儀器分析課程教學(xué)現(xiàn)狀分析及改革思考

高冬梅 靳淼 白潔 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院

儀器分析課程是石油化工技術(shù)、制藥工程等專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課，主要通過(guò)光譜分析、色譜分析、電化學(xué)分析原理進(jìn)行物質(zhì)定性、定量分析。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠理解常用分析儀器的工作原理及基本結(jié)構(gòu)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)分析對(duì)象選擇合適分析方法及熟練操作各類常用分析儀器的實(shí)踐操作技能。而由于儀器分析課程具有原理抽象、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍存在理解困難、缺乏學(xué)習(xí)興趣等問(wèn)題。因此，本文對(duì)儀器分析課程教學(xué)的現(xiàn)狀和改革思路進(jìn)行了分析和探討。

一、儀器分析課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.教學(xué)模式默守陳規(guī)

儀器分析課程的理論教學(xué)，主要講授各類分析儀器基本原理、儀器結(jié)構(gòu)和分析方法，且涉及分析方法具有種類多、差別大、邏輯性不強(qiáng)、內(nèi)容抽象的特點(diǎn)。而目前對(duì)于課程理論知識(shí)，老師大多采用多媒體教學(xué)，課堂呈現(xiàn)出“傳遞-接受”的灌輸式教學(xué)狀態(tài)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)原理方法只能靠抽象思維來(lái)理解，這種默守陳規(guī)的教學(xué)模式極大的降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.實(shí)踐教學(xué)資源極度匱乏

儀器分析課程具有理論與實(shí)踐并重的特點(diǎn)，高職學(xué)生學(xué)習(xí)儀器分析不僅需要掌握必備理論知識(shí)，更需要掌握各類分析儀器的操作技能。而儀器分析課程所涉及各類分析儀器價(jià)格昂貴、體積大，因此絕大部分職業(yè)院校受資金、擺設(shè)場(chǎng)地的限制，所擁有的大型分析儀器數(shù)量無(wú)法滿足日程教學(xué)需求。所以儀器分析課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出了“老師演示，學(xué)生觀看”的狀態(tài)，學(xué)生的儀器操作技能無(wú)法得到有效訓(xùn)練。

3.實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)時(shí)間安排不合理

目前，大多儀器分析課程理論與實(shí)踐教學(xué)安排方式為先理論后實(shí)踐，二者難以同步進(jìn)行，理論教學(xué)環(huán)節(jié)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)理論知識(shí)點(diǎn)記憶不清晰。而面對(duì)較為復(fù)雜的大型分析儀器，學(xué)生本就有畏難心理，在理論基礎(chǔ)不扎實(shí)的情況下，學(xué)生更是對(duì)操作表現(xiàn)出“老虎吃天無(wú)從下手”的狀態(tài)，使實(shí)踐教學(xué)效果大打折扣。

4.實(shí)踐教學(xué)模式陳舊，內(nèi)容單一

高職院校實(shí)踐教學(xué)模式主要是老師制定方案，學(xué)生執(zhí)行方案，這種模式下，學(xué)生只需要按照實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容即可，在整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生只是機(jī)械的完成實(shí)驗(yàn)方案的驗(yàn)證工作，不需要考慮為什么，這種模式極大的限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

而且因?yàn)閮x器分析課程所用大型儀器價(jià)格昂，以及學(xué)生理論知識(shí)掌握不扎實(shí)的原因，教師在選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)會(huì)避免復(fù)雜實(shí)驗(yàn)的選取，大多會(huì)選擇簡(jiǎn)單、重復(fù)性高的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，單一的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏綜合性、系統(tǒng)性以及創(chuàng)新性，這樣既降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與創(chuàng)新。

二、儀器分析課程教學(xué)改革方向與思路

1.創(chuàng)新教學(xué)模式，突出學(xué)生的主體地位

借助互聯(lián)網(wǎng)資源，創(chuàng)新教學(xué)模式，打破以往老師說(shuō)教或演示的傳統(tǒng)教學(xué)模式，突出學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主動(dòng)性。例如在講授理論知識(shí)時(shí)，可以分課前、課中、課后三個(gè)階段進(jìn)行。課前學(xué)習(xí)任務(wù)由學(xué)生獨(dú)自完成，課中老師根據(jù)學(xué)生課前學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況，解決“疑難雜癥”，突出重、難點(diǎn)，課后老師結(jié)合課前、課中綜合學(xué)習(xí)情況，布置課后學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生完成課后學(xué)習(xí)任務(wù)。課前、課中、課后三個(gè)階段老師和學(xué)生借助互聯(lián)網(wǎng)及時(shí)交流溝通，學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)不斷反饋給老師，老師根據(jù)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)不斷調(diào)整教學(xué)策略與教學(xué)內(nèi)容，這樣就扭轉(zhuǎn)了學(xué)生跟著老師走的狀態(tài)，而是變成了老師根據(jù)學(xué)生實(shí)時(shí)學(xué)情以及學(xué)習(xí)需求進(jìn)行教學(xué)，整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生是主體，老師則成了真正意義上的答疑解惑之人。

2.引入虛擬仿真技術(shù)，緩解資源匱乏現(xiàn)狀

虛擬仿真技術(shù)是一種借助人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)、人工智能、傳感等多種技術(shù)手段，通過(guò)計(jì)算機(jī)用一個(gè)系統(tǒng)模擬另一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)。該技術(shù)自20 世紀(jì)40 年代誕生以來(lái)，在高職教育的各類專業(yè)課程的教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。

在儀器分析課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)引入虛擬仿真軟件，能夠高度還原幾大類常用分析方法的儀器工作原理及分析操作流程。教師講授理論課時(shí)，將仿真軟件引入課堂，對(duì)照仿真軟件講解儀器原理、操作流程，能讓學(xué)生更加直觀的理解、掌握理論知識(shí)，為實(shí)體儀器操作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。分析儀器虛擬仿真軟件具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全可靠等特點(diǎn)，大部分院校具備籌建虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的能力，且后續(xù)維護(hù)容易。學(xué)生使用仿真軟件訓(xùn)練時(shí)，不需要耗費(fèi)貴重試劑，不必?fù)?dān)心損壞儀器，可以隨時(shí)隨地練習(xí)，這樣就能夠極大的提高學(xué)生練習(xí)效率和老師的教學(xué)效率，也有效緩解了實(shí)體儀器資源匱乏的現(xiàn)狀。

3.合理安排理論與實(shí)踐教學(xué)，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐與理論一體化

針對(duì)目前儀器分析課程理論與實(shí)踐教學(xué)時(shí)間不銜接的問(wèn)題，可以通過(guò)借助不同資源形式將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容穿插于課前、課中、課后各個(gè)階段的方式來(lái)解決。課前使用儀器及儀器操作相關(guān)的3D 動(dòng)畫資源，給學(xué)生以直觀印象；課中引入分析儀器仿真軟件，對(duì)照軟件講理論和操作；課后學(xué)生根據(jù)課前、課中的基礎(chǔ)知識(shí)，繼續(xù)利用仿真軟件練習(xí)操作，鞏固理論，學(xué)生熟練掌握儀器操作流程后趁熱打鐵，直接安排本次理論課對(duì)應(yīng)的實(shí)踐內(nèi)容，這樣在有效避免理論與實(shí)踐內(nèi)容無(wú)法銜接的同時(shí)，也提高了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)、儀器操作的理解和掌握水平，并順利完成實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的一體化教學(xué)。

4.創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生鞏固理論知識(shí)、培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力的重要環(huán)節(jié)，為了能充分發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)在學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)中的重要作用，教師需不斷創(chuàng)新教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，徹底改變“老師制定方案—學(xué)生驗(yàn)證方案”的現(xiàn)狀，有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、綜合思維能力及創(chuàng)新意識(shí)。

實(shí)踐教學(xué)模式以操作技能訓(xùn)練為基礎(chǔ)，大膽創(chuàng)新。如李郤里教授的“課堂講授儀器分析工作原理+ 現(xiàn)場(chǎng)操作儀器分析測(cè)試+ 基于項(xiàng)目的綜合性儀器分析設(shè)計(jì)”三段式實(shí)踐教學(xué)模式，階梯式的對(duì)學(xué)生理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作以及研究創(chuàng)新三個(gè)層面的能力進(jìn)行培養(yǎng)。在此模式基礎(chǔ)上，理論課階段可適當(dāng)穿插實(shí)踐課內(nèi)容，既可幫助學(xué)生理解理論知識(shí)，又能使學(xué)生初步了解實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，為后續(xù)實(shí)踐教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化可在該模式的最后階段實(shí)現(xiàn)，學(xué)生經(jīng)過(guò)前兩階段的學(xué)習(xí)，已經(jīng)對(duì)分析方法有了初步認(rèn)識(shí)，在該階段，老師可借助生活、生產(chǎn)實(shí)例，給出實(shí)踐教學(xué)方案的總體方向，學(xué)生自行制定綜合實(shí)驗(yàn)方案，老師審核優(yōu)化后，學(xué)生實(shí)施方案，這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)興趣，也增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力及專業(yè)實(shí)踐能力，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索的精神和勇氣，形成踏實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)好習(xí)慣。

三、結(jié)束語(yǔ)

儀器分析課程作為高職院校藥物分析、石油化工等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，既要培養(yǎng)學(xué)生的理論學(xué)習(xí)能力，更要培養(yǎng)學(xué)生熟練的儀器操作能力。因此在儀器分析課程教學(xué)中，需要針對(duì)目前儀器分析課程教學(xué)現(xiàn)狀問(wèn)題，不斷通過(guò)教學(xué)模式改革、教學(xué)資源更新、信息技術(shù)應(yīng)用等方式改革創(chuàng)新，為現(xiàn)代職業(yè)教育的高水平發(fā)展助力。