李 靜，陽 萌，劉艷紅，房川琳，余達剛，王 娜

(四川大學(xué) a.基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)中心；b.化學(xué)學(xué)院，成都 610064)

0 引 言

我校作為地處西部的綜合性大學(xué)，一直在努力打造特色辦學(xué)風(fēng)格，堅持以實施精英化教育、個性化教育、自由全面發(fā)展教育為理念，以辦最好的本科教育為目標[1]。為深化教育教學(xué)改革，學(xué)校全面推進“萬門課程”工程建設(shè)，通過實施非標準答案考試、“探究式-小班化”教學(xué)等措施全面推進原有5 000余門學(xué)術(shù)型課程的課堂教學(xué)改革[2-4]；同時以“開放辦學(xué)”的精神邀請校外企業(yè)家、行業(yè)領(lǐng)軍人物、專家等分別擬開設(shè)各2 000門左右的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型和實踐應(yīng)用型課程[5-6]。依托學(xué)?；瘜W(xué)實驗中心專業(yè)實驗室綜合訓(xùn)練教學(xué)平臺(以下簡稱“綜合訓(xùn)練教學(xué)平臺”)硬件條件，自2014年起面向化學(xué)相關(guān)專業(yè)高年級本科生開設(shè)了學(xué)科前沿應(yīng)用理論和實驗實踐教學(xué)相結(jié)合的液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)實踐應(yīng)用型課程。課程邀請校外中科院專家作為理論課程授課教師，著重教授學(xué)科的前沿應(yīng)用理論；綜合訓(xùn)練教學(xué)平臺儀器實驗教輔人員則主要培訓(xùn)學(xué)生掌握相關(guān)大型儀器設(shè)備的使用以及分析應(yīng)用的全流程。在此結(jié)合課程4年來實踐情況進行分析和探討，以期不斷改進和完善。

1 基礎(chǔ)條件

化學(xué)學(xué)科作為我?！半p一流”建設(shè)學(xué)科近年來得到較快發(fā)展，而化學(xué)實驗教學(xué)相關(guān)學(xué)科分布廣泛，涉及化學(xué)、化工、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、高分子、材料、考古等10余個學(xué)院和近20個國家、部、省級重點實驗室?；瘜W(xué)實驗教學(xué)中心經(jīng)過20余年的發(fā)展，也已經(jīng)逐漸形成一個多學(xué)科交叉的創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺，綜合訓(xùn)練教學(xué)平臺作為化學(xué)實驗教學(xué)中心重點建設(shè)的3個主要教學(xué)平臺之一，已形成擁有一大批先進儀器設(shè)備的綜合與探索創(chuàng)新實驗平臺[7]。目前，位于望江校區(qū)第一理科樓的綜合訓(xùn)練教學(xué)平臺，擁有LCMS-2020型低分辨液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀和LCMS-IT-TOF型高分辨液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，具備課程開展必須的硬件條件。同時，綜合訓(xùn)練教學(xué)平臺所依托的各類科研團隊，也大部分位于第一理科樓和相鄰的化學(xué)館內(nèi)，這些教學(xué)、科研、實驗室資源，為課程的實施提供了有力支撐。

目前，綜合訓(xùn)練教學(xué)平臺承擔(dān)了本科生設(shè)計實驗、專業(yè)實驗、探索性實驗等綜合性實驗教學(xué)，同時也在本科生畢業(yè)論文、學(xué)?！叭笥媱潯闭n外科技項目、各類實驗競賽等方面發(fā)揮了重要作用[8-11]。相關(guān)儀器的實驗技術(shù)與管理人員，通過日常實驗教學(xué)和科研服務(wù)，不斷積累和提升專業(yè)技能，在熟練掌握相關(guān)儀器工作原理、操作及維護的基礎(chǔ)上，積極參與科研教學(xué)服務(wù)，有效拓展了實踐應(yīng)用能力。此外，校外授課專家對課程的開設(shè)給予了大力支持，與實驗教輔人員組成的教學(xué)團隊一直以極大的熱情投入本課程的建設(shè)，充分利用周末或晚上等休息和設(shè)備空閑時間開展教學(xué)工作，有效提升了大型儀器設(shè)備的使用效率。

2 課程設(shè)計思路

學(xué)校面向化學(xué)及相關(guān)專業(yè)高年級本科生已開設(shè)的儀器分析必修課程是一門包括液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在內(nèi)的綜合性儀器課程，主要以課堂理論教學(xué)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生去掌握化學(xué)學(xué)科相關(guān)的多種大型儀器設(shè)備的基礎(chǔ)理論知識，屬于普及型的理論教學(xué)課程。而目前針對液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)已單獨開設(shè)的實驗教學(xué)課程則多數(shù)以掌握儀器基本原理和基本操作為目的，極少涉及實踐應(yīng)用。由于液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的理論教學(xué)與實驗實踐教學(xué)一直以來分別屬于兩個相對獨立的教學(xué)體系，缺乏系統(tǒng)性、關(guān)聯(lián)性和連貫性，一直未能形成理論結(jié)合實踐的教學(xué)體系。為進一步發(fā)揮液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)實驗課程在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和應(yīng)用實踐能力提升方面的作用，液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)課程定位為一門緊跟技術(shù)應(yīng)用前沿、緊跟最新學(xué)術(shù)成果，并且理論和實際應(yīng)用緊密結(jié)合的實踐應(yīng)用型課程。其中，理論教學(xué)部分在常規(guī)儀器課程教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，從更深層次向?qū)W生重點講述液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的譜圖解析和科研實踐應(yīng)用的理論知識；實驗實踐教學(xué)以理論教學(xué)內(nèi)容為牽引，針對性地開展貼近科研實踐的實驗課程教學(xué)。

3 教學(xué)探索情況

3.1 教學(xué)內(nèi)容

與傳統(tǒng)儀器分析課程理論教學(xué)和實驗實踐教學(xué)分別為獨立課程不同，在過去4年的教學(xué)中實驗實踐教學(xué)作為液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)課程的重要組成部分與理論課程協(xié)同開展，已初步形成緊跟學(xué)科前沿應(yīng)用，并且理論和實際應(yīng)用緊密結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容。

課程的理論教學(xué)內(nèi)容與針對大三學(xué)生開設(shè)的必修課程儀器分析相比較，其深度和廣度已得到極大延伸[12-13]。雖然理論教學(xué)內(nèi)容的前1/3還是關(guān)于儀器的基礎(chǔ)知識教學(xué)，但該部分內(nèi)容著重圍繞綜合訓(xùn)練教學(xué)平臺已有的相關(guān)儀器設(shè)備開展有針對性的基礎(chǔ)知識教學(xué)，旨在為實驗實踐教學(xué)提供必要的理論支撐基礎(chǔ)。而余下2/3的理論教學(xué)內(nèi)容涉及的譜圖解析和實踐應(yīng)用案例教學(xué)已與天然產(chǎn)物化學(xué)、生物有機化學(xué)、藥物化學(xué)、材料化學(xué)等學(xué)科和交叉領(lǐng)域的科研實踐活動緊密結(jié)合在一起。

而實驗實踐課程則以理論教學(xué)內(nèi)容為引導(dǎo)，著重開展匹配理論課程的儀器基礎(chǔ)原理、驗證性實驗和綜合性實驗教學(xué)。其中，基礎(chǔ)原理著重培養(yǎng)學(xué)生對儀器及儀器各器件的直觀認識和認知；驗證性實驗著重培養(yǎng)學(xué)生掌握儀器基礎(chǔ)操作和基本應(yīng)用流程；應(yīng)用實踐型實驗主要是將經(jīng)典實驗教學(xué)內(nèi)容進行升級改造，引入現(xiàn)代分析技術(shù)[14-16]，使有機合成、分離純化、結(jié)構(gòu)表征及結(jié)構(gòu)解析有效銜接，目的在于促進學(xué)生將理論知識有效轉(zhuǎn)化為分析運用能力。

3.2 教學(xué)效果分析

基于液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的實踐應(yīng)用型課程開設(shè)4年以來，在實驗教學(xué)模式改革探索和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面都取得一定成效。①有利于教學(xué)模式的改進，與傳統(tǒng)儀器分析課程理論教學(xué)和實驗實踐教學(xué)分別為獨立課程不同，在過去4年的教學(xué)中實驗實踐課程作為液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)課程的一部分同步開展，而且理論課程聘請本領(lǐng)域高水平校外專家參與教學(xué)，教輔人員則充分利用綜合訓(xùn)練教學(xué)平臺設(shè)備提煉適合學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展的實驗教學(xué)內(nèi)容。這種理論實踐緊密結(jié)合的教學(xué)模式，在幫助學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用能力方面起到了重要的促進作用，有利于學(xué)生快速將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐應(yīng)用能力;②有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)作為確定化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)，進行物性研究的重要工具，實踐應(yīng)用型實驗應(yīng)用于本科教學(xué)，能顯著提升高年級本科生分析和解決實際問題的能力，打破了實驗教學(xué)與科學(xué)研究的壁壘，有利于促進學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，同時對提高畢業(yè)生的質(zhì)量，增加就業(yè)競爭能力起到了重要作用。

3.3 下一步完善思路

為使實驗實踐課程與理論教學(xué)中科研前沿和實踐應(yīng)用內(nèi)容相匹配，建立更加完善的基礎(chǔ)原理-驗證性實驗-綜合設(shè)計性實驗-實踐應(yīng)用型實驗的階梯式實驗實踐課程體系，實現(xiàn)理論學(xué)習(xí)、常規(guī)操作、基本應(yīng)用、科研實踐的全鏈條教學(xué)，進一步結(jié)合理論課程內(nèi)容和學(xué)科科研前沿，繼續(xù)設(shè)計系列實踐應(yīng)用型有機化合物結(jié)構(gòu)解析實驗作為實驗實踐課程的一部分，主要包括：

(1)液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析天然產(chǎn)物。利用液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)開展復(fù)雜體系中的天然產(chǎn)物分析，可以通過對比已知化合物結(jié)構(gòu)特點的碎片離子或特征裂解方式直接、快速、準確地分析目標天然產(chǎn)物的主要成分，以及不同加工制備工藝等，如：中藥材生地和熟地的鑒定，荔枝核總皂苷的定性分析等系列實驗。

(2)研究有機反應(yīng)中間體。利用液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測反應(yīng)過程中的活潑中間體是研究有機反應(yīng)機理常用的手段之一，可引導(dǎo)學(xué)生利用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)研究“2+2”反應(yīng)、D-A反應(yīng)、BH反應(yīng)、Aldol反應(yīng)、Heck反應(yīng)、Still反應(yīng)過程中的有機反應(yīng)中間體，根據(jù)分析結(jié)果嘗試分析上述各種類型反應(yīng)的反應(yīng)機理，每個類型的反應(yīng)均可獨立設(shè)計成一個實踐應(yīng)用型有機化合物結(jié)構(gòu)解析實驗。

4 結(jié) 語

本課程以校外專家教授團隊理論教學(xué)為基礎(chǔ)，依托專業(yè)實驗室綜合訓(xùn)練教學(xué)平臺的大型儀器設(shè)備，采用大型儀器理論教學(xué)與實驗實踐教學(xué)緊密結(jié)合的模式開展相關(guān)教學(xué)，在學(xué)生創(chuàng)新能力，基本科研素養(yǎng)培養(yǎng)方面發(fā)揮重要作用，通過4年的教學(xué)實踐逐步形成理論和實踐互相融合的一門實踐應(yīng)用型課程。在未來的教學(xué)實踐中，將通過持續(xù)設(shè)計系列實踐應(yīng)用型有機化合物結(jié)構(gòu)解析實驗來構(gòu)筑更為完善的實驗實踐課程體系，形成理論學(xué)習(xí)、常規(guī)操作、基本應(yīng)用、科研實踐的全鏈條儀器實驗教學(xué)。新增的一系列實踐應(yīng)用型有機化合物結(jié)構(gòu)解析實驗將根據(jù)科研前沿的動態(tài)持續(xù)更新，并設(shè)計成系列獨立的實驗方案，在教學(xué)實踐中多元化、開放化、靈活化的設(shè)置科研實踐實驗授課內(nèi)容，避免“照方抓藥”；同時針對不同水平、不同專業(yè)的學(xué)生靈活組合教學(xué)內(nèi)容，達到“因材施教”的目的。最終，通過這門理論實踐相結(jié)合的實踐應(yīng)用型課程讓學(xué)生盡早了解科研理念、科研文化和科研價值，提升科學(xué)研究和科技創(chuàng)新的能力，為將來開展科研活動和從事相關(guān)行業(yè)工作奠定扎實基礎(chǔ)。