藥學(xué)專業(yè)儀器分析教學(xué)實(shí)踐與能力培養(yǎng)

王曉嵐 段煜

（濰坊醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院 山東濰坊 261053）

藥學(xué)專業(yè)儀器分析教學(xué)實(shí)踐與能力培養(yǎng)

王曉嵐 段煜*

（濰坊醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院 山東濰坊 261053）

目的：針對(duì)藥學(xué)專業(yè)儀器分析教學(xué)中存在的教學(xué)內(nèi)容不能滿足社會(huì)需要、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力差等問題進(jìn)行教學(xué)改革和實(shí)踐。方法：對(duì)藥學(xué)專業(yè)儀器分析課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了教學(xué)改革。結(jié)果：通過對(duì)連續(xù)6屆藥學(xué)專業(yè)本科生的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)技能和應(yīng)用能力明顯提高。結(jié)論：在藥學(xué)專業(yè)儀器分析化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行適合本專業(yè)特色的教學(xué)改革能提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

藥學(xué)專業(yè) 儀器分析 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)模式 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

儀器分析是藥學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課程和主干課程，其涉及的理論知識(shí)和實(shí)踐技能廣泛應(yīng)用于藥學(xué)各個(gè)領(lǐng)域［1］。但國(guó)內(nèi)的儀器分析教學(xué)廣泛存在著教學(xué)內(nèi)容不能滿足社會(huì)需要、不能反映新技術(shù)的發(fā)展、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力差的問題。對(duì)此，一些專家學(xué)者已經(jīng)提出了進(jìn)行教學(xué)改革的建議。俞汝勤院士提出應(yīng)“把分析化學(xué)（包括儀器分析）方面的教學(xué)由數(shù)據(jù)與信息的獲取，上升到注重實(shí)際問題的解決這一新高度”［2］。2008年召開的全國(guó)分析化學(xué)學(xué)科人才培養(yǎng)與教學(xué)建設(shè)發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)上多位院士、專家提出應(yīng)積極推動(dòng)儀器分析教學(xué)改革。為了提高藥學(xué)專業(yè)儀器分析課程的教學(xué)質(zhì)量，筆者所在的教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)該課程的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了以能力培養(yǎng)為主要導(dǎo)向的教學(xué)改革與實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)教學(xué)三個(gè)方面進(jìn)行了一系列教學(xué)探索。

1 教學(xué)內(nèi)容

1.1 結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

由于藥學(xué)的行業(yè)特點(diǎn)，儀器分析在生產(chǎn)、科研和服務(wù)領(lǐng)域運(yùn)用越來越廣泛，越來越多的企業(yè)、醫(yī)院和科研院所等用人單位希望畢業(yè)生能熟練地運(yùn)用紫外分光光度計(jì)、高效液相色譜等現(xiàn)代分析儀器，故在教學(xué)過程中適當(dāng)增加了常用儀器的教學(xué)課時(shí)，從分析原理、儀器構(gòu)造、操作方法、注意事項(xiàng)、方法建立和結(jié)果分析方面詳細(xì)講述，以滿足在日后工作學(xué)習(xí)中的需要。而針對(duì)核磁共振等這類非實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器，主要講述其分析原理、樣品制備和譜圖解析方面的內(nèi)容，而淡化儀器構(gòu)造和原理的講述。同時(shí)，在以前的教學(xué)中毛細(xì)管電泳和色譜聯(lián)用技術(shù)被作為非重點(diǎn)章節(jié)，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這兩部分內(nèi)容在藥學(xué)行業(yè)中運(yùn)用的越來越多，故將這兩部分內(nèi)容的課時(shí)均適當(dāng)增加，以適應(yīng)藥學(xué)行業(yè)的發(fā)展需要。

1.2 建立與相關(guān)課程的交叉聯(lián)系

儀器分析的教學(xué)內(nèi)容在多門藥學(xué)專業(yè)課中有所體現(xiàn)，故我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中將藥物分析、藥物化學(xué)、天然藥物化學(xué)、藥劑學(xué)等相關(guān)專業(yè)課程內(nèi)容及早滲透進(jìn)來，建立了學(xué)生對(duì)課程的縱向理解。例如紫外可見分光光度法在藥物分析中應(yīng)用非常廣泛，故在授課中引用了“紫外分光光度法測(cè)定鹽酸氯丙嗪注射液和地西泮片含量”的藥典實(shí)例。在講述反相高效液相色譜時(shí)，引用藥物分析中涉及的反相高效液相色譜法檢測(cè)血清中苯巴比妥類藥物作為實(shí)例，從色譜條件的選擇、溶液的制備、樣品的處理以及結(jié)果分析等方面系統(tǒng)介紹反相高效液相色譜法在藥物分析中的應(yīng)用。通過這樣的教學(xué)實(shí)踐，使儀器分析與其相關(guān)學(xué)科有效融合，為其它專業(yè)必修課的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.3 加入新技術(shù)、新熱點(diǎn)的介紹

儀器分析屬于與數(shù)學(xué)、電子學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、現(xiàn)代信息技術(shù)科學(xué)交叉發(fā)展的學(xué)科［3］。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和激光技術(shù)的迅猛發(fā)展，各類新的分析技術(shù)和儀器不斷涌現(xiàn)。將這類內(nèi)容滲透到日常的教學(xué)中，能潛移默化地增加學(xué)生對(duì)學(xué)科前沿的了解，拓寬知識(shí)面，提高實(shí)際應(yīng)用能力。如在講述核磁共振波譜法和質(zhì)譜法時(shí)，介紹了2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的兩項(xiàng)成果，一項(xiàng)是“發(fā)明了對(duì)生物大分子的質(zhì)譜分析法”，另一項(xiàng)是“發(fā)明了利用核磁共振技術(shù)測(cè)定溶液中生物大分子三維結(jié)構(gòu)的方法”，借此一方面使學(xué)生了解質(zhì)譜和核磁共振技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)對(duì)生物大分子及復(fù)雜樣品的檢測(cè)，另一方面通過獲獎(jiǎng)科學(xué)家的成功經(jīng)歷來激勵(lì)學(xué)生積極進(jìn)取的精神。另外在學(xué)期結(jié)束時(shí)要求學(xué)生提交一份關(guān)于儀器分析新進(jìn)展的報(bào)告，報(bào)告分?jǐn)?shù)計(jì)入考試成績(jī)，以此來督促學(xué)生查文獻(xiàn)、找材料，通過自身學(xué)習(xí)來提升對(duì)學(xué)科前沿的了解。

2 教學(xué)手段

2.1 嘗試在儀器分析課堂上采用案例法、PBL和sandwich教學(xué)法

儀器分析所涉及的知識(shí)內(nèi)容在藥物分析、藥物化學(xué)、天然藥物化學(xué)、藥劑學(xué)等學(xué)科有廣泛應(yīng)用，在教學(xué)中加入生動(dòng)、真實(shí)的相關(guān)案例，可以使課堂知識(shí)跟實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。如在講述原子吸收分光光度法時(shí)采用2012年“毒膠囊”事件作為案例，使學(xué)生了解原子吸收技術(shù)在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。同時(shí)將藥典中相關(guān)案例拿到課堂上講述或供學(xué)生討論，使學(xué)生對(duì)國(guó)內(nèi)外藥學(xué)應(yīng)用和研究領(lǐng)域有一定的了解。如2010版《中國(guó)藥典》規(guī)定阿司匹林原料藥使用直接酸堿滴定法進(jìn)行測(cè)定，而阿司匹林腸溶膠囊、阿司匹林泡騰片、阿司匹林栓則采用高效液相色譜法方法進(jìn)行測(cè)定，借此案例可加深學(xué)生對(duì)化學(xué)分析和儀器分析適用范圍的理解，同時(shí)對(duì)我國(guó)藥物檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)有一定了解。

PBL教學(xué)法（ problem based learning） 是以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，該教學(xué)方法對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力很有幫助。我們?cè)趦x器分析課堂上針對(duì)該教學(xué)法進(jìn)行了積極的探索。如學(xué)生在學(xué)習(xí)了色譜分析法概論和氣相色譜法后對(duì)色譜分析方法有了一定了解，在此基礎(chǔ)上，將原理和儀器均相似的高效液相色譜法進(jìn)行PBL教學(xué)法探索，以“提出問題、自主學(xué)習(xí)、課堂討論、歸納總結(jié)”四個(gè)階段教學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“復(fù)習(xí)舊課、上新課、鞏固新課、布置作業(yè)”的教學(xué)模式，鍛煉了學(xué)生查閱資料、綜合理解、歸納總結(jié)及團(tuán)結(jié)合作的能力。

Sandwich教學(xué)法將教學(xué)實(shí)施過程分解為老師提出問題→學(xué)生分組討論、匯報(bào)→教師總結(jié)等環(huán)節(jié)，這種“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式能極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性［4］。儀器分析由于內(nèi)容枯燥、抽象且難度大，課堂上經(jīng)常出現(xiàn)氣氛沉悶、互動(dòng)困難、學(xué)生厭學(xué)的現(xiàn)象，我們嘗試在小班課堂上引入sandwich教學(xué)法，收到良好的效果。以光譜分析法這一部分教學(xué)內(nèi)容為例，其涉及的分析方法都是基于物質(zhì)發(fā)射的電磁輻射或物質(zhì)與輻射相互作用后產(chǎn)生的輻射信號(hào)或信號(hào)的變化來測(cè)定物質(zhì)的性質(zhì)、含量和結(jié)構(gòu)。所以在學(xué)習(xí)了紫外可見分光度法之后，在紅外分光光度法的教學(xué)過程中引入了sandwich教學(xué)法，很大程度提高了課堂效率。

2.2 立體運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)

計(jì)算機(jī)多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展對(duì)教育理念和教學(xué)手段產(chǎn)生了巨大影響，多媒體課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)課程的綜合運(yùn)用，使教學(xué)內(nèi)容變得更直觀、準(zhǔn)確、多樣和前沿化。我們?cè)趦x器分析多媒體課件中更多地加入視頻、音頻、動(dòng)畫、圖片、圖表等元素，并設(shè)置更多的問題情境，增加交流互動(dòng)。如電極的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、分子的振動(dòng)形式、原子吸收工作原理及色譜的分離過程，均通過播放視頻結(jié)合教師講解的形式來完成，這樣學(xué)生更容易理解并能保持較高的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)加大網(wǎng)絡(luò)課堂的建設(shè)，拓展個(gè)性化學(xué)習(xí)空間。在原有校精品課程的基礎(chǔ)上不斷完善現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，及時(shí)更新教學(xué)視頻、習(xí)題庫(kù)、教學(xué)資源庫(kù)等內(nèi)容，提供好了更好的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

3.1 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

儀器分析實(shí)驗(yàn)是儀器分析課程中至關(guān)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生學(xué)習(xí)各種實(shí)驗(yàn)方法、熟悉儀器性能和操作、理解消化理論知識(shí)最重要的途徑［5］。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少，實(shí)驗(yàn)課上，通常是學(xué)生在老師的指導(dǎo)下“照方抓藥”，這固然可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和過硬的實(shí)驗(yàn)技能，但對(duì)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力卻少有裨益，故在實(shí)驗(yàn)課中增加了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。如開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)“阿司匹林片中乙酰水楊酸含量的測(cè)定”，從儀器的校正、樣品的制備、方法的建立和驗(yàn)證、方法的應(yīng)用、結(jié)果的分析討論等各步驟都應(yīng)讓學(xué)生全程參與。在開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加1-2個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，由教師擬定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生通過查閱資料制定實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。如“不同地區(qū)飲用水中F-和H+濃度測(cè)定”，鼓勵(lì)學(xué)生采用化學(xué)分析法和儀器分析法相結(jié)合的方案，比較不同方法得出結(jié)果的異同并進(jìn)行分析。

3.2 改革實(shí)驗(yàn)授課模式

儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往由于實(shí)驗(yàn)條件限制存在每組人數(shù)多、學(xué)生實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)少的問題，實(shí)驗(yàn)課上常以教師講述和演示為主，學(xué)生被動(dòng)接受，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰﹄y以提高。故在改善教學(xué)條件的基礎(chǔ)上采取以下措施：同時(shí)開設(shè)多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將一個(gè)班的學(xué)生分到四個(gè)實(shí)驗(yàn)室，確保2-3人一臺(tái)儀器，增加實(shí)際操作機(jī)會(huì)。同時(shí)為了解決理論教學(xué)進(jìn)度滯后的問題，督促學(xué)生課前預(yù)習(xí)，并寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，上課時(shí)以教師提問為主來學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理和儀器構(gòu)造，這樣既增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，更使理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合。同時(shí)為了解決教師口頭講述實(shí)驗(yàn)原理和使用方法占用大量時(shí)間，并且效果不好的問題，我們購(gòu)買了大型分析儀器操作模擬軟件供學(xué)生進(jìn)行模擬操作，在對(duì)儀器有了較直觀的認(rèn)識(shí)后再進(jìn)行真正的實(shí)驗(yàn)，這樣做起來就得心應(yīng)手了。

3.3 改革實(shí)驗(yàn)考核模式

在對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和授課模式進(jìn)行改革之后，我們針對(duì)實(shí)驗(yàn)課的考核方式進(jìn)行了改革。實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)包括考試成績(jī)和平時(shí)成績(jī)兩部分，并提高了平時(shí)成績(jī)?cè)谡麄€(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)中的比重，將原來平時(shí)成績(jī)占30%調(diào)整為占50%。平時(shí)成績(jī)按百分制，共包括5部分：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（10%）、實(shí)驗(yàn)態(tài)度（10%）、操作技能（20%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（40%）和綜合能力（20%）。其中實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)的評(píng)定側(cè)重實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性而非準(zhǔn)確性，即使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確，只要能在討論部分合理地分析解釋出現(xiàn)誤差的原因以及避免再次出現(xiàn)此類問題的方法，同樣能拿到較高的分?jǐn)?shù)。綜合能力考核側(cè)重考查創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、擬定實(shí)驗(yàn)步驟、選擇試劑儀器、樣品處理和測(cè)定、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析等方面，全面考查學(xué)生的綜合能力。

4 結(jié)語

在藥學(xué)專業(yè)儀器分析教學(xué)過程中，我們的教學(xué)團(tuán)隊(duì)注重改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，努力實(shí)現(xiàn)從單純的知識(shí)傳遞向?qū)W生能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變，從重知識(shí)輕能力、重理論輕實(shí)踐向知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展轉(zhuǎn)變，著力培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、思考能力和動(dòng)手能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。通過對(duì)連續(xù)6屆藥學(xué)專業(yè)本科生的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)技能、應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)明顯提高，這些教學(xué)成果得到了相關(guān)專業(yè)課教師和用人單位的認(rèn)可。

［1］胡琦艷，陳云艷.藥學(xué)專業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探［J］.中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2012（34）：150.

［2］俞汝勤，梁逸增.分析化學(xué)教學(xué)的發(fā)展［J］.大學(xué)化學(xué)，2000（2）：1.

［3］李發(fā)美，趙懷清，柴逸峰.分析化學(xué)［M］.第7版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2011：4.

［4］袁萍，尹燕華，劉琳，等.Sandwich教學(xué)法在生物化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2013（8）：103.

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R2-4

A

1674-2060（2016）02-0281-02

中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)教育分會(huì)、中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)教育專業(yè)委員會(huì)醫(yī)學(xué)教育研究立項(xiàng)課題（項(xiàng)目編號(hào)：2012-RC-68和2012-GL-18）

王曉嵐（1979—），女，山東煙臺(tái)人，碩士研究生，畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所，講師，研究方向：藥學(xué)專業(yè)儀器分析教學(xué)改革。

段煜（1978—）女，河北張家口人，博士研究生，畢業(yè)于四川大學(xué)，副教授，研究方向：藥學(xué)專業(yè)儀器分析教學(xué)改革。