醫(yī)工交叉背景下分析化學課程教學改革探索*

辛艷梅

(上海理工大學，上海 200093)

學科交叉融合通過逾越學科障礙、創(chuàng)造學科交融新知識，解決科學前沿問題，是促進學科發(fā)展的最重要原動力[1]。隨著醫(yī)學科學領域的迅速發(fā)展和人們對生命健康的日益重視，醫(yī)工交叉通過將醫(yī)學和理工學交叉結合成一種新型研究模式，在現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展中的價值逐步突顯[2-3]。近年來，上海理工大學在“健康中國、健康上?！睉?zhàn)略全面實施的時代背景下，為深化醫(yī)工交叉進行有益的實質性探索，通過與上海交通大學醫(yī)學院進行合作，聚焦醫(yī)學領域重大疾病防治需求，培養(yǎng)具有醫(yī)學和理工學復合型能力的創(chuàng)新人才。

化學學科的研究方法和相關成果在生物分子檢測、腫瘤治療、醫(yī)藥合成等醫(yī)用領域中有著極其重要的作用，“化”與“醫(yī)”的交叉結合是促進醫(yī)學學科領域發(fā)展的重要途徑[4-5]?；瘜W在材料合成、機制研究等科研上游領域有著巨大優(yōu)勢，而醫(yī)學在臨床實際應用的下游領域有著強烈需求。通過結合各自的學科優(yōu)勢，真正找到“化”與“醫(yī)”之間有力的契合點，在制藥與醫(yī)用材料領域開展交叉融合科學研究。

《分析化學》作為四大化學之一，其主要任務是發(fā)展和應用各種理論、方法、儀器等鑒定物質的化學組成、確定物質的結構、測定物質的有關組分含量和存在形式，是與醫(yī)學最相關的理論課程之一[6]。因此，《分析化學》是上海理工大學理工類相關專業(yè)本科生的一門核心基礎之一，其中應用化學、材料科學、食品科學、醫(yī)療器械等與醫(yī)工交叉相關專業(yè)占總授課人數(shù)的80%。在此背景下，本文通過對《分析化學》課程教學現(xiàn)狀與問題進行分析，針對性的提出以醫(yī)工交叉理念為導向的教學改革策略，在理論、實踐及教學方法上實現(xiàn)分析化學與醫(yī)學的深度融合。

1 醫(yī)工交叉背景下“分析化學”教學現(xiàn)狀

首先，理論課程與醫(yī)學結合不深入。《分析化學》是針對理工科學生開設的一門課程，教材涉及的研究對象、學習內容和應用領域等較廣。如化學分析部分的重點是四大滴定，教材內容主要為滴定原理和化學應用，較為注重學生化學基礎知識和技術應用方面的培養(yǎng)，對其中涉及到的醫(yī)學內容講解和擴充較少，很難提升理工科學生在醫(yī)學上的認知。其次，教學方法沒有體現(xiàn)交叉融合新模式。醫(yī)工結合后，沒有根據(jù)學科需求及時對教學模式進行改革，存在課程結構設置不合理、授課內容較為落后、教學方法較為單一等問題，沒有真正實現(xiàn)交叉融合。最后，實踐課程設計缺乏醫(yī)學應用。實踐課程是將“化”與“醫(yī)”融合和轉化的關鍵。目前分析化學實踐課程設計主要集中在實驗課教學，缺少醫(yī)工交叉科技創(chuàng)新課題，難以訓練學生交叉創(chuàng)新思維，無法實現(xiàn)將分析技術應用于臨床。針對目前分析化學課程在“醫(yī)工”結合發(fā)展中存在的問題，提出以“醫(yī)工”交叉理念為導向的教學改革勢在必行，具有創(chuàng)新思維的教學改革策略才能促進分析化學與醫(yī)學的深度融合。

2 醫(yī)工交叉背景下分析化學教學探索

2.1 理論課程與醫(yī)學深入融合

《分析化學》是一門較為前沿的學科，其基本原理在醫(yī)學中發(fā)揮著重要作用，應用領域與醫(yī)學相互交叉和滲透。在醫(yī)工交叉背景下，《分析化學》課程不僅讓學生掌握基本理論和實驗方法，還應緊隨學科發(fā)展前沿，融入與課程有關的醫(yī)學知識，潛移默化的增強學生“化”與“醫(yī)”的知識融合。《分析化學》中有諸多章節(jié)可以合理融入醫(yī)學內容，如酸堿滴定中的緩沖溶液。在理論課程的設計中，除了詳細介紹緩沖溶液的緩沖原理和組成，還可以引入緩沖溶液在生命體中的重要作用以及在醫(yī)學研究中的應用，如人體內的緩沖溶液NaHCO3-H2CO3、Na2HPO4-NaH2PO4等。又如在樣品分離法章節(jié)中，可向同學們介紹色譜儀、電泳儀的基本原理和在臨床診斷中的應用。比如利用色譜儀研究藥物在人體內的吸收轉換動力學，是藥物研發(fā)和疾病治療的重要手段；利用血清蛋白電泳分離儀來了解患者血清蛋白全貌，區(qū)分極性炎癥、慢性綜合征、慢性肝病。這些內容作為拓展性知識講解，不僅能豐富學生的課外知識而且能激發(fā)學生的學習興趣。分析化學中的醫(yī)工融合內容匯總如表1所示。

表1 分析化學中的醫(yī)工融合內容Table 1 Teaching content in Analytical Chemistry related to medicine and engineering intersection

2.2 創(chuàng)新交叉融合教學新模式

傳統(tǒng)教學模式很難適應醫(yī)工交叉背景下分析化學學科的培養(yǎng)需求，具有創(chuàng)新性的交叉融合教學新模式才能促進“醫(yī)工”的深度融合。

(1)加強醫(yī)工交流合作，增強醫(yī)工融合理念。學校定期組織任課老師和生物醫(yī)學專業(yè)教學經驗豐富的專家教授交流學習，歸納總結分析化學在醫(yī)學中的應用；同時組建教學督導組，對教學工作進行定期監(jiān)督和指導，全面提升該課程的教學能力。與此同時，邀請醫(yī)學專家到我校開展相關講座，讓學生了解分析化學在醫(yī)學上的研究熱點，激發(fā)學生對醫(yī)工交叉的思考和探索。

(2)豐富教學方式，調動學生主動參與。任課教師將多種教學方法結合起來，采用啟發(fā)式教學、分組討論、成果展示等形式，在鞏固專業(yè)知識的同時激發(fā)學生對“化”與“醫(yī)”結合的深刻思考，培養(yǎng)學生主動思考能力，調動學生學習興趣。比如在吸光光度計教學中，讓學生以“吸光光度法在醫(yī)學中的應用”展開調研和討論。通過PPT展示的形式促進學生相互交流學習，幫助教師了解學生的自主學習能力，最后由老師對該課題進行匯總和補充，全面提升教學質量。

(3)建設網絡學習平臺，實現(xiàn)醫(yī)工資源共享。在互聯(lián)網技術迅速發(fā)展的時代，網絡學習平臺的建設對醫(yī)工交叉學科的發(fā)展具有重要意義。網絡平臺不受時間和空間限制的優(yōu)勢不僅能促進師生交流，而且能讓師生及時共享在線資源能并對醫(yī)工交叉內容進行補充和擴展，有效解決和滿足學生的學習需求。

2.3 強化醫(yī)學應用實踐課程

實踐課程是對理論教學的鞏固和檢驗，是培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新思維的重要環(huán)節(jié)。在分析化學實踐中強化醫(yī)學應用有利于提高學生對兩個學科知識的融會貫通。具體方案如下：(1)基礎教學實驗中融入生物醫(yī)學內容，鞏固實驗基本原理，鍛煉實驗基本操作。如Na2HPO4-NaH2PO4緩沖溶液的配置及對醋酸緩沖容量的測定，間接碘量法測定葡糖糖含量，分光光度法測定蛋白質含量等。(2)科技創(chuàng)新項目中鼓勵學生申報化醫(yī)交叉課題，訓練學生交叉創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生設計和動手能力。(3)社會實踐中安排學生進入相關企業(yè)和醫(yī)院，培養(yǎng)學生實際運用能力，增強學生產學研結合意識。

3 結 語

在醫(yī)工交叉背景下，開展《分析化學》課程改革是理工科院?；瘜W專業(yè)建設的探索。本文詳細闡述了分析化學在醫(yī)學領域中的重要性，并全面分析了《分析化學》課程教學現(xiàn)狀與存在問題。結合我校醫(yī)工交叉項目的培養(yǎng)特點，本文從理論課程與醫(yī)學深入融合、創(chuàng)新交叉融合教學新模式、強化醫(yī)學應用實踐課程等方面提出《分析化學》課程改革措施，引導學生自主學習，培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力，提高學生的綜合素質，為國家培養(yǎng)符合時代需求的科技創(chuàng)新型人才。