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一以有机化学实验为起点
培养本科生科研素质从以上参与有机化学实验教学改革的学生中,组建本科学生课外科研兴趣小组,长期指导学生进行课外科研实验、资料查阅、实验设计、学生课题申请、论文撰写、课外学术作品竞赛和考研辅导等一系列的提高学生科研素质为目的的活动。在教师的合理引导下,在笔者所进行教改的2个实验班中,实验组有多达18名同学主动强烈要求进入教师的科研实验室参与课外科研活动。由于学生的课余科研活性以不影响学习为前提,因此笔者随后挑选了14名成绩中等及以上的同学,分成了2组,在一年二期的时候分别进入了两个不同实验室。与笔者以往通过其它途径所带的课外兴趣小组的学生相比,这些学生思想动机总体相对较端正,除了5个学生由于急功近利、功利思想较强等原因而中途流失外,其它学生一直踏踏实实,完成了多个环节的课外科研活性内容,坚持到大四完成毕业论文。在进入实验室初期,这些学生跟着老师或不同研究生学习一些最基本的实验技能,同时也参与研究生的文献检索、实验设计、汇报等工作。经过一个学期的锻炼后,尽管有专业知识的限制,但是由于学生的主动积极进取学习,大部分同学已经掌握了所在实验室的基本实验技能,熟悉了所在实验室专业中文期刊的检索,也初步懂得了简单实验的研究方案、技术路线的设计。经过一年的培养后,在教师的指导下,学生设计并进行了独立的科研实验。在二年二期的时候,利用前期实验结果,指导学生撰写并积极申报省、校级大学生创新科技计划项目。课题完成时指导学生撰写科研学术论文,利用取得的科研成果指导学生参与大学生课外学术作品等竞赛。以上完成的学生科研课题同时可以作为学生的本科毕业论文。由于科研课题在大三基本完成,因此,在大四时学生可以全身心的投入考研或者其它与就业相关的个性化活动中。通过三年多的课外科研活动及组队参与挑战杯作品竞赛,学生的潜力得到了充分的发挥,不仅培养增强了学生进行实验设计、动手操作和论文撰写等方面的科研能力,也锻炼提高了学生的自制力、毅力、团队协作等方面的能力,整体综合素质较高。例如,首先组队的两组学生中先后申请并完成了三项省大学生科技创新活动计划项目和多项校学生科研项目;同时也发表了学生第一作者的论文或会议论文3篇;其中一组学生的作品获得了第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖;由于毕业论文是几年积累的结晶,这些学生的本科毕业论文整体水平较高,避免了目前普遍存在的本科毕业论文来自于教师科研成果的“拿来主义”。其次由于小团队有自己的目标和信念,大部分同学都能够至始至终坚持利用课外时间进行充电,其中有3个同学从大学一年二期到三年二期暑假,每个寒暑假都能留在实验室做实验,每个寒暑假只休息两周时间。再次,在所带教的学生中,学生的学习成绩总体不是特别好,只有一人次拿过一等奖学金,但由于综合素质强,在研究生考试中脱颖而出,有5人考取了硕士研究生,其中有北京大学和浙江大学各一名(整个学院当年考取985学校研究生仅仅3名)。
二小结与重点
院校相比,由于一般院校药学本科学生总体科研素质相比较弱,如何个性化的提高一般院校药学本科生的科研素质是非常重要的课题。笔者通过小范围的以有机化学实验教学为基础/起点培养一般院校药学本科学生的科研素质的探索,能够充分发掘出具有科研潜质的学生,并激发出了学生在科研方面的潜能,学生的综合素质也得到了进一步提升,能够为一般院校药学本科生进行科研“早教”提供一定的参考。
作者:吴建章 单位:温州医科大学药学院
激发了学生的学习兴趣后,重要的是如何在整个教学过程中加以强化培养,我们认为下列三个因素对其有较大影响:
1.1教师的主导因素教师良好的心里素质,严谨的治学精神及优秀的教学方法,是强化学习兴趣培养的主导因素。教师应根据教学要求设计好教学程序,努力做到讲课时语言生动,条理清楚,充满激情,同时注意遵循学生兴趣发展的规律,及时进行归纳总结,指导学生掌握学习规律,让学生感到中药化学并不枯燥,并能主动的去学习钻研。
1.2知识的拓展和更新教师在讲授过程中要及时注意知识的拓展和更新,适时介绍中药化学和医学相关的新内容,介绍学科的科研情况和取得成果,使学生把中药化学和医学相互结合和相互渗透,这样学生既掌握和巩固了中药化学的知识,有了解了较高层次知识和针对性更强的理论知识。
1.3实验的重要性中药化学是在实验基础上发展的一门课程,实验课不仅能锻炼学生动手能力,而且还能巩固理论课所学的内容,例如:学生对研究中药化学的步骤和方法有些模糊,通过实验课可以证实理论所讲的内容,由此提高了学生学习中药化学的兴趣和热情。此外,我们还准备对实验内容进行调整、改进,增加探索性的实验内容,使实验教学内容由浅到深、简单到复杂、科学地加以重组,将实验教学内容分为:基础性实验,综合设计、创新性实验。学生对实验课的改革十分感兴趣,这样更有利于培养学生动手能力和思维能力。实验教学改革是需要在教学方法、实验项目、学生的考核方法、实验室仪器更新管理、教师工作量的计算方法等多方面探索,才能逐步摆脱落后僵化的教学体系,使实验教学水平的提高。在综合设计、创新性实验中,教师给出题目和要求,让学生自由组合一个实验小组,学生根据所学的理论知识,自己去查阅文献,设计实验步骤、通过实验发现问题、想办法解决问题。这样,能充分发挥学生的想像力和创造力,使学生亲身体验知识的力量、思维的奥秘和创造的神奇,从而逐步培养创新能力。
2学习兴趣的发展
学习兴趣的发展是兴趣被激发和强化的延续,我们教研室主要在以下几个方面进行了改革和尝试。
2.1充分利用多媒体教学多媒体教学能将所需讲授的知识更加生动、直观、立体地表现出来,使学生学习中药化学中抽象的内容更易理解和接受;而且节省了教师在黑板上书写板书的时间,缓解了讲授内容多课时数少的矛盾。制作的多媒体课件时,一张幻灯片尽量说明一个问题或一个概念,即每张幻灯片的内容要精简。适宜地引入动画、声音等元素,例如:在解释苷类化合物的酸水解过程时,H+的进攻、苷键原子的质子化、苷键的断裂以及糖的形成可通过动画一步步演示出来,使抽象的内容变得生动起来。多媒体课件还可以采用图片、摄影、影像等方式展现各种实验装置,同时简述实验原理、操作步骤及提取分离的流程,调动学生感官刺激,提高学习兴趣,激发他们学习热情。另外,学生在计算机技术方面也有着一定的基础,教师可以利用这一优势,让学生参与到多媒体课件的制作中来,充分调动了学生学习的积极性。总之,教师要将多媒体课件与传统的教学方法相结合,相互补充、灵活运用,优化课堂教学。
2.2有效利用网络信息资源教学过程中鼓励学生利用学校提供的电子图书室,查阅中国知网、万方数据库。多看些参考文献,提高与普及、科学性与趣味性,与教学内容有机结合;这样不仅开阔了学生视野,而且还增加了学生的学习兴趣。
2.3开展科研活动组织科研小组,开展科研活动,通过知识介绍,查阅资料、制定、实施研究方案,分析讨论研究结果等步骤,让学生掌握科学的方法,运用所学的知识和技能解决科研中的实际问题。通过学习兴趣连续不断地被激发、强化、发展,学生学习中药化学的兴趣浓厚,保证了教学过程的良性循环,取得了较好的教学效果。
3结语
学生实验技能熟练与否,关系到学生能否顺利进行实验,以及能否获得理想的实验结果。在以往的实验教学中,涉及小白鼠实验时,学生心里或多或少对小白鼠有恐惧感,经常感到无从下手。为了让学生克服恐惧心理,更好地掌握基本的实验技能,我们把原有的4h的录像实验课改为观看录像和实际动手操作相结合的“小白鼠基本实验技能训练”。第一部分仍然是录像,录像时长70min,主要涉及药理学实验常用的实验动物的基本操作,如大鼠、小鼠、豚鼠、家兔、犬的捉拿,给药,处死等。录像结束后,每位同学可以领取三只小鼠,在教师的指导下,进行基本的训练,练习如何捉拿小鼠、给小鼠灌胃、腹腔注射、皮下注射、肌肉注射、静脉注射等。最后处死小鼠,解剖观察是否将碳末阿拉伯胶灌入小鼠胃中。通过这样的训练,大多数同学都可以掌握小白鼠的基本实验操作,为以后的各项实验打下良好的基础。
2合理安排实验内容和授课方式,激发学生的学习兴趣
我校的药理实验课在三年级开设,学生的课表上只有“机能实验”的字样,并不标注具体课程。学生来上实验课,根本不知道是何内容,更无法提前预习相关的理论知识,只是为了做实验而做实验,不清楚实验目的,导致学生对实验课的兴趣不高。如果清楚地在课表上标注本周实验课的内容,学生可以提前预习相关知识,有利于理解和分析实验过程中的各种现象。将双盲实验的思想引入药理学实验,老师和学生都不知道药瓶中具体的药物,教师只是帮助学生复习有关的理论知识。学生根据理论知识,利用实验室的器材等,设计相关实验,然后根据实验的结果,分辨药瓶中具体的药物。教师进行相关总结,最后由实验师揭示结果。每组的学生知识背景不同,思维不同,所设计的实验也有差异,这样可以调动学生的积极主动性,开拓学生的思维。由于学生和老师都不知道具体的药物,这样就可以减少无意识的暗示对实验结果的影响,学生更不可能凭空编造实验结果。实验项目“传出神经系统药物对兔血压的影响”是验证性实验,主要验证了传出神经系统药物肾上腺素、去甲肾上腺素、异丙肾上腺素对血压的影响。我们把双盲法引入这个验证性实验。上课一开始,老师会出示3种药物,标注为A,B,C药,并且告诉学生这是传出神经系统药物中的3种激动剂,请大家根据实验室提供的仪器和动物对这3种药物进行区分。给学生提供的动物是家兔,主要仪器是压力换能器及BL-420实验系统,可进行血压测定。学生可以制定自己的实验方案,最后根据实验结果,明确给出ABC各是什么药物。在这个过程中,老师和学生都不知道ABC具体是何种药物,只有实验室老师清楚。实验课完成后,由实验室的老师揭示谜底,同学也可判断自己的实验结果是否正确。如果与老师给出的答案相符合,说明这些同学认真预习了相关的理论知识,并且深刻理解了这些药物的作用;如果与老师给出的结果不符合,教师不能袖手旁观,要善于引导学生分析问题[3],分析究竟是因为理论知识没有掌握,还是实验过程出现了问题,从而影响了对结果的判定。在药物镇痛实验中,三种药物分别是0.7%醋酸、强痛定、生理盐水。醋酸腹腔注射可以引起小鼠腹痛,小鼠出现“扭体反应”,强痛定有镇痛作用,生理盐水没有镇痛作用。老师引领同学复习相关的理论知识,然后请同学根据已提供的实验条件,辨别这三种药物具体是什么。在实验过程中,有的同学通过闻气味很快就找出醋酸。有的同学则是把三个药物分别给小鼠腹腔注射后,观察引起扭体反应的则为醋酸。找到醋酸后,再进一步区分生理盐水和强痛定。给小鼠皮下注射强痛定和生理盐水,强痛定可以减轻疼痛,15min内小鼠扭体次数少。通过这样的实验方式,学生的兴趣大大提高,最后结果符合标准答案的同学,欢呼雀跃,非常兴奋,而实验失败的同学,在教师的帮助下,分析失败原因,可以再进行一次验证实验。
3开放实验室,增加学生自由学习的机会
为了培养学生的创新思维和探索精神,学校设立了“大学生创新项目”,每年都有20-30个项目获得资助,资助金额在2000元左右,其中不少项目与药理学相关。这时,我们提供给学生相应的实验场所和实验条件,学生可以自行完成项目,整个过程都由学生自己选题、实验、结题汇报。教师只在学生遇到无法解决的问题时给予帮助,指导学生完成相应的课题。除此之外,鼓励学生参与教师的课题研究,学生有机会真正接触科学研究工作,协助教师进行科研工作,甚至独立完成某些简单的实验操作,既锻炼了动手能力,也能够潜移默化地感受科研的意义,培养从事基础科学研究的兴趣。教师可以节约时间,更快捷方便地进行科研工作,提高效率。
4完善考核手段,建立实验课程考查评价体系