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摘要:中藥相關專業無機化學實驗教學方式改革:轉變“教”“學”關系,體現“以學生為中心”理念。無機化學實驗教學內容改革:在基本實驗基礎上,增加探究性實驗,基礎知識和創新能力、科研能力培養并重。無機化學實驗評價方法改革:形成性評價和終結性評價并重,完善實驗教學評價體系。
關鍵詞:無機化學實驗教學;微型化;探究性
如何為我國中藥事業發展輸送具備堅實化學基礎的合格中藥人才,進而推進中藥現代化進程,對于無機化學尤其無機化學實驗教學的內容、方法和模式提出了新的挑戰。目前無機化學實驗教學中仍有諸多問題尚需改進,筆者從實驗內容、教學方法、教學過程、考核評價方式等方面對無機化學實驗教學進行了系統分析。
一、目前無機化學實驗教學中存在的問題
1.無機化學實驗課程內容和實驗方法比較陳舊,無法適應當前中醫藥學發展要求。目前,無機化學實驗課程的教學內容是以2006年教學大綱為基礎,課程內容和實驗方法近年雖進行了修訂,但無機化學實驗教學內容比較單一,實驗方法和設備仍比較陳舊,特別是在學生創新能力、研究能力方面已經不能滿足現代中醫藥學技術高速發展對人才培養的需要。
2.無機化學實驗課程教學方法和教學模式比較單一,無法激發學習主動性和主動學習的興趣。傳統的無機化學實驗教學中,教學模式是教師講解實驗原理和操作內容,重點提醒注意事項,學生們再開始操作試驗,驗證課本上的實驗結果,實驗內容和操作步驟必須按照教材規定進行,在此過程中是機械性的,沒有改進創新。這種教學模式抑制了學生學習的主動性和探究能力的培養。
3.無機化學實驗課程的考核評價方式不夠科學,無法全面評價學生能力。以往的化學實驗課程考核評價方式基本上由教師根據學生的實驗報告做出終結性評價,評分細則不夠詳細,評價分數比較籠統,對學生實驗過程中的操作細節、科研意識和創新能力如何,無法具體、細致地進行形成性評價。為適應當前中醫藥學教育發展的要求,無機化學實驗教學應從試驗內容、教學模式、教學評價方法等方面進行改革,采取以基本實驗內容和實驗方法為基礎,開展微型化實驗,開發計算機三維仿真模擬實驗教學,提高無機化學實驗課教學質量,培養學生的學習主動性和創新能力。
二、無機化學實驗教學的改革內容
1.改革無機化學實驗內容,適應現代教學新理念,激發學生學習主動性。(1)選擇具有代表性的基礎無機化學實驗,夯實學生基礎知識水平。無機化學實驗教學的目的首先是使學生通過實驗課程學習,充分理解基本概念,熟練掌握基礎理論,在此基礎上對無機化學原理融會貫通。基礎過硬,是現代中醫藥學對綜合型、復合型人才的基本要求。因此,實驗內容必須在教學目標的基礎上確定,主要是基本操作訓練和基本原理驗證的實驗。這些實驗訓練了學生的實驗操作基本功,夯實了學生無機化學基礎知識,其基本技能得到較全面提升。(2)增加探究性實驗研究內容,培養學生科研能力,適應現代中醫藥發展需求。探究式實驗主要是在學生已經掌握無機化學基本知識的基礎上,讓學生自主設計一些簡單的實驗,通過探究式實驗,鍛煉學生的主觀能動性、創新思維和合作精神。探究性實驗教學的過程是:提出問題→找出原理→設計方案→完成實驗→得出結論→評價結果。探究性實驗教學的過程環節是一種創新理念。學生要在課前預習實驗要求,針對疑問設計合理的實驗方案,在此過程中改進實驗方案和內容。而教師則是要充分掌握探究性實驗原理的相關理論,對在實驗過程中可能出現的疑慮或難點有相應的預估,適時地引導學生合理地設計實驗過程,啟發學生尋找創新點。在評價實驗結果時,學生要依據實驗數據和現象,分析實驗的成功與失敗,提出進一步改進的方法和建議,使學生的綜合能力得到提升。
2.改革落后教學模式,轉換無機化學實驗課程中教與學的關系。無機化學實驗教學最重要的是開發和培養學生的創新意識,創造性地運用所學的知識探究未知中醫藥現象。傳統的實驗教學方式無法實現上述任務。因此,對當前的教學方法進行適當的改革勢在必行。在傳統無機實驗教學中,教師的“教”的過程占主導,先由教師闡述和演示,學生按設定的步驟操作,學生在實驗教學中被動地接收知識。改革后的無機化學實驗教學中,先由學生依據實驗目的,課前熟知實驗內容,課中合理安排實驗步驟,實驗課程以學生的“學”為主導。當然,如果學生對實驗內容和實驗步驟理解不透徹、設計不合理時,教師課上及時提醒并引導改正。這種模式激勵了學習主動性,提高了創新思維的能力。教學效果與傳統無機實驗教學有天壤之別。
3.改革無機化學實驗課程教學方法,將經典與現代有機融合。(1)將無機化學實驗進行微型化教學改革,符合“創新”化學的新理念。優選出適合微型化、綠色化實驗項目;利用常規實驗儀器進行微量、半微量實驗操作。例如:將藥用氯化鈉雜質限量檢查、電解質溶液、醋酸的電離平衡常數和電離度測定等項目,進行了微量—半微量化研究。節約試劑,降低成本;微型實驗試劑量減少,操作簡便,反應時間縮短,可節省時間,提高實驗室利用率;可降低環境污染;微實驗可避免高危試劑(如濃硫酸)傷害,提升安全性。培養學生環保意識,激發學生創新精神。(2)開發三維虛擬仿真實驗系統,實現無機化學實驗網絡教學,增強自主學習和科研能力,提升實驗教學效果。無機化學三維虛擬實驗系統將實驗室環境、設備、儀器和試劑進行三維數字建模,創建一個逼真的實驗室環境。學生通過設定的實驗步驟,以交互方式操作三維儀器設備、實驗對象,完成整個實驗流程。制定出一套符合中醫藥及其相關專業無機化學實驗教學要求的實驗訓練和考核體系。使學生在仿真系統中選取需要的實驗儀器和試劑,根據常規試驗或科學研究的要求,設計實驗過程和操作步驟,添加實驗藥品、計量完成實驗。并在虛擬操作完成后給出錯誤操作指示,例如:藥品加入不準確、實驗結果不合理等。借助虛擬現實技術使得實驗操作突破設備、試劑、場地等條件的限制,隨時提供給學生實驗的機會,學生可以在虛擬仿真系統反復操作,在保證教學效果的同時,節省成本,遠離污染,熟練了基本操作,提升了創新能力、科研能力,完善了評價體系。
4.改進實驗考核方法,科學合理地評定學生成績。(1)根據課程要求和專業特點,學生可自行設計一些簡單的實驗,以研究小組的形式,進行探究式實驗,鍛煉學生的學習主動性和創新思維,培養團隊協作精神。(2)開發三維仿真虛擬實驗教學,虛擬系統保留學生操作記錄,實時進行形成性評價和終結性評價。(3)撰寫探究性實驗論文和科學研究小論文。根據自主實驗結果并查閱文獻,利用課外時間撰寫論文,提高學生的科研能力和科研論文寫作水平。
三、無機化學實驗教學改革總結
我們從無機化學實驗課程的實驗內容、教學方式和考核評價方法等方面進行了全面改進。首先,通過教學改革,增強了實驗教學互動性,培養了學生學習的積極性和主動性,增進了學生的團隊協作能力和使命感。其次,探究式實驗的開展增強了學生對無機化學實驗的興趣,形成了相對持久的探究興趣和創造興趣,為以后學生從事科研工作奠定了良好的基礎。再次,三維仿真虛擬實驗的開發使用,實現人機網絡互動,增強了學生自主學習,避免在實際實驗操作中因失誤操作帶來的燃燒、爆炸等危險因素,可以讓學生安心操作實驗,提高理論知識和技能,節省儀器、試劑以及教學資源的投入。培養了實驗技能和學生獨立設計實驗的能力,鍛煉了分析問題和解決問題的能力,增強了科研意識。最后,實驗成績的評價體系改革在現有的終結性評價(實驗報告)基礎上,增加了形成性評價的方式和內容,使無機化學實驗教學評價體系更科學、更完善。總之,無機化學實驗教學改革是任重而道遠的,在教學實踐過程中只有持續地探索研究、優化和總結,才能全方位地提升學生綜合素質水平,只有這樣才能跟上社會的發展和教育發展步伐,培養出社會需要的高素質高水準的中醫藥學專業人才。
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作者:賈立英 王夢 王迎春 牛麗穎 單位:河北中醫學院