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在自然科学研究和很多生产生活领域中,分析化学被称为科学技术的眼睛,它是研究物质化学组成、成分含量、化学结构等信息的分析方法和有关理论的一门学科,是化学学科的一个重要分支。在医药卫生领域中,临床检验、药品鉴定、药物研发、药品质量的全面控制、中草药有效成分的分离和鉴定、体内药物分析、生物利用度和生物等效性等都离不开分析化学的理论知识、实验技术和分析思维。在药学专业本科生教育中,分析化学的知识和技能贯穿于药学专业各门专业课中,充当着一种极其重要的工具。药物化学和天然药物化学中药物结构式的确证需要UV、IR、NMR和MS四谱联用的综合解析;药物及其制剂的研制离不开分析化学中仪器分析的知识;药物分析学更充分体现了分析化学这双“眼睛”的重要性,从每一类药物的鉴别,纯度检查到最终的含量测定都得益于分析方法的合理选择和应用。所以掌握应用分析化学这一工具的本领,对于药学专业课的学习可以达到事半功倍的效果。分析化学这一学科内容广泛,包括建立在化学反应基础上的四大滴定法(酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法)和重量分析法,以及建立在物质物理化学性质基础上的电化学分析法、光谱分析法和色谱分析法,所涉及的知识点多且复杂。目前,对于药学专业的学生,我校分析化学教学在大二下学期,传统的课堂教学主要以教师讲授为主,学生极易产生依赖性思想,被动地吸收知识,以通过考试拿到学分为最终学习目的。这一被动学习的后果在后续的药学专业课学习中暴露出来:遇到实际问题时,学生往往表现出不知从何下手;即使学生掌握了知识点,也欠缺合理选择分析化学方法和灵活应用知识的能力。案例教学法是一种行之有效的具有独特效果的教学模式,已经被越来越多的院校、学科的教学实践所采用,其最早源于法学部门,然后盛行于医学、工商管理和教育界,具有很强的实用性[1]。近年来,案例教学法也逐步应用于化学和药学专业领域,并且取得了良好的教学成果[2-5]。笔者近几年来在分析化学教学中尝试案例法教学模式,目前教学中采用科学出版社出版(胡琴、黄庆华主编)的案例版《分析化学》教材[6]。通过日常案例分析拉近学与用的距离,激发学生学习兴趣,活跃课堂气氛,也使学生在轻松的氛围中主动掌握并灵活应用知识。在教学过程中得到了些许启发,现总结如下,以便和大家共同分享和探讨。
1采用“先理论后案例”的教学策略,即先基础后应用的方法开展案例教学
在分析化学教学中应用案例教学法,教师首先讲授相关的理论知识,然后给出实际案例进行分析和讨论,从而引导学生进行知识的实际应用以及知识点的有机串联。笔者在分析化学中应用案例教学法的基本步骤可分为:①在学习相关理论知识后,引出案例;②课堂讨论前,指导学生分析案例,发现主要问题,选择相关的理论和方法加以应用,并给出解决问题的途径;③课堂讨论时,指导学生在所学过的知识点中,设计出可行的方案,并分析各自方法的优缺点;④总结课堂讨论,并将案例中涉及的主要问题进行引申与拓展。例如,分析化学中,滴定分析法和仪器分析法两者互为补充,各有所长。滴定分析的优点表现为准确性高,仪器分析的优势在于专属性强和灵敏度高。如何理解这两类方法的优缺点,可以在学生学习酸碱滴定法后通过乳制品行业中的三聚氰胺事件这一具体案例讲解,组织学生进行课堂讨论。2008年,因食用三鹿婴儿奶粉而患肾结石的报道铺天盖地袭来,罪魁祸首三聚氰胺也因此浮出水面。在乳制品中添加三聚氰胺(化学式:C3H6N6,含N量高达66.64%)假性蛋白,能使蛋白质含量检测结果合格,导致这一事件的原因是什么(为什么三聚氰胺可以在蛋白质含量测定中以假乱真);进而分析凯式定氮法优缺点(从而引申出滴定分析法的共性);第三步引导学生讨论用什么方法可以解决(借此引申出仪器分析法的优点)。通过这一案例分析,层层深入,引导学生研究物质的结构和性质与分析方法之间的关系,培养学生从物质结构性质出发设计合理的分析方法的思维。
2先小组讨论后提问互动启发式开展案例教学
课堂案例讨论前先对学生分组,由学生自荐和推荐的原则选出组长,以小组讨论方式进行案例分析。组长负责引导学生自主学习、合作学习和探究性学习。这一方面有利于学生之间知识点的交流,促进学生主动寻找答案,进行知识点的整合,另一方面也有助于学习能力强的学生帮助和带动学习能力较弱的学生。小组讨论结束后,每组进行案例分析总结,教师随后再进行课堂提问,师生互动和启发式方法进行案例分析,来锻炼学生思考问题、解决问题的方法和能力。
3调整学生评分制度
采用案例教学法,学生是教学中的主体,教师要引导学生主动参与教学过程,鼓励课堂上积极发言并展开讨论。期末成绩的评价也因此采用多元化机制,包括期中考试成绩(30%),期末考试成绩(40%),实验成绩(20%)及平时成绩(10%)。学生的平时成绩主要来自于课堂上的案例讨论,评分可实行鼓励加分法,即积极参加讨论发言的同学得到加分,以调动学生参与案例讨论的积极性。采用这一多元化考评机制后,促使学生把学习落实在平时,既可以避免考生“考前临时抱佛脚”的考试心态,减轻学生的迎考负担,同时又可以综合评价学生的学习效果,减少高分低能的现象出现。引入案例教学模式后,本校分析化学的期中和期末考试内容也相应做了调整,在分析化学三基内容(基本概念、基本原理和基本计算)的客观题、填空题和计算题基础之上,适量增加实验设计和分析讨论案例。在考试规定时间内,考察学生合理选用分析化学方法的能力并说明选用该方法的理论依据和原因,以更好地达到知识的灵活应用。
4应用案例分析时的注意点
案例教学能转变教学模式,提高学生学习兴趣,培养学生解决实际问题的能力,但在实际教学应用还受着一些制约。案例教学法较适合小班化教学,学生人数在30-40人较佳。小班化教学能使教师和学生更好地互动和交流,在案例讨论时,教师比较容易控制教学进度,调节课堂气氛。在案例教学过程中,案例的引入、展开、探讨需要占用较多的时间,而上课时间有限。所以在有限的时间内,老师既要让学生了解过程,更要让学生掌握知识,领会技巧,这两者一般很难兼顾。在实际教学过程中,建议每类分析方法加推一组案例,得出这类分析方法的共性问题。案例教学法对教师的要求较高。教师课前要精心准备案例,课中要做到有效引导,课后要做精炼的总结。对于教师自身而言,要努力提高自己的业务能力和水平,充分关注药学专业课,特别是药物分析的内容和前沿,使自己具备知识整合和内化的能力。
总之,案例教学法与传统的“学生被动学习,教师主动教授”的教学方法相比,能极大地激发学生的学习兴趣,使学生成为教学活动中的主角,教师扮演课堂教学的组织者和推动者,从而使学生在轻松活跃的氛围中主动掌握知识并灵活应用知识,达到知识的学以致用。