基于“翻转课堂”的HPLC药物分析实验教学改革初探

朱丽丽，朱 倩，余 芳

(安徽医科大学 药学院,安徽 合肥 230032)

高效液相色谱(HPLC)技术是从20世纪60年代末期，在气相色谱和经典液相色谱法基础上发展起来的新型分离分析技术。由于HPLC具有高效、高速、高灵敏度等优点，使其成为药物分析研究中对药物的检查、鉴别和含量测定领域的重要分析手段[1]。因此，药物分析课程中HPLC的实验教学成为一个重点内容。目前，随着国家对高等教育的投入日益增大，高校对实验设备的经费投入也逐渐增加，高校的实验教学和科研条件都有了极大的改善[2]。在理论课程教学的同时如何充分利用现有的大型分析仪器，如何激发学生自主学习的热情以及提高学生运用仪器分析进行科学研究的创新能力，建立系统的、高效的实践教学新体系成为当前高校实验教学的最终目的。

翻转课堂译自"Flipped Classroom"或"Inverted Classroom"，也可译为"颠倒课堂"，是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下，课堂内的宝贵时间，学生能够更专注于主动的基于项目的学习，共同研究解决本地化或全球化的挑战以及其他现实世界面临的问题，从而获得更深层次的理解。教师不再占用课堂的时间来讲授信息，这些信息需要学生在课前完成自主学习，他们可以看视频讲座、听播客、阅读功能增强的电子书，还能在网络上与别的同学讨论，能在任何时候去查阅需要的材料。教师也能有更多的时间与每个人交流。在课后，学生自主规划学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式，教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习。翻转课堂模式是大教育运动的一部分，它与混合式学习、探究性学习、其他教学方法和工具在含义上有所重叠，都是为了让学习更加灵活、主动，让学生的参与度更强。可以说，翻转课堂是以学生为中心的教与学，它对于传统的课堂教学和教学模式的彻底颠覆，将引发师生角色、课程模式等一系列教学变革[3]。

翻转课堂的基本实践方式有讨论问题方式、学生主讲教师主导方式、补充重点方式和作业辅导方式等[4-5]，而课堂上常采用的是讨论问题方式和学生主讲教师主导方式。讨论问题方式：老师将课本上的相关内容制作成视频资料，学生在上课前自己安排时间观看视频，并通过网络或学校图书馆等查找相关资料进行自学。在课堂上，老师针对一些重难点内容进行提问，启发学生就重难点问题进行小组讨论，并进行答疑解惑。学生主讲教师主导方式：教师将教学内容分成几个部分，然后将内容分交给学生课前单人或组队学习。学生学习后需要自己做课件并准备问题，在课堂上进行主讲。然后教师在课堂上答疑解惑，并对学生主讲内容进行点评补充，启发学生们就重难点问题进行讨论。

为了达到比较好的教学效果，结合日常教学的实际情况，在翻转课堂的模式下，以讨论问题的方式进行HPLC实验的理论教学。以问题为中心，让学生独立思考、设计实验路线并处理问题。实践表明，新的实验教学方式一方面使得学生能够自主学习，全面的了解实验内容。学生能够熟练掌握基本操作，并能根据数据对自己的实验结果做出一定的判断和推理。另一方面可以为学生在创新课题等项目的申报及毕业实习打下良好的基础。

1 传统HPLC教学中存在的问题

高效液相色谱是一门理论性和实践性都很强的学科，其理论知识比较抽象，仪器结构复杂，传统教学中存在诸多问题：首先教学内容和时间安排上不合理。实验课与理论课时间安排不紧密，往往是HPLC的实验课安排在期末，相关的理论课的知识已经被学生遗忘。此外，HPLC实验课时通常只有三个课时，课时太少根本没有办法让学生全面掌握相关知识。其次，在教学形式上一般采取的是验证性试验。实验内容都是教师实现设计好的，教师对实验过程进行详细讲解并示范，学生只需要按照实验讲义或者教师板书进行一些简单的实验操作。随之而来的就是学生根本就不会思考今天做了什么，为什么这样做，为什么做的结果和预实验不一致等问题。在这种传统实验教学模式下培养的学生其实就是一部会简单操作的机器。另外，在学生的成绩考核体系中，实验课多是考查课，通常是以实验报告成绩为标准[6]。这样就会导致学生不重视实验课，上课时都是走马观花的看一看，根本不想操作，更不会思考。下课后只要按照实验讲义或者其他同学的实验报告写一份实验报告就能得高分。

2 “翻转课堂”模式下的HPLC实验教学

为了激发学生学习的自主性和创新性，让学生更好的掌握HPLC实验基本操作技能，需要从教学内容、教学形式和考核标准等方面进行改革。

2.1 合理安排教学内容，丰富教学形式

为了让学生更好的掌握实验内容，需要合理安排教学实践，让学生在充分理解和掌握了HPLC理论知识后再进行实验课的学习。为了激发学生学习的积极性和主动性，HPLC理论课程学习采用学生主讲教师主导方式进行：即教师将学生进行分组，各小组针对HPLC的分离原理、实验设计、复杂样品前处理、实验条件优化、实验结果的方法学考察及文献查阅等问题进行课下学习。学生完成自主学习后需制作PPT在课上进行讲解并提出问题。教师在解疑答惑的同时引导学生进行讨论式学习。理论课与实验课教学要同步，在学习完HPLC的理论知识后上实验课。

传统的实验教学中，学生通过观看教师对关键实验步骤的操作演示后进行实验。由于实验条件的限制，观看一次演示印象太浅或者不完整都会导致学生操作不当等情况。为此，我们将HPLC实验的整个流程及所涉及到的各种基本操作规范(如标准溶液的配制中所涉及到的移液管的标准操作、溶液转移的操作；流程等)制作成视频。将实验课的课时设置为六个课时，分两次课进行教学。引入翻转课堂的模式，学生在课前观看HPLC相关操作视频，学习在线资料并查阅相关文献，在第一次实验教学课堂上把学习中遇到的问题向老师提问；老师课前准备问题、课堂上启发学生们讨论，并提供实验方案的框架。实验内容也由设计性强的综合试验代替验证性试验。课堂上，学生通过分组讨论、总结文献资料提出实验初案交由老师审核。最后针对难解决的问题，老师和学生一起讨论并查阅相关资料，确定最终的实验方案。第二次实验课堂完成实验操作。

2.2 加强学生实验管理，完善考核制度

在传统教育模式下的HPLC实验教学，学生都不会写预习报告。进实验室前有一部分学生甚至不知道做什么实验。实验过程中大多数都是在玩，走马观花的看。实验中遇到问题都是找老师，没有人思考为什么，应该怎么解决。实验报告也都是互相抄袭。为了激发学生的学习热情，需要加强学生管理，改变教学模式。首先，必须要求学生自主观看视频，分组讨论并提交实验预方案。在教师监督和指导下完成实验方案后，必须提交实验预习报告，使其在实验前对HPLC整个实验所涉及的理论知识、实验方案及操作步骤有全面的了解。完成实验后，必须提交实验报告，并且在实验报告中要有对实验过程中出现问题的分析。在成绩考核体系中，实验课作为一门单独的学科进行考试，不能仅仅凭实验报告打分。考试的重点应该侧重在学生对基础理论的掌握及实验操作方面。要跟学生强调做实验的目的不是要得到已知的实验结果，不是交一份漂亮的实验报告。对于认真做实验但是没有得到预期结果的实验，老师要引导学生思考并找到原因。无论是实验过程中还是实验结果中出现的意外情况，都需要实事求是的面对并解决问题，这才是开设实验课的最终目的。

采用了“翻转课堂”模式教学后，学生主动查找资料，通过观看视频、小组讨论以及老师答疑一起确定实验方案，对整个实验过程有了清晰的了解。并且通过自主学习能够带着问题写预习报告，在实验过程中遇到问题后也能进行分析并提出解决问题的方案。例如：在实验过程中，有一个小组进样后一直不出峰。小组讨论后排除了样品和操作的错误，怀疑是色谱柱吸附情况严重。随后跟老师商量，决定重新冲洗色谱柱后问题得以解决。由此可见，在"翻转课堂"模式下的HPLC实验教学，学生能够自主学习，从而能够更好的掌握基本操作，更全面的理解实验内容。

3 小结

在翻转课堂的模式下，以讨论问题的方式进行HPLC实验的理论和实验教学，激发了学生学习的自主性和创新性。结合HPLC实验，教会学生提出问题、分析问题、解决问题的学习方法，培养学生扎实的实验操作技能和独立的创新意识。通过实验改革取得较好的成果，可以继续将翻转课堂的模式推广到药物分析实验及理论课的教学中，充分调动学生学习的激情和创造性，培养适应社会需要的创新型、高素质的药学专业人才。

[1] 谢一凡, 刘慧中, 杨若林, 等. 高效液相色谱法在仪器分析实验教学中的应用[J].化学教育, 2017, 38(2): 52-54.

[2] 宋丽丽,王建胜,刘红玥,等. 高效液相色谱实验教学改革探讨[J].中国中医药现代远程教育, 2016, 14(5): 4-7.

[3] 于歆杰. 从慕课到翻转课堂: 以学生为中心的学与教[D]. 北京: 清华大学, 2015.

[4] 常慧娟,刘 莉. 浅谈翻转课堂[J]. 科技展望, 2017, (9): 200.

[5] 崔 玮. 翻转课堂的教学思考[J]. 江苏科技信息, 2017, 20: 70-71.

[6] 朱 倩,张群林,李 俊, 等. 药物分析实验教学的探索与建议[J].安徽医药, 2013, 17(2): 357-358.