著眼于大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)的“色譜分析”教學(xué)改革探討

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[摘 要]“色譜分析”作為一門(mén)實(shí)用性很強(qiáng)的工具學(xué)科，是高等院?；瘜W(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課。針對(duì)此課程教學(xué)中存在的學(xué)生實(shí)際操作能力差、學(xué)生本科畢業(yè)后的能力不能滿足用人單位實(shí)際需要等問(wèn)題，可以對(duì)課程的教材、實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行改革，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]色譜分析 教學(xué)改革 教材改革

[中圖分類(lèi)號(hào)] O657.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）16-0151-02

“色譜分析”是內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科生的一門(mén)學(xué)位課程，也是一門(mén)非常重要的應(yīng)用技術(shù)，化學(xué)化工專業(yè)、生命科學(xué)專業(yè)、蒙醫(yī)藥專業(yè)的本科生在其畢業(yè)論文中都不同程度地涉及色譜分析技術(shù)。因此，在目前教學(xué)內(nèi)容增加、學(xué)時(shí)數(shù)減少的大趨勢(shì)下，必須對(duì)現(xiàn)有“色譜分析”課程的教材、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)等方面進(jìn)行改革，這樣才能使學(xué)生畢業(yè)后在工作崗位上的激烈競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟。

一、改革的原因及背景

色譜法是分析化學(xué)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的一門(mén)技術(shù)，作為一種多組分混合物的分離、分析強(qiáng)有力的工具，經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，色譜分析從理論到技術(shù)都取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，極大地拓寬了其研究與應(yīng)用領(lǐng)域。目前，色譜法在輕工、石油、環(huán)保和醫(yī)藥等幾乎所有科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，為信息科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等新興學(xué)科的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。但是必須看到，現(xiàn)行的“色譜分析”課程教學(xué)中存在諸多問(wèn)題，導(dǎo)致了學(xué)生畢業(yè)參加工作后需要重新進(jìn)行上崗培訓(xùn)的尷尬局面。針對(duì)以上問(wèn)題，廣大教學(xué)工作者在多媒體改革[1-2]、實(shí)驗(yàn)課改革[3]等方面都提出了寶貴意見(jiàn)，但關(guān)于教材方面的改革卻鮮見(jiàn)報(bào)道。

二、教材內(nèi)容的改革

（一）可以精簡(jiǎn)的內(nèi)容：柱色譜、紙色譜、薄層色譜

柱色譜是指將固定相放在玻璃、不銹鋼、石英管中，該管子叫色譜柱，這種色譜法叫柱色譜；如果固定相是一張紙，并在上面涂以固定液，一般就是在紙上吸上水，成為紙上的固定液，當(dāng)然要有一定的處理方法，利用紙上吸的水，再用另一種溶劑作沖洗劑，這種方法叫紙色譜；將固定相均勻地涂在玻璃或其他材料的平板上，形成一個(gè)固定相的薄層，用來(lái)進(jìn)行色譜分離，稱為薄層色譜。這三種色譜法原理簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，在色譜發(fā)展過(guò)程中曾起到過(guò)舉足輕重的作用，但隨著時(shí)間的推移，這些方法由于自身的弊端已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足實(shí)際分析工作的需要，并逐漸被新技術(shù)所取代?；诖耍覀儽仨毧吹?，目前色譜分析教材中，這些內(nèi)容依然占有很大比重，某些教材甚至將三種色譜法分為三章分別作重點(diǎn)介紹，導(dǎo)致了本來(lái)的非重點(diǎn)內(nèi)容在理論課、實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)業(yè)考試中都成為重點(diǎn)內(nèi)容，牽扯了學(xué)生很大一部分精力。作為一門(mén)以技術(shù)應(yīng)用為主的學(xué)科，教材內(nèi)容應(yīng)圍繞實(shí)際應(yīng)用展開(kāi)教學(xué)。

（二）必須重點(diǎn)介紹的內(nèi)容：反相色譜

反相色譜是指流動(dòng)相的極性大于固定相的分離體系。反相色譜最常用的固定相是C18、C8和苯基鍵合相的填料，流動(dòng)相通常是水或緩沖液與極性有機(jī)溶劑甲醇、乙腈的混合溶液。反相色譜的分離機(jī)理主要基于被分離溶質(zhì)與固定相疏水作用力的差別。反相色譜是分離大多數(shù)常規(guī)樣品的首選分離模式，該模式比其他液相色譜模式的普適性更好，更方便，獲得令人滿意的最佳分離效果的可能性更大。因此，反相色譜法在制藥廠、科研院所、醫(yī)院等行業(yè)應(yīng)用極為廣泛，化學(xué)專業(yè)本科生畢業(yè)后無(wú)論找工作或考研，反相色譜法都是必備的基礎(chǔ)知識(shí)。但在現(xiàn)行的教材安排中，反相色譜一般被并入高效液相色譜這一章中，由于這一章本身所含知識(shí)點(diǎn)較多，需要先后介紹高效液相色譜法的歷史、基本理論、高效液相色譜儀的構(gòu)造，最后才能講到不同的色譜分離方法。而在這部分內(nèi)容中，反相色譜法又與正相色譜法、離子交換色譜法、體積排阻色譜法等一同介紹，這樣的安排絲毫不能突出反相色譜法的核心地位，往往被學(xué)生所忽視。綜上所述，反相色譜法在高效液相色譜法這一章中必須被凸顯出來(lái)，內(nèi)容無(wú)論從深度或廣度方面都要有所提高，與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容比例應(yīng)該加大，或者干脆將反相色譜法作為獨(dú)立內(nèi)容另外開(kāi)設(shè)一章課程都不為過(guò)，只有這樣的課程安排才能取得令人滿意的教學(xué)效果，使學(xué)生在未來(lái)就業(yè)過(guò)程中真正做到學(xué)以致用。

（三）新增的熱點(diǎn)內(nèi)容：超高效液相色譜、高速逆流色譜

近年來(lái)色譜技術(shù)得到快速發(fā)展，超高效液相色譜、多維色譜、集束式毛細(xì)管等技術(shù)已經(jīng)商品化。然而，目前的色譜分析教材內(nèi)容更新速度過(guò)慢，不僅不利于教師對(duì)色譜新理論、新方法的接收與傳播，還會(huì)導(dǎo)致學(xué)生就業(yè)后對(duì)新的色譜儀器一無(wú)所知。因此，在單獨(dú)的一個(gè)章節(jié)中對(duì)近年來(lái)新出現(xiàn)的具有代表性的色譜法做詳細(xì)的介紹是十分必要的。在這里重點(diǎn)推薦兩項(xiàng)新技術(shù)，分別是超高效液相色譜和高速逆流色譜。超高效液相色譜是一種采用小粒度固定相的色譜技術(shù)，與傳統(tǒng)高效液相色譜相比，具有分離度高、分析速度快、高靈敏度等優(yōu)勢(shì)，一般與四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用，多用于代謝組學(xué)分析及其他一些生化領(lǐng)域，在天然產(chǎn)物的分析方面也逐漸興起；高速逆流色譜是一種連續(xù)高效的液液色譜分離技術(shù)，不用任何的支撐物或載體，而是利用兩相溶劑體系在高速旋轉(zhuǎn)的螺旋管內(nèi)建立起一種特殊的單向性流體動(dòng)力學(xué)平衡，其中一相做固定相，另一相做流動(dòng)相，在連續(xù)洗脫的過(guò)程中能保留大量固定相，具有樣品無(wú)損失、無(wú)污染、高效、快速和大制備量分離等優(yōu)點(diǎn)。

（四）不應(yīng)被切割的內(nèi)容：色譜分析儀器簡(jiǎn)介、色譜的定性和定量分析等

介紹一種色譜分離方法的合理順序應(yīng)該是：色譜法基本理論→色譜儀器的構(gòu)造→定性定量分析→儀器的應(yīng)用實(shí)例。目前，許多教材對(duì)以上四部分內(nèi)容的切割顯得比較隨意，例如，有的教材將“色譜儀器的構(gòu)造”從各章中挖出去，單獨(dú)開(kāi)設(shè)一章“色譜分析儀器簡(jiǎn)介”，有的教材將“定性定量分析”從各章中挖出去，單獨(dú)開(kāi)設(shè)一章“色譜的定性和定量分析”，更有些教材將以上四部分內(nèi)容分成四章獨(dú)立介紹?？v然許多色譜分析教材的作者有自己的出發(fā)點(diǎn)和目的，但內(nèi)容的過(guò)分切割對(duì)教材的整體性而言確實(shí)是弊大于利。因此在教材內(nèi)容編排的先后次序上，只需在某章中對(duì)某一色譜法的四部分內(nèi)容按順序做一一介紹即可。

三、實(shí)驗(yàn)改革

色譜分析是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性、技術(shù)性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是色譜分析課程的重要組成部分，但是，目前很多高校存在著重教學(xué)、輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，這個(gè)問(wèn)題對(duì)學(xué)生未來(lái)的就業(yè)前景是很不利的。只有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的訓(xùn)練，不斷提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生掌握規(guī)范性的實(shí)驗(yàn)操作技能，更要注重培養(yǎng)學(xué)生觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，才能使學(xué)生具有一個(gè)合格大學(xué)畢業(yè)生的基本素質(zhì)和創(chuàng)新精神。

（一）重視驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)

色譜分析實(shí)驗(yàn)中的毛細(xì)管氣相色譜實(shí)驗(yàn)、氣-質(zhì)聯(lián)用實(shí)驗(yàn)、高效液相色譜實(shí)驗(yàn)、液-質(zhì)聯(lián)用實(shí)驗(yàn)、超高效液相色譜-四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)所涉及的儀器都非常昂貴，這就要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前一定要認(rèn)真預(yù)習(xí)，聽(tīng)從老師講解實(shí)驗(yàn)過(guò)程及儀器操作規(guī)范，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真操作，實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真、真實(shí)地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完整地寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。例如環(huán)己烷-苯混合物的氣相色譜分析實(shí)驗(yàn)，通過(guò)將混合物試液各組分色譜峰的調(diào)整保留時(shí)間與已知純樣進(jìn)行對(duì)照，對(duì)各色譜峰所代表的組分做出定性判斷，對(duì)學(xué)生重點(diǎn)講述熱導(dǎo)池檢測(cè)器的工作原理，使學(xué)生掌握儀器的操作。

（二）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

教師要通過(guò)開(kāi)展設(shè)計(jì)性試驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生的基本科學(xué)研究素質(zhì)。教師指定題目，學(xué)生自己查閱相關(guān)文獻(xiàn)，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)教師審閱批準(zhǔn)后，學(xué)生即可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，甚至可以自主選擇高效液相色譜法或超高效液相色譜法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。這樣，通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的查閱文獻(xiàn)能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、動(dòng)手能力，使學(xué)生了解了科學(xué)研究或藥物制備的基本過(guò)程，極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣，為學(xué)生未來(lái)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。

四、增加校外專家舉辦的學(xué)術(shù)報(bào)告次數(shù)，鼓勵(lì)學(xué)生參加

幾年來(lái)天然產(chǎn)物化學(xué)及代謝組學(xué)的迅猛發(fā)展，對(duì)色譜技術(shù)提出了更高的要求。因此，針對(duì)這方面的需要，我校先后購(gòu)置了液相色譜-電噴霧離子阱質(zhì)譜、超高效液相色譜-四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜、制備型液相色譜等大型儀器設(shè)備。雖然學(xué)校在大型儀器設(shè)備上投資的經(jīng)費(fèi)在逐年提高，但由于地理位置的局限，在人才與科研方面與國(guó)際水平相差甚遠(yuǎn)，與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平相比仍有不小差距。因此，在條件許可的情況下，邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)外色譜研究方面的專家到我校舉辦反映色譜技術(shù)發(fā)展前沿的學(xué)術(shù)報(bào)告，通過(guò)學(xué)術(shù)交流讓學(xué)生及時(shí)掌握色譜學(xué)方面的最新動(dòng)態(tài)和科研成果，并把已學(xué)的理論知識(shí)與最新的發(fā)展技術(shù)結(jié)合起來(lái)并消化吸收，為他們將來(lái)應(yīng)用到藥物分析等相關(guān)領(lǐng)域的研究打下基礎(chǔ)，同時(shí)拓寬了學(xué)生的視野，提高了畢業(yè)論文的質(zhì)量，為學(xué)生未來(lái)的就業(yè)創(chuàng)造了良好的條件。

[ 注 釋 ]

[1] 戴云.基于CAI課件的《色譜分析》教學(xué)模式設(shè)計(jì)及實(shí)踐[J].云南民族學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002（3）：179-181.

[2] 朱金花，田淑芳，劉繡華.研究生“色譜分析”教學(xué)中的一些思考[J].廣州化工，2011（22）：126-128.

[3] 王嶺，孫曉然，趙艷琴，等.色譜分析實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探討[J].唐山師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（2）：108-109.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]