本站原创摘 要：设计性实验在中药化学实验教学中的应用过程：教师给定范围—学生查阅文献命题—设计实验方案—教师辅助指导—学生独立操作—分析结果—得出结论.整个过程以学生为主,教师为辅.
关 键 词 ：中药化学；设计性实验；实验教学
Application of design experiment in experimental of chemistry of Chinese materia medica
Chen Hong, Chen Weilin
Fujian university of traditional Chinese medicine, Fuzhou, 350108, China
Abstract: Application of design experiment in experimental of chemistry of Chinese materia medica. The students are in a given range, they read some literature-assign a topic, design the experimental program, the teacher counselling guidance, the students independent operation, analyze the results, arrive at a conclusion. The whole process to students is given priority to, supplemented by the teacher.
Key words: chemistry of Chinese materia medica, design experiment, experimental teaching
设计性实验是技能学实验中的一项重要内容,即学生在掌握了一定的实验技能和方法的基础上,运用所学知识自行提出选题,设计实验方案,通过实施实验、观察实验结果、实验结果分析处理等环节最终得出结论.开设设计性实验课的目的是通过实践提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生勇于探索、严谨求实、团结协作的精神,对于培养高素质、创新型人才具有重要意义.设计性实验一般需经过选题、设计、实验、收集实验资料、整理分析实验资料和撰写论文几个阶段.一个好的选题应具有创新性、科学性和可行性,需要查阅大量文献资料.
中药化学设计性实验是教师给定范围,学生自行选题,通过查阅资料、综合分析、整理资料,并根据实验室条件自行设计实验方案,独立完成实验全过程,独立处理所得实验结果,并给出合理的结论.如果实验结果阴性,应分析其出现的可能原因.教师在整个过程中仅仅起指导和辅助作用,主要对学生的实验设计方案的安全性及可行性进行把关,帮助学生理清思路,完善实验方案.这种教学方法的主要目的是使学生进一步理解和验证中药化学的基本理论,对课堂上学到的理论知识能够举一反三；锻炼学生对文献资料的查阅能力、综合分析和整理能力,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力；培养学生的基本实验操作技能；激发学生对中药化学的兴趣；发掘学生的潜能,鼓励学生大胆探索,大胆尝试；培养学生的创新意识和创新能力,为今后从事中药科学研究和技术开发工作打下良好基础.我院参考其他兄弟院校的成功经验,经过几年的不断调整、完善和总结,中药化学方面的设计性实验日渐成熟,取得了一定的成效.
1.注重验证性和综合性实验,培养学生的基本操作技能
中药化学设计性实验是在教师带领学生完成两个或两个以上已知成熟方案的验证性实验和至少一个综合性实验基础上进行的.验证性实验和综合性实验是设计性实验的基础,这两类实验培养了学生的基本操作能力和基本技能.学生必须具备一定的实验操作技能,只有经历了验证性和综合性试验,熟悉了中药化学实验的大概步骤和操作过程之后,才有可能进行设计性实验方案的设计和一系列的实验操作.结合实际情况,我们在开设了“防己中生物碱的提取分离及鉴定”“槐米中芦丁的提取分离及鉴定”“大黄中蒽醌类化合物的提取分离及鉴定”“薯蓣皂苷元的提取分离及鉴定”等多个验证性实验和综合性实验的基础上开了设计性实验.
2.学生独立完成整个实验方案的设计
设计性实验是由多个学生共同协作来完成的,4～6人1组比较合适,教师提前大约一个月时间把作业布置下去,给学生留有充足的文献查阅整理时间,可简单介绍实验原理和实验方案设计的要求,鼓励学生打破已知的研究模式或固有的思维模式,大胆尝试.课外,同组学生分工合作,分别从不同的角度查阅资料,分析汇总资料,提出比较新颖的实验方法或思路,使其与已学过的中药化学理论知识相联系,以理论来指导实验,最后再由实验结果得出结论,让学生充分领会从理论到实践再到理论的整个过程.
学生在查阅整理资料的基础上,制订合理的实验方案,从实验原料的处理、实验仪器的选择和安装,到各种试剂的选择、配制、提取方法、提取时间、次数及实验结果的处理等均由同组学生分工合作完成.同组学生共同讨论实验方案的安全性、可行性,相互补充、相互完善,最终制订出相对较完善的实验设计方案.这样既激发了学生对中药化学浓厚的学习兴趣,又营造了良好的学习氛围.在制订方案过程中,培养了学生严谨的科学态度、缜密的思考习惯及团结协作精神,同时也锻炼了学生的交流能力,加深了对理论知识的理解,如各种溶剂、仪器设备的使用要点、用途等.在实验操作的过程中,会出现各种各样意想不到的现象,不仅能够提高学生的实际操作能力,克服眼高手低的不良习惯,而且还培养了学生仔细观察和记录实验的良好习惯.
3.在整个过程中教师起辅助作用
在设计性实验方案的设计过程中,教师仅对学生实验方案的安全性、可行性进行考证,确保在安全、实验室条件许可的情况下完成实验.另外,教师帮助学生理清思路,不对学生的设计方案作较大修改,只是对完善实验方案提出建议.在这一过程中,教师要耐心地与学生共同讨论学生提出的问题,鼓励学生大胆尝试不同方法或新方法,最终使学生在教师的启发下找出比较理想的解决问题的方法.
一般来说,实验方案经过前期的反复论证、反复思考之后,具备可行性即可付诸实施.整个实验操作过程中教师一定要随时关注,对在前期没有及时发现的问题,如果能在实验中一点就破,教师还是有必要进行启发式指导.教师在整个过程中只起辅助作用,这样做的目的是在实践中培养学生分析问题和解决问题的能力,提高学生的综合素质,有助于学生毕业后快速进入岗位角色.
4.按方案实施操作,合理处理实验结果
设计方案确定后,学生按照既定的方案一步一步实施操作.设计性实验比较重视学生的实验设计和操作过程,对实验结果并不看重,如果能得到比较满意的预期结果,则要求学生对实验结果进行总结分析,以进一步巩固所学的理论知识.如果结果不尽如人意或是失败,则要认真分析,讨论失败原因,看是哪一步没做好或没考虑到,总结教训,以进一步完善实验设计、规范实验操作,有可能的话可以重新进行实验.
在整个设计性实验过程中,学生的积极性被调动起来,他们思维活跃,积极发言,敢于争辩,认真操作.经过查阅文献、设计方案、规范操作、缜密思考、认真总结经验教训等一系列的学习环节,学生熟知了中药化学研究的一般思路和方法及实际操作过程中的注意事项,这种由被动学习到主动操作的巨大变化,激发了学生的学习积极性和好奇心,培养了学生的观察、思考、分析、动手、动脑等多种能力,为学生走出校门从事中药科学研究和技术开发工作打下良好的基础.