醫(yī)學(xué)院校儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

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1儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1．1面向多專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課

儀器分析理論知識(shí)涉及多學(xué)科，因此，我校儀器分析課程是在學(xué)生修完基礎(chǔ)學(xué)科的大學(xué)三年級(jí)開設(shè)。由于培養(yǎng)方向不同，各專業(yè)在總學(xué)時(shí)設(shè)置上存在差異。但是，各專業(yè)的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)都接近儀器分析課程總學(xué)時(shí)數(shù)的二分之一，充分體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在儀器分析教學(xué)中的重要性。以我校藥學(xué)專業(yè)為例，教學(xué)大綱制定的儀器分析理論學(xué)時(shí)數(shù)為50，實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)為40，實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)占據(jù)了較大比例，突出了儀器分析的實(shí)踐性和應(yīng)用型的特點(diǎn)。

1．2重視分析儀器在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的投入和使用

我校一直注重在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的投入，近年來多次購置實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的新型儀器設(shè)備。除了光譜學(xué)儀器（紫外可見分光光度計(jì)、核磁共振儀、原子吸收分光光度計(jì)、分子熒光分光光度計(jì)、紅外光譜儀）、電化學(xué)儀器、色譜學(xué)儀器（氣相色譜儀、液相色譜儀）等教學(xué)儀器外，大型科研型分析儀器（氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀、液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀）也對(duì)學(xué)生適時(shí)開放。上述儀器基本能夠滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要。

1．3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容豐富

我校目前使用的儀器分析實(shí)驗(yàn)教材為本校自編教材，內(nèi)容與理論知識(shí)緊密相關(guān)，包括光譜法（紫外可見分光光度法、熒光光譜法、紅外光譜法、原子吸收光譜法、核磁共振波譜）、電化學(xué)（離子選擇電極）、色譜法（氣相色譜法、液相色譜法）。針對(duì)藥學(xué)和法醫(yī)專業(yè)特點(diǎn)，還引入了儀器聯(lián)用技術(shù)（氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用、液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用）。具體實(shí)驗(yàn)方法的選擇則更注重運(yùn)用理論知識(shí)，如在實(shí)驗(yàn)課程中將三種不同的定量分析方法（標(biāo)準(zhǔn)曲線法、標(biāo)準(zhǔn)加入法、內(nèi)標(biāo)法）分別運(yùn)用到不同的實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生充分體會(huì)幾種方法之間的異同，對(duì)理論知識(shí)有更深刻的理解。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

2．1學(xué)生對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)不重視

儀器分析實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容與理論課內(nèi)容緊密相關(guān)，其課堂教學(xué)質(zhì)量對(duì)理論課學(xué)習(xí)有積極的促進(jìn)作用。但學(xué)生在理論課學(xué)習(xí)中普遍反映課程內(nèi)容抽象、知識(shí)面多而廣且不易理解，這些都嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生很容易將理論課學(xué)習(xí)中的畏難心理帶入實(shí)驗(yàn)課堂，對(duì)老師的示教內(nèi)容不感興趣，完成實(shí)驗(yàn)的過程不認(rèn)真，課堂秩序混亂，甚至出現(xiàn)多人實(shí)驗(yàn)報(bào)告雷同的現(xiàn)象。如何通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)儀器分析的目的、增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)課堂參與的積極性、增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣、幫助學(xué)生理解抽象的理論知識(shí)，這些是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最需要重視和解決的問題。

2．2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇未能體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn)

儀器分析的應(yīng)用范圍廣，涉及的分析方法包括光學(xué)、電化學(xué)、色譜、質(zhì)譜等不同方面。授課對(duì)象是來自不同專業(yè)的學(xué)生，要掌握的分析方法也有所區(qū)別。如藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生今后面臨的主要工作是指導(dǎo)臨床合理用藥、藥物質(zhì)量控制與監(jiān)督、新藥開發(fā)和劑型設(shè)計(jì)等，常用的分析方法涉及儀器分析中的色譜及其聯(lián)用技術(shù)。對(duì)食品安全與衛(wèi)生檢驗(yàn)專業(yè)的學(xué)生而言，今后的工作重點(diǎn)集中于藥殘檢測、重金屬污染分析，需要運(yùn)用色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、原子光譜檢測技術(shù)等。醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生偏重于臨床自動(dòng)化型儀器分析，光學(xué)、電化學(xué)分析方法是這些自動(dòng)化儀器的分析基礎(chǔ)，如酶聯(lián)免疫分析與儀器分析的分子光譜內(nèi)容密切相關(guān)。為滿足不同專業(yè)的需求，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容是儀器分析實(shí)驗(yàn)課程亟待解決的問題。此外，儀器分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇還應(yīng)與儀器分析學(xué)科的發(fā)展緊密相關(guān)。新技術(shù)、新方法層出不窮，如何使大學(xué)課程與不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù)保持一致也是需要解決的問題。

2．3教學(xué)資源（教師、場地、時(shí)間）相對(duì)不足

近年來學(xué)校的招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，同時(shí)，儀器分析課程的重要性也越來越被肯定，這些因素導(dǎo)致我校儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的開設(shè)在時(shí)間和教學(xué)場地的分配方面遇到了前所未有的困難。2018年，我們針對(duì)藥學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的儀器分析實(shí)驗(yàn)課高達(dá)16個(gè)班次，較2017年增加了50％。從2019年開始，我校法醫(yī)專業(yè)也增開了儀器分析理論和實(shí)驗(yàn)課程，不斷增加的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)使有限的帶教教師、實(shí)驗(yàn)室變得相對(duì)緊張，也使上課時(shí)間受到限制。處理不好時(shí)間和場地以及帶教教師人員分配的問題，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量下滑，影響大學(xué)生專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。

3實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革措施

3．1發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課的優(yōu)勢(shì)，配合理論課學(xué)習(xí)

經(jīng)過與幾屆學(xué)生的交流與溝通，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的原因主要來自于儀器分析課程本身的特點(diǎn)，即理論知識(shí)涵蓋面廣以及內(nèi)容抽象帶來的學(xué)習(xí)壓力［3］。而儀器分析實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)是幫助學(xué)生理解理論知識(shí)、明確學(xué)習(xí)目的、增加學(xué)習(xí)興趣、學(xué)會(huì)選擇實(shí)驗(yàn)方法解決實(shí)際問題。為此，我們不再把實(shí)驗(yàn)課重點(diǎn)全部放在完成實(shí)驗(yàn)樣品的分析測試，而是結(jié)合理論知識(shí)適當(dāng)增加了對(duì)儀器結(jié)構(gòu)的介紹。但新型大型儀器自動(dòng)化一體化程度高，實(shí)驗(yàn)參數(shù)的調(diào)節(jié)靠電腦程序即可完成，學(xué)生很難看到儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)儀器測定條件的選擇理解不深。為此，我們一方面利用儀器的配套耗材為學(xué)生提供最直觀的對(duì)儀器部件的認(rèn)識(shí)，如在氣相色譜法實(shí)驗(yàn)中，利用氣化室、色譜柱等耗材說明各部件特點(diǎn)與用途，讓學(xué)生對(duì)儀器的認(rèn)識(shí)從抽象上升到具體；另一方面，我們還收集一些淘汰的舊儀器、老儀器，通過“解剖”老儀器為學(xué)生展示儀器的基本構(gòu)造，通過手動(dòng)部件理解實(shí)驗(yàn)參數(shù)的優(yōu)化問題。在原子吸收分光光度法實(shí)驗(yàn)中，我們借助手動(dòng)操作的舊儀器介紹燃燒器、霧化器等儀器部件，讓學(xué)生對(duì)儀器的構(gòu)造一目了然，對(duì)很多理論課上想不通的問題通過親手操作達(dá)到豁然開朗。諸多儀器分析教學(xué)工作者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)更應(yīng)突出儀器分析課程的實(shí)用性［4，5］。為此，我們?cè)跍y試樣品的選擇上除了考慮學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，還會(huì)引入學(xué)生感興趣的實(shí)際問題。如風(fēng)油精中薄荷醇含量的測定、頭發(fā)中微量元素的檢測以及牙膏中氟含量的測定等實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生自帶樣品，以此提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情。讓每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手的機(jī)會(huì)也是我們?cè)黾訉W(xué)生學(xué)習(xí)興趣的手段之一。面對(duì)大型儀器，學(xué)生很容易表現(xiàn)出不自信。我們要求學(xué)生兩人一組完成實(shí)驗(yàn)，并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。作為省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，實(shí)驗(yàn)室還為更多的在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中感到不滿足的同學(xué)提供了課外科研活動(dòng)的平臺(tái)。實(shí)踐證明，以上這些教學(xué)方法的不斷改進(jìn)在一定程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，對(duì)理論課教學(xué)具有顯著的促進(jìn)作用，對(duì)學(xué)生科研素質(zhì)的培養(yǎng)具有積極意義。

3．2依據(jù)學(xué)生專業(yè)設(shè)置課程內(nèi)容

為了體現(xiàn)各專業(yè)特點(diǎn)，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課內(nèi)容選擇上實(shí)行不同專業(yè)區(qū)別對(duì)待。以藥學(xué)專業(yè)和醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生為例，我們?cè)谒帉W(xué)專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中增加了儀器分析方法在藥物分析中的應(yīng)用；而對(duì)于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的學(xué)生，我們更側(cè)重于在紫外可見分光光度法、熒光分析、電化學(xué)等章節(jié)的實(shí)驗(yàn)投入。為了適應(yīng)不斷發(fā)展的儀器分析技術(shù)，我們不斷修訂實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容，充分體現(xiàn)“發(fā)展中的儀器分析”的學(xué)科特點(diǎn)［1］。儀器分析是一門不斷發(fā)展的科學(xué)，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了儀器分析的迅速發(fā)展，學(xué)校教學(xué)經(jīng)費(fèi)的不斷投入讓大型新型分析儀器走進(jìn)實(shí)驗(yàn)課堂。十年期間，我們多次更新自編教材內(nèi)容，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，減少和壓縮常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法的學(xué)時(shí)，將大型、新型儀器設(shè)備引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，做到與時(shí)俱進(jìn)。以紫外－可見分光光度法的應(yīng)用為例，我們從最初的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)精簡到一個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)曲線由手繪到引入電腦作圖，最大吸收波長的選擇由直接給出到讓學(xué)生操作有光譜掃描功能的儀器獲得。隨著近年來大型儀器的不斷增加，我們還在食品安全與衛(wèi)生檢驗(yàn)和法醫(yī)專業(yè)引入了氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的刪減和增加使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸更多的新技術(shù)、新方法，開闊了學(xué)生眼界，提高了學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)信心，對(duì)自身的專業(yè)學(xué)習(xí)有了更明確的學(xué)習(xí)目的。

3．3合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和場地

針對(duì)學(xué)生人數(shù)多、班次多的現(xiàn)實(shí)困難，我們摒棄了2018年前一直貫徹的按照進(jìn)度表順序依次進(jìn)行多個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，重新安排教學(xué)進(jìn)度。針對(duì)班次較多的藥學(xué)專業(yè)，我們將八個(gè)實(shí)驗(yàn)課程按照理論教學(xué)的先后順序分為兩個(gè)大組，每個(gè)大組的四個(gè)實(shí)驗(yàn)在四周的時(shí)間中交叉進(jìn)行。在場地的設(shè)置上，我們實(shí)行“小型儀器移動(dòng)管理，同類儀器綜合放置，樣品前處理與檢測分開進(jìn)行”的辦法，做到了在同一場地不同時(shí)間完成不同實(shí)驗(yàn)的開設(shè)。這種模式極大地節(jié)約了時(shí)間和空間，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的順利開展提供了新思路。

參考文獻(xiàn)：

［1］葉憲曾，張新祥．儀器分析教程［M］．2版．北京：北京大學(xué)出版社，2011：3．

作者：高毅華 王秀季 張立堅(jiān) 單位：廣東醫(yī)科大學(xué)儀器分析教研室