《現代儀器分析》課程思政案例設計及實施

劉寶林　宋曉燕　李維杰　蔣沛　宋丹萍

摘 要 大學生創新精神和科學精神的培養和教育是至關重要的，在《現代儀器分析》課程中，結合分析儀器發展過程中的諾貝爾獎，以及本校老教授們的創新故事，設計了課程思政案例并實施，讓課程思政成為培養學生創新意識、夯實創新底蘊、錘煉創新素質的手段，以利于創新型人才的成長。

關鍵詞 課程思政 案例 儀器分析 創新精神 科學精神

中圖分類號：G645文獻標識碼：A

將思政引入專業課的教學中，真正實現“教書育人”，在社會快速發展的今天具有極其重要的意義。2019年，上海理工大學成為第一批“上海高校課程思政整體改革領航高?！保髡咧髦v的《現代儀器分析》成為精品改革領航課程之一?！冬F代儀器分析》是測定物質化學組成、狀態、結構和進行科學研究及質量監控的重要手段，通過本課程的學習，使學生對儀器分析這一領域有較全面的認識，要求學生基本掌握常用儀器分析方法的基本原理、儀器構造、特點、及其應用范圍，并了解儀器分析發展的新方向及新動向。本文針對分析儀器發展中不斷創新的實例，特別是本單位二位教授的創新過程，深入挖掘課程思政元素，設計了“創新與科學精神”的課程思政案例，用于教學實踐，取得良好效果。

1課程思政育人目標

科學技術突飛猛進的發展，使國家之間的競爭變成了在科學技術領域創新的競爭，各國都紛紛拿出了相應的科研規劃，以期在核心技術方面占領制高點。在大學教育中要清醒地意識到，自主創新是中華民族發展的靈魂，是我們國家興旺發達的不竭動力，是國家戰略的重要組成部分。專業課程要將學科交叉融合的趨勢走向、行業發展前景等內容納入其中，激發學生的創新精神，以利于創新型人才的成長。本課程通過精心設計儀器發展過程中的創新案例，結合課程內容實施教學，培養學生的科學和創新精神。

2 案例內容和實施

儀器分析發展是多學科相互滲透、交叉發展的結果，一百多年來，分析儀器的發展成就分布在物理、化學等各個領域，產生了30多個諾貝爾獎。將這些創新故事融入課程思政中，同時，也以發生在學生身邊的人和事，讓他們知道創新是處處存在的，不是可望而不可及的事情。

2.1分析儀器發展中的諾貝爾獎

如表所示為自1901年至今，與分析儀器相關的諾貝爾獎，其中的很多故事如倫琴發現X射線、Raman發現拉曼效應、馬丁和辛格發明了分配色譜等。2002年，美國的芬恩和日本的田中耕一發明了對生物大分子的質譜分析法。田中耕一的得獎可以說是一個傳奇，因為他既沒有博士學位，也沒有碩士學位，幾乎不參加學術界的活動。當問他如何獲得諾貝爾獎成果時，他的回答關鍵詞只有一個，就是"興趣"。學習興趣會引發科研創新的欲望，即使暫時不能產生創新的成果，但是它必定會對大學生的未來發展產生潛移默化的影響。大學的責任就是要培養具有創新意識和思維的建設者，健康的興趣愛好，可以為知識的攝取和思維的發散創造良好的條件，更有助于培養大學生科研創新精神的培養（見表1）。

2.2上海理工大學教授的發明故事

2006年國慶節前夕，《文匯報》刊登了一則令人振奮的消息：將蔬菜打成汁，把一根待測酶柱放入菜汁中1—2分鐘，然后取出置入探測儀器里，與另外一支酶柱做參照，整個過程只要9分鐘，就可以迅速檢測出蔬菜中是否存在農藥殘留。我國現行農藥殘留檢測方法的檢測精度雖高，但是貴重、運行費用高、檢測費時長，不適合現場快速檢測。

華澤釗教授等成功研究出的新型“農藥殘留現場快速檢測技術”，能夠在現場快速地判斷出果蔬中是否含有會引起急性中毒的農藥殘留。該探測儀的全重僅為3公斤，測量時間為9分鐘，通過生物敏感元件——待測和參比的兩根酶柱在反應腔中的溫差對比，進而得出微量的農藥濃度，達到檢測的目標。經中國上海測試中心農藥行業測試點的鑒定，當果蔬中農藥含量為千萬分之五時，所研制的農藥速測儀的檢出率達到100%，完全可以防止農藥殘留造成急性中毒。

而這個儀器的發明過程是這樣的。1999年8月，上海理工大學華澤釗教授參加一個在上海召開的學術會議。一次晚餐后，在近120名與會者中，有過半人食物中毒，華教授也不幸名列其中。那天晚上他上吐下瀉，估計是吃了含有殘留農藥的蔬菜。當晚去醫院急診，高燒39度，不得不住院治療一周。在病床上的華教授并沒有閑著，他想，雖然傳統方法的檢測精度高、能夠測出農藥的具體組分和含量，適合于微量的檢測和長期的跟蹤，但由于儀器貴重、運行費用高、檢測費時長等原因，并不適合用于在現場的快速檢測。蔬菜是上海人餐桌上的最愛，而每年因此中毒者眾多，是否有辦法能快速檢測果蔬中的農藥殘留，方便菜場，甚至在家中檢測呢？他由此確定了研發目標：“研究的目標十分明確，不是片面追求檢測的精度，而是要求能夠在現場快速判斷出果蔬中是否含有會引起急性中毒的農藥殘留。”。

華澤釗教授在痊愈后，與其團隊潛心鉆研。近十年的時間，從最初的一個念頭發展到一種新的產品，其間的過程是非常艱難的，要發揮眾人的聰明才干才能克服，多年來，課題組的師生在這一項目中都做出了重要的貢獻。在這個產品研發過程中，獲得多個國家級和省部級課題的支持，培養了一批博士、碩士，成果轉化后，還獲得多個省部級科技獎。

創新推動分析儀器的進步，不僅使得生活更加便利、安全，同時也降低了一些疾病的致死率，比如急性心肌梗死致死率極高，近年來成為最主要的“殺手”之一，而冠狀動脈堵塞是直接原因。上海理工大學蔡小舒教授一直在能源與動力領域做二相流檢測研究，與醫學檢測沒有任何關系。但是，一次經歷讓他有了改變。他因為急性心肌梗塞住院治療，差點有生命危險，多虧治療及時。在住院期間，他想到，心肌梗塞大多突發，沒有先前征兆，每年奪走很多人的生命，能否有個檢測方法，可以預測這種疾病呢？

他就把這種想法與自己的主治醫生談了，醫生說那太好了，這樣可以拯救很多人的生命??！這樣，蔡小舒教授課題組與上海交通大學附屬新華醫院等開展合作，在國際上首次提出了一種通過檢測尿液來判斷心血管堵塞程度的快速、無損冠心病前瞻性診斷方法。這項方法在冠狀動脈血管堵塞尚未達到致發生心肌梗死程度時給病人提供是否須做詳細心臟檢查的臨床依據，不僅有助于降低心肌梗死的發病率，還可以為腦血管堵塞發生中風等給出早期臨床診斷依據。

這就是我們身邊的科研創新推進分析儀器發展的實例，創新精神和科學精神則貫徹整個發展過程。工欲善其事，必先利其器，創新精神及科學精神則是分析儀器的磨刀石。二位教授發明的儀器方法都不是他們的專業，但是，創新意識的誕生需要獨立不羈的自由精神，不為權威、經典所束縛。更要勇于探索新知識，一旦確立科研目標，就開始鍥而不舍的鉆研，將這種創新意識落于實踐，即使在研發過程中遇到了坎坷挫折，也毫不氣餒。同時，他們能夠創新也是與他們知識淵博、功底扎實不可分離的，所以，學習基礎知識非常重要。

3結語

在測量工作中，分析儀器是重要的組成部分，而分析儀器的進步離不開科技的重大突破。在本課程講授過程中，通過講解分析儀器的簡要發展史，教育學生勇于創新;融入我校華澤釗教授及蔡小舒教授的發明故事，教育學生不僅要擁有不為權威、經典所束縛的創新精神，還要擁有窮根究底、鍥而不舍的科學精神。

基金項目：上海理工大學課程思政建設項目（KCSZ18007）。

作者簡介：劉寶林（1968-），男，漢，山東德州人，博士，教授，研究方向：生物醫學工程。

參考文獻

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