現(xiàn)代儀器分析課程“參與式”教學方式改革探討

常 晶 李 毓 王雨菲

（天津城建大學環(huán)境與市政工程學院，天津300384）

0 引言

現(xiàn)代儀器分析是環(huán)境學科一門重要的專業(yè)必修課，其內(nèi)容在環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境化學、環(huán)境經(jīng)濟學等多門課程中均有涉及，掌握儀器分析相關(guān)知識，對于環(huán)境類專業(yè)的畢業(yè)生從事環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境污染防治與環(huán)境科學研究均具有重要意義[1]。

現(xiàn)代儀器分析課程在天津城建大學屬于環(huán)境工程專業(yè)（環(huán)境監(jiān)測與評價方向）的專業(yè)核心課，環(huán)境工程專業(yè)（環(huán)境污染治理方向）和給排水科學與工程專業(yè)的選修課。課程主要教學內(nèi)容為根據(jù)物質(zhì)的物理和物理化學特性，對環(huán)境中物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、信息、含量進行表征和測量。課程主要講授的分析儀器包括紫外—可見光分光光度計、原子吸收光譜、氣相/液相色譜、離子色譜、質(zhì)譜儀等。

現(xiàn)代儀器分析課程的特點是理論性和實用性相結(jié)合，并配有先進儀器用于實驗教學，此課程對于學生的知識、能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高具有重要的作用，尤其是在環(huán)境監(jiān)測與評價方向的人才培養(yǎng)過程中有著突出作用。

1 現(xiàn)代儀器分析課程的教學現(xiàn)狀及存在的問題

現(xiàn)代儀器分析課程教學旨在培養(yǎng)學生掌握儀器分析的基本知識、基本原理、儀器的基本結(jié)構(gòu)和基本操作，使學生具備根據(jù)分析對象的要求，結(jié)合各種儀器分析方法的特點和應(yīng)用范圍，選擇適當?shù)姆治龇椒ń鉀Q實際問題的能力。目前，傳統(tǒng)的現(xiàn)代儀器分析課程教學過程存在以下不足：

1.1 理論教學內(nèi)容多，實驗課時有限，學生理解難度較大

現(xiàn)代儀器分析課程教學主要為理論教學，存在知識點多、枯燥、抽象的問題，同時實驗課時有限，大多數(shù)本科生也缺乏參與實驗室科學研究的經(jīng)歷，導致學生對分析儀器相關(guān)知識理解存在較大難度。

此外，目前各高校本科教學普遍面臨理論學時壓縮的現(xiàn)象，案例引入不足，學生分析問題的能力無法得到有效鍛煉。

1.2 填鴨式教學方式

教師授課往往采用傳統(tǒng)的填鴨式教學方式，師生的互動性嚴重不足。學生缺乏學習興趣，在課堂教學中參與度較低，學生在主動查閱文獻、分析問題、提出問題方面的能力明顯不足。授課教師與學生缺少交流，未及時獲取學生對授課內(nèi)容的反饋，沒有真正做到根據(jù)學生的學習興趣和難點進行有針對性地備課。

1.3 側(cè)重理論知識的講授，實踐環(huán)節(jié)欠缺

現(xiàn)代儀器分析課程教學側(cè)重理論知識的講授，實踐教學內(nèi)容少，理論與實踐脫節(jié)。一般來說，本課程涉及的大型分析儀器較為昂貴，實驗室臺套數(shù)少，無法滿足每位本科生上機實操訓練的需求，導致學生無法近距離接觸儀器，學生動手能力并未得到有效提升，無法突出此課程的實用性的特點。

2 “參與式”教學方式的改革

針對以上問題，現(xiàn)代儀器分析課程教學需要由傳統(tǒng)的“填鴨式”教學方式向“參與式”教學方式轉(zhuǎn)變?！皡⑴c式”教學可以讓學生主動參與到教師主導的教學活動中來，不再充當被動的旁觀者角色，進而激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的參與度，教師也可近距離的接觸學生，更加有效的接受學生的反饋，深入了解學生的學習水平、思維和興趣點，從而有針對性地備課，真正做到“以學生為中心”，而“參與式”教學方式的運用，可改善課堂沉悶現(xiàn)象，師生精神面貌良好，課堂氛圍輕松愉悅，互動效果顯著[2-4]。我院在現(xiàn)代儀器分析教學過程中，具體改革措施如下：

2.1 簡化理論教學內(nèi)容，增加案例和模型介紹

課程教學開展“參與式”教學方式改革，首先，精減理論教學內(nèi)容，尤其是過于抽象的理論知識點；其次，在確保學生掌握分析儀器基本原理的基礎(chǔ)上，引入實際案例，如三聚氰胺、興奮劑、化妝品的分析檢測等，并將教學模型（如色譜柱等儀器配件）帶入課堂。此外，授課過程借助多媒體教學的優(yōu)勢，增加儀器視頻和動畫的演示，實現(xiàn)“圖、文、聲”并茂與“立體—動態(tài)”的教學效果。通過以上途徑，充分調(diào)動學生參與課堂教學的積極性。

2.2 增強課堂教學與課后訓練過程中的師生互動

課堂教學過程中，避免教師單向傳授知識，增加對學生的提問、討論等互動環(huán)節(jié)，提升學生課堂參與度。以氣相色譜—質(zhì)譜為例：錄制科研實驗中氣相色譜—質(zhì)譜儀器操作視頻，引入課堂教學，結(jié)合理論教學知識點，采用“提出問題—學生討論—分析講解”的教學方式，引導學生思考分析測試目的、分析方法選擇、儀器操作要點、數(shù)據(jù)處理方法等關(guān)鍵問題，學生由被動接受知識，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃咏鉀Q問題。

課后訓練過程中指導學生摒棄死記硬背的學習方式，授課教師利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與平臺，向?qū)W生推送課件資源、學科前沿知識，并進行答疑交流。課后作業(yè)題目的設(shè)置更加靈活，鼓勵學生根據(jù)自身興趣，針對某類分析儀器的原理和應(yīng)用展開論述，教師從中選擇部分題目在課堂中展開討論，從而調(diào)動學生自主學習的積極性，培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題、解決問題的能力。

2.3 增加實踐環(huán)節(jié)和學時

隨著培養(yǎng)方案和教學大綱的不斷修訂，增加現(xiàn)代儀器分析課程實驗、實習等實踐教學環(huán)節(jié)，并進一步增加實踐教學學時。實驗環(huán)節(jié)主要以學生上機實操為主；實習環(huán)節(jié)學生在進行儀器操作訓練的同時，還對校外分析測試部門進行參觀學習，或邀請校外分析測試技術(shù)人員，針對待測樣品的預(yù)處理、分析方法的建立和儀器的選擇應(yīng)用等開展學術(shù)講座，在增強學生動手能力的同時，拓寬學生視野，培養(yǎng)學生與專業(yè)人士的溝通、交流、獲取信息的能力。在實驗、實習成績評定中，突出對學生參與效果的評價。

2.4 科研輔助教學

借助我院本科生參與大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目比率高的優(yōu)勢，鼓勵學生在本專業(yè)教師的指導下，進入實驗室參與科研實驗。對于環(huán)境工程、給排水科學與工程專業(yè)的學生，在利用大型分析儀器進行環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測和水質(zhì)分析的同時，可以將課堂理論教學內(nèi)容在分析儀器的實際操作過程中得以鞏固。

授課教師采用問卷調(diào)查等方式，對學生儀器運用效果進行調(diào)查，通過學生的反饋，及時匯總學生實踐過程中遇到的問題，并以此為依據(jù)指導理論教學，及時調(diào)整教學計劃和教學重點。與此同時，將部分學生科研實驗中分析儀器的應(yīng)用案例引入課堂教學中，在學生中產(chǎn)生激勵作用，進一步調(diào)動學生參與課堂教學與科研活動的積極性。

3 結(jié)語

現(xiàn)代儀器分析課程是環(huán)境類專業(yè)重要的專業(yè)課程之一，主要講授分析儀器的結(jié)構(gòu)、原理與應(yīng)用，課程理論性和實用性相結(jié)合，理論教學與實踐教學互相補充。在教學過程中，進行“參與式”教學方式改革，充分調(diào)動了學生課堂學習積極性，強化了學生對分析儀器相關(guān)知識的理解和掌握，增強對儀器的認知，學生獨立思考的意識顯著提高，學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力有效提升，并激發(fā)了學生參與教學與科研活動的熱情。與此同時，“參與式”教學方式強化了師生互動環(huán)節(jié)，有利于授課教師及時根據(jù)學生的反饋調(diào)整授課計劃，準確把握教學重點和難點，切實做到因材施教，教學質(zhì)量顯著提高。