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试论药学专业中分析化学理论在教学中的应用
摘要：分析化学具有内容多、知识点抽象等学科特点，学生在学习过程中会遇到一定困难，因此教师在教学过程中更要讲究方法。分析化学是药学各相关专业必修的一门专业基础课，文章结合多年分析化学教学经验，基于理论教学和实验教学两个方面，探讨如何进行药学专业分析化学教学，希望促进同仁们交流，为分析化学的教学和学习提供帮助。
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分析化学是研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门学科，它是药学各相关专业一门重要的专业基础课，在药物化学、药代动力学、药理学及药剂学等后续课程中都有重要应用，与药物分析的关系则更加紧密。分析化学内容繁多，各种分析方法之间既独立又相互联系，课程中涉及大量复杂的概念、公式和抽象的仪器构造，学生掌握困难，严重影响了学生的学习态度、学习积极性和学习效果。
作为一名药学各相关专业的分析化学教师，应该认真思索：如何改变现有状况去调动学生积极性，突出他们的主体地位？如何做到结合药学专业特色，特别是从服务药物分析等课程的角度出发，既让学生很好地掌握理论知识，又让他们能熟练地进行分析操作？现在的教学改革策略，注重师生角色的变化，角色转换是否有效主要看学生对书本知识的掌握，学生的变化是知识量的改变。我们希望能在此基础上将分析化学的教学“深度化”，引导学生能够主动地、理解性地学习。结合多年来的教学经验，我们准备从理论教学与实验教学两个方面进行方法探讨，以期与同仁们进行交流，并能对分析化学的教学和学习有所帮助。
1、理论教学方面
传统的课堂教学模式已经不能满足大学阶段学生创新能力培养的要求，构建以提高创新能力为目标的新型培养模式成为现阶段高校教学改革的重要任务。近年来，PBL教学法［1］、翻转课堂［2］以及创设情景法［3］等新型教学模式在各高校分析化学教学中被逐步采用，取得不错的教学效果。在分析化学教学中，需要改革旧的教学观念，我们针对不同教学场合、教学内容，通过改进教学手段（联网虚拟实验室、利用手机与平板等）、丰富教学方法（理论课上采用探究式教学方法、实验课上以小组为单位采用“翻转课堂”教学法、以问题为基础的学习等），并尝试通过举例将深奥的理论原理形象化，以提高学生的学习积极性，使学生能认真学习并能独立思考，掌握分析问题与解决问题的能力、方法。
1.1 采用案例教学法上好绪论课，使学生建立正确的“分析意识”
此处所说的“分析意识”，是指对分析化学这门学科的认识与态度。什么是分析化学，有什么用、怎么用，包括学生对任课老师的印象以及今后对于这门课的学习态度，都在一定程度上决定于绪论课有没有上好［4］。教师可以采用案例教学法，先为药学院的学生介绍分析化学在药学研究中的应用，充分体现出分析化学在药学领域的重要性，以此来激发学生学习分析化学的热情。例如，可以借药物分析中的实际案例介绍其在药物分析中的重要性以及药物分析的基本过程。例如，通过介绍大家熟知的药物——阿司匹林的鉴别、检查、含量测定所用到的方法分别是什么、属于哪一类等，由此引出分析化学所有方法及分类，这样可以让学生对今后要学的知识体系有个初步印象。总之，绪论是一门新课程的开端，学生绪论课听得好与坏，直接关系到以后学的好与坏。而作为教师，要想上好这节课，首先要反复研究教材，把握教材的体系和脉络，明确每一种分析方法在实际分析工作中的应用情况，这样才能上好第一节课以及后面的每一节课。
1.2 化学分析教学要注重滴定基础，采用探究式教学方法总结四大滴定共通点
虽然现在的分析工作大多是由分析仪器完成的，但是化学分析仍然扮演着重要角色。药厂的分析工作经常都会用到基础滴定，药典中的很多原料药物也仍然采用的是基本的酸碱滴定等方法。从学生的角度看，参加各类技能竞赛、研究生入学考试复试、应聘等都要进行滴定操作考核。因此，从服务学生和社会的角度来说，一定要注重滴定基础的教学，如滴定管的使用，标准溶液的配置等。四大滴定分析法的教学内容也需要进行优化，尽量避免一些相同内容的重复讲解，这就需要合理安排化学分析的学时［5］。教学中，我们在小班（皖南医学院药学院2017级药剂班）采用探究式教学方法，通过四步——提出问题（查询与主题相关的问题或问题探索）、内容整理（研究和收集与问题有关的信息）、分析（比较收集的数据并讨论研究结果）、总结（对所学内容进行反思），让学生围绕每一种滴定方法的理论基础、滴定范围与滴定突跃、指示剂等几方面以总结报告的方式进行汇报，后面介绍其他滴定方法时也让学生采用类比法与前面的滴定方法进行对比。这种教学方法使学生的主体地位、主动能力都得到了加强，学生反映积极，相关教师们也发现温故知新的教学效果很好。
1.3 采用多媒体与其他教学手段相结合将仪器分析化抽象为形象
分析化学另外的组成部分是仪器分析，由于现代分析化学中仪器分析技术正在迅猛发展，理论知识又非常抽象，往往成为限制分析化学教学质量的瓶颈。要想上好仪器分析很重要的一点就是要化抽象为形象。可以采用多种手段从以下两个方面努力：
一是要合理利用多种媒介，与板书教学相互配合。现今高校都采用多媒体教学，多媒体教学形象生动，能有效地刺激和激发学生的想象和联想，可将不便于直观理解的知识形象化，使抽象的问题具体化，而且教学效率高。例如每次给学生上液相色谱分析时，可以放上一段视频和相关的flash动画，结合老师自己的讲解，使学生对高压输液泵原理、液相色谱典型结构流程等知识点都能有较为形象的认识。但并不是任何时候都要借助多媒体课件，例如介绍重点知识朗伯—比尔定律的推导时就可以采用板书，这样可以带着学生一步一步地推导，使他们有更深的理解和记忆。“00”后的大学生已经习惯了网络的应用，教学过程中，我们可以充分利用网络资源，使各种仪器在学生脑海里更加形象。例如，将教室里的电脑连上大连理工大学Analab研发中心开发的系列虚拟实验室与分析化学网络课程，能很好地让学生理解仪器构造与工作原理。智能手机与平板电脑在教室里的使用可以合理整合分析化学教学资源［6］。例如在上荧光分析这一章的时候，笔者就尝试让学生下课利用自己手机去寻找身边的荧光物质与应用，学生对荧光的发光原理就更加感兴趣，积极性更高。
二是抽象的仪器分析知识往往要老师生动地介绍。结合有趣的例子，可以帮助学生理解。课堂上，老师要与学生们多互动，活跃的课堂气氛可以让学生更加专注于课堂。大多数情况下，老师可以把难点通过形象生动的例子展示给学生。例如讲解红外分光光度法的原理时，学生往往对分子振动需要能量从低振动能级跃迁至高振动能级很难理解。这时可以把分子比作一个人，人身上的每一个部分比如手、脚等就好比人这个分子的官能团或原子，人的任何一个动作都需要能量，不同的动作所要的能量都不一样，就好比分子的振动，这样一来学生都会觉得很有趣也很好理解。在教学过程中，教师要善于发现问题，针对学生特别难理解的问题，比如核自旋能级跃迁、质谱质量分析器原理等，都可以通过形象的举例介绍让学生发现其中的兴趣。
2、实验教学方面
为了让学生具备扎实的实验操作技能以适应进一步求学与就业需求，我们要重视实验教学，在实验教学过程中，努力提高学生的综合素质。很多老师都对分析化学实验的教学改革在实验课程设置及教学形式等方面发表了有借鉴意义的想法［7-9］。我们认为，“授之以鱼，不如授之以渔”，学生科研思维和科研能力的培养可以在对分析化学实验的观察与分析探索中慢慢形成，包括严谨的科研精神、敏锐的观察力、分析问题能力、查阅文献的能力等。由于实验课是小班教学，我们以小组为单位采用“翻转课堂”教学法，通过课上的互动讨论环节，加深了学生对知识点的认识。我们已经大面积开展了双语实验教学，并已经小范围开设了设计性实验、创新性实验，并将逐步提高其在实验课程中的比例。这些实验可以很好地培养学生运用所学理论知识及实验方法独立设计实验和独立动手操作的能力，以及运用基本知识分析、解决问题的综合能力，并能充分体现以学生为主体，激发学生的创新意识［10］。
2.1 注重实验预习，以小组为单位尝试“翻转课堂”教学模式
分析化学的实验教学主要还是传统的实验教学模式，也就是由老师讲解，学生按照黑板上的步骤进行每一步操作。认真的学生可以结合理论知识理解实验的原理，少数同学不知道实验在做什么，让同组同学完成主要操作。这一方面需要我们老师关注每一位学生的参与度，另一方面应该要求学生进行实验预习并完成实验预习报告，报告的内容应包括实验目的、原理、操作步骤、注意事项等等［11］。通过这样的途径，学生在上课之前就能了解所做实验的内容，可以以小组为单位尝试“翻转课堂”教学模式。现今的课程改革需要教学相长，打破传统课堂教学中只是学生学习的局面，将小组合作学习形式纳入分析化学实验课堂中，使合作学习成为亮点。为了实现这一目标，学生需要在小组中工作，参加实验前和实验后的小组会议，并为实验的顺利开展提供想法。为了让所有学生都有机会展示自己，可以请该小组同学一起做“小老师”，在实验课上进行实验讲解。此外，实验课堂上需要大量师生互动，老师提问，学生可以发表自己的见解，如果得到肯定，学生就更有做好实验的劲头［12］。有的学生虽然预习了实验，未必认真思考，若课堂提问的话，学生在预习时就会认真去考虑实验所涉及的内容，可以促使学生去复习理论知识，加深对理论内容的理解和掌握［13］。爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”在课堂上，除了老师提问，也要鼓励学生发现问题，并去寻求解决的方法和途径。
2.2 开展双语实验
今天的大学生面临着更多更严峻的挑战，需要学生具备多种技能。因此，必须有效地调整教学方法来帮助学生做好这样的准备。为了适应社会的发展和学生的需求，开展双语实验非常重要［14］。英语是使用最广泛的语言，特别是在化学、药学这样的前沿领域，为了提高学生的竞争力，我们尝试在分析化学实验教学过程中进行双语教学，已经开设了酸碱滴定、薄层色谱和红外光谱分析三个双语实验，学生态度积极，教学效果良好。例如在介绍薄层色谱分离色素实验中，加入了大量英文专业名词和方法介绍，如固定相（stationaryphase）、流动相（mobilephase）、点样（spotting）等，学生在听讲过程中更加专注，不仅有利于提高实验课质量，还有利于提高学生的英语水平和综合素质。
3、总结
综上所述，在分析化学的教学过程中，我们在不断尝试使用探究式教学、“翻转课堂”等各种新方法来提高教学效果。这些方法可以让学生积极性更高、学得更好，教师也更自信、有更大的创造性和高昂的工作热情。但是，这些新方法在实施过程中也遇到了一些问题。首先，一些教学方法的效果很大程度上取决于学生的自主性和积极性，由于缺少了传统课堂教学的强制性，个别学生会出现学习惰性，这就需要教师花费时间和精力进行督促；其次，学生反馈由于仪器分析理论抽象，自学时会无从下手，在线观看网络视频资源又存在选择困难、免费资源有限等问题，因此需要教师自己建立网络教学资源进行分享。［15］在今后的教学过程中我们将与时俱进，不断学习别人先进的教学方法，不断创新，将分析化学的教学改革更加“深度化”，让学生能够通过知识的学习，养成终身必备的素养和品质，以适应新时期分析化学的发展要求。
参考文献：
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2020-06-29我要评论
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2020-01-08
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