王夢 王迎春 李琛 麻景梅 范帥帥 高佳明 牛麗穎

摘要：本文通過倡導綠色化、微型化實驗理念，設計微型化實驗內(nèi)容，構建基礎化學實驗教學課程體系，打破學科壁壘，促進化學各學科的交叉、融合與資源的共享，實現(xiàn)各學科間橫向聯(lián)合，縱向發(fā)展，全方位培養(yǎng)學生的綜合實踐能力、創(chuàng)新能力，同時探索中醫(yī)藥院校基礎化學實驗教學改革的內(nèi)容和方法。

關鍵詞：綠色化學；微型化；設計研究性；綜合性

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）49-0248-02

化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗在鞏固理論知識，培養(yǎng)認真、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度等方面，占據(jù)著不可或缺的重要地位。我?；A化學包括有機化學、分析化學、無機化學、物理化學和醫(yī)用化學多門課程，是中藥學、中藥資源、藥學、檢驗、影像學等專業(yè)的必修課，基礎化學實驗常年開設，實驗內(nèi)容有交叉有重復。隨著學校招生專業(yè)增加，招生人數(shù)增長，招生規(guī)模擴大，勢必會造成實驗室空間擁擠、學生實驗安排緊密、教師課時數(shù)增多、實驗技術人員工作強度增大、三廢處理、實驗經(jīng)費投入將大幅度提高等諸多問題亟待解決。微型化、綠色化化學實驗教學改革迫在眉睫。

本文基于微型化實驗教學改革，整合實驗內(nèi)容，避免學科之間實驗內(nèi)容的重復，意在構建新的基礎化學實驗課程體系。打破學科壁壘，促進無機化學、有機化學、分析化學等學科的交叉、融合與資源的共享，實現(xiàn)各學科間橫向聯(lián)合，縱向發(fā)展，全方位提升學生的綜合實踐技能，培養(yǎng)創(chuàng)新性、復合型醫(yī)藥人才。

一、微型化學實驗概念及特點[1-3]

所謂微型化學實驗（Microscale Laboratory簡寫為M.L），即在微型儀器裝置中進行的化學實驗，其試劑用量為常規(guī)的十分之一到千分之一，藥品及試劑節(jié)省90%左右[1]。但它不是常規(guī)實驗的簡單縮減，而是在綠色化理念的指導下，結合大學生創(chuàng)新思維使基礎化學各學科相互鏈接成一個學科環(huán)，促進各學科的交叉整合，并對實驗技術改進和優(yōu)化，以達到用盡可能少的試劑來獲取盡可能多的化學信息為的目的[2]。

微型化學實驗是實現(xiàn)綠色化學的關鍵步驟，是對傳統(tǒng)實驗方案進行的創(chuàng)新與提升，順應時代發(fā)展潮流，符合“綠色化學”和“創(chuàng)新”的理念，體現(xiàn)了“小、快、省”的實驗特點和“人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展”的精神[3]。同時，它可以節(jié)約學校經(jīng)費開支，減少環(huán)境污染，保證實驗安全，實現(xiàn)教育功能的最大化，體現(xiàn)化學實驗由“粗放型”到“集約型”的發(fā)展趨勢。微型化學實驗在推動實驗教學改革，提高教育質(zhì)量等方面發(fā)揮著重要作用，必將是今后化學實驗教學改革的趨勢。

二、開展微型化學實驗的意義[4-6]

微型化學實驗較常規(guī)實驗，具有體積小、節(jié)省時間、操作簡易、用藥量少、污染低綠色環(huán)保等特點。因此在化學教學中開展微型實驗有著諸多優(yōu)勢及重要意義。

（一）對于社會環(huán)境——減少污染，樹立綠色化學理念

在常規(guī)化學實驗中，試劑用量較大、污染物多，且許多污染物未經(jīng)處理就排放到環(huán)境中，給社會和子孫帶來了危害。采用微型化學實驗，試驗后的“三廢”的排放量大幅度減少，從而減少了對環(huán)境的污染，有助于教育學生樹立全新的“綠色化學”觀念，符合“綠色化學”教學的思想[4]。

（二）對于學?！獙崿F(xiàn)教學資源的優(yōu)化配置

由于近年來擴大招生及化學試劑、儀器設備價格的大幅上漲，學校實驗經(jīng)費投入呈現(xiàn)逐年增多的趨勢。而微型化學實驗試劑用量僅為常規(guī)實驗的十分之一乃至千分之一，基礎化學實驗微型化可節(jié)約試劑消耗，同時微型實驗所用的微型玻璃儀器比常規(guī)玻璃儀器耐沖擊性高，因此玻璃儀器破損率顯著下降從而使得實驗成本大為降低[5]。通過基礎化學各學科實驗融合，刪除重復的實驗內(nèi)容，構建新的實驗教學體系，從而有效節(jié)省了實驗時間，減少了實驗總課時數(shù)，實現(xiàn)了教學資源的優(yōu)化配置。

（三）對于教師——提高綜合教學素養(yǎng)

在常規(guī)化學實驗教學中，教師大多數(shù)采用“照本宣科”的教學模式，缺乏對化學實驗本身的教學研究與認識，嚴重阻礙了實驗教學內(nèi)容的更新和實驗教學質(zhì)量的提高[6]。采用微型化學實驗整合實驗內(nèi)容，構建新的實驗教學體系，在教學理念更新、教師隊伍組建、教學資源優(yōu)化以及教學質(zhì)量評估等多方面都得到了跨越式的發(fā)展，提高了教師的綜合教學素養(yǎng)。

（四）對于學生——提高安全性，培養(yǎng)嚴謹態(tài)度，激發(fā)創(chuàng)新精神

化學實驗中經(jīng)常會用到強酸、強堿、易燃、易揮發(fā)和一些有毒的化學試劑，采用微型實驗后，試劑的用量小，有毒有害氣體的排放量大幅度減少，爆炸、火災等隱患明顯降低，大大提高了實驗操作安全性。

常規(guī)實驗受實驗時間、實驗裝置、實驗藥品消耗等方面的影響，往往2～4人一組合做同一實驗，達不到人人可動手的實驗目的。而微型化學實驗中，學生可單人單組進行實驗，且可反復操作，提高學生動手能力。同時由于實驗儀器體積小、試劑用量少，反應時間短，為此學生必須精心操作，認真觀察，從而有利于培養(yǎng)他們嚴謹細致的科學態(tài)度。

傳統(tǒng)化學實驗基本屬于注入式教學，并在實驗操作規(guī)范和儀器的組合方式上有嚴格的規(guī)定，學生做實驗只是被動地驗證、機械地重復，學生的創(chuàng)新實踐和創(chuàng)新思維受到限制。微型實驗使學生由被動變?yōu)橹鲃犹剿魇降膶W習，對實驗進行設計，改造，組合各種裝置、儀器，體現(xiàn)了以學生為本的教學理念，并有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。

三、設想和展望

基于綠色化學理念，并根據(jù)我?；瘜W實驗教學現(xiàn)狀，將無機化學、有機化學、分析化學實驗內(nèi)容融合，實現(xiàn)各學科間橫向聯(lián)合，縱向發(fā)展。對化學實驗進行微型化、綠色化的探索與實踐，依據(jù)實驗內(nèi)容特點與聯(lián)系，具體為三部分內(nèi)容實施：

（一）微型基礎性化學實驗

在無機化學、有機化學、分析化學現(xiàn)有實驗基礎上，選擇綠色環(huán)保的實驗內(nèi)容為載體，以傳播綠色化學為理念，制定微型化實驗方案。采用微型化實驗與常規(guī)實驗對比法，探討實驗儀器、改進實驗裝置、確定試劑種類、明確試劑用量等詳細研究內(nèi)容，有助于教師轉(zhuǎn)變教學觀念，促進教師的專業(yè)發(fā)展，提高實驗教學效益，促進實驗教學改革。同時可以提高學生的實驗技能、實驗動手能力，培養(yǎng)學生的學習興趣，營造良好的學習氛圍。

（二）微型綜合性化學實驗

實驗教學課程體系依附于理論課程，各自形成獨立系統(tǒng)，實驗內(nèi)容有重復，導致教學效率低。依據(jù)化學學科自身的發(fā)展規(guī)律，打破舊有實驗體系，通過優(yōu)化融合無機化學、有機化學、分析化學等學科，重構綜合化教學改革體系。例如：菠菜色素的提取與分離為有機化學實驗，使學生掌握用浸泡法從天然物質(zhì)中提取有機化合物，對提取液進行分液與萃取的一般方法，同時與分析化學、制劑分析、儀器分析等后續(xù)課程進行聯(lián)合，使學生盡早熟悉微量有機化合物薄層色譜的分離原理和操作步驟。可見，打破學科壁壘，可以促進各學科融合與資源的共享，形成一個學科環(huán)，實現(xiàn)各學科間橫向聯(lián)合，縱向發(fā)展，又能匯聚學科隊伍，組建多學科集成的創(chuàng)新團隊；同時使學生的綜合實踐技能得到全方位提升。

（三）微型設計研究性化學實驗

為豐富學生第二課堂，采用學生為主體、教師為輔導的實驗教學模式。指導學生有針對性地設計研究微型實驗，將現(xiàn)有的常量儀器重新設計組裝，采用微量-半微量的試劑進行實驗。例如：微量法從茶葉中提取咖啡因的實驗，由于試劑微量化，學生需對實驗方案、咖啡因提取方法、如何對粗產(chǎn)品進行分離與純化等諸多問題不斷進行探索研究，反復實驗最終確定可行性實驗方法。通過實施設計性微型實驗途徑，使一、二年級本科生盡早進入實驗室，進行有針對性的課題研究，熟悉提取分離與鑒別的相關研究思路與方法，為后續(xù)制劑分析以及中藥化學等課程做好鋪墊。同時，激發(fā)了學生探索精神，培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，提升了學生的綜合素質(zhì)。

四、結語

微型實驗符合綠色化、經(jīng)濟化和節(jié)約化的教學理念，大大減少了教師的工作量，同時可提高學生的動手操作能力、創(chuàng)新能力、科研能力等，但受實驗產(chǎn)率低、實驗現(xiàn)象不明顯等因素的制約，導致有些實驗不能進行微型化改革，因此需要結合大學生創(chuàng)新實踐活動反復摸索和教師長時間探討實驗內(nèi)容，最終制定適合綠色化、微型化實驗教學改革方案。

微型實驗節(jié)約學校經(jīng)費開支，減少環(huán)境污染，保證實驗安全，實現(xiàn)教育功能的最大化，以達到教學理念的創(chuàng)新；同時通過化學學科自身的發(fā)展規(guī)律，打破舊有實驗教學體系所形成的獨立系統(tǒng)，各學科間重新整合、優(yōu)化、融合、重構綜合化實驗教學體系，使基礎化學各學科相互鏈接形成一個學科群，以達到教學思維的創(chuàng)新。

參考文獻：

[1]王琴.微型化學實驗的探討[J].甘肅科技，2010，26（4）：193-194.

[2]賈欣欣.基礎化學實驗課微型化改革的探討[J].廣州化工，2010，38（10）：237-238.

[3]李瓊芳.測定膽礬中銅含量的微型實驗研究[J].內(nèi)蒙古民族大學學報，2009，15（4）：118-120.

[4]江炎蘭，梁小蕊.綠色化、微型化普通化學實驗教學的探索[J].內(nèi)蒙古民族大學學報，2009，（4）.

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[6]黃宏生，魯緒會，代紀林.新升本科院?；瘜W實驗教學調(diào)查與研究[J].廣州化工，2011，39（16）：178-179.