浅析教学实验改良对提高学生实践能力的探索

苏俊芳 陈秋彤 周 莹 黄少伟 罗 惠 苏雪芬 杨丽萍

（1.广州中医药大学基础医学院，广东 广州 510006；2.华南师范大学公共管理学院，广东 广州 510006）

实验教学是高校培养学生实践创造能力的最主要手段，是教学中必不可少的环节之一[1]。学生在实验教学中发现和形成问题、针对问题设计实验、在实验过程中的操作、观察，对实验结果的描述、思考及对问题的探讨交流等实践活动，可以很好地培养学生的实验意识、思维习惯、思维能力，有效地加强他们实验的设计、观察和操作能力[2]。正因为实验教学在教学中占有如此重要的地位，实验教学的质量更需要得到充分保障。目前实验教学普遍存在一些问题，如教师对实验教学不重视、随意取消或减少实验次数及内容、实验教学手段一成不变、实验教学模式太单一等情况。在诸多影响实验教学质量的因素中，实验手段的优劣尤为重要。好的实验往往更能提高学生的兴趣，让他们积极参与进去，是实验教学成败的关键[3]。因此，实验教师要不断总结经验，发现问题并及时进行改良，这样我们的实验教学质量才能提高[4]。作者以改良呼吸困难实验为例进行探讨。

氯气主要是从呼吸道侵入人体并在黏膜所含的水分子里溶解，生成次氯酸和盐酸，从而导致上呼吸道黏膜损伤：次氯酸使组织受到强烈氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，分泌大量黏液，造成呼吸困难。症状严重时，会因为肺水肿使循环作用困难而导致死亡。而我们呼吸困难实验教学中往往就是用重铬酸钾与浓盐酸反应生成氯气，产生的氯气进入小鼠呼吸道引起中毒性肺水肿。学生通过肉眼和显微镜下观察肺水肿的形态变化，从而了解呼吸衰竭发病机制及肺水肿的形态学改变。该教学实验在实验操作、环境保护及人身健康等方面存在诸多不足，作者通过改良尾气，使该教学实验避免了上述不足，从而大大降低人体中毒的可能性。

1 材料与方法

1.1 实验材料小白鼠（来源于广州中医药大学实验动物中心），K2Cr2O7、浓HCl 溶液、2%氢氧化钠、导气胶管、分析天平、电子秤、酒精灯、制Cl2装置、玻璃培养皿、吸水纸、药匙、称量纸、5 mL 量筒。

1.2 实验方法

1.2.1取小白鼠1 只，用天平称体质量，手抓小白鼠数腹部起伏次数来计数其呼吸频率及观察呼吸深度。

1.2.1.1 氯气制备称取K2Cr2O72 g，放入试管中，加入浓HCl 溶液3～5 mL，试管微加热，将氯气通入事先放好小鼠的广口瓶中，待瓶中生成一层薄薄云雾状气体后中止通气。化学反应方程式：14HCl+K2Cr2O7=2KCl+2Cr Cl3+7H2O+3Cl2↑。

1.2.1.2 改良氯气制备在原来教学实验氯气制备的基础上加上一个装有2%氢氧化钠溶液300 mL 的去盖广口瓶。操作方法：称取K2Cr2O72 g，放入试管中，加入浓HCl 溶液2～3 mL，将导气管A 的一端口完全浸入到2%氢氧化钠溶液内，并用导气管夹夹紧。导气管B 一端连着装有小鼠的广口瓶，另一侧连着试管，此时导气管夹要完全打开，进行试管微加热，使氯气通入已装有小鼠的广口瓶中，待瓶中生成一层薄薄云雾状气体后中止通气，夹紧导气管B，开放导气管A。

然后快速把死亡小鼠倒出广口瓶，盖回该瓶活塞，然后把两边导气管夹完全打开，把试管内产生的氯气完全通过2 条导气管进入到装有2%氢氧化钠溶液的广口瓶内，充分化学反应，最终产生次氯酸钠溶液。所有实验废液回收到密封的收纳瓶内，有待单位部门回收。

氯气制法原理：14HCl+K2Cr2O7=2KCl+2Cr Cl3+7H2O+3Cl2↑。尾气处理原理：Cl2+2Na OH=Na Cl+Na Cl O+H2O。实验装置见图1。

图1 呼吸困难实验改良装置

1.2.2 观察动物一般表现及呼吸变化实验中的小白鼠由原来的呼吸顺畅、性格温顺变得烦躁乱窜、呼吸频繁、急速喘息等症状，甚至马上窒息死亡。

1.2.3 取出全肺动物死亡后立即解剖，切开胸腔观察肺组织变化，然后用线结扎气管下端（防止水分流出），在结扎的上端剪断气管取出全肺，清除肺周围的其他组织。

1.2.4 计算肺系数将肺放置于玻璃培养皿内，用纸吸去其外表水分，称取肺的重量，计算肺系数（肺重占体质量的百分比）：肺重/ 体质量×100%，全班做一个正常动物的肺系数作为对照。

1.2.5 观察肺部泡沫液体除去结扎气管的线，戴上手套用食指和拇指轻轻压迫肺脏观察是否有泡沫液体流出。

1.2.6 观察肺水肿的形态肉眼和显微镜下观察氯气中毒引起肺水肿的形态。

2 实验结果

肉眼观察肺表面苍白，含水量增多，切面有大量液体渗出。显微镜下形态改变：部分支气管黏膜上皮变性，坏死，管壁周围组织中见明显炎性渗出。大量蛋白质性液体、纤维素、炎细胞渗出及红细胞的漏出使支气管、血管周围腔隙和叶间隔增宽，肺泡间隔增厚，部分肺泡腔内亦见渗出物，诊断为：急性肺水肿。肺水肿形态改变见图2、图3。

图2 肺水肿形态改变（×100）

图3 肺水肿形态改变（×400）

对实验装置改良后，实验环境大大改善，学生更愿意参与到实验中，对实验结果的观察也不再草草了事.目前已经应用到实验教学中，受到了任课老师及学生的好评。

3 讨论

作者对该实验氯气制作操作方法进行了尾气氯气的改良。改良后大大改善了空气环境，减少人体吸入有害的氯气，使得中毒的可能性大大地降低。利用尾气氯气的处理，使氯气与氢氧化钠反应产生的次氯酸钠溶液，可以用作漂白剂、氧化剂及水净化剂，具有漂白、杀菌、消毒的作用。另外，该实验过程以下细节值得注意：浓HCl 溶液为腐蚀性液体，量筒量取时要小心操作，避免洒落或遗漏，伤及皮肤。氯气制备时，应先将K2Cr2O7加入试管中，再加入浓HCl 溶液。氢氧化钠属强碱，易伤害到皮肤，因此氢氧化钠溶液的浓度选用也很讲究，经过作者反复的摸索，浓度为2%的氢氧化钠溶液比较理想，不会损伤到皮肤。

对学生实践能力的培养是大学素质教育的重要组成部分，可以有效地检验他们是否能全面掌握所学理论知识[5]。在教学实践中我们应该不断总结经验、积极地改良和创新、增加学生对实验的积极性，才能达到提高实验教学质量的目地[6]。因此，对于实验手段的探索和改良是值得实验教师及技术员不断探究的课题。