２０１ ５年７月 教育教学论坛 ＥＤＵＥＡＴＩＯＮ ＴＥＡＣＨＩＮＧ ＦＯＲＵ卜１ Ｊｕ］．２Ｏ１ ５ Ｎ０．３０ 第３Ｏ期 设计性实验教学模式探索和实践 韩玮娜，常亮，阎芳，李万忠，韦柳娅 （潍坊医学院，山东潍坊２６１０４２） 摘要：阐述了一套完整的设计性实验所经过的四个阶段，并根据医药学专业学生特点，以“食醋中总酸度的 测定”为例，介绍了设计性实验的教学实施过程，分析了医药学专业开设设计性实验的意义。 关键词：设计性实验；基础化学；教学改革 中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—９３２４（２０１５）３０—０２２６—０２ 设计性实验是指给定实验目的、要求以及实验试 剂和仪器等实验条件，由学生自行设计实验方案并加 以完成的实验。与单纯的验证性实验相比，对学生的 知识储备、个人能力和素养有更高的要求，这就需要 精心设计实验内容，并对教师和学生的角色扮演及责 任分配有重新的认识。 设计性实验的四个阶段 一、１．选题。设计性实验的内容是顺利进行实验的关 键前提。好的内容选择要把握几个原则：一是要顺应 课程改革要求和人才培养目标，避免陈旧刻板、程式 化；二是难度适中，突出“可行性”，根据不同年级的学 生设计不同层次的实验内容；三是结合学生专业特 点，选取与专业有关的内容，以激发学生的学习欲望， 引起兴趣，通过自己的全程参与获得的结果，也会有 强烈的成就感；四是实验方法尽可能有多种设计方案 和思路，为学生提供多次机会，培养学生的发散思维， 的作用是为学生提供轻松、积极的学习氛围，力求每 位学生都敢想敢说，锻炼主动思维能力、表达能力以 及合作沟通能力，这对于医药专业的学生尤为重要。 无论哪种形式的讨论，主体都是学生，教师只起 到指导、旁听、纠错和答疑的作用，而不是完全由教师 强行告知实验步骤，学生依照教材或板书刻板机械地 完成实验操作，不动脑、不思考、不问“为什么”，这种 旧的教学模式大大压制了学生主动思维能力、解决分 析问题能力的发展。两种讨论阶段可关联如下：查阅 资料一设计方案一课前讨论一修改完善一课堂汇 报一课上讨论一教师总结点评。 ３．完成实验，撰写实验报告。实验操作根据学生的 同时避免同学之间的互相抄袭，而只能借鉴、讨论或 是取长补短。 ２．，Ｊ、组讨论。分为两个阶段：课前讨论和课上讨 论。课前讨论以实验小组为单位在开课前完成。先由 学生根据实验题目查阅资料，独立设计实验方案，写 出预实验报告，包括实验原理、仪器和试剂、实验步骤 和注意事项等，再以２～４人为单位进行讨论，资源共 享，查漏补缺，讨论每位同学设计方案的优缺点，进一 步修改完善，最后由小组长汇总，以备第二阶段的汇 报。在此阶段中，通过讨论可以帮助学生了解自己的 方案是否可行，是否符合安全环保的要求，允许学生 互相借鉴以形成最终的合理方案。课上讨论主要在实 验小组之间进行，每个实验班分为４～５个实验组。先由 各组组长汇报课前讨论结果，包括具体方案、各方案 的可行性论证等，汇报完毕后各组之间畅所欲言，对 他人的设计提出自己的意见和建议，侧重细节，教师 特点和兴趣分工进行，每人有独立的任务和责任，这 就促使每个同学都参与其中，丝毫不能懈怠，否则会 导致整个实验失败而连累到其他同学，这种分工合作 更有利于实验的顺利进行。实验过程中，教师要多了 解每个小组的实验情况，指导细节、纠正错误操作，并 帮助学生应对突发状况，分析和解决随时出现的意料 之外的实验现象和结果。实验结束后，学生独立完成 实验报告。 ４．考核评价。考核评价分为有形和无形两种方式。 有形评价针对实验设计方案和实验报告，实验设计方 案主要评价其条理性、科学性、创新性、可行性和完整 性，实验报告评价其规范性、客观性、科学性、独立性 和文学性。无形评价针对实验讨论、汇报和实验操作， 实验讨论和汇报主要评价分析和解决问题的能力、主 动思考能力和表达能力，实验操作评价动手能力、团 队合作能力和迎难而上的坚韧品质。有形评价由教师 完成，无形性价由教师和学生共同完成。 二、实验的具体实施过程 基础化学实验是医药学院校必修的一门重要基 础课程，在一年级的第一学期开课，鉴于学生来源不 基金项目：中华医学会医学教育分会资助项目（２０１２一ＰＧ一６０，２０１２一ｓＹ一４２）；国家自然科学基金资助项目（８１２７４０４９）；山东省教育厅高等 医学教育研究中心资助项目（２０１３）：新医改及专业认证背景下药学教育创新实践教学研究 作者简介：韩玮娜，女，硕士，讲师，主要从事医用化学教学与研究工作。 －２２６－ 教育教学论坛 第３０期 ＥＤＵＣＡＴＩＯＮ ＴＥＡＣＨＩＮＧ ＦＯＲＵＭ Ｊｕ１．２０１ ５ ＮＯ．３０ 同，特别是有部分学生来自于少数民族和边远地区， 化学基础知识和实验技能参差不齐，因此开设的第一 次设计实验不宜太难、专业性不能太强，既要体现设 计性实验的教学目的，还能抛砖引玉，激发学生学习 兴趣，避免难度过大导致学生对后面的设计实验失去 信心，因此我们选定“食醋中总酸度的测定”实验。以 本实验为例，介绍设计性实验的具体实施过程。 １．确定实验内容和要求。将实验题目“食醋中总 酸度的测定”提前一周通知给学生，并说明这是综合 设计性实验，主要目的是培养学生独立分析问题和解 决问题的能力、组织能力和创新能力，同时进一步练 习滴定管、移液管和容量瓶的使用方法。学生可以小 组合作的方式查阅资料，确定最终实验设计方案。设 计要求如下： （１）写明测定原理。根据食醋的性质，选择合适的 分析方法，写出反应方程式、标准溶液、指示剂、计算 公式等。 （２）列出所需的实验仪器的名称和规格、试剂的 名称和浓度等。 （３）写出实验的具体操作步骤。包括基准物质的 选择，碱标准溶液的配制和标定，样品含量的测定等。 实验步骤中需详细列出所需试样及试剂的浓度和用 量、仪器的名称和规格、终点颜色变化等。 验记录，包括数据、易出现的操作错误和自行设计方 案的实验效果等；教师要对学生的实验技能进行评 判，比如电子天平、酸式滴定管、碱式滴定管、容量瓶、 锥形瓶、吸量管的使用方法是否正确，实验步骤是否 有遗漏，实验过程的参与程度等，并将考察的结果列 入实验成绩中。实验完成后，要求学生总结实验结果， 写出实验报告。实验报告参考科研论文的格式，要强 调完整性，包括八个项目：实验日期、前言（主要介绍 食醋的成分、与医学或人体的关系以及酸度测定的意 义）、实验目的、实验原理、实验方法、实验结果、结果 分析和注意事项。 ４．考核与评价。本次实验满分为２０分，其中实验设 计占７分，实验讨论与汇报占３分，实验操作占４分，实 验报告占６分。 三、总结 （４）说明实验的注意事项。包括实验室的安全和 操作技术。 ２．分组讨论实验设计方案。学生经过课前讨论后 完善自己的设计方案。基本的设计思路是：食醋中约 含３％～５％（＃ｍ１）的醋酸，此外还有少量其他的有机 酸，如甲酸、丁酸、乳酸等。在测定食醋的总浓度时，可 全部以醋酸的含量来表示。食醋要尽量选择白醋，如 果选用有颜色的食醋，对观察滴定终点有影响，要对 样品进行预处理。本实验主要采用酸碱滴定的分析方 法，大致可有两种方案：一种是用原浓度的食醋，即取 ３．００ｍｌ食醋溶液置于锥形瓶中加入２０ｍｌ蒸馏水稀释， 加入２滴酚酞指示剂，用０．１０００ｍｏｌｌＬＮａＯＨ标准溶液滴 定至淡红色为滴定终点；另一种方案是先配制稀释了 定倍数的食醋溶液，即取１５．ＯＯｍｌ食醋溶液置于 ｌＯＯｍｌ容量瓶中，定容后取２５．ＯＯｍｌ置于锥形瓶中，加入 ２滴酚酞指示剂，用０．１０００ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ标准溶液滴定至 淡红色为滴定终点。数据的记录和处理可参考表１。 课上讨论时，教师要 表１数据记录 认真聆听学生的汇报，对 次数 １ ２ 一于不合理的、不完善的、 思路烦琐的、浪费试剂的 情况，要给予修改意见， 对于完全行不通的要指 出错误所在，如何修正，提示参考哪些实验方法等，同 ＮａＯＨ终读数（ｍ１） Ｎａ０Ｈ初读数（ｍ１） 消耗ＮａＯＨ体积（ｍ１） ＨＡｃ％（ｇ／ｍ１） 平均相对偏差 “食醋中总酸度的测定”是基础化学实验开设的 第一个综合设计性实验，由学生根据所学知识，独立 查找相关资料，设计出食酸总酸度测定的实验方案， 包括实验所用仪器、药品、实验步骤、数据记录与处理 方法、实验报告格式、注意事项，然后根据自己的设计 方案独立完成，最终得到实验结果，整个过程教师只 起引导和启发的作用，重点突出学生的主导地位，与 普通验证性实验相比，成效显著，主要有如下几个方 面：（１）学生参与实验的全部环节，从方案设计、仪器 准备、药品配制到整个实验完成，全程参与，有实战 感，便于将来的科研能力培养；（２）巩固了学生的基本 操作与技能，提高了动手能力，培养了解决问题的能 力；（３）培养了学生的团结协作精神，这对于临床医学 生尤其重要，决定了将来是否能与他人紧密配合而顺 利完成整台手术；（４）使学生了解了科研的艰巨性，实 验往往不是一次就能成功，重要的是在实践中总结原 因，寻找解决方法，使问题得到解决；（５）学生可以充 分发挥自己的主动性，不是被动接受教师的实验思 路，也不必为了达到理论的结果而凑数据，相反是主 动、积极地研究问题；（６）内容的多样化，方法的灵活 性，增强了学生的参与意识，激发了求知欲、创新意识 和创新精神。 总之，设计性实验为学生充分提供了创新实践的 时间和空间，使学生逐渐克服对老师的依赖心理，养 成自主发现问题、解决问题的习惯，受到学生的欢迎。 当然，开设设计性实验对于教师和实验室条件的要求 也较高，这是以后在设计题目时需要综合考虑的因 素。 参考文献： …曾彦飞．关于本科化学专业实验课程体系改革的构想【ｌ１．铜 仁学院学报，２００９，１１（２）：１１９—１２１． ［２１ｌ一卉，ｆ黄梅，字杰．《化学实验教学研究》课程中开设设计 性实验的教学探索【Ｉ１＿西南师范大学学报：自然科学版， ２０１２，３７（１）． 时也要鼓励学生互相提出问题，讨论如何解决，确定 最终的实验方案。 ３．完成实验并总结，写出实验报告。根据修改后的 设计方案认真进行实验。实验过程中，学生要做好实 －【３】纪朋艳，姜艳霞．生物化学设计性实验的考核方法探索【ｌ１． 卫生职业教育，２０１０，２８（１４）：８５－８６． ２２７－