医用化学设计性实验的构建与实践
作者：韦国锋，程金生，黄祖良，何有成
【关键词】 医用化学；设计性实验；实践
医用化学实验是医学生的一门重要的普通基础课，是对一年级医学生基本实验素质和计量素质培养的必修内容，也是医学生由中学学习模式向大学学习模式转化的桥梁，从学科角度来看，兼有承前启后的作用。教学大纲中规定的技术操作规范和训练要求，是医学生今后从事生物领域研究必备的基本技能。按照部对普通高等学校本科教学工作水平评估的要求［1］，即综合性、设计性实验的课程占有实验的课程总数的一定比例。由此可见，开设设计性实验是很有必要的。开展设计性实验是激发学生探究意识的最佳阶段，也是培养学生创新能力的升华阶段。为适应教育改革的需要，医用化学实验必须对传统的教学体系和方法进行改革，既要重视基本知识和基本理论的教育，又要加强对学生实验能力的培养。为了探索适应新形势下医用化学实验教学模式，作者现就医用化学设计性实验的构建及其实施谈谈我们的具体做法与体会。
1 医用化学实验的现状
医用化学实验课，历来是一些验证性实验，学生基本上按照实验讲义的操作步骤进行操作，照样画胡芦，照方抓药屡见不鲜，所用的药品、试剂、仪器设备在实验前均由老师准备好，学生不用去考虑某种药品的配制，实验的基本原理、操作步骤和注意事项也不需要预习，因为这些内容老师在课堂上还要讲授一遍，由于学生有依赖思想，从而导致部分学生课前不预习、课中操作能力差、课后收获不大的不良现象。虽然近年来不少院校已经逐步增大了操作性实验的份量，但由于存在教学经费不足、仪器设备数量少、学生人多、实验室不够、时间安排紧等问题，实验多偏重操作的模仿，缺乏对学生创造能力的培养，不能充分发挥学生的主观能动性，因而已显示出内容陈旧单调和不适应性的问题。高等教育要切实提高教学质量，在教学目的上，要以人为本，立足于学生的接受能力和学生的要求，在教学模式上，把统一要求与多样化、个性化的教育结合起来，在教学方法上，要立足于培养学生的学习能力，让学生独立地获取知识的能力。在医用化学实验课中开设设计性实验，旨在构建一个培养学生综合能力的平台，力图使传统的注入式、应证性模仿教学转化为主动性、探索性教学，培养学生的科研素养和发现问题、分析问题、解决问题的能力［2］。培养学生良好的学习习惯，探索和严谨学风，诚实品德和精神［3］。具体讲就是要培养学生查阅，对文献进行综述，拟定实验方案，独立完成实验，通过实验结果获取实验数据，并能进行数据处理，得出结论，写出规范的实验报告或，从而提高学生的综合素质能力。
2 医用化学设计性实验的基本构建
2.1 设计性实验的教学安排 医用化学是一年级开设的课程，学生在中学化学课程的基础上进一步加强医用化学的基本理论和基本知识的学习，为后续医学课程的学习打下良好的基础。而设计性实验要求学生应具备一定的实验基础知识和基本技能，所以在教学安排应考虑学生的实际水平，由验证性实验→综合性实验→设计性实验三个阶段来完成。学生首先进行必要的操作技能实验训练，使学生掌握实验的基本技能并得到一定的分析思维能力的培养，同时学生通过理论学习掌握一定化学知识，在学生具备这些知识之后，适当开设设计性实验才有可行性和有效性。否则，效果不佳。因为现在的医学生，有的是文科被录取的，在高中阶段接触化学知识少，动手能力差，所以设计性实验应安排在实验教学的最后阶段进行，让学生有个适应过程。
2.2 设计性实验指导编写 开设好设计性实验，编写实验指导是重要的一环，它不同于传统的实验教材，设计性实验指导既要有利于加强实验基本原理和操作的训练，能培养学生的分析思维能力，发展学生的创造性思维能力，又要有利于培养学生的严谨的科学态度。同时要考虑学生能力所及的实验课程。基于这个原则，实验指导一是要能提供给学生足够的资料以满足学生设计的需要，如类似的多个实验课程名称，相关的物理常效、相关的检测手段和参数；二是对实验课题有引导式提示，在保证学生有充分的创造思维空间的前提下，避免浪费时间、浪费药品和走弯路；三是以设问的形式给出思考题和书，有针对性地就实验中的一些关键问题进行设问，以便学生通过思考，弄懂实验目的、原理、注意事项和数据处理方法。
2.3 设计性实验的过程 开展设计性实验是以教为主导，学为主体的课堂教学模式，首先是要求学生根据实验指导查阅文献，运用所学过的理论知识和基本实验技能，设计出实验方案，方案包括实验目的、原理、所需药品以及所需要溶液的配制方法、所需的仪器设备、实验操作步骤、数据处理方法、参考文献。实验设计方案拟定后，交由指导老师批阅，教师对学生设计方案中出现较为严重错误给予纠正，一般问题给予提示，然后返还给学生进行修正，实验前教师检查一遍方案的可行性。在实验进行过程中，教师居于主导地位，学生居于主体地位，充分调动学生的主观能动性和科学创造性，要特别强调不能乱用药品或用错药品，强调实验的安全性。实验完毕要求学生写出一份完整的设计性实验报告。
3 设计性实验的实施与体会
3.1 设计性实验的实施
3.1.1 确定实验课题名称 我们根据学生已学过的知识以及掌握的基本技能，提前1周公布设计实验的内容，内容可涵盖探究物质性质、实验产物、实验条件或联系实际，解决生产生活中的化学问题等，例如从废铜片中制备硫酸铜、从废锌片中制备硫酸锌等课题名称供学生选择。学生以小组为单位选择1个实验课题，经过选题和定题以后进入设计阶段。
3.1.2 实验设计阶段 这个阶段主要是让学生查阅，教师加强对实验方案的指导，学生对查阅到的资料进行整理，撰写一份初步设计方案，并交指导老师审阅，老师侧重审查学生方案的可行性、性和安全性，学生根据老师提出的修改意见进行修改完善，最后经指导老师签字后，方可进入实验室进行实验。
3.1.3 实施阶段 这个阶段学生根据自己的设计方案进行操作，记录实验过程中的现象，并且进行分析得出结论。老师在这个阶段主要是加强巡视，点拨、示范、提问。例如硫酸铜的制备，要提示学生所用硫酸的浓度和用量以及铜片灼烧的程度。
3.1.4 阶段 学生经过实验操作后，对实验结果进行讨论和整理，最后撰写或实验报告，老师在这个阶段主要是指导学生撰写论文或报告，对学生的实验数据、实验结果进行评议和评分。
4 实施设计性实验的教学体会
经过设计性实验的实施与调查，我们发现设计性实验能唤起学生探索知识的兴趣，全面提高了学生的综合能力。学生的动手能力、设计能力、联想能力及表达能力得到了锻炼，小组合作意识和团结协作精神增强了，对未知的知识领域充满好奇心，乐于探究和创新。
但是，从实践中我们也体会到，开展设计性实验还应注意以下几方面的问题：一是设计性实验应把握好实验的难度，难度太大，学生设计不了，导致畏难情绪，影响实验效果；二是设计性实验的内容不要太复杂，反应步骤不要太多，内容要适中，否则时间太长，影响学生学习其他课程；三是安全性问题，设计性实验应尽量避免使用有毒药品和具有一定危险性的药品，如果要用必须按说明使用，不能乱用。例如在硫酸铜制备的实验过程中，个别学生使用了硝酸，造成实验室浓烟滚滚，导致环境污染，所以要确保学生的安全；四是仪器设备要满足实验的需要，目前的状况是学生多，仪器设备少，给设计性实验带来许多困难和不便。希望学校要加大经费投入，解决实验条件问题。
总之，开展设计性实验，能够激活学生的探究及创新意识，也为学生提供更多的学习实践机会，锻炼学生的科研素养，也是培养学生综合能力的重要途径，应该进一步加强和完善，使设计性实验真正能够促进学生创造性学习和创造新思维的，实现素质培养创新人才的目的。
【文献】
［1］ 国家教育部教高厅办公室.普通高等学校本科教学工作水平评估方案(试行)［S］.北京：国家教育部教高厅，2004.
［2］ 张启良，刘玮，夏立.开放式综合设计性实验的实践与思考［J］.化工高等教育，2003，15(4)：57-59.
［3］ 张法庆.设计性实验是培养学生综合能力的重要途径［J］.化学教育，1998，9(8)：33-35.
