多媒體結(jié)合課題式教學(xué)模式在藥物分析實驗中的改革初探

翁文婷，雷健，謝曉蘭，黃妙齡

(泉州師范學(xué)院 化工與材料學(xué)院，福建 泉州 362000)

0 引 言

課題式教學(xué)法(poject-basedinstruction)屬于建構(gòu)性的一種全新教學(xué)方式，最早是在1997年提出的一種教學(xué)方法[1].在整個教學(xué)過程中，針對具體課程內(nèi)容，設(shè)計出一個個獨立學(xué)習(xí)的單元內(nèi)容，簡稱“課題”.因為每個課題是圍繞著一個具有啟發(fā)性的獨立問題展開，要求同學(xué)們通過集體合作，對課題的內(nèi)容進行多次探討，分析課題中需要解決的問題、查找相關(guān)輔助材料、確定實驗方案步驟，直至解決問題.通過這樣問題的解決方式，學(xué)生們會更深刻地理解相應(yīng)的概念、原理，從而建立良好的知識結(jié)構(gòu)[2-3].

傳統(tǒng)的藥學(xué)專業(yè)的課程，如藥劑學(xué)、藥物化學(xué)、藥物分析和中藥提取工藝等課程的理論教學(xué)都是以課堂老師講授為主，“填鴨式”的理論教學(xué)過程是被動學(xué)習(xí)過程.而配套的實驗課程的過程教學(xué)又以驗證性實驗為主，同學(xué)們都是按照老師設(shè)計好的實驗內(nèi)容，按照具體可行的步驟逐一進行實驗操作.因此，養(yǎng)成了過分依賴教師口頭灌輸式的教學(xué)方式，缺少獨立思考的能力.導(dǎo)致在進行畢業(yè)論文設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)時，出現(xiàn)基礎(chǔ)實驗操作不扎實，發(fā)現(xiàn)問題和分析問題能力缺乏等情況.這些現(xiàn)象都值得我們?nèi)ニ伎?，改革傳統(tǒng)藥物分析實驗的教育模式與教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生開發(fā)潛能，探討研究性教學(xué)法在藥學(xué)專業(yè)實驗課教學(xué)中的應(yīng)用.本文結(jié)合“多媒體”視頻演示方式和“課題式”教學(xué)模式，在藥物分析實驗中實施具體教學(xué)過程，總結(jié)經(jīng)驗，提出課題設(shè)計實驗的教學(xué)方式改革思路.

1 傳統(tǒng)藥物實驗教學(xué)存在的問題

藥物分析實驗是我校制藥工程專業(yè)的專業(yè)必修實踐課程，是一門綜合性強的應(yīng)用學(xué)科.它的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生樹立比較完整的藥品質(zhì)量觀念和基礎(chǔ)知識技能，綜合運用所學(xué)知識分析藥物的理化特性與分析方法之間的關(guān)系，研究控制藥品質(zhì)量的內(nèi)在規(guī)律和方法，以及探索提高藥品質(zhì)量的有效途徑.藥物分析實驗課程教學(xué)，往往局限在圍繞中國藥典的方法開展實驗設(shè)計.雖然對國家藥物檢測法規(guī)的認識具有非常重要的意義.但是，學(xué)生容易形成“照方抓藥”的學(xué)習(xí)方式，因而直接影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)過程缺少創(chuàng)新能力的開發(fā).

根據(jù)本科制藥工程專業(yè)的教學(xué)要求，我們對藥物分析實驗教學(xué)進行了多種方式的改革嘗試.多媒體教學(xué)是一種集文本、圖形、圖像、動畫、音頻和視頻等多種媒體形式于一體的教學(xué)方式.實驗課的教學(xué)內(nèi)容偏向于實際的操作練習(xí)，如果上課時采用大量的語言描述式教學(xué)，會讓學(xué)生產(chǎn)生教學(xué)疲勞感，而且對具體的實驗步驟沒有細致的認識.如果教師可以利用多媒體教學(xué)演示和呈現(xiàn)實驗的每個步驟信息、組織教學(xué)活動，輔助課堂教學(xué).可以有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形象地認識實驗內(nèi)容.另外，“課題式”教學(xué)方式對于實驗教學(xué)的意義，不僅僅是幫助學(xué)生獲取知識的方式和渠道，更重要的是能夠有效激發(fā)學(xué)生的實踐創(chuàng)新思維和主動學(xué)習(xí)探索知識的興趣，幫助學(xué)生在理論知識的學(xué)習(xí)同時，親自尋找解決問題的途徑，從而引發(fā)整個學(xué)習(xí)方式的變革.

2 藥物分析實驗中“多媒體”和“課題式”教學(xué)方式的改進

2.1 驗證性實驗鋪墊，精選實驗內(nèi)容

為了讓學(xué)生鞏固理論知識，增強實驗操作技能.我們在藥物分析實驗內(nèi)容設(shè)計上，先圍繞中國藥典規(guī)定的內(nèi)容開設(shè)2～3個完整的驗證性實驗，讓學(xué)生熟悉藥物分析實驗的基本過程，掌握一些大型儀器的使用方法，如紫外分光光度計、熒光分光光度儀、薄層色譜儀等，然后再進行課題式開放性實驗教學(xué).由于學(xué)時有限，無法開展大量的課題探索實驗，根據(jù)本專業(yè)的特點和本學(xué)院的實際情況，以藥物分析實驗大綱為目標，藥物分析理論為指導(dǎo)，增加實驗的深度和廣度，精選了一些探究全新分析方法的實驗.比如硫酸奎寧的熒光分析法鑒別實驗，根據(jù)硫酸奎寧在稀硫酸溶液中顯示藍色熒光的特性，將硫酸奎寧溶解于硫酸溶液中，采用三用紫外燈進行鑒別實驗，熒光分光光度計進行含量分析實驗.設(shè)計改進的實驗新方法中，采用靈敏的熒光光度法測定硫酸奎寧的含量，避免使用傳統(tǒng)的非水滴定分析方法中高氯酸和醋酐等有毒有害藥品，又使學(xué)生在查閱資料的過程中學(xué)習(xí)到新的知識.這樣，既注重理論與實踐的有效結(jié)合，也開發(fā)了學(xué)生的靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力.當學(xué)生了解所做的實驗是實用性的科研課題后，表現(xiàn)出濃厚的興趣，主觀能動性大為增強.

2.2 注重國家標準方法和新型方法的結(jié)合

首先，按照學(xué)校教學(xué)大綱學(xué)時的要求，大的“課題式”實驗在專業(yè)實驗課程教學(xué)中開展較為困難，但發(fā)動學(xué)生對原有方法的小改進進行設(shè)計創(chuàng)新則是大有可為.課題的設(shè)立是以學(xué)生的主導(dǎo)性和課程內(nèi)容為出發(fā)點，并以學(xué)生的基礎(chǔ)化學(xué)知識水平進行綜合設(shè)計.除了課題的研究方向確定后，課題的實驗內(nèi)容和具體步驟不做太多的限制或暗示，讓學(xué)生對實驗方案的設(shè)計有充分的發(fā)揮空間，鼓勵學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)和學(xué)校圖書館資源，查閱簡單的背景資料和操作條件的基本要求，自主設(shè)計實驗方案，對實驗開展所需條件進行自主綜合評價.

另一方面，改革后的“課題式”教學(xué)方式在重視學(xué)生的自主設(shè)計和方案探究能力的同時，并不是一味地強調(diào)學(xué)生的主體性自由，脫離教師的指導(dǎo)，而是要求教師在課題設(shè)定，方案制定和方法實施過程都要做到實時、合理的引導(dǎo).整個課題運行過程需嚴格按照規(guī)范實驗系統(tǒng)進行的安排，保證學(xué)生遵循科學(xué)合理的理工科研設(shè)計的程序.為避免學(xué)生的課題探究活動偏離課程教學(xué)內(nèi)容，我們以中國藥典中記載的國家標準方法作為依托，結(jié)合實驗室配備的新型儀器，進行“課題式”教學(xué)方式展開實驗過程.例如，酰苯胺類局部麻醉藥鹽酸利多卡因及其注射液的特殊雜質(zhì)2，6-二甲基苯胺(DMA)的檢查方法，在藥典中記載的是配備紫外檢測器的高效液相色譜法，但是因儀器要求較高無法在專業(yè)實驗課程中實現(xiàn)具體操作[4].因此，基于DMA的乙醚溶液在305 nm激發(fā)波長下于324 nm處有最強的熒光發(fā)射，明顯區(qū)別于利多卡因水溶液的熒光發(fā)射的性質(zhì)，設(shè)計采用簡易靈敏熒光光譜儀鑒別鹽酸利多卡因注射劑中特殊雜質(zhì)的新方法.學(xué)生通過對國標方法和自行設(shè)計方法進行實驗方案的改進，所需實驗條件溫和，不需要特殊的儀器設(shè)備.既可以克服以往昂貴儀器的只演示不動手教學(xué)方式的缺限，又能讓學(xué)生參與系統(tǒng)科研實驗，動手能力有較大提高.

2.3 引入多媒體教學(xué)模式，增加實驗課的科研含量

以往的實驗教學(xué)過程是教師在上課前進行實驗內(nèi)容的講解，將實驗步驟一一列出，學(xué)生只需按照實驗講義一步步操作即可.這種教師牽著學(xué)生逐步走的教學(xué)模式，使學(xué)生學(xué)習(xí)積極性降低.聽講時無法形象理解重點的實驗步驟，易出現(xiàn)思維疲勞，操作時照本宣科，應(yīng)付了事，實驗過程學(xué)生也學(xué)不到真正的知識和技能.為此，我們通過改進教學(xué)模式將實驗內(nèi)容大致分為以下4步進行：

(1)在實驗開始前，教師先布置實驗題目.課題題目通常是根據(jù)任課教師的前期課題研究而確定了可行性的內(nèi)容進行設(shè)置，及時總結(jié)實驗難點、重點預(yù)實驗過程出現(xiàn)的問題.實驗條件和儀器設(shè)備的安全可靠，實驗耗時不宜過長，操作難度適中.這樣題目內(nèi)容相關(guān)實驗才能順利成功實施.然后讓學(xué)生在課下根據(jù)所學(xué)知識查閱有關(guān)資料，尋找合適方法.教師鼓勵學(xué)生根據(jù)藥物的性質(zhì)自己設(shè)計有新意的實驗方案，并羅列所需試劑和儀器設(shè)備.例如鹽酸利多卡因注射劑中特殊雜質(zhì)2，6-二甲基苯胺的實驗設(shè)計，是根據(jù)老師前期發(fā)表的科研論文確定的可行性方案[5].

(2)為了充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，在講解基礎(chǔ)實驗步驟時，同步播放生動形象的慕課小視頻，并組織學(xué)生開展翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)，將各種設(shè)計方案拿出來展開討論，根據(jù)所查閱的相關(guān)的文獻及分析原理，講解設(shè)定方法的具體反應(yīng)步驟，從不同的角度和學(xué)生來共同探討、論證每種方法的優(yōu)缺點，再將此實驗方案與自己掌握的方案進行比較，最終確定一條安全、可靠、合理可行的實驗路線.同樣以利多卡因的特殊雜質(zhì)檢驗為例，引導(dǎo)同學(xué)們分析利多卡因和雜質(zhì)DMF兩者性質(zhì)差異，最后確定其在乙醚中具有不同的溶解度，從而可實現(xiàn)萃取分離的目的.

(3)對于確定的實驗方案，要考慮實驗的藥品、儀器及實驗步驟中容易出現(xiàn)的一些問題.開始實驗前，在教師的協(xié)助下根據(jù)所選擇方案準備儀器和藥品，并自行安裝儀器，配制藥品，開展實驗.合理安排實驗時間，同時保證實驗的效率和成功率，使學(xué)生在設(shè)計實驗的同時又利用所學(xué)的知識來統(tǒng)籌安排實驗，做到準確、合理、節(jié)省.同學(xué)們設(shè)計改用乙醚萃取DMF后采用光譜法的方案，相比于藥典規(guī)定的高效液相色譜法，具有操作簡單，靈敏高效等優(yōu)點.

(4)組織實驗完成后，教師通過實驗過程操作的準確性與熟練程度，以及實驗結(jié)果、實驗態(tài)度、實驗記錄，實驗報告分成5個成績檔次，每個檔次有一個標準分值，進行綜合評定.然后進行分析總結(jié)，與每組學(xué)生開展探討，評比合成路線，總結(jié)成敗得失.

通過這樣“課程式”教學(xué)方式的改革，在學(xué)生設(shè)立新技術(shù)、新方法進行實驗的過程中，學(xué)生可從中感受到專業(yè)知識在實際應(yīng)用方面的優(yōu)越性.在有效提高學(xué)生具有學(xué)習(xí)積極性的同時，拓寬了學(xué)生的思維，培養(yǎng)創(chuàng)新意識.使學(xué)生由被動接受實驗操作流程的學(xué)習(xí)方式，向主動了解、掌握所需知識并進行創(chuàng)新性實踐的學(xué)習(xí)方法轉(zhuǎn)變.教學(xué)模式改進后，我們將科研帶進了課堂，培養(yǎng)了學(xué)生良好的系統(tǒng)的科研素質(zhì)和創(chuàng)新意識，鍛煉學(xué)生具備最新前沿的藥物分析實驗操作技能.另外，通過實驗過程對前沿文獻的總結(jié)和方法把握，授課教師自身的科研水平和創(chuàng)新能力也得到相應(yīng)的提高.

3 對藥物分析實驗“課題式”改革的設(shè)想

藥物分析實驗是在分析化學(xué)實驗的基礎(chǔ)上形成的專業(yè)實驗課程，實用性很強，因此學(xué)生在掌握基礎(chǔ)分析方法原理和實驗操作技能的基礎(chǔ)上，如果能按先驗證后科研的順序開展課程學(xué)習(xí)，循序漸進，逐漸使學(xué)生了解科研工作的基本思路，將是實驗教學(xué)中的一種全新變革.經(jīng)過兩屆本科畢業(yè)實習(xí)生的畢業(yè)設(shè)計課題的參與，已經(jīng)取得了一定的成效，參與實驗的應(yīng)屆生和畢業(yè)生進行交流，積極性、主動性、基本操作技能、創(chuàng)新意識和科研意識均得到了不同程度的提高.但是，由于教學(xué)大綱和教學(xué)學(xué)時的限制，可供學(xué)生選擇的實驗內(nèi)容少；實驗室的試驗儀器不能完全滿足開放性實驗需要；有的學(xué)生設(shè)計的實驗方法所需時間太長等情況的出現(xiàn)，限制了實驗改革的進行.如果能將藥物分析實驗課程與教育實習(xí)內(nèi)容相結(jié)合，將實驗項目靈活安排在實習(xí)前后，通過藥廠的實習(xí)經(jīng)驗的積累，有效地實施“課題式”實驗內(nèi)容.更好地將藥物分析實驗內(nèi)容與科研接軌，具有實用價值；更有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、能動性，不斷完善藥物分析實驗課題式開放性實驗的教學(xué)工作.