面向醫(yī)學生物學研究生的現(xiàn)代儀器分析現(xiàn)場教學存在的問題及對策

徐詩強　胡霞敏　曹曉璐

[摘要]《現(xiàn)代儀器分析》課程是研究生學習的一門重要的專業(yè)技術核心課程，在我院涉及生物學、臨床醫(yī)學、預防醫(yī)學等多個專業(yè)的學生。該課程涉及面廣，覆蓋的學生多，教學內(nèi)容要求新。本文分析我院《現(xiàn)代儀器分析》課程教學的現(xiàn)狀，就教材問題、實踐問題、客觀條件的限制、學生的差異性等方面的現(xiàn)狀和教學經(jīng)驗進行介紹，展望了改進的方法。

[關鍵詞]生物醫(yī)學；現(xiàn)代儀器分析；現(xiàn)狀；經(jīng)驗

[中圖分類號] G712 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2018）2（c）-0141-04

[Abstract]Modern instrumental analysis is an important professional technology core course learned by graduate student.In our college，many students are involved in biology，clinical medicine，preventive medicine and so on.The course covers a wide range of knowledge，covers more students，and teaching content should be advanced.This paper analyzes the current situation of the teaching of Modern instrumental analysis in our college，and introduces the current situation and teaching experience of teaching materials，practical problems，objective conditions，and students′ differences，and looks forward to the improved method.

[Key words]Biomedical science；Modern instrumental analysis；Current situation；Experience

現(xiàn)代生命科學的蓬勃興起有力地促進了儀器分析新技術、新方法的不斷涌現(xiàn)；儀器分析的日益廣泛應用，又極大地促進了生命科學基礎和應用研究的發(fā)展[1-3]。儀器分析與醫(yī)學生物學結合使儀器分析已經(jīng)成為生命科學研究中的重要手段。鑒于此，儀器分析課程被許多高等院校尤其是醫(yī)學院校紛紛納入研究生專業(yè)必修課程的范圍[4-6]。在我院，《現(xiàn)代儀器分析》課程是研究生學習的一門重要的專業(yè)技術核課程，涉及生物學、臨床醫(yī)學、預防醫(yī)學等多個專業(yè)的學生。但該課程在研究生中的教學與在本科生中的教學相比，有很大差異，存在儀器設備條件、學生差異、教材的選用、學生實踐能力培養(yǎng)等多個方面的問題，亟待進行調整。針對以上問題，本教研室在教學中充分調動本院的技術力量，參考兄弟院校經(jīng)驗，在教學內(nèi)容設計、教學方式等方面進行改進，現(xiàn)將經(jīng)驗做一介紹。

1 面向生物醫(yī)學研究生的《現(xiàn)代儀器分析》現(xiàn)場教學存在的問題

1.1 學生的差異性

表現(xiàn)在兩個方面，一方面研究生生源來自于不同的學校、不同的專業(yè)，化學分析和儀器分析方面的知識背景差異較大；另一方面，一起上課的研究生在學的是不同的專業(yè)，或者不同的研究方向，對在學的《現(xiàn)代儀器分析》課程的期望有很大差異。由于學生起點和期望的差異，導致在課程內(nèi)容設計上更加大了難度。

1.2本院客觀條件的限制

研究生現(xiàn)代儀器分析課程以實用為主，理論為輔，教學過程在實驗室現(xiàn)場進行，所選項目需要與實際使用的儀器相結合。對于各種儀器的管理，一般是分散在不同實驗室，由于各自的專業(yè)和研究方向不同，各實驗室擁有的儀器設備的種類、型號、數(shù)量有差異。生命科學領域新儀器層出不窮，儀器更新?lián)Q代很快，因此不同實驗室能夠開設的實驗內(nèi)容、實驗個數(shù)和實驗時間都在不斷變化，對實驗教學的方法和內(nèi)容很難固定和統(tǒng)一。

1.3 教材的問題

現(xiàn)有的《現(xiàn)代儀器分析》教材偏向于傳統(tǒng)的小分子化合物的光譜、色譜、電化學分析，較少涉及生命科學相關的組織、細胞、核酸和蛋白質方面的檢測與分析。而在生命科學領域，各種高靈敏度、高選擇性、自動化的分析儀器及相關的新技術、新方法不斷涌現(xiàn)，為生物醫(yī)學院校的儀器分析教學提出了新的要求。但是受編寫時間的限制，通常教學中使用的教材往往滯后于學科的發(fā)展，缺乏通用的教材。

1.4 實踐能力培養(yǎng)的問題

《現(xiàn)代儀器分析》作為一門綜合性實驗學科，具有與一般理論學科不同的特殊性，主要體現(xiàn)在課程的科學性和實踐性的兩重性質。儀器分析課程強調應用，須培養(yǎng)研究生的動手能力，在理論背景下，一切要以實踐作為基礎，以實際的需要作為目的。從目前生物醫(yī)學院校畢業(yè)生的就業(yè)現(xiàn)狀看，絕大部分的學生將走向醫(yī)療、衛(wèi)生、藥物、食品等行業(yè)，這些領域是技術密集型的行業(yè)，擁有較多的先進儀器設備，是社會對儀器分析人才需求的主體。

2 面向生物醫(yī)學研究生的《現(xiàn)代儀器分析》現(xiàn)場教學項目的優(yōu)化

2.1優(yōu)化教學項目

在現(xiàn)有的課程教學中，由于《現(xiàn)代儀器分析》隸屬化學學科，教學中所用教材和實驗項目基本上是化學分析相關的內(nèi)容，且大多為經(jīng)典的儀器分析內(nèi)容，未能充分體現(xiàn)與生物醫(yī)學學科的銜接和滲透。根據(jù)我院研究生的專業(yè)需求，結合實驗室現(xiàn)有儀器，優(yōu)化了教學內(nèi)容，對原教學內(nèi)容進行了刪減，增加了部分與生命科學相關的教學項目，如激光共聚焦、流式細胞儀、酶標儀等內(nèi)容。將現(xiàn)代生命科學的內(nèi)容引入到《現(xiàn)代儀器分析》課程中來，拓展研究生的知識結構；同時，展現(xiàn)傳統(tǒng)儀器分析的手段擴展到生命科學中的應用，如將將高效液相色譜儀、熒光分光光度計用于生物樣本的檢測，啟發(fā)研究生創(chuàng)新性的研究思路。

2.2實施團隊教學[7-9]

新的教學項目的引入擴展了本課程的知識面，為提高教學水平，將有相關理論和實踐背景的老師納入到教學團隊，實行項目負責制?？紤]到《現(xiàn)代儀器分析》課程由多個模塊組成，且每個模塊之間有一定的獨立性，將課程內(nèi)容分成不同的教學項目，如液相色譜技術、氣相色譜技術、光譜技術、酶標儀、流式細胞技術、激光共聚焦分析等。將教學項目分配給各個實驗室責任人，由對儀器非常熟悉的教師、儀器管理人員相配合進行備課和教案編寫，采用豐富的實驗教學手段，改革實驗教學方法。

2.3自編教學教材

根據(jù)培養(yǎng)目標的需要，堅持自編教材與綜合參考書相結合的方式組織教學材料，對儀器的原理進行介紹的基礎上，注重儀器的應用，結合科研的實例，介紹儀器在科學研究中解決問題的思路。既保證了基本理論知識的傳授，又把更多新儀器、新方法介紹給了學生，拓展了他們的創(chuàng)新思維。

2.4完善教學內(nèi)容[10-12]

照顧大多數(shù)的學生是教師該采取的方略。針對不同起點的研究生，靈活地掌握教授內(nèi)容，深淺適度，讓基礎差的學生補齊短板。對于有一定基礎的研究生，適當?shù)丶由顑?nèi)容。采用模塊化教學，將每一項目分為基本原理、儀器結構、分析條件的選擇、實際應用四大模塊。

基本原理模塊旨在讓研究生理解分析方法的原理和實際應用中的影響因素；儀器結構模塊結合原理來闡述儀器構造的合理性和必然性；分析條件的選擇模塊緊扣原理展開討論，讓學生深入理解分析條件對結果的影響；實際應用模塊則通過應用實例對前3個模塊的知識進行綜合應用。這種模塊化教學方法有助于引導學生將分析測試原理、儀器構造、分析條件的選擇和優(yōu)化以及具體應用有機地聯(lián)系在一起，對繁雜的教學內(nèi)容進行整合，理順學習思路。

2.5強化實踐能力

研究生學習《現(xiàn)代儀器分析》課程與本科生有所區(qū)別，科研工作是研究生學習期間的重要和復雜的內(nèi)容，為科研服務是學習現(xiàn)代儀器分析的主要目標之一，除了學習相關儀器的理論知識之外，更重要的是在后面的科研中能獨立使用，并解決其科研課題中的問題，因此，在教學中更強調實驗技能，相對來說儀器原理及相關理論的學習退而求其次，也就是以用為主。針對實踐能力培養(yǎng)的問題，采取的策略是在具體教學方式上也有所區(qū)分，本科生以課堂傳授為主，以實驗室教學為輔；研究生則以理論講授為輔，實驗室現(xiàn)場教學為主，在儀器室直接傳授有關的理論知識，并結合網(wǎng)絡查詢和撰寫課程綜述等形式來提高研究生的理論水平和實際使用技能。

3 課程問卷調查

針對此輪改進，我們在研究生中展開了問卷調查，以了解其效果。

3.1 調查對象

課程組對醫(yī)學院2015～2017年度開設《現(xiàn)代儀器分析》的研究生進行了問卷調查：共84人。

3.2 調查方法

本次調查采用實名的方法進行。《儀器分析實驗》課程開設了6個教學項目，包括高效液相色譜技術、氣相色譜技術、熒光光譜分析、激光共聚焦、流式細胞儀、酶標儀。針對以上實驗項目，問卷內(nèi)容包括學生在本科階段的專業(yè)及現(xiàn)在的研究方向、前期的學習基礎、對課程內(nèi)容的評價、課程改進的建議等。共發(fā)出調查問卷84份，回收84份，回收率為100%。調查表具體內(nèi)容見表1。

3.3 調查內(nèi)容及結果

3.3.1專業(yè)方向及研究課題 通過該部分的調查了解學生的知識背景，現(xiàn)在的研究狀況，進而知道其客觀需要。

結果顯示，選擇本課程的研究生在本科階段的專業(yè)差異較大，包括藥學、生物學、護理學、臨床醫(yī)學、預防醫(yī)學、衛(wèi)生檢驗等多個專業(yè)的學生，研究方向比較分散，涉及藥學、分子生物學、環(huán)境衛(wèi)生和勞動衛(wèi)生等多個領域。

3.3.2學習基礎 通過該部分的調查了解學生在學習本課程前，是否有相關儀器的知識背景，主要是在本科階段的學習情況，包括理論學習和實際操作。對于有一定工作經(jīng)驗的學生，其在工作階段可能會接觸到該儀器的操作。其理論背景如何也可以通過此項調查得以知曉。結果顯示，對于高效液相色譜、氣相色譜、熒光光譜三項技術大部分的學生在理論上有一定的了解，但在實際操作方面確比較欠缺。而對于新增加的激光共聚焦、流式細胞儀、酶標儀在理論和實際操作上都不熟悉。也有少數(shù)學生在理論和實際操作兩方面均比較陌生。

3.3.3對課程的內(nèi)容的評價 該項內(nèi)容是調查的重點。主要從實用性的方面來考慮，即各項技術與學生所學專業(yè)的相關性，對科研課題以及對以后工作的是否有所幫助，對課程設置的各項技術教學的滿意度，以及課程改進的建議。①就課程設置的分析檢測技術與所學專業(yè)相關性方面，所有的學生都能找到與所學專業(yè)相關的內(nèi)容，表明教學內(nèi)容的設置照顧到了所有的學生，而且多項技術對其現(xiàn)在的科研工作有所幫助。②對于實驗項目對以后的工作的關聯(lián)性，考慮到研究生對自己職業(yè)的規(guī)劃，了解其從短期、中期、長期三個層面看待某項技術的實用性。學生普遍認為所設置的教學項目對以后的學習和工作有關聯(lián)和幫助，具有實用價值。③對各項技術教學的滿意程度：分為非常滿意、滿意、一般、需要加強、不滿意五個標準，大部分學生評價在滿意以上。④各項技術的教學側重點：主要了解學生關注的重點是在理論學習還是實際操作。結果表明，學生更加注重實際應用。⑤通過學習，學生的受益情況：該項是了解學生在理論學習和實際操作兩個方面的學習效果。調查結果顯示，大部分學生認為在兩個方面都有所收獲。

3.3.4對課程改進的建議 對于課程的改進主要進行3個方面的調查。①教學中的不足之處，分為理論講解和實際操作兩個方面。②考慮到課時限制和學生基礎的差異，課堂教學的深度有局限性，不能滿足部分基礎比較好的學生的需求，為方便課后的交流，了解學生后期強化學習的需求。③在現(xiàn)有的教學項目之外，還需要開設哪些的教學項目。研究生在科研一線，對儀器的需求比較及時和具體，通過該項調查了解課程項目的開設有借鑒意義。該項調查的結果顯示，大部分學生認為實際操作方面還不夠，希望有所強化。對于新增項目的建議比較分散，包括質譜技術、液質聯(lián)用技術等。

4討論及展望

隨著科學技術的發(fā)展和大型精密儀器的不斷增加，如何培養(yǎng)學生（特別是研究生）及時、準確地掌握和使用先進的儀器設備，運用這些先進的實驗手段進行科學研究，對于培養(yǎng)研究生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，造就高素質人才有很大幫助[13-15]。研究生是科研戰(zhàn)線上的一只生力軍，提高其科研能力對提高我?？蒲兴接袠O大的推動作用，同時對開發(fā)儀器的應用功能以及提高儀器的使用率也有極大的促進作用。

通過對教學項目的優(yōu)化，豐富了教學內(nèi)容，避免了與本科階段的重復教學，同時兼顧不同起點和專業(yè)背景的學生，對起點低的有所補充，對起點高的有所提高，增強了學生的學習興趣。緊密聯(lián)系研究生的課題實際，解決了其科研需求。

本輪改進主要是優(yōu)化了實驗項目，由于人手和課時的限制，教學形式還是以班為單位統(tǒng)一教學。鑒于研究生階段學生學習和科研壓力均比較大，如何使課程的教學更靈活，還有待進一步探索，如采取差異化教學，即在時間安排上可以根據(jù)研究生的自己時間進行，在教學項目上提供更多的選項，研究生可根據(jù)自己的實際情況進行選擇。在以后的教學中這將是我們改進的方向。

[參考文獻]

[1]楊小秋.現(xiàn)代儀器分析實驗教學現(xiàn)狀與展望[J].廣州化工，2014，42（4）：154-155，182.

[2]李贊忠，喬子榮.現(xiàn)代儀器分析技術的新進展[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010，36（23）：69-70.

[3]李贊忠，喬子榮.現(xiàn)代儀器分析及其發(fā)展趨勢[J].內(nèi)蒙古石油化工，2011，37（21）：1-4.

[4]賈長英，張曉娟，張丹陽.現(xiàn)代儀器分析及其教學改革[J].化工高等教育，2007，24（2）：45-47.

[5]魏自民，李成.現(xiàn)代儀器分析教學改革與實踐[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報（社會科學版），2007，5（2）：50-51.

[6]李永峰，余林，郝志峰，等.現(xiàn)代儀器分析課程教學改革的探索[J].廣東化工，2010，37（9）：167，176.

[7]李迎春，馮榮，吳冰冰，等.現(xiàn)代儀器分析課程教學實踐[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2014，30（9）：1405-1407.

[8]梁楠，劉清，林賢福，等.研究生現(xiàn)代儀器分析實驗技術課程改革初探[J].化工高等教育，2010，27（5）：11-13.

[9]張大偉，韋軍.現(xiàn)代儀器分析實驗課教學改革與實踐[J].實驗技術與管理，2009，26（12）：117-118.

[10]劉海學，王瑞，王海鳳，等.《現(xiàn)代儀器分析》實驗教學方案設計與實踐[J].天津農(nóng)學院學報，2014，21（2）：62-65.

[11]李郤里.現(xiàn)代儀器分析課程教學方法的改革探索[J].河南化工，2014，31（12）：55-57.

[12]范春輝，丁紹蘭.新常態(tài)下現(xiàn)代儀器分析教學改革探索[J].榆林學院學報，2015，25（6）：24-27.

[13]張景強，李清春，孫延一.現(xiàn)代儀器分析課程的“講”與“做”[J].廣東化工，2011，38（6）：263-264.

[14]白雁，潘瑾，李永強，等.研究生現(xiàn)代儀器分析課程教學改革的探索[J].實驗技術與管理，2011，28（9）：22-24.

[15]陳曉霞，趙葉，楊曉華，等.現(xiàn)代儀器分析應用的教學與實踐模式探討[J].教育教學論壇，2014，（51）：120-121.

（收稿日期：2017-11-30 本文編輯：許俊琴）