金課視角下“儀器分析”課程教學改革與實踐

陳星 李涵 阮沖 黃東萍 鄒云鋒

[摘 要] 衛(wèi)生檢驗與檢疫技術是公共衛(wèi)生的核心技術支撐。提高衛(wèi)生檢驗與檢疫人才培養(yǎng)質量，培養(yǎng)青年科技人才的主力后備軍，要以培育具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的金課為抓手。以衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)基礎課“儀器分析”教學改革為例，基于“儀器分析”教學中存在的問題，圍繞“兩性一度”的理念，從課程思政、教學資源、教學內容和創(chuàng)新培養(yǎng)模式等方面提出教學改革的方法和策略，以期提高教學質量，提升學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)人才培養(yǎng)奠定堅實的基礎。

[關鍵詞] 衛(wèi)生檢驗與檢疫;金課;儀器分析;課程思政

[基金項目] 2020年度廣西壯族自治區(qū)高等教育本科教學改革工程項目“金課視角下衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)‘儀器分析’教學改革與實踐”（2020JGA149）

[作者簡介] 陳 星（1987—），女，河南信陽人，博士，廣西醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院副教授，主要從事納米醫(yī)學研究;鄒云鋒（1975—），男，湖北松滋人，博士，廣西醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院教授（通信作者），主要從事環(huán)境毒理、環(huán)境健康風險評價、環(huán)境與職業(yè)流行病學研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）27-0065-04 [收稿日期] 2022-02-18

引言

習近平總書記在中央人才工作會議上強調，要造就規(guī)模宏大的青年科技人才隊伍，把培育國家戰(zhàn)略人才力量的政策重心放在青年科技人才上[1]。表達了對青年科技人才的殷殷期盼。只有走好青年科技人才自主培養(yǎng)之路，才能在科技競爭中掌握創(chuàng)新主動權、發(fā)展權，實現(xiàn)高水平科技自立自強。自新冠肺炎疫情暴發(fā)，我國在抗擊疫情的工作中取得了舉世矚目的成就，中國速度和中國力量充分展現(xiàn)了社會主義制度的優(yōu)越性，而發(fā)展公共衛(wèi)生事業(yè)對國民經濟和全民健康的支撐作用日益凸顯。其中，衛(wèi)生檢驗與檢疫技術是公共衛(wèi)生的核心技術支撐，是建設健康中國的關鍵因素[2]。

衛(wèi)生檢驗與檢疫人才應具有進行健康風險因素檢測和檢疫查驗的專業(yè)能力，能應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件，勝任疾病預防控制中心、口岸海關及與衛(wèi)生檢驗和檢疫相關機構的衛(wèi)生檢驗工作[3]。高校是人才培養(yǎng)的主陣地。衛(wèi)生檢驗與檢疫人才培養(yǎng)要從源頭做起，提高衛(wèi)生檢驗與檢疫青年學子的培養(yǎng)質量，將青年學子培養(yǎng)成青年科技人才的主力后備軍。教育部吳巖司長指出，課程是教育最微觀、最普通的問題，是體現(xiàn)“以學生發(fā)展為中心”理念的“最后一公里”[4]。其中“儀器分析”作為衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)重要的專業(yè)基礎課程，承擔構建衛(wèi)生檢驗的基本理論、基本方法和專業(yè)技能的任務[5]。2018年，中國高等學校本科教育工作會議提出打造具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，即兩性一度的“金課”，合理提升學業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度，切實提高課程教學質量[4]。這也為“儀器分析”課程建設指明了方向和思路。本文以衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)課“儀器分析”教學改革為例，探討儀器分析教學面臨的困境，圍繞“兩性一度”的理念，提出儀器分析教學改革的方法和策略，為衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)人才培養(yǎng)奠定堅實的基礎。

一、“儀器分析”教學中存在的問題

（一）課程思政與“儀器分析”教學未深入融合

根據教育部印發(fā)的《高等學校課程思政建設指導綱要》的要求，高校要深化教育教學改革，充分挖掘各類課程思想政治資源，發(fā)揮好每門課程的育人作用，全面提高人才培養(yǎng)質量[6]。課程思政不同于思政課程，它是將思想政治教育元素融入于各類課程教育中，與思想政治理論課程同向同行，形成協(xié)同效應。然而教師在課程思政的背景下傳授專業(yè)知識和技能仍存在許多不足之處：一是對課程思政思想重視不夠。部分理科教師認為課程思政歸屬于思想政治理論課程教學范疇，理科教學著重傳授專業(yè)知識和技能，不用在理科教學中摻雜思想政治教育元素。二是對課程思政的教學模式探索不夠。在教學過程中，部分教師只是簡單機械地在授課中強調思想教育，沒有深挖課程中的思想政治教育元素，沒有引導學生加強內在品德修養(yǎng)，將個人發(fā)展與國家、社會發(fā)展相結合。

（二）“儀器分析”教學資源相對匱乏

“儀器分析”實驗教學是理論教學的重要補充，通過理論到實踐、實踐結合理論的雙向互動中，可以使學生深化對儀器分析原理的理解，提高實踐操作能力。因此，實施教學的分析儀器的數(shù)量和質量，直接影響實驗教學的效果。但是高校的大型儀器設備價格昂貴，維護成本高，數(shù)量有限;小型儀器設備陳舊，不能及時更新?lián)Q代，數(shù)量也不足以滿足單人使用。目前多是班級分組，少數(shù)學生親自操作大型儀器設備，盡量安排兩人一組輪流操作小型設備。其次，“儀器分析”課時有限，教師要在規(guī)定課時內完成教學任務，很難保證學生在課程中獲得充分的學習與訓練時間。

（三）學生培養(yǎng)方式有待改進

在傳統(tǒng)的理論教學中，以考試為導向，教師將理論知識壓緊壓實，填鴨式地灌輸給學生。實驗教學中，教師直接闡述實驗原理、實驗目的和實驗注意事項，學生按照設定的實驗步驟進行實驗，但對實驗過程、實驗現(xiàn)象、數(shù)據處理欠缺分析思考，不注重實驗細節(jié)，忽視分析數(shù)據背后產生的原因，實驗報告僅是簡單總結羅列，缺少反思?？己朔绞角穬?yōu)化。大多數(shù)高校期末考試采取筆試+實驗課的考核方式評價學生，其中筆試占主要分值，實驗課分值次之。學生為了取得好成績，忙于機械記憶、不求甚解，以至于學習“儀器分析”變成了水過鴨背——考試過后沒有留下一點痕跡。

二、“儀器分析”教學改革對策分析

（一）加強課程思政與“儀器分析”教學深度融合

加強教師對課程思政重要性的認識。教師要樹立立德樹人的理念，將立德和樹人貫徹到教學過程中，全面推進課程思政建設，在教學中弘揚科學家精神，讓學生認識“科研無國界，科學家有祖國”，將個人發(fā)展和國家、社會發(fā)展相結合。積極探索“儀器分析”課程思政的教學模式。教師以“儀器分析”課程為載體，深度挖掘“儀器分析”課程中的思想政治教育元素，深入發(fā)掘提煉儀器分析建立和發(fā)展歷程背后的故事，學習和傳承科學家的優(yōu)秀品質。在授課時，選擇貼近社會時事熱點或周邊的具體事例，與思政元素融合，推進課程思政建設。例如，以色譜分析發(fā)展概況為例，1906年俄國植物學家Tswett用碳酸鈣為固定相，石油醚做流動相提取葉綠素，首次提出色譜的概念，1941年英國學者Martin發(fā)明了液液分配色譜，提出塔板理論，之后創(chuàng)立氣相色譜，因此獲得諾貝爾化學獎。直到1960年代后期，第一臺高效液相色譜儀問世，開啟了高效液相色譜的時代?；赝V發(fā)展歷史不過百年，色譜技術飛速發(fā)展，解讀色譜發(fā)展的歷史，引導學生善于發(fā)現(xiàn)問題、提煉問題，啟發(fā)學生從實際到理論延伸，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和批判精神。

（二）重視“儀器分析”教學資源建設，引入虛擬仿真實驗教學

“儀器分析”是一門理論性和實踐性很強的學科，奠定了衛(wèi)生檢驗與檢疫理化檢驗技能的專業(yè)基礎知識。教學資源投入量勢必影響學生培養(yǎng)的質量和水平。近五年在“雙一流”學科建設的背景下，全國范圍內也加大了高校教學教育的投入。廣西醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院十分重視衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)建設，近五年引入了多臺高效液相色譜儀、氣相色譜儀、原子吸收光譜儀、原子熒光光譜儀、液相色譜與質譜聯(lián)用儀、氣相色譜與質譜聯(lián)用儀、電感耦合等離子體質譜儀、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀、離子色譜儀等大型儀器。目前我院分析儀器保有量已覆蓋了衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)規(guī)劃教材中大部分類型儀器，為開展高質量“儀器分析”實驗教學提供了硬件支持。

除了教學硬件資源的建設，打造虛擬仿真實驗教學實驗也是新的嘗試。虛擬仿真實驗教學實驗是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容，是計算機模擬的虛擬環(huán)境[7]。教師在虛擬環(huán)境中進行操作、驗證、設計、運行等教學活動，學生也可以隨時通過網絡訪問，學習了解、模擬操作儀器，以增強對儀器的理解力。高校要重視虛擬仿真實驗教學，鼓勵教師結合本校教學實際，自制虛擬仿真視頻。例如，廣西醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院搭建了虛擬仿真教學中心，組織教師開發(fā)了運用原子吸收光譜儀、氣相色譜儀、高效液相色譜儀、電感耦合等離子體質譜儀、毛細管電泳儀等大型分析儀器的虛擬仿真實驗項目用于儀器分析教學，從試劑耗材準備、樣品采集、樣品前處理、儀器參數(shù)設置、上機操作到數(shù)據處理，完整重現(xiàn)實驗全過程。虛擬仿真項目堅持“寧實勿虛”“虛實結合”的原則，通過人機交互式操作，增加了虛擬仿真實驗的互動性，提高了學生的參與度。通過巧設任務點，既突出了實驗的重點，又是重要的考核方式。

對2019級衛(wèi)生檢驗與檢疫“儀器分析”課程開展系列教學改革后，我們設計了《儀器分析課程學習情況調查表》問卷進行調查。65%的學生認為虛擬仿真實驗對理解實驗原理、學習儀器操作、提高分析問題和解決問題的能力是有幫助的。25%的學生認為虛擬仿真實驗對理解實驗原理、學習儀器操作、提高分析問題和解決問題的能力非常有幫助，甚至有部分同學建議每項儀器分析實驗都開發(fā)一個配套的虛擬仿真實驗。虛擬仿真實訓項目為學生提供可操作的實驗平臺，為真實實驗提供更多的虛擬訓練機會，突破時空限制、節(jié)約教學成本、提高實驗效率，并且學生能隨時隨地獲取知識、不必擔心儀器損壞、試劑消耗，可大膽主動地開展實驗。

（三）創(chuàng)新學習模式，增設“儀器分析”第二課堂，提升實踐教學質量

由教學轉變?yōu)閷W。教師適當調整授課方式，在教學過程中引導學生發(fā)現(xiàn)問題，使學生自愿、自主地學習。在“儀器分析”教學中，我們引入超星學習通開展線上線下混合式教學，將移動教學平臺引入教學，成功搭建了“儀器分析”線上課程資源庫，包括課件、微課、教學視頻、題庫、文獻資料等資源。課中，教師借助智慧教室，通過手機投屏、彈幕互動、分組討論、搶答、隨機選人、投票、測試等個性化互動活動，生動地實施教學，引導學生形成科學的知識體系。優(yōu)化考核方式，將學生在學習通參與學習的活躍度、實驗納入考核，增加過程性學習評價。

《儀器分析課程學習情況調查表》問卷調查統(tǒng)計結果顯示，75%的學生積極參與學習通，25%的學生愿意參與學習通，95%的學生認為使用學習通對提高學習興趣、學習能力，加深知識理解力及分析問題、解決問題的能力有幫助或非常有幫助。同學們對學習通參與教學的滿意度達100%。開展“儀器分析”教學信息化改革，采用學習通參與教學，對創(chuàng)新學習模式，使教學轉變?yōu)閷W，形成知行合一具有重要幫助。

習近平總書記曾在全國教育大會講話中特別指出“要在增強綜合素質上下功夫，教育引導學生培養(yǎng)綜合能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維”。綜合能力的培養(yǎng)是建立在扎實的基本功基礎之上的。提升綜合能力和創(chuàng)新思維的前提，應該是在加強理論教學成果的同時，迎接綜合實訓的機遇和挑戰(zhàn)。通過實踐操作，強化理解分析儀器原理和掌握分析技能，實現(xiàn)理論與實踐雙向聯(lián)動，構建理論與實踐相融合的知識體系。例如以鄰菲羅啉分光光度法測定總鐵實驗課為例，課前教師在學習通上發(fā)布問題：“什么是吸收曲線”“分光光度法定量分析的依據”“顯色反應的影響因素”“紫外分光光度儀特點”“如何定性定量分析”。在與學生互動討論中，針對上述問題教師又可以拓展以下問題：“吸收曲線的特點”“Lamber-Beer定律適用范圍”“如何設置條件實驗”“分光光度計類型”“外標法定量操作流程”，通過系列討論與學生共同搭建紫外分光光度法的理論知識體系，明確了實驗任務，實驗結束后，歸納討論分光光度法定量分析的一般流程、實驗注意事項等。通過開展實驗與理論雙向聯(lián)動的實驗教學，幫助學生構建理論與實踐相融合的知識體系，總結規(guī)律，培養(yǎng)學生解決問題的能力。

以創(chuàng)新科研項目增強綜合實力，培育創(chuàng)新思維。我們在“儀器分析”教學設計中開設綜合設計性實驗，提高課程的高階性。學生自主選題，制定研究方案，獨立完成實驗項目，并參考科技論文的模板，撰寫實驗報告。綜合設計性實驗的開展，增加了課程難度，擴展了課程深度，有助于提高學生獨立思考、解決問題的能力，并深化其對“儀器分析”課程的理解。另外，還可以增設“儀器分析”的第二課堂。受儀器數(shù)量和課時限制，學生很難及時消化吸收理論知識和短期內提升操作技能。我們結合大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，為學生增設“儀器分析”第二課堂，鼓勵有條件的實驗室和課題組設立開放課題，讓學生參與課題研究，鼓勵學生參加國家級、省市級和校級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。在教師的幫助和指導下，利用學院實驗平臺，衛(wèi)檢學生提出設計方案，在創(chuàng)新實踐中，提升相關分析檢驗技能，提高解決問題的能力，拓展課程深度，以高水平的科學研究提高學生的創(chuàng)新能力。

結語

高技能衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)人才培養(yǎng)要從源頭抓起?！皟x器分析”作為衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)核心的基礎課，構筑了理化檢驗的重要基石。從“金課”視角，打磨課程建設，努力提高學生的培養(yǎng)質量，助力全面建成社會主義現(xiàn)代化教育強國，實現(xiàn)人才強國、科技興國。高校教師要充分認識立德樹人的重要性，努力挖掘“儀器分析”中的思政元素，將課程思政融入“儀器分析”教學中，引導學生樹立愛國情懷。將教學內容與實際需要緊密結合，重視“儀器分析”教學信息化建設，創(chuàng)新理論教學和實踐教學模式，引入虛擬仿真實驗教學，開展綜合設計性實訓項目，增設第二課堂，提升學業(yè)挑戰(zhàn)度，增加課程難度，拓展課程深度，鼓勵學生在實踐中提高創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

參考文獻

[1]習近平.深入實施新時代人才強國戰(zhàn)略 加快建設世界重要人才中心和創(chuàng)新高地[EB/OL].（2021-12-15）[2022-01-01].http：//www.xinhuanet.com/2021-12/15/c_1128166004.htm.

[2]渠凌麗，陳林軍，潘洪志.衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)課體系建設的思考[J].教育教學論壇，2021（34）：71-74.

[3]朱朗峰，王康忠，徐虹，等.淺析衛(wèi)生檢驗與檢疫在健康中國建設中的作用[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2021（31）：2942-2944.

[4]吳巖.建設中國“金課”[J].中國大學教學，2018（12）：6-9.

[5]蘭文波，李倩如，王雅士，等.衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)儀器分析實踐教學改革探究[J].山東化工，2020（49）：177-179.

[6]高寧，王喜忠.全面把握《高等學校課程思政建設指導綱要》的理論性、整體性和系統(tǒng)性[J].中國大學教育，2020（9）：17-22.

[7]李平，毛昌杰，徐進.開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設提高高校實驗教學信息化水平[J].實驗室研究與探索，2013，32（11）：5-8.

Teaching Reform and Practice of “Instrumental Analysis” Course in the Perspective of Gold Course： Taking the Major of Health Inspection and Quarantine of Guangxi Medical University as an Example

CHEN Xing， LI Han， RUAN Chong， HUANG Dong-ping， ZOU Yun-feng

（School of Public Health， Guangxi Medical University， Nanning， Guangxi 530021， China）

Abstract： Health inspection and quarantine technology is the core technical support of public health. In order to improve the quality of young scientific and technological talents， it is necessary to cultivate the golden course with high rank， innovation and challenge. Taking Instrumental Analysis of the professional course of the health inspection and quarantine as an example， we put forward the methods and strategies of teaching reform from curriculum ideological and political education， teaching resources， teaching content and the innovation training pattern， in order to improve the quality of teaching， the students’ innovation consciousness and innovation ability， which can lay a solid foundation for the training of health inspection and quarantine professionals.

Key words： health inspection and quarantine; golden course; Instrumental Analysis; curriculum ideological and political education