「儀器分析」是面向藥學專業二年級本科生的專業必修課程。2022年，藥學院教授李嫣從郁韻秋教授手上捧過接力棒，成為課程主要負責人。團隊里，李嫣和姜琳琳、方小泥、曾湖烈、鄒艷共同承擔著理論課和實驗課的講授工作。今年課程也入選了上海高等學校一流本科課程。
星期一早晨，方小泥早早來到張江校區第二教學樓2201教室，十幾分鐘後，同學們陸續湧進教室，迅速落座。大家紛紛打開筆記，抓緊這珍貴的幾分鐘溫習知識點，即使沒有正式上課，整間教室也十分安靜。
上課鈴聲響起，方小泥抬頭望向學生們，面帶微笑說：「各位同學好，我們開始上課……」這是「儀器分析」課程再普通不過的一次開場。
線上線下相融合，讓學生成為學習的主體
為了攻破線下理論課堂的重難點「質譜法」，2021級藥學院本科生蓋璽已經在課前認真看過微課視頻，完成線上隨堂測試。「提前預習，聽課就會輕鬆些，」蓋璽笑道，「沒弄懂的地方，也能有針對性地聽老師的講解。」
對蓋璽來說，這門課的自學和預習其實是花費時間最多的部分。
線上線下相結合，讓學生成為學習的主體，是「儀器分析」教學團隊在課程設計上的一個巧思。
2020年，課程開始進行線上資源建設，這期間，線上平台共建立包含理論課及實驗課全部課件、錄屏視頻、隨堂測習題、拓展視頻和鏈接等160個章節，設置105個任務點，上傳90個文檔，發布 130 個視頻，題庫中題目數有近400道。兩年後，「儀器分析」正式運行線上線下混合式教學。
「許多同學都曾經把背誦當作學習這門課程的方式，記憶當然必要，但遺忘也會隨之而來。」李嫣解釋，「儀器分析」課程涵蓋的分析方法比較多，確實很難單純靠記憶掌握。
記得一次考試，李嫣出了一道曾在實驗課中讓學生操作過的試題，「我最初覺得這是『送分題』」，但結果卻和預料的完全相反，「只能達到一半的正確率。」李嫣直呼「不可思議」，接著便開始思考如何解決這個問題。
調動學生思考的主動性或許是解題方式之一——從單純的線下課轉變為線上線下相結合，讓有限的師生互動轉變為即時的隨堂檢測與評估。
此外，李嫣還搭建了一個課程的線上討論區，她的想法很簡單：「能夠提出問題就已經證明在思考了，回答問題則不僅需要理解課堂內容，有時還需要查找一些額外的資料。」
討論區里，學生們有來有回，很是熱鬧。
學期初，2021級藥學本科生劉樂儀在評論區留下了這門課的第一個問題：「儀器分析常常利用電磁波（如光）的特性，實現不同物質的區分與定量檢測，那麼有沒有什麼技術手段是利用機械波（比如聲波）的特性的呢？」不久，便有同學在下面跟帖，指明了電磁波和機械波的區別；另一個同學列舉了一個利用電磁聲波進行物質測定的案例。
幾天後，劉樂儀自己也回復了這個問題，這時，她已經搜索了一些研究聲化學的文獻，她寫到：「聲波雖然在頻率方面大多不如電磁波，但是也有一些自己的特點。」接著，她詳細分享了超聲波空化效應、聲致發光現象在分析化學中的應用價值。
「分析化學家們真是無所不用其極！」劉樂儀感嘆。
理論實踐相融合，讓每一步都源於思考
為了將理論與實踐緊密結合，理論課結束後，實驗課程也隨後跟進。幾間實驗室奏鳴著儀器運轉的「嗡嗡」聲和器皿碰撞的「叮咚」聲。學生們身著實驗白大褂，奔走忙碌著。
李嫣、姜琳琳、方小泥、鄒艷幾位老師在各個實驗室里打轉，以便及時為遇到困難的同學提供指導。學生們的問題稀奇古怪，從意想不到的地方冒出來，李嫣看著這群思考著、討論著的年輕人，很是欣慰。
「我讀書時就跟著老師給的講義一步步做實驗，總的來說不算難。」李嫣回憶，當時並不會主動思考每個步驟有到底什麼意義，「雖然最後的實驗結果都不錯，也能掌握一些基本的實驗操作技能，但卻沒能把理論和實踐有機結合起來。」
通過這幾年的教學實踐，李嫣和教學團隊成員發現：有時候，讓學生親手設計實驗再進行實施，其中產生的一些問題，是單單把步驟嚴謹的實驗講義交到他們手上去操作所發現不了的。
「有的文獻比較理想化，用效果最好的試劑進行實驗，但這可能在現實中不太容易實現。」2021級藥學本科生張桐發現，真正的實驗和文獻資料中寫得很不一樣——需要考慮溶液的pH值是否真的合適，也需要將一些理想性試劑替換成實驗室中更容易獲得的緩衝溶液。
蓋璽補充：「有時，文獻里的操作寫得不太明晰，幾個小組間就會相互交流，看看能不能互相彌補。發現其他小組失敗了，也會相互取取經，掃掃雷。」
實驗現場，文獻不曾提到的難題一個接一個冒出來，蓋璽最開始有點懵，現在也逐漸能迅速冷靜下來尋找解決方法。
「我們會讓學生自己去選擇要用哪些儀器和試劑。」李嫣直言，做實驗很需要思考，要結合實驗室的總體條件選擇儀器，綜合適用性、安全性、毒性、經濟性選擇試劑，這要求學生進行一個相對全面的考量，難度就不小了，「很多學生最終形成的實驗方案可能並不是最理想的，但我很高興，因為至少在上面可以看到他們思考的軌跡。」
李嫣見過不少遇到問題茫然無措的年輕人，作為老師，她衷心希望：「不管學生未來是不是要繼續科研之路，在思考中發現問題、解決問題的能力，都應該從本科階段開始好好地培養起來。」
自主設計與相互討論相融合，讓失敗的實驗充滿意義
為激發學習內驅力、提升創新能力課程在設計上，將自主設計實驗教學與討論式教學相融合。實驗課過程中，實驗師姜琳琳幾乎閑不下來，走到哪兒都會被同學們圍擁起來，實驗中細枝末節的猶疑與困惑，他們都願意和這位溫和耐心的老師分享。
「為什麼？」「你是怎麼考慮的呢？」是姜琳琳最常說的兩句話。這兩個問句領著學生進行思考——要取用這個劑量的溶劑，用這個容量的器皿合適嗎？要讓儀器生成清晰結果，是需要稀釋溶劑嗎，還是需要增加濃度？
「可以！」「試試看！」這兩句話姜琳琳也常說。只要不出現錯誤，姜琳琳和李嫣都鼓勵學生們開拓自己的思維進行創新，發掘自己的道路來完成實驗。「有時，學生的想法比較稚嫩，我們也知道有更合適的方法，」李嫣說，「可有時，創新性的想法會從『岔路』和『彎路』中閃現。」
但是，讓學生自主設計實驗，成功率能高嗎？
「失敗的實驗太普遍了！科研就是會面對很多失敗」姜琳琳笑道，「對於這群本科二年級的孩子們來說，這就更加正常。」
最開始開設實驗課的時候，教學團隊會在課上安排經典實驗內容的重現，這些實驗一般會有比較理想的結果，增加同學們的學習自信心。但事實是，科學道路並不是一帆風順的，科研課題的完成需要耐得住寂寞和堅定的毅力。因此，「儀器分析」的實驗課堂上也會特別安排一些實驗中的「暗礁」，讓同學們學會正視並接受實驗的失敗。
剛開始，許多同學灰心喪氣地和姜琳琳反映，設計實驗時覺得沒那麼難，真正實踐的時候卻發現和想像得很不一樣，「我一看那些苦著個臉的同學，就能大概猜到是在自主設計實驗上受了挫。」
張桐就有過一次極為曲折的實驗經歷，那天，13:30開始的實驗，他們小組不斷地出現問題、分析討論、重做，出現問題、分析討論、重做……直到快17點，才最終做成。那天，實驗室里幾乎沒人了，張桐和組員們才離開。
「當時確實很焦慮，而且有些疲憊，」張桐坦言，「但實驗中，挫折不可避免，多多分析，然後儘力彌補，也是一種收穫。」張桐發現，每次寫完實驗報告，做好分析，下次再設計實驗的過程中，就能少出現一些重複性問題。
姜琳琳見證這群學生逐漸變得「耐挫」，「我跟學生們聊天，他們說實驗好像就是一個不斷的試錯過程，這種認識是挺大的進步，也是每個研究者必備的品質。」因為這門課程並不追求完美的實驗結果，而期待學生們在實驗過程中積累和反思，實現對實驗方案的改進與優化。
「儀器分析」教學團隊里的五名老師都是女性，許多學生都說，聽老師們的課「如沐春風」，老師們「太溫柔了」，「課堂上總是充滿了鼓勵和表揚」。
今年年初，修讀過這門課程的2019級本科生王若珂突然添加了李嫣的微信，打了招呼後，她連發三段話寫到：「您在課堂還有實驗課上表揚過我幾次，我發現原來只要努力，我也可以做到很多事情，也可以先人一步。毫不誇張地說，我是從那個時候開始好好學習，然後一步步走到現在的。」
組 稿
校融媒體中心
文 字
張菲埡
攝 影
張心宇
責 編
趙天潤
編 輯
黃紫鈴
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