“藥物色譜分析”課程教學(xué)中大學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

吳 歡，吳 虹，周 安，張云靜，王 雷，王 丹，張 勇

（安徽中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，安徽合肥230038）

色譜分析是一種物理或物理化學(xué)的分離分析方法，該法是利用某一特定的色譜系統(tǒng)對多組分樣品進(jìn)行分離分析，具有分離效率高、分析速度快、靈敏度高、選擇性好及樣品用量少的特點，已廣泛用于藥品研發(fā)、質(zhì)量控制、生產(chǎn)流通和臨床使用等領(lǐng)域[1]。高等中醫(yī)藥院校開設(shè)的“藥物色譜分析”課程內(nèi)容主要涉及色譜的基本理論（如踏板理論、速率理論、色譜峰展寬的柱外因素、分離度及影響因素等）、基本方法（如薄層色譜法、氣相色譜法、毛細(xì)管電泳法、高效液相色譜法及色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)等）和它們在中藥、化學(xué)藥物、生物藥物和體內(nèi)藥物分析中的應(yīng)用[2]。掌握色譜分離分析技術(shù)已成為衡量藥學(xué)類本科生專業(yè)素質(zhì)的指標(biāo)之一。

筆者針對“藥物色譜分析”課程的特點與要求，構(gòu)建教師引導(dǎo)和學(xué)生探索式學(xué)習(xí)為一體的教學(xué)模式，采用靈活的教學(xué)方法，不斷向?qū)W生滲透創(chuàng)新意識與理念，指導(dǎo)學(xué)生能夠針對不同類型成分、不同類型樣本自行設(shè)計最優(yōu)色譜分離分析方法，積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

1 顛覆灌輸式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在很長的一段時間內(nèi)，我國高等教育都是采取以教師為主體、課本為中心的灌輸式教學(xué)模式[3]，學(xué)生一直處于被動接受狀態(tài)，很少或無法積極主動思考、探索和實踐，因此缺少批判、質(zhì)疑精神，缺乏開拓思維的能力[4]。在大學(xué)生涯中，作為潛能存在的創(chuàng)造性、獨立性得不到尊重和發(fā)展?！皩W(xué)起于思，思源于疑”，疑是打開知識大門的鑰匙，是智慧寶庫的敲門磚。學(xué)生的質(zhì)疑設(shè)問是學(xué)生積極主動的表現(xiàn)。有了疑，就有了求知欲。因此，在教學(xué)過程中引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生質(zhì)疑，讓他們的思維活躍起來，積極主動地思考、探索，才能引領(lǐng)他們通往知識的殿堂。

“藥物色譜分析”這門課程除具有信息量大、知識面寬的特點外，還有很強(qiáng)的應(yīng)用性。那么我們就可以依據(jù)“應(yīng)用”做文章，構(gòu)建以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)方式（Problem Based Learning, PBL），使學(xué)生投入到問題中，通過自主積極探索和相互協(xié)作來解決問題，從而更好地學(xué)習(xí)隱藏在問題背后的相關(guān)專業(yè)知識，逐步形成自主學(xué)習(xí)和解決問題的技能[5]。例如，在講授氣相色譜法測定人血漿中硝酸異山梨酯濃度時，先給出該化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，然后告訴學(xué)生硝酸異山梨酯氣霧劑給藥后血藥濃度很低，最高血藥濃度在10 ng·mL-1以下，那么在復(fù)雜生物基質(zhì)中如何分離分析該痕量藥物呢？檢測器如何選擇？色譜柱如何選擇？內(nèi)標(biāo)如何選擇？設(shè)置進(jìn)樣口溫度、色譜柱溫及檢測器溫度時需要考慮哪些因素？讓學(xué)生依據(jù)已學(xué)的氣相色譜相關(guān)知識和硝酸異山梨酯化學(xué)結(jié)構(gòu)特征對上述問題進(jìn)行分析和討論。

現(xiàn)代色譜分析中有多重技術(shù)手段已成為藥物質(zhì)量控制的重要工具[6]，《中國藥典》中多數(shù)藥物的含量測定、雜質(zhì)檢查都采用色譜分析方法，此外還有化學(xué)法和光譜法，不妨就此請學(xué)生討論色譜分析法與化學(xué)法、光譜法在適用范圍、靈敏度方面的差別，以及它們在藥物分析過程中各自的優(yōu)、缺點。這樣讓學(xué)生成為課堂上的主角，活躍課堂氣氛，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2 培養(yǎng)學(xué)生的邏輯性思維

新知識的提出是建立在創(chuàng)新性思維基礎(chǔ)之上的。創(chuàng)新思維具有很強(qiáng)的求異性，能夠突破固有的思維藩籬，靈活捕獲重要訊息并開放式探尋問題的解決之道。邏輯思維是指思維主體基于感性認(rèn)知對客觀對象的相關(guān)信息進(jìn)行有意識地抽象、推理、加工制作的思維過程。雖然邏輯思維有別于創(chuàng)新思維，但兩者又關(guān)系密切。邏輯思維能助推知識創(chuàng)新找到研究方向，為知識創(chuàng)新保駕護(hù)航。任何一個科學(xué)問題的探索，既需要創(chuàng)新思維的啟發(fā)和催化，又需要邏輯思維的科學(xué)論證與嚴(yán)密推導(dǎo)。

例如在講解復(fù)方丁香吸入劑的氣相色譜分析時，要求分離該復(fù)方中四種主要成分（丁香酚、薄荷醇、龍腦和異龍腦），看到這四種成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)后，學(xué)生能夠判斷出它們都是含有一個羥基和十個碳原子的中等極性烷烴，能根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)特征選擇火焰離子化檢測器，根據(jù)“相似相溶”原理及待測物分子量的大小選擇含有強(qiáng)極性固定液的色譜柱。這些仍不足以較好地分離分析這四種成分，主要是因為薄荷醇、龍腦和異龍腦的化學(xué)性質(zhì)接近，均為含有一個羥基和一個飽和六元環(huán)的單萜類化合物，色譜保留能力接近；而丁香酚則不同，其分子結(jié)構(gòu)中含有的酚羥基和甲氧基與極性固定液的保留能力更強(qiáng)。采用較低柱溫分離時，丁香酚容量因子太大，保留時間過長，峰形嚴(yán)重展寬，靈敏度降低，甚至無法檢測；而采用較高柱溫時，薄荷醇、龍腦和異龍腦因保留能力接近而無法分離。這種情況如何處理呢？動態(tài)改變色譜柱溫是否能達(dá)到主要成分的完全分離？是否還有其他方法能完成分離？學(xué)生分組討論后回答上述問題。在這一師生互動過程中提高學(xué)生邏輯性思維能力。學(xué)生以后遇到類似問題應(yīng)能系統(tǒng)地、綜合地搜集信息，注意各影響因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，以更好的解決復(fù)雜組分分離分析的問題。

3 培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維

發(fā)散性思維又稱求異思維，是指在為解決某一問題進(jìn)行多視野、多側(cè)面和多層次的思考，思維呈多維發(fā)散狀。發(fā)散性思維能力較強(qiáng)的學(xué)生，善于多角度思考問題，對于標(biāo)準(zhǔn)化解決方案常能提出質(zhì)疑，這雖然可能會將課堂討論引向一個非預(yù)設(shè)的方向，但有利于學(xué)生的自由思考，對學(xué)生創(chuàng)新思維的形成起著重要作用。在“藥物色譜分析”教學(xué)過程中，教師應(yīng)善于引導(dǎo)學(xué)生多角度看待問題，為問題的解決探尋多種方案，激發(fā)學(xué)生發(fā)散性思維。例如在講授離子對色譜時，向?qū)W生提問如何采用色譜技術(shù)分析食品中的三聚氰胺，這時學(xué)生往往會形成思維定式，認(rèn)為三聚氰胺屬于強(qiáng)極性化合物，應(yīng)采用離子對色譜法，即在流動相中加入離子對試劑庚烷磺酸鈉，以常規(guī)反相C18 柱進(jìn)行分離分析；這時應(yīng)鼓勵學(xué)生積極思考，除了離子對色譜法之外，還有其他方法嗎？引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，跳出思維定式，是否可以不改變流動相系統(tǒng)，改變固定相系統(tǒng)，采用親水相互作用色譜法來分離分析呢？又或者跳出液相色譜技術(shù)，采用氣相色譜及其聯(lián)用技術(shù)呢？這些開放性問題的提出對培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維大有裨益。

4 培養(yǎng)學(xué)生獨立性思維

具備一定知識儲備且具有思維獨立性的個體能夠依據(jù)自身標(biāo)準(zhǔn)來對客觀事物作出評價與判斷。依賴他人的贊揚或認(rèn)同往往與創(chuàng)新思維背道而馳。因此，在“藥物色譜分析”課程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，就應(yīng)該多鼓勵、多引導(dǎo)學(xué)生獨立思考問題?，F(xiàn)在校園均設(shè)有電子閱覽室，大部分大學(xué)生也都有自己的電腦，查閱資料對他們來說已不是難事。除了與老師、同學(xué)交流外，學(xué)生還可以通過互聯(lián)網(wǎng)獲得相關(guān)信息，與所學(xué)專業(yè)知識作對比，也能找到解決問題的方法。色譜技術(shù)經(jīng)過百余年的發(fā)展，其理論不斷深入，技術(shù)日臻完善，同時，隨著化學(xué)、物理以及現(xiàn)代科技的發(fā)展，色譜儀器及組件不斷進(jìn)步，分離分析能力逐步提升，研究對象也不斷增加，但“藥物色譜分析”（人衛(wèi)版）課本卻未更新新知識、新內(nèi)容，筆者要求學(xué)生對最新的色譜方法（如超高液相色譜、二維色譜、微流控芯片等）的原理及應(yīng)用進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。根據(jù)自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，筆者選擇一種藥物，讓學(xué)生嘗試自行設(shè)計該藥物及其雜質(zhì)的最優(yōu)色譜分離分析方法，有意識地培養(yǎng)學(xué)生獨立性思維，然后，學(xué)生間相互分享自主學(xué)習(xí)內(nèi)容并進(jìn)行討論，不僅拓寬了他們的眼界，也提高了他們解決實際問題的能力。

5 培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新

因驗證性實驗通常是學(xué)生按照講義機(jī)械地操作，在實踐學(xué)習(xí)過程中處于被動角色，不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[7]。為克服驗證性實驗的不足，我們應(yīng)充分利用大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，充分調(diào)動教研室老師申報大學(xué)生創(chuàng)新性實驗，積極引導(dǎo)學(xué)生參與到創(chuàng)新性研究項目中去[8]。指導(dǎo)學(xué)生自行調(diào)研研究背景、查閱文獻(xiàn)和設(shè)計實驗方案；與老師討論后，進(jìn)行實驗條件摸索，作圖并處理數(shù)據(jù)，寫出實驗報告或論文。這樣學(xué)生運用自身所學(xué)、所思和解決實際問題的能力，參與了一個完整的創(chuàng)新性實驗，拓展了視野，激發(fā)了學(xué)生的主動性和對創(chuàng)新研究的熱情。在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與能力的同時，還使實驗室色譜分析相關(guān)儀器資源得到充分利用。

總之，在“藥物色譜分析”教學(xué)過程中，有意識地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，將為他們今后從事色譜分析工作可能遇到的問題提供可參考的解決思路。在今后教學(xué)工作過程中，如何更好地加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將一直是值得探討研究的問題。