微开放性实验在教学改革中的探索和实践
邓敬桓 陈智平 黄东萍++阮冲 黄明立
[摘 要]微开放性实验在卫生化学实验教学改革需要不断探索和实践。为适应预防医学专业应用型人才培养的要求，项目组结合卫生化學学科特点，分析当前实验教学模式的现状以及存在的主要问题，提出微开放性实验，一种全新的开放性实验模式。通过实践证明取得了良好的教学效果，有一定的借鉴和指导意义。
[关键词]卫生化学；微开放性实验；实验教学；应用型
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）02-0074-02
近年来，公共卫生问题日益突出，公共卫生事件频发，这使得预防医学工作范畴出现了明显改变。高效而快速的应急反应能力，需要有扎实的专业知识、较强的动手能力和一定的综合分析能力为后盾。[1][2][3]卫生化学作为预防医学专业的基础课程，主要是探讨和研究预防医学中所需要的检验方法、理论和新分析技术，涉及预防医学专业各个学科的研究领域。因此，促进和发展卫生化学实验教学改革对培养应用型预防医学专业人才具有重要的意义。
目前卫生化学实验教学多采取“单一性、验证性”的传统实验教学模式。这种教学模式是由教师准备实验、讲解原理、步骤和方法，然后学生在规定的时间内按照教师讲的按部就班地完成实验内容。在整个实验过程中，教师处于主体地位，学生始终处于被动地位，由教师带着学生完成实验。这种教学模式虽然能清晰地展现实验教学的整体框架，使学生明白需要掌握的知识点，但无益于激发学生的实验积极性和培养学生动手、创新的能力。[4]开放性实验是实验教学的新理念，旨在训练学生学习的主体意识和问题意识。一般而言，开放性实验具有开放性的特征，主要表现在时间和内容两个方面。其中时间上的开放性指学生可以根据自己的实际情况自由支配时间去实验室，这就要求开放性实验室应对学生全天候开放，如课后、双休日和假期；内容上的开放性指学生根据所学的课内知识，查询了解学科发展的最新前沿动态，自由设计自己感兴趣的实验内容。开放性实验传统教学模式的运作需要三个前提条件：一是学生的主观意愿。学生对开放性实验的兴趣，只有对其产生一定的兴趣才能更好地发挥实验的自觉性。二是一定数量的实验指导教师队伍。三是完善的实验室硬件设施和管理制度。但当前各高校很难同时具备以上条件，使开放性实验教学模式都处于一个探索阶段，没有一个统一的标准和模式。尤其是医学院校，学生繁重的学习任务严重影响其对课外实验兴趣的产生。再加上实验条件的制约，不能在时间和内容上足够开放，开放性实验的效果未能有效发挥，开展的范围有限，实施率不高。这一直是高等医药教育中的薄弱环节，同时也是束缚学生实践能力提高的重要因素之一。[5]由此，我们结合卫生化学学科的特点，开创微开放性实验。
微开放性实验是开放性实验的一种新模式，不是形式上简单的微缩。由于预防医学专业的学生学习科目较多，而专业基础课程中卫生化学的计划学时数相对较少，预防医学专业的学生开始卫生化学学习前尚未进入系统的实验学习，基本实验技能不够扎实，而卫生化学的实验可能会涉及一些有毒、腐蚀性很强的化学试剂及贵重的大型仪器。为了不影响开放性实验的教学效果，在开展实验过程中，我们恰到好处地把握了各个环节实施的度。为更好展示微开放性实验在卫生化学实验教学中的具体实践，本文从以下几方面进行详细介绍。
一、微开放性实验的内容
传统的卫生化学实验教学主要是验证性实验，内容包含分析化学和仪器分析两部分。基本知识点是围绕实验过程展开，从样品的采集与处理，到仪器方法学，最后是数据的整理分析。学生通过相关学习基本具备完成实验的理论基础。为了让学生能在一个学期内完成开放性实验计划，我们在形式上采取课内实验和课外实验相结合的原则，突出微开放性实验内容“精”的特点。将一些内容涉及面较广的传统单元实验，如部分先导问题和后续延伸问题，加工成验证性或综合性开放实验。为激发学生对实验的兴趣，在选题上尽量选择一些与社会生活和经济生活密切相关的项目。如一些计划内的实验教学内容：气相色谱仪测定苯系物，我们可延伸成用气相色谱仪检测室内空气质量，学生可以采集新装修的宿舍或地下车库等场所的空气样本进行分析；紫外可见分光光度法测定微量铁可设计为紫外可见分光光度法对食品添加剂的测定。通过对日常生活用品的检测引起大家对食品安全的关注，使实验内容来源于教学，更贴近生活，且易于开展。虽然微开放性实验的内容在形式和研究空间上有所压缩，但对于学生分析问题、解决问题能力培养的效果却未减弱，甚至还有利于巩固课内教学内容，加深学生对卫生化学理论知识的理解。
二、微开放性实验教学过程
在整个实验过程中，微开放性实验同传统开放性实验一样，均强调学生的主体作用。
学生可根据兴趣自行组队，每组5～6个学生为宜，尽量保障每一位学生有实验操作机会，培养学生相互协作的团队精神。学生通过自主查阅文献，拟就实验方案，拟定实验步骤，选择、整理出实验所需的试剂、仪器，并完成检测和实验数据的分析。但由于卫生化学实验的特殊性，在一些实验的操作过程中，如在样品预处理过程中，会涉及一些强酸强碱、微毒性的药品。检测过程中使用到气相色谱仪、液相色谱仪和原子吸收分光光度计等昂贵的大型仪器，教师与学生要灵活地进行主客角色的转换。当学生未掌握操作要领时，教师须适当发挥主导作用，待学生逐步领会其中要点，教师可在旁予以配合指导，以确保实验安全、顺利地进行，且不影响学生在整个实验过程中的自主发挥。
三、教学方法和实验考核评价
微开放性实验的教学方法注重“先进”，主要采用问题式、讨论式和启发式等教学方式，辅以网络助手等教学手段。教师通过启发式教学引导学生科学地确定实验方向，采用问题式的教学方法对学生拟定的实验步骤、实验方案进行审阅，运用小组讨论的形式对学生提交的结题报告予以评定分析。我们借助学院网络搭建网上学习论坛，开辟了与国内外卫生化学学习平台的超链接，让学生依靠手机或电脑就能轻松地进行网上自主学习，把握相关领域的研究前沿，同时赋予论坛聊天功能，便于师生间及组员间的心得交流与互助。
微开放性实验的考核评价体现“全面”。由于微开放性实验旨在培养学生的能力，在實验考核评价上不拘泥于实验的结果。教师除了对学生提交的实验结果进行评定，还需要对学生在实验过程中所表现出的综合能力进行考核。前者通过评阅实验报告和开展小型汇报答辩的形式进行评判；后者则依据每次实验操作结束时，教师对学生的实验思路、操作能力等方面做出定性或定量的评定。
四、实验设备与管理
实验设备是开放性实验实施的保障条件。由于微开放性实验内容是对课内实验延伸和拓展，所以计划内实验教学使用的仪器基本能满足微开放性实验的需要。但对于一些大型仪器或者少量贵重仪器如农残的测定，我们通过购买配套的高仿真软件建立虚拟实验室来解决。
学生在计算机上对这些仪器设备模拟操作后可基本上掌握其结构、工作原理及使用方法，且不必考虑误操作对仪器设备的损害，大大节约了仪器设备的维护和使用费用。
微开放性实验“开放”，但是管理上 “不松懈”。实验室配备有基本的管理系统，包含智能门禁、仪器耗材登记管理、大型仪器设备电源控制管理、视频监控管理等子系统，可对实验室运行情况实行规范化、信息化管理。在实验时间分配管理上，考虑到教师资源不充裕，我们采取实验分段开放的形式，即指导教师依据实验内容、实验室使用情况确定实验批次，并把每批次的时间安排发布在学习论坛上，学生通过和指导教师及组员间的沟通，自由选择时间段，预约参加实验。
五、实验效果评价
微开放性实验自实施以来，受到学生的普遍欢迎，从校教评中心反馈的卫生化学实验教学调查考核数据分析，微开放性实验的满意度一直稳居90%以上。学生的动手能力、独立思考能力和创新能力得到明显提高，有效激发了他们对实验和科研的兴趣，据统计，学生发表卫生化学类文章与申报开放性科研项目均已实现零的突破，并逐年增加。实验资源得到了充分的利用，教师和实验人员的科研、实验室管理水平也有所提高。
六、结语
开放性实验能有效提高学生的创新和实践能力已是教育界共识。但受办学条件、师资、学时数、经费和学科本身特点等因素的影响，开放性实验在预防医学中开展得不多，且常常不尽人意。微开放性实验是根据自身条件而实施的较为成功的一次实验教学改革，是对开放性实验教学模式的一次有意义的探索。对于高等院校基础类课程，其中的经验值得推广和借鉴。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 欧阳江，唐明德.构建应用型的预防医学专业人才培养模式分析[J].长沙医学院报，2014（13）：50-52.
[2] 王朝旭，闻颖，解微.预防医学实验教学体系改革与实践 [J].中国公共卫生管理，2015（3）：308-309.
[3] 杨双波，刘清国，刘慧，李东阳.新医改背景下预防医学专业人才培养模式改革的初探[J].西北医学教育，2014（6）：1063-1064.
[4] 刘利娥，韩秀丽，闫素清.卫生化学教学改革与实践[J].中国卫生检验杂志，2010（10）：2605-2606.
[5] 白群华，贾燕，肖虹.卫生检验专业实验教学中引入条件开放性实验的探索[J].医学教育探索，2010（5）：681-683.
[责任编辑：刘凤华]
[摘 要]微开放性实验在卫生化学实验教学改革需要不断探索和实践。为适应预防医学专业应用型人才培养的要求，项目组结合卫生化學学科特点，分析当前实验教学模式的现状以及存在的主要问题，提出微开放性实验，一种全新的开放性实验模式。通过实践证明取得了良好的教学效果，有一定的借鉴和指导意义。
[关键词]卫生化学；微开放性实验；实验教学；应用型
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）02-0074-02
近年来，公共卫生问题日益突出，公共卫生事件频发，这使得预防医学工作范畴出现了明显改变。高效而快速的应急反应能力，需要有扎实的专业知识、较强的动手能力和一定的综合分析能力为后盾。[1][2][3]卫生化学作为预防医学专业的基础课程，主要是探讨和研究预防医学中所需要的检验方法、理论和新分析技术，涉及预防医学专业各个学科的研究领域。因此，促进和发展卫生化学实验教学改革对培养应用型预防医学专业人才具有重要的意义。
目前卫生化学实验教学多采取“单一性、验证性”的传统实验教学模式。这种教学模式是由教师准备实验、讲解原理、步骤和方法，然后学生在规定的时间内按照教师讲的按部就班地完成实验内容。在整个实验过程中，教师处于主体地位，学生始终处于被动地位，由教师带着学生完成实验。这种教学模式虽然能清晰地展现实验教学的整体框架，使学生明白需要掌握的知识点，但无益于激发学生的实验积极性和培养学生动手、创新的能力。[4]开放性实验是实验教学的新理念，旨在训练学生学习的主体意识和问题意识。一般而言，开放性实验具有开放性的特征，主要表现在时间和内容两个方面。其中时间上的开放性指学生可以根据自己的实际情况自由支配时间去实验室，这就要求开放性实验室应对学生全天候开放，如课后、双休日和假期；内容上的开放性指学生根据所学的课内知识，查询了解学科发展的最新前沿动态，自由设计自己感兴趣的实验内容。开放性实验传统教学模式的运作需要三个前提条件：一是学生的主观意愿。学生对开放性实验的兴趣，只有对其产生一定的兴趣才能更好地发挥实验的自觉性。二是一定数量的实验指导教师队伍。三是完善的实验室硬件设施和管理制度。但当前各高校很难同时具备以上条件，使开放性实验教学模式都处于一个探索阶段，没有一个统一的标准和模式。尤其是医学院校，学生繁重的学习任务严重影响其对课外实验兴趣的产生。再加上实验条件的制约，不能在时间和内容上足够开放，开放性实验的效果未能有效发挥，开展的范围有限，实施率不高。这一直是高等医药教育中的薄弱环节，同时也是束缚学生实践能力提高的重要因素之一。[5]由此，我们结合卫生化学学科的特点，开创微开放性实验。
微开放性实验是开放性实验的一种新模式，不是形式上简单的微缩。由于预防医学专业的学生学习科目较多，而专业基础课程中卫生化学的计划学时数相对较少，预防医学专业的学生开始卫生化学学习前尚未进入系统的实验学习，基本实验技能不够扎实，而卫生化学的实验可能会涉及一些有毒、腐蚀性很强的化学试剂及贵重的大型仪器。为了不影响开放性实验的教学效果，在开展实验过程中，我们恰到好处地把握了各个环节实施的度。为更好展示微开放性实验在卫生化学实验教学中的具体实践，本文从以下几方面进行详细介绍。
一、微开放性实验的内容
传统的卫生化学实验教学主要是验证性实验，内容包含分析化学和仪器分析两部分。基本知识点是围绕实验过程展开，从样品的采集与处理，到仪器方法学，最后是数据的整理分析。学生通过相关学习基本具备完成实验的理论基础。为了让学生能在一个学期内完成开放性实验计划，我们在形式上采取课内实验和课外实验相结合的原则，突出微开放性实验内容“精”的特点。将一些内容涉及面较广的传统单元实验，如部分先导问题和后续延伸问题，加工成验证性或综合性开放实验。为激发学生对实验的兴趣，在选题上尽量选择一些与社会生活和经济生活密切相关的项目。如一些计划内的实验教学内容：气相色谱仪测定苯系物，我们可延伸成用气相色谱仪检测室内空气质量，学生可以采集新装修的宿舍或地下车库等场所的空气样本进行分析；紫外可见分光光度法测定微量铁可设计为紫外可见分光光度法对食品添加剂的测定。通过对日常生活用品的检测引起大家对食品安全的关注，使实验内容来源于教学，更贴近生活，且易于开展。虽然微开放性实验的内容在形式和研究空间上有所压缩，但对于学生分析问题、解决问题能力培养的效果却未减弱，甚至还有利于巩固课内教学内容，加深学生对卫生化学理论知识的理解。
二、微开放性实验教学过程
在整个实验过程中，微开放性实验同传统开放性实验一样，均强调学生的主体作用。
学生可根据兴趣自行组队，每组5～6个学生为宜，尽量保障每一位学生有实验操作机会，培养学生相互协作的团队精神。学生通过自主查阅文献，拟就实验方案，拟定实验步骤，选择、整理出实验所需的试剂、仪器，并完成检测和实验数据的分析。但由于卫生化学实验的特殊性，在一些实验的操作过程中，如在样品预处理过程中，会涉及一些强酸强碱、微毒性的药品。检测过程中使用到气相色谱仪、液相色谱仪和原子吸收分光光度计等昂贵的大型仪器，教师与学生要灵活地进行主客角色的转换。当学生未掌握操作要领时，教师须适当发挥主导作用，待学生逐步领会其中要点，教师可在旁予以配合指导，以确保实验安全、顺利地进行，且不影响学生在整个实验过程中的自主发挥。
三、教学方法和实验考核评价
微开放性实验的教学方法注重“先进”，主要采用问题式、讨论式和启发式等教学方式，辅以网络助手等教学手段。教师通过启发式教学引导学生科学地确定实验方向，采用问题式的教学方法对学生拟定的实验步骤、实验方案进行审阅，运用小组讨论的形式对学生提交的结题报告予以评定分析。我们借助学院网络搭建网上学习论坛，开辟了与国内外卫生化学学习平台的超链接，让学生依靠手机或电脑就能轻松地进行网上自主学习，把握相关领域的研究前沿，同时赋予论坛聊天功能，便于师生间及组员间的心得交流与互助。
微开放性实验的考核评价体现“全面”。由于微开放性实验旨在培养学生的能力，在實验考核评价上不拘泥于实验的结果。教师除了对学生提交的实验结果进行评定，还需要对学生在实验过程中所表现出的综合能力进行考核。前者通过评阅实验报告和开展小型汇报答辩的形式进行评判；后者则依据每次实验操作结束时，教师对学生的实验思路、操作能力等方面做出定性或定量的评定。
四、实验设备与管理
实验设备是开放性实验实施的保障条件。由于微开放性实验内容是对课内实验延伸和拓展，所以计划内实验教学使用的仪器基本能满足微开放性实验的需要。但对于一些大型仪器或者少量贵重仪器如农残的测定，我们通过购买配套的高仿真软件建立虚拟实验室来解决。
学生在计算机上对这些仪器设备模拟操作后可基本上掌握其结构、工作原理及使用方法，且不必考虑误操作对仪器设备的损害，大大节约了仪器设备的维护和使用费用。
微开放性实验“开放”，但是管理上 “不松懈”。实验室配备有基本的管理系统，包含智能门禁、仪器耗材登记管理、大型仪器设备电源控制管理、视频监控管理等子系统，可对实验室运行情况实行规范化、信息化管理。在实验时间分配管理上，考虑到教师资源不充裕，我们采取实验分段开放的形式，即指导教师依据实验内容、实验室使用情况确定实验批次，并把每批次的时间安排发布在学习论坛上，学生通过和指导教师及组员间的沟通，自由选择时间段，预约参加实验。
五、实验效果评价
微开放性实验自实施以来，受到学生的普遍欢迎，从校教评中心反馈的卫生化学实验教学调查考核数据分析，微开放性实验的满意度一直稳居90%以上。学生的动手能力、独立思考能力和创新能力得到明显提高，有效激发了他们对实验和科研的兴趣，据统计，学生发表卫生化学类文章与申报开放性科研项目均已实现零的突破，并逐年增加。实验资源得到了充分的利用，教师和实验人员的科研、实验室管理水平也有所提高。
六、结语
开放性实验能有效提高学生的创新和实践能力已是教育界共识。但受办学条件、师资、学时数、经费和学科本身特点等因素的影响，开放性实验在预防医学中开展得不多，且常常不尽人意。微开放性实验是根据自身条件而实施的较为成功的一次实验教学改革，是对开放性实验教学模式的一次有意义的探索。对于高等院校基础类课程，其中的经验值得推广和借鉴。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 欧阳江，唐明德.构建应用型的预防医学专业人才培养模式分析[J].长沙医学院报，2014（13）：50-52.
[2] 王朝旭，闻颖，解微.预防医学实验教学体系改革与实践 [J].中国公共卫生管理，2015（3）：308-309.
[3] 杨双波，刘清国，刘慧，李东阳.新医改背景下预防医学专业人才培养模式改革的初探[J].西北医学教育，2014（6）：1063-1064.
[4] 刘利娥，韩秀丽，闫素清.卫生化学教学改革与实践[J].中国卫生检验杂志，2010（10）：2605-2606.
[5] 白群华，贾燕，肖虹.卫生检验专业实验教学中引入条件开放性实验的探索[J].医学教育探索，2010（5）：681-683.
[责任编辑：刘凤华]
