基于“翻轉課堂”的HPLC藥物分析實驗教學改革初探

朱麗麗，朱 倩，余 芳

(安徽醫科大學 藥學院,安徽 合肥 230032)

高效液相色譜(HPLC)技術是從20世紀60年代末期，在氣相色譜和經典液相色譜法基礎上發展起來的新型分離分析技術。由于HPLC具有高效、高速、高靈敏度等優點，使其成為藥物分析研究中對藥物的檢查、鑒別和含量測定領域的重要分析手段[1]。因此，藥物分析課程中HPLC的實驗教學成為一個重點內容。目前，隨著國家對高等教育的投入日益增大，高校對實驗設備的經費投入也逐漸增加，高校的實驗教學和科研條件都有了極大的改善[2]。在理論課程教學的同時如何充分利用現有的大型分析儀器，如何激發學生自主學習的熱情以及提高學生運用儀器分析進行科學研究的創新能力，建立系統的、高效的實踐教學新體系成為當前高校實驗教學的最終目的。

翻轉課堂譯自"Flipped Classroom"或"Inverted Classroom"，也可譯為"顛倒課堂"，是指重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。在這種教學模式下，課堂內的寶貴時間，學生能夠更專注于主動的基于項目的學習，共同研究解決本地化或全球化的挑戰以及其他現實世界面臨的問題，從而獲得更深層次的理解。教師不再占用課堂的時間來講授信息，這些信息需要學生在課前完成自主學習，他們可以看視頻講座、聽播客、閱讀功能增強的電子書，還能在網絡上與別的同學討論，能在任何時候去查閱需要的材料。教師也能有更多的時間與每個人交流。在課后，學生自主規劃學習內容、學習節奏、風格和呈現知識的方式，教師則采用講授法和協作法來滿足學生的需要和促成他們的個性化學習，其目標是為了讓學生通過實踐獲得更真實的學習。翻轉課堂模式是大教育運動的一部分，它與混合式學習、探究性學習、其他教學方法和工具在含義上有所重疊，都是為了讓學習更加靈活、主動，讓學生的參與度更強。可以說，翻轉課堂是以學生為中心的教與學，它對于傳統的課堂教學和教學模式的徹底顛覆，將引發師生角色、課程模式等一系列教學變革[3]。

翻轉課堂的基本實踐方式有討論問題方式、學生主講教師主導方式、補充重點方式和作業輔導方式等[4-5]，而課堂上常采用的是討論問題方式和學生主講教師主導方式。討論問題方式：老師將課本上的相關內容制作成視頻資料，學生在上課前自己安排時間觀看視頻，并通過網絡或學校圖書館等查找相關資料進行自學。在課堂上，老師針對一些重難點內容進行提問，啟發學生就重難點問題進行小組討論，并進行答疑解惑。學生主講教師主導方式：教師將教學內容分成幾個部分，然后將內容分交給學生課前單人或組隊學習。學生學習后需要自己做課件并準備問題，在課堂上進行主講。然后教師在課堂上答疑解惑，并對學生主講內容進行點評補充，啟發學生們就重難點問題進行討論。

為了達到比較好的教學效果，結合日常教學的實際情況，在翻轉課堂的模式下，以討論問題的方式進行HPLC實驗的理論教學。以問題為中心，讓學生獨立思考、設計實驗路線并處理問題。實踐表明，新的實驗教學方式一方面使得學生能夠自主學習，全面的了解實驗內容。學生能夠熟練掌握基本操作，并能根據數據對自己的實驗結果做出一定的判斷和推理。另一方面可以為學生在創新課題等項目的申報及畢業實習打下良好的基礎。

1 傳統HPLC教學中存在的問題

高效液相色譜是一門理論性和實踐性都很強的學科，其理論知識比較抽象，儀器結構復雜，傳統教學中存在諸多問題：首先教學內容和時間安排上不合理。實驗課與理論課時間安排不緊密，往往是HPLC的實驗課安排在期末，相關的理論課的知識已經被學生遺忘。此外，HPLC實驗課時通常只有三個課時，課時太少根本沒有辦法讓學生全面掌握相關知識。其次，在教學形式上一般采取的是驗證性試驗。實驗內容都是教師實現設計好的，教師對實驗過程進行詳細講解并示范，學生只需要按照實驗講義或者教師板書進行一些簡單的實驗操作。隨之而來的就是學生根本就不會思考今天做了什么，為什么這樣做，為什么做的結果和預實驗不一致等問題。在這種傳統實驗教學模式下培養的學生其實就是一部會簡單操作的機器。另外，在學生的成績考核體系中，實驗課多是考查課，通常是以實驗報告成績為標準[6]。這樣就會導致學生不重視實驗課，上課時都是走馬觀花的看一看，根本不想操作，更不會思考。下課后只要按照實驗講義或者其他同學的實驗報告寫一份實驗報告就能得高分。

2 “翻轉課堂”模式下的HPLC實驗教學

為了激發學生學習的自主性和創新性，讓學生更好的掌握HPLC實驗基本操作技能，需要從教學內容、教學形式和考核標準等方面進行改革。

2.1 合理安排教學內容，豐富教學形式

為了讓學生更好的掌握實驗內容，需要合理安排教學實踐，讓學生在充分理解和掌握了HPLC理論知識后再進行實驗課的學習。為了激發學生學習的積極性和主動性，HPLC理論課程學習采用學生主講教師主導方式進行：即教師將學生進行分組，各小組針對HPLC的分離原理、實驗設計、復雜樣品前處理、實驗條件優化、實驗結果的方法學考察及文獻查閱等問題進行課下學習。學生完成自主學習后需制作PPT在課上進行講解并提出問題。教師在解疑答惑的同時引導學生進行討論式學習。理論課與實驗課教學要同步，在學習完HPLC的理論知識后上實驗課。

傳統的實驗教學中，學生通過觀看教師對關鍵實驗步驟的操作演示后進行實驗。由于實驗條件的限制，觀看一次演示印象太淺或者不完整都會導致學生操作不當等情況。為此，我們將HPLC實驗的整個流程及所涉及到的各種基本操作規范(如標準溶液的配制中所涉及到的移液管的標準操作、溶液轉移的操作；流程等)制作成視頻。將實驗課的課時設置為六個課時，分兩次課進行教學。引入翻轉課堂的模式，學生在課前觀看HPLC相關操作視頻，學習在線資料并查閱相關文獻，在第一次實驗教學課堂上把學習中遇到的問題向老師提問；老師課前準備問題、課堂上啟發學生們討論，并提供實驗方案的框架。實驗內容也由設計性強的綜合試驗代替驗證性試驗。課堂上，學生通過分組討論、總結文獻資料提出實驗初案交由老師審核。最后針對難解決的問題，老師和學生一起討論并查閱相關資料，確定最終的實驗方案。第二次實驗課堂完成實驗操作。

2.2 加強學生實驗管理，完善考核制度

在傳統教育模式下的HPLC實驗教學，學生都不會寫預習報告。進實驗室前有一部分學生甚至不知道做什么實驗。實驗過程中大多數都是在玩，走馬觀花的看。實驗中遇到問題都是找老師，沒有人思考為什么，應該怎么解決。實驗報告也都是互相抄襲。為了激發學生的學習熱情，需要加強學生管理，改變教學模式。首先，必須要求學生自主觀看視頻，分組討論并提交實驗預方案。在教師監督和指導下完成實驗方案后，必須提交實驗預習報告，使其在實驗前對HPLC整個實驗所涉及的理論知識、實驗方案及操作步驟有全面的了解。完成實驗后，必須提交實驗報告，并且在實驗報告中要有對實驗過程中出現問題的分析。在成績考核體系中，實驗課作為一門單獨的學科進行考試，不能僅僅憑實驗報告打分。考試的重點應該側重在學生對基礎理論的掌握及實驗操作方面。要跟學生強調做實驗的目的不是要得到已知的實驗結果，不是交一份漂亮的實驗報告。對于認真做實驗但是沒有得到預期結果的實驗，老師要引導學生思考并找到原因。無論是實驗過程中還是實驗結果中出現的意外情況，都需要實事求是的面對并解決問題，這才是開設實驗課的最終目的。

采用了“翻轉課堂”模式教學后，學生主動查找資料，通過觀看視頻、小組討論以及老師答疑一起確定實驗方案，對整個實驗過程有了清晰的了解。并且通過自主學習能夠帶著問題寫預習報告，在實驗過程中遇到問題后也能進行分析并提出解決問題的方案。例如：在實驗過程中，有一個小組進樣后一直不出峰。小組討論后排除了樣品和操作的錯誤，懷疑是色譜柱吸附情況嚴重。隨后跟老師商量，決定重新沖洗色譜柱后問題得以解決。由此可見，在"翻轉課堂"模式下的HPLC實驗教學，學生能夠自主學習，從而能夠更好的掌握基本操作，更全面的理解實驗內容。

3 小結

在翻轉課堂的模式下，以討論問題的方式進行HPLC實驗的理論和實驗教學，激發了學生學習的自主性和創新性。結合HPLC實驗，教會學生提出問題、分析問題、解決問題的學習方法，培養學生扎實的實驗操作技能和獨立的創新意識。通過實驗改革取得較好的成果，可以繼續將翻轉課堂的模式推廣到藥物分析實驗及理論課的教學中，充分調動學生學習的激情和創造性，培養適應社會需要的創新型、高素質的藥學專業人才。

[1] 謝一凡, 劉慧中, 楊若林, 等. 高效液相色譜法在儀器分析實驗教學中的應用[J].化學教育, 2017, 38(2): 52-54.

[2] 宋麗麗,王建勝,劉紅玥,等. 高效液相色譜實驗教學改革探討[J].中國中醫藥現代遠程教育, 2016, 14(5): 4-7.

[3] 于歆杰. 從慕課到翻轉課堂: 以學生為中心的學與教[D]. 北京: 清華大學, 2015.

[4] 常慧娟,劉 莉. 淺談翻轉課堂[J]. 科技展望, 2017, (9): 200.

[5] 崔 瑋. 翻轉課堂的教學思考[J]. 江蘇科技信息, 2017, 20: 70-71.

[6] 朱 倩,張群林,李 俊, 等. 藥物分析實驗教學的探索與建議[J].安徽醫藥, 2013, 17(2): 357-358.