基于創新能力培養的藥學類專業有機化學實驗教學體系研究

付 蕾，張 超，周媛媛，張立劍，張春晶，黃楠楠，富 波，賈力維

(黑龍江中醫藥大學 藥學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

創新能力的培養是高等教育中素質教育的核心，教育部在“新世紀教改工程”中提出了新世紀人才培養的宗旨，即：注重學生綜合素質的提高，培養學生的創新意識和實驗能力[1-2]。作為新世紀創新人才培養過程中不可缺少的重要組成部分，有機化學實驗教學不僅是有機化學理論教學的重要延伸和補充，更是培養學生動手能力、創新思維和創新能力的重要途徑。

有機化學實驗在藥學類專業中是一門實踐性較強，應用范圍較廣的基礎課，其內容與藥學類專業各領域相互交叉滲透，是后續學習專業課的基礎。傳統有機化學實驗內容陳舊且驗證性實驗偏多，缺少綜合設計性試驗和研究創新型實驗，不利于學生創新能力和綜合素質的培養[2-3]。

為此，我們結合藥學類專業特色，對有機化學實驗課的教學內容進行了優化，并對教學方法進行了改革，構建出具有藥學類專業特色的“基礎操作型→綜合設計型→研究創新型”多層次有機化學實驗教學體系。幾年的實踐和推廣證明，藥學類專業特色有機化學實驗教學體系能夠激發學生的學習興趣，充分調動學生的學習積極性，循序漸進地培養學生的創新意識，創新思維，對學生創新能力的培養和綜合素質的提高起到了積極地推動作用。

1 基本操作驗接觸“藥”，激發創新意識

基本操作實驗是有機化學實驗課的基礎，對學生創新意識和創新思維的培養起到至關重要的作用[4]。

傳統的基本操作實驗內容在大多數實驗教材中都是通用的，不具有藥學類專業特色，學生覺得這些實驗內容較枯燥且與藥學類專業沒有太大聯系，便失去了做實驗的興趣。為此，我們對實驗內容進行了調整，將藥學類專業特色融入有機化學實驗，讓學生在完成基本操作實驗的過程中接觸藥，如：將熔點測定實驗中的被測藥品換成局麻藥物普魯卡因，消炎藥鹽酸環丙沙星和退熱鎮痛藥物阿司匹林等；將水蒸氣蒸餾實驗改為從橙皮中提取桔油香精；將萃取實驗改為從健脾開胃藥物六神曲中萃取抗菌活性成分[5]。通過這些實驗的開展，學生在牢固掌握基本操作的同時，又學到了與藥學相關的知識，學習興趣大大增加，創新意識和學習主動性顯著增強。

2 綜合性設計型實驗圍繞“藥”，培養創新思維

基礎驗證性實驗在內容上多為經典實驗，其特點是實驗條件比較成熟，實驗內容也較為完善，反應所涉及的每個步驟及其實驗現象在教材上都講解的很詳細。課堂上，學生經常是“照方抓藥”來完成實驗，而對實驗原理不認真思考，對實驗現象不認真觀察，對所得的實驗結果不進行認真分析，甚至在實驗報告中拼湊數據來應付教師。這種落后的實驗教學模式嚴重抑制了學生創新意識和創新思維的發展，不利于對學生創新能力的培養。因此，我們將驗證性實驗比例由原來的60%壓縮到35%，將綜合設計性實驗比例增加至30%。

綜合設計性實驗指的是：在實驗前，先由教師給出實驗題目，學生按照實驗目的和條件，查閱相關資料后自行設計實驗方案，并綜合運用本門課程所涉及的理論知識、實驗方法和實驗手段來獨立完成實驗。例如，止咳祛痰藥物“止咳酮”(4-苯基-2-丁酮)的合成實驗設計：工業酒精→無水乙醇→乙酸乙酯→乙酰乙酸乙酯→“止咳酮”(4-苯基-2-丁酮)，通過串聯實驗，將原本相互獨立的多個實驗組成一個系統化的實驗，使前一個實驗的產品成為后一個實驗的反應原料，將化合物的制備→分離→純化→結構表征作為一個有機的整體，實驗所涉及的基本操作全面，知識面廣泛。而且，每步實驗所得的產品都能夠被下一步實驗循環利用，節約了藥品的同時，也減少了對環境的污染。更重要的是，為了得到最終產品，學生在實驗前必須查閱大量資料，深入研究實驗原理和實驗方法，實驗過程中必須認真觀察實驗現象，嚴格控制每一步操作，并積極思考解決方案，才能保證實驗的順利進行。通過綜合設計性實驗訓練，學生既夯實了基本操作技能，又能理論聯系實際，舉一反三，團隊協作能力能力顯著增強，創新意識和創新思維得到進一步發展[6-7]。

3 研究創新型實驗改造“藥”，提高創新能力

研究創新型實驗是藥學類專業特色有機化學實驗教學體系中第三層次的實驗。在內容上，是化學、藥學、生物、醫學、信息學等相關領域知識的交叉融合，在操作上，則是多種實驗技能和技巧的綜合應用，具有一定的開放性、應用型和前沿性[8]。

學生創新思維和創新能力的形成離不開大量的科學實驗和實踐，我院擁有一批高學歷、高水平的研究生導師，為了充分利用這一優勢，我們將學生分成若干小組后，分配到相關導師的科研室，由導師帶領學生參加各種科研實踐活動，用科學的研究方法來引領實驗教學。

為確保實驗內容的新穎性和前沿性，我們開設的每一個研究創新型實驗，都安排一個與化學和藥學知識相關的小型科研題目。如：新型抗腫瘤藥物--大環二芳基庚烷類化合物楓楊素的合成；非專利藥物的制藥工藝改造等。

為了增加實驗的探索性，在布置實驗題目后，教師可以啟發學生根據實驗的目標以及現有條件，對原有實驗內容進行適當的改進和補充。課下，學生獨立查閱國內外相關文獻，自行設計實驗方案，并對其可行性進行分析和討論。課堂上，每組選出一名代表向全體同學陳述自己的實驗設計，其他同學可對其觀點加以補充或提出質疑[9]。在整個討論過程中，教師主要起到引導和啟發的作用，幫助學生發現問題，通過討論來探究答案，并鼓勵學生勇于創新，從而使學生的求知欲被大大激發，主觀能動性得到充分發揮，創新能力得到充分的培養。

4 引入“綠色化學”實驗

隨著現代科技的迅猛發展，環境保護問題日益受到人們的關注，然而，有機化學實驗所使用的多數試劑均具有毒性，實驗過程中產生的廢氣、廢液及固體廢物對環境和師生的健康造成了嚴重的影響。如何對有機化學實驗進行綠色化改革，減少其對環境的污染是化學教育工作者所面臨的嚴峻挑戰[10-11]。

近年來，我校將“綠色化學”作為有機化學實驗的指導思想，并結合藥學類專業特色，對綠色化學實驗進行了探索，取得了良好的效果。除了通過刪除醛酮的化學性質、芳烴的化學性質、胺的性質等對環境和師生健康影響較大的驗證性實驗、替換污染嚴重的制備實驗、串聯序列化合成實驗、開設微型實驗等方式實現有機化學實驗的綠色化，為了激發學生的學習興趣，進一步培養學生的創新能力，我們鼓勵學生通過改造現有的實驗儀器來實現有機化學實驗的綠色化。通過綠色化實驗教學改革，在培養學生環保意識和創新能力的同時，也使學生充分認識到：“綠色化學”是“防”，消除對環境的污染是“治”的關系，從根本上切斷了污染源，保護了環境。

5 結論與展望

藥學類專業特色有機化學實驗教學體系已應用于我校2010～2018級藥學類專業本科生的有機化學實驗教學當中，幾年的教學實踐表明，四個層次實驗的開展，在夯實學生基本操作技能、培養學生嚴謹求實工作作風的同時，充分調動了學生的學習積極性，有利于學生動手能力、觀察能力、發明能力和創新能力的培養。“教育是立國之本，創新是發展之源”我們將繼續遵循“以學生為主體，教師為主導”的教學理念，在今后的教學工作中進一步完善有機化學實驗教學體系，努力培養出更多適應社會和時代發展需求的復合型創新人才。