著眼于大學畢業生就業的“色譜分析”教學改革探討

王曦燁

[摘 要]“色譜分析”作為一門實用性很強的工具學科，是高等院校化學專業的基礎課。針對此課程教學中存在的學生實際操作能力差、學生本科畢業后的能力不能滿足用人單位實際需要等問題，可以對課程的教材、實驗等方面進行改革，進一步提高教學質量和教學效果。

[關鍵詞]色譜分析 教學改革 教材改革

[中圖分類號] O657.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）16-0151-02

“色譜分析”是內蒙古民族大學本科生的一門學位課程，也是一門非常重要的應用技術，化學化工專業、生命科學專業、蒙醫藥專業的本科生在其畢業論文中都不同程度地涉及色譜分析技術。因此，在目前教學內容增加、學時數減少的大趨勢下，必須對現有“色譜分析”課程的教材、實驗課教學等方面進行改革，這樣才能使學生畢業后在工作崗位上的激烈競爭中站穩腳跟。

一、改革的原因及背景

色譜法是分析化學中發展最快、應用最廣泛的一門技術，作為一種多組分混合物的分離、分析強有力的工具，經過一個多世紀的發展，色譜分析從理論到技術都取得了突飛猛進的發展，極大地拓寬了其研究與應用領域。目前，色譜法在輕工、石油、環保和醫藥等幾乎所有科學領域內得到廣泛應用，為信息科學、生命科學、環境科學等新興學科的發展做出了重要貢獻。但是必須看到，現行的“色譜分析”課程教學中存在諸多問題，導致了學生畢業參加工作后需要重新進行上崗培訓的尷尬局面。針對以上問題，廣大教學工作者在多媒體改革[1-2]、實驗課改革[3]等方面都提出了寶貴意見，但關于教材方面的改革卻鮮見報道。

二、教材內容的改革

（一）可以精簡的內容：柱色譜、紙色譜、薄層色譜

柱色譜是指將固定相放在玻璃、不銹鋼、石英管中，該管子叫色譜柱，這種色譜法叫柱色譜；如果固定相是一張紙，并在上面涂以固定液，一般就是在紙上吸上水，成為紙上的固定液，當然要有一定的處理方法，利用紙上吸的水，再用另一種溶劑作沖洗劑，這種方法叫紙色譜；將固定相均勻地涂在玻璃或其他材料的平板上，形成一個固定相的薄層，用來進行色譜分離，稱為薄層色譜。這三種色譜法原理簡單，操作簡便，在色譜發展過程中曾起到過舉足輕重的作用，但隨著時間的推移，這些方法由于自身的弊端已經遠遠無法滿足實際分析工作的需要，并逐漸被新技術所取代。基于此，我們必須看到，目前色譜分析教材中，這些內容依然占有很大比重，某些教材甚至將三種色譜法分為三章分別作重點介紹，導致了本來的非重點內容在理論課、實驗操作、結業考試中都成為重點內容，牽扯了學生很大一部分精力。作為一門以技術應用為主的學科，教材內容應圍繞實際應用展開教學。

（二）必須重點介紹的內容：反相色譜

反相色譜是指流動相的極性大于固定相的分離體系。反相色譜最常用的固定相是C18、C8和苯基鍵合相的填料，流動相通常是水或緩沖液與極性有機溶劑甲醇、乙腈的混合溶液。反相色譜的分離機理主要基于被分離溶質與固定相疏水作用力的差別。反相色譜是分離大多數常規樣品的首選分離模式，該模式比其他液相色譜模式的普適性更好，更方便，獲得令人滿意的最佳分離效果的可能性更大。因此，反相色譜法在制藥廠、科研院所、醫院等行業應用極為廣泛，化學專業本科生畢業后無論找工作或考研，反相色譜法都是必備的基礎知識。但在現行的教材安排中，反相色譜一般被并入高效液相色譜這一章中，由于這一章本身所含知識點較多，需要先后介紹高效液相色譜法的歷史、基本理論、高效液相色譜儀的構造，最后才能講到不同的色譜分離方法。而在這部分內容中，反相色譜法又與正相色譜法、離子交換色譜法、體積排阻色譜法等一同介紹，這樣的安排絲毫不能突出反相色譜法的核心地位，往往被學生所忽視。綜上所述，反相色譜法在高效液相色譜法這一章中必須被凸顯出來，內容無論從深度或廣度方面都要有所提高，與實際應用相關的內容比例應該加大，或者干脆將反相色譜法作為獨立內容另外開設一章課程都不為過，只有這樣的課程安排才能取得令人滿意的教學效果，使學生在未來就業過程中真正做到學以致用。

（三）新增的熱點內容：超高效液相色譜、高速逆流色譜

近年來色譜技術得到快速發展，超高效液相色譜、多維色譜、集束式毛細管等技術已經商品化。然而，目前的色譜分析教材內容更新速度過慢，不僅不利于教師對色譜新理論、新方法的接收與傳播，還會導致學生就業后對新的色譜儀器一無所知。因此，在單獨的一個章節中對近年來新出現的具有代表性的色譜法做詳細的介紹是十分必要的。在這里重點推薦兩項新技術，分別是超高效液相色譜和高速逆流色譜。超高效液相色譜是一種采用小粒度固定相的色譜技術，與傳統高效液相色譜相比，具有分離度高、分析速度快、高靈敏度等優勢，一般與四級桿飛行時間質譜聯用，多用于代謝組學分析及其他一些生化領域，在天然產物的分析方面也逐漸興起；高速逆流色譜是一種連續高效的液液色譜分離技術，不用任何的支撐物或載體，而是利用兩相溶劑體系在高速旋轉的螺旋管內建立起一種特殊的單向性流體動力學平衡，其中一相做固定相，另一相做流動相，在連續洗脫的過程中能保留大量固定相，具有樣品無損失、無污染、高效、快速和大制備量分離等優點。

（四）不應被切割的內容：色譜分析儀器簡介、色譜的定性和定量分析等

介紹一種色譜分離方法的合理順序應該是：色譜法基本理論→色譜儀器的構造→定性定量分析→儀器的應用實例。目前，許多教材對以上四部分內容的切割顯得比較隨意，例如，有的教材將“色譜儀器的構造”從各章中挖出去，單獨開設一章“色譜分析儀器簡介”，有的教材將“定性定量分析”從各章中挖出去，單獨開設一章“色譜的定性和定量分析”，更有些教材將以上四部分內容分成四章獨立介紹。縱然許多色譜分析教材的作者有自己的出發點和目的，但內容的過分切割對教材的整體性而言確實是弊大于利。因此在教材內容編排的先后次序上，只需在某章中對某一色譜法的四部分內容按順序做一一介紹即可。

三、實驗改革

色譜分析是一門實驗性、技術性很強的學科，實驗教學是色譜分析課程的重要組成部分，但是，目前很多高校存在著重教學、輕實驗的現象，這個問題對學生未來的就業前景是很不利的。只有經過嚴格的訓練，不斷提高學生的實驗能力，培養學生掌握規范性的實驗操作技能，更要注重培養學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，才能使學生具有一個合格大學畢業生的基本素質和創新精神。

（一）重視驗證性實驗的教學

色譜分析實驗中的毛細管氣相色譜實驗、氣-質聯用實驗、高效液相色譜實驗、液-質聯用實驗、超高效液相色譜-四級桿飛行時間質譜實驗所涉及的儀器都非常昂貴，這就要求學生在實驗前一定要認真預習，聽從老師講解實驗過程及儀器操作規范，實驗過程中認真操作，實驗后認真、真實地記錄實驗數據，完整地寫出實驗報告。例如環己烷-苯混合物的氣相色譜分析實驗，通過將混合物試液各組分色譜峰的調整保留時間與已知純樣進行對照，對各色譜峰所代表的組分做出定性判斷，對學生重點講述熱導池檢測器的工作原理，使學生掌握儀器的操作。

（二）在實驗過程中培養學生的創新能力

教師要通過開展設計性試驗來提高學生的基本科學研究素質。教師指定題目，學生自己查閱相關文獻，寫出實驗方案，經教師審閱批準后，學生即可進入實驗室試驗，甚至可以自主選擇高效液相色譜法或超高效液相色譜法進行實驗研究。這樣，通過設計性實驗，同時培養了學生的查閱文獻能力、分析問題和解決問題的能力、動手能力，使學生了解了科學研究或藥物制備的基本過程，極大地激發了學生的興趣，為學生未來的發展打下了良好的基礎。

四、增加校外專家舉辦的學術報告次數，鼓勵學生參加

幾年來天然產物化學及代謝組學的迅猛發展，對色譜技術提出了更高的要求。因此，針對這方面的需要，我校先后購置了液相色譜-電噴霧離子阱質譜、超高效液相色譜-四級桿飛行時間質譜、制備型液相色譜等大型儀器設備。雖然學校在大型儀器設備上投資的經費在逐年提高，但由于地理位置的局限，在人才與科研方面與國際水平相差甚遠，與國內先進水平相比仍有不小差距。因此，在條件許可的情況下，邀請了國內外色譜研究方面的專家到我校舉辦反映色譜技術發展前沿的學術報告，通過學術交流讓學生及時掌握色譜學方面的最新動態和科研成果，并把已學的理論知識與最新的發展技術結合起來并消化吸收，為他們將來應用到藥物分析等相關領域的研究打下基礎，同時拓寬了學生的視野，提高了畢業論文的質量，為學生未來的就業創造了良好的條件。

[ 注 釋 ]

[1] 戴云.基于CAI課件的《色譜分析》教學模式設計及實踐[J].云南民族學院學報（自然科學版），2002（3）：179-181.

[2] 朱金花，田淑芳，劉繡華.研究生“色譜分析”教學中的一些思考[J].廣州化工，2011（22）：126-128.

[3] 王嶺，孫曉然，趙艷琴，等.色譜分析實驗課程教學改革探討[J].唐山師范學院學報，2013（2）：108-109.

[責任編輯：鐘 嵐]