以《儀器分析》教學改革為助力，提升應用型大學學生能力

宋志姣 李曉嬌 侯洪波 章金龍 曹凱紅 楊曉娜 李悅

摘要：儀器分析是我校資源環(huán)境學院各專業(yè)的必修課之一，同時在學生的升學和就業(yè)中起到重要作用。針對學生專業(yè)背景各異、培養(yǎng)目標不同的情況，在充分整合學校教學資源和學生需求，從提升教師團隊、更新教學內(nèi)容出發(fā)，對儀器分析課程教學過程進行了思考、探討、嘗試和改革，提高了教學質(zhì)量和教學效率，在一定程度上提升了學生的綜合能力。

關鍵詞：儀器分析? ?教學改革? ?學生能力? ?教學方法

儀器分析和化學分析構成了分析化學 [1]。儀器分析以物質(zhì)在分析過程中所產(chǎn)生的信號與物質(zhì)本身關系為基礎，借助復雜、精密的特殊儀器對物質(zhì)從物理性質(zhì)和化學性質(zhì)進行定性、定量、結構和動態(tài)分析的一類方法[2]。它既是一門集理論和技術為一身的應用型學科，又是一門集物理學、化學、數(shù)學、信息學、生命科學、環(huán)境科學等自然科學為一體的綜合性、發(fā)展型學科。該課程的講授既要求教師擁有扎實的理論功底，又要求教師具備熟練的實驗操作技能。同時，《儀器分析》課程的理論復雜、實踐性強、發(fā)展更新快等特點也使得該課程的講授面臨諸多挑戰(zhàn)[3、4]。在保山學院，該課程不僅是化學專業(yè)的學科基礎課程，同時也是食品質(zhì)量與安全、生物科學、農(nóng)學專業(yè)等的專業(yè)主干課程。

針對目前學?！秲x器分析》課程設計缺乏專業(yè)針對性、設備臺套數(shù)有限、實驗多在“精心安排”下進行等問題，教改團隊依托自主開發(fā)的“Lab Assistant-實驗室管理系統(tǒng)”，確定了以理論教學為核心、開放創(chuàng)新實驗為拓展、實踐實習為延伸的《儀器分析》教學模式，建成了“系統(tǒng)化管理、專題式教學、拓展性實踐”應用型本科《儀器分析》教學體系。

一、提升教師團隊，豐富教學手段

過去的《儀器分析》理論和實驗課程是圍繞教師、課堂、課本展開的“三中心”教育方式，既不能貼合學生就業(yè)的需要，也未能體現(xiàn)專業(yè)特色。傳統(tǒng)教學模式下學生學習積極性低，教師講授難度大。為了使學?！暗胤叫浴眯汀钡霓k學定位落實到教學過程中，讓 “立足保山、服務云南、輻射南亞東南亞”的人才培養(yǎng)理念落到實處，《儀器分析》教學改革勢在必行。對傳統(tǒng)教學理念、教學內(nèi)容和授課方式的改變，首先得從教師團隊的提升開始。在教學改革期間，教改團隊改變過去一名教師講授課程所有內(nèi)容的授課方式，從專業(yè)、研究方向和學生需求三個方面進行科學組合。具體做法如下：1.根據(jù)章節(jié)安排專業(yè)方向與之對應的老師進行授課，使課程的講授既能夠全面的展示該領域發(fā)展前沿，兼顧科研和生產(chǎn)的需要，又能夠敦促教師及時更新理論和技術應用知識;2.集體備課和分散備課相結合，既發(fā)揮教師的專業(yè)特長，也促進師與師之間的相互學習;3.為教師提供多方面的學習培訓機會，如2018年2月教研室任課教師赴廣州進行“Trace ISQ，F(xiàn)ocus ISQ氣相色譜-四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀進階培訓”并順利結業(yè);4.邀請行業(yè)專家、儀器設備公司進校進行講座和授課。

在課程教學過程中，鼓勵教學手段和模式多樣化，注重激發(fā)學生的學習興趣、引導學生探索科學問題，以講授法、問答法、演繹法、問題溯源法等多種方法的綜合運用，提高教學質(zhì)量。一改以往看課本、聽講課、記筆記的模式，以多媒體教學、實際儀器操作、儀器故障排除、用儀器解決科學問題等方式將儀器分析的理論和應用直觀、生動、形象的進行展示。學生從“實踐-理論-實踐”的教學模式中接受和掌握知識，課堂討論和課后實驗小組工作的開展，更激發(fā)了學生對課程的興趣，提高學生的專業(yè)認知和專業(yè)認同感。

二、更新教學內(nèi)容，關注發(fā)展應用

《儀器分析》最顯著的特點是該課程的內(nèi)容更新快，每年的諾貝爾物理、化學、生理學或醫(yī)學獎都與《儀器分析》有著密不可分的聯(lián)系。因此，教師除了課本的內(nèi)容，還應當結合學生培養(yǎng)的需要，將最新的研究成果及其應用、最近的發(fā)展趨勢傳遞給學生，拓展學生的知識面，培養(yǎng)學生主動進行學科知識構建的能力。此外，《儀器分析》的教學不能只注重前沿而忽略儀器分析的發(fā)展歷程。因為儀器分析方法的發(fā)展歷程，是人類認識自然、探索科學不斷進步的歷程。在這個過程中有失敗、有迷惘，也有成功、有豁然開朗，每一種成熟的儀器分析手段背后都凝結著無數(shù)科學家的努力和付出。這些小插曲、小故事的背后，是交叉學科的碰撞、是科學家們的堅持。授課過程中適當進行導入，將有利于激發(fā)學生的學習積極性，同時也能將“科學研究不是一蹴而就”的觀點傳遞給學生。更為重要的是《儀器分析》授課過程中史實內(nèi)容的加入，能提升學生動腦筋發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，既提高了他們在生活中注意觀察和發(fā)現(xiàn)問題的敏感性，又調(diào)動了他們勤于思考、解決問題的積極性。

與此同時，在《儀器分析》實踐和理論課教學過程中注重儀器在各個學科中的應用。根據(jù)專業(yè)特色和研究熱點不同，課堂的重點和設計性實驗的引導方向也不一致。如食品質(zhì)量與安全專業(yè)側重于向食品營養(yǎng)、食品添加劑、食品衛(wèi)生與安全方面引導學生設計實驗;化學專業(yè)側重于水體、空氣、土壤等的檢測和生物活性成分的定性、定量。實驗設計團隊還可根據(jù)自己興趣探討交叉學科問題，根據(jù)學生在實驗設計過程中的想法和實驗的可操作性組建學生科研團隊，并鼓勵學生以團隊的形式參與“云南省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”，僅2018年就獲得國家級立項4項，省級立項3項。獲得項目資助的團隊將科研思路和實驗設計的邏輯帶入課堂，迅速啟發(fā)和鼓勵了更多同學，這也提升了學生以后的就業(yè)和升學的競爭力[3]。由于實驗材料來源于生活、實驗內(nèi)容緊密結合學生專業(yè)、實驗方案由教師把關，極大地調(diào)動了學生的主動性。

三、鼓勵發(fā)表論文，提升綜合素質(zhì)

《儀器分析》教學改革團隊運行三年來，在完成教學研究工作的同時，也特別注重總結教改成果，分享實踐經(jīng)驗。其中教師撰寫的《專業(yè)特色背景下的儀器分析教學改革研究》、《桃膠、皂莢豆膠舒緩嫩膚面膜的研制》、《鐵皮石斛花色苷的超聲波輔助提取工藝及抗氧化活性》等十余篇論文，既結合當?shù)靥厣?，又對生產(chǎn)有借鑒意義。學生參與實驗或論文撰寫的《8個云南省小白及種源生長差異比較與評價》、《野生美味牛肝菌多糖提取條件優(yōu)化》、《鐵皮石斛內(nèi)生真菌的分離研究》、《藿香葉黃酮提取工藝優(yōu)化及其體外抗氧化活性》等十余篇論文也相繼見刊。教研團隊運行的過程中，不僅保持團隊成員之間廣泛的合作交流，同時也加強了與其他學院、企事業(yè)單位的交流合作。

對教學改革進行總結發(fā)現(xiàn)，學生在以下幾個方面有了提高：1.學習興趣、主觀能動性的提高，通過教學改革讓學生親身體會到獲取知識的方法途徑多樣，這種體會對學生樹立專業(yè)自信是有利的;2.資料搜集能力、歸納總結能力的提高，通過教學改革學生學會從書籍、期刊、網(wǎng)絡等獲取國內(nèi)外研究資料，在充分分析的基礎上，樹立較為科學的認知，這樣的嘗試不僅能解決學業(yè)方面的問題，也有助于學生人生觀價值觀的形成;3.辦公軟件的應用能力提高，無論是技術路線繪制，還是儀器進展匯報學生都以文字、圖片、表格、動畫等呈現(xiàn)，大大提高了學生對辦公軟件的應用能力，同時學生之間互幫互助的協(xié)作模式也為學生更好地走向工作崗位打下基礎;4.專業(yè)認知的提高，盡管在設計性實驗或者大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目中學生的實驗設計思路還不完整，但是學生在提出疑問、仔細研究、改進方案等過程中通過自己的摸索和教師的指導逐步對自己所學專業(yè)有了認同感和自豪感。

通過對《儀器分析》教學改革的實踐，教改團隊一致認為：教師的知識結構、專業(yè)基礎是決定課堂能否深入淺出、游刃有余的關鍵。因此，教學改革也鞭策教改團隊，不斷擴展知識的外延和深入知識的內(nèi)涵，注重積累和更新，使自己的業(yè)務水平能達到學生、學校和用人單位的要求。與此同時，教師秉承著包容的理念，以滿腔的熱情，積極投入到教學改革中，在教學過程中與學生形成和諧融洽的氛圍、注重講課的藝術性，努力享受教學過程，同時使學生體會到學習的樂趣。

參考文獻：

[1]劉約權.現(xiàn)代儀器分析，3版[M].北京：高等教育出版社，2016：1-3.

[2]朱明華，胡坪主編.儀器分析，4版[M].北京：高等教育出版社，2014：1-3.

[3]宋志姣，李悅，項輝，等.專業(yè)特色背景下的儀器分析教學改革研究——以《儀器分析》教學改革為例[J].保山學院學報，2018，（05）：89-92.

[4]張軍麗，時文中，徐啟杰.產(chǎn)教融合背景下儀器分析及實驗課程教學改革與實踐[J].高教學刊，2019，（07）：110-112.

（保山學院教學改革項目《“實踐-理論-實踐”為《儀器分析》教學改革另辟蹊徑》資助（編號：16B002JGY）;保山學院博士科研啟動基金項目資助（編號：17BS001）。作者單位：保山學院資源環(huán)境學院;作者簡介：[1]宋志姣，農(nóng)學博士，副教授，研究方向為應用型高校教學改革、遺傳育種等。[2]通訊作者簡介：李悅，農(nóng)學碩士，助教，研究方向食品安全性研究與分析。）