Seminar+微課教學法在大四實驗教學中的應用

劉 彥, 李 程, 劉睿思, 律 濤, 蔣 曄

(河北醫科大學 藥學院,石家莊 050017)

0 引 言

大四是大學生鞏固和補足的階段，是學生大學4年學習整合、融會貫通的關鍵環節，更是整個大學學習的點睛之筆[1]。大四學生即將面臨畢業實習、就業或攻讀研究生等挑戰，是對其所學知識的應用能力、實踐水平及創新思維的考驗及驗收，因此，大四是一個集角色過渡性、專業實踐性和創新研究性于一體的整合時期，是大學時期的重要階段。

藥物分析專業學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性、應用性和實踐性，課程內容將多學科有機地融合在一起，知識點多、應用范圍廣，涉及多種實驗方法和實驗手段，且與實際應用及技術發展緊密相關。實驗教學是培養學生實踐能力的載體，而實驗教學模式是實驗教學的核心，對一門實驗課程而言，合理、恰當的教學模式至關重要[2]。因此，如何建立一種新型的實驗教學模式成為最受關注的問題。

傳統實驗教學多是以基礎性實驗、驗證性實驗為主，主要目的是印證、鞏固理論知識，使學生掌握藥學基本的實驗操作技能[3]。對于基礎專業課而言，傳統實驗教學模式有利于低年級學生強化理論知識，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模式雖面面俱到卻無法突出重點，不利于學生真正參與到實驗當中，無法測試其在實驗中對綜合性知識點的理解力，也不利于高年級學生的創新性和應用能力的培養[4]。

因此，為適應該類實驗課程的特殊性，本文以Seminar教學法為基礎結合微課建立一種新的教學模式，主要從以下幾個方面著手進行教學改革：① 除課本、講義外，增加線上實驗視頻等微課作為前期預習資料；② 實驗過程中以學生動手為主，教師指導為輔；③ 擺脫原來“按方抓藥”的基礎模式，實驗結束后增加實驗討論及實驗改進方案，強化理論知識的同時也將各知識點運用到實驗里，發散學生思維，激發創新能力。

1 Seminar+微課教學法

1.1 Seminar 教學模式特點

Seminar 教學模式是以學生為主體的討論模式[5-7]，其與傳統教學模式相比具有以下優勢：① 以學生的需要為本。整個教學過程以學生自主學習為主，將傳統教學的單相傳導模式改為雙向互動模式，有助于激發學生學習的積極性和主動性；② 具有延伸學科的功能，是課程的深化和拓展。在討論模式下教師對學生進行針對性引導，不僅使學生理論與實際相結合，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。Seminar 教學模式的核心是研究問題，它是以學生為主、師生共同討論問題的一種教學方法，其目的在于培養學生主動探索和研究的精神，培養獨立思考和解決問題的能力。

目前，Seminar 教學模式已應用于多種學科的教學實踐中[8-12]，并取得了顯著效果，達到了學有所獲、教學相長的目的。

1.2 Seminar+微課新型教學模式的應用

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，該實驗內容包含了溶液配制、樣品提取、分離、檢測手段的應用及檢測方法設計等，若按照現有的實驗教學模式來設計，樣品提取、分離過程耗時長，對實驗學時、場地及儀器都會造成壓力，且無法突出實驗內容的側重點。因此，本課題結合Seminar教學法及微課模式用于食品安全與檢測的實驗教學實踐，以改善傳統教學模式所面臨的困境。

在Seminar教學法+微課模式下，將每個實驗內容大體分為3部分：① 微課視頻部分。首先將實驗內容制作成微視頻，發布在網站，學生可隨時瀏覽、了解實驗內容，使其充分理解實驗原理、目的、方法等，激發其在預習過程中思考問題；② 實驗操作部分。由教師指導技術性操作，學生親自動手使用各類大型儀器，熟練掌握實驗操作過程，使理論聯系實際，為學生未來工作、科研打下堅實基礎;③ Seminar部分。教師根據實驗內容給出問題,學生自行討論，目的在于對該實驗所涉及理論知識進行強化；拓展思路，依據光譜、色譜等知識提出實驗改進方案，培養創新思維。

2 教學實施過程

2.1 微課視頻內容

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樣器中，待提取檢測。

頂空條件的設置、頂空瓶的位置及頂空進樣器取樣過程，均為微課視頻的重點內容。

2.2 實驗過程

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

記錄色譜圖(見圖1)，并對實驗過程及結果進行討論。

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，當待測物在氣液兩相中達到平衡，定量取氣體進樣測定[13-14]。由此可見，該實驗的核心內容是頂空進樣，而氣相色譜條件也是決定實驗結果的因素之一。因此，以氣相色譜原理、頂空進樣法及實驗結果為出發點設計問題進行討論，使學生深入了解該實驗的設計過程及改良思路。

圖1 樣品色譜圖

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

2.3.2討論模式的設計

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

2.3.3討論成果

通過小組代表發言，可將學生討論結果總結如下：① 通過改變色譜柱極性來改變溶劑峰位置；考察頂空溶劑種類，選擇沸點低于待測物質的頂空溶劑可改變其出峰位置。② 由實驗結果可知，頂空溶劑峰在待測物之后，且峰形寬大，其峰內可能含有高沸點殘留物，導致分析結果失真。因此，通過考察不同類型的頂空溶劑進一步完善該實驗。首先，所選頂空溶劑對待測物有良好的溶解性，在此基礎上選擇沸點較低的甚至不具揮發性的溶劑作為頂空溶劑。

通過查閱文獻[15-16]可知，不具揮發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行完善的創新之處，將作為大四實習課題正式試驗、研究。由此可見，學生通過Seminar教學法討論方式對實驗內容及實驗設計思路有了更深入理解，不僅強化了專業知識，而且激發了創新意識和科研思維。

3 結 語

Seminar教學法+微課模式用于藥物分析專業大四實驗課程，不僅通過微課視頻節約了實驗時間、空間，而且采用Seminar教學法將本科所學專業知識進一步強化、整合，激發了學生的科研思維及創新意識。對于處于大四過渡階段的學生而言，該實驗模式對其后續的學習、科研與工作有重要的指導和示范意義。