新時(shí)代背景下高校儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

周彩霞，徐富建

(西南民族大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610225)

隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，科技實(shí)力不斷提升，科學(xué)技術(shù)已然成為社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和動(dòng)力，并推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代。為了加快新時(shí)代社會(huì)的發(fā)展，推動(dòng)科技創(chuàng)新，大學(xué)科學(xué)教育顯得更為重要。新時(shí)代下，國家社會(huì)對(duì)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新人才的需求日益強(qiáng)烈，為了滿足國家新時(shí)代的人才需求，教育作為“人的可持續(xù)發(fā)展”的重要條件，已承擔(dān)了培養(yǎng)符合新時(shí)代國家人才戰(zhàn)略需求的任務(wù)[1-2]。而不斷深化科學(xué)教育教學(xué)改革是培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新高素質(zhì)人才的重要途徑?；瘜W(xué)是科學(xué)領(lǐng)域的重要分支，關(guān)系到現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的方方面面，而且也與其它學(xué)科相互關(guān)聯(lián)，在教育改革中，重視化學(xué)教學(xué)十分重要。儀器分析課程是一門化學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)大學(xué)生進(jìn)入科學(xué)信息領(lǐng)域的入門課。故而推進(jìn)儀器分析課程改革是培養(yǎng)新時(shí)代下高素質(zhì)科技人才的重要任務(wù)之一。

1 新時(shí)代背景下高校儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革所面臨的挑戰(zhàn)

儀器分析作為化學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課程之一，是分析研究化學(xué)組成、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的重要手段之一，也是其它學(xué)科獲取化學(xué)信息的重要途徑[3]。儀器分析課程是向?qū)W生教授主要的儀器分析方法、儀器原理及科學(xué)研究應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生在化學(xué)科學(xué)研究方面的基本實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和技能，間接樹立學(xué)生的科學(xué)觀念，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。目前，高校儀器分析課程教學(xué)仍舊存在著一些問題，在新時(shí)代國家人才戰(zhàn)略要求下，課程改革仍舊面臨較大挑戰(zhàn)。這些問題主要有：

1.1 教學(xué)方式單一，學(xué)生興趣不足

大學(xué)儀器分析課程主要分為理論課和實(shí)驗(yàn)課，理論課程注重培養(yǎng)學(xué)生的理論知識(shí)積累，讓學(xué)生掌握儀器分析基本原理，為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作和分析能力奠定基礎(chǔ)。理論課不僅涉及多種不同的儀器分析方法，主要包括原子發(fā)射光譜分析、原子吸收光譜分析、紫外光譜分析、紅外光譜分析、氣相色譜分析、液相色譜分析、質(zhì)譜分析和核磁共振波譜分析等，還涉及相應(yīng)的儀器組成和基本原理等。實(shí)驗(yàn)課主要是在理論課的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、創(chuàng)新能力及分析能力，也是有效理解并熟練掌握理論知識(shí)的有效途徑，更是理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前，儀器分析課程內(nèi)容較多，課時(shí)有限，這導(dǎo)致了教學(xué)進(jìn)度過快，缺少老師與學(xué)生間的互動(dòng)時(shí)間，久而久之，學(xué)生就會(huì)滋生乏味枯燥的情緒，對(duì)課程逐漸缺少興趣，甚至厭惡枯燥的理論學(xué)習(xí)。再者，儀器分析部分課程較為難懂，方法原理錯(cuò)綜復(fù)雜，光靠死記硬背、“填鴨式”教學(xué)難以讓學(xué)生真正理解并靈活運(yùn)用。在有限的教學(xué)時(shí)間里，教學(xué)方式單一，死板枯燥，是導(dǎo)致學(xué)術(shù)厭學(xué)的主要原因之一。最后，儀器分析課程不能孤立理論課和實(shí)驗(yàn)課，需將兩者有機(jī)結(jié)合起來，通過實(shí)驗(yàn)實(shí)踐讓學(xué)生更好地理解理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)施資源不足

實(shí)驗(yàn)課程儀器分析課程不可或缺的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和思維創(chuàng)新能力的主要途徑。實(shí)驗(yàn)課程重要的教學(xué)道具是實(shí)驗(yàn)設(shè)施，而目前大部分學(xué)校里，由于學(xué)生基數(shù)大、教育經(jīng)費(fèi)不足及教師人才隊(duì)伍缺乏等原因，以致實(shí)驗(yàn)室條件較差，基本儀器設(shè)施不夠，缺乏熟練的實(shí)驗(yàn)工作人員等。這些直接影響了儀器分析實(shí)驗(yàn)課的質(zhì)量，也間接影響了對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外，很多高校為了體現(xiàn)本校的科研實(shí)力，爭取更多的科研經(jīng)費(fèi)，大部分實(shí)驗(yàn)設(shè)施主要用于研究生培養(yǎng)，這也使得本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏足夠的儀器設(shè)施，特別是貴重的儀器設(shè)備。這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)操作能力和理論知識(shí)運(yùn)用能力是非常有限的。

1.3 實(shí)驗(yàn)考核力度不夠

由于前面所提到的現(xiàn)實(shí)問題，一些高校不得不將主要考核力度偏向于理論教學(xué)。一般而言，儀器分析考核是考察學(xué)生對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)情況及老師的教學(xué)情況，主要分為理論基礎(chǔ)考核和實(shí)驗(yàn)考核。理論基礎(chǔ)考核主要通過筆試，實(shí)驗(yàn)考核一般通過實(shí)驗(yàn)操作來考核學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)分析能力及創(chuàng)新能力等。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，實(shí)驗(yàn)考核需要足夠的力度。近年來，不少高校加大了實(shí)驗(yàn)考核的比重，但是考核方式比較單一，考核效力依然有限。比如，學(xué)校只通過一次實(shí)驗(yàn)和一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告來考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，這無法真正有效地體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)際操作能力；實(shí)驗(yàn)報(bào)告只注重原理、步驟和結(jié)果的機(jī)械撰寫，也無法培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性；實(shí)驗(yàn)單單為了考核學(xué)生的機(jī)械操作，學(xué)生往往按照已定的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)報(bào)告只有數(shù)據(jù)記錄，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的深入分析，等等。

1.4 科學(xué)學(xué)術(shù)道德重視程度不夠

儀器分析的實(shí)驗(yàn)課堂中不僅要傳授學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能，更要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)科學(xué)的學(xué)術(shù)道德。目前，學(xué)術(shù)界違背學(xué)術(shù)道德的事件時(shí)有發(fā)生，樹立科學(xué)工作者高尚的學(xué)術(shù)道德必須從大學(xué)教育開始。學(xué)術(shù)道德教育也是營造良好的實(shí)驗(yàn)氛圍及培養(yǎng)新時(shí)代高素質(zhì)人才的重要方式?？茖W(xué)追求的是客觀真理，就必然要求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。然而，高校仍有學(xué)生偽造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象出現(xiàn)，這樣的學(xué)生存在嚴(yán)重的學(xué)術(shù)道德問題，如果不加以引導(dǎo)，不僅會(huì)影響實(shí)驗(yàn)課程考核的真實(shí)性，也會(huì)使儀器分析教學(xué)無法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的目的。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思考

基于以上教學(xué)過程中所存在的問題，我們從以下幾個(gè)方面對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)課程改革進(jìn)行討論并提出建議。

2.1 提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生興趣

針對(duì)有限的儀器分析課時(shí)量，依據(jù)2017年大綱修訂的原則，沒必要要求學(xué)生學(xué)習(xí)所有內(nèi)容，老師可以合理選擇比較基礎(chǔ)的、重要的課程進(jìn)行講授[4]。根據(jù)筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，講授所有的課程內(nèi)容會(huì)加快教學(xué)進(jìn)度，沒有多余的時(shí)間留給學(xué)生消化，學(xué)生學(xué)習(xí)壓力比較大。筆者根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行合理調(diào)整，重點(diǎn)講授一些常用的儀器分析方法，給出更多的時(shí)間為學(xué)生解答疑問，增加互動(dòng)時(shí)間，幫助學(xué)生消化理論知識(shí)。除此之外，根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)方式，比如，通過動(dòng)畫視頻的方式講授儀器分析原理，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用案例來幫助學(xué)生理解知識(shí)，以此提高教學(xué)質(zhì)量。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程，并不是一味地追求實(shí)驗(yàn)的操作過程以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。首先需要引導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，比如講解實(shí)驗(yàn)基本原理、儀器工作原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、實(shí)驗(yàn)操作基本步驟及數(shù)據(jù)分析等；然后在實(shí)驗(yàn)過程中，注意觀察學(xué)生的操作過程，建設(shè)性引導(dǎo)學(xué)生邊思考邊動(dòng)手，并多與學(xué)生互動(dòng)，探討實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和問題；最后，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，留下部分時(shí)間幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考分析，并組織一次學(xué)生獨(dú)立自主的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?？傊黾永蠋熍c學(xué)生間的互動(dòng)環(huán)節(jié)，合理調(diào)節(jié)教學(xué)方式是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵之一，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣的有效方法。

2.2 端正學(xué)生的學(xué)術(shù)道德

根據(jù)新時(shí)代科學(xué)技術(shù)人才的培養(yǎng)目的和要求，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)必然要樹立學(xué)生優(yōu)良的學(xué)風(fēng)和端正學(xué)生的學(xué)術(shù)道德修養(yǎng)。通過筆者長期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和思考，總結(jié)了如何引導(dǎo)學(xué)生提高自身學(xué)術(shù)修養(yǎng)，避免實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造假、抄襲等。首先，課堂上向?qū)W生講述科學(xué)發(fā)展的歷史、真理追求的過程，讓學(xué)生知道科學(xué)的發(fā)展是不容易的，是需要不斷努力，勇于攀登真理高峰的科學(xué)精神；其次，告誡學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)造假的危害，引導(dǎo)學(xué)生尊重科學(xué)、尊重真理；最后，學(xué)校依據(jù)實(shí)際情況有必要對(duì)弄虛作假的學(xué)術(shù)不端行為進(jìn)行懲罰。另外，部分學(xué)生由于害怕實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不理想、實(shí)驗(yàn)結(jié)果失敗等，故意編造數(shù)據(jù)。因此，老師需要了解學(xué)生偽造數(shù)據(jù)的心理因素，正確引導(dǎo)，不要過于看重實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成敗，以單一的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來考核學(xué)生成績。

2.3 充分提供實(shí)驗(yàn)設(shè)施，有效利用儀器設(shè)備

儀器分析實(shí)驗(yàn)課程最重要的教育道具是儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)施，要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新能力，必須提供每一名學(xué)生獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，讓他們更好地運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，發(fā)揮自身的創(chuàng)新能力。為了推進(jìn)“理論與實(shí)驗(yàn)二合一”的教學(xué)模式[5]，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，學(xué)?？筛鶕?jù)實(shí)際情況和教學(xué)大綱要求，提供充分的實(shí)驗(yàn)器材和場所。如果實(shí)驗(yàn)條件有限，無法滿足每一名學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，可以組織學(xué)生分批次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對(duì)于稀缺的大型貴重儀器，可以組織學(xué)生參觀，并現(xiàn)場講解儀器運(yùn)作原理和實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。同時(shí)可以安排學(xué)生參與研究生的研究工作，讓他們有更多的機(jī)會(huì)接觸實(shí)驗(yàn)儀器，并親身操作實(shí)驗(yàn)。根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)課上組織學(xué)生分批進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，2～3個(gè)人一組共同完成一組實(shí)驗(yàn)，這樣不僅有效利用了有限的儀器設(shè)備，也培養(yǎng)了學(xué)生們的協(xié)同操作能力。同一組學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)中相互討論，共同解決實(shí)驗(yàn)遇到的難題，也有效促進(jìn)了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。此外，筆者輪流安排一些學(xué)生參與研究生的實(shí)驗(yàn)研究，讓他們更多接觸實(shí)驗(yàn)儀器，感受實(shí)驗(yàn)的研究分析過程，從而培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)興趣。通過一年的嘗試，學(xué)生反饋效果良好。

2.4 改進(jìn)教學(xué)考核標(biāo)準(zhǔn)

以往儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的考核是根據(jù)學(xué)生期末的一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告來進(jìn)行評(píng)定的，結(jié)果學(xué)生往往只重視期末的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并不在乎平時(shí)的課程內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練。甚至?xí)袑W(xué)生投機(jī)取巧，編造或抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告，蒙混過關(guān)。針對(duì)這一情況，實(shí)驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn)并不只是一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告，筆者建議可以根據(jù)平時(shí)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)和多次實(shí)驗(yàn)報(bào)告來綜合評(píng)估學(xué)生的課程成績。比如將平時(shí)每一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績和期末成績一起來評(píng)定學(xué)生的總成績，這樣讓學(xué)生對(duì)每一次實(shí)驗(yàn)課都重視，對(duì)提高教學(xué)效果大有好處。另外，對(duì)于平時(shí)的表現(xiàn)，不再是僅看他犯不犯錯(cuò)誤，聽不聽話，基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)得扎不扎實(shí)，更重要的是看他在實(shí)驗(yàn)過程中所提出的問題的多少，是否積極地思考問題等。筆者認(rèn)為，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，首先要教會(huì)他要勤于思考，敢于發(fā)問，然后才是運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決問題。所以，在總成績中，這些平時(shí)的表現(xiàn)也應(yīng)該納入考核當(dāng)中。

3 結(jié) 語

要培養(yǎng)新時(shí)代高素質(zhì)的科技創(chuàng)新人才，就必須重視儀器分析實(shí)驗(yàn)課程，不但要通過調(diào)整教學(xué)方式來提高教學(xué)水平和培養(yǎng)學(xué)生興趣，還要重視學(xué)生的學(xué)術(shù)道德修養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核標(biāo)準(zhǔn)。通過教學(xué)改革，不僅培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)，還要有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。然而，培養(yǎng)新時(shí)代所需的新型創(chuàng)新人才，并不是一蹴而就的，是需要我們一線教師隊(duì)伍不斷地研究教學(xué)模式，推進(jìn)教學(xué)改革，提出新形勢下的人才培養(yǎng)方案。