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充分利用实验室资源 提高《仪器分析》实验教学质量

2014-03-06林宏英段天璇黄建梅孙毅坤詹雪艳

医学教育研究与实践 2014年1期
关键词:仪器分析色谱法仪器

林宏英,段天璇,黄建梅,孙毅坤,詹雪艳,王 玥

(北京中医药大学,北京 100102)

《仪器分析》是我院开设的一门重要的专业基础课。在学生做毕业专题甚至研究生做科研课题时发现,虽然他们已经经过了《仪器分析》的理论学习和严格的实践训练,但在自己动手使用仪器时,仍然存在不敢下手,不知从何下手,不能正确使用仪器或贸然操作又常损坏仪器的情况。由于仪器分析是一门理论性和实践性均较强的课程,大多数分析仪器结构复杂,涉及知识面广,有些分析方法的原理比较抽象深奥,在理解和掌握上存在一定的难度[1-2]。而现有的实验条件,除了紫外分光光度计以外,其余仪器数量有限,实验课上往往是多人一组,加上课时少,学生使用仪器的时间不多。此外,如能对仪器的构造、部件有更深了解,就能对操作要求知其然且知所以然,自觉地在操作中维护仪器,也有利于得到更好的测定结果。为改善仪器分析教学效果,利用我系分析测试服务平台的优势,对实验室仪器资源加以组织,进行了制定操作规程、摄制操作视频、展示仪器结构、设置自主综合实验等几个方面的创新实践,提高了仪器分析课程的教学质量。

1 制定简明标准操作规程,制作丰富的实验教学视频,规范基本操作

操作规程标准化是获得准确的检测结果、减少仪器故障、延长仪器使用寿命的重要保证。因此,根据学生的使用情况,对仪器的标准操作规程进行反复的修改,编写了适合学生使用的尽可能简单而实用的操作规程,使学生经过简单的培训之后,根据操作规程就能操作仪器。

教学视频能将抽象的知识可视化、模拟化,消除学生对高效液相等大型仪器的畏惧心理,使实验教学更加直观、易懂,仪器操作步骤更容易被学生接受而不易遗忘。为此,采用计算机辅助教学手段,制作了“薄层色谱和柱色谱”、“紫外可见分光光度计的使用”、“红外分光光度计的使用”、“高效液相色谱仪的使用”等实验教学视频,建立了仪器分析辅助教学平台。制作的视频内容丰富,与实际应用相结合,包括了仪器结构、样品前处理、样品溶液的配制、流动相的配制、仪器操作等。教学视频除了可用于辅助教师讲解,减轻教师指导学生使用仪器的工作量,提高工作效率外,还能供学生独自观看、反复自学,有效改善教学效果,很受学生欢迎。

2 展示仪器内部和零部件实物或照片,加深基本结构原理的理解

课堂讲授一般介绍仪器框图或一些结构原理示意图,对具体结构讲解比较粗略。学生无法想象“单色器”、“进样器”的具体形象和工作情况。为此,对仪器的零部件进行了收集,利用废旧部件或安装维修仪器时拍摄的内部照片、视频,如高效液相色谱法里讲到的色谱柱、六通阀、转子密封垫、氘灯、主动阀;紫外可见分光光度法里的不同厚度的比色皿;气相色谱法里的不同规格的石英毛细管色谱柱、玻璃填充柱和不锈钢柱等,作为实验室常备的展示材料。在仪器安装的过程当中,对仪器内部的结构部件能拍照的均进行拍照或摄相。使学生能够观察仪器内部和了解零部件拆装,通过观看实物、照片和视频更好地了解仪器的构造和运行原理,对课上所讲的仪器组成有更深的感性认识。了解了各个部件,也便于理解一些仪器的使用注意事项,利于保护仪器和安全使用。

3 结合实验室条件,合理设计实验内容,提高综合运用仪器分析方法的能力

我系作为一个仪器分析公共服务平台,现有色谱仪、光谱仪和色谱-质谱联用仪等贵重精密仪器,涵盖常用的分析仪器,承担着我院教学与科研的测试服务和仪器培训工作,每年的实验机时数达到好几万。原有的仪器分析实验是根据章节分别安排光谱实验和色谱实验,光谱实验与色谱实验之间没有相互关系,而实际科研中常需要这两种方法的综合运用。为培养学生综合知识的应用能力,结合实验室及科研的实际情况,将色谱法与光谱法相结合,设计了“阿司匹林的合成和质量控制”综合实验,进一步丰富了仪器分析实践教学内容。此综合实验与有机化学实践教学实验共同开设,根据药典的方法对有机化学实验中合成的阿斯匹林进行色谱法定性,再用紫外可见分光光度法进行含量测定。此外,改革了柱色谱法内容:将原来用到有毒试剂苯的实验“氧化铝活度测定法”改为“盐酸小檗碱的色谱分离和光谱测定”,不仅增加了实验的安全性,同时将色谱法与光谱法相结合。实验中,将柱色谱法用于除去样品中的色素,使学生掌握柱色谱法不仅可用于分离有用的物质,还可以用于除去杂质,开阔了视野。

在研究生的培养中,开设了《仪器分析实训》课程,结合教师在研课题或者学生的科研课题开设实验内容。确定好内容后,由同学们自已设计实验,准备实验所需的材料,摸索实验条件。如学生自己摸索建立中药指纹图谱梯度洗脱程序;自己学习开发液相软件,建立数据处理标准曲线并处理定量数据等,提高了学生的自主学习能力和动手能力,为后期开展科研工作奠定了基础。

通过开设这些实验,加强了学生思维能力的训练,提高了学生多种仪器分析方法的综合运用能力。

4 利用维修照片或视频,提高分析专业高年级和研究生的应变维修能力

仪器维修拍照或录像或者仪器厂家提供的仪器维修学习资料,并把这些资料存档,作为仪器维修的自学材料,让学生的能力有更大的提高。比如,液相六通阀的维修、比例阀和流通池的清洗、气相进样口的维护、衬管的更换、色谱柱的安装等。当实验中遇到这些问题时,学生能自行处理,极大地提高了工作效率。

通过上述几方面的努力,提高了学生对分析仪器的动手能力,分析问题和解决问题的能力,取得了较好的教学效果。在今后的工作当中,还将结合自己的科研情况,进一步丰富实验课内容,拓展课外知识,提高仪器分析实验教学质量和学生的科研能力,培养与社会接轨的中医药人才。

参考文献:

[1]刘 芳,吴 萍,夏新华. 中药专业《仪器分析》理论教学方式改革初探[J].中国科教创新导刊,2013,1:113-114.

[2]王瑞勇,季米娜,张 璐,等. 仪器分析理论课程教学实践与探索[J].光谱实验室,2011,28(1):259-261.

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