金课视角下“仪器分析”课程教学改革与实践

陈星 李涵 阮冲 黄东萍 邹云锋

[摘 要] 卫生检验与检疫技术是公共卫生的核心技术支撑。提高卫生检验与检疫人才培养质量，培养青年科技人才的主力后备军，要以培育具有高阶性、创新性和挑战度的金课为抓手。以卫生检验与检疫专业基础课“仪器分析”教学改革为例，基于“仪器分析”教学中存在的问题，围绕“两性一度”的理念，从课程思政、教学资源、教学内容和创新培养模式等方面提出教学改革的方法和策略，以期提高教学质量，提升学生的创新意识和创新能力，为卫生检验与检疫专业人才培养奠定坚实的基础。

[关键词] 卫生检验与检疫;金课;仪器分析;课程思政

[基金项目] 2020年度广西壮族自治区高等教育本科教学改革工程项目“金课视角下卫生检验与检疫专业‘仪器分析’教学改革与实践”（2020JGA149）

[作者简介] 陈 星（1987—），女，河南信阳人，博士，广西医科大学公共卫生学院副教授，主要从事纳米医学研究;邹云锋（1975—），男，湖北松滋人，博士，广西医科大学公共卫生学院教授（通信作者），主要从事环境毒理、环境健康风险评价、环境与职业流行病学研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）27-0065-04 [收稿日期] 2022-02-18

引言

习近平总书记在中央人才工作会议上强调，要造就规模宏大的青年科技人才队伍，把培育国家战略人才力量的政策重心放在青年科技人才上[1]。表达了对青年科技人才的殷殷期盼。只有走好青年科技人才自主培养之路，才能在科技竞争中掌握创新主动权、发展权，实现高水平科技自立自强。自新冠肺炎疫情暴发，我国在抗击疫情的工作中取得了举世瞩目的成就，中国速度和中国力量充分展现了社会主义制度的优越性，而发展公共卫生事业对国民经济和全民健康的支撑作用日益凸显。其中，卫生检验与检疫技术是公共卫生的核心技术支撑，是建设健康中国的关键因素[2]。

卫生检验与检疫人才应具有进行健康风险因素检测和检疫查验的专业能力，能应对突发公共卫生事件，胜任疾病预防控制中心、口岸海关及与卫生检验和检疫相关机构的卫生检验工作[3]。高校是人才培养的主阵地。卫生检验与检疫人才培养要从源头做起，提高卫生检验与检疫青年学子的培养质量，将青年学子培养成青年科技人才的主力后备军。教育部吴岩司长指出，课程是教育最微观、最普通的问题，是体现“以学生发展为中心”理念的“最后一公里”[4]。其中“仪器分析”作为卫生检验与检疫专业重要的专业基础课程，承担构建卫生检验的基本理论、基本方法和专业技能的任务[5]。2018年，中国高等学校本科教育工作会议提出打造具有高阶性、创新性和挑战度，即两性一度的“金课”，合理提升学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度，切实提高课程教学质量[4]。这也为“仪器分析”课程建设指明了方向和思路。本文以卫生检验与检疫专业课“仪器分析”教学改革为例，探讨仪器分析教学面临的困境，围绕“两性一度”的理念，提出仪器分析教学改革的方法和策略，为卫生检验与检疫专业人才培养奠定坚实的基础。

一、“仪器分析”教学中存在的问题

（一）课程思政与“仪器分析”教学未深入融合

根据教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》的要求，高校要深化教育教学改革，充分挖掘各类课程思想政治资源，发挥好每门课程的育人作用，全面提高人才培养质量[6]。课程思政不同于思政课程，它是将思想政治教育元素融入于各类课程教育中，与思想政治理论课程同向同行，形成协同效应。然而教师在课程思政的背景下传授专业知识和技能仍存在许多不足之处：一是对课程思政思想重视不够。部分理科教师认为课程思政归属于思想政治理论课程教学范畴，理科教学着重传授专业知识和技能，不用在理科教学中掺杂思想政治教育元素。二是对课程思政的教学模式探索不够。在教学过程中，部分教师只是简单机械地在授课中强调思想教育，没有深挖课程中的思想政治教育元素，没有引导学生加强内在品德修养，将个人发展与国家、社會发展相结合。

（二）“仪器分析”教学资源相对匮乏

“仪器分析”实验教学是理论教学的重要补充，通过理论到实践、实践结合理论的双向互动中，可以使学生深化对仪器分析原理的理解，提高实践操作能力。因此，实施教学的分析仪器的数量和质量，直接影响实验教学的效果。但是高校的大型仪器设备价格昂贵，维护成本高，数量有限;小型仪器设备陈旧，不能及时更新换代，数量也不足以满足单人使用。目前多是班级分组，少数学生亲自操作大型仪器设备，尽量安排两人一组轮流操作小型设备。其次，“仪器分析”课时有限，教师要在规定课时内完成教学任务，很难保证学生在课程中获得充分的学习与训练时间。

（三）学生培养方式有待改进

在传统的理论教学中，以考试为导向，教师将理论知识压紧压实，填鸭式地灌输给学生。实验教学中，教师直接阐述实验原理、实验目的和实验注意事项，学生按照设定的实验步骤进行实验，但对实验过程、实验现象、数据处理欠缺分析思考，不注重实验细节，忽视分析数据背后产生的原因，实验报告仅是简单总结罗列，缺少反思。考核方式欠优化。大多数高校期末考试采取笔试+实验课的考核方式评价学生，其中笔试占主要分值，实验课分值次之。学生为了取得好成绩，忙于机械记忆、不求甚解，以至于学习“仪器分析”变成了水过鸭背——考试过后没有留下一点痕迹。

二、“仪器分析”教学改革对策分析

（一）加强课程思政与“仪器分析”教学深度融合

加强教师对课程思政重要性的认识。教师要树立立德树人的理念，将立德和树人贯彻到教学过程中，全面推进课程思政建设，在教学中弘扬科学家精神，让学生认识“科研无国界，科学家有祖国”，将个人发展和国家、社会发展相结合。积极探索“仪器分析”课程思政的教学模式。教师以“仪器分析”课程为载体，深度挖掘“仪器分析”课程中的思想政治教育元素，深入发掘提炼仪器分析建立和发展历程背后的故事，学习和传承科学家的优秀品质。在授课时，选择贴近社会时事热点或周边的具体事例，与思政元素融合，推进课程思政建设。例如，以色谱分析发展概况为例，1906年俄国植物学家Tswett用碳酸钙为固定相，石油醚做流动相提取叶绿素，首次提出色谱的概念，1941年英国学者Martin发明了液液分配色谱，提出塔板理论，之后创立气相色谱，因此获得诺贝尔化学奖。直到1960年代后期，第一台高效液相色谱仪问世，开启了高效液相色谱的时代。回望色谱发展历史不过百年，色谱技术飞速发展，解读色谱发展的历史，引导学生善于发现问题、提炼问题，启发学生从实际到理论延伸，培养学生的创新意识和批判精神。

（二）重视“仪器分析”教学资源建设，引入虚拟仿真实验教学

“仪器分析”是一门理论性和实践性很强的学科，奠定了卫生检验与检疫理化检验技能的专业基础知识。教学资源投入量势必影响学生培养的质量和水平。近五年在“双一流”学科建设的背景下，全国范围内也加大了高校教学教育的投入。广西医科大学公共卫生学院十分重视卫生检验与检疫专业建设，近五年引入了多台高效液相色谱仪、气相色谱仪、原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪、液相色谱与质谱联用仪、气相色谱与质谱联用仪、电感耦合等离子体质谱仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪、离子色谱仪等大型仪器。目前我院分析仪器保有量已覆盖了卫生检验与检疫专业规划教材中大部分类型仪器，为开展高质量“仪器分析”实验教学提供了硬件支持。

除了教学硬件资源的建设，打造虚拟仿真实验教学实验也是新的尝试。虚拟仿真实验教学实验是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是计算机模拟的虚拟环境[7]。教师在虚拟环境中进行操作、验证、设计、运行等教学活动，学生也可以随时通过网络访问，学习了解、模拟操作仪器，以增强对仪器的理解力。高校要重视虚拟仿真实验教学，鼓励教师结合本校教学实际，自制虚拟仿真视频。例如，广西医科大学公共卫生学院搭建了虚拟仿真教学中心，组织教师开发了运用原子吸收光谱仪、气相色谱仪、高效液相色谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、毛细管电泳仪等大型分析仪器的虚拟仿真实验项目用于仪器分析教学，从试剂耗材准备、样品采集、样品前处理、仪器参数设置、上机操作到数据处理，完整重现实验全过程。虚拟仿真项目坚持“宁实勿虚”“虚实结合”的原则，通过人机交互式操作，增加了虚拟仿真实验的互动性，提高了学生的参与度。通过巧设任务点，既突出了实验的重点，又是重要的考核方式。

对2019级卫生检验与检疫“仪器分析”课程开展系列教学改革后，我们设计了《仪器分析课程学习情况调查表》问卷进行调查。65%的学生认为虚拟仿真实验对理解实验原理、学习仪器操作、提高分析问题和解决问题的能力是有帮助的。25%的学生认为虚拟仿真实验对理解实验原理、学习仪器操作、提高分析问题和解决问题的能力非常有帮助，甚至有部分同学建议每项仪器分析实验都开发一个配套的虚拟仿真实验。虚拟仿真实训项目为学生提供可操作的实验平台，为真实实验提供更多的虚拟训练机会，突破时空限制、节约教学成本、提高实验效率，并且学生能随时随地获取知识、不必担心仪器损坏、试剂消耗，可大胆主动地开展实验。

（三）创新学习模式，增设“仪器分析”第二课堂，提升实践教学质量

由教学转变为导学。教师适当调整授课方式，在教学过程中引导学生发现问题，使学生自愿、自主地学习。在“仪器分析”教学中，我们引入超星学习通开展线上线下混合式教学，将移动教学平台引入教学，成功搭建了“仪器分析”线上课程资源库，包括课件、微课、教学视频、题库、文献资料等资源。课中，教师借助智慧教室，通过手机投屏、弹幕互动、分组讨论、抢答、随机选人、投票、测试等个性化互动活动，生动地实施教学，引导学生形成科学的知识体系。优化考核方式，将学生在学习通参与学习的活跃度、实验纳入考核，增加过程性学习评价。

《仪器分析课程学习情况调查表》问卷调查统计结果显示，75%的学生积极参与学习通，25%的学生愿意参与学习通，95%的学生认为使用学习通对提高学习兴趣、学习能力，加深知识理解力及分析问题、解决问题的能力有帮助或非常有帮助。同学们对学习通参与教学的满意度达100%。开展“仪器分析”教学信息化改革，采用学习通参与教学，对创新学习模式，使教学转变为导学，形成知行合一具有重要帮助。

习近平总书记曾在全国教育大会讲话中特别指出“要在增强综合素质上下功夫，教育引导学生培养综合能力，培养创新思维”。综合能力的培养是建立在扎实的基本功基础之上的。提升综合能力和创新思维的前提，应该是在加强理论教学成果的同时，迎接綜合实训的机遇和挑战。通过实践操作，强化理解分析仪器原理和掌握分析技能，实现理论与实践双向联动，构建理论与实践相融合的知识体系。例如以邻菲罗啉分光光度法测定总铁实验课为例，课前教师在学习通上发布问题：“什么是吸收曲线”“分光光度法定量分析的依据”“显色反应的影响因素”“紫外分光光度仪特点”“如何定性定量分析”。在与学生互动讨论中，针对上述问题教师又可以拓展以下问题：“吸收曲线的特点”“Lamber-Beer定律适用范围”“如何设置条件实验”“分光光度计类型”“外标法定量操作流程”，通过系列讨论与学生共同搭建紫外分光光度法的理论知识体系，明确了实验任务，实验结束后，归纳讨论分光光度法定量分析的一般流程、实验注意事项等。通过开展实验与理论双向联动的实验教学，帮助学生构建理论与实践相融合的知识体系，总结规律，培养学生解决问题的能力。

以创新科研项目增强综合实力，培育创新思维。我们在“仪器分析”教学设计中开设综合设计性实验，提高课程的高阶性。学生自主选题，制定研究方案，独立完成实验项目，并参考科技论文的模板，撰写实验报告。综合设计性实验的开展，增加了课程难度，扩展了课程深度，有助于提高学生独立思考、解决问题的能力，并深化其对“仪器分析”课程的理解。另外，还可以增设“仪器分析”的第二课堂。受仪器数量和课时限制，学生很难及时消化吸收理论知识和短期内提升操作技能。我们结合大学生创新创业大赛，为学生增设“仪器分析”第二课堂，鼓励有条件的实验室和课题组设立开放课题，让学生参与课题研究，鼓励学生参加国家级、省市级和校级创新创业大赛。在教师的帮助和指导下，利用学院实验平台，卫检学生提出设计方案，在创新实践中，提升相关分析检验技能，提高解决问题的能力，拓展课程深度，以高水平的科学研究提高学生的创新能力。

结语

高技能卫生检验与检疫专业人才培养要从源头抓起。“仪器分析”作为卫生检验与检疫专业核心的基础课，构筑了理化检验的重要基石。从“金课”视角，打磨课程建设，努力提高学生的培养质量，助力全面建成社会主义现代化教育强国，实现人才强国、科技兴国。高校教师要充分认识立德树人的重要性，努力挖掘“仪器分析”中的思政元素，将课程思政融入“仪器分析”教学中，引导学生树立爱国情怀。将教学内容与实际需要紧密结合，重视“仪器分析”教学信息化建设，创新理论教学和实践教学模式，引入虚拟仿真实验教学，开展综合设计性实训项目，增设第二课堂，提升学业挑战度，增加课程难度，拓展课程深度，鼓励学生在实践中提高创新意识和创新能力。

參考文献

[1]习近平.深入实施新时代人才强国战略 加快建设世界重要人才中心和创新高地[EB/OL].（2021-12-15）[2022-01-01].http：//www.xinhuanet.com/2021-12/15/c_1128166004.htm.

[2]渠凌丽，陈林军，潘洪志.卫生检验与检疫专业课体系建设的思考[J].教育教学论坛，2021（34）：71-74.

[3]朱朗峰，王康忠，徐虹，等.浅析卫生检验与检疫在健康中国建设中的作用[J].中国卫生检验杂志，2021（31）：2942-2944.

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[6]高宁，王喜忠.全面把握《高等学校课程思政建设指导纲要》的理论性、整体性和系统性[J].中国大学教育，2020（9）：17-22.

[7]李平，毛昌杰，徐进.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索，2013，32（11）：5-8.

Teaching Reform and Practice of “Instrumental Analysis” Course in the Perspective of Gold Course： Taking the Major of Health Inspection and Quarantine of Guangxi Medical University as an Example

CHEN Xing， LI Han， RUAN Chong， HUANG Dong-ping， ZOU Yun-feng

（School of Public Health， Guangxi Medical University， Nanning， Guangxi 530021， China）

Abstract： Health inspection and quarantine technology is the core technical support of public health. In order to improve the quality of young scientific and technological talents， it is necessary to cultivate the golden course with high rank， innovation and challenge. Taking Instrumental Analysis of the professional course of the health inspection and quarantine as an example， we put forward the methods and strategies of teaching reform from curriculum ideological and political education， teaching resources， teaching content and the innovation training pattern， in order to improve the quality of teaching， the students’ innovation consciousness and innovation ability， which can lay a solid foundation for the training of health inspection and quarantine professionals.

Key words： health inspection and quarantine; golden course; Instrumental Analysis; curriculum ideological and political education