大型仪器分析实训课程教学改革初探

程仲彬 杨慧 赵芬琴 刘蕾 田智勇

[摘 要] 大型仪器分析实训课程教学是培养应用型人才的重要环节，具有理论课教学不可替代的作用。针对该门课程开设过程中出现的问题提出了相应的改革措施，如引入理实一体化的教学模式、开展分组轮换实训、开设综合性的实训内容以及对于有兴趣的学生针对性地开展开放性实训课程。

[关键词] 大型仪器分析;实训课程;教学改革;中药化学

[基金项目] 河南省科技厅科技发展计划项目：基于G-四链体研究天然产物衍生物的抗肿瘤活性（182102310246）;河南大学本科教育教学改革研究与实践项目：用马克思主义哲学观指导学习《中药化学》

[作者简介] 程仲彬（1989—），男，博士，河南大学药学院校聘副教授，主要从事大型分析测试仪器的使用教学与管理及天然有效成分的提取与活性研究;杨慧（1977—），女，新疆乌鲁木齐人，博士，河南大学药学院校聘副教授，主要从事天然产物的合成和活性研究及大型分析测试仪器使用教学与管理（通讯作者）。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）19-0127-02    [收稿日期] 2020-01-02

一、引言

大型仪器具有价格昂贵、功能强大、性能优越和精密度高等特点，是高等学校进行实验教学和科学研究的有力工具，也是衡量高等学校办学实力和科研水平的重要标志[1-5]。在中药化学、药物分析等专业课程体系中，大型仪器分析实训课程的开设有利于培养学生分析问题、解决问题、独立研究问题的能力。

二、大型仪器分析实训课程教学的现状分析

大型仪器分析实训课程教学普遍存在以下问题：（1）学生在上该课程前已经学习了仪器分析相关的理论课，但是普遍存在的情况是理论课与实训课时间间隔太长，结果学生在上实训课时一脸茫然，不知教师所云[6];（2）由于大型仪器本身结构复杂，如果学生不预习或者预习不充分，那么面对面前的庞然大物和教师的讲解，学生只能消极接受，无法真正去了解和使用所学的仪器[7];（3）大型仪器价格高，往往在高校相同的仪器台数少，而学生相对较多。所以在有些高校主要以演示性实验为主，学生往往只是走马观花，甚至与大型仪器隔窗相望，独立上机的机会则更少;（4）实训内容多为验证性的，都是教师事先选好的标准品，学生按照教师所说的操作步骤做一定能做出结果，所以学生对实训毫无兴趣，缺乏主动性，甚至出现直接照抄别人的实验报告来完成任务，结果导致学生综合运用理论知识解决实际问题的能力和创新能力较差;（5）实训课的考核方式通常在课程的最后安排学生进行一次测试，以测试结果作为考核成绩。结果助长了部分学生临时突击应付的做法，很难评价出学生利用所学解决实际问题的能力[6]。

三、大型仪器分析实训课程教学改革

1.引入理实一体化的教学模式。理实一体化的教学模式是将书本上的理论知识和学生的实践操作能力有机地结合在一起的一种教学模式。我们在该门课程的教授中引入了该教学模式。以超高效液相三重四极杆联用仪这一教学单元为例，学生在学习该仪器之前，我们会提前一周要求学生做三件事：（1）在我校大型仪器共享管理平台上查阅该仪器设备，在该平台上有仪器的实际照片和仪器的一些参数，这样做可以让学生对仪器有了第一印象。（2）查阅书籍或文献了解常规的液相质谱联用仪的基本原理、仪器组成及分析流程;这样可以让学生能够自己复习之前学过的理论知识，不至于上实训课时出现一臉茫然的情况。（3）查阅有关此类仪器在实际生产生活中的具体应用，这样做的目的是为了让学生对该仪器的应用场景有大概的了解，潜移默化地激发学生的学习兴趣。以上（2）和（3）要求学生写入预习报告。在正式上课时，教师先带领学生对超高效液相三重四极杆联用仪的整体进行参观。由于学生们经过提前预习已对仪器有所了解，现在再看到实际仪器，就会有熟悉的感觉。教师接着对具体的仪器模块进行详细介绍，引导学生思考：各模块的作用是什么，分析样品的流程是怎样的，超高效液相是如何实现超高效的，常用的电离源有哪些等。有了上面学生预习和实际仪器的参观作为铺垫，教师接着再有针对性地讲解仪器各模块的作用、仪器的原理和分析的流程等，学生也就容易理解和掌握该仪器涉及的理论知识，同时教师在讲解原理时还配合使用仪器操作软件提供的原理示意图，使学生更加直观地看到仪器的工作原理和分析流程等。这样学生可以真正了解和掌握该仪器。

2.开展分组轮换实训。我们开展的大型仪器分析实训课程是由电感耦合等离子光谱发生仪、流式细胞仪和超效液相色谱—三重四极杆质谱仪三个教学单元组成。这些仪器都属于大型精密仪器，价格高，我院都各有一台，而我们上课的学生人数则有50～60人。如果按照传统的教学方法，每次上课只讲一种仪器，那么可以想象学生太多势必只能走马观花，想要每个人都上机操作几无可能。我们在实际教学中则采取分组轮换的实训方式。我们将学生分成三组，每组约18人左右，这三组在上课时分别学习三种不同的仪器，经过一定的周期后，这三组再轮换学习其他的仪器，这样每组学生都可以保证有独立上机的时间，真正实现实训的目的。

3.综合性实训课设计。综合性实训可以培养学生综合性运用理论知识的能力和独立解决实际问题的能力。学生经过基本的论证性实训后，我们安排了综合性实训内容。如在超效液相色谱—三重四极杆质谱仪这个教学单元，为了与生活更接近，增加课程的趣味性，我们安排了“葡萄中褪黑素含量的测定”和“奶粉中维生素D含量的测定”两个综合性实训内容。学生根据自己的兴趣任选一个内容，然后按照内容三人分成一个小组，以小组的形式完成从选题到写报告。

4.针对性地进行开放性实训课。经过以上一系列环节的学习，我们发现有些学生会对某一台或某几台仪器有着浓厚的学习兴趣。这时我们则针对这些学生开设开放性实训课，并且体现在最终的考核成绩中。我们鼓励这些学生跟具体负责的教师联系沟通，在大型仪器空闲的时间对这些学生开放。这些学生在教师的指导下，查阅文献，确立课题，真正参与科研工作。

5.考核方法的改革。为了更加真实、客观地评价学生的实训成绩，我们对学生最终的考核成绩进行了分配：出勤情况占10%，预习报告占10%，实训具体操作占40%（教师观察学生的操作情况进行现场给分），综合性实训报告占40%（给分点为实训的设计方案是否合理、实训实施过程的记录是否完整、结果是否合理、有无具体的问题分析等），有参加针对性开放性实训课的学生则在前述的考核成绩的基础上再加5分作为最终的考核成绩。这一考核方式极大地调动了学生的实训积极性和主动性，避免了蒙混过关或者考前突击就能拿到好成绩的现象。

四、结语

大型仪器分析实训课程教学是培养应用型人才的重要环节，尤其是对于专业课程而言，如中药化学课程等，具有理论课教学不可替代的作用。

参考文献

[1]张万群，邵伟，柯玉萍.大型仪器分析实验教学多层次培训体系的建立与实践[J].化学教育，2018，39（10）：24-28.

[2]湯云晖，刘丽月，陈南春，等.推广大型仪器实验教学培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2015，34（12）：164-167.

[3]宋国利，盖功琪，苏冬妹.开放式实验教学模式的研究与实践[J].实验室研究与探索，2010，29（2）：98-100.

[4]张文智.工科院校实训课教学方法研究与实践[J].科技创新导报，2011，（21）：166.

[5]孙远涛，安永东，纪峻岭.高校大型精密仪器设备实验实训教学方法研究[J].中国电力教育，2014（30）：77-78.

[6]陈文娟.基于技能型人才培养的“仪器分析”实训教学改革研究[J].安徽农学通报，2018，24（9）157-159.

[7]姜瑞平，徐晶，邵信儒.大型分析仪器的实验教学改革策略及效果分析[J].现代交际，2018（19）：184-185.

Preliminary Study on the Teaching Reform of the Practical Training Course of Large-scale Instrument Analysis

CHENG Zhong-bin， YANG Hui*， ZHAO Fen-qin， LIU Lei， TIAN Zhi-yong

（School of Pharmacy， Henan University， Kaifeng， Henan 475004， China）

Abstract：The teaching of Large-scale Instrument Analysis training course is an important link in the cultivation of applied talents， and it has the irreplaceable role of theoretical teaching. Aiming at the problems in the course teaching， the paper puts forward the corresponding reform measures， such as the introduction of theory-practice integration teaching model， the development of group rotation training， and the establishment of practical training course with comprehensive practical contents and for students' interests.

Key words：Large-scale Instrument Analysis; practical training course; teaching reform; Chinese medicine chemistry