劉麗燕，馮任南，孟凡玉，王茂清，陳 楊

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院衛(wèi)生檢驗(yàn)學(xué)教研室， 哈爾濱 150086)

色譜-質(zhì)譜連用技術(shù)作為當(dāng)前的新興技術(shù)，因其靈敏度高、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)和生命科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域[1]。常用的色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)主要包括氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[2]。色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析技術(shù)是未來(lái)儀器分析發(fā)展的重要方向。隨著科技的發(fā)展和各行業(yè)對(duì)儀器分析需求的增加，各種高靈敏度、高選擇性、自動(dòng)化、智能化的分析儀器及相關(guān)的新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)[3]。各大醫(yī)學(xué)院校和科研實(shí)驗(yàn)室已將色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀器作為分析研究必備的重要工具之一。

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)為提高科研水平，培養(yǎng)研究生的科研創(chuàng)新能力，已購(gòu)買多部大型色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀器。同時(shí)，學(xué)校開(kāi)設(shè)的色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)選修課程，目的是為研究生的課題研究提供基本理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。課程內(nèi)容包括聯(lián)用分析技術(shù)簡(jiǎn)介、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)等，以期通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)闊學(xué)生的思維和視野，增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用儀器解決問(wèn)題的能力。本研究結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，闡述教學(xué)過(guò)程中的一些思考，以期通過(guò)不斷地改進(jìn)教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)效果，為研究生的課題研究提供基礎(chǔ)理論知識(shí)和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技能。

1 教學(xué)課程中存在的問(wèn)題

1.1 課程以傳統(tǒng)的講授教學(xué)模式為主，不利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解

色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。理論知識(shí)是實(shí)踐操作的基石，扎實(shí)的理論知識(shí)是為了更好地服務(wù)于實(shí)踐。色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)涉及的原理復(fù)雜，理論性較強(qiáng)，教學(xué)模式主要以傳統(tǒng)的講授教學(xué)模式為主，致使理論課內(nèi)容不容易被學(xué)生理解和掌握，難以將知識(shí)靈活運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)課，最終導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下，教學(xué)效果大打折扣。此外，色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)發(fā)展迅速，各種儀器更新?lián)Q代速度快，內(nèi)容繁雜。但教師并未及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，未使學(xué)生接觸到更高端儀器的理論知識(shí)。

1.2 實(shí)踐課程內(nèi)容和課時(shí)相對(duì)較少，不利于學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能

色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是一個(gè)實(shí)踐性課程，必須通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，才能使學(xué)生更好地掌握實(shí)驗(yàn)技能。目前，實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和課時(shí)均相對(duì)較少，主要有以下原因：①該課程所涉及的實(shí)驗(yàn)儀器均為貴重的大型儀器，在傳統(tǒng)的教學(xué)中對(duì)該類儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)有一半課程以演示觀摩的形式進(jìn)行，其結(jié)果通常是實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)單，學(xué)生印象不深。②學(xué)生獨(dú)立操作機(jī)器的機(jī)會(huì)較少，無(wú)法獲得有效的實(shí)踐訓(xùn)練。這種情況下學(xué)生不能將理論知識(shí)實(shí)際化，對(duì)于教授的理論知識(shí)難以消化吸收。③現(xiàn)階段色譜-質(zhì)譜連用技術(shù)發(fā)展迅猛，多數(shù)儀器自動(dòng)化分析程度高，操作便捷，實(shí)驗(yàn)課上單純的自動(dòng)化操作不能使學(xué)生掌握儀器的精髓。④實(shí)驗(yàn)課程未設(shè)置對(duì)儀器維護(hù)保養(yǎng)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。研究生的培養(yǎng)，不僅要求學(xué)生掌握如何使用儀器，同時(shí)要求其能夠了解儀器的性能指標(biāo)，掌握儀器維護(hù)保養(yǎng)以及儀器參數(shù)優(yōu)化的相關(guān)知識(shí)。

1.3 教學(xué)效果評(píng)價(jià)方式單一

學(xué)校對(duì)該課程的考核模式相對(duì)單一，成績(jī)主要側(cè)重于實(shí)驗(yàn)報(bào)告和理論授課的課堂小測(cè)。這使得學(xué)生只注重實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，難以保證學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的完全掌握，不利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考能力和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。

2 教學(xué)改革措施

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新和各行各業(yè)的蓬勃發(fā)展，社會(huì)對(duì)高素質(zhì)人才的需求越來(lái)越大，用人單位也越發(fā)注重畢業(yè)生的實(shí)際動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)以致用的高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才是醫(yī)學(xué)院校的責(zé)任。針對(duì)上述課程教學(xué)方面的不足以及社會(huì)對(duì)醫(yī)學(xué)人才的需求，本研究對(duì)色譜-質(zhì)譜連用技術(shù)課程提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

2.1 采用多元化教學(xué)模式，提高醫(yī)學(xué)研究生積極探索能力

色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)發(fā)展迅速，分析方法更新?lián)Q代快，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及的原理晦澀難懂，教學(xué)內(nèi)容多而雜，給教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。研究生的學(xué)習(xí)與本科生不同，培養(yǎng)研究生自我學(xué)習(xí)能力和積極探索能力是研究生培養(yǎng)的一個(gè)重要方面。為此，我們提出以下幾方面改革措施：①教師采用傳統(tǒng)講授式的教學(xué)模式與其他教學(xué)模式相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)授課，需要將翻轉(zhuǎn)課堂、“三明治”教學(xué)、線上的小規(guī)模限制性在線課程和以問(wèn)題為中心的教學(xué)模式引入課堂中，讓學(xué)生完全融入教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力。②教師可以充分利用網(wǎng)絡(luò)課程如慕課等優(yōu)秀教學(xué)資源，在上課之前，讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)課程預(yù)習(xí)相應(yīng)的課程。在教學(xué)過(guò)程中，教師可結(jié)合動(dòng)畫或視頻教學(xué)展示常用儀器分析方法的基本原理，分析儀器的基本結(jié)構(gòu)、操作及維護(hù)事項(xiàng)，使學(xué)生全面了解色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的類型、特點(diǎn)及在科學(xué)研究中的應(yīng)用，掌握定性定量分析技術(shù)及適用范圍，為之后的課題研究提供支持。③教師引進(jìn)新的教學(xué)手段，將雨課堂和智慧樹等現(xiàn)代教學(xué)手段融入教學(xué)過(guò)程，進(jìn)一步增強(qiáng)課堂上與學(xué)生的互動(dòng)，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。④教師以科研熱點(diǎn)問(wèn)題為導(dǎo)向，注重色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在科研活動(dòng)和實(shí)際生活中的應(yīng)用，設(shè)置小規(guī)模限制性在線課程，加深學(xué)生對(duì)色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的了解，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

2.2 以研究生的實(shí)際課題為中心，設(shè)置實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容

本課程是面向研究生開(kāi)設(shè)的課程，豐富的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容可以促進(jìn)研究生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握?？紤]到他們?cè)诳蒲泄ぷ髦锌赡苡龅礁鼜?fù)雜多樣的色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)問(wèn)題，教師在開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課程之前對(duì)研究生的主要科研方向進(jìn)行調(diào)查。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)我?？蒲姓n題中應(yīng)用較多的是液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要圍繞這兩種儀器進(jìn)行開(kāi)展。

2.2.1 增設(shè)色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)綜合性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)課程設(shè)定若干應(yīng)用色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的科研主題，學(xué)生可基于前期理論學(xué)習(xí)選擇主題開(kāi)展相應(yīng)科研實(shí)踐工作。作為醫(yī)科大學(xué)研究生的選修課程，課程要求學(xué)生選擇的課題盡可能與自己的科研課題相近，充分發(fā)揮色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在課題研究中的創(chuàng)新作用。每個(gè)科研主題設(shè)有科研小組。首先，小組工作由組長(zhǎng)統(tǒng)籌安排，前期利用在線討論的形式開(kāi)展。學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)和案例分析等方式對(duì)主題進(jìn)行深度剖析，在教師指導(dǎo)下，完成實(shí)驗(yàn)的全部設(shè)計(jì)。其次，小組全部成員進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)動(dòng)手能力。這一部分課程要求教師對(duì)學(xué)生的基本操作過(guò)程進(jìn)行培養(yǎng)，如標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、樣品進(jìn)行前處理步驟等。實(shí)驗(yàn)期間，每位學(xué)生都參與實(shí)驗(yàn)，通過(guò)與教師交流、討論，發(fā)現(xiàn)實(shí)際問(wèn)題并及時(shí)解決，加深對(duì)理論課程的理解并及時(shí)糾正實(shí)驗(yàn)期間的不規(guī)范操作，加強(qiáng)動(dòng)手能力，為今后的科研學(xué)習(xí)夯實(shí)基礎(chǔ)。這種形式的綜合性實(shí)驗(yàn)既可加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與運(yùn)用，也可提升研究生實(shí)驗(yàn)技能，也有助于提高研究生的表達(dá)溝通能力與思辨能力。

2.2.2 結(jié)合虛擬實(shí)驗(yàn)室，增設(shè)超高相液相色譜-四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)課 超高相液相色譜-四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜(UPLC-Q-TOF-MS/MS)為昂貴的大型儀器，在以往實(shí)驗(yàn)課的設(shè)置中并未進(jìn)行該型號(hào)儀器的授課。UPLC-Q-TOF-MS/MS是代謝組研究中重要分析儀器，該技術(shù)不僅可以為臨床中疾病的早期診斷提供了非常有力的依據(jù)，而且可以對(duì)臨床中藥物的治療效果進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)、評(píng)估[4]。此外，隨著多組學(xué)研究的廣泛開(kāi)展，UPLC-Q-TOF-MS/MS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于代謝組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)研究中，因此應(yīng)增設(shè)該儀器的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。針對(duì)實(shí)驗(yàn)課程中分析儀器有限的問(wèn)題，我們可以引入虛擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)方式，輔助學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的認(rèn)識(shí)，減少實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題[5,6]。王一男等人通過(guò)建設(shè)HPLC-Q-TOF-MS兩種藥物的定性和定量的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，解決學(xué)生學(xué)習(xí)空間受限制的現(xiàn)狀，促進(jìn)高分辨質(zhì)譜儀器在藥學(xué)人才培養(yǎng)、科學(xué)研究中的作用[7]。因此，教師在開(kāi)設(shè)UPLC-Q-TOF-MS/MS實(shí)驗(yàn)教學(xué)中結(jié)合虛擬實(shí)驗(yàn)，先讓學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行演示操作，規(guī)范學(xué)生的樣品前處理過(guò)程和儀器操作步驟，然后再以小組形式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)授課。在現(xiàn)場(chǎng)授課過(guò)程中，專業(yè)實(shí)驗(yàn)人員首先進(jìn)行操作演示和講解，學(xué)生需在實(shí)驗(yàn)人員和教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生不僅能將理論知識(shí)更好地融會(huì)貫通，加深學(xué)習(xí)印象，也有利于增強(qiáng)實(shí)踐操作能力，改善教學(xué)效果。

2.2.3 增加儀器的維護(hù)保養(yǎng)等相關(guān)知識(shí)內(nèi)容 研究生的培養(yǎng)不僅要幫助學(xué)生建立科研思維，也要注重學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和綜合分析問(wèn)題能力的培養(yǎng)。色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)所涉及的儀器多為大型儀器，研究生在實(shí)際的科研工作中除了避免不規(guī)范操作外，定期對(duì)儀器進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)也有利于保證科學(xué)研究的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，同時(shí)可延長(zhǎng)儀器的使用壽命，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合分析能力。因此，教師在課堂上應(yīng)強(qiáng)調(diào)儀器維護(hù)的重要性，指導(dǎo)學(xué)生掌握儀器維護(hù)的基本方法；此外，可單獨(dú)開(kāi)設(shè)儀器維護(hù)保養(yǎng)和設(shè)備維修課程，在課堂上傳閱使用過(guò)或報(bào)廢的儀器部件，加深學(xué)生對(duì)儀器相應(yīng)結(jié)構(gòu)和功能的了解，使其對(duì)儀器工作原理有一個(gè)更具體的認(rèn)識(shí)。教師通過(guò)多樣的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。

2.3 優(yōu)化教學(xué)效果評(píng)價(jià)方式

我們制定新的教學(xué)效果評(píng)價(jià)制度，改變單一的評(píng)價(jià)辦法，采取多種形式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。根據(jù)教學(xué)的不同環(huán)節(jié)，教師可根據(jù)課堂考核、實(shí)驗(yàn)操作能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和科研報(bào)告等方法檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[3,8]。鑒于本課程更注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，教師應(yīng)加大對(duì)實(shí)驗(yàn)操作能力的考查。此外，規(guī)范實(shí)驗(yàn)記錄有助于培養(yǎng)學(xué)生做好科研記錄的習(xí)慣，有利于梳理整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程，并通過(guò)數(shù)據(jù)處理分析來(lái)幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度進(jìn)行自我檢驗(yàn)，起到二次學(xué)習(xí)的作用。

隨著儀器技術(shù)的不斷發(fā)展以及在各研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)也在不斷發(fā)展，相關(guān)儀器的種類和功能也更加全面，儀器有了更高的靈敏度、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展。在此基礎(chǔ)上，本課程的開(kāi)設(shè)不僅豐富了醫(yī)學(xué)研究生的研究手段，使其具備初步利用色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析和解決科研問(wèn)題的能力，也為醫(yī)學(xué)研究生進(jìn)行課題研究打下良好的基礎(chǔ)。理論課與實(shí)驗(yàn)課相結(jié)合的教學(xué)模式提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)了學(xué)生的科研興趣。在今后的教學(xué)中，教師應(yīng)嘗試更加靈活的教學(xué)方式，豐富教學(xué)內(nèi)容，在傳授專業(yè)科研知識(shí)的同時(shí)，讓學(xué)生感受到自主學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，使其更加積極主動(dòng)地參與科研活動(dòng)。