医工交叉背景下分析化学课程教学改革探索*

辛艳梅

(上海理工大学，上海 200093)

学科交叉融合通过逾越学科障碍、创造学科交融新知识，解决科学前沿问题，是促进学科发展的最重要原动力[1]。随着医学科学领域的迅速发展和人们对生命健康的日益重视，医工交叉通过将医学和理工学交叉结合成一种新型研究模式，在现代医学发展中的价值逐步突显[2-3]。近年来，上海理工大学在“健康中国、健康上海”战略全面实施的时代背景下，为深化医工交叉进行有益的实质性探索，通过与上海交通大学医学院进行合作，聚焦医学领域重大疾病防治需求，培养具有医学和理工学复合型能力的创新人才。

化学学科的研究方法和相关成果在生物分子检测、肿瘤治疗、医药合成等医用领域中有着极其重要的作用，“化”与“医”的交叉结合是促进医学学科领域发展的重要途径[4-5]。化学在材料合成、机制研究等科研上游领域有着巨大优势，而医学在临床实际应用的下游领域有着强烈需求。通过结合各自的学科优势，真正找到“化”与“医”之间有力的契合点，在制药与医用材料领域开展交叉融合科学研究。

《分析化学》作为四大化学之一，其主要任务是发展和应用各种理论、方法、仪器等鉴定物质的化学组成、确定物质的结构、测定物质的有关组分含量和存在形式，是与医学最相关的理论课程之一[6]。因此，《分析化学》是上海理工大学理工类相关专业本科生的一门核心基础之一，其中应用化学、材料科学、食品科学、医疗器械等与医工交叉相关专业占总授课人数的80%。在此背景下，本文通过对《分析化学》课程教学现状与问题进行分析，针对性的提出以医工交叉理念为导向的教学改革策略，在理论、实践及教学方法上实现分析化学与医学的深度融合。

1 医工交叉背景下“分析化学”教学现状

首先，理论课程与医学结合不深入。《分析化学》是针对理工科学生开设的一门课程，教材涉及的研究对象、学习内容和应用领域等较广。如化学分析部分的重点是四大滴定，教材内容主要为滴定原理和化学应用，较为注重学生化学基础知识和技术应用方面的培养，对其中涉及到的医学内容讲解和扩充较少，很难提升理工科学生在医学上的认知。其次，教学方法没有体现交叉融合新模式。医工结合后，没有根据学科需求及时对教学模式进行改革，存在课程结构设置不合理、授课内容较为落后、教学方法较为单一等问题，没有真正实现交叉融合。最后，实践课程设计缺乏医学应用。实践课程是将“化”与“医”融合和转化的关键。目前分析化学实践课程设计主要集中在实验课教学，缺少医工交叉科技创新课题，难以训练学生交叉创新思维，无法实现将分析技术应用于临床。针对目前分析化学课程在“医工”结合发展中存在的问题，提出以“医工”交叉理念为导向的教学改革势在必行，具有创新思维的教学改革策略才能促进分析化学与医学的深度融合。

2 医工交叉背景下分析化学教学探索

2.1 理论课程与医学深入融合

《分析化学》是一门较为前沿的学科，其基本原理在医学中发挥着重要作用，应用领域与医学相互交叉和渗透。在医工交叉背景下，《分析化学》课程不仅让学生掌握基本理论和实验方法，还应紧随学科发展前沿，融入与课程有关的医学知识，潜移默化的增强学生“化”与“医”的知识融合。《分析化学》中有诸多章节可以合理融入医学内容，如酸碱滴定中的缓冲溶液。在理论课程的设计中，除了详细介绍缓冲溶液的缓冲原理和组成，还可以引入缓冲溶液在生命体中的重要作用以及在医学研究中的应用，如人体内的缓冲溶液NaHCO3-H2CO3、Na2HPO4-NaH2PO4等。又如在样品分离法章节中，可向同学们介绍色谱仪、电泳仪的基本原理和在临床诊断中的应用。比如利用色谱仪研究药物在人体内的吸收转换动力学，是药物研发和疾病治疗的重要手段；利用血清蛋白电泳分离仪来了解患者血清蛋白全貌，区分极性炎症、慢性综合征、慢性肝病。这些内容作为拓展性知识讲解，不仅能丰富学生的课外知识而且能激发学生的学习兴趣。分析化学中的医工融合内容汇总如表1所示。

表1 分析化学中的医工融合内容Table 1 Teaching content in Analytical Chemistry related to medicine and engineering intersection

2.2 创新交叉融合教学新模式

传统教学模式很难适应医工交叉背景下分析化学学科的培养需求，具有创新性的交叉融合教学新模式才能促进“医工”的深度融合。

(1)加强医工交流合作，增强医工融合理念。学校定期组织任课老师和生物医学专业教学经验丰富的专家教授交流学习，归纳总结分析化学在医学中的应用；同时组建教学督导组，对教学工作进行定期监督和指导，全面提升该课程的教学能力。与此同时，邀请医学专家到我校开展相关讲座，让学生了解分析化学在医学上的研究热点，激发学生对医工交叉的思考和探索。

(2)丰富教学方式，调动学生主动参与。任课教师将多种教学方法结合起来，采用启发式教学、分组讨论、成果展示等形式，在巩固专业知识的同时激发学生对“化”与“医”结合的深刻思考，培养学生主动思考能力，调动学生学习兴趣。比如在吸光光度计教学中，让学生以“吸光光度法在医学中的应用”展开调研和讨论。通过PPT展示的形式促进学生相互交流学习，帮助教师了解学生的自主学习能力，最后由老师对该课题进行汇总和补充，全面提升教学质量。

(3)建设网络学习平台，实现医工资源共享。在互联网技术迅速发展的时代，网络学习平台的建设对医工交叉学科的发展具有重要意义。网络平台不受时间和空间限制的优势不仅能促进师生交流，而且能让师生及时共享在线资源能并对医工交叉内容进行补充和扩展，有效解决和满足学生的学习需求。

2.3 强化医学应用实践课程

实践课程是对理论教学的巩固和检验，是培养学生动手能力和创新思维的重要环节。在分析化学实践中强化医学应用有利于提高学生对两个学科知识的融会贯通。具体方案如下：(1)基础教学实验中融入生物医学内容，巩固实验基本原理，锻炼实验基本操作。如Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液的配置及对醋酸缓冲容量的测定，间接碘量法测定葡糖糖含量，分光光度法测定蛋白质含量等。(2)科技创新项目中鼓励学生申报化医交叉课题，训练学生交叉创新思维，培养学生设计和动手能力。(3)社会实践中安排学生进入相关企业和医院，培养学生实际运用能力，增强学生产学研结合意识。

3 结 语

在医工交叉背景下，开展《分析化学》课程改革是理工科院校化学专业建设的探索。本文详细阐述了分析化学在医学领域中的重要性，并全面分析了《分析化学》课程教学现状与存在问题。结合我校医工交叉项目的培养特点，本文从理论课程与医学深入融合、创新交叉融合教学新模式、强化医学应用实践课程等方面提出《分析化学》课程改革措施，引导学生自主学习，培养学生实践创新能力，提高学生的综合素质，为国家培养符合时代需求的科技创新型人才。