林太鳳 王惠琴 鄭大威 羅云敬

摘 要 醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是生命學(xué)院根據(jù)食品質(zhì)量與安全專業(yè)和生物技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)開設(shè)的一門極其重要的特色專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐課。通過(guò)分析傳統(tǒng)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，并結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和當(dāng)前該課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，整合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，編寫學(xué)案式講義，為構(gòu)建適合食品及生物技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)的醫(yī)用分析化學(xué)課程進(jìn)行有益探索。

關(guān)鍵詞 生物技術(shù)；食品質(zhì)量與安全；教學(xué)改革；醫(yī)用分析化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）12-0118-03

1 前言

醫(yī)用分析化學(xué)是北京工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院根據(jù)食品質(zhì)量與安全專業(yè)和生物技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)開設(shè)的一門重要的特色專業(yè)基礎(chǔ)課[1]。它是一門主要用于解決各領(lǐng)域中的實(shí)際問(wèn)題，具有很強(qiáng)實(shí)踐性特點(diǎn)的化學(xué)學(xué)科，在生物醫(yī)學(xué)、食品科學(xué)等領(lǐng)域的作用越來(lái)越重要，在協(xié)助解決人類生命健康和食品安全等重大問(wèn)題，或?yàn)橹贫ㄏ嚓P(guān)決策提供信息依據(jù)支持時(shí)，承擔(dān)重大的社會(huì)與道義使命[2]。醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為與之配套的實(shí)踐課程，它的開設(shè)對(duì)食品質(zhì)量與安全專業(yè)及生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的培養(yǎng)有著舉足輕重的作用。通過(guò)醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生可以學(xué)會(huì)運(yùn)用醫(yī)用分析化學(xué)的理論知識(shí)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加以鞏固。課程教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并尋求解決問(wèn)題等能力為宗旨，通過(guò)整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，可以使學(xué)生嫻熟掌握化學(xué)分析的實(shí)驗(yàn)操作并獲取一定的儀器分析實(shí)驗(yàn)技能，為食品質(zhì)量與安全專業(yè)及生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生后續(xù)的專業(yè)實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)打下厚實(shí)的基礎(chǔ)。各種學(xué)科交叉融合共同發(fā)展是當(dāng)今各高校學(xué)科建設(shè)發(fā)展的方向[3]，分析化學(xué)學(xué)科是食品科學(xué)和生命科學(xué)深入交叉發(fā)展的紐帶和奠基石。

目前，醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究中的一個(gè)重要課題是：如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段更好地激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，使學(xué)生養(yǎng)成高效預(yù)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)實(shí)踐思維主動(dòng)性，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)與創(chuàng)新能力？因此，結(jié)合北京工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院的學(xué)科交叉特色，對(duì)醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行探索性研究，就同時(shí)具備食品質(zhì)量與安全專業(yè)和生物技術(shù)專業(yè)特色的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建，以及學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力及綜合科研素養(yǎng)的更高效培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，都是極其重要的。幾年來(lái)，經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐改革，已形成具有生命學(xué)院特色的，適合食品專業(yè)與生物技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)的醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系和教學(xué)方法。將多年來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，希望為其他院校交叉學(xué)科的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)提供參考。

2 醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是生命學(xué)院根據(jù)生物技術(shù)與食品類專業(yè)特點(diǎn)開設(shè)的特色基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，旨在通過(guò)醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為生物技術(shù)與食品類專業(yè)提供生化分析研究、食品分析檢驗(yàn)的基本技能，同時(shí)為提高和拓展學(xué)生的科學(xué)研究素養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為針對(duì)生命學(xué)院食品專業(yè)和生物技術(shù)專業(yè)低年級(jí)學(xué)生開設(shè)的一門基礎(chǔ)實(shí)踐課程，對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力和思維的協(xié)調(diào)起著至關(guān)重要的作用，是培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力和良好的科學(xué)思維方法的重要途徑。

在實(shí)驗(yàn)課程的傳統(tǒng)教學(xué)中，主體是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，他們主要是對(duì)原理、方法及步驟和相關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行授課，然后學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)講義內(nèi)容循規(guī)蹈矩地完成實(shí)驗(yàn)，課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師在這種教學(xué)模式下扮演主導(dǎo)者的角色，往往是占用較長(zhǎng)的時(shí)間平鋪直敘實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，致使課堂氛圍沉悶，無(wú)法突出教學(xué)重點(diǎn)，更無(wú)法有效地破解實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)；而學(xué)生則是從動(dòng)者，由于未能清楚地了解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟的思路，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵更是無(wú)法深入了解，只能按部就班地完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。因此，學(xué)生在這種教學(xué)模式下只是被動(dòng)地接受知識(shí)，因無(wú)法在實(shí)踐中去應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)，其創(chuàng)造力更是無(wú)法得到培養(yǎng)，最終阻礙后續(xù)科研性實(shí)驗(yàn)課程的順利開展[4]。

目前，傳統(tǒng)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容與食品專業(yè)、生物專業(yè)的相關(guān)性不強(qiáng)，主要包括堿液組分含量的測(cè)定、水的硬度的測(cè)定、維生素C含量的測(cè)定、鄰二氮菲法測(cè)定微量的鐵等實(shí)驗(yàn)[4]，大部比較陳舊，無(wú)法滿足學(xué)生在未來(lái)職業(yè)發(fā)展中的需要。同時(shí)，在指導(dǎo)本科生畢業(yè)論文中發(fā)現(xiàn)，食品專業(yè)尤其是生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生缺乏操作分析儀器的實(shí)驗(yàn)技能。因此，改革傳統(tǒng)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是至關(guān)重要的，是構(gòu)建具有北京工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院特色的醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的關(guān)鍵。

3 醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索

根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)整合教學(xué)內(nèi)容，突出專業(yè)特色 根據(jù)北京工業(yè)大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)與食品質(zhì)量與安全專業(yè)的辦學(xué)定位及培養(yǎng)目標(biāo)，通過(guò)對(duì)醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的研讀，分析其在兩個(gè)專業(yè)課程體系中所處的地位和作用，挖掘課程內(nèi)容的深度、廣度、要點(diǎn)、重點(diǎn)后，結(jié)合虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)[5-6]，在傳統(tǒng)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上融入生物技術(shù)和食品元素，還將儀器分析實(shí)驗(yàn)部分地加入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，同時(shí)加強(qiáng)醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)與生物技術(shù)及食品學(xué)科研究的聯(lián)系。具體調(diào)整如下。

1）嚴(yán)格規(guī)范學(xué)生的操作方法，進(jìn)一步規(guī)范容量瓶的配液、電子天平的稱量、滴定管的滴定以及移液管的移液等常規(guī)醫(yī)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，并設(shè)計(jì)詳細(xì)的操作規(guī)程。

2）增設(shè)大型分析儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)元素，如常見(jiàn)的熒光光譜法、激光拉曼光譜技術(shù)、紫外—可見(jiàn)分光光度法等儀器分析方法，使學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域得到大幅拓展。

3）借助虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)，開展色譜、原子吸收光譜等大型儀器的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，彌補(bǔ)低年級(jí)學(xué)生未修學(xué)儀器分析知識(shí)帶來(lái)的知識(shí)匱乏現(xiàn)象。

4）合理設(shè)計(jì)醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使它更順應(yīng)兩個(gè)專業(yè)學(xué)生以后工作學(xué)習(xí)的需求。如選擇食品添加劑碳酸氫三鈉的含量測(cè)定進(jìn)行酸堿滴定實(shí)驗(yàn)，根據(jù)葡萄糖的還原性進(jìn)行氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)，采用莫爾法對(duì)生物技術(shù)常用試劑——生理鹽水進(jìn)行沉淀滴定，在著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的同時(shí)，緊扣生物技術(shù)專業(yè)、食品質(zhì)量與安全專業(yè)和實(shí)際生活，讓學(xué)生領(lǐng)悟化學(xué)與食品、生物的密切關(guān)系，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生由被動(dòng)的“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的“我要學(xué)”。

融入機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)理念，規(guī)范報(bào)告記錄 作為食品和生物技術(shù)的分析研究手段，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的核心內(nèi)容，醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)的記錄及處理有著非常嚴(yán)格的規(guī)范要求。在編制講義時(shí)，沿用北京市飲料及食品添加劑質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的原始數(shù)據(jù)記錄表格；學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中必須完全按照機(jī)構(gòu)記錄要求完成實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)的記錄，采用規(guī)范的數(shù)據(jù)修改方式，完成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)必須經(jīng)另一名學(xué)生復(fù)核后方可提交，逐漸培養(yǎng)對(duì)原始數(shù)據(jù)記錄的重視。此外，規(guī)范化實(shí)踐理念能為學(xué)生畢業(yè)進(jìn)入某科研單位或分析檢測(cè)單位時(shí)提供強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力，并能按規(guī)范化要求快速投入工作。在一些實(shí)際樣品檢測(cè)的開放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，還要求學(xué)生按檢驗(yàn)站的規(guī)范要求編寫檢驗(yàn)報(bào)告，以使學(xué)生的分析檢測(cè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)更加豐富，畢業(yè)后能更好地發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢(shì)，更好地達(dá)到本科生實(shí)踐教學(xué)的目的。

編寫學(xué)案式講義，建立高效課堂 在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教師通常在實(shí)驗(yàn)課前均會(huì)布置下次的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，但是學(xué)生只是課前粗看講義、抄寫實(shí)驗(yàn)步驟，習(xí)慣性地依賴課上教師的講解。一般地，教師上課時(shí)花較多時(shí)間逐一講授實(shí)驗(yàn)的整體內(nèi)容，然后著重演示關(guān)鍵點(diǎn)，讓學(xué)生按照講授的內(nèi)容有條不紊地完成實(shí)驗(yàn)，最后形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種教學(xué)方式只是形式上的簡(jiǎn)單重復(fù)訓(xùn)練，無(wú)法系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)生更無(wú)法接觸實(shí)驗(yàn)的靈魂和精髓，致使動(dòng)手能力極差，更加缺乏知識(shí)創(chuàng)新能力[7]。

高效醫(yī)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂必須圍繞學(xué)生這一主體進(jìn)行，因此，學(xué)生能否有效進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是前提，良好的自主預(yù)習(xí)習(xí)慣是關(guān)鍵。學(xué)生只有通過(guò)有效預(yù)習(xí)，才能使課堂外的學(xué)與課內(nèi)的學(xué)成為有機(jī)整體，才能確實(shí)了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使其不僅知其然，還能知其所以然，促進(jìn)課堂效率的提高。如何讓學(xué)生把預(yù)習(xí)功課落到實(shí)處并做到高效預(yù)習(xí)，是值得實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者思考的問(wèn)題。通過(guò)編寫學(xué)案式講義，可以充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位，深度提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[8]。

在學(xué)案式講義中，針對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)思考題，每個(gè)思考題都是引導(dǎo)學(xué)生去理解講義的內(nèi)容，探究實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的原因，了解每個(gè)“量值”設(shè)定的理由，預(yù)判實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的現(xiàn)象。借助完成學(xué)案式講義中的思考，學(xué)生在進(jìn)入課堂前就能充分理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、了解實(shí)驗(yàn)儀器，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能積極觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不僅能獲得實(shí)驗(yàn)知識(shí)，還能獲取探索知識(shí)的方法。當(dāng)把問(wèn)題作為思維的起點(diǎn)時(shí)，學(xué)生也就真正地成為實(shí)驗(yàn)的主體。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)最后附上空白頁(yè)，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與討論，最后談?wù)勛约鹤鰧?shí)驗(yàn)的體會(huì)和改進(jìn)意見(jiàn)。

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，充分發(fā)揮校企聯(lián)合辦學(xué)優(yōu)勢(shì) 分析化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)掌握得扎實(shí)與否，將影響理工科學(xué)生在今后科研工作中的適應(yīng)能力、抗壓能力、創(chuàng)造能力和職業(yè)發(fā)展前景。而醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)劣直接影響北京工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院學(xué)生對(duì)醫(yī)用分析化學(xué)理論知識(shí)的了解、掌握、運(yùn)用，以及科學(xué)思維方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作技能是生物技術(shù)專業(yè)尤其是食品專業(yè)學(xué)生在今后進(jìn)行研究工作的基礎(chǔ)技能。但是在以往本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)以及研究生培養(yǎng)過(guò)程中，常常發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能不扎實(shí)，如電子天平的稱量操作不夠規(guī)范，從而影響畢業(yè)設(shè)計(jì)及研究工作的順利進(jìn)行。究其原因，主要是教師在天平稱量操作實(shí)驗(yàn)教學(xué)中忽略了天平的結(jié)構(gòu)原理闡述。

因此，在涉及儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，充分貫徹校企聯(lián)合辦學(xué)的精神，聘請(qǐng)儀器技術(shù)工程師到課堂講學(xué)。如在分光光度法相關(guān)實(shí)驗(yàn)前，聘請(qǐng)相應(yīng)廠家的技術(shù)工程師給學(xué)生講解儀器結(jié)構(gòu)、原理及使用規(guī)范，讓學(xué)生通過(guò)了解儀器構(gòu)造，更好地理解儀器的操作規(guī)范原則，更熟練地掌握儀器的實(shí)驗(yàn)操作技能。同時(shí)，這種教學(xué)方式為學(xué)生與儀器企業(yè)搭建了溝通的橋梁，甚至為學(xué)生以后的就業(yè)提供了途徑。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，通過(guò)對(duì)醫(yī)用分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革與探索，密切其與交叉學(xué)科的聯(lián)系，體現(xiàn)該課程的特色，對(duì)構(gòu)建適合北京工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院特色的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程體系具有積極意義，對(duì)培養(yǎng)和拓展食品專業(yè)和生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的操作能力及分析解決問(wèn)題能力具有積極作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，食品和生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)技術(shù)也在不斷革新，對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人才的要求也越來(lái)越高。實(shí)驗(yàn)教師仍需不斷地在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，探索問(wèn)題根源，找到問(wèn)題解決的方法，通過(guò)探索改進(jìn)并引入新的教學(xué)方法，才能不斷提高教學(xué)水平，為培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)與實(shí)踐動(dòng)手能力好的生物技術(shù)和食品專業(yè)人才做出貢獻(xiàn)。

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