摘要:为实现创新性药学人才的培养目标，在仪器分析实验课程教学体系中增加综合性、设计性实验项目。运用虚拟教学和启发式教学手段，内容紧贴科研和实际应用。按科研训练的思路实施实验教学，使学生在教学中获得科研项目经验，促进了学生创新和实践能力的培养。
关键词:综合性设计性实验;药学人才;创新性
仪器分析是在分析化学学科第二次重大变革过程中发展起来的，其内容繁多，各种自动化、智能化和微型化的分析仪器及相关的新技术、新方法不断涌现［1-2］，这对其他学科的卓越发展具有重大作用。仪器分析课程是药学类学科的重要基础课程之一，学生通过这门课的学习和训练，掌握重要仪器的基本原理、使用方法和实验技巧，这些技术将延伸至药学的各个领域并发挥重要作用。当前各国最新版的药典中很多分析方法都是基于仪器分析方法提出的［3］。2015年12月，教育部《关于做好2016届全国普通高等学校毕业生就业创业工作的通知》指出:各地根据人才培养定位和创新创业教育目标要求，促进专业教育与创新创业教育有机融合。如何将药学专业教育与创新创业教育有机融合［4-6］，一直是笔者思考的问题。因此，探索在仪器分析实验课中开设新类型的综合性实验课程，对学生的创新创业能力培养进行积极有效的实践。
1仪器分析实验课程目前存在的问题
1.1验证性实验无法满足现代教学要求
随着时展，验证性实验内容为主、教师讲授学生操作的被动教学形式已经无法满足现代教学要求。课堂教学在保证完成实现高等教育总体目标和要求的基础上，注重培养学生的实践能力、创新思维、创新能力。使学生课堂内外都能长见识，增才干，增强创新意识，培养实践能力和创新能力［7-9］。作为非常重要的基础课程，仪器分析课程也应探索综合性、设计性实验内容，丰富实验教学内容。
1.2学生实验学习过程被动，缺少有效思考
验证性实验内容为主的教学形式，往往是教师讲解操作、学生按步骤执行，遇到问题教师协助解决，学生完成实验报告的形式。随着互联网、多媒体的应用，各种课件学生随处可以获取。这既给他们提供了方便，也造成了部分学生不思考、完全依赖教师，假如某些课件有错误，他们也糊里糊涂照做不误。实验结束后，到底做了什么，完全没有印象。
1.3教学与科研的脱节问题
长期以来，仪器分析实验教学项目的设置都是每个独立的实验内容，实验教学着重培养学生掌握实验技术和学会使用仪器［10-11］。学生上完课后不能完全掌握知识的连贯性，不去深入了解机理，不清楚“为什么这样做而不能那样做”，这严重限制了学生的创新性。在科研阶段的工作这种缺点也比较突出，如只知道照着文献重复，对于一些不符合文献的实验结果，找不到原因，因而没有自己独立思考的部分，也就缺乏创新。因此，教师在教学中应加强这方面的训练。
1.4学生惧怕失败、缺乏交流，合作精神不强
信息时代互联网的普及，使得90后大学生从小就接收着海量的信息，他们喜欢独立的观察和认识，对待事物有着自己的看法和见解［12-13］。但同时，90后的一代绝大部分是独生子，生活在“四二一”的家庭模式下，由于长时间在家人的宠爱中，90后的学生在步入大学后，团队合作的能力、与人分享的能力较差。在涉及合作项目的实验教学中，一旦出现失败，往往不能正确对待自己或他人的失误，依赖教师寻找原因，或是漠视失败，不愿意跟同学交流分享经验，这对以后的学习和生活都极为不利。
2针对“创新性药学人才培养”的综合性实验应用
复旦大学药学院实验教学一直致力于改善实验教学硬件条件，以硬件带动软件、软件教学促进硬件教学的模式进行改革，经过几年的探索与实践，获得了较好的教学效果。2017年，学院利用仪器分析实验增加学时的契机，结合实验教学中心的场地、设备和网络资源，精选实验内容，采取经典实验、设计型和创新性实验内容相结合的方式，引入人民卫生出版社的《分析化学实验指导》(第四版)［14］中“四种结构类似化合物的区分鉴定”实验项目，并对内容进行了修改，开设了“四种结构类似化合物的红外光谱鉴别”“四种结构类似化合物的紫外光谱测定设计”等一系列综合性新实验。
2.1虚拟实验与真实实验操作结合的四种结构类似化合物的红外光谱鉴别
2.1.1实验目的与要求
(1)通过虚拟实验熟悉溴化钾压片法制作固体试样和红外光谱仪的操作方法。(2)通过真实实验熟悉傅立叶变换红外光谱仪的使用方法。(3)了解结构类似化合物在红外光谱中的区别。
2.1.2实验原理
红外吸收光谱是由分子振动－转动能级跃迁而引起的，化合物中每个基团都有几种振动形式，在中红外区相应产生几个吸收峰，因而特征性强。学生通过计算机或手机操作，在虚拟实验室中完成实验，可以模拟真实实验发生的场景［15］。
2.1.3实施方法
(1)学生每4人一组，每组1个化合物，化合物分别为非那西丁、对乙酰氨基酚、乙酰水杨酸和水杨酸，结构分别见图1和图2。(2)学生按学号登录学院实验教学中心网站etcps.fudan.edu.cn/下面的虚拟实验教学版块，进行红外光谱仪使用的预习练习，包括思考题和动画操作部分。(3)课上教师按小组提问非那西丁、对乙酰氨基酚和乙酰水杨酸、水杨酸结构上的区别，推测对应红外光谱图上应有官能团位置、官能团的区别。(4)学生进行压片、红外光谱仪真实操作，根据得到的光谱图，与标准谱图进行比较，匹配度是否满意?主要官能团与结构类似化合物进行比较，区别在哪里?(5)完成实验报告。
2.2四种结构类似化合物的紫外光谱测定设计与实施
2.2.1实验目的与要求
(1)通过实验熟悉紫外光谱仪的使用方法。(2)熟悉紫外光谱标准曲线法的设计原理和要求。(3)了解四种物质的紫外光谱图和不同溶剂对紫外光谱图的影响。
2.2.2实验原理
紫外－可见光谱是研究物质在紫外－可见光区的分子吸收光谱。当不同波长的单色光通过被分析物质时能测得不同波长下的吸光度或透光率，在一定范围内，以吸光度A为纵坐标对横坐标波长λ作图，可获得物质的吸收光谱曲线。
2.2.3实验实施
(1)学生每4人一组，每组1个化合物，化合物分别为非那西丁、对乙酰氨基酚、乙酰水杨酸和水杨酸。实验要求如下:查阅文献，进行总结汇报，包括实验题目、所用仪器(紫外仪器)、溶剂、溶液浓度、扫描范围等有扫描图谱电子版更佳。(2)学生以组为单位查阅文献，总结成PPT课件形式，在规定时间上传至课程E-learning电子作业区，教师初步对汇报结果评价反馈，学生修改。(3)课上学生按修改过的PPT课件进行现场汇报，教师提建议，学生共同分享。(4)学生按PPT课件实施实验，修改方案或是按计划执行。用仪器绘制出该物质在文献记载溶剂中的紫外吸收曲线图;根据该溶剂紫外吸收曲线图，找出最大吸收波长λmax，然后按要求作一条满足线性要求的工作曲线。(5)记录实验结果，学生按照学院对研究生的实验记录要求完成实验报告，进行分析。
3按科研训练的思路实施实验教学
笔者对教学实验项目进行了梳理，寻找与科研训练衔接更好的方式，发现实验课程实施可改为三个阶段。
3.1经典验证性实验内容做基础
保留经典的验证实验内容，但是在这部分工作中增加与科研相关的条件考察实验。在仪器分析实验中，一般每组2人合作完成，数据共享。2个人完成相对简单的实验内容是比较容易的，但对于条件筛选考察这种重复性大、耗时、技术含量相对少的实验项目，2个人的力量就薄弱了。因此，这类内容安排由全班去完成，大组下面有小组，既满足了条件筛选需要数量足够多的样本、教学时间需要得到了扩充、各组又达到训练的要求。跟以前比，学生不会只关注个人的实验结果，而是综合全班的实验数据才能得出结论，既训练了学生实验技能，使他们对分析实验中的数据统计和偶然性因素都有了理性认识，也对科研工作的态度更加端正了。
3.2自行设计和实施综合性实验做提高
如何将科研工作开展具体化?自行设计和实施综合性实验训练正好满足了这个要求。教师将大原则提供给学生，学生按要求设计实验并自行操作，学生通过查找文献－汇总－做书面汇报－教师反馈－修改－实施，在实施过程中发现学习的薄弱环节。如有的文献中，精密称取对照品0.5g，这在实际工作中是非常浪费的行为。教师在修改时就会提出建议，能否减少对照品用量?现阶段的天平称量范围，多少称量合适?这样溶剂也会跟着减少，避免不必要的浪费;有的文献对于简单样品采取加显色剂、加热等复杂方式进行紫外扫描，可以引导学生思考这样做的目的在哪里?能否用更简单的实验替代?水溶性溶剂如水、0.1mol/L氢氧化钠溶液、0.05mol/L硫酸溶液和醇溶性溶剂如乙醇、60%乙醇对紫外吸收曲线是否有影响?使用紫外仪器做工作曲线时，需要考虑的因素是什么?吸光度溢出范围是否还成线性?这一过程完全模仿研究生阶段的思考和实践学习，而非那西丁、对乙酰氨基酚、乙酰水杨酸和水杨酸这四种化学品价廉易得，且结构两两相似，正好可以作为对比训练同时使用，丰富实验内容。知识点由原来的一个变为很多个，综合训练了学生的动手能力，更能引起学生探究知识的兴趣，对实验的印象也更深。
3.3口头汇报和书写报告做总结
改革前的实验报告完全是课件的翻版，学生对完全照课件书写的报告很难留下深刻的印象。经过“自行设计和实施综合性实验”教学训练，制作课件需要查阅文献，进行提炼总结，然后才能做汇报。汇报后的实施过程中还会有意想不到的事情发生，如何解决?如何有更优的解决方案?优缺点的比较，完全是自发的行为。这些都加深了学生对实验报告的印象，在整理数据的过程中，运用科学术语和流程进行总结，又一次训练了他们全面的汇总能力。
4结语
参加仪器分析实验的药学专业学生一般为大学二年级，他们对专业很感兴趣但知识又不够深入，在学习过程中充满好奇，尤其对先进仪器充满了解他们性能和用途的热情，然而学时和实验条件有限，因此，教师必须牢牢抓住如何更好地解决这一矛盾作为切入口。对于仪器紧张的局面，一方面可采取小班化教学，每个实验16～20人，这样仪器数量不必很多;另一方面采取某些实验制作虚拟动画，动画完全按照真实实验的设备和步骤去做，让学生先去预习，既激发了学生的实验兴趣，又可以反复操作，不怕“浪费”各种材料，在真实实验中敢于上手没有畏惧感。综合设计实验内容，通过启发式、对比法等手段，引进文献查阅－整理－汇报－实施等方法开展实验教学，让学生掌握分析类基本实验操作技术，了解仪器分析科学实验的整体研究思路，熟悉各种分析仪器。经过整个实验训练，增加了学生的动手和动脑机会，并较完整地了解数据测量、分析、科研报告写作书写的过程与要求，学生动手和科研实践能力明显提高。在实验过程中，学生自行分工，既锻炼了领导能力，又加强了交流。遇到困难一起面对解决，这组实验结果因时间关系无法下结论，写好总结让下一组继续做，最终的结论由全班整体得出。经过这样的训练，大大增加了学生耐受挫折和团队协作能力，能够科学地对待实验过程中出现的问题，减少焦躁情绪，更愿意去耐心解决问题。经过改革的实验内容，既增加了趣味性，又锻炼了综合性实验技能，相信对学生创新能力的培养更具有指导意义。
作者:姜琳琳 李嫣 郁韵秋 单位:复旦大学药学院