工程化背景下 《儀器分析》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

盛蒂，朱蘭保，丁艷 （蚌埠學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程系，蚌埠233030）

所謂 “工程化”教育，是指不僅要向?qū)W生傳授現(xiàn)代化的科技知識(shí)，更應(yīng)該在知識(shí)的傳授過(guò)程中滲透工程技術(shù)的內(nèi)容，使之體會(huì)和掌握工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐的一般規(guī)律和基本分析方法，避免教學(xué)理論化脫離實(shí)際的傾向［1］。在 “工程化”背景下的應(yīng)用型人才培養(yǎng)中，要注重激發(fā)學(xué)生對(duì)科研工作的興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)符合社會(huì)和企業(yè)需要的工程應(yīng)用型人才。

儀器分析作為現(xiàn)代的分析測(cè)試手段，在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用，已成為高等學(xué)校中許多專業(yè)的重要課程之一。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是 《儀器分析》課程的重要組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生加深理解有關(guān)儀器分析的基本原理，掌握必要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技能，培養(yǎng)和提高學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力［2，3］。蚌埠學(xué)院自2011年以來(lái)提出了 “工程化”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，“工程化”教學(xué)改革對(duì) 《儀器分析》實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求。3年來(lái)，《儀器分析》課程組不斷地對(duì)該實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革與實(shí)踐，取得了較為顯著的效果??蚌埠學(xué)院重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目 （ZDKC1106）；蚌埠學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目 （JYLY1009；JYLC1014）；蚌埠學(xué)院優(yōu)秀人才計(jì)劃項(xiàng)目；蚌埠學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目。。

1 《儀器分析》實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

1.1 儀器設(shè)備資源短缺，實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨 “僧多粥少”的困境

儀器分析實(shí)驗(yàn)設(shè)備多為大型精密儀器，價(jià)格昂貴，操作環(huán)境條件要求較高，需要專人管理，因此實(shí)驗(yàn)室不可能購(gòu)置多套同類儀器設(shè)備。受實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地、儀器臺(tái)數(shù)和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，有個(gè)別實(shí)驗(yàn)20人共用一臺(tái)儀器，有些儀器操作復(fù)雜，學(xué)生獨(dú)立操作的可能性較小，又無(wú)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不能讓每個(gè)學(xué)生充分地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，而且學(xué)生有依賴感，因此大多數(shù)學(xué)生都是走馬觀花，很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

1.2 儀器分析實(shí)驗(yàn)安排與講課內(nèi)容不能同步進(jìn)行

受儀器數(shù)量和試驗(yàn)場(chǎng)地限制，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一般多采用輪轉(zhuǎn)的方式，因而實(shí)驗(yàn)安排與講課內(nèi)容通常不能同步進(jìn)行。雖然經(jīng)過(guò)精心安排，基本保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比理論課滯后，但是有的組滯后時(shí)間較長(zhǎng)，而且大型儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，原理抽象，單憑課堂教學(xué)時(shí)的印象同學(xué)們往往難以理解，致使實(shí)驗(yàn)時(shí)同學(xué)仍然是一頭霧水［4］。

1.3 學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程重視不足

《儀器分析》實(shí)驗(yàn)課程一般為理論課的輔助課程，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重要性認(rèn)識(shí)不夠，常常處于一種應(yīng)付狀態(tài)。課前不預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中僅僅按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書機(jī)械模仿，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題不思考，缺乏主動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫往往也是敷衍了事，甚至相互抄襲。

1.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與專業(yè)和生產(chǎn)實(shí)踐脫節(jié)

相比新技術(shù)、新儀器的出現(xiàn)，《儀器分析》實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容一般都比較滯后，而且往往是通用教材，缺少與專業(yè)和生產(chǎn)實(shí)踐的緊密結(jié)合，學(xué)生積極性不高。另一方面，現(xiàn)代儀器的更新發(fā)展比較迅速，學(xué)校的儀器更新嚴(yán)重滯后，與現(xiàn)代新儀器的全自動(dòng)化操作相差甚遠(yuǎn)，即使選擇一些新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，儀器也無(wú)法滿足。

1.5 教師實(shí)踐能力有待提升

由于條件限制，許多教師對(duì)新儀器、新方法的接觸和使用很少，對(duì)儀器的使用仍然停留在過(guò)去的水平，或者只是對(duì)眾多儀器分析方法中的某類或某種分析方法比較熟悉，很難做到深入闡述各類試驗(yàn)參數(shù)的理論影響。另一方面，許多教師自身沒有參加過(guò)實(shí)踐教學(xué)培訓(xùn)或者企業(yè)工作背景，理論水平相對(duì)較高，實(shí)踐能力薄弱，傳授給學(xué)生的操作經(jīng)驗(yàn)非常有限。

1.6 儀器分析實(shí)驗(yàn)考核方式不完善

由于儀器分析實(shí)驗(yàn)往往是多人一組，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很多同學(xué)是 “走馬觀花”式，而最終學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的判定主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告或簡(jiǎn)單結(jié)合課堂表現(xiàn)后給出成績(jī)，易使學(xué)生產(chǎn)生 “實(shí)驗(yàn)做與不做一個(gè)樣，做好做壞一個(gè)樣”的心理，出現(xiàn)學(xué)生最終對(duì)實(shí)驗(yàn)不夠重視、敷衍了事的狀況。

2 《儀器分析》實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革

2.1 整合儀器設(shè)備資源，打破常規(guī)實(shí)驗(yàn)安排與分組方式

針對(duì)實(shí)驗(yàn)中由于儀器數(shù)量不足，不能每位同學(xué)都充分參與實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題，課程組打破以往實(shí)驗(yàn)分大組的方式，而是轉(zhuǎn)變?yōu)橐?～3人一小組，讓學(xué)生充分參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)。同時(shí)，為避免實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容比理論課滯后時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可根據(jù)課程進(jìn)度，在理論課后及時(shí)安排相關(guān)實(shí)驗(yàn)，而不再束縛于學(xué)校的實(shí)驗(yàn)課表安排，盡量縮短理論與實(shí)踐之間的銜接時(shí)間。在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中，結(jié)合教師自身的經(jīng)歷和背景，盡量發(fā)揮教師特長(zhǎng)，一人負(fù)責(zé)某個(gè)或某類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)到 “人盡其才，物盡其用”的目的。

2.2 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的管理

嚴(yán)格執(zhí)行實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)制度，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師全程指導(dǎo)、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)課后及時(shí)收閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣既避免了學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上 “照方抓藥”現(xiàn)象發(fā)生，又能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在數(shù)據(jù)規(guī)范處理、結(jié)果討論等方面的不足并加以指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的良好實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。

2.3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合的緊密程度，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣

在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇上，結(jié)合學(xué)生所學(xué)習(xí)的專業(yè)參照不同的教材，選擇學(xué)生較為感興趣的內(nèi)容。如環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生的色譜分析實(shí)驗(yàn)，可以選擇測(cè)量地下水和地表水中多環(huán)芳烴 （PAH）這類數(shù)量最多、分布最廣的一類環(huán)境致癌物質(zhì)。這樣既能激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，又能加強(qiáng)學(xué)生所學(xué)內(nèi)容與專業(yè)的聯(lián)系，讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的內(nèi)容不再是空洞、孤立的理論。

2.4 完善實(shí)驗(yàn)考核制度

考核是檢驗(yàn)教學(xué)效果的必要手段，科學(xué)合理的考核方式有利于全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)、學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性提高具有重要意義。而儀器分析實(shí)驗(yàn)力求注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。因此，將實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)考核，將操作考試與平時(shí)成績(jī)按照一定的比例相配合的方式進(jìn)行，不完全依賴于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，操作考試期末采用抽考的方式，這樣很好的調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)，根據(jù)專業(yè)設(shè)置課程實(shí)習(xí)，結(jié)合所學(xué)習(xí)的儀器分析方法，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器設(shè)備解決一些具有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)課題，這樣一方面加深了學(xué)生對(duì)于儀器分析實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的掌握程度，另一方面也鍛煉了學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手的綜合能力。

3 結(jié)語(yǔ)

《儀器分析》實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施工程化實(shí)踐教學(xué)，已成為保證教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)的教學(xué)改革核心。實(shí)踐教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的系統(tǒng)工程，要通過(guò)對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的嘗試與堅(jiān)持，不斷完善和發(fā)展儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的工程化實(shí)踐教學(xué)體系改革，適應(yīng)社會(huì)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

［1］祝海林，鄒旻，李方俊，等 .“工程化”實(shí)踐教學(xué)體系的探索 ［J］.太原理工大學(xué)學(xué)報(bào) （社會(huì)科學(xué)版），2003（3）：86-89.

［2］蘇克曼，張濟(jì)新 .儀器分析實(shí)驗(yàn) ［M］.北京：高等教育出版社，2005.

［3］李金淑，張琳霞 .儀器分析課程教學(xué)改革探索 ［J］.中央民族大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2010，19（3）：90-93.

［4］陳巖，高先池，楊桂朋 .改進(jìn)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考 ［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2012（6）：104-105.