“儀器分析實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)改革研究

倪慶婷 汪雨 劉丹 王欣 李衛(wèi)華

摘? ? 要：針對(duì)目前“儀器分析實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)中存在的問題，根據(jù)高等教育對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和創(chuàng)新的需要，通過優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，構(gòu)建了“設(shè)計(jì)—實(shí)踐—修正—實(shí)踐”的新型教學(xué)模式，著力提升學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。同時(shí)，采取過程性的評(píng)價(jià)體系，全面提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：儀器分析實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;過程評(píng)價(jià)體系

中圖分類號(hào)：G640? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-7394（2019）06-0122-03

“儀器分析實(shí)驗(yàn)”課程作為高校實(shí)驗(yàn)課程的重要組成部分，是化工、材料、環(huán)境等領(lǐng)域的必修課程。該課程以鞏固理論知識(shí)、掌握實(shí)驗(yàn)方法為目的，在高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占有重要的地位。作為現(xiàn)代主要分析測(cè)試的手段，儀器分析已成為眾多領(lǐng)域科研項(xiàng)目研究和企業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)的重要表征手段之一。實(shí)驗(yàn)課程是基于理論教學(xué)內(nèi)容，驗(yàn)證實(shí)踐能力的重要途徑，也是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭力的重要因素。因此，改革教學(xué)內(nèi)容，探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新，完善過程評(píng)價(jià)體系具有重要現(xiàn)實(shí)意義[1-5]。

1? ? “儀器分析實(shí)驗(yàn)”課程目前存在的問題

1.1? 部分課程內(nèi)容陳舊

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科研單位和企業(yè)研發(fā)部門對(duì)于儀器分析的檢測(cè)效率和精確度要求越來越高，儀器設(shè)備的更新?lián)Q代加快，不斷有技術(shù)先進(jìn)的測(cè)試方法和表征涌現(xiàn)市場(chǎng)。儀器分析實(shí)驗(yàn)作為傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，教材中的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)案例已經(jīng)沿用很久，教材中的一些測(cè)試方法已經(jīng)被淘汰，教學(xué)內(nèi)容簡單、單一，儀器設(shè)備落后，這些原因?qū)е聦W(xué)生學(xué)到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和現(xiàn)實(shí)行業(yè)需求脫節(jié)[6]。

1.2? 教學(xué)模式單一

從教學(xué)方式來說，教師在課堂上做理論知識(shí)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)，要求學(xué)生在操作過程中按部就班完成實(shí)驗(yàn)，不注重發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。因此，學(xué)生相對(duì)缺乏提高動(dòng)手能力和實(shí)踐能力的機(jī)會(huì)，無法獨(dú)立解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，更無法提高獨(dú)立思考和解決實(shí)際問題的能力，不利于學(xué)生創(chuàng)造性的培養(yǎng)。

1.3? 教學(xué)評(píng)價(jià)體系落后

從學(xué)生考核體系來看，傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系注重于實(shí)驗(yàn)最終數(shù)據(jù)。其實(shí)，實(shí)驗(yàn)課程和理論課程的考核存在一定的差異性，相比于理論課程的考核，實(shí)驗(yàn)課程考核更應(yīng)該注重實(shí)驗(yàn)過程中的操作技能，因此過程性評(píng)價(jià)在整個(gè)考核中應(yīng)該占據(jù)較大比重?，F(xiàn)有的教學(xué)評(píng)價(jià)體系忽視過程性評(píng)價(jià)，缺少對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合水平的評(píng)估，不利于引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的重視，進(jìn)而不利于學(xué)生養(yǎng)成良好的創(chuàng)新思維。

2? ? “儀器分析實(shí)驗(yàn)”課程改革思路

2.1? 構(gòu)建新型教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

課堂上，教師可以通過啟發(fā)式教學(xué)、案例式教學(xué)與學(xué)生互動(dòng)，講授科技前沿成果和科學(xué)研究方法，并及時(shí)將課題研究的最新成果充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中。課后，教師可以將科研成果，如學(xué)術(shù)論文，作為參考資料提供給學(xué)生閱讀思考。這樣不僅豐富了課程內(nèi)容，還有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，獲得良好的教學(xué)效果。

科研成果是教師對(duì)本專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的深刻理解與改革創(chuàng)新，可以將經(jīng)過教師整合、精選的最新科研成果引入到教材中[7]，豐富教材的內(nèi)容。同時(shí)，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與書本理論教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中既掌握理論知識(shí)，又了解到所學(xué)知識(shí)如何運(yùn)用于實(shí)際。教材在將傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容和前沿科技有機(jī)整合的同時(shí)，還應(yīng)明確將對(duì)學(xué)生專業(yè)思維的鍛煉和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，作為重要的教學(xué)目標(biāo)[8]。

2.2? 構(gòu)建“設(shè)計(jì)—實(shí)踐—修正—實(shí)踐”的新型教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力

改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，構(gòu)建“設(shè)計(jì)—實(shí)踐—修正—實(shí)踐”的新型教學(xué)模式。首先，要求教師為學(xué)生梳理知識(shí)點(diǎn)，制作學(xué)習(xí)資料，鼓勵(lì)學(xué)生通過查閱資料和學(xué)習(xí)相關(guān)理論來自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。其次，在教學(xué)中，對(duì)學(xué)生提出的實(shí)驗(yàn)方案組織分組討論，由學(xué)生討論提出修改方案，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。最后，學(xué)生通過在實(shí)驗(yàn)過程中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，掌握教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

在實(shí)施教學(xué)的過程中，先用課件講解實(shí)驗(yàn)的操作方法和注意事項(xiàng);學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笞孕性O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);在實(shí)驗(yàn)操作過程中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果修正實(shí)驗(yàn)方案以達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。針對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題，通過小組討論的方式形成改進(jìn)方案，教師提供修改意見，最后完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，教師進(jìn)行總結(jié)歸納。這種新型的教學(xué)模式，以互動(dòng)式教學(xué)方法，使學(xué)生反客為主，提高了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，在探索中掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[9]。

例如，開設(shè)“環(huán)己烷中苯含量的測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求配置不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品，通過繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線得到摩爾吸收系數(shù)，再求得未知樣品的濃度。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括調(diào)節(jié)紫外分光光度計(jì)的參數(shù)，配置所需要的標(biāo)準(zhǔn)溶液，稀釋待測(cè)未知樣的濃度等內(nèi)容;根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果修正實(shí)驗(yàn)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度;最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整合。新型的教學(xué)模式不僅能夠提高學(xué)生對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)技術(shù)的熟悉程度，還能使他們了解實(shí)驗(yàn)室儀器的操作原理與技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)在聯(lián)系和使用范疇，達(dá)到牢固掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法的目的[10]。

2.3? 形成過程性評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可持續(xù)改進(jìn)

考核是檢驗(yàn)課程教學(xué)的必要手段和形式，是教學(xué)過程的重要組成部分，它貫穿于整個(gè)教學(xué)過程，對(duì)教學(xué)活動(dòng)起著調(diào)控的作用。可在儀器分析實(shí)驗(yàn)的考核中加入更為具體的“過程考核表”，表中考核內(nèi)容涵蓋了儀器分析實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)和操作要點(diǎn);采用考核成績累加方式，總成績?cè)O(shè)定為100分，其中“實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)”占20%，“實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)成績”占50%，“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”成績占30%[11]。采用新的考核方式，評(píng)估整個(gè)實(shí)驗(yàn)的成果，能夠使教師及時(shí)了解實(shí)驗(yàn)每一個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果，清晰掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

實(shí)踐證明，過程性評(píng)價(jià)體系適合于“儀器分析實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)考核，采用過程考核評(píng)價(jià)體系后，學(xué)生不只注重于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取，還注重于實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范，既提高了學(xué)生對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知，又強(qiáng)化了學(xué)生思考能力和探索能力的培養(yǎng)。

3? ?結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有理論和實(shí)踐相結(jié)合的特點(diǎn)，通過對(duì)“儀器分析實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)的改革，有利于提高學(xué)生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)和開發(fā)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的思路。對(duì)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等進(jìn)行改革，可以使課程體系結(jié)構(gòu)更趨合理，教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化，教學(xué)模式得到改進(jìn)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高課堂教學(xué)效果?！皟x器分析實(shí)驗(yàn)”課程“設(shè)計(jì)—實(shí)踐—修正—實(shí)踐“的教學(xué)模式能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，有效鍛煉和強(qiáng)化了學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力和實(shí)驗(yàn)操作技能。

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責(zé)任編輯? ? 張志釗