Seminar+微課教學(xué)法在大四實驗教學(xué)中的應(yīng)用

劉 彥, 李 程, 劉睿思, 律 濤, 蔣 曄

(河北醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院,石家莊 050017)

0 引 言

大四是大學(xué)生鞏固和補足的階段，是學(xué)生大學(xué)4年學(xué)習(xí)整合、融會貫通的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，更是整個大學(xué)學(xué)習(xí)的點睛之筆[1]。大四學(xué)生即將面臨畢業(yè)實習(xí)、就業(yè)或攻讀研究生等挑戰(zhàn)，是對其所學(xué)知識的應(yīng)用能力、實踐水平及創(chuàng)新思維的考驗及驗收，因此，大四是一個集角色過渡性、專業(yè)實踐性和創(chuàng)新研究性于一體的整合時期，是大學(xué)時期的重要階段。

藥物分析專業(yè)學(xué)生在大四階段涉及的中藥分析、食品安全與檢測等實驗課程均具有較強的專業(yè)性、應(yīng)用性和實踐性，課程內(nèi)容將多學(xué)科有機(jī)地融合在一起，知識點多、應(yīng)用范圍廣，涉及多種實驗方法和實驗手段，且與實際應(yīng)用及技術(shù)發(fā)展緊密相關(guān)。實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的載體，而實驗教學(xué)模式是實驗教學(xué)的核心，對一門實驗課程而言，合理、恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式至關(guān)重要[2]。因此，如何建立一種新型的實驗教學(xué)模式成為最受關(guān)注的問題。

傳統(tǒng)實驗教學(xué)多是以基礎(chǔ)性實驗、驗證性實驗為主，主要目的是印證、鞏固理論知識，使學(xué)生掌握藥學(xué)基本的實驗操作技能[3]。對于基礎(chǔ)專業(yè)課而言，傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式有利于低年級學(xué)生強化理論知識，鍛煉動手能力；而對于綜合性強的中藥分析、食品安全與檢測等實驗課，其固有的程序化教學(xué)模式雖面面俱到卻無法突出重點，不利于學(xué)生真正參與到實驗當(dāng)中，無法測試其在實驗中對綜合性知識點的理解力，也不利于高年級學(xué)生的創(chuàng)新性和應(yīng)用能力的培養(yǎng)[4]。

因此，為適應(yīng)該類實驗課程的特殊性，本文以Seminar教學(xué)法為基礎(chǔ)結(jié)合微課建立一種新的教學(xué)模式，主要從以下幾個方面著手進(jìn)行教學(xué)改革：① 除課本、講義外，增加線上實驗視頻等微課作為前期預(yù)習(xí)資料；② 實驗過程中以學(xué)生動手為主，教師指導(dǎo)為輔；③ 擺脫原來“按方抓藥”的基礎(chǔ)模式，實驗結(jié)束后增加實驗討論及實驗改進(jìn)方案，強化理論知識的同時也將各知識點運用到實驗里，發(fā)散學(xué)生思維，激發(fā)創(chuàng)新能力。

1 Seminar+微課教學(xué)法

1.1 Seminar 教學(xué)模式特點

Seminar 教學(xué)模式是以學(xué)生為主體的討論模式[5-7]，其與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比具有以下優(yōu)勢：① 以學(xué)生的需要為本。整個教學(xué)過程以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，將傳統(tǒng)教學(xué)的單相傳導(dǎo)模式改為雙向互動模式，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性；② 具有延伸學(xué)科的功能，是課程的深化和拓展。在討論模式下教師對學(xué)生進(jìn)行針對性引導(dǎo)，不僅使學(xué)生理論與實際相結(jié)合，更能拓寬知識面，對理論知識有更加深入的理解；③ 研究問題能力的培養(yǎng)。Seminar 教學(xué)模式的核心是研究問題，它是以學(xué)生為主、師生共同討論問題的一種教學(xué)方法，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生主動探索和研究的精神，培養(yǎng)獨立思考和解決問題的能力。

目前，Seminar 教學(xué)模式已應(yīng)用于多種學(xué)科的教學(xué)實踐中[8-12]，并取得了顯著效果，達(dá)到了學(xué)有所獲、教學(xué)相長的目的。

1.2 Seminar+微課新型教學(xué)模式的應(yīng)用

以食品安全與檢測實驗課程中的頂空-氣相法測定塑料餐盒中苯乙烯的殘留為例，該實驗內(nèi)容包含了溶液配制、樣品提取、分離、檢測手段的應(yīng)用及檢測方法設(shè)計等，若按照現(xiàn)有的實驗教學(xué)模式來設(shè)計，樣品提取、分離過程耗時長，對實驗學(xué)時、場地及儀器都會造成壓力，且無法突出實驗內(nèi)容的側(cè)重點。因此，本課題結(jié)合Seminar教學(xué)法及微課模式用于食品安全與檢測的實驗教學(xué)實踐，以改善傳統(tǒng)教學(xué)模式所面臨的困境。

在Seminar教學(xué)法+微課模式下，將每個實驗內(nèi)容大體分為3部分：① 微課視頻部分。首先將實驗內(nèi)容制作成微視頻，發(fā)布在網(wǎng)站，學(xué)生可隨時瀏覽、了解實驗內(nèi)容，使其充分理解實驗原理、目的、方法等，激發(fā)其在預(yù)習(xí)過程中思考問題；② 實驗操作部分。由教師指導(dǎo)技術(shù)性操作，學(xué)生親自動手使用各類大型儀器，熟練掌握實驗操作過程，使理論聯(lián)系實際，為學(xué)生未來工作、科研打下堅實基礎(chǔ);③ Seminar部分。教師根據(jù)實驗內(nèi)容給出問題,學(xué)生自行討論，目的在于對該實驗所涉及理論知識進(jìn)行強化；拓展思路，依據(jù)光譜、色譜等知識提出實驗改進(jìn)方案，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

2 教學(xué)實施過程

2.1 微課視頻內(nèi)容

對于頂空-氣相法測定塑料餐盒中苯乙烯的殘留實驗而言，其樣品前處理過程主要包括：對照溶液的配制、樣品溶解及待測物質(zhì)的提取。①對照溶液的配制。精密稱取苯乙烯對照品50 mg至100 mL量瓶中，加DMF稀釋至刻度，搖勻得對照品溶液濃度為500 μg/mL，取1 mL至頂空瓶中，壓蓋、密封，待測。②樣品溶解。將一次性塑料餐盒剪碎，精密稱取0.1 g至頂空瓶中，精密量取DMF 1 mL溶解樣品，之后壓蓋密封，待測。將裝有對照溶液和樣品溶液的頂空瓶分別放入頂空進(jìn)樣器中，待提取檢測。

頂空條件的設(shè)置、頂空瓶的位置及頂空進(jìn)樣器取樣過程，均為微課視頻的重點內(nèi)容。

2.2 實驗過程

首先，教師對實驗內(nèi)容進(jìn)行講解，并對微課視頻中所涉及內(nèi)容進(jìn)行提問及討論；之后，將已配置好的對照品溶液、樣品溶液發(fā)放給學(xué)生，由學(xué)生親自壓蓋、密封；最后，在教師的監(jiān)督下，由學(xué)生開啟自動頂空進(jìn)樣器及氣相色譜儀，設(shè)置實驗所需的儀器參數(shù)，進(jìn)行觀察并記錄實驗結(jié)果。①頂空進(jìn)樣器條件。樣品瓶溫度：120 ℃；閥箱溫度：130 ℃；管路溫度：140 ℃；進(jìn)樣時間：1 min。②氣相色譜條件。色譜柱：PEG-20M毛細(xì)管柱(φ0.53 mm×30 m，0.5 μm)；載氣N2流量：4 mL/min； 柱溫：110 ℃；進(jìn)樣口溫度：180 ℃；FID檢測器溫度：200 ℃。

記錄色譜圖(見圖1)，并對實驗過程及結(jié)果進(jìn)行討論。

2.3 Seminar部分

2.3.1討論問題的選擇

頂空氣相色譜法是一種較為簡便的分析方法，該實驗采用溶液頂空，即將樣品溶解于頂空溶劑中，置頂空瓶保溫一定時間，當(dāng)待測物在氣液兩相中達(dá)到平衡，定量取氣體進(jìn)樣測定[13-14]。由此可見，該實驗的核心內(nèi)容是頂空進(jìn)樣，而氣相色譜條件也是決定實驗結(jié)果的因素之一。因此，以氣相色譜原理、頂空進(jìn)樣法及實驗結(jié)果為出發(fā)點設(shè)計問題進(jìn)行討論，使學(xué)生深入了解該實驗的設(shè)計過程及改良思路。

圖1 樣品色譜圖

綜合以上分析，提出討論問題：① 結(jié)合PEG-20M毛細(xì)管柱的特性，分析頂空溶劑峰為何在樣品峰后面？② 該實驗采用頂空進(jìn)樣法進(jìn)行在線前處理，試分析本方法不足之處，是否有改良的必要？如何改進(jìn)？

2.3.2討論模式的設(shè)計

討論部分以交叉分組方式進(jìn)行，對學(xué)生進(jìn)行分組編號，例如30名學(xué)生，分為紅、黃、藍(lán)、綠、白5組，每組成員編號1、2、3、4、5、6，同顏色的為一組進(jìn)行第1輪討論，之后小組成員交叉，不同顏色同一編號為1組，例如：紅1、黃1、藍(lán)1、綠1、白1，……，依次組成新小組進(jìn)行第2輪討論，最終每小組選1名匯報人作最終匯報。討論過程既是對學(xué)生理論知識的強化及知識面的拓展，也有助于學(xué)生表達(dá)能力的提高，且有利于同學(xué)間交流溝通培養(yǎng)其合作精神。

2.3.3討論成果

通過小組代表發(fā)言，可將學(xué)生討論結(jié)果總結(jié)如下：① 通過改變色譜柱極性來改變?nèi)軇┓逦恢茫豢疾祉斂杖軇┓N類，選擇沸點低于待測物質(zhì)的頂空溶劑可改變其出峰位置。② 由實驗結(jié)果可知，頂空溶劑峰在待測物之后，且峰形寬大，其峰內(nèi)可能含有高沸點殘留物，導(dǎo)致分析結(jié)果失真。因此，通過考察不同類型的頂空溶劑進(jìn)一步完善該實驗。首先，所選頂空溶劑對待測物有良好的溶解性，在此基礎(chǔ)上選擇沸點較低的甚至不具揮發(fā)性的溶劑作為頂空溶劑。

通過查閱文獻(xiàn)[15-16]可知，不具揮發(fā)性的離子液體可作為頂空溶劑，且并未用于苯乙烯殘留分析的報道，因此，該觀點是對原實驗進(jìn)行完善的創(chuàng)新之處，將作為大四實習(xí)課題正式試驗、研究。由此可見，學(xué)生通過Seminar教學(xué)法討論方式對實驗內(nèi)容及實驗設(shè)計思路有了更深入理解，不僅強化了專業(yè)知識，而且激發(fā)了創(chuàng)新意識和科研思維。

3 結(jié) 語

Seminar教學(xué)法+微課模式用于藥物分析專業(yè)大四實驗課程，不僅通過微課視頻節(jié)約了實驗時間、空間，而且采用Seminar教學(xué)法將本科所學(xué)專業(yè)知識進(jìn)一步強化、整合，激發(fā)了學(xué)生的科研思維及創(chuàng)新意識。對于處于大四過渡階段的學(xué)生而言，該實驗?zāi)Ｊ綄ζ浜罄m(xù)的學(xué)習(xí)、科研與工作有重要的指導(dǎo)和示范意義。