“儀器分析”課程教學(xué)的幾點思考

李芳芳

重慶三峽學(xué)院生物與食品工程學(xué)院 （重慶404020）

“儀器分析”是以測量物質(zhì)的物理性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法，具有簡便、快捷、靈敏、易于實現(xiàn)自動化等特點而被廣泛運用于生活和生產(chǎn)[1]。傳統(tǒng)的分析手段和分析方法盡管能從宏觀上了解和掌握食品的組成成分以及其在加工、生產(chǎn)中的變化，但已不能完全適應(yīng)現(xiàn)在食品加工業(yè)的要求。故儀器分析技術(shù)已成為食品分析中不可或缺的重要分析手段[2]?！皟x器分析”課程是重慶三峽學(xué)院生物與食品工程學(xué)院為食品質(zhì)量與安全專業(yè)本科學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要介紹各種現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的方法原理、儀器結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。結(jié)合作者個人掛職經(jīng)歷和課程思政談?wù)剬Α皟x器分析”課程教學(xué)的探索和思考。文章旨在：增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)成效；有效融入課程思政，提高學(xué)生的責(zé)任感、使命感和職業(yè)道德感；加深與同行的交流，且為“儀器分析”課程的教學(xué)提供一定參考。

1 “儀器分析”課程教學(xué)現(xiàn)狀

“儀器分析”在重慶三峽學(xué)院生物與食品工程學(xué)院開設(shè)的理論教學(xué)32學(xué)時、實驗教學(xué)32學(xué)時。鑒于課程內(nèi)容的繁雜和學(xué)時的有限，理論教學(xué)中只重點選取部分章節(jié)進行介紹，包括：光分析中的原子吸收光譜分析、紫外吸收光譜分析、核磁共振波譜法；色譜分析中的氣相色譜分析和液相色譜分析；質(zhì)量分析中的質(zhì)譜分析。電化學(xué)分析未進行深入介紹。課程主要介紹這些常用儀器的基本原理、基本結(jié)構(gòu)、儀器分析的特點、應(yīng)用范圍以及各種分析儀器的基本操作方法和實驗數(shù)據(jù)的處理方法。“儀器分析”是涉及物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)和計算機學(xué)等多學(xué)科為一體的交叉學(xué)科。知識面涉及廣泛且具有一定的深度和難度，儀器工作原理抽象復(fù)雜[3]。學(xué)生理化基礎(chǔ)相對薄弱，有的學(xué)生甚至是文科調(diào)劑的，所以大多都會覺得學(xué)起來困難、吃力，缺乏信心。

同時“儀器分析”又是一門技術(shù)性很強的課程，理論知識最終都要落實到實際的儀器操作和數(shù)據(jù)分子，所以儀器分析實驗教學(xué)尤為重要。但在教學(xué)過程由于客觀條件的限制也會存在諸多不足。如學(xué)院雖然配備有氣相色譜、液相色譜、質(zhì)譜儀等大型儀器設(shè)備，但這些設(shè)備和耗材相對較為易損且昂貴，主要由教師進行操作演示，學(xué)生獨立操作的機會甚少。實驗教學(xué)更多的是通過小組學(xué)習(xí)的方式先對儀器各個組成部分進行逐個的認識和講解，通過虛擬仿真軟件開展模擬實驗，進一步了解儀器的基本結(jié)構(gòu)，在線上進行儀器的虛擬操作，熟悉儀器的基本使用[4]。虛擬仿真實驗與傳統(tǒng)實驗教學(xué)優(yōu)勢互補，能一定程度提升本科實驗教學(xué)質(zhì)量[5]。但只能讓學(xué)生初步熟悉儀器的使用過程和實驗的基本流程，缺乏代入感，學(xué)生很容易出現(xiàn)只是“看會了”的問題，離開電腦實際使用時仍是茫然的狀態(tài)。最終導(dǎo)致學(xué)生對儀器分析的理解更多還是停留在理論層面，動手能力比較欠缺。

2 教學(xué)考多方面提升教學(xué)效果

基于課程的課程特點和學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，在教師教授、學(xué)生學(xué)習(xí)和考核三管齊下，極力促進學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

教學(xué)方面，教師要培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，同時排解學(xué)生的畏難情緒，讓學(xué)生有積極的心理狀態(tài)。梳理好教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生掌握課程大致框架，再逐一講解，循序漸進，細致填充。課前，安排預(yù)習(xí)，讓學(xué)生初步了解課堂內(nèi)容。課上，深入淺出，要重難點突出，在課堂內(nèi)容上適當(dāng)做減法，切勿滿堂灌。課程本身內(nèi)容比較枯燥，要創(chuàng)造輕松的教學(xué)環(huán)境，豐富教學(xué)方法。多利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)秀的視頻資源，采用直觀動態(tài)的動畫或者視頻進行儀器的介紹往往更能吸引學(xué)生的注意力，印象也會更深刻一些。再結(jié)合實驗課儀器的實地講解和使用，進一步加深理論知識的鞏固。課后，安排觀看相關(guān)儀器設(shè)備的企業(yè)培訓(xùn)，夯實理論基礎(chǔ)，增加實踐經(jīng)驗。精心設(shè)計教學(xué)，充分利用信息化手段，將線上和線下有機結(jié)合，使其優(yōu)勢互補，實現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化[5]。

學(xué)生學(xué)習(xí)方面，成立學(xué)習(xí)小組，給學(xué)生布置具體的探究性學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生查閱資料，對知識體系進行整理，再選出代表進行講解，其他學(xué)生積極提問，最后由教師進行總結(jié)，以達到共同學(xué)習(xí)的目的。如自主學(xué)習(xí)色相色譜或高效液相色譜的相關(guān)文章并撰寫學(xué)習(xí)體會等。

考核方面，完善綜合考核評價機制，減少傳統(tǒng)的期末試卷考核的比例，增加過程性考核。如課堂表現(xiàn)、小組匯報表現(xiàn)、作業(yè)情況等，重視課堂的參與性和紀(jì)律性，減少無效的課堂聽課。不僅考核學(xué)生對基礎(chǔ)知識、基本理論的掌握，更考核學(xué)生獨立思考、分析和解決問題的綜合素質(zhì)。

3 從實際應(yīng)用出發(fā)，有的放矢

掌握扎實的理論基礎(chǔ)，擴展實踐應(yīng)用學(xué)習(xí)，增加實驗實操，真正從實踐使用中加強理論知識的理解和深化。儀器分析在食品中運用廣泛，教學(xué)也應(yīng)該結(jié)合市場實際應(yīng)用需求，跟隨科技進步的腳步，在課堂教學(xué)中有的放矢。

3.1 “儀器分析”理論知識與實踐結(jié)合意義重大

通過理論與實驗的結(jié)合，學(xué)生可以更好地掌握實驗技能和理論知識，提高實踐能力。這對于未來的科研和工作都有很大的幫助。培養(yǎng)創(chuàng)新思維：理論與實際的結(jié)合往往能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。在分析和解決問題的過程中，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)新的問題、提出新的觀點，并嘗試設(shè)計和改進實驗方案，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維。提升教學(xué)質(zhì)量：教師可以通過實驗和科研項目等多種方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力，幫助學(xué)生更好地理解和掌握理論知識。服務(wù)社會需求：儀器分析在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如環(huán)境監(jiān)測、藥物分析、食品安全等。通過理論與實際的結(jié)合，可以更好地滿足社會對這些領(lǐng)域的需求，為社會的發(fā)展做出貢獻。

3.2 理論與實踐的有效結(jié)合方式

結(jié)合實際案例：教師在授課過程中可以結(jié)合實際案例，例如環(huán)境污染物的檢測、藥物分析等，讓學(xué)生更加深入地理解理論知識在實際中的應(yīng)用。教師去到一線對口單位進行掛職，可以了解相關(guān)對口單位對畢業(yè)生的崗位需求和崗位要求，使教師所教、學(xué)生所學(xué)與市場有機結(jié)合。如有針對性地了解檢驗檢疫經(jīng)常使用哪些大型儀器，對哪些專門技術(shù)人才需求較高，根據(jù)市場調(diào)研情況進一步合理安排教學(xué)和實踐內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)有所用，如：重金屬的檢測常用到電感耦合等離子體-質(zhì)譜法、石墨爐原子吸收光譜法；蔬果農(nóng)殘檢測常用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法。通過深入切實了解質(zhì)檢部門是通過什么方法檢測和監(jiān)測所生產(chǎn)食品的質(zhì)量，讓課堂實驗融合生產(chǎn)實際，摒棄一些陳舊的技術(shù)手段。通過記錄一些真實檢測視頻、操作流程視頻等豐富教學(xué)授課內(nèi)容、教學(xué)案例，使講課能更加貼近實際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果。另外也可以從一線單位帶回新理念、新知識、新工藝等，收集資料、整理案例充實到課堂。讓學(xué)生更加適應(yīng)社會的需求，就業(yè)時有更大的競爭力。結(jié)合自身掛職鍛煉的深刻體會現(xiàn)身說法，把工作經(jīng)驗結(jié)合理論知識運用到教學(xué)案例中，更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，起到提升教學(xué)成效的積極作用。

除此之外，學(xué)生可以通過自主探究和虛擬仿真實驗的方式，在實驗中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而更好地掌握實驗技能和理論知識。另外也可以參加科研項目：通過實際操作掌握各種分析方法的實際應(yīng)用技巧和注意事項，同時也可以為未來的從事相關(guān)檢測工作打下基礎(chǔ)。

4 課程思政有機融入

“儀器分析”課程的教學(xué)改革，一方面要注重加強基礎(chǔ)專業(yè)知識的傳授和實操能力的培養(yǎng)，更重要的是要落實教育“立德樹人”的根本任務(wù)，發(fā)揮專業(yè)課的育人功能，做到專業(yè)課與思政課同向同行[5]。在課程教授的同時，融入思政要素，培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀、人生觀和價值觀，恪守職業(yè)道德，養(yǎng)成嚴謹規(guī)范的科學(xué)作風(fēng)和適度節(jié)約的良好美德。在此結(jié)合個人掛職經(jīng)歷，提出一些課程思政要素。如課堂可以通過討論一些社會熱門話題、民生健康話題，創(chuàng)造輕松的課堂情境，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)生激情，如探討現(xiàn)實中對三聚氰胺的檢測、農(nóng)殘獸殘的檢測、重金屬的檢測等。三聚氰胺事件的發(fā)生提醒我們食品安全問題的重要性，基于此我們應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生要有社會公德心，堅守職業(yè)道德，不唯利是圖，也讓學(xué)生意識到現(xiàn)代儀器分析技術(shù)也要保持不斷的進步和更新才能適應(yīng)時代發(fā)展，實現(xiàn)食品檢測更快速、靈敏和準(zhǔn)確[6]。

原始記錄不能缺，記錄數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確。要培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)事實，樹立正確的理想信念。實驗過程都要詳細記錄，包括稱量樣品都必須要進行稱量登記，詳細記錄稱量物質(zhì)和稱量質(zhì)量等信息。要如實記錄實驗原始數(shù)據(jù)，不容許任何有意的篡改和修正，要尊重事實，恪守初心，牢記使命?？茖W(xué)是以數(shù)據(jù)說話的，任何科學(xué)結(jié)論都需要數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)不嚴謹、不真實就會產(chǎn)生不正確的結(jié)果，尤其是對涉及國計民生問題時，錯誤的數(shù)據(jù)很可能會導(dǎo)致錯誤的決策，從而造成巨大的損失。更不能唯利是圖，篡改檢測結(jié)果，堅決避免學(xué)術(shù)不端行為的發(fā)生。樹立嚴謹細致的科學(xué)作風(fēng)不僅達到教授學(xué)生相關(guān)專業(yè)知識的目的，更教育他們要培養(yǎng)正確的“三觀”，嚴守職業(yè)道德，樹立正確的理想信念，遵守國家法律法規(guī)，不唯利是圖，樹立民族意識，合理運用所學(xué)知識服務(wù)現(xiàn)代文明生活。

操作規(guī)范，嚴格實驗。食品安全標(biāo)準(zhǔn)是對食品中有害物質(zhì)的限制和準(zhǔn)則，而且只有通過食品檢驗，才能保證食品質(zhì)量符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)，從而將其作為安全食品進入市場，進而保障食品安全[7]。未來可能有些學(xué)生會從事質(zhì)檢相關(guān)的工作，在質(zhì)檢時就必須嚴格按照國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)進行相關(guān)指標(biāo)的檢測分析，明確檢測方法，嚴格檢測程序。實驗過程必須嚴肅認真，科學(xué)嚴謹。注重細節(jié)，規(guī)范標(biāo)簽書寫，隨時整理實驗臺面，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。食品安全檢測工作是保障食品安全的重要手段，質(zhì)檢人員必須保持認真嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和負責(zé)的職業(yè)道德。食品安全涉及國計民生，監(jiān)管人員和檢測人員都必須堅守底線，絕不能讓“三鹿奶粉事件”再次發(fā)生。

讓節(jié)約走進實驗室。節(jié)約是中華民族傳統(tǒng)美德，國家號召全民行動起來建設(shè)資源節(jié)約性社會，作為新時代的青年學(xué)子，應(yīng)將這種傳統(tǒng)美德繼續(xù)發(fā)揚光大。在“儀器分析”課程的實驗教學(xué)中，也應(yīng)該始終貫穿適度節(jié)約的原則。比如稱量時，要遵守藥品不重新倒回試劑瓶的原則，所以稱量時要少量多次稱量，盡量使浪費達到最小。又如及時關(guān)水、斷電，減少水、電的浪費，減少人為不注意導(dǎo)致的玻璃儀器的損壞等[8]。在貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建和諧社會、實現(xiàn)全面建成小康社會的宏偉目標(biāo)過程中，建設(shè)節(jié)約型社會具有長遠的意義。高校作為人才的培養(yǎng)重地，更應(yīng)在教學(xué)過程中時刻體現(xiàn)節(jié)約意識。

將課程思政融入“儀器分析”課程是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、增強其社會責(zé)任感和使命感的重要途徑。通過優(yōu)化課程內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方式、強化實踐環(huán)節(jié)和提高教師素質(zhì)等方面的工作，可以實現(xiàn)全課程育人的目標(biāo)，培養(yǎng)出更多具有社會責(zé)任感和使命感的優(yōu)秀人才。

5 結(jié)語

儀器分析是科技進步、時代進步的體現(xiàn)，“儀器分析”的課程教學(xué)對于食品質(zhì)量與安全專業(yè)的學(xué)生而言是必要的也是必須的。通過課程的教授，我們希望學(xué)生不僅能掌握一些重要儀器的特點、組成和使用，更重要的是希望學(xué)生能在冰冷的儀器設(shè)備背后找到正確的人生觀、價值觀，樹立正確的理想信念和職業(yè)道德，保持認真嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。激發(fā)學(xué)生至誠報國的情懷，在民族復(fù)興的偉大征程中，培養(yǎng)肩負國家發(fā)展的責(zé)任感和使命感。