李湘南，龔清格，劉 霞，徐海星

（武漢理工大學化學化工與生命科學學院 湖北 武漢 430070）

色譜技術(shù)自從誕生以來，逐漸發(fā)展成了一種重要的現(xiàn)代分離分析技術(shù)，在藥學、醫(yī)學、食品科學、環(huán)境科學、化學化工等領(lǐng)域有著極為廣泛的使用，其中高效液相色譜（HPLC）在藥學分析中最為常用，是制藥工程與藥學類學生需要掌握的最重要的儀器分析方法之一。然而，由于HPLC 是大型精密分析儀器，價格昂貴，操作復(fù)雜，儀器維護保養(yǎng)工作也較為繁瑣，很多高校配置不可能達到一人一臺，本科實驗課時經(jīng)常超過4 個人一組，甚至十多個學生一組，大多數(shù)學生根本沒有親自操作儀器的機會，實驗課往往是老師演示、學生參觀，這就導致學生在畢業(yè)應(yīng)聘面試時或畢業(yè)后從事制藥相關(guān)專業(yè)工作時，面對這類大型儀器膽怯，沒有底氣，在相當長的時間內(nèi)要對HPLC 儀器的流程、原理、應(yīng)用范圍進行學習，更談不上熟練地操作儀器和進行設(shè)備維護等，極大地降低了用人單位對高校學生培養(yǎng)質(zhì)量的認可。可見，傳統(tǒng)的HPLC 實驗教學模式已無法滿足學生就業(yè)和科研的需求，應(yīng)該在本科實驗課程中就讓學生掌握HPLC 實驗技能，這對制藥本科實驗教學提出了挑戰(zhàn)，即怎么樣才能高效（通常6 學時教學時長）地完成HPLC 實驗教學，讓每個學生都能掌握這類精密儀器的操作步驟和實驗方法。

本教學設(shè)計擬將科研項目引入到HPLC實驗教學內(nèi)容中，利用免費的超星學習通平臺，采用線上線下混合式教學模式，集中上課結(jié)合分散教學，建立全方位的HPLC實驗考核體系。旨在拓寬學生接觸并學會應(yīng)用HPLC 儀的機會，增加HPLC儀對本科生的開放度，強化學生動手能力，提高學生實踐能力，期望能夠提高HPLC 的教學質(zhì)量。

1 高效液相色譜儀的選擇

本系實驗中心配有兩種氣相色譜儀，一種是Agilent1220 型高效液相色譜儀，配置手動進樣和可變波長紫外檢測器；一種是島津LC16 型高效液相色譜儀，配置自動進樣器和紫外可見檢測器。島津LC16 型HPLC 自動進樣，在優(yōu)化實驗方法階段可以極大地節(jié)約時間；Agilent1220手動進樣配件基本都裸露在外面，有利于學生更加詳細地了解并掌握液相色譜儀的進樣過程。

2 實驗內(nèi)容的選擇

對于HPLC 實驗課程教學，選擇的測定樣品需要滿足幾個條件：①樣品的安全性，必須是對學生無毒無害，不易揮發(fā)的物質(zhì)；②樣品前處理過程簡單，爭取縮短實驗耗時；③樣品出峰時間短、相應(yīng)峰形好、響應(yīng)靈敏度高，這樣學生的操作空間也大，實驗更易成功。④所選取的物質(zhì)與實際生產(chǎn)生活相關(guān)性較大，更有利于激發(fā)學生的興趣。結(jié)合本系科研項目，開展高效液相色譜設(shè)計性實驗，內(nèi)容包括4 個：①半抗原合成中產(chǎn)物含量測定；②蔓荊子中蔓荊子黃素含量測定；③槐米中蘆丁的含量測定；④白芨中蘋果酸酯含量測定。

針對四個實驗項目，給定的實驗講義中只提供基本的色譜條件，在上機實操過程中，由于各組使用的儀器或色譜柱不完全一致，可能產(chǎn)生保留時間太長，峰形對稱性差或者理論塔板數(shù)較低等問題，需要學生在實驗過程中根據(jù)色譜理論知識優(yōu)化色譜條件，以得到合理的檢測結(jié)果。

3 應(yīng)用線上線下相結(jié)合的混合式教學法對HPLC 實驗教學進行改革和探索

3.1 建立線上資源，引導學生自主預(yù)習

利用超星學習通平臺積極開展網(wǎng)上資源建設(shè)，上傳課程電子資源，在課前發(fā)布學習任務(wù)，并設(shè)置相應(yīng)的任務(wù)點，學生通過HPLC 儀器各單元部件小視頻、運行演示視頻及模擬操作軟件對實驗課所用HPLC 儀的操作步驟和要點提前做好預(yù)練，避免在實驗操作時出現(xiàn)大的失誤；教師可以通過在線方式對每個學生的學習情況進行監(jiān)督，例如圖1 列出了超星平臺上制藥工程專業(yè)zy1801 班HPLC 實驗部分任務(wù)點學習實時情況導出截圖；圖2 列出了學生任務(wù)點學習的成績截圖，此成績將作為平時成績計入實驗課最終成績，這樣可以保證每位同學完成課前線上學習任務(wù)。這種學習模式可以增強學生的成就感，激發(fā)學生進行HPLC實操的興趣，從而極大提高實驗課的效率；課中發(fā)布在線隨堂測試則進一步加強學生對HPLC 的理論知識、儀器結(jié)構(gòu)和操作步驟的熟悉，從而提高實驗課堂上HPLC 儀器的使用效率。同時建立QQ 實驗課群，學生可以隨時提出疑問，教師及時解答，幫助學生落實學習效果。

圖1 HPLC 實驗部分任務(wù)點設(shè)置及學生學習情況超星平臺導出圖

圖2 HPLC 任務(wù)點學習超星平臺成績導出截圖

3.2 訓練HPLC 實驗技能和操作方法

在HPLC 實驗課堂教學中，重點訓練樣品的稱量和前處理、流動相配備、過濾膜的選擇和過濾操作、色譜柱安裝與拆卸、色譜操作軟件的使用、色譜柱平衡及沖洗、色譜運行條件的優(yōu)化、色譜圖的處理與計算。學生經(jīng)過前期線上學習，在實驗過程中4 人一組，各組自行協(xié)商分工，在給定的四個實驗內(nèi)容自行選擇其一，按照實驗講義完成各實驗步驟，在實際操作過程中，利用前期積累的色譜理論知識，根據(jù)得到的色譜圖峰形、保留時間優(yōu)化色譜條件，從而達到理想的檢測結(jié)果。在實驗過程中，學生各組自行操作，教師全程陪同及時指導并糾正錯誤的地方。通過該模式，學生自主操作，自主探索、反復(fù)訓練、提高了學生進行實驗探究的興趣，加深了對HPLC 儀器操作技能的掌握。在這一過程中，學生將色譜理論知識充分運用到HPLC 實驗分析中，可以訓練學生的創(chuàng)新思維和解決實際問題的能力，為其將來從事相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。

4 改革實驗課的考核機制，建立全方位的考核體系

學生在線學習為分散教學模式，學生利用課余碎片時間自行完成，不同學生學習態(tài)度、學習方法和關(guān)注的學習內(nèi)容之間存在較大差異，因此，通過探索課程成績評定模式，促進學生自主學習，提高學生參與學習的積極性，達到線上線下相結(jié)合客觀公正地評價學生學習情況的目標。將HPLC 實驗課程成績分為課前線上線下預(yù)習、課中隨堂測試和期末成績?nèi)糠郑ㄒ姳?），成績分別占比25%、25%和50%，課前預(yù)習成績包括完成HPLC 實驗室安全知識學習和線上測試、觀看課程視頻、拓展閱讀、實操模擬這些設(shè)置任務(wù)點，課中單元測試以線上限時作答模式進行，考察HPLC 理論知識、HPLC 儀各單元部件結(jié)構(gòu)、流程以及操作要點；期末成績?yōu)閷嶒瀳蟾?，包含實驗預(yù)習記錄、實驗過程記錄和結(jié)果分析與討論三部分，各自占比20%、30%和50%。

表1 實驗課成績計分方法

5 結(jié)語

傳統(tǒng)的高效液相色譜實驗教學模式為統(tǒng)一的實驗項目，固定的色譜實驗條件，學生在實驗過程中完全按照實驗講義操作，得到統(tǒng)一的色譜圖。實驗結(jié)束后，對于色譜運行條件給實驗結(jié)果造成的影響，學生仍然一知半解，在面對新樣品時將無法開展色譜分析。針對這些問題，對傳統(tǒng)高效液相色譜實驗教學進行改革，利用超星學習通平臺建立線上資源，解決學生自主學習積極性不高，學習興趣不足的問題；采用線上線下相結(jié)合的混合式教學法，提高了實驗效率，解決大型儀器設(shè)備臺套數(shù)和學時少對實驗教學的限制；將科研項目引入實驗教學中，解決了實驗內(nèi)容陳舊、單一、綜合性和設(shè)計性不夠的問題。

通過本次HPLC實驗教學改革，強化了學生自主學習能力，拓寬了學生實踐操作高效液相色譜大型儀器的機會，增加了高效液相色譜儀對本科生的開放度，全面提高了制藥本科實驗教學質(zhì)量。