医用基础化学课程实验教学改革探讨

【摘 要】本文针对大一医学生各门基础化学课程实验教学的改革探索，从精选实验内容、优化实验项目到改进教学方法、提升教学手段等各方面采取的措施进行小结。

【关键词】化学课程；实验教学；改革

面向医学院一年级新生开设的医用基础化学课程包括《基础化学》、《无机化学》及《有机化学》等，涵盖临床医学、预防医学、药学、医学检验技术、护理学等专业。在课程教学中，实验课是最能发展学生智力、培养学生创新精神和科学思维方法的环节，鉴于中学阶段学生进行化学实验训练很少甚至空白，如何在大一时利用有限的实验课学时更好地培养医学生的基本操作技能，培养学生的创新精神和实验能力已成为课程教学的重要任务。多年来，各高校针对化学各专业学生进行的基础化学实验内容及体系的改革与实践取得了一定的成效[1-4]，普遍建立了“基础实验-中级实验-综合实验-创新实验-毕业论文”一条龙的实验教学体系，时间从大一延续至大四。将这些成功经验照搬用于医学生的化学课程实验教学显然是不合适的。医用基础化学课程的实验教学不仅需要结合医学专业特色挑选实验内容，更得考虑在有限的实验时数内，通过教学方法及手段的改革与实践，激发大学一年级学生的主观能动性，提高教学质量。对此，我们进行了如下一些探索，取得了较好的效果。

1 精选实验项目，优化实验内容

基础化学实验“水质总硬度测定”[5]除了自来水样外，增加了岳麓山泉水、白沙井水两个样品，不仅激发学生兴趣，还能通过水质硬度大小对人体健康影响的讨论，培养学生对医学专业的热爱。

在“熔点测定”[6]实验中，除了练习毛细管法外，还将显微熔点测定仪以及数字化熔点测定仪的使用方法介绍给学生，使学生在掌握经典方法的同时认识较先进的仪器设备。待实验经费较充裕时可以考虑购买，让学生动手操作并引导学生对实验手段、实验结果进行对比。

“常压蒸馏及沸点测定”[6]除了蒸馏工业酒精外，将另一样品溴苯改为汽车防冻液，因为溴苯毒性大，不符合绿色化学理念，另外，化学实验课程体系改革的基本要求是“横向整合，纵向打通”，重视课程的层次性和教学内容的相关性[1]，将《基础化学》理论课中学习的依数性凝固点降低、沸点升高与《有机化学》课程基本操作训练联系起来，既贴近生活，提高学生实验的积极性，又补充和完善了防冻液的基本性能[7]数据；更重要的是让学生认识到知识体系的系统性。

及时将文献中介绍的新知识、新方法及科研成果引入到实验中。例如，“乙酸正丁酯的制备”，将催化剂由浓硫酸改为一水合硫酸氢钠[8]及TiO2/SO42-固体超强酸[9]，按照绿色化学的理念对实验内容进行相应改进。同时，该实验对产品的表征除了根据馏液的沸点外，将折光率的测试改为确定样品密度，只需在称量产品质量后量取产品体积即可，操作简单易行。产品沸点以及产品密度相互佐证，提高了产品表征的可靠性。

2 改进教学方法，提升教学手段

化学实验一般遵从学生预习、老师详细讲解示范以后学生动手操作的教学模式，在实验讲解的过程中总会有少数学生心不在焉或似懂非懂，导致实验过程不顺利或影响实验结果。采用提问式、讨论式或其它方式相结合的教学方法，比如“乙酸正丁酯的制备”：如何创造条件使平衡右移？反应完成后最经济有效的除去杂质方案？产品的表征可以通过哪些方法或途径等问题的提出，都能引发学生进行思考并参与讨论，或者由某一学生演示实验装置的安装、分液漏斗的使用操作等，使每位学生都能用心参与，不再有旁观者，进而对实验方案、操作步骤以及原理都有充分地认识，做到动手前对整个实验过程思路非常清楚、实验时心中有数。

对实验中学生遇到的问题，尽可能采用启发式或者探究式的教学方法，和学生通过讨论找出问题所在并得到解决方案，比如“分子模型操作”实验中，有学生对含两个相同手性碳的酒石酸化合物的球棒模型与Fischer投影式的表达以及内消旋化合物、对称面和对称中心的概念理解感觉有困惑，指导老师在学生做好模型的基础上，先要求学生回忆Fischer投影式书写规则，再结合模型进行Fischer投影式的表达；接着借助内消旋酒石酸分子模型说明对称面、对称中心的定义；最后和一对对映体的模型进行对比，使学生充分理解内消旋化合物的含义。“乙酸正丁酯的制备”，直接回流法和分水回流法哪种方法产率较高？建议和同组同学商量后选定其中一种方法进行实验，合成产品产率的高低影响因素有很多，只有通过整个班甚至整个年级两种方法实验结果的统计才能得出较为合理的结论。“水质总硬度测定”实验，有些滴定后的样品放置一段时间后为什么返红？分水回流法制备乙酸正丁酯，分水器在实验过程中如果发现有点漏，如何补救？等问题，教师不是简单地给出一个答案，而是要求学生经过思考、讨论，分析可能原因并通过实验确认结果如何。启发式或探究式教学方法的实施可以提高学生解决实际问题的能力。通过与同组同学的商量、讨论解决问题的同时，培养了学生团结合作的精神。

实验过程中贯穿绿色化学理念，例如要求学生预习并思考，实验会产生哪些废物？如何处理？另外，节水、节电、节约试剂，比如蒸馏装置，相对两组冷凝水串连并将冷凝水开到最小；乙醇可反复用于“从茶叶中提取咖啡因”等，是我们在实验教学过程中加强学生绿色化学意识的一些做法。

在改进教学方法的同时，利用实验录像素材，结合PowerDirector、Authorware等软件制作视频以及多媒体实验教学课件[11-13]，可以保证在较少的时间里尽可能多地介绍相关化学实验知识。目前已完成实验视频5项，包括水蒸气蒸馏、分光光度法测定铁等，并已应用于2012、2013级医学各专业学生的实验教学中，效果良好。逐步开展和完善现代化实验教学手段，是医用基础化学课程实验教学改革的重头戏，任重而道远。

通过教学方法的改进和教学手段的提升，使学生带着问题和对问题的兴趣进行实验，能增强学生发现问题、解决问题的能力和信心，促进学生进一步学习的兴趣，提高学生对医用基础化学实验课的能动性，保证教学质量，为后续课程的学习打下良好的基础。

【参考文献】

[1]张树永，张剑荣，陈六平.大学化学实验教学改革的基本问题和措施初探[J].大学化学，2009，24（4）：24-28.

[2]肖小华，邹小勇，张杰鹏，等.基础化学实验（综合）教学改革与实践[J].大学化学，2013，28（4）：36-38.

[3]付颖，叶非.基础化学系列实验课程体系优化[J].大学化学，2013，28（2）：25-28.

[4]朱莎娜.基础化学实验教学改革与探索[J].实验科学与技术，2011，9（3）：186-187.

[5]刘绍乾.基础化学实验指导[M].2版.长沙：中南大学出版社，2012.

[6]罗一鸣，唐瑞仁.有机化学实验与指导[M].2版.长沙：中南大学出版社，2012.

[7]许洪国.汽车运用工程[M].4版.北京：人民交通出版社，2009.

[8]闻质红，张岩.实验室合成乙酸乙酯的新探索[J].郑州铁路职业技术学院学报，2010，22（2）：30-32.

[9]吴良彪.固体超强酸催化合成乙酸正丁酯的研究[J].广东化工，2010，37（4）：110-111.

[10]马楠，王筱平.有机化学实验教学中体现绿色化学的探索[J].实验室研究与探索，2011，30（7）：141-143.

[11]侯安新，郭小峰.Authorware在有机化学实验教学中的应用[J].大学化学，2006，21（3）：41-42.

[12]丁大勇，孙梅.浅谈Authorware课件制作过程中的一些细节[J].化学教育，2007（5）：47-48.

[13]刘军，蔡宏伟，陈蕾.大学基础化学网络课程建设[J].大学化学，2009，24（5）：46-48.