馮瑩，曹滿，許敬華，陳永山

［摘 要］ “儀器分析及實(shí)驗(yàn)”是一門理論與實(shí)踐并重的綜合性強(qiáng)且應(yīng)用范圍廣的專業(yè)課程。針對(duì)近年來課程組授課過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題，提出若干教學(xué)改革思路和措施，即形成“學(xué)長(zhǎng)制”教學(xué)理念，設(shè)置“1—X—1”三階區(qū)域化教學(xué)內(nèi)容。其中，“1”為起步階段，講述區(qū)域內(nèi)的共性教學(xué)內(nèi)容；“X”為進(jìn)階階段，重點(diǎn)為區(qū)域內(nèi)的差異性教學(xué)內(nèi)容；“1”為成熟階段，結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，總結(jié)歸納區(qū)域內(nèi)的教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，結(jié)合課程思政，運(yùn)用多元化的教學(xué)方法，將師生雙向考核機(jī)制貫穿于各區(qū)域化教學(xué)內(nèi)容。該教學(xué)改革有效地提升了課程教學(xué)質(zhì)量和專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，為進(jìn)一步增強(qiáng)教師專業(yè)技能、學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

［關(guān)鍵詞］ 儀器分析及實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；教學(xué)體系

［基金項(xiàng)目］ 2021年度泉州師范學(xué)院教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“以習(xí)近平生態(tài)文明思想為指導(dǎo)的環(huán)境科學(xué)專業(yè)課程體系建設(shè)”（JGX2021027）

［作者簡(jiǎn)介］ 馮 瑩（1984—），女，安徽金寨人，農(nóng)學(xué)博士，泉州師范學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事園林植物與生物技術(shù)研究；曹 滿（1977—），女，湖南安鄉(xiāng)人，理學(xué)碩士，泉州師范學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院講師，教學(xué)科研辦公室主任，主要從事教學(xué)管理研究；陳永山（1980—），男，福建漳浦人，工學(xué)博士，泉州師范學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授，副院長(zhǎng)（通信作者），主要從事土壤環(huán)境污染過程與控制技術(shù)研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A［文章編號(hào)］ 1674-9324（2023）11-0065-04［收稿日期］ 2022-05-06

“儀器分析及實(shí)驗(yàn)”是一門理、工、農(nóng)科高校學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有多學(xué)科交叉性、發(fā)展性和前沿性的特點(diǎn)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解不同儀器的測(cè)試原理和結(jié)構(gòu)組成，明確各類儀器的應(yīng)用范圍和主要分析對(duì)象，掌握各種儀器的基本參數(shù)和操作方法，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思辨、分析解決問題的能力，并注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)、良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和求實(shí)的科研精神。

隨著“儀器分析及實(shí)驗(yàn)”課程的重要性日益凸顯，眾多高校化學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品、環(huán)境等專業(yè)均開設(shè)了該門課程。但是該課程也逐漸暴露出一些教學(xué)問題：就教師而言，該課程已成為“燙手山芋”，課時(shí)少且任務(wù)重、理論性強(qiáng)；就學(xué)生而言，該課程是“談之色變”，知識(shí)點(diǎn)難理解且抽象，實(shí)踐少。故而，學(xué)界從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面開展了“儀器分析及實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)改革研究。在理論教學(xué)方面，從教學(xué)理念［1］、教學(xué)方法［2-4］、教學(xué)內(nèi)容［5］等方面逐步開展，如以科學(xué)研究為教學(xué)理念，通過問題為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)，將科研活動(dòng)與教學(xué)結(jié)合起來，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量；提出“以學(xué)生為主”，采用線上線下混合式教學(xué)法優(yōu)化傳統(tǒng)的教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量；分析課程教學(xué)中存在的問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核評(píng)價(jià)方式等方面初步探討改革思路，認(rèn)為更新、完善現(xiàn)代儀器分析課程的理論教學(xué)內(nèi)容將有助于實(shí)現(xiàn)專業(yè)課的育人功能。在實(shí)踐教學(xué)方面，從教學(xué)方法［6］、教學(xué)內(nèi)容［7］兩個(gè)方面展開，如采用“課前預(yù)習(xí)+研討式課程講解”的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，利用多媒體輔助與現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)相結(jié)合的手段優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

總之，圍繞“儀器分析及實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)改革，或從理論教學(xué)方面，或從實(shí)踐教學(xué)方面開展。然而，該課程注重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的重要性，缺乏理論與實(shí)踐綜合的教學(xué)改革，不利于該課程整體教學(xué)質(zhì)量的提升。因此，以環(huán)境科學(xué)專業(yè)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合本學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)和專業(yè)特點(diǎn)，本文分析了目前教學(xué)中存在的問題，從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的角度，提出一些教學(xué)改革思路，以有效提高“儀器分析及實(shí)驗(yàn)”課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，讓它成為師生喜愛的一門課。

一、教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問題

根據(jù)我院環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生培養(yǎng)方案，“儀器分析及實(shí)驗(yàn)”課程在大學(xué)本科第三學(xué)期開設(shè)，即在系統(tǒng)地修完“化學(xué)分析”課程的基礎(chǔ)上，繼續(xù)學(xué)習(xí)掌握儀器分析的原理、方法和應(yīng)用。現(xiàn)歸納近年來“儀器分析及實(shí)驗(yàn)”課程組在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的主要問題，具體如下。

（一）教學(xué)理念落后

課程組在早期的教學(xué)活動(dòng)中采用“以教師為主”的教學(xué)理念。該教學(xué)理念因較少考慮學(xué)生的主體作用發(fā)揮，導(dǎo)致學(xué)生缺乏主動(dòng)性和積極探索的興趣。近年來，課程組采用“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念。該教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)教師是教育的引導(dǎo)者和指導(dǎo)者，學(xué)生是教育的中心體。雖然這一理念充分考慮到學(xué)生的主體作用，但是因?qū)W生的個(gè)體差異性，教師難以有效掌控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和把握學(xué)生的理解程度。

（二）教學(xué)內(nèi)容偏理論

該課程的教材選用的是韓長(zhǎng)秀等主編的《環(huán)境儀器分析》（2018年），無(wú)實(shí)驗(yàn)教材。圍繞培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)由理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩部分構(gòu)成，其中理論教學(xué)32學(xué)時(shí)，教學(xué)內(nèi)容相對(duì)較多，主要介紹儀器工作原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等知識(shí)；實(shí)踐教學(xué)16學(xué)時(shí)，主要開展4個(gè)實(shí)驗(yàn)，包括紫外分光光度計(jì)、X射線熒光光譜儀、高效液相色譜儀、聯(lián)用技術(shù)。就理論教學(xué)內(nèi)容而言，較多的專業(yè)術(shù)語(yǔ)和抽象的專業(yè)知識(shí)，導(dǎo)致教師和學(xué)生“眉毛胡子一把抓”，學(xué)生較難理解生澀的教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生“親密接觸”儀器的實(shí)際操作時(shí)間很少，僅簡(jiǎn)單地跟隨教師的演示操作，難以真正地獨(dú)立解決問題。此外，實(shí)驗(yàn)儀器的缺乏也是造成實(shí)驗(yàn)效果不佳的一個(gè)原因。

（三）教學(xué)方法單一

傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)主要采用“填鴨式”教學(xué)方法，該教學(xué)方法導(dǎo)致課堂氛圍沉悶，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和參與性。同時(shí)，由于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解不透徹，他們?cè)谡n后復(fù)習(xí)和完成作業(yè)時(shí)存在困難。近年來，課題組采用線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等多樣化的教學(xué)方法，雖然在一定程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，但是學(xué)生仍然存在嚴(yán)重的“掛機(jī)”等問題，且教師難以實(shí)時(shí)查控，致使多樣化的教學(xué)方法難以真正發(fā)揮作用。

（四）考核方式不合理

該課程的評(píng)價(jià)體系由平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期中測(cè)評(píng)和期末考試四部分構(gòu)成，其中平時(shí)成績(jī)著眼于過程考核，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的作業(yè)或小測(cè)完成情況，期中和期末考試采用閉卷理論考試的方式。然而，過程考核存在一致性、趨同性的現(xiàn)象，即學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)上搜索作業(yè)題目，不假思索地直接粘貼內(nèi)容，缺少主動(dòng)性的思考。期末考試存在“臨時(shí)突擊”現(xiàn)象，即考試前背誦知識(shí)點(diǎn)或復(fù)習(xí)資料。盡管教師在試卷中設(shè)計(jì)了一定的計(jì)算題和案例題，但學(xué)生對(duì)實(shí)際問題的解決仍停留于死記硬背知識(shí)點(diǎn)上，無(wú)法有效解決試題中提出的問題。這均使得過程考核和期末考試失去了考核的目的和意義。

二、教學(xué)改革的思路和措施

針對(duì)我院環(huán)境科學(xué)專業(yè)“儀器分析及實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)中存在的問題，根據(jù)環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合課題組近年來所做的各項(xiàng)工作，我們特提出“學(xué)長(zhǎng)制”教學(xué)改革的思路和措施，具體表現(xiàn)為以下五個(gè)方面。

（一）“學(xué)長(zhǎng)制”的教學(xué)理念

“學(xué)長(zhǎng)制”的教學(xué)理念是以教師、學(xué)生兩個(gè)主體為出發(fā)點(diǎn)，其中“學(xué)”的主體對(duì)象是學(xué)生，其行為過程是學(xué)生的主動(dòng)性、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)效果；“長(zhǎng)”的主體對(duì)象是教師，其行為過程是教師的教學(xué)方法、教學(xué)效果和教學(xué)反思。該教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)教師和學(xué)生的協(xié)同性，逐步培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極探索精神，加強(qiáng)教師對(duì)多種教學(xué)方法的創(chuàng)新和改革，通過教學(xué)反思提升教學(xué)效果。

（二）“區(qū)域化”的教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)我院環(huán)境科學(xué)專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，圍繞教學(xué)目標(biāo)，在對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提出“區(qū)域化”的教學(xué)內(nèi)容，即在對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，設(shè)置若干教學(xué)區(qū)域，將具有相同測(cè)試原理和結(jié)構(gòu)組成的儀器歸為1個(gè)教學(xué)區(qū)域。區(qū)域內(nèi)設(shè)置“1—X—1”3個(gè)階段，其中，1是起步階段，主要講解測(cè)試原理、結(jié)構(gòu)組成；X是進(jìn)階階段，側(cè)重講授儀器的特殊結(jié)構(gòu)、特異分析對(duì)象等差異化知識(shí)；1是成熟階段，結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，圍繞儀器參數(shù)設(shè)置、操作方法、注意事項(xiàng)等開展。如在對(duì)現(xiàn)有教材進(jìn)行梳理的基礎(chǔ)上，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)特長(zhǎng)，設(shè)置3個(gè)“區(qū)域化”的教學(xué)內(nèi)容，即光學(xué)分析教學(xué)區(qū)域、色譜分析教學(xué)區(qū)域和聯(lián)用技術(shù)教學(xué)區(qū)域。光學(xué)分析教學(xué)區(qū)域中，主要講述儀器相關(guān)知識(shí)，包括原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜、原子熒光光譜、紫外-可見吸收光譜。以光學(xué)分析教學(xué)區(qū)域?yàn)槔?，說明如何設(shè)置“1—X—1”3個(gè)階段的教學(xué)內(nèi)容：1是起步階段，主要講述基本原理（朗伯-比爾定律、Schiebe-Lomakin式）、儀器共性結(jié)構(gòu)（光源、樣品池、單色器、檢測(cè)器、信息處理與顯示裝置）、定性分析與定量分析方法；X是進(jìn)階階段，主要講述差異性（光作用于物質(zhì)的差異、結(jié)構(gòu)的差異性、測(cè)定對(duì)象的特殊性）；1是成熟階段，在實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，由學(xué)生根據(jù)實(shí)踐結(jié)果和心得總結(jié)儀器的使用及注意事項(xiàng)。

（三）“多元化”的“教—學(xué)”方法

通過多年的教學(xué)實(shí)踐，課程組發(fā)現(xiàn)，教學(xué)方法不能僅僅限于教師的教學(xué)方法，需要將教師和學(xué)生2個(gè)對(duì)象作為出發(fā)點(diǎn)，把教學(xué)方法與學(xué)習(xí)方法結(jié)合起來才能實(shí)現(xiàn)“教學(xué)相長(zhǎng)”的目的。就教師而言，每個(gè)階段中，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)采用差異化的教學(xué)方法，如起步階段的教學(xué)內(nèi)容涉及較多的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，學(xué)生較難理解測(cè)試原理且結(jié)構(gòu)組成較為空洞。那么，講授該部分的測(cè)試原理時(shí)，教師可采用多媒體動(dòng)畫、插畫的方式，并增加討論、提問等教學(xué)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)講解術(shù)語(yǔ)或測(cè)試原理中的關(guān)鍵詞匯；講解儀器結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)合教學(xué)模型或?qū)嵨镂⒁曨l，不僅可以增加學(xué)生的認(rèn)知感，還能調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與性。進(jìn)階階段的教學(xué)內(nèi)容是通過預(yù)先設(shè)置案例或項(xiàng)目，讓學(xué)生課下思考，再以小組為單元解析，最后教師進(jìn)行總結(jié)。成熟階段的教學(xué)內(nèi)容是在進(jìn)階階段教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，通過視頻讓學(xué)生觀察操作方法和參數(shù)設(shè)置，再對(duì)預(yù)設(shè)問題給出解決辦法：以模擬“辯論”方式，小組間進(jìn)行批判與辯解；結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，驗(yàn)證解決辦法的可行性，給出總結(jié)性的觀點(diǎn)；歸納正確的操作方法。在進(jìn)階階段和成熟階段，教師須將學(xué)生分組，以4～5人為一組并設(shè)置組長(zhǎng)輪流制，以保證每個(gè)學(xué)生都能參與。同時(shí)，預(yù)先設(shè)置的案例或項(xiàng)目應(yīng)具有針對(duì)性，保證有2～3個(gè)出發(fā)點(diǎn)或解析點(diǎn)。此外，可以充分運(yùn)用騰訊課堂、QQ視頻等，對(duì)組長(zhǎng)反饋的“生澀”或“難消化”知識(shí)點(diǎn)經(jīng)梳理后進(jìn)行課后輔導(dǎo)或講解。

（四）“師生雙向”的考核機(jī)制

考核機(jī)制采用“師、生”雙向的方式。就教師而言，可采用小測(cè)、小課題的方式考核每個(gè)階段學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，小測(cè)的方式需要在課堂上完成，小課題考核主要針對(duì)預(yù)留案例，通過查閱文獻(xiàn)，讓學(xué)生獨(dú)立思考后進(jìn)行解析；就學(xué)生而言，結(jié)合每個(gè)階段的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容，以組為單位由組長(zhǎng)向教師反饋，以便教師進(jìn)行教學(xué)反思，進(jìn)一步完善教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容。

（五）課程思政的引入

依據(jù)教育部發(fā)布的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》［8］，在構(gòu)建區(qū)域化教學(xué)內(nèi)容時(shí)，要以立德樹人為引領(lǐng)，充分挖掘課程中的思政元素，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科學(xué)價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和求實(shí)的科研精神，從而實(shí)現(xiàn)全員、全程、全方位育人。如在組織3個(gè)區(qū)域化的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，可引入國(guó)內(nèi)外儀器發(fā)展歷程和現(xiàn)狀內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的使命感和責(zé)任感；在起步階段，結(jié)合定律或公式解析，引入論文數(shù)據(jù)造假后果，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；在提升階段和成熟階段，通過實(shí)時(shí)案例，提升學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問題—提出問題—解決問題”的能力。

結(jié)語(yǔ)

“儀器分析及實(shí)驗(yàn)”是一門理論與實(shí)踐并重的課程，其重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握儀器的工作原理并熟練使用，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、主動(dòng)思考的能力。本課程的教學(xué)改革思路和措施主要為：（1）形成“學(xué)長(zhǎng)制”的教學(xué)理念，充分考慮教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的作用發(fā)揮和行為過程，強(qiáng)調(diào)二者的協(xié)同性。（2）采用多元化的教學(xué)方法，貫穿“1—X—1”三階區(qū)域化教學(xué)內(nèi)容。其中，“1”為起步階段，講述區(qū)域內(nèi)的共性教學(xué)內(nèi)容；“X”為進(jìn)階階段，重點(diǎn)為區(qū)域內(nèi)的差異性教學(xué)內(nèi)容；“1”為成熟階段，著眼于實(shí)踐教學(xué)，總結(jié)歸納區(qū)域化的教學(xué)內(nèi)容。（3）設(shè)置師生雙向的綜合考核機(jī)制。通過教學(xué)改革，結(jié)合課程思政，授課教師要根據(jù)學(xué)生的反饋情況及時(shí)調(diào)整授課計(jì)劃，準(zhǔn)確把握教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，切實(shí)做到因材施教。同時(shí)，學(xué)生要發(fā)揮主觀能動(dòng)性和參與性，熟練掌握知識(shí)要點(diǎn)和儀器使用，切實(shí)做到學(xué)以致用。總之，從教師和學(xué)生二者結(jié)合出發(fā)的教學(xué)改革，更有利于提高教學(xué)質(zhì)量，真正發(fā)揮“教學(xué)相長(zhǎng)”的作用。

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［8］中華人民共和國(guó)教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的通知：教高〔2020〕3號(hào)［A/OL］.（2020-05-28）［2021-04-13］.http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm.

Research on the Teaching Reform in the Course of Instrumental Analysis and Experiment

FENG Ying， CAO Man， XU Jing-hua， CHEN Yong-shan

（School of Resources and Environmental Science， Quanzhou Normal University， Quanzhou， Fujian 362000， China）

Abstract： The course of Instrumental Analysis and Experiment is a comprehensive and strong professional course with a wide application range， paying great attention to theories and experiments. In view of some problems during the teaching process in recent years， a teaching reform was conducted and some ideas and measures of teaching reform are put forward， such as the“senior-student guiding system， and the establishment of the three-step teaching content system of “1-X-1”.“1 means the initial stage， including the common teaching content; “X” means the advanced stage focusing on the different teaching content; the second “1” means the mature stage. On the base of experiments， it summarizes the teaching content. Combined with “curriculum ideological and political education”and diverse teaching methods， the two-way assessment mechanism between teachers and students is adopted in the whole teaching process. The teaching reform has effectively improved the teaching quality of the courses and the quality of professional personnel training， and laid a solid foundation for further enhancing teachers professional skills， students professional quality and professional skills.

Key words： Instrumental Analysis and Experiment; teaching reform; teaching system