药学专业化学实验课程教学改革

孙　斌　唐中坤　游文玮（南方医科大学药学院，广州510515）

药学专业化学实验课程教学改革

孙斌唐中坤游文玮*
（南方医科大学药学院，广州510515）

以药学专业化学类基础课程的主要内容为基础，以药学类专业的实用发展为指导方向，对实验教学基本内容的整合与实验课程体系的重新构建进行了研究与探讨。

教学改革；药物化学；实验教学

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鉴于化学课程在药学以及制药专业中的重要性，迫切需要我们在教学内容、教学方法和教学手段上有所改革和创新，以适应当前药学人才的培养和药物化学学科发展的新要求。

药学专业化学类基础课程包括了无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析、物理化学5门课程。传统的教学模式下，实验教学课程一般随着理论课同步开设，希望能让学生将实际操作和课堂的理论知识紧密结合，更好地去理解实验原理，达到良好的学习效果。但这种模式也存在一些不足，主要表现在以下3个方面：

第一，教师和学生往往比较重视理论学习而忽视实验训练。受到实验场地、仪器设备不足的限制，应该开设的实验内容没有条件开设；学生没有足够的时间完成所有的化学实验，甚至一些基本的化学实验操作都得不到很好的锻炼，基本实验技能得不到很好的培养，不仅影响到学生后续课程学习，而且严重影响到学生综合能力的培养。

第二，药学专业的5门化学课程，按照传统的教学体系，每门课程分别在两个学年完成。如此的课程安排，使原本相互联系的化学实验基本操作、基本技能培训被人为地分割开来，每一门实验课所学的实验操作没有足够的时间反复训练，时间间隔长了，学生容易遗忘，达不到教学效果。

第三，实验附属于理论课程，不便于进行考核，也不利于开展创新性的综合实验。目前许多高校都在进行实验教学改革，如减少验证性实验、增加综合性实验及探索性实验，但改革大都只局限在单门或两门化学课程内的实验内容的改革，还没有形成多门化学实验课程整合的教学体系［1，2］，无法从根源上解决上述存在的问题，因此实验教学体系的改革势在必行。

1　化学实验课程整合的理论分析

基础化学学科中的无机化学、物理化学、分析化学、仪器分析和有机化学的学习内容一般在学生的大一、大二两年内学习完毕，这些课程的学习为药学后续教学奠定了必要的理论和实验基础。药学学科的教学目的在于培养能够适应新世纪药学发展的人才，纵观目前药学领域内的重大发现及问题的解决，常常涉及到不同学科之间的相互交叉和相互渗透，因此在基础实验课程开展阶段应进行以课程整合为手段的教学改革，以适应当今药学发展综合化的趋势。

为了避免知识点的重复学习，提倡创新的教育教学模式，我们对药学专业本科生的化学课程实验教学进行了一次较大的改革，把5门化学基础课程的实验课内容从理论课程中脱离出来，形成一门独立的实验课程，以此构建完整的实验教学体系。实验课不按化学课程分类，而是按实验内容的等级及性质进行分类，将药学专业的化学实验内容分为初级、中级和高级3个等级。初级实验主要是一些基本操作的练习；中级实验包括了多种实验操作的综合练习；高级实验为多门化学课程实验知识和操作综合运用的设计性实验或创新性实验。对于药学专业的学生，经过初级实验内容的学习，中级实验内容的重复训练，增加了学生基本实验技能的训练时间，能进一步规范学生的实验操作，牢记实验要领，有效提高学生的动手操作能力；通过高级实验内容的培训，培养学生的实验兴趣，锻炼学生的逻辑思维，提高学生应用所学的理论知识和实验技能去分析和解决实际问题的综合能力；将5门化学基础课程整合成单独的一门实验课程，使实验教学内容更加系统化、规范化，更有利于教师实施教学，也方便对学生进行实验考核；按照实验内容的等级划分专门化的实验室，将有效地改善学生的实验条件，为提高教学质量打下坚实的基础。

2　化学实验课程跨模块的整合分析

首先，鉴于化学学科发展的综合化趋势，课程内容的组合应突破传统分支学科的界限，并体现化学各学科之间的密切联系。药学专业化学类基础课程包括了无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析、物理化学5门课程，具体各学科实验知识模块如表1所示。一般的课程设置中，无机化学作为所有课程的基础，是化学系一年级学生的必修课程，主要目的是让学生掌握化学实验的基本操作和技能、无机物的一般制备和提纯方法，并正确地处理数据和表达实验结果；有机化学对于药学专业的重要性不言而喻：它不仅是一门重要的专业基础课，也是一门实验操作性很强的课程，学生通过课程的学习，掌握对目标化合物分子骨架的构建和结构改造，其在药学类创新实用型人才培养方面发挥着举足轻重的作用；分析化学是训练学生正确和熟练地掌握“量”的概念，主要为定量分析实验，包括化学分析法中的酸碱、络合、氧化还原、沉淀滴定法和沉淀重量法以及可见吸光光度法等有代表性的实验；仪器分析则要求学生掌握和熟悉各种常用仪器的基本结构、用途、定性和定量分析的依据和方法；物理化学主要涉及到化学热力学、化学动力学和表面胶体化学的部分内容，它以数据测量为主要内容，通过对实验数据的科学处理来研究物质的物理化学性质及化学反应规律。

表1　基础化学实验课程的知识模块

这5门实验课程中，学习内容和实验方法方面既具有相似性又在定位上存在明显的差异。如果协调不好这些问题，有可能使学生在学习过程中产生困惑和不解，甚至滋生厌倦情绪，使教学效果大打折扣。所以通过将5门课程的实验课核心模块重新汇总，结合药学专业的要求以及课程内容本身的特有属性及内在的逻辑关系重新进行分类与组合，一方面合理地选取各门实验课程中重要的内容模块，合并重复的相关教学内容；一方面删除或简化对于药学类专业的学生过于艰深、生僻的化学教学内容。譬如在常规的物理化学实验方面［3，4］，测定离子的迁移数、摩尔折射率的测定、磁化率的测定等实验内容与药学专业的相关性不强，可以舍弃；在有机化学实验方面，有机化合物官能团的鉴别试验可进一步扩展并调整学习方向，实验除了主要倾向于化合物分子骨架的构建和结构改造，更应该增加部分官能团保护的实验操作技能；鉴于在药类分析检测中重量分析法较少使用，并且仪器分析课程中的化学分析部分内容和分析化学课程部分有重合，可以重新整合归一。最终从全局的层面上高度规划、协调5门课程中各自的核心内容，将5门实验课的内容分为初级、中级和高级三等级、三进程的大药学化学实验课程体系，在教学内容上实现5门课程的协调与融合，真正巩固5门课程内在的有机联系，使课程间相互依托、相互协调，更加有效地调动学生积极性、创造性，从而更加充分地、合理地、有效地利用现有教学资源。

3　药学综合实验课程模块的整合构建

综合实验课程的设计思想是：以培养高素质复合型药学人才为目标，以培养学生科研创新能力和提高学生实践能力为原则，在一学年160个学时实验课的基础上（上半学期80个学时，下半学期80个学时）构建了“三个等级”的大药学化学实验课程体系（图1）。通过课程设计和课程内容优化，提高药学类化学实验教学的质量与层次，使学生提高实践能力和创新能力。

第一等级为基础验证性实验，侧重于基本技能的训练、基本原理和实验方法的掌握。譬如化学实验的安全防护知识（理论课）；标准溶液及缓冲溶液的配制（如实验二：缓冲溶液的配制和性质；实验五：银量法标准溶液的配制和标定）；玻璃仪器以及容量计量器具（移液管、滴定管、容量瓶）的使用及保养（如实验一：常用玻璃仪器的洗涤及溶液的配制；实验三：容量仪器操作练习；实验四：酸碱滴定液的配制和标定）；不同加热方法的选择（直接加热、水浴加热、油浴加热等）；冷却方法的选择（冷凝管、冰盐浴等）；搅拌与混合技术（机械搅拌、电磁搅拌）；实验装置的选择、安装与使用（电热套、水浴锅等）；小型实验仪器的使用，包括旋转蒸发仪、旋光仪（如实验六：液体的折光率及旋光活性化合物的旋光度测定）、分光光度计（如实验七：分光光度法测定水中铁的含量）、pH计等；以及反应、平衡、滴定3项基本实验内容的跨学科式整合，总计为8个实验，32个学时。

第二等级为综合性实验，综合性实验集中在有机化学和仪器分析化学这2门课程上，充分体现这2门课程在药类专业5门基础化学课程中的核心地位。综合实验课可以在对学生进行常规的有机合成和分离方法的训练之外，加入对产物尽量多的仪器分析测试，诸如终产物的熔点（如实验十二：阿司匹林的制备、提纯、熔点和红外光谱的测定）、电导率、质谱、核磁、红外、荧光（如实验十三：硫酸奎宁的制备、提纯和荧光法测定其含量）、电化学（如实验十四：氟离子选择电极测定牙膏中游离氟含量）、气相色谱（如实验十六：气相色谱法测定市售白酒的酒精度）、高效液相（如实验二十：高效液相色谱法测定复方左炔诺孕酮片的含量）等仪器分析操作。此外，鉴于药典中有机药物的数目超过药物总数的70%，药物生产中离不开药品检测。因此，我们也相应地加入相关的检测实验课程，如“双指示剂法测定药用辅料NaOH的含量”、“维生素C片的含量测定”等实验，让学生实验技能的综合训练做到由浅入深、由简到繁、循序渐进，并与前一阶段的基础学习首尾呼应，温故知新，巩固所掌握的实验技能。第二等级共计为20个实验，80个学时。

第三等级为设计与创新性实验：侧重于学生的设计能力、创新能力和实际应用能力的培养。主要突出个性教育，实验多为研究设计性实验，设计性实验是指给定实验目的和要求，由学生根据已有实验条件，自己设计实验方案，并具体实施的探索性实验。设计性实验旨在引导学生在掌握化学实验基本操作的基础上，利用化学课程中学习的基本理论解决与医药学和生活密切相关的一些实际问题；培养学生独立分析解决问题、查阅文献以及组织管理能力；提高学生综合素质和科研创新意识。在这部分实验中，要求学生真正告别“照方抓药”的被动实验模式，主动进行原理分析、实验方案和路线的设计以及实验内容的调整，鼓励学生通过不同的方法和途径实施实验。

为了完成好设计性实验，学生首先要弄明白要干什么（实验目的），其次考虑运用什么理论和方法才能达到实验目的（实验原理），随后决定怎样做（实验方案和实验内容），在实验完成实施后还应对实验结果进行合理的分析解释。具体来说，为了设计出一个合理可行的实验，学生应该做的工作包括：

（1）文献资料的查阅：资料的来源包括理论教材、各种专业书、数据库、网上资源等等，查阅的目的首先是了解实验背景，明确通过什么原理、理论来达到实验目的，其次要熟悉实验涉及到的各种化合物的物理性质、化学性质。

（2）在综合、消化文献资料的基础上，设计合理可行的实验方案、实验路线，包括实验药品的选择、仪器设备的使用等。设计性实验实施前需提交实验设计方案，包括实验名称、目的、实验小组成员，所需仪器、设备、药品，实验设计原理思路、实验步骤、数据处理方法等，经指导教师检查修改后方可进行实验。

（3）正确进行实验操作：熟悉各种基本操作和仪器设备的使用方法，认真观察实验现象、认真记录实验数据。发现设计方案存在问题时，及时分析原因，并对方案进行调整改进。

（4）实验结果的分析：对于制备性实验，需对产物的纯度进行检验，并计算产率；对于定量分析实验，需计算分析实验数据，求算平均值、偏差等。

（5）实验结果的分析和讨论：对实验中观察到的现象、测得的数据进行分析讨论，包括对反常现象和数据的分析解释。

学生把实践和所学的理论知识充分结合起来，这样不仅巩固了理论知识，同时又培养了学生运用理论知识解决实际问题的能力，也可以激发学生的科研兴趣，使得创新实验课程成为后备科研队伍的前期培养孵化器。目前开展的设计与创新性实验包括：“蔬菜水果对自来水余氯吸附率的测定”、“金霉素水溶液的稳定性及有效期预测”、“3-（2-呋喃基）丙烯酸的合成”等共计6个实验，48个学时。

通过对基础实验化学课程内容的整合，建立药学基础化学课程结构的新体系。新课程的结构体系与传统的化学实验课课程体系截然不同，新体系将各相关学科的知识紧密联系起来，真正为培养高素质的高级药学专业人才打下深厚的基础。

［1］王小兵，卢文贯，任健敏.大学化学，2014，29（2），23.

［2］宋尔群，宋杨.药学实践杂志，2013，31（5），398.

［3］姚秋萍，伍丹.科技信息，2010，23，667.

［4］周春琼，邹敏，游文玮，马豫峰，杨雪梅.山西医科大学学报（基础医学教育版），2007，9（3），285.

Research on the Curriculum Reform for Chemistry Laboratory Course at College of Pharmaceutics

SUN BinTANG Zhong-KunYOU Wen-wei*
（School of Pharmaceutical Sciences，Southern Medical University，Guangzhou 510515，P.R.China）

Based on the chemistry courses in pharmaceutical major and practical pharmaceutical course development，research and discussion on the integration of the laboratory course contents and reconstruction of the practical educational system of pharmaceutical chemistry-related laboratory courses are presented in the paper.

Curriculum reform；Pharmaceutical chemistry；Laboratory course teaching

O6；G64

10.3866/PKU.DXHX201511007

，Email:youww@smu.edu.cn

广东省教育项目