生物相關(guān)專業(yè)中《儀器分析實驗課》的教學(xué)改革與實踐

張英　楊麗　官員

摘 要：“儀器分析課程”是生物相關(guān)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，“儀器分析實驗課”是該課程的重要組成部分。本文從更新儀器設(shè)備配置、優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容、改革實驗教學(xué)方法和完善考核評價體系等方面進行了探索與改革，取得了一定的成效。既提高了儀器分析實驗課的教學(xué)質(zhì)量，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：生物專業(yè) 儀器分析實驗課 教學(xué)改革 實踐

中圖分類號：Q642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0224-02

儀器分析課程是生物相關(guān)專業(yè)如生物技術(shù)、動物科學(xué)、動物醫(yī)學(xué)、食品與工程等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，而實驗課教學(xué)是其極為重要的組成部分。儀器分析實驗是實踐性、應(yīng)用性很強的學(xué)科，通過課程的學(xué)習旨在提升學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和意識，使其能夠獨立進行科學(xué)實驗的設(shè)計、研究與探索，從而實現(xiàn)其綜合實踐能力的培養(yǎng)，為全面推動創(chuàng)新型生物類人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)[1-2]。

由于儀器分析實驗多依賴價格昂貴的機器，涉及到的分析方法多種多樣，實驗內(nèi)容廣泛，且較為抽象，學(xué)生對實驗理論、實驗設(shè)計和具體操作都較難理解。同時，以往的儀器分析課程存在“重理論、輕實踐”的現(xiàn)象，導(dǎo)致實驗課課時不足，實驗教學(xué)過程中存在“教師一言堂”的現(xiàn)象，無法滿足每名學(xué)生都有機會親自進行實驗操作，嚴重影響了實驗課的教學(xué)目標，無法達到預(yù)期的實驗教學(xué)效果[3-4]。

為此，本人結(jié)合多年的儀器分析實驗理論與實踐教學(xué)經(jīng)驗，依據(jù)生物相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)方案和教學(xué)目標，從更新儀器設(shè)備配置、改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、更新考核評價體系等方面，提出了切實可行的實施方案，進行了嘗試性的改革，以期對“儀器分析實驗課”的教學(xué)質(zhì)量的提高有所幫助。

1 積極引進新儀器，更新儀器配置

儀器分析實驗課的具體實施，離不開先進的儀器設(shè)備。吉林大學(xué)積極依托科技部、農(nóng)業(yè)部的重大科研專項課題設(shè)備購置計劃，以及吉林大學(xué)本科教學(xué)設(shè)備更新計劃，對價格昂貴的儀器設(shè)備如流式細胞儀、透射電子顯微鏡、R-time PCR儀、激光共聚焦顯微鏡、超速離心機等大型儀器設(shè)備至少引入一臺，對儀器分析實驗課程需要的其他常規(guī)儀器如電泳儀、離心機、倒置顯微鏡、普通PCR儀等，至少引入5～10臺。同時，對儀器設(shè)備執(zhí)行專人管理，大型儀器雙人管理的制度，實驗課開課過程中，設(shè)置學(xué)生組長制，輔助教師進行儀器的管理、清洗、維護和登記。使儀器設(shè)備發(fā)揮最大的資源優(yōu)勢，充分服務(wù)于實驗教學(xué)。

2 明確實驗教學(xué)目標，優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容

“儀器分析”實驗課程的教學(xué)目的是使學(xué)生規(guī)范地掌握儀器分析的基本原理、基本操作、基本技術(shù)，熟悉現(xiàn)代分析儀器的使用；在培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗的基本知識、基本操作和基本技能的同時，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，使學(xué)生在已學(xué)過化學(xué)分析、物理化學(xué)等課程的基礎(chǔ)上，學(xué)習和掌握儀器分析方法的基本理論、各類儀器分析的基本原理、儀器構(gòu)造和定性定量分析方法，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用各類儀器分析方法解決對無機、有機化合物進行物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)分析的能力。為此，我們精選了如下的實驗內(nèi)容（見表1），激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣。

3 改進教學(xué)方法，提高實驗教學(xué)效果

首先，針對不同的實驗內(nèi)容及儀器設(shè)備配備的情況，采取不用的授課模式。如實驗室常見小儀器的使用、常規(guī)藥學(xué)儀器的使用等，實驗室已有的儀器較多，可采取“大教室”集中授課；如流式細胞儀的使用、透射電鏡及超薄切片技術(shù)、原子吸收分光光度計的使用等，儀器價格昂貴，僅有一臺，我們采用“多教師”、“小教室”輪流講授。這樣的安排，能使每名同學(xué)都有機會親自操作儀器，加深對儀器原理、實驗內(nèi)容和儀器操作的掌握。

其次，將傳統(tǒng)的教學(xué)方法和現(xiàn)代化教學(xué)手段進行有機的結(jié)合。教師上課前，承擔儀器分析實驗課的實驗教師小組集中討論、學(xué)習，制定切實可行的教學(xué)方案，制作PPT教學(xué)課件，搜集相關(guān)的視頻資料，同時積極利用現(xiàn)有的儀器資源，制作一些微視頻，包括大型儀器操作視頻、實驗原理的微視頻、儀器操作注意事項的微視頻等。在上課過程中，將多種教學(xué)手段串聯(lián)使用，讓學(xué)生更好的理解儀器原理、操作過程和注意事項等，更好的理解儀器分析實驗課的教學(xué)目的，培養(yǎng)學(xué)生獨立操作機器的能力。

最后，開放實驗室，使課內(nèi)教學(xué)和課外實踐培養(yǎng)相結(jié)合。雖然我們在課程建設(shè)內(nèi)容上增加了實驗課的課時，但仍無法滿足學(xué)生對多種分析方法的學(xué)習和掌握，課外實踐教學(xué)的開展是對課內(nèi)教學(xué)的有力補充。吉林大學(xué)教務(wù)處針對不同的專業(yè)特點，積極開展有專業(yè)特色的“技能大賽”、“創(chuàng)新實驗大賽”、“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”、“開放性創(chuàng)新實驗”等，使學(xué)有余力的同學(xué)能夠自行設(shè)計實驗內(nèi)容，并與儀器管理教師討論實驗方案的可行性，積極利用實驗室的儀器設(shè)備開展創(chuàng)新實驗項目，在完成項目的同時，大大提高了儀器設(shè)備的利用率。

4 健全考核體系，科學(xué)評價學(xué)生掌握儀器操作的程度

建立多元化考核體系，儀器分析實驗課成績由四部分組成：課前預(yù)習占15%（預(yù)習報告、實驗設(shè)計等），考察學(xué)生對實驗課的重視程度和獨立設(shè)計實驗的能力；平時成績占30%（實驗態(tài)度、實驗操作、實驗報告等），考察學(xué)生對儀器的原理、操作的理解程度；實驗課考試占30%（實驗原理、操作過程、注意事項等），考察學(xué)生對儀器分析實驗課理論知識和實驗知識整體的掌握程度；儀器分析方法小實驗的設(shè)計占25%（教師擬定題目，學(xué)生利用現(xiàn)有儀器資源自行設(shè)計方案），主要考察學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力[5]。多元化考核體系既考了學(xué)生儀器理論知識，又能考學(xué)生綜合能力和素質(zhì)，使學(xué)生能更好的學(xué)習和掌握儀器分析實驗課的理論和實踐知識。

5 結(jié)語

通過對生物相關(guān)專業(yè)中《儀器分析實驗課》的教學(xué)改革與實踐，激發(fā)了學(xué)生積極主動學(xué)習儀器設(shè)備的興趣和熱情。精心設(shè)計的實驗，使教學(xué)內(nèi)容更合理；多種教學(xué)手段的使用，使教學(xué)模式更科學(xué)；多元化考核體系的實施，使評價體系更完善。通過教學(xué)改革，提升了實驗教學(xué)的質(zhì)量，大大提高了儀器分析實驗課的教學(xué)效果，為學(xué)生創(chuàng)新思維、綜合素質(zhì)與能力的培養(yǎng)打下了良好的基礎(chǔ)。教學(xué)改革是一個永恒的課題，在今后教學(xué)實踐中，我們將繼續(xù)努力，為教學(xué)改革的推進不斷添磚加瓦。

參考文獻

[1] 呂海濤.儀器分析實驗教學(xué)改革的探索與實踐[J].實驗室科學(xué)，2011，14（3）：16-18.

[2] 孫萍.儀器分析實驗教學(xué)改革的初探與實踐[J].廣州化工，2017，45（4）：144-145.

[3] 劉昭第，徐華杰，盛良全，等.儀器分析實驗教學(xué)改革探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2010，8（5）：86-88.

[4] 羅小會，裘建平，肖珊美.儀器分析實驗教學(xué)改革與實踐[J].金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2018，18（3）：45-47.

[5] 張慧靜，張莉，張夢軍.生物醫(yī)學(xué)專業(yè)儀器分析教學(xué)改革的探索與實踐[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2009，17（5）：900-901.