田元新，段文軍，謝寶平，張勇，陳俊

南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院 (廣州 510515)

隨著化學(xué)、生物、材料及計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)、藥學(xué)進(jìn)入了飛速發(fā)展階段。儀器分析作為醫(yī)藥研究的利器，整合多學(xué)科的發(fā)展成果，在分析方法及設(shè)備上不斷創(chuàng)新，“看得更清、測(cè)得更準(zhǔn)”，實(shí)現(xiàn)在單細(xì)胞內(nèi)分子水平上研究生命過(guò)程中某些大分子及活性小分子在量、形、態(tài)等方面的精準(zhǔn)測(cè)量[1]。作為藥學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的重要性不言而喻。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能幫助學(xué)生理解抽象的理論知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)，更重要的是要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題的能力。

大學(xué)生在本科階段要提高大腦思考能力，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的信念，掌握適合自己的學(xué)習(xí)方法，以適應(yīng)未來(lái)創(chuàng)新型社會(huì)的需求。信息時(shí)代的到來(lái)，新知識(shí)、新方法、新技術(shù)的傳播更加便捷，幾乎所有的知識(shí)和信息都可以從網(wǎng)上獲得,部分取代了教師傳授知識(shí)的功能。因此，當(dāng)今的教師更重要的任務(wù)是“授人以漁”，要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，啟迪學(xué)生的思維，點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，引爆其內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)[2]。筆者在十幾年的教學(xué)實(shí)踐中，緊跟時(shí)代步伐，不斷總結(jié)探索，在儀器分析實(shí)踐教學(xué)方面進(jìn)行如下幾個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)踐，旨在全面提高藥學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。

1 強(qiáng)化預(yù)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)思考能力

“自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)思考”是實(shí)現(xiàn)“終身學(xué)習(xí)”的必備條件，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師更應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生這方面能力[3]。作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，本校在藥學(xué)本科生大二時(shí)開(kāi)設(shè)儀器分析理論及實(shí)驗(yàn)課程。該課程理論內(nèi)容抽象、方法眾多、涉及知識(shí)面廣，學(xué)生往往對(duì)實(shí)驗(yàn)課有畏難情緒，甚至對(duì)實(shí)驗(yàn)課敷衍了事。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生良好的自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)思考的習(xí)慣，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)強(qiáng)化預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新方法的自主學(xué)習(xí)能力。具體實(shí)踐如下：①根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，合理設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)每種分析方法的原理、儀器、基本操作等進(jìn)行深入詳盡地預(yù)習(xí)。結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生充分理解分析方法的基本原理，了解儀器設(shè)備的基本組成和基本操作，熟悉實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各種操作細(xì)節(jié)；②實(shí)驗(yàn)課堂上學(xué)生開(kāi)始實(shí)操練習(xí)之前，教師針對(duì)設(shè)置的預(yù)習(xí)問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)、討論、答疑，將提問(wèn)成績(jī)計(jì)入平時(shí)成績(jī)。由于提問(wèn)和討論被納入考核環(huán)節(jié)，每個(gè)學(xué)生都必須認(rèn)真參與，這迫使學(xué)生必須自主學(xué)習(xí)并主動(dòng)思考，否則無(wú)法參與課堂討論。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)課堂的提問(wèn)與討論，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的原理、儀器及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有了較深刻的理解，真正達(dá)到充分預(yù)習(xí)的目的。由于學(xué)生在學(xué)完理論課后才開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此課程團(tuán)隊(duì)在預(yù)習(xí)問(wèn)題的設(shè)計(jì)方面，輕知識(shí)傳授和死記硬背，重思維訓(xùn)練和學(xué)以致用。例如，筆者在紫外分光光度法的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，提出如下問(wèn)題：為什么要做吸收光譜？如何選擇定量分析的工作波長(zhǎng)？通過(guò)上述問(wèn)題來(lái)啟發(fā)學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用分光光度法做定量分析時(shí)，首先應(yīng)該掃描吸收光譜以確定工作波長(zhǎng)。根據(jù)吸收光譜，一般選擇最大吸收波長(zhǎng)作為工作波長(zhǎng)，以提高靈敏度并減少因單色光不純引起的誤差。繼而引導(dǎo)學(xué)生思考并討論：如果自行設(shè)計(jì)一個(gè)利用紫外可見(jiàn)吸收進(jìn)行定量分析的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該如何思考實(shí)驗(yàn)順序和實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。通過(guò)這種啟發(fā)式的問(wèn)題討論，不僅能激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，而且訓(xùn)練了學(xué)生的思維能力，提高他們解決問(wèn)題的能力。

這種問(wèn)題式的預(yù)習(xí)和討論答疑模式使學(xué)生逐漸由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，由不思考變?yōu)橹鲃?dòng)思考。雖然有些學(xué)生剛開(kāi)始時(shí)略有不情愿的情緒，但經(jīng)過(guò)2-3次的訓(xùn)練之后，學(xué)生基本都可以做到自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)思考，提出自己對(duì)分析方法的理解和疑問(wèn)。經(jīng)過(guò)這種思維模式的訓(xùn)練，學(xué)生就會(huì)形成新的分析方法/技術(shù)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，知道分別從原理、儀器和操作等方面去學(xué)習(xí)，并掌握這種新方法或新技術(shù)的應(yīng)用。因此，這種問(wèn)題式預(yù)習(xí)模式在強(qiáng)調(diào)儀器分析基本操作技能的同時(shí)，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)能力和思維習(xí)慣，有利于提高學(xué)生運(yùn)用新方法/技術(shù)開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的能力。

2 重視數(shù)據(jù)處理，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)

定量分析要求“準(zhǔn)確”的定量，儀器分析大都是微量或者痕量組分的分析。因此，學(xué)生更要有嚴(yán)格的“量”的概念。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)記錄儀器測(cè)量的結(jié)果，根據(jù)儀器的精密程度規(guī)范記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。比如基準(zhǔn)物質(zhì)、對(duì)照品質(zhì)量通常用分析天平稱量，數(shù)據(jù)記錄時(shí)要精確到0.1mg，而不能隨意取舍有效數(shù)字。由于電磁信號(hào)的干擾，最終讀數(shù)通常要取3次讀數(shù)的平均值。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要幫助學(xué)生充分理解實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源以及避免措施，讓學(xué)生更客觀地理解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要尊重實(shí)驗(yàn)原始記錄，不可隨意改動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生誠(chéng)信科學(xué)的價(jià)值觀。當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)，教師要和學(xué)生一起分析數(shù)據(jù)異常的原因，給予學(xué)生適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和幫助以避免數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象，最終取得正確的測(cè)量結(jié)果。這一環(huán)節(jié)重在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度和客觀、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。

筆者在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中重?cái)?shù)據(jù)、輕分析的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，許多學(xué)生不知道這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明了什么問(wèn)題，只是按照實(shí)驗(yàn)講義按部就班完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這反映了學(xué)生主動(dòng)思考和分析問(wèn)題能力的欠缺。因此，教師在實(shí)驗(yàn)課堂中有必要要求學(xué)生對(duì)原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，體現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的理念。比如在熒光分析中，激發(fā)光譜和發(fā)射光譜成鏡像對(duì)稱關(guān)系。學(xué)生從儀器上采集數(shù)據(jù)后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在數(shù)據(jù)處理時(shí)用專業(yè)軟件處理數(shù)據(jù)，規(guī)范做出激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(鏡面對(duì)稱關(guān)系)再去思考原理，充分理解熒光產(chǎn)生的原理。再設(shè)置不同激發(fā)波長(zhǎng)下激發(fā)，發(fā)現(xiàn)發(fā)射光譜的形狀相同，但熒光強(qiáng)度不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師以這組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及譜圖，引導(dǎo)學(xué)生理解熒光發(fā)射光譜的性狀與激發(fā)波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，跟分子本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)密切相關(guān)。最后基于上述步驟的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，設(shè)置最大激發(fā)波長(zhǎng)和最大發(fā)射波長(zhǎng)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的數(shù)據(jù)采樣、分析與繪制，最終進(jìn)行未知樣品的定量分析。這些思考對(duì)學(xué)生在將來(lái)運(yùn)用熒光分析法解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)考慮實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì)大有裨益。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理分析，學(xué)生能更好地理解理論知識(shí)，同時(shí)也鍛煉了他們自學(xué)作圖軟件的能力，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的探究式思維。實(shí)驗(yàn)課堂充分融入學(xué)生思維和分析方面的主觀能動(dòng)性，訓(xùn)練學(xué)生一旦獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，就去思考數(shù)據(jù)說(shuō)明了什么問(wèn)題的習(xí)慣。這樣探究式的思維使實(shí)驗(yàn)課堂不再呆板枯燥，大大提高了學(xué)生的探索熱情。實(shí)踐證明，學(xué)生對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)課堂興趣高漲，主動(dòng)參與、積極思考，逐漸養(yǎng)成了創(chuàng)新性科研思維和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。

3 規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告，培養(yǎng)書(shū)面表達(dá)能力

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中寫作訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，但學(xué)生往往不夠重視。以往學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告大都是照抄實(shí)驗(yàn)講義中的目的、原理和步驟，再補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果。這種實(shí)驗(yàn)報(bào)告千篇一律，無(wú)法體現(xiàn)學(xué)生主觀思考的深度和個(gè)體化差異。因此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中嘗試改變這種狀態(tài)，鼓勵(lì)學(xué)生呈現(xiàn)“個(gè)性化”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范化、個(gè)性化。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求學(xué)生在目的、原理部分增加自己的理解，用個(gè)性化、規(guī)范化的書(shū)面語(yǔ)言表達(dá)自己的見(jiàn)解，這樣一方面可提升學(xué)生對(duì)原理的理解，另一方面還可提高學(xué)生的書(shū)面表達(dá)能力。實(shí)驗(yàn)步驟部分，學(xué)生應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)記錄自己實(shí)際的操作步驟，而不是照搬實(shí)驗(yàn)講義上的步驟。實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分，學(xué)生應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析的規(guī)范表達(dá)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的規(guī)范書(shū)寫。該課程重視實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)，要求學(xué)生將原始結(jié)果(如光譜數(shù)據(jù))以表格方式呈現(xiàn)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，要求學(xué)生利用專業(yè)軟件將光譜圖以圖形呈現(xiàn)，并規(guī)范標(biāo)注圖題、圖標(biāo)等。本課程對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析要求用規(guī)范的文字表達(dá)，通過(guò)個(gè)人對(duì)數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并規(guī)范表達(dá)。力爭(zhēng)以科技論文的寫作為標(biāo)準(zhǔn)，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)規(guī)范的書(shū)面表達(dá)能力?？偨Y(jié)與討論部分，學(xué)生應(yīng)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)的所有內(nèi)容(包括原理、操作、應(yīng)用等)，結(jié)合預(yù)習(xí)問(wèn)題的討論情況，總結(jié)自己的薄弱環(huán)節(jié)，記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程的成敗得失，歸納方法學(xué)的特點(diǎn)及局限性。這部分內(nèi)容充分展示了學(xué)生的個(gè)性化特點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)自我總結(jié)，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，鍛煉其主動(dòng)思考和歸納總結(jié)能力，教師可通過(guò)學(xué)生的總結(jié)發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，并能判斷學(xué)生自主思考的能力，以改進(jìn)教學(xué)。在初期實(shí)踐時(shí)，許多學(xué)生思維固化，不知道如何書(shū)寫個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師可在課堂上展示優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)報(bào)告，引導(dǎo)這些學(xué)生實(shí)現(xiàn)“自我思維”的呈現(xiàn)，實(shí)踐證明這種鼓勵(lì)方式充分肯定了學(xué)生的“自我”精神，認(rèn)真完成的學(xué)生獲得了極大的成就感，能大大激發(fā)學(xué)生“主動(dòng)思考”的熱情，教師承擔(dān)引導(dǎo)、啟發(fā)、幫助、答疑的角色，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。

4 豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)解決問(wèn)題能力

儀器分析作為一門技術(shù)類、方法學(xué)的學(xué)科，它的培養(yǎng)目標(biāo)是學(xué)生能將這些方法和技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)生活或科學(xué)研究中，并能發(fā)展新的技術(shù)方法以適應(yīng)創(chuàng)新型社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的需求[4]。因此，該課程除了培養(yǎng)學(xué)生方法學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣以外，更重要的是提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。教學(xué)團(tuán)隊(duì)利用最后一次實(shí)驗(yàn)課開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提出與生活實(shí)際密切結(jié)合的定量分析問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生用學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)獲得分析結(jié)果。比如設(shè)計(jì)如下問(wèn)題：學(xué)校超市里牙膏的含氟量是否合格？市售紫菜中鈣的含量到底有多少？校園中水鳥(niǎo)飲用的湖水里重金屬是否超標(biāo)？柑橘皮中的黃酮含量有多少？藥品中有效成分的測(cè)定等等。這些問(wèn)題與學(xué)生的生活息息相關(guān)，因此學(xué)生都興趣盎然，主觀上產(chǎn)生了做好實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)烈愿望，同時(shí)也感受到了科技的神奇與力量，收獲解決問(wèn)題的成就感，激發(fā)了他們求知的熱情和創(chuàng)新欲望。

給定題目后，教師可引導(dǎo)學(xué)生以小組討論的方式給出可能的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生與教師溝通后，根據(jù)儀器設(shè)備情況，確定某一種方法進(jìn)行詳細(xì)地實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，包括樣品的前處理、標(biāo)準(zhǔn)試樣的選擇、濃度梯度的設(shè)計(jì)、儀器測(cè)定條件的設(shè)置等諸多方面，這個(gè)過(guò)程著重訓(xùn)練學(xué)生的綜合思維能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和解決問(wèn)題的能力。比如在維C含量測(cè)定中[5]，如果含量較高，學(xué)生可以用化學(xué)分析的方法進(jìn)行分析；如果含量較低，可以用儀器分析的方法。如果含量甚微，可以富集后再選擇合適的方法，達(dá)到解決問(wèn)題的目的。

經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生形成解決問(wèn)題的思維。在此基礎(chǔ)上教師引導(dǎo)每小組提出一個(gè)自己感興趣的問(wèn)題來(lái)討論解決，教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)資料查詢，適度的幫助與答疑，啟迪學(xué)生的思維。對(duì)于有創(chuàng)意的想法和有意義的問(wèn)題，繼而引導(dǎo)學(xué)生將問(wèn)題形成項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的申請(qǐng)與實(shí)施。實(shí)踐證明，這種實(shí)踐教學(xué)方式充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的自主性，喚醒學(xué)生“自我”意識(shí)，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新型思維培養(yǎng)大有裨益。因此，在本校舉辦的實(shí)驗(yàn)操作視頻大賽中，許多學(xué)生都選擇儀器分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為參賽選題，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、儀器操作、視頻剪輯等多項(xiàng)團(tuán)隊(duì)合作，收獲了令人意想不到的成果。

總而言之，隨著生命科學(xué)的發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高，我國(guó)藥學(xué)的發(fā)展融合了生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等多學(xué)科新知識(shí)、新技術(shù)，呈現(xiàn)出了交叉滲透、綜合發(fā)展趨勢(shì)，藥學(xué)研究正面臨由仿制藥為主向原創(chuàng)新藥為主的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移[6]?！皠?chuàng)新”是藥學(xué)人才培養(yǎng)關(guān)鍵所在[7]。作為專業(yè)基礎(chǔ)課和方法學(xué)的實(shí)踐教學(xué)，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)創(chuàng)新型藥學(xué)人才培養(yǎng)方面具有重要意義。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)在多年的教學(xué)實(shí)踐中堅(jiān)持以培養(yǎng)藥學(xué)生創(chuàng)新能力為導(dǎo)向，分別從思維訓(xùn)練、寫作訓(xùn)練、解決問(wèn)題等諸多方面進(jìn)行多維實(shí)踐，取得較好的“教書(shū)育人”效果。從教學(xué)方面看，學(xué)生對(duì)分析方法的理解和掌握比以前更加深刻。從育人角度來(lái)看，學(xué)生的思維能力有了較大提高，能主動(dòng)思考并形成解決問(wèn)題的思維方式。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)將細(xì)化醫(yī)藥類學(xué)生的特點(diǎn)，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，因材施教；在實(shí)踐教學(xué)中不斷優(yōu)化思維創(chuàng)新環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己最感興趣、最擅長(zhǎng)的發(fā)展方向，激發(fā)其主動(dòng)思考的習(xí)慣，達(dá)到創(chuàng)新性藥學(xué)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。