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藥學無機化學實驗是學生涉及藥學實踐的第一步,尤其需要重視良好的實驗素質及習慣的培養,重視學生科學精神和品質的教育。良好的工作作風和習慣不僅為做好實驗、搞好學習和工作所必需,而且也反映一個人的思想修養和素質。通過無機實驗的培養和訓練,要逐步養成良好的實驗室工作習慣。
1.1增強學生重視實驗的意識和勇于實踐的情感
克服學生在普通中等教育中形成并且普遍存在的重理論輕實踐的思想,轉變學生死記硬背實驗現象的學習方法,使學生真正認識到實驗教學是理論教學的補充和延伸,是一個不可取代的重要學習環節,是培養自身實踐動手能力的重要方式。
1.2初步養成認真、仔細、緊張有序地進行實驗的習慣
實驗前做好預習,理解實驗的目的要求,了解實驗原理,理清操作步驟,查找有關數據,繪制儀器、裝置簡圖,做好記錄準備。實驗中保持安靜,多做、多想,有條不紊地進行實驗;認真、仔細觀察現象,理論聯系實際地思考其現象的本質,記錄數據和現象應真實、可靠、完整。實驗后分析現象,研究問題,得出結論,及時完成實驗報告。
1.3培養學生嚴肅—嚴謹、求真—認真、務實—求是的科學態度
糾正學生對待實驗項目敷衍了事,對待實驗數據隨意涂改或編造或抄襲的陋習。要求學生認真、仔細地觀察實驗現象,真實、準確地記錄實驗現象,完整、全面地收集實驗數據。如果出現異常現象,首先要求學生應用基礎知識獨立思考其可能性,然后再指導學生找出問題根源,最終指導教師與同學共同分析、做出結論;尤其特別鼓勵學生把問題帶到課下,通過查閱有關書籍、文獻、資料,結合自己的推理、判斷和分析,說明產生異常現象的基本原因和影響因素等。
1.4樹立厲行節約思想和滲透綠色化學、環境友好化學理念
按要求用量取藥。稱量固體藥品時不灑落在托盤上,量取液體藥品時不濺灑到實驗臺面上。儀器應輕拿輕放,貴重儀器未經教師允許不得擅自動用。一旦損壞儀器應及時報損、補領,不隨意使用他人的儀器。養成節約水、電,節約使用一切實驗用品和愛護儀器的習慣。
1.5培養學生整潔、有條理的習慣
保持自己實驗臺面的整潔。儀器、裝置擺放應有條理、便于使用,污物、廢紙等雜物應及時放入垃圾箱或實驗臺面上的雜物缸,廢液應及時倒入公共的廢液回收瓶,待實驗后統一處理。實驗結束后應及時清洗所用儀器,整理所用器具,公用物品放回原處。各種化學試劑按照相應的規律擺放整齊,擦凈實驗臺面。認真做好實驗室的保潔值日工作。
1.6自覺遵守實驗室各項規章制度
化學實驗是豐富多彩的,但同時也處處存在著一定的危險。化學試劑通常具有一定的毒性、腐蝕性、揮發性、可燃性、易爆性。因此,在學生實驗課開出之前,教師要認真組織學生學習實驗室的各項規章制度,實驗課時教師要督促學生自覺地遵守實驗室各項規章制度。譬如,在實驗課時,學生一定要穿著實驗服,必要時要佩戴防護鏡和防護手套,不允許穿著裙裝、也不允許穿著拖鞋、更不允許穿著高跟鞋,還不允許散披長發;嚴禁在實驗室飲水食物,尤其是嚴禁將飲用水和食品帶入實驗室內;嚴禁在實驗室內高聲喧嘩、追逐嬉戲、相互打鬧。對于使用劇毒試劑或有危害氣體產生的實驗中,學生必須按照要求由二人或二人以上操作、或在教師的監視、指導下完成。
2培養學生的規范操作
科學規范的操作是學生在實驗中獲取準確數據和保障實驗安全的關鍵所在,是學生必須具備的基本功,也是藥學無機化學實驗教學的重點和難點。因此,努力提高學生無機化學實驗的基本操作技能勢在必行。
2.1認清新生實驗現狀和存在的問題
藥學無機化學實驗具有承上啟下的重要作用,起著從普通中等教育學習過渡到高等專業教育學習的紐帶作用。在中學化學中,要求學生了解儀器的名稱、用途和操作原理,會使用基本儀器,并且掌握常見氣體的制備方法和一般溶液的配制,學會觀察和記錄實驗現象,并根據實驗現象得出正確的結論,如實地寫出實驗報告。但由于中學實驗條件所限或應試教育影響,化學實驗常常是紙上談兵。學生入學時普遍實驗基礎差、操作水平低,學生在實驗室手忙腳亂,無所適從,這在藥學無機化學實驗教學中表現尤為突出。
2.2從點滴入手,逐項規范操作行為
在教學之始,就應培養學生正確掌握藥學無機化學實驗的基本操作。無機化學實驗涉及到許多基本操作,例如試劑的量取、稱重、溶解;反應液攪拌、振蕩、加熱、冷卻、過濾、蒸發、濃縮、結晶;還有溶液的配制等。傳統的教學方式是指導教師在講解實驗內容的同時,做出必要的示范操作,并賦予一些問題和指出注意事項。這種教學方式可能會由于每一位指導教師對教學內容的理解程度的不同或基本操作掌握程度的不同,也可能會由于不同的指導教師的耐心程度的不同,往往使教學效果產生比較大的差異。利用現代教育手段采用多媒體,例如對每一個無機化學實驗教學內容制成幻燈片或者攝成音像片,在實驗前播放給學生觀看,并配合指導教師必要的講解,既可以提高學生的學習興趣,又可以規范教師的教學行為。這是因為幻燈片或者音像片是集體研討制作,具有一定指導性。在此基礎上,對于實驗中操作不夠規范的學生,指導教師及時地予以糾正。這樣指導教師對學生既可以嚴格地要求,又會有足夠的耐心。
2.3以多種教學手段示范規范操作
制作儀器基本操作展板、展牌。展板、展牌是很直觀的實驗教學教具。因此,把小型儀器設備(例如:酸度計、電子天平等)的操作規程做成展牌,放置在待操作的儀器處,讓學生嚴格按照規程操作,這樣做的同時也降低儀器的損壞率;把需要熟練掌握的無機化學實驗基本操作分類設計成展板,實驗課時取出將其懸掛在實驗室的黑板上,便于指導教師示范講解,也有利于學生掌握無機化學實驗基本操作流程。
3結語
分析化學實驗內容既要強調分析化學實驗技術本身的基礎,又要關注分析化學方法的前沿發展。目前分析化學的傳統實驗較單一,新穎性較差。比如配位滴定法測定的自來水的硬度這個實驗,雖然實驗教授了蒙藥學專業學生配位滴定分析的原理,但是跟蒙藥學這門專業沒有有機聯系在一起。如果我們將實驗內容改為EDTA配位滴定法測定蒙藥寒水石中硫酸鈣的含量,就可以將配位滴定分析方法應用到蒙藥學研究領域中,更能直觀教授學生分析化學在蒙藥中的應用,亦可以提高學生理論聯系實際的科研能力和興趣,減少專業基礎實驗的單調性。分析化學實驗的教學的主要任務是了解和掌握各種分析方法、儀器的操作和技能。一方面強調分析化學實驗教學的基礎知識和操作技能,因為這些“傳統”知識如滴定分析法和重量分析法的理論和實驗技能是分析工作的基礎。另一方面,隨著蒙藥學從傳統的配方藥研究發展為新藥的研究如劑型研究、提取有效成分及含量測定研究等,實驗課程的內容也盡量滿足這些研究的發展,使蒙藥學專業學生了解這些分析技術發展的前沿。
二、考核機制改革
分析化學實驗分兩個學期,共80學時,5學分,是單獨于理論課記成績的。所以只記錄學生實驗報告的成績,并不能體現學生們完成實驗的水平和能力。考核機制改革后,學生的實驗成績是由平時成績和實驗報告成績組成。平時成績包括實驗預習情況(主要查看預習報告)和實驗課程表現(操作是否規范,考勤等)。實驗報告成績主要包括實驗數據處理和實驗結果。實驗結束時,指導老師要對學生的預習報告、原始數據的記錄及儀器使用情況進行逐一量化評分。其中,預習報告為20分,課程表現(操作是不是規范,實驗數據是否正確,所用儀器是否整理清洗)為40分,實驗報告為40分(標題,原理,使用儀器試劑等是否完整正確,有無附原始數據和圖,實驗結果計算是否正確)。通過考核機制的改革,可以全面體現學生了解掌握一個實驗的水平。
三、重視能力培養,增加設計性實驗的比重
分析化學實驗課的目的是培養學生實際動手能力和分析解決問題的能力。但是目前分析化學針對四大滴定的10個實驗基本操作重復度比較高,儀器較簡單,實驗內容固定等易讓學生感到簡單枯燥,導致學生對實驗課失去興趣,儀器分析實驗課程也基本如此。這種“照單抓藥”的實驗,不利于培養學生動腦解決實際問題的科研能力。為了改變現狀,我們設計減少一些傳統實驗,加入了一些設計性實驗。由老師根據學生所學知識,擬定實驗題目,通過查閱文獻和討論設定實驗原理、方法。當然這是在現有儀器和實驗條件的基礎上,開展的教學和科研交叉的實驗。比如我們給學生擬定的題目有“滴定法測定蒙藥筋骨風痛膏中二硫化二砷的含量”或“紫外可見分光光度法測定蒙藥紅花中紅花黃色素含量”等,就結合了滴定分析法中氧化還原滴定或現代化分析儀器知識和學生的蒙藥學專業知識,可以激發蒙藥學專業學生的興趣。因前期教學過程中要求學生規范化操作和培養積極思考的習慣,使學生通過查閱文獻和交流討論基本能解決問題。這就大大增加了實驗的趣味性和學生的自信,使原本枯燥的實驗過程變得相對生動活潑,鍛煉蒙藥學專業學生解決實際問題的能力。這種設計性的實驗不是一成不變,不局限于一兩種實驗,可以根據蒙藥研究的發展前沿和目前的實驗條件,更改設計性實驗題目。開放式實驗教學模式是拓寬學生知識面、培養學生科研意識和創新能力的一個重要環節,是未來實驗教學的發展趨勢。我們已經對藥學專業學生采用分析化學開放式教學模式,讓學生從大二進入研究室,自由選擇導師,隨指導老師進行簡單的科研活動,但目前未對蒙藥學專業學生開放。原因有以下幾點:第一是開放式實驗室和指導教師的不足,設備維護保養和如何解決實驗經費不足的問題。另一個重要原因是開放式實驗教學對導師的要求很高。需要老師不僅有分析化學知識功底,也必須了解和掌握蒙藥研究方面的知識。
四、教師培養
有機化學實驗像普通蒸餾、減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾和索氏提取等,需要成套的儀器設備,這些儀器都是標準磨口儀器,價格昂貴,如果不加強管理,將造成巨大的資源浪費。所以像這類實驗就是把每個實驗室的儀器都放到一個盆子或框里,每次實驗由每個實驗室的負責人統一分發和回收。為了配合實驗技術人員的工作,采取選擇實驗室負責人的辦法:要求每次實驗每個實驗室選定兩名負責人,協助實驗技術人員負責收發儀器。并對實驗進行分組:實驗分組采用自由結合,兩人一組,負責人把分組號和對應名單報給教師,并標明負責人姓名、相應職責及聯系電話。
實驗臺內(抽屜和柜子)和試劑架物品擺放規則實驗操作臺結構是下面設計有抽屜、柜子,上面有試劑架,每一部分有不同的使用功能。學生實驗柜、抽屜及試劑架通常放置的物品包括玻璃儀器和器皿、藥品和一些零星的低值耐用品。抽屜是放置常用的器皿和一些零星的低值耐用品,柜子是放置體積較大玻璃儀器和陶瓷制品,這些物品應分類合理擺放在抽屜、柜中。試劑架是放置供一個中央實驗臺的學生使用的藥品,藥品必須整齊有序地放置在實驗臺的試劑架上。日常實驗中學生常常不加區分,東西任意在這三部分之間擺放。因為不合理放置導致玻璃儀器撞碎。比如:萬用夾、鐵環和十字夾(雙頂絲)及研缽、布氏漏斗、蒸發皿等鐵制和瓷制儀器不應該放在抽屜里,容易撞碎玻璃儀器;研缽這類較重儀器要求放在柜子最底下;萬用夾、鐵環和十字夾(雙頂絲)等鐵質類儀器,接冷凝水的乳膠管或理化管等管線類器材,要求統一放在公用實驗臺貼有標簽的指定容器內;而鐵架臺要求整齊放在實驗室周邊某一區域。總之,物品要干凈有序分類擺放在清潔衛生的柜子里。儀器分發每次實驗開始前,儀器負責人要到教師辦公室詢問是否需要領取實驗儀器,領取儀器時要清點套數,檢查儀器是否完好及簽名,領取后分發到每組。各組學生也要檢查所發儀器完好能用,萬一發現有問題還可以調換。
儀器回收每次實驗所發儀器使用完畢后(實驗結束后)洗刷干凈,儀器負責人清點套數,檢查儀器是否完好及是否干凈(若不干凈,要求使用者洗凈),按要求交回教師處,簽名后方可離開。從實驗柜內拿出的儀器,實驗結束后放回原處。儀器賠償如果由于不規范操作導致儀器損壞,損壞儀器后及時與老師聯系,填寫儀器賠償單,然后到物資供應科找負責教師進行相應賠償,并把領取儀器報告單交給老師。以前在沒有選擇儀器負責人時,實驗中打破儀器無人告知,學生間還互相推托責任或包庇,不易查出責任人進行賠償。為保證下個專業學生順利實驗,只好給予補充,結果學生因為這件事失去誠信,還額外增加學校經濟支出。
儀器設備管理有機實驗常用到一些儀器設備,如恒溫水浴鍋、電加熱套、熔點儀、旋光儀、電子天平等。教師講完后,總是有些學生不能完全領會。如果不正確使用,會導致儀器損壞,影響實驗的進行。為此,首先對儀器進行分類,像恒溫水浴鍋和循環水式真空泵這類使用頻率較高的設備,把說明書貼在每個教室的門后邊,特別要注意的地方寫在每個實驗室黑板上的某個區域,長期留住不要擦掉(如水浴鍋要添加蒸餾水而不是自來水);像熔點儀和旋光儀等只有某個實驗使用的儀器,說明書隨輔助配件放在工具箱中,注意事項貼在儀器醒目位置上。這樣一方面方便教師上課時講解,同時學生在使用儀器過程中若出現有不明白的地方可以隨時參照,規范、科學地使用儀器。
2衛生管理(實驗室內衛生與值日生簽名)
有機化學實驗室是培養學生掌握基本操作實驗、合成實驗、綜合設計性實驗等的場所。為營造規范、整潔、有序的實驗環境,保證學生能安全有效地實驗,要求實驗結束后,衛生負責人選定并安排值日生打掃衛生。每次實驗后由學生輪流值日,負責打掃和整理實驗室。為保證任務落實到位,每次實驗每個實驗室選定兩名衛生負責人,安排并監督該實驗室衛生,務必做到:桌面、試劑架、地面、窗臺、水槽(水槽內不得有紙屑、沸石、中藥渣等雜物)等都要打掃干凈,關閉水、電及窗戶;每個實驗臺配有抹布,使用完畢后應洗凈,按規定要求放好;實驗室的掃帚、簸箕、拖把等清潔用品使用后應整齊放在指定位置;所用電器一律拔掉電源插頭、擦拭干凈、擺放整齊,衛生負責人檢查是否合格,檢查合格后,值日生、衛生負責人、班長到實驗室管理教師的辦公室在“實驗室使用登記簿”上簽名,待教師檢查衛生合格后方可離開。
3公用物品使用規則
公用儀器、試劑等一般放在邊臺、試劑架上或者通風柜(取用時易揮發的試劑)內,公用實驗臺一般放置公用的實驗用品及輔助的實驗用品,這些用品要求就在原地使用或取用,或拿走用后立即放回原處,不準長時間放在自己實驗臺上影響其他學生使用。對于天平,要求使用中保持天平的整潔,不能隨意挪動。
4實驗室安全
實驗室水電安全,特別是電爐,在使用時一定要墊上隔熱板,以防燒壞桌面,使用時,電爐線應遠離電爐,以免燒壞電線,引起火災;精密儀器如熔點儀、旋光儀等,實驗結束后及時蓋上防水罩,以防實驗室漏水使儀器損壞。
5實驗中廢棄物管理
實驗過程中,每個實驗臺邊都放一個貼有“回收固體廢棄物”的小桶或小燒杯,如實驗中用過的沸石、火柴梗、點樣毛細管等雜物可以放進去,不可扔在地上、實驗臺上或水槽中,實驗結束后倒進公用垃圾簍內。有毒的藥品分類倒進專門的廢液桶中,不可倒在水槽里,由專業人員統一進行處理,以免污染環境。空的試劑瓶放到指定的箱子里,每學期結束,科研處統一由專人進行回收處理。對于配制的沒有用完的溶液,倒入專門的回收桶內,實驗結束后進行統籌回收處理,這樣不僅節約了資源,也保護了環境,同時提高了學生的環保意識。
6總結