《現(xiàn)代儀器分析》實驗的教學改進與思考

李貴 魏華 楊永斌 龍華 張曉蓉

摘 要：文章以吉首大學生物類專業(yè)實驗項目“硒的制備及其原子熒光法檢測”為例，從實驗教學方法和方式、實驗教學內(nèi)容、實驗成績考評等方面開展了《現(xiàn)代儀器分析》實驗課程的教學實踐、改進及思考。課題組嘗試以大實驗項目形式將《現(xiàn)代儀器分析》實驗和《天然產(chǎn)物成分檢測》實驗深度融合，以實驗小論文形式進行實驗結(jié)果匯報，首次進行了產(chǎn)學融合型實驗教學實踐，以全面提高該專業(yè)高級應(yīng)用型人才培養(yǎng)能力。

關(guān)鍵詞：生物類專業(yè);儀器分析;成分檢測;實驗教學;改進與思考

為實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復(fù)興的中國夢，新時期，黨中央、國務(wù)院做出了建設(shè)世界一流大學和一流學科的重大戰(zhàn)略決策，其中落實人才的培養(yǎng)尤為重要。習近平總書記在全國高校思想政治理論工作會議上指出：辦出世界一流大學，必須牢牢抓住全面提高人才培養(yǎng)能力這個核心點。國務(wù)院發(fā)布的《統(tǒng)籌推進世界一流大學和一流學科建設(shè)總體方案》在頂尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面也要求堅持立德樹人，突出人才培養(yǎng)的核心地位。

地處生物多樣性顯著的武陵山區(qū)腹地的民族地方高校吉首大學，以“雙一流”建設(shè)為契機，將“立人教育”作為其人才培養(yǎng)的核心理念，加快推進民族地區(qū)高水平大學的建設(shè)。地方高水平大學的建設(shè)，要為學生成長成才創(chuàng)造良好的環(huán)境和教學科研條件。這就要求專業(yè)課程體系設(shè)置、師資隊伍配備、辦學條件配置等都圍繞學生綜合能力達成行業(yè)認可的既定質(zhì)量標準要求這一核心任務(wù)展開。為更好地適應(yīng)學校面向地方、面向基層培養(yǎng)“具有人文精神、科學素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、務(wù)實作風和國際視野”的“下得去、用得上、留得住、干得好”的高級應(yīng)用型人才的人才培養(yǎng)目標定位，本課題在進行了初步探索的基礎(chǔ)上，進一步對2017級生物工程專業(yè)相關(guān)實驗課程教學進行改進，如加強實驗課程之間的聯(lián)系，將《現(xiàn)代儀器分析》和《天然產(chǎn)物成分檢測》實驗合并為《儀器分析和天然產(chǎn)物成分檢測》實驗課程進行教學實踐;增強教師力量，合并后的實驗課程以8個大實驗項目形式進行集群重組;以學生能力培養(yǎng)為中心，進行綜合能力的自我重塑等。現(xiàn)以2017級生物專業(yè)的實驗項目“硒的制備及其原子熒光法檢測”為例，從實驗教學方法方式、實驗教學內(nèi)容、實驗成績考評的改進及實驗效果的評價等方面來進行闡述。

一、實驗教學方法和方式的改進

首先，將現(xiàn)代教育信息技術(shù)的元素積極引入和應(yīng)用于實驗教學實踐中，包括線上線下多媒體技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及微信等遠距離通信技術(shù)等?，F(xiàn)代教育信息技術(shù)的引入和應(yīng)用，顯著提高了教與學的效率，使得實驗項目有效延伸至第二課堂，而不再局限于有限的上課空間。如“硒的制備及其原子熒光法檢測”，學生在收到線上學習資料和學習任務(wù)后，預(yù)先進行線上學習和交流溝通，然后積極自主地開展樣品中硒的供試品溶液的制備、熒光分析法等的資料檢索，并通過小組視頻討論等方式分析比較和匯集小組意見，制訂分析方案。因此，現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用極大地便利了實驗教學的有效開展。

其次，以學生為中心的引導式教學得到進一步加強。以“硒的制備及其原子熒光法檢測”的實驗教學為例，我們將之前的課堂視頻教學—實驗方案與步驟講解—開展實驗—點評與小結(jié)的實驗課程教學模式，通過引導式教學進一步擴展為“通過課前視頻教學了解基礎(chǔ)，以文獻檢索、小組討論匯集眾智來設(shè)計實驗方案，聯(lián)系專業(yè)檢測機構(gòu)人員進行專業(yè)培訓，修改完善實驗方案細則，開展實驗，以小論文形式進行實驗總結(jié)匯報”。跟以前的實驗器材準備妥當，只需要學生來實驗室進行實驗操作，完成實驗相關(guān)內(nèi)容的訓練相比較，教師主導的分量在逐漸減少，而更多的是以學生綜合能力的自我塑造為主。在整個過程中，教師重視學生的主體地位，積極引導其在已有知識基礎(chǔ)上開展新的構(gòu)建式學習，激發(fā)學生學習的積極主動性培養(yǎng)其主人翁精神。當學生把這當作自己的事情來開展，責任意識就更強了。

再次，學研產(chǎn)結(jié)合，協(xié)同育人。具體而言，通過之前生物、藥學等專業(yè)的單位實習和工廠見習中同社會相關(guān)研究單位和企業(yè)等建立起來的初步聯(lián)系，我們在進行“硒的制備及其原子熒光法檢測”實驗教學時，這種聯(lián)系就得到進一步加深。這是因為前幾屆我們用分子熒光光譜儀測定硒含量時，需要用到一種進口的昂貴DAN試劑。本次實驗中，學生比較檢測方法后，決定采用“原子熒光法”來測定，這可節(jié)省很大的試劑消耗，而學生曾經(jīng)見習的專業(yè)機構(gòu)湘西食品藥品檢驗所就能夠開展該項目的專業(yè)檢測，于是擬聯(lián)系其簽訂教學合作協(xié)議，聯(lián)合對學生進行專業(yè)素質(zhì)能力培養(yǎng)。通過學院的支持和實驗教師積極的溝通交流，有幸獲得食品與藥品檢驗所的大力支持和幫助。這樣通過學校、社會協(xié)同育人，便使得學生在本實驗課程中首次實現(xiàn)了學研產(chǎn)高度融合，2017級生物專業(yè)的學生接觸和熟悉了專業(yè)機構(gòu)開展相關(guān)檢測的實驗操作及流程，對實驗的科學性、嚴謹性、專業(yè)性等有了切身體會，同時這也為民族地區(qū)的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供了又一次真實環(huán)境的模擬和實踐。

二、實驗教學內(nèi)容的改進

在實驗材料的選擇方面，本實驗項目也變得豐富多樣，包括學院教師們感興趣的樣品、在研項目的實驗材料，在市場上買到的富硒食品和果蔬類產(chǎn)品，如茶葉、地瓜、獼猴桃等，均可納入本次實驗項目進行。在實驗方案的改進方面，學生先查閱資料，各組討論后共同設(shè)計實驗方案以制備供試樣品溶液和進行硒元素的原子熒光法檢測，實驗方案設(shè)計完成后與專業(yè)檢測機構(gòu)提供的檢測標準方案進行比對，讓大家找到并縮小實驗課程與專業(yè)檢測的實際差距。在實驗樣品的制備方面，由以前的常規(guī)加熱消解法改變?yōu)槲⒉ㄏ夥?，更安全和環(huán)保;在檢測儀器的選擇方面，考慮到在熒光光度儀的課程教學中已經(jīng)有教師進行項目實驗，同時檢測時需要進口的反應(yīng)試劑及實驗成本等，我們運用國標中的第一種方法原子熒光法來進行硒元素的測定。通過實驗內(nèi)容的更新與統(tǒng)籌，學生的科研能力與素質(zhì)得到了提升，實驗教師的教學統(tǒng)籌能力得到了錘煉，課程項目也得到有序開展。

三、實驗成績考評的改進

實驗成績考評分為廣義和狹義兩種。廣義的實驗成績考評體系通常包括：教師對學生實驗課程掌握程度和綜合能力提升的評價、學生參與的對實驗教與學過程的評價及教務(wù)對教師實驗教學完成程度的評價等。在這里我們主要從實驗開展前后學生的實驗課程掌握程度和綜合能力提升情況來進行討論。本實驗項目“硒的制備及其原子熒光法檢測”為了更好地促進教學相長，在實驗成績考評中著重突出主觀內(nèi)在動力的激發(fā)，課程掌握和能力提升要求學生將實驗結(jié)果的總結(jié)由實驗報告轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒炐≌撐牡男问?，對學生綜合能力的提升提出了更高要求，同時重視過程培養(yǎng)的重要性。如各位組長除了需完成本身所分配的實驗操作任務(wù)，在實驗中還需協(xié)調(diào)、組織本組成員開展實驗，收集實驗數(shù)據(jù)，聯(lián)系培訓單位教師，關(guān)注學生往返學校的交通安全，應(yīng)對可能出現(xiàn)的突發(fā)情況等。若只在實驗室進行考評是無法進行評價和判斷的。另外在學生參與的實驗教與學過程的評價中，本實驗項目以課間討論、問卷調(diào)研、實驗項目問答等方式主動進行實驗課程調(diào)研，及時了解學生的學習情況和調(diào)整能力培養(yǎng)狀態(tài)，為本實驗課程教學項目的高效順利完成加油助力。

綜上所述，在學研產(chǎn)協(xié)同單位和學院的大力支持下，我院“硒的制備及其原子熒光法檢測”項目的實驗教師和2017級生物專業(yè)的學生積極行動，使得該項目得以順利開展和完成，達到了較好的課程教學效果，獲得了學研產(chǎn)單位專業(yè)人員的一致好評。在進行的調(diào)研統(tǒng)計中，學生對新儀器設(shè)備的規(guī)范操作、務(wù)實嚴謹?shù)膶嶒炦^程、分工協(xié)作的團隊精神、實事求是的科研素養(yǎng)及銳意進取的創(chuàng)新精神等印象極其深刻，這正好與學校關(guān)于高級應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求相符。實驗教師雖然在實驗教學過程中引入了多媒體、微信等多種現(xiàn)代教育信息技術(shù)，但這只屬于現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的初級階段，是向著教育現(xiàn)代化的一個過渡，這之后有必要進一步加強具有民族地方特色的翻轉(zhuǎn)課堂實驗教學乃至線上線下金課的建設(shè)及學生非集聚等特殊情況下網(wǎng)絡(luò)教學的嘗試。此外，本實驗課程內(nèi)各大實驗項目因在執(zhí)行中可能會額外增加較多的課余時間，這就要求各個實驗項目之間要做到有效協(xié)調(diào)和溝通，同時加強配套的開放實驗室擴展項目訓練與延伸等，進行進一步的探索和研究，以順應(yīng)新時代該課程教育現(xiàn)代化前進的趨勢。

參考文獻：

[1]李 貴，魏 華，龍 華，等.《現(xiàn)代儀器分析》實驗教學改革初探[J].教育教學論壇，2019（10）：277-278.

[2]易浪波，彭清忠，周 強.地方性高校生物工程專業(yè)實驗教學體系的改革與實踐[J].教育教學論壇，2016（10）：96-98.

[3]張曉蓉.適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需要的理工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式探討——以吉首大學植物科學與技術(shù)專業(yè)為例[J]. 繼續(xù)教育研究， 2013（9）：149-151.

[4]熊利芝，袁志忠，吳玉先，等.校企聯(lián)合提高工科研究生創(chuàng)新能力初探[J].教師，2013（32）：97-99.

[5]劉海學，王 ?瑞，王海鳳，等. 《現(xiàn)代儀器分析》實驗教學方案設(shè)計與實踐[J].天津農(nóng)學院學報， 2014（2）：62-64.

[6]邱 ?雁，朱仲良，沈天翔，等.利用化學計量學方法改進現(xiàn)代儀器分析實驗教學[J].計算機與應(yīng)用化學，2006，23（11）：109-111.

[7]楊小秋.現(xiàn)代儀器分析實驗教學現(xiàn)狀與展望[J].廣州化工，2014，42（4）：154-155.

[8]張馨如，黃漫青，王宗義.現(xiàn)代儀器分析實驗教學改革在食品科學專業(yè)中的重要性[J].教育教學論壇，2017（18）：118-119.

[9]遲明艷，高秀麗，代澤琴，等.微課在藥物現(xiàn)代儀器分析技術(shù)實驗教學中的實施及成效[J].新西部，2019（6）：40.

[10]韓漢民.高純硒的制備[J].江蘇化工，1993（4）：36-38.