崔 穎,高 穎,趙 瑩,魏曉晴
(遼寧省醫(yī)學細胞分子生物學重點實驗室,大連醫(yī)科大學,遼寧 大連 116044)
儀器分析是一門重要的專業(yè)基礎課程,具有較強的理論性、實踐性和實用性,實驗教學是其重要的組成部分。它的作用不僅僅是幫助學生掌握儀器分析方法、原理,更重要的是培養(yǎng)學生正確的思維方式,提高學生學以致用、提出問題、分析問題和解決問題的能力,使學生不僅具有某一專業(yè)領域的基本理論、知識,還具備適應未來各種挑戰(zhàn)的綜合能力[1]。儀器分析實驗教學要與專業(yè)領域相結合,與科研內容相聯系。儀器分析實驗教學內容應豐富、新穎,貼近當前研究熱點,教學方法應靈活多樣[2]。為了提高教學質量,使學生在較短的時間內掌握更多有用的儀器分析知識與實驗技能,我們借鑒其他院校成功經驗,并結合自身實際進行改革和實踐,探索教學新思路?,F總結如下。
儀器分析實驗最突出的特點就是涉及儀器設備,而各種儀器更新換代較快,并且涉及的相關學科較多,如化學、物理學、電子技術等;儀器結構復雜,相關理論知識抽象乏味。由于儀器分析實驗課與理論課往往不同步,有的實驗在學理論前開設,學生沒有理論基礎,一頭霧水。要提高教學質量,首先要合理設計實驗教學內容、講授方法和實驗演示步驟。在實驗教學中,自編實驗講義,明確哪些內容必不可少、哪些內容可少講或不講,摒棄“填鴨式”教學方法,將涉及物理、化學、高等數學公式推導的儀器分析原理以及復雜的儀器結構,進行深入淺出地講解??梢园焉钪械囊恍┈F象和社會熱點問題融入到實驗教學中,如2007年中美玩具貿易摩擦中的含鉛量問題,2008年的“三聚氰胺事件”等,幫助學生認識儀器分析在現實生活中的作用和地位,提高學生學習興趣。對于儀器設備的介紹,首先要簡單明了地講清楚構造原理及具體的操作方法和注意事項,讓學生有一個清晰的框架認識;同時讓學生了解同一類型的儀器即使外觀更新換代,旋鈕按鍵位置不同,但工作原理相同,使學生在日后學習、工作中能觸類旁通,獨立操作。此外,在教學中融入醫(yī)學專業(yè)英語術語,因為目前我國一些醫(yī)院使用的大型和高級現代儀器多依賴進口,這些儀器的數據處理界面為英文,掌握醫(yī)學專業(yè)英語術語是操作儀器的前提。在實驗教學中融入醫(yī)學專業(yè)英語術語可使學生在不知不覺中重視和掌握英語術語,提升學生的綜合素質[3]。
儀器分析內容非常廣泛,涉及分析前沿的諸多領域,學科交叉明顯,是醫(yī)學院校檢驗、藥學、生物技術、預防醫(yī)學等本科專業(yè)學生的必修課,也是高職檢驗專業(yè)學生的必修課。在我校,現代儀器分析作為選修課面向各專業(yè)本科生開設,在有些院校也作為研究生的選修課。因此,應根據不同專業(yè)、不同層次調整教學內容,可突出專業(yè)實用性。對醫(yī)學研究生而言,只是把分析儀器作為課題研究的手段,所以可以在學生了解儀器分析基本原理的基礎上,重點對其講解儀器的應用范圍、研究動態(tài)和發(fā)展方向,并進行綜述性質的專題講座,提出醫(yī)學研究中的具體問題,讓學生直觀地了解儀器分析理論是如何解決具體問題的[4]。對基礎知識相對薄弱,注重實際操作技能的高職高專學生,可簡化理論的講授而以計算機軟件加以演示,著重讓學生掌握儀器使用和試樣制備的方法,以驗證性實驗為主。從本科各專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)流向看,相當一部分學生從事醫(yī)療衛(wèi)生、食品衛(wèi)生、藥品、商品及環(huán)境保護的檢測,因此,在實驗教學中,應將重點放在應用廣、普及率高、實用性強的儀器上。如針對預防醫(yī)學專業(yè),安排石墨爐原子吸收法檢測兒童血中鉛含量,防止有害元素過量危害健康;針對生物技術專業(yè),安排火焰原子吸收法檢測發(fā)鋅含量,因為鋅是維持人體健康的重要微量元素;針對藥學和檢驗專業(yè),安排高效液相色譜法檢測大黃素,質譜法檢測青霉素鈉,紅外光譜法鑒定硫酸慶大霉素和硫酸小諾霉素,熒光法檢測溶液中鎘含量,氣相色譜法分離溶液中苯和甲苯。選取和專業(yè)相關的儀器分析內容進行講授,學生可直接接觸實際分析工作,增加了感性認識,提高了學習興趣。
傳統實驗教學主要依靠教師單方面的講授,由于學生事前經過理論課的學習,容易造成思維混亂和學習疲憊。為了能在有限的學時內讓學生更好地掌握儀器知識和實驗操作技能,我們采用互動式、啟發(fā)式、案例式和發(fā)現式[5]教學方法。如在介紹紅外光譜儀分析固體試樣時,首先明確學生對紅外光的了解情況,日常生活中有哪些接觸,學生紛紛提出自己的見解,學習興趣大增,然后借此引出光譜知識、儀器工作原理以及日后工作中會接觸到的試樣。學生在教師講解過程中可以隨時提問,由教師或其他學生作答。在介紹儀器工作原理及應用時,可聯系可見光、紫外光、熒光、原子吸收分光光度計進行橫向比較,既復習了光譜知識,又使學生在腦海中形成清晰的光譜儀框架圖。為使實驗教學內容更加貼近學生生活,可選取生活中的具體案例,與學生共同討論,并講授解決問題的方法及相關理論,使學生堅信學有所用。如2008年的“三鹿奶粉”案件,根據實際案例講解三聚氰胺的分析檢測方法,激發(fā)學生的學習熱情。對于有些興趣很高、表現突出的學生,在保證基本教學任務完成的前提下,可對其進行額外指導,使其在教師指導下做一些設計性實驗,參與一些與儀器分析相關的科研活動。
多媒體輔助教學法,改變了以板書為主的傳統授課方式,更能吸引學生注意力,增加了課堂上的信息獲取量[6]。將課堂上難以講解甚至根本無法畫出的儀器內部構造、工作過程、光路圖、電路圖以及新型儀器外觀制作成幻燈片、視頻、音頻、Flash動畫等,將晦澀難懂的基本原理用生動的動畫和簡潔的圖表表現出來,使學生一目了然。制作幻燈片時應注意每張幻燈片內容不宜過多,文字敘述盡量少而精。但實驗教學不能純粹以多媒體為教學手段,還要結合口頭講授和板書,一些重要的操作步驟還是要板書,使學生既看得清楚又記得牢固。
通過把儀器分析實驗教學改革成研究應用教學,使學生獲得科研體驗,全面提高學生科研意識[7]。通過利用傳統經典實驗,使學生掌握儀器的基本使用方法;結合實驗室儀器進行實驗研究,并分解成若干小課題,讓學生開展設計性實驗,側重訓練學生如何利用儀器解決科學問題的能力。例如,儀器分析在藥物成分研究中的應用,就引出本次課的第一個問題:這個過程有哪些步驟?接著提出第二個問題:每個步驟需要借助哪些儀器?如氣相色譜儀、高效液相色譜儀、質譜儀。第三個問題:每個儀器的作用、特點和注意事項是什么?這樣以實際研究工作步驟為講課順序,使不同儀器輔助一個具體的研究工作[4],學生就能牢固地掌握儀器應用方法。
開放實驗室是當代高校實驗教學的一個發(fā)展趨向,可以克服實驗課時少,學生無法近距離接觸大型儀器的弊端,有助于設計性實驗的開展,充分發(fā)揮儀器在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力中的作用。開放部分儀器設備,如紅外光譜儀、高效液相色譜儀、熒光分光光度計等,學生既可以在教師的指導下開展設計性實驗,又可以重做課上失敗的實驗,為學生自覺學習提供便利條件。
總之,實驗教學是聯系理論和實踐的一個重要紐帶。通過探索儀器分析實驗教學,認識到實驗教學模式需要與時俱進,以適應時代要求,培養(yǎng)出社會需要的高素質、創(chuàng)新型、應用型人才。
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