藥學(xué)專業(yè)分析化學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討

胡琦艷，王紹臻，鄒純才

分析化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學(xué)信息的分析方法及理論的一門學(xué)科，它是藥學(xué)各相關(guān)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在藥物化學(xué)、藥代動力學(xué)、藥理學(xué)及藥劑學(xué)等后續(xù)課程中都有重要應(yīng)用，與藥物分析的關(guān)系則更加緊密.分析化學(xué)內(nèi)容繁多，各種分析方法之間既獨(dú)立又相互聯(lián)系，課程中涉及大量復(fù)雜的概念、公式和抽象的儀器構(gòu)造，學(xué)生掌握困難，嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果.

作為一名藥學(xué)各相關(guān)專業(yè)的分析化學(xué)教師，應(yīng)該認(rèn)真思索：如何改變現(xiàn)有狀況去調(diào)動學(xué)生積極性，突出他們的主體地位？如何做到結(jié)合藥學(xué)專業(yè)特色，特別是從服務(wù)藥物分析等課程的角度出發(fā)，既讓學(xué)生很好地掌握理論知識，又讓他們能熟練地進(jìn)行分析操作？

現(xiàn)在的教學(xué)改革策略，注重師生角色的變化，角色轉(zhuǎn)換是否有效主要看學(xué)生對書本知識的掌握，學(xué)生的變化是知識量的改變.我們希望能在此基礎(chǔ)上將分析化學(xué)的教學(xué)“深度化”，引導(dǎo)學(xué)生能夠主動地、理解性地學(xué)習(xí).結(jié)合多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們準(zhǔn)備從理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個方面進(jìn)行方法探討，以期與同仁們進(jìn)行交流，并能對分析化學(xué)的教學(xué)和學(xué)習(xí)有所幫助.

1 理論教學(xué)方面

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足大學(xué)階段學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求，構(gòu)建以提高創(chuàng)新能力為目標(biāo)的新型培養(yǎng)模式成為現(xiàn)階段高校教學(xué)改革的重要任務(wù).近年來，PBL教學(xué)法［1］、翻轉(zhuǎn)課堂［2］以及創(chuàng)設(shè)情景法［3］等新型教學(xué)模式在各高校分析化學(xué)教學(xué)中被逐步采用，取得不錯的教學(xué)效果.

在分析化學(xué)教學(xué)中，需要改革舊的教學(xué)觀念，我們針對不同教學(xué)場合、教學(xué)內(nèi)容，通過改進(jìn)教學(xué)手段（聯(lián)網(wǎng)虛擬實(shí)驗(yàn)室、利用手機(jī)與平板等）、豐富教學(xué)方法（理論課上采用探究式教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)課上以小組為單位采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法、以問題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)等），并嘗試通過舉例將深奧的理論原理形象化，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生能認(rèn)真學(xué)習(xí)并能獨(dú)立思考，掌握分析問題與解決問題的能力、方法.

1.1 采用案例教學(xué)法上好緒論課，使學(xué)生建立正確的“分析意識”

此處所說的“分析意識”，是指對分析化學(xué)這門學(xué)科的認(rèn)識與態(tài)度.什么是分析化學(xué)，有什么用、怎么用，包括學(xué)生對任課老師的印象以及今后對于這門課的學(xué)習(xí)態(tài)度，都在一定程度上決定于緒論課有沒有上好［4］.教師可以采用案例教學(xué)法，先為藥學(xué)院的學(xué)生介紹分析化學(xué)在藥學(xué)研究中的應(yīng)用，充分體現(xiàn)出分析化學(xué)在藥學(xué)領(lǐng)域的重要性，以此來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)分析化學(xué)的熱情.例如，可以借藥物分析中的實(shí)際案例介紹其在藥物分析中的重要性以及藥物分析的基本過程.例如，通過介紹大家熟知的藥物——阿司匹林的鑒別、檢查、含量測定所用到的方法分別是什么、屬于哪一類等，由此引出分析化學(xué)所有方法及分類，這樣可以讓學(xué)生對今后要學(xué)的知識體系有個初步印象.總之，緒論是一門新課程的開端，學(xué)生緒論課聽得好與壞，直接關(guān)系到以后學(xué)的好與壞.而作為教師，要想上好這節(jié)課，首先要反復(fù)研究教材，把握教材的體系和脈絡(luò)，明確每一種分析方法在實(shí)際分析工作中的應(yīng)用情況，這樣才能上好第一節(jié)課以及后面的每一節(jié)課.

1.2 化學(xué)分析教學(xué)要注重滴定基礎(chǔ)，采用探究式教學(xué)方法總結(jié)四大滴定共通點(diǎn)

雖然現(xiàn)在的分析工作大多是由分析儀器完成的，但是化學(xué)分析仍然扮演著重要角色.藥廠的分析工作經(jīng)常都會用到基礎(chǔ)滴定，藥典中的很多原料藥物也仍然采用的是基本的酸堿滴定等方法.從學(xué)生的角度看，參加各類技能競賽、研究生入學(xué)考試復(fù)試、應(yīng)聘等都要進(jìn)行滴定操作考核.因此，從服務(wù)學(xué)生和社會的角度來說，一定要注重滴定基礎(chǔ)的教學(xué)，如滴定管的使用，標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置等.四大滴定分析法的教學(xué)內(nèi)容也需要進(jìn)行優(yōu)化，盡量避免一些相同內(nèi)容的重復(fù)講解，這就需要合理安排化學(xué)分析的學(xué)時［5］.教學(xué)中，我們在小班（皖南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院2017級藥劑班）采用探究式教學(xué)方法，通過四步——提出問題（查詢與主題相關(guān)的問題或問題探索）、內(nèi)容整理（研究和收集與問題有關(guān)的信息）、分析（比較收集的數(shù)據(jù)并討論研究結(jié)果）、總結(jié)（對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行反思），讓學(xué)生圍繞每一種滴定方法的理論基礎(chǔ)、滴定范圍與滴定突躍、指示劑等幾方面以總結(jié)報告的方式進(jìn)行匯報，后面介紹其他滴定方法時也讓學(xué)生采用類比法與前面的滴定方法進(jìn)行對比.這種教學(xué)方法使學(xué)生的主體地位、主動能力都得到了加強(qiáng)，學(xué)生反映積極，相關(guān)教師們也發(fā)現(xiàn)溫故知新的教學(xué)效果很好.

1.3 采用多媒體與其他教學(xué)手段相結(jié)合將儀器分析化抽象為形象

分析化學(xué)另外的組成部分是儀器分析，由于現(xiàn)代分析化學(xué)中儀器分析技術(shù)正在迅猛發(fā)展，理論知識又非常抽象，往往成為限制分析化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的瓶頸.要想上好儀器分析很重要的一點(diǎn)就是要化抽象為形象.可以采用多種手段從以下兩個方面努力：

一是要合理利用多種媒介，與板書教學(xué)相互配合.現(xiàn)今高校都采用多媒體教學(xué)，多媒體教學(xué)形象生動，能有效地刺激和激發(fā)學(xué)生的想象和聯(lián)想，可將不便于直觀理解的知識形象化，使抽象的問題具體化，而且教學(xué)效率高.例如每次給學(xué)生上液相色譜分析時，可以放上一段視頻和相關(guān)的flash動畫，結(jié)合老師自己的講解，使學(xué)生對高壓輸液泵原理、液相色譜典型結(jié)構(gòu)流程等知識點(diǎn)都能有較為形象的認(rèn)識.但并不是任何時候都要借助多媒體課件，例如介紹重點(diǎn)知識朗伯—比爾定律的推導(dǎo)時就可以采用板書，這樣可以帶著學(xué)生一步一步地推導(dǎo)，使他們有更深的理解和記憶.“00”后的大學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，教學(xué)過程中，我們可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，使各種儀器在學(xué)生腦海里更加形象.例如，將教室里的電腦連上大連理工大學(xué)Analab研發(fā)中心開發(fā)的系列虛擬實(shí)驗(yàn)室與分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程，能很好地讓學(xué)生理解儀器構(gòu)造與工作原理.智能手機(jī)與平板電腦在教室里的使用可以合理整合分析化學(xué)教學(xué)資源［6］.例如在上熒光分析這一章的時候，筆者就嘗試讓學(xué)生下課利用自己手機(jī)去尋找身邊的熒光物質(zhì)與應(yīng)用，學(xué)生對熒光的發(fā)光原理就更加感興趣，積極性更高.

二是抽象的儀器分析知識往往要老師生動地介紹.結(jié)合有趣的例子，可以幫助學(xué)生理解.課堂上，老師要與學(xué)生們多互動，活躍的課堂氣氛可以讓學(xué)生更加專注于課堂.大多數(shù)情況下，老師可以把難點(diǎn)通過形象生動的例子展示給學(xué)生.例如講解紅外分光光度法的原理時，學(xué)生往往對分子振動需要能量從低振動能級躍遷至高振動能級很難理解.這時可以把分子比作一個人，人身上的每一個部分比如手、腳等就好比人這個分子的官能團(tuán)或原子，人的任何一個動作都需要能量，不同的動作所要的能量都不一樣，就好比分子的振動，這樣一來學(xué)生都會覺得很有趣也很好理解.在教學(xué)過程中，教師要善于發(fā)現(xiàn)問題，針對學(xué)生特別難理解的問題，比如核自旋能級躍遷、質(zhì)譜質(zhì)量分析器原理等，都可以通過形象的舉例介紹讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中的興趣.

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面

為了讓學(xué)生具備扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作技能以適應(yīng)進(jìn)一步求學(xué)與就業(yè)需求，我們要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，努力提高學(xué)生的綜合素質(zhì).很多老師都對分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置及教學(xué)形式等方面發(fā)表了有借鑒意義的想法［7-9］.我們認(rèn)為，“授之以魚，不如授之以漁”，學(xué)生科研思維和科研能力的培養(yǎng)可以在對分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察與分析探索中慢慢形成，包括嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯?、敏銳的觀察力、分析問題能力、查閱文獻(xiàn)的能力等.由于實(shí)驗(yàn)課是小班教學(xué)，我們以小組為單位采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法，通過課上的互動討論環(huán)節(jié)，加深了學(xué)生對知識點(diǎn)的認(rèn)識.我們已經(jīng)大面積開展了雙語實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并已經(jīng)小范圍開設(shè)了設(shè)計性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，并將逐步提高其在實(shí)驗(yàn)課程中的比例.這些實(shí)驗(yàn)可以很好地培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識及實(shí)驗(yàn)方法獨(dú)立設(shè)計實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立動手操作的能力，以及運(yùn)用基本知識分析、解決問題的綜合能力，并能充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識［10］.

2.1 注重實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，以小組為單位嘗試“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式

分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要還是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，也就是由老師講解，學(xué)生按照黑板上的步驟進(jìn)行每一步操作.認(rèn)真的學(xué)生可以結(jié)合理論知識理解實(shí)驗(yàn)的原理，少數(shù)同學(xué)不知道實(shí)驗(yàn)在做什么，讓同組同學(xué)完成主要操作.這一方面需要我們老師關(guān)注每一位學(xué)生的參與度，另一方面應(yīng)該要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)并完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告，報告的內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、操作步驟、注意事項等等［11］.通過這樣的途徑，學(xué)生在上課之前就能了解所做實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，可以以小組為單位嘗試“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式.現(xiàn)今的課程改革需要教學(xué)相長，打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)中只是學(xué)生學(xué)習(xí)的局面，將小組合作學(xué)習(xí)形式納入分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中，使合作學(xué)習(xí)成為亮點(diǎn).為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，學(xué)生需要在小組中工作，參加實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)后的小組會議，并為實(shí)驗(yàn)的順利開展提供想法.為了讓所有學(xué)生都有機(jī)會展示自己，可以請該小組同學(xué)一起做“小老師”，在實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講解.此外，實(shí)驗(yàn)課堂上需要大量師生互動，老師提問，學(xué)生可以發(fā)表自己的見解，如果得到肯定，學(xué)生就更有做好實(shí)驗(yàn)的勁頭［12］.有的學(xué)生雖然預(yù)習(xí)了實(shí)驗(yàn)，未必認(rèn)真思考，若課堂提問的話，學(xué)生在預(yù)習(xí)時就會認(rèn)真去考慮實(shí)驗(yàn)所涉及的內(nèi)容，可以促使學(xué)生去復(fù)習(xí)理論知識，加深對理論內(nèi)容的理解和掌握［13］.愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要.”在課堂上，除了老師提問，也要鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并去尋求解決的方法和途徑.

2.2 開展雙語實(shí)驗(yàn)

今天的大學(xué)生面臨著更多更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，需要學(xué)生具備多種技能.因此，必須有效地調(diào)整教學(xué)方法來幫助學(xué)生做好這樣的準(zhǔn)備.為了適應(yīng)社會的發(fā)展和學(xué)生的需求，開展雙語實(shí)驗(yàn)非常重要［14］.英語是使用最廣泛的語言，特別是在化學(xué)、藥學(xué)這樣的前沿領(lǐng)域，為了提高學(xué)生的競爭力，我們嘗試在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中進(jìn)行雙語教學(xué)，已經(jīng)開設(shè)了酸堿滴定、薄層色譜和紅外光譜分析三個雙語實(shí)驗(yàn)，學(xué)生態(tài)度積極，教學(xué)效果良好.例如在介紹薄層色譜分離色素實(shí)驗(yàn)中，加入了大量英文專業(yè)名詞和方法介紹，如固定相（stationary phase）、流動相（mobile phase）、點(diǎn)樣（spotting）等，學(xué)生在聽講過程中更加專注，不僅有利于提高實(shí)驗(yàn)課質(zhì)量，還有利于提高學(xué)生的英語水平和綜合素質(zhì).

3 總結(jié)

綜上所述，在分析化學(xué)的教學(xué)過程中，我們在不斷嘗試使用探究式教學(xué)、“翻轉(zhuǎn)課堂”等各種新方法來提高教學(xué)效果.這些方法可以讓學(xué)生積極性更高、學(xué)得更好，教師也更自信、有更大的創(chuàng)造性和高昂的工作熱情.但是，這些新方法在實(shí)施過程中也遇到了一些問題.首先，一些教學(xué)方法的效果很大程度上取決于學(xué)生的自主性和積極性，由于缺少了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的強(qiáng)制性，個別學(xué)生會出現(xiàn)學(xué)習(xí)惰性，這就需要教師花費(fèi)時間和精力進(jìn)行督促；其次，學(xué)生反饋由于儀器分析理論抽象，自學(xué)時會無從下手，在線觀看網(wǎng)絡(luò)視頻資源又存在選擇困難、免費(fèi)資源有限等問題，因此需要教師自己建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行分享.［15］

在今后的教學(xué)過程中我們將與時俱進(jìn)，不斷學(xué)習(xí)別人先進(jìn)的教學(xué)方法，不斷創(chuàng)新，將分析化學(xué)的教學(xué)改革更加“深度化”，讓學(xué)生能夠通過知識的學(xué)習(xí)，養(yǎng)成終身必備的素養(yǎng)和品質(zhì)，以適應(yīng)新時期分析化學(xué)的發(fā)展要求.