面向医学生物学研究生的现代仪器分析现场教学存在的问题及对策

徐诗强　胡霞敏　曹晓璐

[摘要]《现代仪器分析》课程是研究生学习的一门重要的专业技术核心课程，在我院涉及生物学、临床医学、预防医学等多个专业的学生。该课程涉及面广，覆盖的学生多，教学内容要求新。本文分析我院《现代仪器分析》课程教学的现状，就教材问题、实践问题、客观条件的限制、学生的差异性等方面的现状和教学经验进行介绍，展望了改进的方法。

[关键词]生物医学；现代仪器分析；现状；经验

[中图分类号] G712 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2018）2（c）-0141-04

[Abstract]Modern instrumental analysis is an important professional technology core course learned by graduate student.In our college，many students are involved in biology，clinical medicine，preventive medicine and so on.The course covers a wide range of knowledge，covers more students，and teaching content should be advanced.This paper analyzes the current situation of the teaching of Modern instrumental analysis in our college，and introduces the current situation and teaching experience of teaching materials，practical problems，objective conditions，and students′ differences，and looks forward to the improved method.

[Key words]Biomedical science；Modern instrumental analysis；Current situation；Experience

現代生命科学的蓬勃兴起有力地促进了仪器分析新技术、新方法的不断涌现；仪器分析的日益广泛应用，又极大地促进了生命科学基础和应用研究的发展[1-3]。仪器分析与医学生物学结合使仪器分析已经成为生命科学研究中的重要手段。鉴于此，仪器分析课程被许多高等院校尤其是医学院校纷纷纳入研究生专业必修课程的范围[4-6]。在我院，《现代仪器分析》课程是研究生学习的一门重要的专业技术核课程，涉及生物学、临床医学、预防医学等多个专业的学生。但该课程在研究生中的教学与在本科生中的教学相比，有很大差异，存在仪器设备条件、学生差异、教材的选用、学生实践能力培养等多个方面的问题，亟待进行调整。针对以上问题，本教研室在教学中充分调动本院的技术力量，参考兄弟院校经验，在教学内容设计、教学方式等方面进行改进，现将经验做一介绍。

1 面向生物医学研究生的《现代仪器分析》现场教学存在的问题

1.1 学生的差异性

表现在两个方面，一方面研究生生源来自于不同的学校、不同的专业，化学分析和仪器分析方面的知识背景差异较大；另一方面，一起上课的研究生在学的是不同的专业，或者不同的研究方向，对在学的《现代仪器分析》课程的期望有很大差异。由于学生起点和期望的差异，导致在课程内容设计上更加大了难度。

1.2本院客观条件的限制

研究生现代仪器分析课程以实用为主，理论为辅，教学过程在实验室现场进行，所选项目需要与实际使用的仪器相结合。对于各种仪器的管理，一般是分散在不同实验室，由于各自的专业和研究方向不同，各实验室拥有的仪器设备的种类、型号、数量有差异。生命科学领域新仪器层出不穷，仪器更新换代很快，因此不同实验室能够开设的实验内容、实验个数和实验时间都在不断变化，对实验教学的方法和内容很难固定和统一。

1.3 教材的问题

现有的《现代仪器分析》教材偏向于传统的小分子化合物的光谱、色谱、电化学分析，较少涉及生命科学相关的组织、细胞、核酸和蛋白质方面的检测与分析。而在生命科学领域，各种高灵敏度、高选择性、自动化的分析仪器及相关的新技术、新方法不断涌现，为生物医学院校的仪器分析教学提出了新的要求。但是受编写时间的限制，通常教学中使用的教材往往滞后于学科的发展，缺乏通用的教材。

1.4 实践能力培养的问题

《现代仪器分析》作为一门综合性实验学科，具有与一般理论学科不同的特殊性，主要体现在课程的科学性和实践性的两重性质。仪器分析课程强调应用，须培养研究生的动手能力，在理论背景下，一切要以实践作为基础，以实际的需要作为目的。从目前生物医学院校毕业生的就业现状看，绝大部分的学生将走向医疗、卫生、药物、食品等行业，这些领域是技术密集型的行业，拥有较多的先进仪器设备，是社会对仪器分析人才需求的主体。

2 面向生物医学研究生的《现代仪器分析》现场教学项目的优化

2.1优化教学项目

在现有的课程教学中，由于《现代仪器分析》隶属化学学科，教学中所用教材和实验项目基本上是化学分析相关的内容，且大多为经典的仪器分析内容，未能充分体现与生物医学学科的衔接和渗透。根据我院研究生的专业需求，结合实验室现有仪器，优化了教学内容，对原教学内容进行了删减，增加了部分与生命科学相关的教学项目，如激光共聚焦、流式细胞仪、酶标仪等内容。将现代生命科学的内容引入到《现代仪器分析》课程中来，拓展研究生的知识结构；同时，展现传统仪器分析的手段扩展到生命科学中的应用，如将将高效液相色谱仪、荧光分光光度计用于生物样本的检测，启发研究生创新性的研究思路。

2.2实施团队教学[7-9]

新的教学项目的引入扩展了本课程的知识面，为提高教学水平，将有相关理论和实践背景的老师纳入到教学团队，实行项目负责制。考虑到《现代仪器分析》课程由多个模块组成，且每个模块之间有一定的独立性，将课程内容分成不同的教学项目，如液相色谱技术、气相色谱技术、光谱技术、酶标仪、流式细胞技术、激光共聚焦分析等。将教学项目分配给各个实验室责任人，由对仪器非常熟悉的教师、仪器管理人员相配合进行备课和教案编写，采用丰富的实验教学手段，改革实验教学方法。

2.3自编教学教材

根据培养目标的需要，坚持自编教材与综合参考书相结合的方式组织教学材料，对仪器的原理进行介绍的基础上，注重仪器的应用，结合科研的实例，介绍仪器在科学研究中解决问题的思路。既保证了基本理论知识的传授，又把更多新仪器、新方法介绍给了学生，拓展了他们的创新思维。

2.4完善教学内容[10-12]

照顾大多数的学生是教师该采取的方略。针对不同起点的研究生，灵活地掌握教授内容，深浅适度，让基础差的学生补齐短板。对于有一定基础的研究生，适当地加深内容。采用模块化教学，将每一项目分为基本原理、仪器结构、分析条件的选择、实际应用四大模块。

基本原理模块旨在让研究生理解分析方法的原理和实际应用中的影响因素；仪器结构模块结合原理来阐述仪器构造的合理性和必然性；分析条件的选择模块紧扣原理展开讨论，让学生深入理解分析条件对结果的影响；实际应用模块则通过应用实例对前3个模块的知识进行综合应用。这种模块化教学方法有助于引导学生将分析测试原理、仪器构造、分析条件的选择和优化以及具体应用有机地联系在一起，对繁杂的教学内容进行整合，理顺学习思路。

2.5强化实践能力

研究生学习《现代仪器分析》课程与本科生有所区别，科研工作是研究生学习期间的重要和复杂的内容，為科研服务是学习现代仪器分析的主要目标之一，除了学习相关仪器的理论知识之外，更重要的是在后面的科研中能独立使用，并解决其科研课题中的问题，因此，在教学中更强调实验技能，相对来说仪器原理及相关理论的学习退而求其次，也就是以用为主。针对实践能力培养的问题，采取的策略是在具体教学方式上也有所区分，本科生以课堂传授为主，以实验室教学为辅；研究生则以理论讲授为辅，实验室现场教学为主，在仪器室直接传授有关的理论知识，并结合网络查询和撰写课程综述等形式来提高研究生的理论水平和实际使用技能。

3 课程问卷调查

针对此轮改进，我们在研究生中展开了问卷调查，以了解其效果。

3.1 调查对象

课程组对医学院2015～2017年度开设《现代仪器分析》的研究生进行了问卷调查：共84人。

3.2 调查方法

本次调查采用实名的方法进行。《仪器分析实验》课程开设了6个教学项目，包括高效液相色谱技术、气相色谱技术、荧光光谱分析、激光共聚焦、流式细胞仪、酶标仪。针对以上实验项目，问卷内容包括学生在本科阶段的专业及现在的研究方向、前期的学习基础、对课程内容的评价、课程改进的建议等。共发出调查问卷84份，回收84份，回收率为100%。调查表具体内容见表1。

3.3 调查内容及结果

3.3.1专业方向及研究课题 通过该部分的调查了解学生的知识背景，现在的研究状况，进而知道其客观需要。

结果显示，选择本课程的研究生在本科阶段的专业差异较大，包括药学、生物学、护理学、临床医学、预防医学、卫生检验等多个专业的学生，研究方向比较分散，涉及药学、分子生物学、环境卫生和劳动卫生等多个领域。

3.3.2学习基础 通过该部分的调查了解学生在学习本课程前，是否有相关仪器的知识背景，主要是在本科阶段的学习情况，包括理论学习和实际操作。对于有一定工作经验的学生，其在工作阶段可能会接触到该仪器的操作。其理论背景如何也可以通过此项调查得以知晓。结果显示，对于高效液相色谱、气相色谱、荧光光谱三项技术大部分的学生在理论上有一定的了解，但在实际操作方面确比较欠缺。而对于新增加的激光共聚焦、流式细胞仪、酶标仪在理论和实际操作上都不熟悉。也有少数学生在理论和实际操作两方面均比较陌生。

3.3.3对课程的内容的评价 该项内容是调查的重点。主要从实用性的方面来考虑，即各项技术与学生所学专业的相关性，对科研课题以及对以后工作的是否有所帮助，对课程设置的各项技术教学的满意度，以及课程改进的建议。①就课程设置的分析检测技术与所学专业相关性方面，所有的学生都能找到与所学专业相关的内容，表明教学内容的设置照顾到了所有的学生，而且多项技术对其现在的科研工作有所帮助。②对于实验项目对以后的工作的关联性，考虑到研究生对自己职业的规划，了解其从短期、中期、长期三个层面看待某项技术的实用性。学生普遍认为所设置的教学项目对以后的学习和工作有关联和帮助，具有实用价值。③对各项技术教学的满意程度：分为非常满意、满意、一般、需要加强、不满意五个标准，大部分学生评价在满意以上。④各项技术的教学侧重点：主要了解学生关注的重点是在理论学习还是实际操作。结果表明，学生更加注重实际应用。⑤通过学习，学生的受益情况：该项是了解学生在理论学习和实际操作两个方面的学习效果。调查结果显示，大部分学生认为在两个方面都有所收获。

3.3.4对课程改进的建议 对于课程的改进主要进行3个方面的调查。①教学中的不足之处，分为理论讲解和实际操作两个方面。②考虑到课时限制和学生基础的差异，课堂教学的深度有局限性，不能满足部分基础比较好的学生的需求，为方便课后的交流，了解学生后期强化学习的需求。③在现有的教学项目之外，还需要开设哪些的教学项目。研究生在科研一线，对仪器的需求比较及时和具体，通过该项调查了解课程项目的开设有借鉴意义。该项调查的结果显示，大部分学生认为实际操作方面还不够，希望有所强化。对于新增项目的建议比较分散，包括质谱技术、液质联用技术等。

4讨论及展望

随着科学技术的发展和大型精密仪器的不断增加，如何培养学生（特别是研究生）及时、准确地掌握和使用先进的仪器设备，运用这些先进的实验手段进行科学研究，对于培养研究生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，造就高素质人才有很大帮助[13-15]。研究生是科研战线上的一只生力军，提高其科研能力对提高我校科研水平有极大的推动作用，同时对开发仪器的应用功能以及提高仪器的使用率也有极大的促进作用。

通过对教学项目的优化，丰富了教学内容，避免了与本科阶段的重复教学，同时兼顾不同起点和专业背景的学生，对起点低的有所补充，对起点高的有所提高，增强了学生的学习兴趣。紧密联系研究生的课题实际，解决了其科研需求。

本轮改进主要是优化了实验项目，由于人手和课时的限制，教学形式还是以班为单位统一教学。鉴于研究生阶段学生学习和科研压力均比较大，如何使课程的教学更灵活，还有待进一步探索，如采取差异化教学，即在时间安排上可以根据研究生的自己时间进行，在教学项目上提供更多的选项，研究生可根据自己的实际情况进行选择。在以后的教学中这将是我们改进的方向。

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（收稿日期：2017-11-30 本文编辑：许俊琴）