hmelo-Silver,C.E.Educ.Psych.Rev.2004,16(3),235.

[6]Schmidt,H.G.;Rotgans,J.I.;Yew,E.H.Med.Educ.2011,45(8),792.

Teaching Reform and Practice on Inorganic Chemistry Laboratory in Pharmaceutical Specialty

LIU Ying-Chun*DUAN Li-Ying
(School of Pharmaceutical Engineering,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110016,P.R.China)

In order to improve the teaching quality of inorganic chemistry laboratory,we carried out the reform and practice on textbooks construction,teaching means and teaching methods.The reform and practice mentioned above have achieved preliminary results.

Inorganic chemistry laboratory;Teaching reform;Textbooks construction; Teaching method

G64；O61

10.3866/PKU.DXHX201605007

*通訊作者，Email:ydlyc6@126.com

www.dxhx.pku.edu.cn