趙 珂,陳湛娟,于飛飛,白麗麗,侯 杰
(海南醫(yī)學院藥學院,海南 ???571199)
有機化學實驗,是我校臨床醫(yī)學、檢驗及藥學類專業(yè)學生必修的一門基礎實驗課程,也是全國各大高?;瘜W、化工、材料、生工等相關專業(yè)重要的基礎實驗課程,該課程通過對有機化學實驗基本理論的學習,掌握基本的分離方法和合成技術,旨在培養(yǎng)和建立學生良好的實驗習慣和實驗素養(yǎng),提高學生觀察、記錄、分析和解決問題的能力[1-2]。同時,有助于學生養(yǎng)成嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度、良好的工作作風、求實的創(chuàng)新精神,更是醫(yī)學院校學生開啟實踐訓練的開端,為醫(yī)學院校學生后面的實驗課,如生物化學、藥物化學、生理學、藥學分析、藥理學等相關實驗打下堅實的基礎,因此有機化學實驗的課程質量至關重要[3]。本文針對我校長期以來有機化學實驗教學中存在的問題,并結合醫(yī)學院校中的專業(yè)特點,對有機實驗教學課程進行了以下歸納與總結。
當前醫(yī)藥技術飛速發(fā)展,尤其仿制藥一致性評價以來,我國藥學研究水平整體上了一個臺階,更促進了行業(yè)整合,也激發(fā)了創(chuàng)新藥雨后春筍般的涌現(xiàn),如今醫(yī)藥行業(yè)先進的分析技術、新穎的實驗方法、創(chuàng)新的研究思路越來越深入的倒逼有機化學實驗教學進行革新,如今產(chǎn)學研一體化的主要矛盾主要為學??萍嫁D化過程與企業(yè)實際需求脫鉤,具體表現(xiàn)在當前眾多醫(yī)學院校的有機化學實驗課題比較陳舊,不能反映當前醫(yī)藥化學學科專業(yè)的發(fā)展水平,許多實驗已經(jīng)和目前的企業(yè)實際應用脫節(jié),不能很好的提高學生的實驗素養(yǎng),不利于大學生畢業(yè)以后在企業(yè)的順利就業(yè),因此實驗教學意義已經(jīng)大打折扣。
如化合物熔點的測定,目前幾乎所有藥企已經(jīng)用熔點儀來進行測定,操作簡單快捷,更能得到精準的結果,而在有機化學實驗課的設計中我們還在使用傳統(tǒng)的b型管測試方法,該方法操作難度很大,且在實驗過程中需要長時間大面積地使用酒精燈,也存在一定的安全風險;更重要的是,實驗課的設計過于獨立化,就目前的社會發(fā)展來看并不能體現(xiàn)化學和醫(yī)藥融合性及密不可分的基礎關聯(lián)性,作為醫(yī)學院校學生,更需要與醫(yī)藥學聯(lián)系緊密的實驗技能和知識,為今后的個人及行業(yè)發(fā)展提供基礎。
SHE(SAFRTY HEALTHY ENVIRONMENT)理念指安全、健康與環(huán)保一體化的管理,有機化學實驗室試劑及各種試藥管理不合理,以及實驗過程中操作不當容易引發(fā)一些安全隱患方面的問題,近年來高校實驗室化學品爆炸事故時有發(fā)生,給學生及學校造成了重大損失,也引發(fā)了諸多不良的社會影響,有機化學實驗教學過程中的安全性、環(huán)保性提高已經(jīng)迫在眉睫。
首先是實驗室的試劑試藥管理問題,目前大多數(shù)醫(yī)學院校的實驗室缺乏相應的防爆試劑柜,各種試劑試藥也沒有很好地按照化學性質分類存放,比如醇類試劑適宜一起存放,氨類試劑一起存放,易制毒類試劑單獨安全存儲,強氧化性與還原性試藥分開放置等等。
其次是環(huán)境污染問題,在有機化學實驗過程中會不可避免的產(chǎn)生一些廢水、廢渣及殘留物,這些物質如果沒有收集完全,就會對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染,而且可能會對實驗室通水管道造成腐蝕。如蒸餾與分餾實驗中產(chǎn)生的廢液丙酮,提取實驗中產(chǎn)生的大量廢液等,這些后續(xù)如何安全的進行廢棄物儲存和處理均有不小的挑戰(zhàn)。
最后,有機化學醇酚醚醛酮和羧酸性質的實驗中,使用到的甲醛、乙醚、苯酚、丙酮等毒性較大的試劑,對呼吸道黏膜及視網(wǎng)膜均有一定的損傷,對身體健康存在一定的危害性,因此對實驗過程的個人防護及實驗室排風設施均提出了較高的要求。
目前,我校有機化學實驗課教學模式過于扁平,老師在實驗授課過程中僅扮演了單一的講授角色,學生實際動手操作時候基本照搬流程,完全按照講義實驗步驟操作,缺乏自主意識,尤其缺乏對實驗原理的理解及操作步驟設計的原因,經(jīng)常手忙腳亂,實驗過程缺少連續(xù)性,對實驗現(xiàn)象的觀察不夠仔細,也不能及時記錄,最終獲得實驗數(shù)據(jù)的分析也不夠深入,大部分學生的實驗目的只是為了得到老師要求的正確產(chǎn)物或者更高的產(chǎn)率,而對實驗內容和操作并沒有理解和掌握,僅靠實驗課時老師的講授,實驗的操作注意事項及細節(jié)在短時間內肯定很難掌握,最后實驗的完成效果也達不到預期。這種過于扁平化的實驗教學模式培養(yǎng)出來的學生往往缺乏自主思考能力及主動性,實踐動手能力匱乏。
對于醫(yī)學院校而言,化學類課程不是主修的專業(yè)課程,作為基礎學科,其發(fā)展的重視度并不高,師資力量的團隊建設也相對滯后,結果導致每位老師每年的實驗課時繁多,老師只能疲于應對,不能創(chuàng)造性的開設一些開放式實驗教學,也沒有充足的精力和時間進行教學反思和革新。如此惡性循環(huán)導致教學工作死板機械。
此外,醫(yī)學院校面臨的普遍問題是實驗條件相對落后,許多儀器老舊且質量差、故障頻率高,配置也不齊全,不如綜合類大學實驗教學儀器完備,缺少大型精密儀器,與當前醫(yī)藥企業(yè)設備代差大,致使實驗課設計單一,與實際應用不能很好的銜接,不能激發(fā)學生主動學習及動手實踐的積極性和主動性,久而久之,本身極富趣味性和科學性的實驗教學變得枯燥無味,學生也失去了實驗操作的興趣。
醫(yī)學院校中藥學及醫(yī)學類專業(yè)對有機化學實驗知識和技能的需求不同,現(xiàn)如今,應用型人才的培養(yǎng)顯得越來越重要,建議學校應該根據(jù)不同學科專業(yè)制定不同的實驗目的。
首先是豐富實驗內容并不斷的迭代更新,在實驗內容上刪除與相應專業(yè)無關的實驗內容,同時增加與臨床、藥學類等專業(yè)密切相關的操作項目,實驗內容涵蓋有機化合物的物理性質測定,有機化合物的分離、純化和鑒定,有機化合物的合成,天然有機化合物的提取和綜合設計性實驗。
其次,根據(jù)不同專業(yè)的實驗內容進行優(yōu)化編排及整合,例如,在藥學專業(yè)相關的有機化學實驗的教學中,安排的實驗內容應包括一些藥學相關的基本實驗技能的操作,如簡單有機化合物的合成、熔點的測定、比旋度測定、高校液相色譜分析等,而且每個實驗內容應具有連續(xù)性和相關性,以便學生通過實驗技能的學習和操作,掌握有機化學基本操作技能。在實驗內容連續(xù)性編排方面可以根據(jù)實驗結果進行整合,通過實驗產(chǎn)物、實驗結果等增加有機化學實驗項目之間的連續(xù)性。比如,可以將前一個實驗中獲得的產(chǎn)品作為后續(xù)實驗的原料,也可以對所得產(chǎn)物進行進一步分析檢測,最明顯的如實驗項目“熔點的測定”可以放在“乙酰苯胺合成”的后面,不僅可以將反應產(chǎn)品進行再利用,還可以對產(chǎn)品的熔點進行表征;實驗項目“減壓蒸餾”放在“乙酸正丁酯的制備”后面,這樣一來,學生可以充分地將所學的基本操作和技能充分地應用到有機合成的實踐中,實驗合成的產(chǎn)品得到有效的再利用,節(jié)約了大量的化學試劑,避免了大量污染物的產(chǎn)生。
建議學校將SHE理念融入到有機化學教學實驗中,從學生接觸化學實驗就建立安全、健康與環(huán)保的意識,從源頭上解決高校實驗室安全事故高發(fā)的問題,加強對學生安全教育是實驗室安全管理工作的重要內容和重要環(huán)節(jié)[4]。
目前已知的化學品安全事故大多有以下共同點,首先是化學品泄漏引起的中毒或窒息事件,此類事件一般是化學試劑存放不恰當,或者存儲時間太長導致的瓶體密封區(qū)域老化引起,其次是易燃易爆化學品的燒傷、火災甚至爆炸事件,此類事件大多為操作人員沒有一定的化學品安全知識,操作不當引起,更令人痛心的是事故發(fā)生后,學生因缺乏化學品事故處理能力導致自救措施不當造成了更進一步的損傷,因此,SHE管理模式的引入顯得尤為重要。
安全第一,健康為主,環(huán)保先行的理念要,學??梢酝ㄟ^真實的化學品安全事故對接觸化學實驗的學生進行安全教育,增強安全意識和對化學品事故的初步判斷能力,熟練掌握基本的化學品事故緊急處理措施和一定的自救及初期火災滅火等安全護救知識從而預防和減少意外傷害事故的發(fā)生。比如實驗教學第一課就設立實驗中用到的化學品的安全與毒性數(shù)據(jù)查詢(MSDS),化學實驗中常見的劇毒、高危險的化學試劑識別及基礎的操作注意事項,首先將安全第一、健康為主的理念貫徹到每個學生的心中,提倡能夠盡早識別安全隱患、建立良好的實驗操作習慣,杜絕安全事故的發(fā)生,其次,牢固樹立綠色環(huán)保的實驗策略,實驗過程盡可能的采用環(huán)境友好型試劑,盡量避免劇毒或污染性化學試劑,每次實驗結束后,教師都要求學生將廢液倒入廢液桶中集中處理,堅持不亂排亂放,教師可借此幫助樹立保護環(huán)境的理念。
當然有的特殊實驗也可以采用綠色化的教學手段來解決這個問題。比如,基于虛擬仿真實驗的教學手段可以營造逼真自然的學習環(huán)境,學生通過虛擬實驗平臺,可以模擬實驗基本操作,直觀感受實驗的現(xiàn)象與結果,同時提高自身的環(huán)保意識,避免了實驗過程中的安全隱患[5]。
新穎的教學方式的會帶來良好的教學效果,尤其對實驗類教學而言,比如實驗教學前可以要求學生按照小組對實驗進行預習及討論,初步建立實驗方案,思考每一步實驗操作過程中的關鍵點及可能存在的問題,然后在實驗課中與老師的實驗思路與講解進行比對,這樣能更好的加深學生對實驗的了解,也能在實驗過程中更好的達到心中有數(shù)、有的放矢的目的。
而且這種小組討論的形式完全可以與現(xiàn)代社會快速發(fā)展的網(wǎng)絡結合起來,比如學習通APP、甚至是微信群聊都可以達到更好的教學目的,教師也可以在課前線上發(fā)布實驗相關的研究背景、教學PPT和微視頻等相關教學資料,方便學生課前線上的預習及討論,更能讓學生知道查閱資料是更好地解決問題的途徑之一,增加學生主動學習的熱情建立學生良好的實驗設計與思考能力,極大激發(fā)學生的實驗熱情與實驗過程中的獲得感,從而從本質上提高學生實驗課的教學效果,達到事半功倍的效果,也為有機化學課程灌入新靈魂。
現(xiàn)如今,科技的飛速發(fā)展已經(jīng)對教師的知識水平和理論體系提出了更高的要求,教師首先要不斷自我提高,不斷學習新的前沿知識,豐富自己的理論體系,也要在實驗技能方面緊跟時代腳步,在教學實踐中改進教學思路,提升教學技能,進而提高教學質量。
其次,師資團隊之間要加強合作交流,相互鼓勵,相互協(xié)作。有機化學實驗這門課程的師資組成包括主講老師和實驗準備老師,兩者之間的良好溝通,無縫銜接是保證教學順暢與教學效果的基礎。實驗準備老師要多向主講老師請教,資深的主講教師相較青年教師無論在教學經(jīng)驗,還是在實驗層次的理解上以及講學節(jié)奏規(guī)律的把握上都更有心得,因此要多請教學習,準確把握課程中的重難點,統(tǒng)一教學標準和教學效果提升教學質量。實驗準備老師盡可能的和主講老師一起進行預實驗,上課之前把實驗內容完整依次做一遍,保證實驗項目的合理性與可行性,更好的提醒學生在實驗中可能遇到的難點和易錯點,在授課時做到有的放矢。同時,嚴格規(guī)范自身的實驗操作,為學生實驗樹立榜樣,養(yǎng)成統(tǒng)一的標準化的操作程序,建立學生良好的實驗素養(yǎng)。每次實驗課結束后及時總結復盤課堂上的問題,評估學生的接受情況以及課堂效果等,商討后續(xù)改進的方向和優(yōu)化實驗內容,不斷完善,力爭達到更好的教學質量。
本文總結了我校在有機化學實驗課程教學中存在的問題,針對相應問題進行了一系列的剖析并提出了具體的改革措施,豐富實驗教學內容,提高學生的主動性,培養(yǎng)及建立學生自主思考問題、解決問題的能力,以便學生在實驗課堂上能夠在規(guī)定學時內高效率、高質量地完成實驗,達到更好的實驗教學目的。且實驗教學過程更加安全環(huán)保綠色化與多元化,同時建立完善良好的師資隊伍,從各方面全方位的進行有機化學實驗教學的探索與研究,從而使有機化學實驗課程的教學質量和教學效果得到提升,為培養(yǎng)社會實用性人才提供基礎。