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一以有機化學實驗為起點
培養本科生科研素質從以上參與有機化學實驗教學改革的學生中,組建本科學生課外科研興趣小組,長期指導學生進行課外科研實驗、資料查閱、實驗設計、學生課題申請、論文撰寫、課外學術作品競賽和考研輔導等一系列的提高學生科研素質為目的的活動。在教師的合理引導下,在筆者所進行教改的2個實驗班中,實驗組有多達18名同學主動強烈要求進入教師的科研實驗室參與課外科研活動。由于學生的課余科研活性以不影響學習為前提,因此筆者隨后挑選了14名成績中等及以上的同學,分成了2組,在一年二期的時候分別進入了兩個不同實驗室。與筆者以往通過其它途徑所帶的課外興趣小組的學生相比,這些學生思想動機總體相對較端正,除了5個學生由于急功近利、功利思想較強等原因而中途流失外,其它學生一直踏踏實實,完成了多個環節的課外科研活性內容,堅持到大四完成畢業論文。在進入實驗室初期,這些學生跟著老師或不同研究生學習一些最基本的實驗技能,同時也參與研究生的文獻檢索、實驗設計、匯報等工作。經過一個學期的鍛煉后,盡管有專業知識的限制,但是由于學生的主動積極進取學習,大部分同學已經掌握了所在實驗室的基本實驗技能,熟悉了所在實驗室專業中文期刊的檢索,也初步懂得了簡單實驗的研究方案、技術路線的設計。經過一年的培養后,在教師的指導下,學生設計并進行了獨立的科研實驗。在二年二期的時候,利用前期實驗結果,指導學生撰寫并積極申報省、校級大學生創新科技計劃項目。課題完成時指導學生撰寫科研學術論文,利用取得的科研成果指導學生參與大學生課外學術作品等競賽。以上完成的學生科研課題同時可以作為學生的本科畢業論文。由于科研課題在大三基本完成,因此,在大四時學生可以全身心的投入考研或者其它與就業相關的個性化活動中。通過三年多的課外科研活動及組隊參與挑戰杯作品競賽,學生的潛力得到了充分的發揮,不僅培養增強了學生進行實驗設計、動手操作和論文撰寫等方面的科研能力,也鍛煉提高了學生的自制力、毅力、團隊協作等方面的能力,整體綜合素質較高。例如,首先組隊的兩組學生中先后申請并完成了三項省大學生科技創新活動計劃項目和多項校學生科研項目;同時也發表了學生第一作者的論文或會議論文3篇;其中一組學生的作品獲得了第十二屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎;由于畢業論文是幾年積累的結晶,這些學生的本科畢業論文整體水平較高,避免了目前普遍存在的本科畢業論文來自于教師科研成果的“拿來主義”。其次由于小團隊有自己的目標和信念,大部分同學都能夠至始至終堅持利用課外時間進行充電,其中有3個同學從大學一年二期到三年二期暑假,每個寒暑假都能留在實驗室做實驗,每個寒暑假只休息兩周時間。再次,在所帶教的學生中,學生的學習成績總體不是特別好,只有一人次拿過一等獎學金,但由于綜合素質強,在研究生考試中脫穎而出,有5人考取了碩士研究生,其中有北京大學和浙江大學各一名(整個學院當年考取985學校研究生僅僅3名)。
二小結與重點
院校相比,由于一般院校藥學本科學生總體科研素質相比較弱,如何個性化的提高一般院校藥學本科生的科研素質是非常重要的課題。筆者通過小范圍的以有機化學實驗教學為基礎/起點培養一般院校藥學本科學生的科研素質的探索,能夠充分發掘出具有科研潛質的學生,并激發出了學生在科研方面的潛能,學生的綜合素質也得到了進一步提升,能夠為一般院校藥學本科生進行科研“早教”提供一定的參考。
作者:吳建章 單位:溫州醫科大學藥學院
激發了學生的學習興趣后,重要的是如何在整個教學過程中加以強化培養,我們認為下列三個因素對其有較大影響:
1.1教師的主導因素教師良好的心里素質,嚴謹的治學精神及優秀的教學方法,是強化學習興趣培養的主導因素。教師應根據教學要求設計好教學程序,努力做到講課時語言生動,條理清楚,充滿激情,同時注意遵循學生興趣發展的規律,及時進行歸納總結,指導學生掌握學習規律,讓學生感到中藥化學并不枯燥,并能主動的去學習鉆研。
1.2知識的拓展和更新教師在講授過程中要及時注意知識的拓展和更新,適時介紹中藥化學和醫學相關的新內容,介紹學科的科研情況和取得成果,使學生把中藥化學和醫學相互結合和相互滲透,這樣學生既掌握和鞏固了中藥化學的知識,有了解了較高層次知識和針對性更強的理論知識。
1.3實驗的重要性中藥化學是在實驗基礎上發展的一門課程,實驗課不僅能鍛煉學生動手能力,而且還能鞏固理論課所學的內容,例如:學生對研究中藥化學的步驟和方法有些模糊,通過實驗課可以證實理論所講的內容,由此提高了學生學習中藥化學的興趣和熱情。此外,我們還準備對實驗內容進行調整、改進,增加探索性的實驗內容,使實驗教學內容由淺到深、簡單到復雜、科學地加以重組,將實驗教學內容分為:基礎性實驗,綜合設計、創新性實驗。學生對實驗課的改革十分感興趣,這樣更有利于培養學生動手能力和思維能力。實驗教學改革是需要在教學方法、實驗項目、學生的考核方法、實驗室儀器更新管理、教師工作量的計算方法等多方面探索,才能逐步擺脫落后僵化的教學體系,使實驗教學水平的提高。在綜合設計、創新性實驗中,教師給出題目和要求,讓學生自由組合一個實驗小組,學生根據所學的理論知識,自己去查閱文獻,設計實驗步驟、通過實驗發現問題、想辦法解決問題。這樣,能充分發揮學生的想像力和創造力,使學生親身體驗知識的力量、思維的奧秘和創造的神奇,從而逐步培養創新能力。
2學習興趣的發展
學習興趣的發展是興趣被激發和強化的延續,我們教研室主要在以下幾個方面進行了改革和嘗試。
2.1充分利用多媒體教學多媒體教學能將所需講授的知識更加生動、直觀、立體地表現出來,使學生學習中藥化學中抽象的內容更易理解和接受;而且節省了教師在黑板上書寫板書的時間,緩解了講授內容多課時數少的矛盾。制作的多媒體課件時,一張幻燈片盡量說明一個問題或一個概念,即每張幻燈片的內容要精簡。適宜地引入動畫、聲音等元素,例如:在解釋苷類化合物的酸水解過程時,H+的進攻、苷鍵原子的質子化、苷鍵的斷裂以及糖的形成可通過動畫一步步演示出來,使抽象的內容變得生動起來。多媒體課件還可以采用圖片、攝影、影像等方式展現各種實驗裝置,同時簡述實驗原理、操作步驟及提取分離的流程,調動學生感官刺激,提高學習興趣,激發他們學習熱情。另外,學生在計算機技術方面也有著一定的基礎,教師可以利用這一優勢,讓學生參與到多媒體課件的制作中來,充分調動了學生學習的積極性??傊處熞獙⒍嗝襟w課件與傳統的教學方法相結合,相互補充、靈活運用,優化課堂教學。
2.2有效利用網絡信息資源教學過程中鼓勵學生利用學校提供的電子圖書室,查閱中國知網、萬方數據庫。多看些參考文獻,提高與普及、科學性與趣味性,與教學內容有機結合;這樣不僅開闊了學生視野,而且還增加了學生的學習興趣。
2.3開展科研活動組織科研小組,開展科研活動,通過知識介紹,查閱資料、制定、實施研究方案,分析討論研究結果等步驟,讓學生掌握科學的方法,運用所學的知識和技能解決科研中的實際問題。通過學習興趣連續不斷地被激發、強化、發展,學生學習中藥化學的興趣濃厚,保證了教學過程的良性循環,取得了較好的教學效果。
3結語
學生實驗技能熟練與否,關系到學生能否順利進行實驗,以及能否獲得理想的實驗結果。在以往的實驗教學中,涉及小白鼠實驗時,學生心里或多或少對小白鼠有恐懼感,經常感到無從下手。為了讓學生克服恐懼心理,更好地掌握基本的實驗技能,我們把原有的4h的錄像實驗課改為觀看錄像和實際動手操作相結合的“小白鼠基本實驗技能訓練”。第一部分仍然是錄像,錄像時長70min,主要涉及藥理學實驗常用的實驗動物的基本操作,如大鼠、小鼠、豚鼠、家兔、犬的捉拿,給藥,處死等。錄像結束后,每位同學可以領取三只小鼠,在教師的指導下,進行基本的訓練,練習如何捉拿小鼠、給小鼠灌胃、腹腔注射、皮下注射、肌肉注射、靜脈注射等。最后處死小鼠,解剖觀察是否將碳末阿拉伯膠灌入小鼠胃中。通過這樣的訓練,大多數同學都可以掌握小白鼠的基本實驗操作,為以后的各項實驗打下良好的基礎。
2合理安排實驗內容和授課方式,激發學生的學習興趣
我校的藥理實驗課在三年級開設,學生的課表上只有“機能實驗”的字樣,并不標注具體課程。學生來上實驗課,根本不知道是何內容,更無法提前預習相關的理論知識,只是為了做實驗而做實驗,不清楚實驗目的,導致學生對實驗課的興趣不高。如果清楚地在課表上標注本周實驗課的內容,學生可以提前預習相關知識,有利于理解和分析實驗過程中的各種現象。將雙盲實驗的思想引入藥理學實驗,老師和學生都不知道藥瓶中具體的藥物,教師只是幫助學生復習有關的理論知識。學生根據理論知識,利用實驗室的器材等,設計相關實驗,然后根據實驗的結果,分辨藥瓶中具體的藥物。教師進行相關總結,最后由實驗師揭示結果。每組的學生知識背景不同,思維不同,所設計的實驗也有差異,這樣可以調動學生的積極主動性,開拓學生的思維。由于學生和老師都不知道具體的藥物,這樣就可以減少無意識的暗示對實驗結果的影響,學生更不可能憑空編造實驗結果。實驗項目“傳出神經系統藥物對兔血壓的影響”是驗證性實驗,主要驗證了傳出神經系統藥物腎上腺素、去甲腎上腺素、異丙腎上腺素對血壓的影響。我們把雙盲法引入這個驗證性實驗。上課一開始,老師會出示3種藥物,標注為A,B,C藥,并且告訴學生這是傳出神經系統藥物中的3種激動劑,請大家根據實驗室提供的儀器和動物對這3種藥物進行區分。給學生提供的動物是家兔,主要儀器是壓力換能器及BL-420實驗系統,可進行血壓測定。學生可以制定自己的實驗方案,最后根據實驗結果,明確給出ABC各是什么藥物。在這個過程中,老師和學生都不知道ABC具體是何種藥物,只有實驗室老師清楚。實驗課完成后,由實驗室的老師揭示謎底,同學也可判斷自己的實驗結果是否正確。如果與老師給出的答案相符合,說明這些同學認真預習了相關的理論知識,并且深刻理解了這些藥物的作用;如果與老師給出的結果不符合,教師不能袖手旁觀,要善于引導學生分析問題[3],分析究竟是因為理論知識沒有掌握,還是實驗過程出現了問題,從而影響了對結果的判定。在藥物鎮痛實驗中,三種藥物分別是0.7%醋酸、強痛定、生理鹽水。醋酸腹腔注射可以引起小鼠腹痛,小鼠出現“扭體反應”,強痛定有鎮痛作用,生理鹽水沒有鎮痛作用。老師引領同學復習相關的理論知識,然后請同學根據已提供的實驗條件,辨別這三種藥物具體是什么。在實驗過程中,有的同學通過聞氣味很快就找出醋酸。有的同學則是把三個藥物分別給小鼠腹腔注射后,觀察引起扭體反應的則為醋酸。找到醋酸后,再進一步區分生理鹽水和強痛定。給小鼠皮下注射強痛定和生理鹽水,強痛定可以減輕疼痛,15min內小鼠扭體次數少。通過這樣的實驗方式,學生的興趣大大提高,最后結果符合標準答案的同學,歡呼雀躍,非常興奮,而實驗失敗的同學,在教師的幫助下,分析失敗原因,可以再進行一次驗證實驗。
3開放實驗室,增加學生自由學習的機會
為了培養學生的創新思維和探索精神,學校設立了“大學生創新項目”,每年都有20-30個項目獲得資助,資助金額在2000元左右,其中不少項目與藥理學相關。這時,我們提供給學生相應的實驗場所和實驗條件,學生可以自行完成項目,整個過程都由學生自己選題、實驗、結題匯報。教師只在學生遇到無法解決的問題時給予幫助,指導學生完成相應的課題。除此之外,鼓勵學生參與教師的課題研究,學生有機會真正接觸科學研究工作,協助教師進行科研工作,甚至獨立完成某些簡單的實驗操作,既鍛煉了動手能力,也能夠潛移默化地感受科研的意義,培養從事基礎科學研究的興趣。教師可以節約時間,更快捷方便地進行科研工作,提高效率。
4完善考核手段,建立實驗課程考查評價體系