《现代仪器分析》课程思政案例设计及实施

刘宝林　宋晓燕　李维杰　蒋沛　宋丹萍

摘 要 大学生创新精神和科学精神的培养和教育是至关重要的，在《现代仪器分析》课程中，结合分析仪器发展过程中的诺贝尔奖，以及本校老教授们的创新故事，设计了课程思政案例并实施，让课程思政成为培养学生创新意识、夯实创新底蕴、锤炼创新素质的手段，以利于创新型人才的成长。

关键词 课程思政 案例 仪器分析 创新精神 科学精神

中图分类号：G645文献标识码：A

将思政引入专业课的教学中，真正实现“教书育人”，在社会快速发展的今天具有极其重要的意义。2019年，上海理工大学成为第一批“上海高校课程思政整体改革领航高校”，作者主讲的《现代仪器分析》成为精品改革领航课程之一。《现代仪器分析》是测定物质化学组成、状态、结构和进行科学研究及质量监控的重要手段，通过本课程的学习，使学生对仪器分析这一领域有较全面的认识，要求学生基本掌握常用仪器分析方法的基本原理、仪器构造、特点、及其应用范围，并了解仪器分析发展的新方向及新动向。本文针对分析仪器发展中不断创新的实例，特别是本单位二位教授的创新过程，深入挖掘课程思政元素，设计了“创新与科学精神”的课程思政案例，用于教学实践，取得良好效果。

1课程思政育人目标

科学技术突飞猛进的发展，使国家之间的竞争变成了在科学技术领域创新的竞争，各国都纷纷拿出了相应的科研规划，以期在核心技术方面占领制高点。在大学教育中要清醒地意识到，自主创新是中华民族发展的灵魂，是我们国家兴旺发达的不竭动力，是国家战略的重要组成部分。专业课程要将学科交叉融合的趋势走向、行业发展前景等内容纳入其中，激发学生的创新精神，以利于创新型人才的成长。本课程通过精心设计仪器发展过程中的创新案例，结合课程内容实施教学，培养学生的科学和创新精神。

2 案例内容和实施

仪器分析发展是多学科相互渗透、交叉发展的结果，一百多年来，分析仪器的发展成就分布在物理、化学等各个领域，产生了30多个诺贝尔奖。将这些创新故事融入课程思政中，同时，也以发生在学生身边的人和事，让他们知道创新是处处存在的，不是可望而不可及的事情。

2.1分析仪器发展中的诺贝尔奖

如表所示为自1901年至今，与分析仪器相关的诺贝尔奖，其中的很多故事如伦琴发现X射线、Raman发现拉曼效应、马丁和辛格发明了分配色谱等。2002年，美国的芬恩和日本的田中耕一发明了对生物大分子的质谱分析法。田中耕一的得奖可以说是一个传奇，因为他既没有博士学位，也没有硕士学位，几乎不参加学术界的活动。当问他如何获得诺贝尔奖成果时，他的回答关键词只有一个，就是"兴趣"。学习兴趣会引发科研创新的欲望，即使暂时不能产生创新的成果，但是它必定会对大学生的未来发展产生潜移默化的影响。大学的责任就是要培养具有创新意识和思维的建设者，健康的兴趣爱好，可以为知识的摄取和思维的发散创造良好的条件，更有助于培养大学生科研创新精神的培养（见表1）。

2.2上海理工大学教授的发明故事

2006年国庆节前夕，《文汇报》刊登了一则令人振奋的消息：将蔬菜打成汁，把一根待测酶柱放入菜汁中1—2分钟，然后取出置入探测仪器里，与另外一支酶柱做参照，整个过程只要9分钟，就可以迅速检测出蔬菜中是否存在农药残留。我国现行农药残留检测方法的检测精度虽高，但是贵重、运行费用高、检测费时长，不适合现场快速检测。

华泽钊教授等成功研究出的新型“农药残留现场快速检测技术”，能够在现场快速地判断出果蔬中是否含有会引起急性中毒的农药残留。该探测仪的全重仅为3公斤，测量时间为9分钟，通过生物敏感元件——待测和参比的两根酶柱在反应腔中的温差对比，进而得出微量的农药浓度，达到检测的目标。经中国上海测试中心农药行业测试点的鉴定，当果蔬中农药含量为千万分之五时，所研制的農药速测仪的检出率达到100%，完全可以防止农药残留造成急性中毒。

而这个仪器的发明过程是这样的。1999年8月，上海理工大学华泽钊教授参加一个在上海召开的学术会议。一次晚餐后，在近120名与会者中，有过半人食物中毒，华教授也不幸名列其中。那天晚上他上吐下泻，估计是吃了含有残留农药的蔬菜。当晚去医院急诊，高烧39度，不得不住院治疗一周。在病床上的华教授并没有闲着，他想，虽然传统方法的检测精度高、能够测出农药的具体组分和含量，适合于微量的检测和长期的跟踪，但由于仪器贵重、运行费用高、检测费时长等原因，并不适合用于在现场的快速检测。蔬菜是上海人餐桌上的最爱，而每年因此中毒者众多，是否有办法能快速检测果蔬中的农药残留，方便菜场，甚至在家中检测呢？他由此确定了研发目标：“研究的目标十分明确，不是片面追求检测的精度，而是要求能够在现场快速判断出果蔬中是否含有会引起急性中毒的农药残留。”。

华泽钊教授在痊愈后，与其团队潜心钻研。近十年的时间，从最初的一个念头发展到一种新的产品，其间的过程是非常艰难的，要发挥众人的聪明才干才能克服，多年来，课题组的师生在这一项目中都做出了重要的贡献。在这个产品研发过程中，获得多个国家级和省部级课题的支持，培养了一批博士、硕士，成果转化后，还获得多个省部级科技奖。

创新推动分析仪器的进步，不仅使得生活更加便利、安全，同时也降低了一些疾病的致死率，比如急性心肌梗死致死率极高，近年来成为最主要的“杀手”之一，而冠状动脉堵塞是直接原因。上海理工大学蔡小舒教授一直在能源与动力领域做二相流检测研究，与医学检测没有任何关系。但是，一次经历让他有了改变。他因为急性心肌梗塞住院治疗，差点有生命危险，多亏治疗及时。在住院期间，他想到，心肌梗塞大多突发，没有先前征兆，每年夺走很多人的生命，能否有个检测方法，可以预测这种疾病呢？

他就把这种想法与自己的主治医生谈了，医生说那太好了，这样可以拯救很多人的生命啊！这样，蔡小舒教授课题组与上海交通大学附属新华医院等开展合作，在国际上首次提出了一种通过检测尿液来判断心血管堵塞程度的快速、无损冠心病前瞻性诊断方法。这项方法在冠状动脉血管堵塞尚未达到致发生心肌梗死程度时给病人提供是否须做详细心脏检查的临床依据，不仅有助于降低心肌梗死的发病率，还可以为脑血管堵塞发生中风等给出早期临床诊断依据。

这就是我们身边的科研创新推进分析仪器发展的实例，创新精神和科学精神则贯彻整个发展过程。工欲善其事，必先利其器，创新精神及科学精神则是分析仪器的磨刀石。二位教授发明的仪器方法都不是他们的专业，但是，创新意识的诞生需要独立不羁的自由精神，不为权威、经典所束缚。更要勇于探索新知识，一旦确立科研目标，就开始锲而不舍的钻研，将这种创新意识落于实践，即使在研发过程中遇到了坎坷挫折，也毫不气馁。同时，他们能够创新也是与他们知识渊博、功底扎实不可分离的，所以，学习基础知识非常重要。

3结语

在测量工作中，分析仪器是重要的组成部分，而分析仪器的进步离不开科技的重大突破。在本课程讲授过程中，通过讲解分析仪器的简要发展史，教育学生勇于创新;融入我校华泽钊教授及蔡小舒教授的发明故事，教育学生不仅要拥有不为权威、经典所束缚的创新精神，还要拥有穷根究底、锲而不舍的科学精神。

基金项目：上海理工大学课程思政建设项目（KCSZ18007）。

作者简介：刘宝林（1968-），男，汉，山东德州人，博士，教授，研究方向：生物医学工程。

参考文献

[1] 吴谋成.仪器分析[M].北京：科学出版社，2007.

[2] 吴锡平.理工类课程思政元素的挖掘与融入[N].江苏教育报，2020-01-03（004）.

[3] 杨学海，杜春燕.学习兴趣培养与大学生科研创新关系思考[J].教育教学论坛，2011（09）：106-107.

[4] 9分钟可知蔬菜农药残留[N].文汇报，2006-09-30.

[5] 能动学院蔡小舒教授团队在冠心病诊断方法上获重大突破[DB/OL].http：//www.usst.edu.cn/2018/0516/c35a23762/page.htm，2018-05-16.