中藥專業(yè)分析化學實驗教學模式的探索與實踐

1、中藥專業(yè)分析化學實驗教學模式的探索與實踐    作者：張明昶 徐文芬 麻秀萍 梁 祝      2012-1-3 12:48:29   來源：畢業(yè)論文網(wǎng)    摘要在分析化學實驗中，適當增設設計性實驗和綜合性實驗，提高學生參與實驗的主動性和積極性，培養(yǎng)學生的自學能力和動手能力。通過連續(xù)三年分別在2005級、2006級、2007級中藥專業(yè)進行實驗教學模式的探索與實踐，已取得明顯的教學效果。因此，適當增設設計性實驗和綜合性實驗是非

2、常必要的，有利于發(fā)揮學生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學生獨立思考和自學能力，加強學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。分析化學在中醫(yī)藥院校中藥專業(yè)中是一門重要的專業(yè)基礎課。傳統(tǒng)的分析化學實驗強調(diào)學生對所學基本理論的理解，注重實驗的規(guī)范性和操作技能的提高。但這種傳統(tǒng)的實驗教學模式忽略了學生自主能力的培養(yǎng)，扼制了學生的創(chuàng)新思維。按部就班的實驗方式，使學生缺少探索研究的激情和機會。為適應中藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的需要，對分析化學實驗進行改革，在傳統(tǒng)驗證性實驗的基礎上，適當增加設計性實驗和綜合性實驗已成趨勢。在教學過程中要真正實現(xiàn)教學目的，達到預期的教學效果，應將驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗有機結合，這對提高學生的實驗操作技能，培

3、養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)是十分必要的。1開設驗證性實驗，培養(yǎng)實驗操作能力所謂驗證性實驗是指實驗者針對已知的實驗結果而進行的以驗證實驗結果、鞏固基金項目和加強有關知識內(nèi)容，培養(yǎng)實驗操作能力、掌握實驗原理為目的重復性實驗活動。剛接觸分析化學實驗，學生對分析化學的實驗要求和實驗方法缺乏了解，實驗指導教師的職責就是較詳細地講解實驗的目的課題來源：貴陽中醫(yī)學院教學改革項目(2008)要求、原理、要點、操作方法和注意事項等，通過播放實驗教學片，演示實驗操作，如分析天平的稱量練習、滴定分析實驗操作等，幫助學生了解規(guī)范的實驗操作，指導學生按照實驗指導的順序進行實驗。教師注意觀察學生的實驗過程，糾正不規(guī)范的技

4、術操作，使學生養(yǎng)成嚴格、認真和實事求是、一絲不茍的科學態(tài)度和工作作風。驗證性實驗在傳授分析化學實驗基本知識、實驗方法，訓練學生的基本操作技能方面是非常重要的，也是必需的。2開設設計性實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新思維如果給定實驗目的要求和實驗條件。由學生自行設計實驗方案并加以實現(xiàn)，這樣的實驗就是設計性實驗。通過第一階段驗證性實驗的教學實踐，學生對分析化學實驗的基本程序已有一定了解，具備一定實驗操作技能。但由于驗證性實驗的整個過程是在驗證課堂上、書本里講過的理論知識，重復前人所做的工作，實驗的結果是已知的，實驗中只要學生照方抓藥、認真操作、總能得到預期結果。學生在實驗中缺乏激情和思考，完全是一種被動的學習，不利

5、于學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。為此，我們將設計性實驗納入分析化學實驗第二階段的教學，強調(diào)以學生為實驗的主體，教師為主導，學生自行設計，自己做實驗，大大提高了參與實驗的主動性和積極性，有助于培養(yǎng)、提高學生的自學能力和動手能力。2.1 教師指定實驗題目，學生分組設計實驗方案實驗指導教師根據(jù)實驗室條件及在研課題指定實驗題目。以水中微量鐵的測定為例，教師對實驗目的、設計方案的具體要求及實驗基本原理進行簡要講解，要求學生了解本實驗的基本原理，設計實驗內(nèi)容及步驟，列出實驗所需的儀器與試劑及含量測定結果計算式，寫出實驗的注意事項。關于實驗的基本原理做如下提示：鐵是藥物和水中常見的一種雜質(zhì)。因此，對藥物和飲水中的

6、鐵要進行檢查和測定。亞鐵離子能與某些配位劑生成穩(wěn)定的有色配合物，在可見光范圍比色測定微量鐵。當鐵以Fe2+離子形式存在于溶液中時，若實驗需要，可預先用還原劑將其還原為Fe2+離子。顯色時應注意控制溶液的pH值。實驗實施前，先將學生隨機分組，每組35人，推薦一名同學擔任小組長，負責組織全組同學查閱資料、收集信息，擬定方案，制作PPT。由于每個人認識上的差異，爭論在所難免。通過爭論，提出問題，加深認識，利于學生的溝通與協(xié)調(diào)，同時培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，從而解決問題的能力。2.2教師組織答辯，人人參與答疑為保證實驗方案的順利實施，指導教師預先針對學生的設計方案組織答辯，各小組隨機抽取一名同學代

7、表本小組進行陳述，其他組的同學可從設計方案的科學性、可行性、簡便性、安全性等方面提出問題，雙方進行答辯。學生既是方案的設計者，也是方案的陳述者，極大地調(diào)動了學生的學習主動性和責任感。把學生提問和答辯環(huán)節(jié)納入實驗考核。學生開動腦筋積極思考和答辯，指導教師進行歸納總結，提出修改意見，學生在積極主動的學習中，鍛煉了創(chuàng)造性思維，學習熱情大大提高。2.3修訂設計方案，協(xié)作完成實驗各小組根據(jù)老師和同學提出的意見，進行認真討論和分析，完善實驗方案的修改，協(xié)作進行實驗，并在實驗中檢驗方案的正確性與合理性。由于實驗方案是學生自己設計的，實驗中大家會充滿激情，并希望盡自己所能，努力達到方案的實施效果，那種消極等待

8、、照方抓藥的現(xiàn)象沒有了，取而代之的是大家的分工協(xié)作，充分體現(xiàn)出團結協(xié)作的團隊精神。2.4進行實驗總結，撰寫實驗報告設計方案在實施過程中，可能會出現(xiàn)一些預想不到的問題和現(xiàn)象，實驗設想和結果可能出現(xiàn)較大差異。如顯色時溶液pH值控制不當，過高(pH2)顯色緩慢而色淺，過低二價鐵離子易水解。此外，水樣的取樣量、顯色劑的用量及吸收波長的選擇等諸多因素都會影響測定結果。設計性實驗，失敗在所難免。體驗挫折。也有助于學生心理素質(zhì)的提高。實驗失敗，教訓深刻，如果學生能夠找到實驗失敗的原因，并加以分析和總結，同樣可以收到良好的學習效果。3開設綜合性實驗，培養(yǎng)綜合素質(zhì)根據(jù)教育部頒發(fā)的高等學校教學工作水平評估方案，綜

9、合性實驗即為“實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗”。實際上綜合性實驗也就是實驗內(nèi)容涉及相關的綜合知識或運用綜合的實驗方法、實驗手段，對學生的知識、能力、素質(zhì)形成綜合的學習與培養(yǎng)的實驗。3.1綜合性實驗的選題綜合性實驗的選題不應僅局限于實驗內(nèi)容的綜合，還應考慮實驗方法、實驗手段的綜合，同時還應考慮到學生對實驗內(nèi)容的熟悉性、實驗的可操作性。受實驗學時所限(6學時)。綜合性實驗題目不宜過大，實驗內(nèi)容不宜過多，以免流于形式。我們根據(jù)學生掌握的中藥學、中藥鑒定學的相關知識，選擇中藥材及傳統(tǒng)中藥制劑作為分析對象，選擇有機化學、中藥化學的提取分離方法如回流提取、超聲提取等進行提取分離，

10、選擇驗證性實驗已掌握的樣品制備方法及實驗手段如紫外分光光度法、氣相色譜和高效液相色譜法對樣品進行分析。應用計算機對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學處理。3.2綜合性實驗的實施綜合性實驗相對于設計性實驗而言，實驗的不確定因素較少，實驗指導教師主要關注學生對實驗內(nèi)容、實驗方法和實驗手段是否理解，對所學知識是否能綜合運用，對實驗的細節(jié)不必講解。學生在實驗中出現(xiàn)問題時，給予啟發(fā)和引導，注重學生主動性、獨立解決問題能力的培養(yǎng)。教師要有服務于學生群體的意識，也應有服務于學生個體的意識。3.3綜合性實驗實例3.3.1實驗題目中藥厚樸中厚樸酚與和厚樸酚的提取及含量測定。3.3.2 項目開設面向?qū)ο?，實驗分組人數(shù)本實驗面向中藥學

11、及相關專業(yè)的本科生，實驗按35人分組。3.3.3實驗目的和要求(1)了解中藥材中有效成分的提取方法；(2)掌握HPLC測定中藥材中有效成分的步驟和方法。3.3.4實驗內(nèi)容和涉及知識點(認知環(huán)節(jié))(1)涉及知識點試樣分析的基本程序；誤差和分析數(shù)據(jù)的處理，準確度與精密度，有效數(shù)字及其計算規(guī)則；色譜流出曲線及有關概念；HPLC定性、定量分析方法。(2)實驗內(nèi)容試樣的提取與制備；色譜條件的選擇；含量測定。3.3.5實驗條件和設施可提供學生實驗用實驗室，玻璃儀器、試劑、試藥，實驗相關設施完備。實驗管理教師及實驗指導教師都有多年實驗教學經(jīng)驗。3.3.6實驗指導方式，教學方法和手段(1)實驗預習階段：學生根

12、據(jù)實驗指導書，預習實驗相關內(nèi)容，實驗指導教師進行輔導。(2)實驗實施階段：實驗前，實驗指導教師對實驗原理及實驗中應注意的問題進行講解，提問并解答學生提出的問題，實驗按要求實施并做好記錄。(3)實驗總結階段：實驗指導教師根據(jù)實驗中發(fā)現(xiàn)的問題及實驗報告的批閱，對本次實驗進行講評。3.3.7實驗創(chuàng)新點針對中藥材的特點，根據(jù)學生所掌握的各學科的相關知識，制定提取分離方法和含量測定方法，使學生通過本實驗，鞏固所學知識。4實驗考核實驗成績考核應較全面地反映學生的實驗態(tài)度、操作技能；學生分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新思維能力和綜合素質(zhì)。依據(jù)分析化學實驗課的特點，可將實驗考核成績分為三部分。4.1平時實驗成

13、績(占40)平時實驗成績主要考察學生實驗的記錄、實驗報告和實驗態(tài)度等。其中問題的討論應作為平時實驗成績考核之重點，使學生正確看待實驗成敗。通過對實驗過程中出現(xiàn)的問題及產(chǎn)生的原因的分析和合理的解釋，培養(yǎng)學生的理性思維，切忌為追求一個好的實驗結果，涂改實驗數(shù)據(jù)，弄虛作假。4.2實驗技能成績(占20)實驗技能考核放在實驗課結束時進行。由實驗指導教師擬定幾個有代表性是驗證性實驗，學生提前一周抽簽選題，然后進行實驗考核。內(nèi)容包括：(1)回答問題；(2)實驗操作；(3)實驗結果及數(shù)據(jù)處理。教師通過提問，了解學生對基本知識掌握程度，培養(yǎng)學生語言表達能力和良好的心理素質(zhì)?？己藢嶒灢僮?，強化學生的動手能力，為后

14、續(xù)課程的學習打下良好基礎。4.3設計性實驗成績(占20)設計性實驗成績主要涵蓋：(1)文獻查閱及綜述；(2)實驗方案設計；(3)實驗方案答辯；(4)實驗實施；(5)實驗報告；(6)實驗小結及問題討論。通過設計性實驗的考核，可反映學生獨立分析問題和解決問題的能力，其中實驗的創(chuàng)新構思及問題的討論應列入考核之重點。4.4綜合性實驗成績(占20)綜合性實驗突出了學生的主體地位，綜合性實驗的內(nèi)容涵蓋了多學科、多章節(jié)的知識。實驗指導教師通過觀察學生實驗操作，如樣品稱量及前處理、溶液的配制、實驗條件的控制、儀器的使用等，了解學生是否把所學知識融會貫通，通過問題解答、實驗報告，了解學生是否具備綜合分析問題、解

15、決問題的能力。5教學效果評價我們連續(xù)三年分別在2005級、2006級、2007級中藥專業(yè)進行實驗教學模式的探索與實踐。分三個階段開設驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗，取得了明顯的教學效果。采取問卷調(diào)查方式，了解學生對分析化學實驗教學中增設設計性實驗和綜合性實驗教學效果的評價，結果見表1和圖1。圖1學生對增設設計性實驗和綜合性實驗教學效果評價柱形圖(注：系列1，2，3，4分別代表優(yōu)秀、良好、一般和較差)師生們認為，在分析化學實驗中，適當增設部分設計性實驗和綜合性實驗是非常必要的。通過設計性實驗提高了學生參與實驗的主動性和積極性，培養(yǎng)了學生的自學能力。學生在方案的設計過程中，通過查閱資料，方案設

16、計，有助于對已學知識的復習鞏固，也有助于激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，同時培養(yǎng)學生獨立思考和自學能力。綜合性實驗的開設，加強了學生綜合能力的培養(yǎng)。通過對實驗的觀察、分析，加深對基本概念、現(xiàn)象、規(guī)律與基本原理的理解，掌握一般實驗技能和儀器、設備的使用方法，具有一定的解決實驗技術問題的能力。此外，學生在方案的設計和實施過程中，有分工，也有協(xié)作，有助于學生之間的情感溝通，培養(yǎng)學生的協(xié)作精神，使學生的綜合素質(zhì)得到提高。參考文獻1鄧英君.中學物理探究性實驗與驗證性實驗的區(qū)別J.物理教學探討，2007(9)：32.2黎俊民.周復輝，徐丹.設計性實驗在生理實驗教學中的探討與實踐J.宜春學院學報(自然科學)，2007，29(2)：138-139.3黃世德，梁生旺.分析化學實驗M.北京：中國中醫(yī)藥出版社，2005：143.4賈海紅，馬衛(wèi)興，葛洪玉，等.分析化學綜合性實驗的探索與實踐J.甘肅科技，2008.24(6)：166-167.5湯建才，陳建業(yè)，李紅林，等.開設綜合性生化實驗提高學生的綜合實驗技能與創(chuàng)新能力J.川北醫(yī)學院學報，2007，22(5)：503-505.6黃世德，