基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的儀器分析課程改革

徐肖邢，翟 春，汪學(xué)英，尹 凡

（常熟理工學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500）

儀器分析是人類了解自然世界和從事科學(xué)研究工作的重要手段?！皟x器分析”課程作為常熟理工學(xué)院化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、食品質(zhì)量與安全、生物工程等專業(yè)本科生基礎(chǔ)主干課程之一，在培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合，實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)方面具有重要作用。本課程的特點是內(nèi)容眾多，涉及學(xué)科較廣，理論基礎(chǔ)、分析原理及應(yīng)用領(lǐng)域等各不相同，同時各領(lǐng)域發(fā)展迅速，知識量大。如何針對應(yīng)用性本科教學(xué)特點［1］，改革教學(xué)手段和教學(xué)方法，對于提高課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果至關(guān)重要。

一、按照應(yīng)用型人才的培養(yǎng)定位，優(yōu)化課程教學(xué)目標(biāo)

按照“夯實理論基礎(chǔ)，注重應(yīng)用實踐，培養(yǎng)創(chuàng)新精神”的教學(xué)理念和“專業(yè)教育與素質(zhì)拓展、理論教學(xué)與實踐教學(xué)、共性提高與個性發(fā)展相結(jié)合”的原則，對課程教學(xué)大綱進行審定，優(yōu)化課程教學(xué)目標(biāo)和明確課程教學(xué)要求，以更好地符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。（1）以適應(yīng)社會需求為目標(biāo)，以應(yīng)用為主旨，構(gòu)建“儀器分析”知識、能力和素質(zhì)一體化的課程教學(xué)目標(biāo)。既考慮知識系統(tǒng)性和學(xué)科前沿性要求，又注意體現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實踐特性。（2）調(diào)整“儀器分析”課程的教學(xué)要求。簡化公式推導(dǎo)和儀器結(jié)構(gòu)，突出方法應(yīng)用，重點放在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用儀器分析的基本原理、基礎(chǔ)知識解決實際成分、限量元素和有害成分檢測監(jiān)控等能力上，放在學(xué)生掌握各種分析儀器方法的特點，針對不同分析對象選擇合適的分析方法以及數(shù)據(jù)處理能力上。（3）分類制訂“儀器分析”課程教學(xué)大綱。根據(jù)不同專業(yè)對儀器分析教學(xué)內(nèi)容和在應(yīng)用型人才培養(yǎng)上的不同要求，結(jié)合專業(yè)的特點，有的放矢有所側(cè)重，分大類制訂與不同專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的“儀器分析”課程教學(xué)大綱。

二、按照應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化課程教學(xué)設(shè)計

課程教學(xué)設(shè)計是依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，提出階段性的學(xué)習(xí)任務(wù)，選擇合適的教學(xué)內(nèi)容與有效的教學(xué)形式，確定評價學(xué)習(xí)結(jié)果的方案，達到優(yōu)化的教學(xué)效果的系統(tǒng)決策過程［2］。我們在分析應(yīng)用型層次學(xué)生特點的基礎(chǔ)上，考慮學(xué)科知識的相對系統(tǒng)性與縱深度以及內(nèi)容的應(yīng)用性與先進性，對“儀器分析”課程教學(xué)內(nèi)容進行設(shè)計，以基本原理、分析儀器、方法應(yīng)用為主線，將理論課內(nèi)容整合為“色譜分析”“電化學(xué)分析”“光譜分析”三大模塊，并根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平以及影響學(xué)習(xí)的其他因素，如興趣、動機等，采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生主動的、深層次的終身學(xué)習(xí)能力，同時通過實驗課教學(xué)，鞏固和提高學(xué)生儀器分析方法的理論知識水平和實驗操作技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

積極推進以教學(xué)素材的研究與設(shè)計→教學(xué)內(nèi)容的整合與凝練→教學(xué)方法的探究與開放→教學(xué)過程的有效與優(yōu)化為主線的研究式教學(xué)流程，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)與探究的興趣，同時注意處理好具體與抽象、整體與局部、知識與方法、結(jié)果與過程的關(guān)系。在教學(xué)方法上堅持探究性和開放性，如在重要知識點的教學(xué)中，充分結(jié)合歷史背景、典型案例、生產(chǎn)實際需要，以問題為基礎(chǔ)進行討論，啟發(fā)學(xué)生積極思考，揭示事物的本質(zhì)，最終達到掌握知識和學(xué)以致用的目的。在章節(jié)教學(xué)結(jié)束后，從原理、方法、儀器、應(yīng)用等多方面進行縱向及橫向比較，加強學(xué)生對原理、方法、規(guī)律和應(yīng)用之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生把握學(xué)科的思維方式和研究方法。教學(xué)組織形式采用課內(nèi)與課外、研究性教與研究性學(xué)有機融合、開放互動式的組織形式，同時依托Blackboard網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺，通過虛擬、仿真等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，為學(xué)生提供了更豐富的學(xué)習(xí)資源和更廣闊的學(xué)習(xí)空間。

三、按照應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

突出“應(yīng)用”，是應(yīng)用型本科教育的核心，實踐能力強是應(yīng)用型人才最本質(zhì)的特征。為此，我們對儀器分析實踐環(huán)節(jié)按照基礎(chǔ)教學(xué)、綜合提高、課外實踐和考工考級四大模塊進行整體設(shè)計，同時依托基礎(chǔ)化學(xué)實驗中心、大學(xué)生課外科技創(chuàng)新平臺，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識、實踐能力和綜合素質(zhì)。

儀器分析實驗獨立設(shè)課，按照基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、設(shè)計研究實驗三個層次安排教學(xué)內(nèi)容，既涵蓋儀器分析實驗的基本原理及操作技能，又兼顧各學(xué)科之間的聯(lián)系和滲透，并結(jié)合學(xué)校分析儀器設(shè)備建設(shè)情況及教師新的研究成果和社會熱點問題，增添了密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際的教學(xué)內(nèi)容。如“牛血清白蛋白的光譜分析綜合實驗”就是教師科研與畢業(yè)論文指導(dǎo)實踐相結(jié)合的成果［3］，本實驗將紫外、紅外和熒光分光光度計三種光學(xué)儀器的操作和應(yīng)用融合到一個實驗中，鞏固了發(fā)射/吸收光譜、猝滅、紅移/藍移、構(gòu)型/構(gòu)象、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、配位化合物和化學(xué)鍵等基礎(chǔ)知識，熟練了光學(xué)儀器的基本操作，提高了學(xué)生綜合運用譜學(xué)知識分析表征化合物結(jié)構(gòu)的能力，提升了學(xué)生對儀器分析過程的復(fù)雜性、樣品前處理要求的特殊性以及分析試樣的選擇性的全面認(rèn)識，進一步鞏固和拓展了學(xué)生專業(yè)知識技能，提高了學(xué)生綜合素質(zhì)。

本課程的教學(xué)改革實踐對推進大學(xué)生第二課堂教學(xué)起到了積極的作用。以“導(dǎo)師制”為紐帶，指導(dǎo)學(xué)生參與教師科研、大學(xué)生創(chuàng)新計劃、課外科技活動、創(chuàng)業(yè)計劃競賽等課外實踐活動，促進學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，取得了一批成果。其中“硫堇修飾的癌胚抗原CEA免疫傳感器的研制與應(yīng)用”在全國第十一屆大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”中獲三等獎，在江蘇省第十一屆大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽中獲二等獎。

突出應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才目標(biāo)，推進校地互動，如與世界500強之一的諾華制藥共建實驗室，與阿托公司共建實驗分析測試中心，實現(xiàn)資源共享。利用搭建的平臺開展儀器分析技術(shù)培訓(xùn)和考工考級，提高了畢業(yè)生的競爭力。

四、根據(jù)應(yīng)用型人才學(xué)習(xí)需求，建設(shè)輔助教學(xué)平臺

以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和媒體技術(shù)為手段，以學(xué)生個性化、自主性學(xué)習(xí)為途徑，以優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享為特征，依托Blackboard教學(xué)平臺，積極開展以課程體系、課程內(nèi)容、課程資源、輔助教學(xué)、網(wǎng)上輔導(dǎo)等為主要內(nèi)容的儀器分析網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)。通過構(gòu)建以“學(xué)前指導(dǎo)→課程學(xué)習(xí)→實踐應(yīng)用→測試反饋→拓展學(xué)習(xí)”為主線的自主學(xué)習(xí)流程，實現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容個性化、學(xué)習(xí)路徑柔性化。網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)與使用不僅拓展了課堂學(xué)習(xí)，為教學(xué)提供了新的平臺，而且為實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)、選擇性學(xué)習(xí)、合作與競爭學(xué)習(xí)提供了可能，極大地方便了各類學(xué)生的不同需求，使課堂教學(xué)在課后得到了有效的延伸。通過網(wǎng)絡(luò)課程提供的學(xué)法指導(dǎo)、范例學(xué)習(xí)、典型例題分析、知識介紹，開闊了視野，培養(yǎng)了學(xué)生的能力和素養(yǎng)。通過網(wǎng)上輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)、在線討論和交流，實現(xiàn)了開放式、交互式教學(xué)。

為了克服儀器分析實驗教學(xué)中大型儀器臺套數(shù)少，學(xué)生動手實踐機會少的矛盾，輔助教學(xué)平臺運用虛擬、仿真等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，對分析測試中心大型實驗儀器結(jié)構(gòu)、原理、基本操作進行模擬及示范，以掌握標(biāo)準(zhǔn)實驗操作方法。學(xué)生們普遍反映：“輔助教學(xué)平臺方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)，在線討論和答疑的形式多樣，內(nèi)容豐富；虛擬實驗、仿真實驗使枯燥的課程內(nèi)容變得生動有趣；在線測試有利于檢驗自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)；知識拓展欄目豐富，擴大了視野；考研導(dǎo)航能讓學(xué)生及早了解信息，提前進行準(zhǔn)備?！?/p>

五、以教學(xué)研究與科學(xué)研究促進應(yīng)用型人才的培養(yǎng)

本課程組教學(xué)團隊具有學(xué)歷和職稱層次高、結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)成熟、發(fā)展后勁足的特點。在長期的教學(xué)改革實踐中，團隊始終把教學(xué)改革與科學(xué)研究相結(jié)合，理論研究與實踐推廣相結(jié)合，合作共享與培育特色相結(jié)合，標(biāo)志性教學(xué)成果的培育與應(yīng)用型人才培養(yǎng)相結(jié)合，顯著地提高了團隊的綜合實力。目前課程團隊9位教師中，有教授4人，副教授2人，博士3人，碩士5人。課程組負責(zé)人為江蘇省第六屆教學(xué)名師獎獲得者，1人入選江蘇省級中青年學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)對象，2人分別入選學(xué)校中青年學(xué)術(shù)帶頭人和中青年學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)對象，1人被南京恒越光電有限公司和蘇州瑞思特儀器有限公司聘為技術(shù)總監(jiān)。

課程組團隊依托學(xué)科優(yōu)勢和重點實驗室，參與國家、省、市自然科學(xué)基金項目的研究，為人才培養(yǎng)提供了堅強有力的支撐。通過科學(xué)研究與教學(xué)研究的互動，將教研成果、科技成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)優(yōu)勢資源，滲透于理論教學(xué)、實驗教學(xué)、實習(xí)與畢業(yè)論文等環(huán)節(jié)，增強了教學(xué)過程的吸引力，實現(xiàn)了科研向教學(xué)的多方位轉(zhuǎn)化。部分前沿基礎(chǔ)課題和應(yīng)用基礎(chǔ)課題經(jīng)論證后分別列為研究型實驗課題和學(xué)生創(chuàng)新小組研究課題，并通過大學(xué)生創(chuàng)新計劃、課外科技活動、創(chuàng)業(yè)計劃競賽等載體，促進了學(xué)生的個性發(fā)展與素質(zhì)提升。部分研究成果經(jīng)過教學(xué)實踐，被逐漸改造為綜合性設(shè)計性實驗課題，已編入我們主編出版的“基礎(chǔ)化學(xué)實驗”教材之中［4］。

六、結(jié)束語

幾年的教學(xué)實踐，儀器分析課程的教學(xué)改革獲得了可喜的成果，取得了較好的人才培養(yǎng)效益。但還存在一些需要改進或繼續(xù)建設(shè)的問題，主要表現(xiàn)在由于受儀器等硬件設(shè)備限制，還不能很好滿足自主設(shè)計性實驗和開放實驗性實驗的需求，“雙師型”教師的培養(yǎng)以及與企業(yè)的交流與合作還需進一步加強。課程團隊將牢固樹立和認(rèn)真落實科學(xué)發(fā)展觀，進一步強化以學(xué)生為本，知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高、協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念和以實踐能力、創(chuàng)新能力、探索精神培養(yǎng)為核心的實踐教學(xué)觀，開拓創(chuàng)新，培養(yǎng)和造就更多的適應(yīng)性強、高素質(zhì)的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。

［1］陳小虎，屈華昌，邵波.教學(xué)應(yīng)用型本科院校的辦學(xué)理念及其路徑選擇［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2005（2）：58-60.

［2］馬建榮，錢國英，徐立清.論應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)下的課程教學(xué)設(shè)計——從學(xué)科邏輯向問題邏輯轉(zhuǎn)化的視角［J］.中國高教研究，2011（4）：88-91.

［3］陳旸，徐肖邢.牛血清白蛋白光譜分析綜合實驗的設(shè)計［J］.實驗技術(shù)與管理，2011，28（8）：151-153.

［4］李巧云，徐肖邢，汪學(xué)英.基礎(chǔ)化學(xué)實驗（無機及分析化學(xué)部分）［M］.南京：南京大學(xué)出版社，2007.