趙文惠 張 慧 陳春麗 李新霞

新疆醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830011

淺談高效液相色譜課程的教學(xué)改革與實(shí)踐

趙文惠 張 慧 陳春麗 李新霞

新疆醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830011

高效液相色譜課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其中如何更好地使用高效液相色譜儀進(jìn)行科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力顯得極為重要。文章總結(jié)了傳統(tǒng)高效液相色譜課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，通過(guò)開(kāi)設(shè)任意選修課、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、以研究問(wèn)題為中心，開(kāi)設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)由淺入深的進(jìn)行高效液相色譜儀器實(shí)踐教學(xué)課程，激發(fā)學(xué)生的科研興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的能力，提升高效液相色譜實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體質(zhì)量和水平，取得了良好的效果。

高效液相色譜;教學(xué)改革;實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，高效液相色譜作為一種重要的分離分析技術(shù)，需求和應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是在加入世貿(mào)組織以后，越來(lái)越多的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外對(duì)接，高效液相色譜法的應(yīng)用越來(lái)越多，分析技術(shù)也越來(lái)越普及。［1］

學(xué)校分析測(cè)試中心自2001年成立以來(lái)，目前擁有一批當(dāng)代先進(jìn)的分析儀器，這些儀器在從事科學(xué)研究和儀器分析演示教學(xué)中發(fā)揮了重要作用。其中應(yīng)用學(xué)科最廣、使用頻率最高的是高效液相色譜儀。目前本中心共有11臺(tái)高效液相色譜儀。如何充分利用測(cè)試中心的所有的高效液相色譜儀器，以普及該儀器的教學(xué)與使用為基本手段，有效的提高大學(xué)生運(yùn)用HPLC儀器進(jìn)行科學(xué)研究的科研創(chuàng)新能力，同時(shí)進(jìn)一步提高本科生的實(shí)際動(dòng)手操作技能及研究生熟練掌握開(kāi)發(fā)該儀器的使用功能。建立一套系統(tǒng)、漸進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)新體系。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)改革與實(shí)踐，取得了較好的效果。

1 高效液相色譜儀器教學(xué)中存在的問(wèn)題

高效液相色譜法 (High Performance Liquid Chromatography，簡(jiǎn)稱HPLC)是分離分析混合物最有效的方法。廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域:醫(yī)藥、環(huán)保、石化、生命科學(xué)、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)等。該儀器分析是一門具有多學(xué)科交叉性、發(fā)展性和前沿性的學(xué)科。只有充分認(rèn)識(shí)其課程特點(diǎn)，才能突破教學(xué)及教學(xué)改革中的難點(diǎn)。

HPLC儀器課程理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)。儀器分析理論較抽象，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，理論學(xué)習(xí)涉及的相關(guān)學(xué)科較多。測(cè)試中心在接待前來(lái)要求使用該儀器的測(cè)試者時(shí)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)測(cè)試者的操作技能幾乎為零，所以本中心人員承載著繁重的儀器培訓(xùn)任務(wù)。首先這是由于目前教學(xué)方法單一，以傳授—強(qiáng)化—記憶為過(guò)程的填鴨式傳統(tǒng)教學(xué)的基本特點(diǎn)是“以教師為中心”，教師講、學(xué)生聽(tīng)。這種教學(xué)模式難以保證教學(xué)的質(zhì)量與效率，不利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才。其次是理論教學(xué)與上機(jī)實(shí)驗(yàn)脫節(jié)，儀器分析課選擇開(kāi)出的實(shí)驗(yàn)多數(shù)為演示型或驗(yàn)證型，學(xué)生只要按實(shí)驗(yàn)講義進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不必也不會(huì)主動(dòng)利用課堂知識(shí)來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果是學(xué)生動(dòng)手不動(dòng)腦。第三，HPLC儀器課時(shí)少，儀器操作機(jī)時(shí)少。這些年學(xué)校擴(kuò)招，班級(jí)容量太大，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生人數(shù)大于35人，學(xué)生多儀器少，不利于每個(gè)學(xué)生親自動(dòng)手學(xué)習(xí)HPLC儀。很多時(shí)候儀器分析實(shí)驗(yàn)課變成“參觀儀器”。第四，分析儀器幾乎每十年就有一個(gè)新的突破。HPLC儀的使用與功能開(kāi)發(fā)和科研結(jié)果有著非常密切的關(guān)系。HPLC儀的教學(xué)體系未能跟上分析儀器的發(fā)展，因此HPLC儀器原理基礎(chǔ)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)急待完善、充實(shí)、深化與提高，根據(jù)教學(xué)大綱的要求，本課程要開(kāi)設(shè)高效液相色譜的實(shí)驗(yàn)課程，以提高學(xué)生們的動(dòng)手能力［2，3，4］。

2 高效液相色譜儀教學(xué)改革與實(shí)踐

為解決HPLC儀器分析課程目前教學(xué)中存在的問(wèn)題，在本中心負(fù)責(zé)人的帶領(lǐng)下，充分利用測(cè)試中心的HPLC儀器的集中管理和使用，通過(guò)全校范圍分層次、跨學(xué)科、跨專業(yè)開(kāi)展由淺入深的HPLC儀器實(shí)踐教學(xué)課程，激發(fā)學(xué)生的科研興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的能力，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體質(zhì)量和水平。

2.1 開(kāi)展任意選修課，對(duì)儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)

2008年開(kāi)始在全校范圍內(nèi)以任意選修課的形式開(kāi)設(shè)“高效液相色譜儀及聯(lián)用技術(shù)”，結(jié)合掛圖對(duì)儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)短期培訓(xùn)。每3人一組用一臺(tái)儀器，每組樣品不同。通過(guò)對(duì)具體樣品的定性定量分析，掌握高效液相色譜儀的適用范圍、儀器的基本原理、儀器的組成、基本理論參數(shù)、定性定量的方法，并計(jì)算樣品的含量、寫出完整的分析報(bào)告;課后及時(shí)總結(jié)學(xué)生的反饋信息，調(diào)整教學(xué)?；具_(dá)到普及高效液相色譜儀的使用，更新擴(kuò)展學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力的目標(biāo)。目前本中心已經(jīng)面向全校開(kāi)展的現(xiàn)代儀器技能培訓(xùn)反映良好，有利于該儀器的應(yīng)用普及。

2.2 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，積極鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，鍛煉大學(xué)生親自動(dòng)手能力，進(jìn)行科研活動(dòng)的重要場(chǎng)所。對(duì)進(jìn)行科研活動(dòng)的大學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手上機(jī)操作，獨(dú)立完成儀器的操作。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)自己的科研要求，學(xué)生可以利用業(yè)余時(shí)間以小課題為問(wèn)題中心參與該儀器的學(xué)習(xí)，自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本中心在進(jìn)行高效液相色譜儀技能培訓(xùn)時(shí)，積極鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，在本中心老師的指導(dǎo)下，已經(jīng)有6項(xiàng)通過(guò)立項(xiàng)并順利結(jié)題。同時(shí)本中心鼓勵(lì)更多的學(xué)生參加教師科研課題組，在“學(xué)中教，教中學(xué)”，師生受益頗大。

2.3 以研究課題為中心，開(kāi)設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

中心工作成立以來(lái)，接待的大多測(cè)試者是研究生，他們迫切要求掌握HPLC的使用與開(kāi)發(fā)研究。如何在研究生階段讓學(xué)生完成該儀器的從文獻(xiàn)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、復(fù)雜樣品前處理、柱子與流動(dòng)相的選擇，方法學(xué)的考察，結(jié)果分析等環(huán)節(jié)建立完整的儀器的使用與研發(fā)，提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力是我中心急需解決的一個(gè)問(wèn)題。

我們根據(jù)測(cè)試中心現(xiàn)有的設(shè)備提出了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，針對(duì)傳統(tǒng)儀器分析實(shí)驗(yàn)使用“三定式”的教學(xué)模式:實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線及方案固定、實(shí)驗(yàn)結(jié)果已知或固定、規(guī)定有限的時(shí)間內(nèi)完成，轉(zhuǎn)變?yōu)橐訦PLC現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)為依托、以解決實(shí)際問(wèn)題為中心、開(kāi)設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，有效的提高研究生運(yùn)用現(xiàn)代大型儀器進(jìn)行科學(xué)研究的科研創(chuàng)新能力。

為了抓好學(xué)生操作的規(guī)范性，注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程。對(duì)研究生實(shí)行多元化的考核體系:考核內(nèi)容分為4部分:①系統(tǒng)適應(yīng)性實(shí)驗(yàn):包括理論板數(shù)、分離度、拖尾因子，重復(fù)性占20%。②方法學(xué)考察:包括線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍設(shè)計(jì)，精密度實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、回收率實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)占30%。③樣品測(cè)定:包括樣品前處理、測(cè)定峰面積、測(cè)定結(jié)果及計(jì)算占15%。④儀器操作及報(bào)告:包括預(yù)習(xí)、原始記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、操作規(guī)范占35%。

第一部分考核基本理論參數(shù)概念:通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)得出的色譜圖，要求計(jì)算理論板數(shù)、分離度、拖尾因子，重復(fù)性，加深對(duì)HPLC系統(tǒng)適用性的認(rèn)識(shí)與理解。第二部分分別考核標(biāo)準(zhǔn)曲線方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍，這部分實(shí)驗(yàn)由學(xué)生以小組為單位討論設(shè)計(jì)好方案后，經(jīng)過(guò)老師指導(dǎo)分析后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，研究生通過(guò)對(duì)樣品的前處理→配制對(duì)照品儲(chǔ)備液→根據(jù)設(shè)計(jì)好的線性范圍稀釋對(duì)照品→樣品經(jīng)微孔濾膜過(guò)濾后進(jìn)樣→儀器采集數(shù)據(jù)后計(jì)算得出峰面積→求出標(biāo)準(zhǔn)曲線方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍。設(shè)計(jì)該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)指導(dǎo)學(xué)生先利用“外標(biāo)1點(diǎn)法”確定樣品的大致濃度，再做設(shè)計(jì)，以便樣品實(shí)際濃度落在線性范圍內(nèi)。精密度實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，該項(xiàng)主要考核學(xué)生對(duì)精密度概念的掌握;回收率實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，該項(xiàng)也是由學(xué)生設(shè)計(jì)，但學(xué)生普遍反映不知如何設(shè)計(jì)高、中、低具體濃度，本人總結(jié)的“三步走”很好的解決了這個(gè)問(wèn)題:第一步:根據(jù)線性范圍確定中濃度，比如:線性范圍為5－100μg，則中濃度設(shè)定為50μg。第二步:根據(jù)中濃度和藥典規(guī)定 (本底與加入值1∶1)確定樣品的本底值，則本底值設(shè)定為25μg。第三步:根據(jù)線性范圍濃度的1/3、1/2、2/3確定各濃度加入值，則低濃度加入5μg，中濃度加入25μg，高濃度加入45μg。第三部分考核數(shù)據(jù)的處理與計(jì)算規(guī)范性。第四部分考核學(xué)生課前預(yù)習(xí)及查閱相關(guān)文獻(xiàn)，實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始之前，單獨(dú)安排2節(jié)理論課，主要講授HPLC儀器的理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)安排和考核要求，每次上課前，交一份預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告或文獻(xiàn)，該項(xiàng)占10%;強(qiáng)調(diào)原始記錄的重要性:每人必須有原始記錄本，規(guī)范其記錄的內(nèi)容和形式。通過(guò)這四部分考核，要求學(xué)生注重實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)的每一部分環(huán)環(huán)相扣，在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S和使用HPLC儀器時(shí)課題方案設(shè)計(jì)的思路。達(dá)到了良好的效果。

2.4 注重學(xué)術(shù)交流，積極參加相關(guān)HPLC儀器的講座

在本中心和學(xué)院定期、不定期開(kāi)展研究生課題有關(guān)效液相色譜儀的匯報(bào)與學(xué)習(xí)交流，形成濃厚的儀器學(xué)術(shù)交流氣氛。積極參加各大公司高效液相色譜儀的講座，及時(shí)了解儀器發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)。通過(guò)大量的課題研究及交流，培養(yǎng)具有創(chuàng)新科研能力和具有解決問(wèn)題能力的高素質(zhì)人才。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)任意選修課普及HPLC儀器在全校的教學(xué)應(yīng)用，達(dá)到物盡其用;通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室及大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目培養(yǎng)本科生相關(guān)專業(yè)學(xué)生的使用HPLC儀器的實(shí)踐動(dòng)手操作能力、使學(xué)生進(jìn)入實(shí)習(xí)點(diǎn)后可以獨(dú)立操作HPLC儀器，同時(shí)總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高學(xué)生的動(dòng)腦能力和科研創(chuàng)新能力;通過(guò)以研究課題為中心，開(kāi)設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，提高研究生的科研創(chuàng)新能力、利用HPLC儀器系統(tǒng)全面的分析解決問(wèn)題的能力，從復(fù)雜樣品的前處理→儀器的操作維護(hù)及故障的排除等系統(tǒng)深入的學(xué)習(xí)，使研究生熟練掌握開(kāi)發(fā)該儀器的使用功能。通過(guò)在本中心和學(xué)院開(kāi)展研究生課題有關(guān)效液相色譜儀的匯報(bào)與學(xué)習(xí)交流，形成濃厚的學(xué)術(shù)交流氣氛，有利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新科研能力和具有解決問(wèn)題能力的高素質(zhì)人才。

通過(guò)本項(xiàng)目的研究，建立分析測(cè)試中心教學(xué)科研服務(wù)的運(yùn)行模式，充分發(fā)揮我校HPLC分析儀器在高素質(zhì)、高技能人才培養(yǎng)方面的作用，提升我校畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

［1］陳立仁，蔣生祥.高效液相色譜基礎(chǔ)與實(shí)踐 (第一版)［M］.北京科學(xué)出版社，2001:4－6

［2］陳麗華.通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2003，22(3):12－13.

［3］謝友寶.大型綜合性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，24(12):70－71.

［4］李少玲.實(shí)施開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生素質(zhì)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006，25(12):1569－1570.

R193

A

1007－8517(2012)02－0049－02

趙文惠 (1972－)，女，碩士，講師，研究方向:新藥研究。E－mail:whzhao2006@163.com。

李新霞 (1968－)，女，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向:藥物分析。E－mail:lxx6668@163.com。

2011.11.19)