應(yīng)用型本科院校儀器分析課程教學(xué)探索與實踐

董好巖，何清明，洪 葉，燕 宇

(泰州學(xué)院 醫(yī)藥與化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 泰州 225300)

隨著國家經(jīng)濟發(fā)展，健康受到人們越來越多的關(guān)注，2016年《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》的實施將健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提升到了一個新的高度[1]。地處蘇中，以醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)為經(jīng)濟支柱之一的泰州市傾力將“中國醫(yī)藥城”打造成“中國醫(yī)藥第一城”。 泰州學(xué)院作為泰州市唯一一所公辦普通本科高校，十分注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。醫(yī)藥與化學(xué)化工學(xué)院(以下簡稱藥化學(xué)院)是泰州學(xué)院重點建設(shè)的二級學(xué)院，學(xué)院設(shè)有應(yīng)用化學(xué)、制藥工程、生物制藥等專業(yè)，以期更好地為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展服務(wù)?！秲x器分析》是化學(xué)、藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的重要課程，課程掌握程度與畢業(yè)生從事相關(guān)科學(xué)研究、分析監(jiān)測、質(zhì)量控制等工作關(guān)系密切[2]，因而在高等院校尤其應(yīng)用型高校中普遍開設(shè)。然而，該課程理論性強、知識面廣、知識更新快、實踐要求高，涉及到的儀器種類多，部分儀器設(shè)備價格昂貴，易受到教學(xué)條件等諸多因素的制約，課程教學(xué)效果有待進一步提高。

1 儀器分析課程教學(xué)存在的問題

《儀器分析》課程具有較強的前沿性和發(fā)展性，屬于多學(xué)科交叉課程，綜合應(yīng)用了高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)等多學(xué)科的知識，包含電化學(xué)分析法、光譜分析法、質(zhì)譜分析法、色譜及毛細管電泳分析法及其他儀器方法，每一儀器分析方法又有數(shù)種具體操作[3]。課程內(nèi)容涉及范圍廣、理論性強，每一種儀器分析方法都具有相對獨立的原理和理論基礎(chǔ)，章節(jié)之間聯(lián)系較少，因而課程體系十分龐雜，對學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)化學(xué)等課程知識的能力要求較高[3]。在《儀器分析》授課過程中，經(jīng)常有學(xué)生反映其內(nèi)容抽象、學(xué)習(xí)難度大，并有少數(shù)學(xué)生因此而失去學(xué)習(xí)該課程的興趣。

2 儀器分析課程改革探索

2.1 課程體系的構(gòu)建

《儀器分析》課程知識點多，教材章節(jié)多，抽象理論多，課程教學(xué)又受到專業(yè)差異和學(xué)時限制[4]。因而，在教學(xué)內(nèi)容選擇上，需要根據(jù)專業(yè)需求和地方行業(yè)現(xiàn)狀對教材及教學(xué)內(nèi)容首先進行甄選。以泰州學(xué)院藥化學(xué)院為例，不同專業(yè)對該課程的要求不同，需要對企事業(yè)用人要求、兄弟院校開課經(jīng)驗及在校學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行調(diào)查，并根據(jù)市場需求和行業(yè)發(fā)展趨勢，有選擇性增選或者刪減儀器分析課程的章節(jié)。例如制藥工程專業(yè)的學(xué)生要重點掌握解析有機化合物結(jié)構(gòu)的四大波譜法以及測定蛋白質(zhì)、酶等化合物的毛細管電泳法等所使用的儀器，而應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)二年級之后會分環(huán)境和精細化工方向，涉獵知識更加廣泛。需要掌握紫外-可見分光光度計、氣相色譜儀、高效液相色譜儀、傅里葉紅外光譜儀、原子吸收分光光度計、原子熒光等相關(guān)儀器。然后，結(jié)合我校實驗中心平臺所提供的儀器設(shè)備開展相應(yīng)的實踐教學(xué)，使理論課程與實踐課程形成互補，相互促進。

課程體系構(gòu)建方面，在大一下學(xué)期開設(shè)儀器分析課程的必修部分，重視分析儀器的理論知識儲備，即學(xué)生先學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、高等物理等基礎(chǔ)知識，并學(xué)習(xí)無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識之后再安排儀器參觀環(huán)節(jié)，近距離接觸大型儀器，然后學(xué)習(xí)儀器分析的理論課程。儀器觀摩環(huán)節(jié)的加入，會使學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時能夠真正認識大型儀器，這種先了解后授課的教學(xué)模式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的探索與實踐

從課程內(nèi)容上進行完善，對儀器基本理論的闡述盡量做到深入淺出，言簡意賅。在講述較為枯燥的理論時，讓學(xué)生參與進來，比如講述紅外光譜章節(jié)的多原子振動方式時，讓學(xué)生做一套廣播體操形象的比作原子所做的振動方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。弱化繁復(fù)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，注重分析方法的理論依據(jù)和實際應(yīng)用，條件允許的情況下，將理論課上課地點改到儀器分析實驗室進行，利用多媒體結(jié)合圖片介紹儀器的基本結(jié)構(gòu)、性能、使用方法及注意事項[4]。講述儀器使用部分時，結(jié)合儀器分析在生產(chǎn)，科研中的應(yīng)用，通過實例和文獻的講授、演示、提問、討論和課外講座等多種形式使理論性課程更加生動易懂，吸引并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3]，偏重案例銜接，尤其要結(jié)合當下相關(guān)熱點新聞進行討論。例如，借助 “三聚氰胺”、“毒校服”、“鉈中毒”、“蘇丹紅”等熱點事件，引導(dǎo)學(xué)生思考有毒物質(zhì)該如何檢測，選擇何種儀器進行檢測。

另外，考慮到我校引進多名相關(guān)專業(yè)的博士，可利用博士教師的專業(yè)優(yōu)勢，多人共同承擔(dān)《儀器分析》課程的授課工作，分章節(jié)各自教授最熟悉的儀器，效果會更好。每位教師在做科學(xué)研究時，經(jīng)常會用到一些儀器，對這些儀器的熟知度高于其他教師，且能夠更好的把握前沿知識，多位教師共同講述一門課，可有效增加儀器分析課程內(nèi)容的多樣性和豐富性，除了介紹儀器的應(yīng)用外，還應(yīng)介紹儀器的發(fā)展歷史、國內(nèi)外生產(chǎn)此類儀器的廠家情況、儀器型號，儀器市場情況等補充知識，拓展學(xué)生的知識面，增強學(xué)生對專業(yè)的歸屬感。另外，教師可以利用自己的課題，適當?shù)闹v述儀器在課題中的應(yīng)用，并鼓勵學(xué)生自愿參與教師的課題研究。學(xué)生通過查閱資料，擬定實驗方案，進入實驗室在教師指導(dǎo)下完成實驗，提交相關(guān)報告。如此學(xué)生對儀器分析有更深入的了解和掌握，課堂教學(xué)更加情境化，學(xué)生也能認識到該課程的重要性。同時，還可以鼓勵學(xué)生創(chuàng)新，提高其積極性和主動性，有利于培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才。

2.3 教學(xué)方法的探索與實踐

(1)每一章節(jié)的儀器分析方法都有自己的理論，學(xué)生掌握有一定的難度。我們采用歸納總結(jié)將不同章節(jié)進行歸類，比較各類方法的優(yōu)缺點及應(yīng)用領(lǐng)域，并設(shè)置思考題引導(dǎo)學(xué)生考慮不同物質(zhì)需要使用何種儀器分析方法。例如血液中的重金屬、稀土中元素可以分別使用原子吸收和原子熒光方法；沸點高和沸點低的混合物的分離純化分別使用液相和氣相色譜法等。

(2)基礎(chǔ)知識與前沿知識相結(jié)合[5]，我校有一部分同學(xué)會選擇繼續(xù)深造，投身科學(xué)研究，因此在每章內(nèi)容講述完之后，介紹與本章內(nèi)容相關(guān)的學(xué)術(shù)界前沿新知識、新理論、新成果和新技術(shù)，并鼓勵學(xué)習(xí)利用所學(xué)知識積極參加大學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)項目。

(3)適當采用啟發(fā)式、討論式的教學(xué)模式讓教師成為引導(dǎo)者，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，變被動參與為主動參與。教師可以選擇一些發(fā)表的科研成果，以論文形式講解，然后引導(dǎo)學(xué)生去思考問題并討論解決問題[6]。在講解色譜方法的時候，可以設(shè)置思考題，讓學(xué)生分組討論，這樣可以使學(xué)生更好的理解教學(xué)內(nèi)容。

(4)利用當?shù)匕l(fā)展優(yōu)勢，有計劃地組織專業(yè)課教師帶領(lǐng)學(xué)生到有關(guān)工廠、企業(yè)參加培訓(xùn)學(xué)習(xí)，增加實踐課的比例，以提高學(xué)生的實踐能力。

(5)利用本學(xué)科中的名人事跡教育熏陶學(xué)生，培養(yǎng)他們嚴謹和認真的科學(xué)精神。同時，建立良好的師生關(guān)系，促進師生的溝通和交流。

3 結(jié)語

發(fā)展壯大中的“中國醫(yī)藥城”是泰州市的一張名片，醫(yī)藥城的發(fā)展亟需大批合格的畢業(yè)生，泰州學(xué)院作為泰州市唯一一所公辦普通本科高校，為地方經(jīng)濟發(fā)展輸送合格人才是高校服務(wù)地方的具體體現(xiàn)。結(jié)合“中國醫(yī)藥城”的發(fā)展需求，進行有效的探索與實踐，在《儀器分析》課程的教學(xué)改革過程中，進一步完善《儀器分析》課程的教學(xué)體系、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進教學(xué)方法，才能更好地提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高水平應(yīng)用型技能人才，更好地服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展。