袁 洁 沈 静 姚 军
(1. 新疆医科大学克拉玛依学院,新疆 克拉玛依 834000; 2. 新疆医科大学第五附属医院,新疆 乌鲁木齐 830011; 3. 新疆医科大学药学院,新疆 乌鲁木齐 830011)
色谱分析法(Chromatography)是分析化学学科的一个重要分支,其依据混合物中的各组分在固定相和流动相中的分配系数不同对其进行分离,然后逐个进行分析的一种物理或者物理化学分离分析方法[1]。它具有高灵敏度、高选择性、高效能、分析速度快、样品用量少等优点而被广泛用于生物化学、医学、药物开发与检测、化工、食品科学、环境监测、商检和法检等方面[2-3],尤其是在医药领域,已成为药品研发、生产、质量控制及临床使用等不可缺少的分析手段。因此,我校为药学专业大学三年级的学生开设了《色谱分析》这门课程,该课程主要介绍色谱分析的基本理论以及气相色谱、高效液相色谱、毛细管电泳等具体色谱分析法所用到的仪器、分离原理及应用。作为药学专业的学生,无论是继续深造,还是在药品相关机构从事药品检验工作或者在仪器公司从事分析仪器的研发、维护等工作,都要用到色谱分析课程上所学的知识。因此,色谱分析课程的教学对药学专业学生的后续学习或者就业都具有重要的意义。新疆医科大学由于其独特的地理位置而成为一所具有浓郁的少数民族特色的综合性高校[4],肩负着为全疆尤其是少数民族聚居地输送大批医药人才的使命。针对新疆医科大学的实际情况,笔者总结近几年来药学专业学生在色谱分析课程上存在的问题及相应的改进措施,希望为色谱分析教学质量的提高提供一些参考。
1.1 提升学生对《色谱分析》课程的重视程度 色谱分析理论课36学时,相比较药学专业的专业课来说,学时数较少,大部分学生并未认识到本课程的重要性,所以每学期的第一堂课就显得尤为重要。老师应该重点介绍色谱分析技术对药学专业学生的重要性,提升学生对色谱分析这门课程的重视程度。笔者建议可以从以下3个方面进行介绍:(1)色谱分析是药学专业课程药物分析的重要组成部分,《中国药典》中药物的鉴别、检查、含量测定大多都是采用色谱分析法。(2)以我国自主研发的药物为例,以流程图的方式讲解该药物的研发过程,并介绍色谱分析法在各个环节中的应用。比如以新疆特丰药业为研发主体,由新疆医科大学、中科院新疆化学所、新疆药物研究所等联合研发的孕马结合雌激素新药,从孕马尿中提取分离结合雌激素以及对其中主要结合雌激素进行定性鉴别或者定量分析都需要用到色谱分析技术。(3)针对社会或生活中的现象,讲解色谱分析法在实际生活中的应用。比如烤羊肉串是新疆人喜欢的风味小吃,香气四溢。那这诱人的香气中主要含有哪些成分呢?有研究学者[5]利用气-质联用法对烤羊肉香气进行分离、鉴定,并结合气相色谱-嗅闻法技术确定香气强度的大小,最终确定癸醛、辛酸、4-甲基辛酸等7种物质为新疆烤羊肉的特征香气物质。
1.2 按照逻辑结构,重新梳理教学内容 目前我校药学专业色谱分析课程采用的教材是《分析化学》(人民卫生出版社出版,第七版),学生在大学二年级的分析化学课上学习了化学滴定法、电化学分析法、光学分析法三部分内容,而将色谱分析法部分(十六章至二十一章)放到大学三年级《色谱分析》课程中进行介绍。在第十六章色谱分析法概论的第一节中,教材叙述了很多概念,而此时学生刚接触色谱分析法,对色谱分析法还很陌生,一股脑讲述这么多的概念会使学生觉得晦涩难懂而丧失学习兴趣。所以在讲解这些概念前,我们先介绍了俄国植物学家茨维特创立色谱分析法的过程,以讲故事的形式将色谱分析法的基本概念及由来含在其中,引起学生的学习兴趣。然后带学生回忆他们在有机化学课程中曾经做过的《薄层色谱分析复方乙酰水杨酸(APC)的化学成分》的实验,而该实验就是《色谱分析》课程中平面色谱部分要讲述的内容,以此拉近学生和《色谱分析》这门课程的距离。通过这2个例子,学生不仅从中了解了色谱分析法的一般流程,并对一些基本概念如固定相、流动相、点样、展开等有了初步的认识。而后我们按照色谱分析法的发展历程及“由浅入深”“循序渐进”的教学方法[6]组织教学,将十九章平面色谱法放到十七章气相色谱法前面讲,接着介绍高效液相色谱法、毛细管电泳法、色谱联用分析法。
1.3 选择典型实例,丰富色谱分析教学内容 新疆是维药的故乡。我们要充分利用新疆的地方特色,将维吾尔药引入到教学案例中,不仅可以增加学生尤其是少数民族同学的学习兴趣,深化教学内容,也有助于加强民族团结。比如在讲到高效液相液相色谱法(HPLC)时,可以例举一些高效液相色谱法在维吾尔药如一支蒿、艾柯蜜膏、石榴花蜜膏等的应用,并对这些药物的发展情况作一拓展。
1.4 多媒体与网络平台辅助教学 随着社会的发展,我们已经进入了信息化时代,多媒体已经广泛的用于教学领域,从而改变了传统的“一张嘴、一支粉笔、一块黑板”单调的教学方式[7]。通过运用多媒体技术,可以将学习内容以图形、声音、动画等多种生动形象的形式体现[8],不仅能最大限度地调动学生的注意力,而且使普通教学手段难以讲清楚的知识点变得直观和形象,有助于学生理解。比如在介绍高效液相色谱仪、气相色谱仪、毛细管电泳仪的主要构造时,只有文字叙述显得苍白无力,如果以Flash动画的形式加以演示,学生则会记忆深刻。另外可以充分利用学校网络课程中心,与学生互动、答疑。
1.5 加强与学生之间交流,及时了解学生学习动态 很多少数民族学生在进入大学学习之前,都是用母语进行交流,尽管在进入大一学习前,都需要经过一年的预科学习,但是这一年学生主要学习医用汉语、汉语口语、汉语阅读、汉语听力等课程,并未提升他们对药学专业词汇的理解能力。有的少数民族学生虽然基础薄弱、汉语水平不高,但是学习非常认真,求知欲望也很强,但是受到语言限制,久而久之,就会自暴自弃。因此,老师在教学过程中要多关注少数民族同学,比如在上课的时候加强与学生的眼神交流,课间主动去了解学生的学习状况,是否适应现在的教学进度或讲课方式。根据学生的反馈,及时调整自己的教学方式并对学习有困难的学生及时给予鼓励和帮助,拉近师生之间的距离。这样,学生也敢于提出问题,充分表达自己的想法。
2.1 实验教学内容的调整 色谱分析法作为一种分离分析方法,其实验教学是重要的教学环节之一。我校之前的实验课主要以验证型实验为主,共开设“纸色谱法分离鉴定葡萄糖和鼠李糖”、“薄层色谱法分离氨基酸”、“薄层扫描法测定板蓝根中精氨酸的含量”及“HPLC法色谱参数的测试及运算”4个实验。前2个实验操作相似,学生初次实验兴趣较高,随后实验兴趣降低。后2个实验由于仪器数目限制,动手操作的学生很少,大部分学生主要是“看实验”和分析实验数据。由此可见,这种实验教学内容的设计无法充分调动学生的积极性,培养学生分析问题解决问题的能力。因此,我们删减了重复性的实验内容,将部分验证型实验改为综合型和设计型实验。
验证型实验仅开设“纸色谱法分离鉴定葡萄糖和鼠李糖”和“HPLC法色谱参数的测试及运算”。通过这2个实验让学生掌握平面色谱的一般操作方法及如何进行定性分析,以及色谱图上主要参数的计算;综合型实验为“可口可乐中咖啡因的含量测定”,在熟悉高效液相色谱仪的基本操作流程后,将色谱分析技术的两大功能,即定性定量分析运用到实际生活中去,增加学生的实验性趣;设计型实验为“醋酸泼尼松中特殊杂质的检查”,让学生查阅资料设计实验,由实验老师审核后学生自行完成实验。该实验将色谱分析与药物分析紧密联系起来,使学生能够对所学的知识融会贯通。
2.2 充分利用实验课空闲期 《色谱分析》实验课一般都是4~5学时。有的实验自身操作时间不长,但是等待结果的时间较长,比如《纸色谱法分离鉴定葡萄糖和鼠李糖》,该实验由于展开剂中含有水,展开速度非常慢,为使葡萄糖和鼠李糖达到一定的分离效果,需要等待至少2h。有的实验由于受到高效液相色谱仪数目的限制,学生需要排队做实验。在这相对漫长的等待时间里,学生无所事事,睡觉、聊天、玩手机成了常见现象。为了避免这种现象,在后面的教学中,我们会给学生带一些与色谱分析技术相关的杂志,比如《色谱》、《药物分析》、《分析化学》等,供学生翻阅,了解学科发展的最新动态。
通过对药学专业学生在色谱分析学习中存在的问题进行了相应的的教学改革,授课教师明显感到学生的学习积极性有所提高,学生会主动向老师请教学习上遇到的问题或者与老师探讨自己的一些想法。随着时间的推移,在教学过程中又会出现新的问题,教学改革永远在路上。因此,教师要不断改进教学方法,因材施教,为培养高素质的药学人才贡献一份力量。
[1]李发美. 分析化学[M]. 北京:人民卫生出版社, 2011.
[2]沈爱平. 色谱法在药物分析中的应用[J]. 黄冈职业技术学院学报, 2014, 16(3): 97-100.
[3]朱金花, 田淑芳, 刘绣华. 研究生“色谱分析”教学中的一些思考[J]. 广州化工, 2011, 39(22): 126-128.
[4]胡曙晨, 李新霞, 热娜·卡斯木, 等. 试论少数民族大学生在高等教育中的困惑及其对策[J]. 药学教育, 2015, 31(2): 71-75.
[5]戴水平, 肖作兵, 马双双, 等. 基于GC-MS/GC-O的新疆烤羊肉香气成分分析[J]. 食品工业, 2010,31(4): 89-92.
[6]徐萍萍, 崔刚, 雷飞. 循序渐进教学过程贯彻发现法[J]. 电气电子教学学报, 2007, 29(4): 105-105, 116.
[7]胡晓桔, 孙必华. 整合优化教学环境与教学过程 充分发挥多媒体教学技术优势[J]. 西北医学教育, 2005, 13(2): 177-179.
[8]徐晓峰, 成国煌. 引入多媒体手段提高金工课程教学质量的教学改革与实践[J]. 科技资讯, 2008, (7): 149-150.