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摘要:目的:針對藥學專業儀器分析教學中存在的教學內容不能滿足社會需要、實驗內容陳舊、學生實踐和創新能力差等問題進行教學改革和實踐。方法:對藥學專業儀器分析課程的教學內容、教學手段和實驗教學進行了教學改革。結果:通過對連續6屆藥學專業本科生的教學實踐,學生的學習成績、實驗技能和應用能力明顯提高。結論:在藥學專業儀器分析化學教學中進行適合本專業特色的教學改革能提高學生的綜合素質。

關鍵詞:藥學專業儀器分析教學內容教學模式

實驗教學儀器分析是藥學專業學生必修的一門基礎課程和主干課程,其涉及的理論知識和實踐技能廣泛應用于藥學各個領域[1]。但國內的儀器分析教學廣泛存在著教學內容不能滿足社會需要、不能反映新技術的發展、實驗內容陳舊、學生實踐和創新能力差的問題。對此,一些專家學者已經提出了進行教學改革的建議。俞汝勤院士提出應“把分析化學(包括儀器分析)方面的教學由數據與信息的獲取,上升到注重實際問題的解決這一新高度”[2]。2008年召開的全國分析化學學科人才培養與教學建設發展戰略研討會上多位院士、專家提出應積極推動儀器分析教學改革。為了提高藥學專業儀器分析課程的教學質量,筆者所在的教學團隊對該課程的理論和實驗教學進行了以能力培養為主要導向的教學改革與實踐,從教學內容、教學手段和實驗教學三個方面進行了一系列教學探索。

1教學內容

1.1結合專業特點,調整教學內容

由于藥學的行業特點,儀器分析在生產、科研和服務領域運用越來越廣泛,越來越多的企業、醫院和科研院所等用人單位希望畢業生能熟練地運用紫外分光光度計、高效液相色譜等現代分析儀器,故在教學過程中適當增加了常用儀器的教學課時,從分析原理、儀器構造、操作方法、注意事項、方法建立和結果分析方面詳細講述,以滿足在日后工作學習中的需要。而針對核磁共振等這類非實驗室常規儀器,主要講述其分析原理、樣品制備和譜圖解析方面的內容,而淡化儀器構造和原理的講述。同時,在以前的教學中毛細管電泳和色譜聯用技術被作為非重點章節,而隨著科學技術的發展,這兩部分內容在藥學行業中運用的越來越多,故將這兩部分內容的課時均適當增加,以適應藥學行業的發展需要。

1.2建立與相關課程的交叉聯系

儀器分析的教學內容在多門藥學專業課中有所體現,故我們在教學實踐中將藥物分析、藥物化學、天然藥物化學、藥劑學等相關專業課程內容及早滲透進來,建立了學生對課程的縱向理解。例如紫外可見分光光度法在藥物分析中應用非常廣泛,故在授課中引用了“紫外分光光度法測定鹽酸氯丙嗪注射液和地西泮片含量”的藥典實例。在講述反相高效液相色譜時,引用藥物分析中涉及的反相高效液相色譜法檢測血清中苯巴比妥類藥物作為實例,從色譜條件的選擇、溶液的制備、樣品的處理以及結果分析等方面系統介紹反相高效液相色譜法在藥物分析中的應用。通過這樣的教學實踐,使儀器分析與其相關學科有效融合,為其它專業必修課的學習打下了堅實的基礎。

1.3加入新技術、新熱點的介紹

儀器分析屬于與數學、電子學、物理學、計算機科學、現代信息技術科學交叉發展的學科[3]。隨著電子技術、計算機技術和激光技術的迅猛發展,各類新的分析技術和儀器不斷涌現。將這類內容滲透到日常的教學中,能潛移默化地增加學生對學科前沿的了解,拓寬知識面,提高實際應用能力。如在講述核磁共振波譜法和質譜法時,介紹了2002年諾貝爾化學獎的兩項成果,一項是“發明了對生物大分子的質譜分析法”,另一項是“發明了利用核磁共振技術測定溶液中生物大分子三維結構的方法”,借此一方面使學生了解質譜和核磁共振技術發展的趨勢是實現對生物大分子及復雜樣品的檢測,另一方面通過獲獎科學家的成功經歷來激勵學生積極進取的精神。另外在學期結束時要求學生提交一份關于儀器分析新進展的報告,報告分數計入考試成績,以此來督促學生查文獻、找材料,通過自身學習來提升對學科前沿的了解。

2教學手段

2.1嘗試在儀器分析課堂上采用案例法、PBL和sandwich教學法

儀器分析所涉及的知識內容在藥物分析、藥物化學、天然藥物化學、藥劑學等學科有廣泛應用,在教學中加入生動、真實的相關案例,可以使課堂知識跟實際應用緊密結合,同時激發學生的學習興趣和積極性。如在講述原子吸收分光光度法時采用2012年“毒膠囊”事件作為案例,使學生了解原子吸收技術在藥學領域的應用。同時將藥典中相關案例拿到課堂上講述或供學生討論,使學生對國內外藥學應用和研究領域有一定的了解。如2010版《中國藥典》規定阿司匹林原料藥使用直接酸堿滴定法進行測定,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行測定,借此案例可加深學生對化學分析和儀器分析適用范圍的理解,同時對我國藥物檢測標準有一定了解。PBL教學法(problembasedlearning)是以問題為導向的教學方法,該教學方法對于培養學生分析問題、解決問題的能力很有幫助。我們在儀器分析課堂上針對該教學法進行了積極的探索。如學生在學習了色譜分析法概論和氣相色譜法后對色譜分析方法有了一定了解,在此基礎上,將原理和儀器均相似的高效液相色譜法進行PBL教學法探索,以“提出問題、自主學習、課堂討論、歸納總結”四個階段教學代替傳統的“復習舊課、上新課、鞏固新課、布置作業”的教學模式,鍛煉了學生查閱資料、綜合理解、歸納總結及團結合作的能力。Sandwich教學法將教學實施過程分解為老師提出問題→學生分組討論、匯報→教師總結等環節,這種“以學生為中心”的教學模式能極大地調動學生的積極性和創造性[4]。儀器分析由于內容枯燥、抽象且難度大,課堂上經常出現氣氛沉悶、互動困難、學生厭學的現象,我們嘗試在小班課堂上引入sandwich教學法,收到良好的效果。以光譜分析法這一部分教學內容為例,其涉及的分析方法都是基于物質發射的電磁輻射或物質與輻射相互作用后產生的輻射信號或信號的變化來測定物質的性質、含量和結構。所以在學習了紫外可見分光度法之后,在紅外分光光度法的教學過程中引入了sandwich教學法,很大程度提高了課堂效率。

2.2立體運用現代教育技術

計算機多媒體和網絡技術的發展對教育理念和教學手段產生了巨大影響,多媒體課堂教學和網絡課程的綜合運用,使教學內容變得更直觀、準確、多樣和前沿化。我們在儀器分析多媒體課件中更多地加入視頻、音頻、動畫、圖片、圖表等元素,并設置更多的問題情境,增加交流互動。如電極的內部結構、分子的振動形式、原子吸收工作原理及色譜的分離過程,均通過播放視頻結合教師講解的形式來完成,這樣學生更容易理解并能保持較高的學習興趣。同時加大網絡課堂的建設,拓展個性化學習空間。在原有校精品課程的基礎上不斷完善現有網絡資源,及時更新教學視頻、習題庫、教學資源庫等內容,提供好了更好的在線學習平臺。

3實驗教學

3.1改進實驗內容

儀器分析實驗是儀器分析課程中至關重要的實踐教學環節,是學生學習各種實驗方法、熟悉儀器性能和操作、理解消化理論知識最重要的途徑[5]。現有實驗內容中,驗證性實驗居多,綜合性、設計性實驗較少,實驗課上,通常是學生在老師的指導下“照方抓藥”,這固然可以培養學生嚴謹的科學態度和過硬的實驗技能,但對培養學生解決實際問題的能力卻少有裨益,故在實驗課中增加了綜合設計性實驗的比例。如開設綜合性實驗“阿司匹林片中乙酰水楊酸含量的測定”,從儀器的校正、樣品的制備、方法的建立和驗證、方法的應用、結果的分析討論等各步驟都應讓學生全程參與。在開設綜合性實驗的基礎上增加1-2個設計性實驗,由教師擬定實驗項目,學生通過查閱資料制定實驗方案,獨立完成實驗操作,進行數據處理,最終得出實驗結論。如“不同地區飲用水中F-和H+濃度測定”,鼓勵學生采用化學分析法和儀器分析法相結合的方案,比較不同方法得出結果的異同并進行分析。

3.2改革實驗授課模式

儀器分析實驗教學往往由于實驗條件限制存在每組人數多、學生實驗機會少的問題,實驗課上常以教師講述和演示為主,學生被動接受,實驗能力難以提高。故在改善教學條件的基礎上采取以下措施:同時開設多個實驗項目,將一個班的學生分到四個實驗室,確保2-3人一臺儀器,增加實際操作機會。同時為了解決理論教學進度滯后的問題,督促學生課前預習,并寫出預習報告,上課時以教師提問為主來學習實驗原理和儀器構造,這樣既增加了學生的學習主動性,更使理論教學和實驗教學緊密結合。同時為了解決教師口頭講述實驗原理和使用方法占用大量時間,并且效果不好的問題,我們購買了大型分析儀器操作模擬軟件供學生進行模擬操作,在對儀器有了較直觀的認識后再進行真正的實驗,這樣做起來就得心應手了。

3.3改革實驗考核模式

在對實驗內容和授課模式進行改革之后,我們針對實驗課的考核方式進行了改革。實驗考核成績包括考試成績和平時成績兩部分,并提高了平時成績在整個實驗成績中的比重,將原來平時成績占30%調整為占50%。平時成績按百分制,共包括5部分:實驗預習(10%)、實驗態度(10%)、操作技能(20%)、實驗報告(40%)和綜合能力(20%)。其中實驗報告成績的評定側重實驗結果的合理性而非準確性,即使實驗結果不夠準確,只要能在討論部分合理地分析解釋出現誤差的原因以及避免再次出現此類問題的方法,同樣能拿到較高的分數。綜合能力考核側重考查創新設計性實驗中:設計實驗方案、擬定實驗步驟、選擇試劑儀器、樣品處理和測定、數據處理與結果分析等方面,全面考查學生的綜合能力。

4結語

在藥學專業儀器分析教學過程中,我們的教學團隊注重改變傳統的教學理念,努力實現從單純的知識傳遞向學生能力培養的轉變,從重知識輕能力、重理論輕實踐向知識、能力、素質協調發展轉變,著力培養學生的自主學習能力、思考能力和動手能力,促進學生全面發展。通過對連續6屆藥學專業本科生的教學實踐,學生的學習成績、實驗技能、應用能力和綜合素質明顯提高,這些教學成果得到了相關專業課教師和用人單位的認可。

作者:王曉嵐 段煜 單位:濰坊醫學院

參考文獻

[1]胡琦艷,陳云艷.藥學專業儀器分析實驗教學改革初探[J].中國醫藥導報,2012(34):150.

[2]俞汝勤,梁逸增.分析化學教學的發展[J].大學化學,2000(2):1.

[3]李發美,趙懷清,柴逸峰.分析化學[M].第7版.北京:人民衛生出版社,2011:4.

[4]袁萍,尹燕華,劉琳,等.Sandwich教學法在生物化學教學中的應用[J].中國高等醫學教育,2013(8):103.

[5]管瀟,張惠靜,張夢軍等.藥學專業儀器分析實驗教學探討[J].基礎醫學教育,2012(8):597-599.