徐仲玉，黄 瑾，马红梅，马小思，刘朝阳，马 磊

（华东理工大学药学院，上海 200237）

0 引言

我国特色社会主义进入新时代，信息技术飞跃发展，新技术不断涌现。为适应国家建设和人类社会可持续发展对人才的要求，我国高等教育正面临着千载难逢的历史机遇和挑战。只有造就一大批堪当大任、敢于创新、勇于实践的高素质创新创业人才，才能为民族复兴提供坚实的人才基础［1-2］。创新创业人才的培养是时代发展赋予高等教育的重要任务［3］。实验教学是对理论知识进一步加深理解的一个重要补充，更是新时代创新创业人才培养的重要载体之一［4］。药学类相关专业本身就具有极强的实践性，对应的实验课程训练对学生理论课的深入理解更具有其特殊性和重要性。因此新时代药学相关本科专业的实验教学需在经典教学方式方法基础上进行改革创新，在内容上进行层级递进，在方法上做到多措并举，在模式上以学生为主体刺激学习内驱力，在时间上开放拓展延伸第2实验课堂，充分利用挖掘现有教学软硬件资源，综合引导发散学生思维，为创新人才培养奠定坚实的实践基础［5］。

高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）技术是以气相色谱和经典液相色谱法为基础的分析技术，始于上世纪60 年代末期，具有分辨率高、速度快、分析精准等特点［6-7］。目前HPLC已经作为一种重要的药物分离分析技术广泛应用于药物研发和药物生产质量控制的不同环节，是当前生物医药行业研究制造中不可或缺的重要分析手段之一［8-10］，也是各高校药学类相关专业实验实践能力培养的重要内容，相应的HPLC 实验教学已经成为药学相关专业学生的必备实验技能之一［11-13］。

在药学相关专业的HPLC 教学中，近10 年来，随着各项技术的进步，各高校的设备条件、技术人员水平普遍有了大幅度提升。随着综合实验的开展，HPLC在各类药学相关专业本科生实验中进行了全面渗透。由教师讲解学生按要求动手操作的旧有教学模式使得学生实际独立操作的机会受到了一定的限制，缺乏思考机会，只能简单按照老师讲解操作步骤来完成实验，学生处于被动学习状态，严重限制了其对知识的深层次掌握和理解，进一步限制了其思维的综合延展，相应的综合实验教学效果受到了一定影响［14］。为切实以学生为主体，驱动解决实际问题的探索精神，培养实践动手能力，我校药学实验教学中心结合实验设备、人员配置以及实验教学内容3 个方面的现状，积极挖掘延展实验中心在实践育人环节中的作用，以药学学科群为整体，根据学生的专业、年级及知识储备进行了逐级划分，开设了面向专业低年级学生（大一大二）的3 层级高效液相色谱开放实验，为学生全面学习理解HPLC技术，并切实用HPLC 解决实际问题提供了很好的实践学习平台。

1 HPLC开放实验教学体系

开放实验以学生为主体，可以更有效触动学生的求知内驱力，是实践教育教学改革的重要内容，也是高等教育培养创新人才、实现一流人才培养目标的重要方式之一［15-16］。近年来，药学实验教学中心结合当前人才培养需求，积极利用各种建设机会，采用分层分级建设，新增了不同配置的高效液相色谱仪。目前中心分别拥有配备可变波长紫外检测器（VWD）、二极管阵列紫外检测器（DAD）、荧光检测器（FLD）、蒸发光散射检测器（ELSD）等不同检测器的高效液相色谱仪。基于实验中心实验教学现状和现有硬件设备基础，中心整合药学、制药工程、药物制剂3 个专业的相关实验内容，构建了基于HPLC 的药学类专业综合开放实验平台，平台以学生学习内驱力的发动为课程内容设计目标，面向学院不同年级的药学类本科生开展3 层级逐层递进的开放实验训练，在实践中学习HPLC技术，并在项目实施的不同环节注重与其他知识的融会贯通，在整个开放实验体系中重点关注学生学习内驱力的发动以及创新意识和创新思维的培养。

2 HPLC开放实验的实验内容选题

2.1 开放实验设计背景调研

我校药学实验教学中心以新时代一流人才培养为契机，根据高等教育发展趋势和经济社会发展对当代药学专门人才培养的新要求，切实结合药学类相关专业重实践的专业特点，积极吸收教育理论研究与药学科学研究的新成果，开展相应的教学研究与改革工作，形成了理工科背景下的以新药研发和现代化绿色制药为特色的教学体系，整体课程体系如图1 所示，从图中可以明确看出药物分析实验技能的训练被贯穿到了各类实验过程中，而这些药物分析实验技能中应用最为广泛的就是HPLC技术。

图1 药学实验教学中心课程体系图

鉴于HPLC实验技术在药学整体综合实验训练中的重要作用，同时每类实验课程的实验学时数有限，导致学生在这些综合实验中对HPLC的综合应用能力不足，实验方法的开发缺乏主动意识和实践能力。经过师生座谈及网络问卷调研等形式，收集了学生实验学习中的实践难点和兴趣点，在同学们的积极响应下，构思设计了以实验中心为载体层级递进的HPLC综合开放实验教学内容，作为课堂实验教学内容的有益补充。整个开放实验体系以内容的逐层深入，设计思维的引导，切实以学生自己为主体，从实际药学问题出发培养学生综合运用所学知识解决问题的能力，进一步发散学生的思维，并激发学生的专业热忱。

2.2 开放实验设计

在问卷调研收集了学生感兴趣的相关HPLC知识点基础上，药学实验教学中心从学院3 个药学类相关专业的课程设置特点和学生的课程理论前期基础出发，设计了针对不同年级的3 级开放实验教学体系（见图2）。

图2 基于HPLC的3级逐层开放实验教学体系

整个开放实验教学体系分3 级逐层进行。首先学生进入实验室前必须进行相应的基础实验安全教育，通过线上资源自学完成实验前的实验预习内容后，方可进入实验室进行第1 层级的实验学习，在此层级学习HPLC在药物分析中的应用基础。在第1 层级的学习结束阶段，学生会有一个自由选题的操作考核，通过操作考核的同学可以选修第2 层级的HPLC在药物分析中的综合应用提高训练，此层级学生将比较学习不同检测器HPLC 的应用，主要有HPLC-VWD、HPLCDAD、HPLC-FLD和HPLC-ELSD，学习结束，同样将有一个相对高阶的操作考核。通过第2 层级考核的同学将可以获得HPLC 设备的初阶使用授权，可以在后续实际的大学生创新实践课题研究过程中，结合实际分析需求自主预约不同配置设备进行进一步的实际应用训练，在此部分的训练过程中，将由指导老师协助同学进行仪器设备的选型确认，指导学生进行色谱方法的开发，最终完成基于HPLC 技术的3 级开放实验综合训练，经过3 级开放实验训练的同学将获得最终的HPLC使用授权，可以在后期的课题开展中自主预约设备，自主选择合适设备进行HPLC方法开发，为自己的综合药学创新课题实验服务。

3 HPLC开放实验的教学实施

3.1 实验前环境、健康、安全（EHS）教育

实验前环境、健康、安全（EHS）教育是所有实验前的先行课程，对于开放实验也不例外，参与实验项目训练的学生必须完成相应的实验前EHS 教育并考核合格后方可进入实验室开展相应的实验训练。EHS教育分线上线下两部分进行，首先在实验室集中进行EHS教育培训，对实验室环境和安防用品的使用进行现场熟悉和演练，EHS 培训结束后学生通过实景还原的实验室安全虚拟仿真系统进行计算机虚拟演练考核，考核合格后方可进入专门实验室进行标准操作教程培训，随后可进入对应实验室开展后续实验教学内容训练。整体EHS教育流程如图3 所示。

图3 实验前EHS教育流程图

3.2 结合学生特点的3 级实验体系

为充分利用有限的实验课程学时数，开放第2 实践课堂，针对HPLC实验教学，开放实验项目指导教师团队专门设计了实验前预习资料，这些预习资料主要有仪器设备理论原理基础知识课件、仪器设备操作微视频、仪器操作标准流程（SOP）以及设备软件操作录屏视频，所有这些实验前预习资料通过实验教学中心网站，供学生实验前预习使用，选修第1 阶段的HPLC实验操作实训课程的同学，需在业余完成网站预习资料的自学后方可进入实验室，第1 阶段的整体实验实训原则上按32 学时开展，同学在整个开放课程进行期间的实验室开放时间内都可以预约实验室进行巩固提升学习。开放实验内容分布设计如表1 所示，经过此部分学习的同学基本上可以完成简单的HPLC分析任务，可以独立操作仪器设备，解决简单的仪器设备故障问题。

表1 HPLC开放实验学习计划安排

经过HPLC开放实验第1 阶段学习的同学，在有兴趣的前提下可以选修第2 阶段的高阶开放实验课程实训。开放课程3 年来的实践表明，经过第1 阶段学习的同学，95%以上会选择第2 阶段学习，而且学习的积极性和主动性都非常高。第2 阶段在第1 阶段的基础上，结合学生的实验操作水平和实验室与时俱进的硬件设备条件，对开放实验课程进行了逐步更新，目前形成了针对不同分析要求的拓展提高训练，主要训练内容见表2。

表2 HPLC高阶开放实验学习计划安排

同学们在完成第2 阶段的HPLC高阶开放实验的提高训练后，可以在有兴趣的前提下预约第3 阶段的个性课题实战训练，在此部分训练过程中，同学以项目小组为学习单位，带着自己项目小组的实际问题，灵活运用实验室开放时间进行课程实战训练预约学习，以切实运用第1 和第2 阶段的所学在老师的指导帮助下，顺利过渡到独立选择合适设备，设计合适方法解决创新课题研究中的实际问题。在此部分训练中，同学们往往需要综合运用之前的所学实践基础、文献检索和综合分析能力，在此基础上进行实际分析需求的色谱分析的硬件选择和方法开发，并成功获得理想的分析结果用以指导自己的创新实践课题。

4 结语

3 年开放实验小班教学（每班限额人数15 人）实践表明，完成系统开放实验训练的学生基本上能够熟练掌握两家不同厂家（安捷伦和岛津）HPLC 的正常使用，同时具备了根据分析目的要求选择合适分析手段方法的能力，有一定的色谱方法开发能力。跟踪观察近年来参加开放实验项目的学生参与度和学生后续的专业学习情况，发现经过该开放实验小班训练的学生在进入专业综合实验的训练过程中，普遍比未参加过该实验项目训练学生的实验动手能力强，而且在进行创新性实验的研究过程中，能够做到在不同阶段灵活运用相应的测试手段来支撑自己的创新科研实验工作。同时随着课程在同学身上的内化体现，该开放实验在同学中的反响也形成良性循环，每年参与开放实验训练的学生都很踊跃。该HPLC开放实验在精密分析仪器的使用良性循环和实践育人效果的有效提升两者间找到了良好的契合点。系列开放实验课程的灵活开展切实有效地为新时代药学一流人才实践能力的培养开放了第2 实践课堂，从时间和空间上对实验课堂进行了有益延展。