“儀器分析實驗”課程專業(yè)特征化改進探索

摘"要：基于化學(xué)專業(yè)綜合性和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特征，對“儀器分析實驗”課程進行化學(xué)專業(yè)化特征改進。以元素分析實驗為例，通過實驗室安全教育、教學(xué)方法和內(nèi)容專業(yè)特征化改進、優(yōu)化考核評價體系對該課程進行改革。實踐表明，課程改革可以有效提高學(xué)生實驗安全意識，通過增加微格教學(xué)模塊改進教學(xué)方法和內(nèi)容，在實現(xiàn)掌握儀器分析方法及應(yīng)用基礎(chǔ)之上有效地提高化學(xué)專業(yè)學(xué)生的教學(xué)技能，強化過程性考核的方式提高了化學(xué)專業(yè)學(xué)生專業(yè)能力的評估及培養(yǎng)。目前，該課程專業(yè)特征化改進及實施得到了良好的教學(xué)效果，為高校化學(xué)專業(yè)“儀器分析實驗”課程改革提供了較好的導(dǎo)向和推廣意義。

關(guān)鍵詞：儀器分析實驗；化學(xué)專業(yè)；教學(xué)改進

1"概述

高?！皟x器分析實驗”課程涉及廣泛的專業(yè)，通常在化學(xué)、化工、制藥、食品、材料等專業(yè)有著重要的實踐指導(dǎo)作用，是一門理論性和實踐性都非常強的基礎(chǔ)課程［13］?！皟x器分析實驗”是我?；瘜W(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)必修課程，學(xué)生通過該課程的學(xué)習需要達到的培養(yǎng)目標有：（1）能夠結(jié)合儀器的分析原理與特點，正確使用分析儀器，準確測定與分析目標物的結(jié)構(gòu)和含量等。（2）能夠簡要描述分析儀器在生產(chǎn)實際與社會生活中的應(yīng)用和發(fā)展歷史與前沿進展，提升基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究能力。（3）能夠準確處理實驗數(shù)據(jù)并分析其中的誤差，提升自主學(xué)習與反思能力。然而，實際課程實施的過程中運用通用教學(xué)模式，即預(yù)習—實驗原理講解—實驗操作—結(jié)果與數(shù)據(jù)分析—撰寫實驗報告的傳統(tǒng)教學(xué)模式，運用這種模式進行“儀器分析實驗”課程的教學(xué)無法達成專業(yè)特征化的培養(yǎng)目標。因此，想要培養(yǎng)出專業(yè)性目標的人才，針對專業(yè)特征改革創(chuàng)新“儀器分析實驗”課程的教學(xué)方式尤為重要。

2"“儀器分析實驗”目前教學(xué)特點及問題分析

該課程中用到的儀器都是通過電腦工作站軟件控制，因此學(xué)生實驗時只能看到儀器外部構(gòu)造，無法深入了解其內(nèi)部構(gòu)造和分析檢測過程，導(dǎo)致“儀器分析實驗”課程一直比較抽象，達不到實踐教學(xué)的目的［4］。結(jié)合我校開設(shè)的化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標情況進行詳細分析，“儀器分析實驗”課程目前存在的問題有如下3點：（1）實驗室安全教育融入針對性不強。不同于理論課程，“儀器分析實驗”課程中的實驗操作是每個學(xué)生必做項目，過程具有一定的危險性。為保障實驗課程安全高效進行，實驗室安全教育是整個課程的重中之重。為達到《教育部關(guān)于加強高校實驗室安全工作的意見》中指出的“全員、全面、全程”安全教育，讓安全教育達到“入腦入心”的效果［5］，課堂中針對不同大型精密儀器對學(xué)生進行安全教育，培養(yǎng)學(xué)生自主實驗安全意識非常重要。（2）課程教學(xué)方法及內(nèi)容專業(yè)特征不明顯。當前大多數(shù)課程僅局限于課程知識的教學(xué)及學(xué)生實驗完成度，與專業(yè)特征融合度較低。該課程缺少針對化學(xué)專業(yè)的特征化教學(xué)方法和內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生的專業(yè)能力培養(yǎng)不充分。（3）課程考核評價體系針對性不強。該課程自授課以來選擇傳統(tǒng)實驗課程的講授方式進行教學(xué)，并通過考核的方式進行課程考核。教學(xué)中缺少針對不同專業(yè)特征化教學(xué)方法及考核評價，導(dǎo)致學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)體現(xiàn)不充分。如何設(shè)置合理的考核方式，有目標、有導(dǎo)向地培養(yǎng)學(xué)生的能力是本課程所要解決的問題。

3"教學(xué)方法及內(nèi)容改革

針對以上三個問題，我們設(shè)計了課程教學(xué)方法及內(nèi)容的改革并加以實踐，如圖1所示。詳細課程設(shè)計見表1。主要分為3個方面的改進研究，即實驗室安全教育有機融入、教學(xué)方法和內(nèi)容專業(yè)特征化改革、優(yōu)化考核評價體系。在實驗安全教育方面，通過針對每個不同實驗特點和對應(yīng)安全注意事項引入實驗安全教育，使學(xué)生提高實驗安全意識。在專業(yè)特征化教學(xué)方面，以化學(xué)師范類專業(yè)特征進行化學(xué)專業(yè)“儀器分析實驗”課程教學(xué)，通過增加微格教學(xué)模塊改進教學(xué)方法和內(nèi)容，實現(xiàn)化學(xué)類專業(yè)在掌握儀器分析方法及應(yīng)用基礎(chǔ)之上，有效提高學(xué)生的教學(xué)設(shè)計及教學(xué)技能。在考核評價體系方面，根據(jù)化學(xué)專業(yè)特征化教學(xué)內(nèi)容，改進調(diào)整考核得分模塊與各模塊得分比例，達成有效合理的評價體系。

3.1"實驗室安全教育的建設(shè)

在本實驗課程中，通過針對每個不同實驗特點和對應(yīng)安全注意事項引入實驗安全教育，使學(xué)生提高實驗安全意識。以元素分析實驗為例，元素分析實驗中存在的危險源主要有儀器燃燒管溫度在1150℃的高溫環(huán)境下存在高溫燙傷的安全隱患；操作不當容易使燃燒管和還原管在加熱的過程中爆裂產(chǎn)生安全隱患；儀器運行過程中運用到的兩種高壓氣體（氦氣和氧氣）也存在一定的安全隱患。為了使學(xué)生加強安全意識，我們采用在介紹儀器構(gòu)造及使用原理的時候進行實驗室安全教育，讓學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)該實驗中存在的危險源，激發(fā)學(xué)生學(xué)習自主性，然后提醒學(xué)生實驗操作中未發(fā)現(xiàn)的安全注意事項，以及出現(xiàn)危險時的應(yīng)急處理方法。

3.2"化學(xué)專業(yè)教學(xué)方法和內(nèi)容專業(yè)特征化

微格教學(xué)注重教學(xué)技能的規(guī)范化、系統(tǒng)化和科學(xué)化，目的是提高教師的教學(xué)技能水平。具有學(xué)習目標明確，可操作性較強；學(xué)習規(guī)模小、參與性強；教學(xué)實踐過程聲像化，反饋及時、客觀；評價技術(shù)科學(xué)合理；觀摩示范與模仿創(chuàng)新相結(jié)合等特點［69］。我們在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)“儀器分析實驗”課程規(guī)模與微格教學(xué)具有很大的相似性，如都在獨立微小特定的室內(nèi)進行、小組成員人數(shù)少（6人左右）、學(xué)習規(guī)模較小、學(xué)生參與性強等。因此，基于化學(xué)師范類專業(yè)特征進行化學(xué)專業(yè)“儀器分析實驗”課程教學(xué)，增加微格教學(xué)模塊改進教學(xué)方法和內(nèi)容，能夠有效地提高學(xué)生的教學(xué)設(shè)計及教學(xué)技能。

教師對元素分析實驗儀器系統(tǒng)進行詳細解說后下發(fā)微格教學(xué)任務(wù)；小組學(xué)生在預(yù)習及儀器構(gòu)造及實驗原理講解后，單獨以教師的身份對儀器構(gòu)造及實驗原理進行模擬授課講解，小組其他成員記錄講解視頻及講解實際情況。待學(xué)生模擬教學(xué)結(jié)束后進行自我評價和互相評價，教師現(xiàn)場點評，讓學(xué)生充分了解自身的教學(xué)實際情況。這樣不僅加強了學(xué)生對儀器原理及構(gòu)造的了解，有利于進一步實驗操作的開展；還能提高學(xué)生的教學(xué)技能，尤其是實驗教學(xué)技能。微格教學(xué)能夠使學(xué)生進一步明確實驗的基本原理和操作步驟，學(xué)生可在模擬教學(xué)的過程中更清楚整個儀器操作原理及步驟，也更清楚實驗過程中的安全注意事項，敢于獨立進行儀器操作，操作不規(guī)范的問題也將在很大程度上得到避免。同時教師和同學(xué)的評價也能夠?qū)W(xué)生學(xué)到的知識點和教學(xué)技能情況進行及時反饋。

3.3"優(yōu)化考核評價體系

本課程采取多元性的考核方式，同時強化過程性的考核，根據(jù)化學(xué)專業(yè)設(shè)置專業(yè)性考核評價體系。在原來的評價體系中增加實驗安全及微格教學(xué)模塊的考核。教師對學(xué)生實驗預(yù)習、課堂表現(xiàn)、實驗操作、實驗報告綜合評分。

4"教學(xué)效果及成效分析

經(jīng)過一學(xué)期實驗教學(xué)改進實施，教學(xué)過程采用課堂講授+教師操作演示+學(xué)生模擬課堂講授+學(xué)生操作相結(jié)合?；瘜W(xué)專業(yè)“儀器分析實驗”課程直接達成度、間接達成度和總達成度分別為0.797、0.995、0.837，課程目標總體達成度達成（詳見圖2）。經(jīng)課堂隨機提問抽查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生預(yù)習還需要加強；課中模擬教學(xué)過程很大程度上提高了學(xué)生的教學(xué)技能；課后實驗報告完成情況總體較好。教學(xué)過程中教師還應(yīng)加強專業(yè)技術(shù)知識的學(xué)習，了解前沿的學(xué)科知識，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代儀器分析測試技術(shù)的技能、嚴謹?shù)目茖W(xué)作風和良好的實驗素養(yǎng)，為培養(yǎng)綜合型人才打下堅實的基礎(chǔ)。此外，在授課的過程中，我們將持續(xù)觀察改進方式存在的問題，并進一步優(yōu)化?？偟膩碚f，根據(jù)化學(xué)專業(yè)特征，實行教學(xué)方法和內(nèi)容的改進，完善考核評價體系，提高了該專業(yè)學(xué)生的專業(yè)能力培養(yǎng)。

結(jié)語

結(jié)合化學(xué)專業(yè)特征與“儀器分析實驗”課程特點，進行化學(xué)專業(yè)化特征改進。將實驗室安全教育重點融入課程內(nèi)容，教學(xué)方法和內(nèi)容進行專業(yè)特征化改進，考核評價體系進行多元性優(yōu)化，課程實踐有效地提高了學(xué)生實驗安全意識。微格教學(xué)模塊的引入不僅使化學(xué)專業(yè)學(xué)生掌握儀器分析方法及應(yīng)用基礎(chǔ)，還有效提高了學(xué)生的教學(xué)技能，強化過程性考核的方式也提高了化學(xué)專業(yè)學(xué)生專業(yè)能力的評估及培養(yǎng)。該課程專業(yè)特征化改進及實施得到了良好的教學(xué)效果，為高?；瘜W(xué)專業(yè)“儀器分析實驗”課程改革提供了較好的導(dǎo)向。

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基金項目：貴州省高等學(xué)校教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項目（2023302）；六盤水師范學(xué)院校級教改項目（202307009、202308017、202207044、LPSSYjg202032）

作者簡介：張澤敏（1992—"），女，漢族，貴州福泉人，碩士研究生，實驗師，研究方向為分子模擬計算。

*通信作者：唐澤恬（1995—"），男，漢族，貴州六盤水人，碩士研究生，講師，研究方向為機器視覺。