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【摘要】
教學與科研是大學的基本職能,如何充分利用教學平臺,改進教學方法,從而在教學中培養醫學生的綜合科研能力,是一個重要的話題。我們通過分析傳統教學的特點,探討了醫學生科研能力培養方面的不足。提出可以將科研方法用于化學實驗教學改革,在化學實驗教學中融合對學生的科研訓練,培養醫學生的創新思維以及提出問題、分析問題、解決問題的科研能力。
【關鍵詞】
化學實驗教學;醫學生;培養;科研能力
醫學專業具有應用性強、實踐性強的特點,醫學生培養是個長期的過程,在傳統教學中,過多強調學生注重書本的應試能力,在激勵學生參與實踐和創新精神培養方面明顯不足,在思維活躍程度、動手能力的創新精神上培養不夠[1]。在“萬眾創業,大眾創新”的新形勢下,培養醫學生的創新能力日益重要。但科研能力的培養不可能一蹴而就,需要長期的實踐,通過潛移默化,潤物細無聲,改進教學方法,實現在教學中培養醫學生的科研能力。化學學科與醫學專業結合日趨緊密,化學課是醫學生的專業基礎課,是實踐性很強的科學。化學實驗課是與化學理論課配套的課程,也是醫學生必修的實驗課程。化學實驗是化學理論知識的補充和延伸,“實踐是檢驗真理的唯一標準”。具體到醫學生人才培養上,可通過化學實驗課程,配合各個教學環節的實施來逐步實現[2]。在化學實驗教學中,要注重學生科研能力培養,教學與科研結合,整合優勢資源,合理利用有限空間,最大程度為醫學生提供良好的教育,從而促進兩者的良性互動和發展。
1醫學生科研能力現狀
1.1學生科研創新意識不夠
傳統的教學體系在系統性學習專業知識上比較扎實,但是課堂教學仍停留在理解和掌握基本理論和基本知識上[2]。因此傳統的教學更注重理論基礎知識的學習,創新能力培養不夠。內容相對陳舊、教學缺乏靈活性、獨立性,做實驗多是按部就班、照方抓藥,從而導致學生的獨立動手能力、分析和解決實際問題的能力不夠。強調了學生的基本實驗技能,但對學生的科學素養訓練不足,學生的科研創新意識缺乏,并且影響到將來先進的技術方法在臨床的使用[3]。
1.2缺乏對科研發展的了解
科研的過程包括發現問題,查閱文獻,擬定方案,設計實驗,操作實驗,觀察現象,分析數據,最后解決問題,或者提出新的問題等一系列步驟。醫學生缺乏對科研發展、科學進步的系統認識,尤其是醫學類專業的大一新生,認為化學課程與今后的發展關系不大。醫學生的主攻專業是醫學、生物學,對于其他專業的課程重視不夠[4]。并且醫學生所學的醫學課程與化學課程的知識體系有差別,加上之前的化學基礎打得不夠牢固,導致對化學課程學習感覺比較生疏,學習效率低、效果不佳,有畏難、抵觸情緒。由于醫學生參與科研活動的機會較少,對科研的發展過程缺乏了解,沒有感性認識,對科研的發展不感興趣,從而也缺乏相應的文獻檢索、文獻分析、數據統計、論文撰寫等科研能力。
2化學實驗教學與科研能力培養
科研的本質是對真理和知識的探究與發現,即運用科學方法來創造和產生新知識,包括科學和研究。其中,科學是反映自然界各種現象的本質和規律的知識體系,研究是獲取新知識。科研能力是運用科學方法完成科研活動所必需的能力。需要在化學實驗教學中,注重對醫學生的科研能力培養,包括掌握基礎知識,培養創新能力、發現問題、分析問題、解決問題的能力等[5]。
2.1培養學生掌握系統科學知識
從事科學研究所必備的一個重要素質就是要有專業精神,同時要有堅實的知識基礎作為前提。由于醫學課程本身具有復雜、抽象的特點,醫學生所學課程需要記憶的內容偏多,加上以前的基礎不夠牢固,認識不夠,導致學生學習時感覺生疏[6]。教師可以針對醫學類專業學生的特點,在講解基礎理論知識的基礎上,還應結合科研的發展,激發醫學生的學習興趣,進一步提供醫學背景材料,引導學生進行思考,打下牢固的知識基礎,建立完整的理論體系。醫學專業課程側重于醫學基礎科學、臨床醫學、預防醫學等教學內容,也涉及部分藥物分析、藥物制備、藥物劑型等藥學的內容。醫學的發展離不開基礎理論在實踐中的應用,在生命醫學領域里,生物活性成分分離、純化、DNA測序等離不開醫學化學及相關學科的理論知識。例如,阿司匹林是醫學上有名的藥物,阿司匹林的實驗在化學實驗中可以從純制、分析來講解藥物的性質,貫通了醫學、化學等多學科的知識。通過課堂教學的講解,提高醫學生對醫學學科的認識和重視,消除醫學生對醫學學科造成的誤解。在進行知識講解的同時結合實踐介紹理論知識的來龍去脈,引發學生的思考,有利于培養學生的綜合能力。鞏固的基礎知識是提高發展的基礎,充分利用好實驗課堂的時間,通過化學實驗課堂教學,把枯燥的實驗與實踐生活巧妙地結合起來,調動學生的學習積極性[7]。
2.2引導學生關注科研熱點
在快餐節奏的時代,醫學生以為化學實驗課程與今后的發展關系不大,學習熱情不高,學習興趣不濃,難以持久[4]。傳統的化學實驗教學以教材為基本內容,按部就班、照方抓藥,雖然化學實驗教材的內容都大同小異,但知識本身是日新月異的向前發展,需要改革相對陳舊的內容[6]。教師在實驗課堂中,應將新興的科學前沿和熱點動態,及時補充到教學內容中,引導學生關注學科發展、科學熱點問題。前沿領域是要靠醫學化學及其相關學科的相互交叉、共同發展來完成的,解決問題的思路也是可以互通有無的[8]。在化學實驗教學過程中結合醫學生的特點,重視與臨床醫藥學的醫藥衛生保健,生產科研實踐相結合。例如在講解諾貝爾獎獲得者屠呦呦如何研發青蒿素過程時,它的提取、分離是用化學的方法。通過結合臨床醫藥學的實踐案例,講解尋找經典藥方的產生,制造的方法,治病機理等過程和發現誘因,培養學生的科研素養。并提供相關學科前沿熱點問題,選定學生感興趣的科研方向,結合大綱的學習要求,提高學生對知識的感性認識,培養醫學生的大學科視野和科研素養,學生就能夠在生活中發現問題,并進行深入地思考,較早地激發學生的學習興趣和學習熱情。
2.3設計性實驗培養學生的文獻查閱能力
傳統的化學實驗大都是驗證性實驗,教師按部就班,學生亦步亦趨,在教學和學習上花費的時間很多,但效果不佳。當今,網絡、智能手機等多媒體資源更加豐富多彩,需要把學生吸引回課堂[9]。通過開展設計性實驗,一方面引起學生的興趣,將學生從網絡吸引回課堂,另一方面,增強學生的思考問題、解決問題的意識[10]。例如,在測量維生素C的含量實驗中,可以讓同學自行查找文獻。假設設定水果、蔬菜、藥物等幾種不同的來源,分別選取不同的測量方法予以測量。在設計實驗過程中,讓學生完成整個實驗過程,在實施過程中,可以加強討論和交流,主體是學生,老師給與指導,提供藥品,學生自行配制藥品試劑,提出實驗方案。通過設計性實驗,學生對實際問題有了更好的認識,拓寬了思路。培養了學生的發散性思維,知道了一個問題不僅僅只有唯一的解答辦法,可以從不同的角度去思考、分析問題[11]。同一個化學成分,可以存在不同的食物、藥物中,也可以用不同的測量手段、分析儀器來分析。有利于培養醫學生的發散性思維能力。
2.4綜合性實驗項目培養學生解決問題的能力
醫藥院校的化學實驗教學有其自身的特點,可以結合生活生產實踐,設計一些有利于培養學生綜合應用素質的項目。將傳統的單一的驗證性實驗,進行整合利用,改革成協同完成的綜合性實驗。我們結合化學實驗設計一些綜合性的實驗項目,比如碳酸鈉的制備,首先要求學生查閱文獻,了解碳酸鈉的原始制備和后期改進方法。幫助學生了解到知識的形成,為什么這么改進,是因為遇到了什么問題,通過改進后,生產效率提高了,廢物也被重復利用了,保護了環境,提高了產率。制備出來的碳酸鈉進一步被用來進行分析,提高了學生綜合分析問題和解決實際問題的能力。以協同實驗和綜合實驗為主,通過在學生中開展這一系列實驗,學生了解了實驗的來源,材料是如何獲得的,又能進一步利用自己制備的產品,進行下一步分析,或者前一個學生制備的產品,結合另一個學生探索的分析方法,不僅提高學生實驗操作能力,還培養學生相互合作,綜合運用科學知識解決實際問題的能力[12]。
2.5開設開放式實驗增強學生參與意識
我們在化學實驗教學改革中,通過改革教材內容,拋棄陳舊的知識,改變教學方法,讓學生參與到課堂中來[13]。以科研問題帶動學生思考,教師勇于踐行,帶動學生一起動手參與,讓學生樂在其中。通過提供更多的知識信息,使學生學會利用各種資源,形成自己的判斷。我們通過開設開放設計實驗,融入科研項目的成果,創造了以探究學習為主的學習環境,使學生得到最大的鍛煉,并引導教師與學生共同參與到社會的實踐和改革中來,培養了學生的創新能力和科研素養。
2.6創新實驗項目鍛煉學生創新精神
由于學校加大了對化學實驗室的投入,我們化學生物學與藥學院的基礎化學實驗教學中心榮獲國家級實驗教學中心,購入高效液相色譜儀、氣相色譜儀、紅外光譜儀、紫外光譜儀、酶標儀等一批先進的儀器設備。還增加了化學創新研究室,為學生開展科研創新項目提供了更多的空間和條件。在有高端儀器設備平臺的保障下,可以將科研成果轉入到化學實驗項目中[14]。例如,在無機化學實驗中,引入納米材料的制備內容,啟發學生思考前沿的科研問題。保證了教材的新穎性,將學生的理論知識融入到科研實驗中,培養了學生的創新思維能力。我們學校建立了對醫學生的創新實踐體系,采用教師申報,學生與教師溝通,學校集中審批的方式進行[15]。通過創新實踐活動,有利于培養學生創新能力和實踐動手能力[16]。從感官上感受知識,到積極投入到學習的過程中;從探索科學新知,獲取科研方法,增長科研素養,發展創新精神和科研能力。有利于教師與學生開展協作,學生之間開展合作,培養團隊精神、主人意識。在創新實踐中,由于所涉及的知識難度較大,跨度的時間長,學生可通過自己學習、合作學習、網上論壇等解決問題,通過合作式的幫助、相互啟發培養了合作精神。通過課前探討、課中嘗試、課后討論、課下總結等多種實踐活動形式,讓學生在復雜的活動中,學會了科學知識,培養了科研能力。
3結語
新時代的醫學人才應該具備國際視野,創新意識,才能更好地為社會做貢獻[17]。大學具有科研的性質,最新的研究成果往往出自著名的大學實驗室中。在醫學教學中可以用科研支持教學,在科研中提高,形成醫學生的良好學習氛圍[16]。大學教師需要處理好教學與科研的關系,教師不僅要在在化學實驗教學中培養醫學生的科研能力,同時還要以科研推動教學的高水平發展,而教學又為科研的進行打好基礎。教學相長,從而使學生在長期的科研教學實踐活動中,確立責任感和創新精神。積極在教學中踐行創新教學模式,在新時期下,還原科學的本來魅力,在醫學生產實踐、生命活動中發揮作用,促進醫藥衛生事業的發展,加快前沿知識的應用傳播,以增進醫學生的學習興趣,提高醫學生的科研創新能力。
作者:李? 石晨 單位:首都醫科大學藥學院
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