王 翔，段海明，鄒長明，趙建榮，王 艷，范行軍，孫冰清，孟凡德

(安徽科技學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，安徽 鳳陽 233100)

儀器分析課程是化學(xué)化工及相關(guān)專業(yè)本科生必修的基礎(chǔ)課程之一[1]。儀器分析在日常工作生活以及科學(xué)研究中都有著極為重要的作用。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)掌握科研和日常社會生活所需儀器的使用原理及方法，進(jìn)而運(yùn)用所學(xué)理論和實(shí)踐內(nèi)容對實(shí)驗(yàn)研究方案進(jìn)行制定，從而解決科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會和環(huán)境等方面的問題[2]。但目前儀器分析課程中仍存在著許多問題，如教學(xué)內(nèi)容較為滯后、理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相脫節(jié)、教學(xué)效果不好等。因此，在應(yīng)用型高校培養(yǎng)人才的需求下，將從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面對環(huán)境工程專業(yè)的儀器分析課程教學(xué)進(jìn)行改革與實(shí)踐[3-4]。

1 儀器分析教學(xué)中存在的問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容滯后

我校環(huán)境工程專業(yè)的儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容主要為色譜分析、電位分析、光譜分析三大方面內(nèi)容。其中色譜分析包含氣相和高效液相色譜；光譜分析包含原子吸收、原子發(fā)射和紫外吸收光譜分析。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容存在著明顯的不足，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是課程內(nèi)容繁雜，章節(jié)之間內(nèi)容重復(fù)較多，如氣相和高效液相色譜分析中，其原理是相通的，但在章節(jié)的授課安排中由于其分為兩個(gè)章節(jié)，對于其原理的講授會有重復(fù)。并且教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)不突出，導(dǎo)致課程內(nèi)容體系不夠完善；二是現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與一線生產(chǎn)的需求結(jié)合不夠緊密，培養(yǎng)的學(xué)生動手能力不足，不能滿足產(chǎn)業(yè)的要求；三是由于大型儀器設(shè)備價(jià)格昂貴且設(shè)備臺套數(shù)較少，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏研究性、綜合性和探索性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)的學(xué)生創(chuàng)新能力不足。

1.2 理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相脫節(jié)

儀器分析是一門理論與實(shí)踐結(jié)合性很強(qiáng)的課程[5]。學(xué)生在掌握儀器分析理論知識之后，需要培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛻?yīng)用能力。在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方面，教師只是簡單講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作步驟和使用設(shè)備注意事項(xiàng)等內(nèi)容，如色譜分析的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，由于氣相色譜儀和高效液相色譜儀價(jià)格昂貴，其臺數(shù)僅有1～2臺，且由于操作不當(dāng)極易造成儀器的損壞，維修較難且昂貴。故學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中往往操作機(jī)會不多，只能觀摩教師的講解和演示過程，在教師設(shè)置好的程序中機(jī)械性地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不能拓展學(xué)生解決問題和分析問題的能力，無法把基礎(chǔ)理論和儀器操作緊密的結(jié)合起來，不能起到培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，創(chuàng)新性實(shí)踐的作用。

1.3 教學(xué)方式單調(diào)

儀器分析課程內(nèi)容繁多，在理論課堂上，普遍的教學(xué)手段是教師利用板書或多媒體課件對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行講解，內(nèi)容龐雜且枯燥，學(xué)生難以理解，課堂上不能及時(shí)消化吸收，影響學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致學(xué)習(xí)熱情不高，學(xué)習(xí)效果不理想。在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，多為演示性實(shí)驗(yàn)為主，教師按照參考書和操作說明書上內(nèi)容照本宣科，進(jìn)行灌輸式演示，學(xué)生只能進(jìn)行了解性和被動性學(xué)習(xí)，極大地影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2 儀器分析理論與實(shí)踐教學(xué)改革措施

2.1 以實(shí)際需求為導(dǎo)向，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

儀器分析課程內(nèi)容具有知識面廣、知識點(diǎn)抽象、內(nèi)容繁雜等特點(diǎn)。因此，儀器分析課程的教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同專業(yè)的性質(zhì)、實(shí)際應(yīng)用及就業(yè)需求進(jìn)行適當(dāng)精簡，注重教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性。根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，整合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建儀器分析課程體系，合理取舍，明確重點(diǎn)和難點(diǎn)，突出光譜分析、色譜分析和電分析三大塊內(nèi)容，適當(dāng)補(bǔ)充學(xué)科前沿知識，擴(kuò)大學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，教學(xué)內(nèi)容要與產(chǎn)業(yè)需求緊密結(jié)合，要對接當(dāng)前社會對于儀器分析的主流需求，注重學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，提升學(xué)生的基本素質(zhì)和能力。

2.2 以能力培養(yǎng)為核心，改革課程教學(xué)方法

儀器分析課程主要講授儀器設(shè)備的工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，有一定的抽象性，若僅依靠傳統(tǒng)的教學(xué)手段及方法對學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容有一定的困難[6]。隨著智能化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可以發(fā)揮線上和線下的教學(xué)優(yōu)勢。課前，教師將線上的各種優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源上傳至“學(xué)習(xí)通”等學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生可以通過這些資源提前了解儀器構(gòu)造、工作原理和工作流程等內(nèi)容；課上，改變傳統(tǒng)講課方式，采用答題、討論、答疑以及翻轉(zhuǎn)課堂等互動方式，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，提升課堂教學(xué)效果；課后，通過課后習(xí)題掌握學(xué)生對知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況，并通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺對有疑問的知識進(jìn)行答疑解惑。為了加深學(xué)生對儀器設(shè)備的了解，可以在上理論課之前進(jìn)行儀器設(shè)備的參觀，使學(xué)生對相關(guān)儀器設(shè)備有一定的印象，從而加深對于儀器分析課程的理解。

在實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中，建立課前預(yù)習(xí)指導(dǎo)和學(xué)習(xí)平臺。教師提前制作實(shí)驗(yàn)儀器操作視頻或微視頻，發(fā)布到相關(guān)的學(xué)習(xí)平臺、微信和QQ群里，讓學(xué)結(jié)合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，利用空閑時(shí)間學(xué)習(xí)，提前對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有一定的了解。在自主學(xué)習(xí)逐步取代傳統(tǒng)課程的情況下，針對每個(gè)儀器的使用，可以依據(jù)課堂所學(xué)知識，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在教師的指導(dǎo)下自主設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過程中，需要對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做充分的預(yù)習(xí)，在實(shí)施過程中，盡量避開對儀器的錯誤操作。如色譜分析的實(shí)踐教學(xué)，可以讓同學(xué)們根據(jù)理論課堂上對氣相色譜儀和高效液相色譜儀的原理學(xué)習(xí)，通過視頻先進(jìn)行使用方法的預(yù)習(xí)，再有針對性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)樣品并對樣品進(jìn)行檢測方法的設(shè)計(jì)，最終形成實(shí)驗(yàn)方案初稿，與教師進(jìn)行討論形成定稿，將學(xué)習(xí)延伸至課堂外。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案過程中教師需對整個(gè)方案進(jìn)行把關(guān)，避免錯誤的發(fā)生，學(xué)生也在自主設(shè)計(jì)方案的過程中進(jìn)一步對所學(xué)知識進(jìn)行鞏固，也更提高了學(xué)習(xí)的積極性。在這個(gè)過程中學(xué)校和教師要積極為學(xué)生創(chuàng)造適宜的環(huán)境，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

2.3 以實(shí)踐訓(xùn)練為重點(diǎn)，強(qiáng)化課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)

儀器分析課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和前沿性，教師需將最新的科研進(jìn)展和科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源用以開拓學(xué)生視野。因此，其實(shí)踐教學(xué)對于課程的學(xué)習(xí)效果具有舉足輕重的作用。在實(shí)踐教學(xué)課程設(shè)計(jì)中，必須增加綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比重。在綜合創(chuàng)新性實(shí)踐訓(xùn)練中，可以圍繞生產(chǎn)實(shí)際、教師科研課題和大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目等展開設(shè)計(jì)。學(xué)生通過直接參各類科研課題，既能鞏固所學(xué)理論知識，又能通過對科研課題的深入了解，提高分析問題、解決問題的綜合能力。在完整的科研實(shí)踐訓(xùn)練中，既包括了實(shí)驗(yàn)檢測分析這一個(gè)部分，又包括了樣品制備、方案設(shè)計(jì)、分析檢測和數(shù)據(jù)分析一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)流程。

2.4 優(yōu)化課程考核方式，實(shí)行多元化考核

考核方法應(yīng)包括教學(xué)過程和結(jié)果的考核。儀器分析課程實(shí)踐性較強(qiáng)，考核不僅僅需要考察課程理論知識的掌握情況，對實(shí)驗(yàn)技能和學(xué)習(xí)過程的考核應(yīng)更加重視。因此，可以將課程考核標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整為：理論考核成績、實(shí)驗(yàn)考核成績和平時(shí)考核成績的占比分別為40%、40%和20%。實(shí)驗(yàn)考核成績中除實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績外，還包含過程性考核，考察學(xué)生對實(shí)驗(yàn)技能和儀器操作的掌握情況。通過增加實(shí)驗(yàn)成績考核比例，讓學(xué)生更加重視實(shí)驗(yàn)課程，加大對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。這種考核方式不僅可以全面地考核學(xué)生對于儀器設(shè)備的操作能力，還能考察學(xué)生對儀器分析基本原理等知識的掌握和運(yùn)用。

3 結(jié) 語

儀器分析不僅在化學(xué)化工等相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究中起著重要的作用，還對社會發(fā)展具有重要意義。本文針對儀器分析教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)等幾個(gè)方面存在的問題進(jìn)行改革與探索，注重加強(qiáng)對學(xué)生重視知識、掌握知識的綜合運(yùn)用能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在儀器分析教學(xué)過程中，應(yīng)盡量采取較為豐富多樣的教學(xué)方法和手段，增加學(xué)生動手操作機(jī)會；結(jié)合教師的科研項(xiàng)目及學(xué)生的各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性及自主學(xué)習(xí)知識的的能力，逐步提升學(xué)生的綜合素質(zhì)以適應(yīng)和達(dá)到社會用人的需求，達(dá)到應(yīng)用型高校培養(yǎng)人才的目的及要求。