基于儀器分析教學(xué)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探討

陳菲菲，單書峰

(廣東石油化工學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院，廣東 茂名 525000)

儀器分析是一門集理論知識(shí)、實(shí)踐操作技術(shù)于一體的應(yīng)用型學(xué)科，它主要采用較為復(fù)雜的精密儀器設(shè)備定性或定量分析物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)及含量[1]。儀器分析具有靈敏度高、檢出限低、選擇性好、操作簡(jiǎn)便、分析速度快等特點(diǎn)[2]，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的分析研究，成為廣大科研工作者必需掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能[3]。學(xué)生掌握好儀器分析知識(shí)和檢測(cè)技能可以使學(xué)生在擇業(yè)過程中展現(xiàn)更大的優(yōu)勢(shì)，并能使未來的工作更加得心應(yīng)手[4]。

儀器分析課程的教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生掌握儀器分析的基本原理、儀器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)及各種儀器分析方法的實(shí)際應(yīng)用，著重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，創(chuàng)新思維，以靈活解決實(shí)際問題，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的的應(yīng)用型人才。

1 儀器分析教學(xué)現(xiàn)狀分析

很多高校，相對(duì)而言偏重于理論課程的教學(xué)，實(shí)驗(yàn)課等實(shí)踐性課程的教學(xué)沒有很好的達(dá)到充分培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力、創(chuàng)新思維的目的。學(xué)生在校期間，理論課程的學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，所開設(shè)的儀器分析課程只停留于教學(xué)本身，沒有很好的讓學(xué)生動(dòng)手操作。且儀器分析課程所涉及儀器的理論知識(shí)，枯燥乏味，生澀難懂；涉及的儀器，都是一些大型、貴重儀器，運(yùn)行及維護(hù)成本較高[5]。因此，對(duì)于儀器分析課程，很多高校都采取示范性教學(xué)，學(xué)生沒有機(jī)會(huì)動(dòng)手操作，對(duì)儀器的認(rèn)識(shí)了解也只是停留于書本，沒有機(jī)會(huì)解決實(shí)際問題。

儀器分析教學(xué)大部分高校采用灌輸型教學(xué)模式[5]，沒有考慮到學(xué)生的主觀能動(dòng)性，忽略學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐操作及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，不能很好的理解及消化知識(shí)，一段時(shí)間后容易遺忘，能力得不到鍛煉及提升，達(dá)不到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的。

2 應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探討

2.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將被動(dòng)接受轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)

濃厚的學(xué)習(xí)興趣能促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[6]。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣可以通過以下幾種方式：

(1)應(yīng)用新型教學(xué)手段，將枯燥的知識(shí)變得淺顯易懂，生動(dòng)有趣。比如微課視頻可以將儀器的構(gòu)造原理等抽象知識(shí)和難以理解的內(nèi)容形象、生動(dòng)地呈現(xiàn)出來，便于學(xué)生理解，同時(shí)讓學(xué)生在課前就能對(duì)儀器有直觀感性的認(rèn)識(shí)[7]。

(2)科技技術(shù)日新月異，各行業(yè)在迅速發(fā)展，并不斷出現(xiàn)自動(dòng)化程度更高，人性化更強(qiáng)，分析功能更強(qiáng)大的新儀器。教師可以通過各種途徑獲得前沿資訊，并將這些前沿信息傳達(dá)給學(xué)生，讓學(xué)生們體會(huì)到本行業(yè)及分析領(lǐng)域的快速發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。

(3)儀器分析課程不同于其它理論課程的教學(xué)，它重視理論與實(shí)踐的結(jié)合及學(xué)生的動(dòng)手操作能力。《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》明確要求“各高校要廣泛開展啟發(fā)式、討論式、參與式教學(xué)，擴(kuò)大小班化教學(xué)覆蓋面”[8]。儀器分析課程更適合小班教學(xué)，可以解決人多儀器少，不能上手操作，理論與實(shí)踐脫節(jié)等問題[8]。學(xué)生學(xué)起來更專注，實(shí)踐過程中懂得反思，能夠?qū)⒄n上所學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，并消化不易理解的原理知識(shí)。學(xué)生更積極主動(dòng)學(xué)習(xí)可有效提高學(xué)習(xí)效果。

2.2 建立導(dǎo)師制，提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)

學(xué)生學(xué)習(xí)的理論知識(shí)最終都是要用于指導(dǎo)實(shí)踐，所謂學(xué)以致用，在解決問題的過程中不斷成長(zhǎng)。導(dǎo)師制的建立有利于將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，并鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手和獨(dú)立思考的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

導(dǎo)師制，即從大一開始，給每位學(xué)生配備負(fù)責(zé)儀器分析教學(xué)的指導(dǎo)老師。學(xué)生可以根據(jù)自己的專業(yè)，興趣，老師的研究方向、負(fù)責(zé)的儀器種類等選擇適合自己的導(dǎo)師。學(xué)生在大一學(xué)習(xí)理論課程及基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程階段，可以和自己的導(dǎo)師就學(xué)習(xí)中遇到的問題進(jìn)行討論，并逐漸熟悉儀器的種類，操作方法，應(yīng)用領(lǐng)域等。大二階段，學(xué)生已經(jīng)具備扎實(shí)的理論知識(shí)，并完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，對(duì)儀器分析有一定的認(rèn)識(shí)和了解，且具備一定的動(dòng)手操作能力，導(dǎo)師可以教導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)儀器分析的基本原理知識(shí)，儀器的結(jié)構(gòu)和組成，并指導(dǎo)學(xué)生對(duì)特定樣品進(jìn)行分析測(cè)試。經(jīng)過一段時(shí)間，學(xué)生自己可以獨(dú)立操作儀器，并掌握儀器的維護(hù)保養(yǎng)技能等。以日本理學(xué)X射線粉末衍射儀Ultima IV為例，導(dǎo)師教導(dǎo)學(xué)生了解X射線是如何產(chǎn)生的，晶體學(xué)相關(guān)的理論知識(shí)；衍射樣品的前處理，如何制備待檢測(cè)樣品，X射線衍射儀的開機(jī)運(yùn)行及維護(hù)保養(yǎng)，如何利用軟件PDXL2進(jìn)行數(shù)據(jù)分析等知識(shí)。對(duì)學(xué)生采取一對(duì)一教學(xué)，由淺入深，由理論知識(shí)到實(shí)踐操作，讓學(xué)生逐漸掌握知識(shí)，形成完整的知識(shí)體系，并指導(dǎo)實(shí)踐。

大三階段，學(xué)生已具備一定的分析及操作能力，導(dǎo)師可以根據(jù)學(xué)生的專業(yè)、就業(yè)意向及自己所管理的儀器種類，給學(xué)生設(shè)計(jì)開放性的課題。學(xué)生根據(jù)課題的研究目標(biāo)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，導(dǎo)師與學(xué)生就實(shí)驗(yàn)方案的可行性，合理性進(jìn)行討論并做修正，確定最終方案。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，遇到問題，首先自己查閱相關(guān)文獻(xiàn)或書籍，找到解決的辦法，導(dǎo)師的指導(dǎo)穿插其中，重點(diǎn)在于引導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，“授人以漁”。學(xué)生完成課題的同時(shí)也能夠熟練使用這些儀器，并應(yīng)用于解決實(shí)際問題。

導(dǎo)師制培養(yǎng)模式以學(xué)生為主體，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)和提升學(xué)生查閱文獻(xiàn)并獲取有用信息的能力、獨(dú)立思考的能力、決策判斷能力。

2.3 加強(qiáng)與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)，提升學(xué)生的實(shí)踐能力

很多校企聯(lián)合培養(yǎng)只停留在低層次的合作培養(yǎng)模式，學(xué)生在企業(yè)的學(xué)習(xí)時(shí)間短暫，沒有深入到企業(yè)項(xiàng)目的核心，對(duì)問題的認(rèn)識(shí)淺顯，未能形成自己的知識(shí)體系，不能獨(dú)立解決問題，難以達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的。為改變這一現(xiàn)狀，可以合理安排學(xué)校課程，延長(zhǎng)學(xué)生在企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的時(shí)間，將培養(yǎng)方案具體化并明確培養(yǎng)的目標(biāo)。

可以在大四學(xué)年與企業(yè)簽訂聯(lián)合培養(yǎng)方案，學(xué)生聯(lián)合培養(yǎng)的時(shí)間為一年。以提升學(xué)生的應(yīng)用技能及整體的專業(yè)素養(yǎng)為導(dǎo)向，給每位學(xué)生確定企業(yè)導(dǎo)師，提升學(xué)生的綜合專業(yè)素養(yǎng)。學(xué)生在企業(yè)，面對(duì)的是規(guī)范化、系統(tǒng)化的管理模式，具體化的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，需要端正自己的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)。學(xué)生在企業(yè)的時(shí)間，可以跟隨導(dǎo)師從最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作開始，并接觸到企業(yè)面對(duì)的實(shí)際問題，學(xué)習(xí)解決問題的思路和方法，提升自己的專業(yè)水平。比如，在藥企，新藥的前期開發(fā)階段，如何通過高效液相色譜法對(duì)原料藥中所含雜質(zhì)進(jìn)行定量分析研究。首先需要根據(jù)國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局藥品評(píng)審中心(CDE)發(fā)布的指導(dǎo)原則對(duì)分析方法進(jìn)行研究，建立分析方法，并經(jīng)過方法學(xué)驗(yàn)證，從而進(jìn)行后續(xù)雜質(zhì)的定量分析研究，以監(jiān)控原料藥中雜質(zhì)的變化趨勢(shì)，指導(dǎo)制劑的開發(fā)并為藥品的包裝儲(chǔ)存條件的確定奠定基礎(chǔ)。在這一過程中，學(xué)生深入到行業(yè)，熟悉CDE的指導(dǎo)原則，了解行業(yè)的操作規(guī)范和準(zhǔn)則，彌補(bǔ)學(xué)校理論學(xué)習(xí)的諸多不足。學(xué)習(xí)最基本的知識(shí)比如流動(dòng)相的配置，高效液相色譜儀的開機(jī)運(yùn)行，由淺入深，到分析方法的建立及驗(yàn)證，最后進(jìn)行雜質(zhì)的定量分析，能夠系統(tǒng)全面地了解到某個(gè)課題或?qū)嶒?yàn)的研究思路，及此課題或?qū)嶒?yàn)在研究過程中遇到的問題，解決的方法。學(xué)生通過自我總結(jié)，逐漸形成系統(tǒng)的理論知識(shí)體系。通過這種模式，學(xué)生可以提前適應(yīng)工作環(huán)境和工作強(qiáng)度，了解到企業(yè)對(duì)人才的要求，明確自身存在的不足，從而不斷完善自己，提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力，滿足社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求。

3 結(jié)語

如何培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才是現(xiàn)在高校面臨的嚴(yán)峻問題。儀器分析廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的分析研究，具有實(shí)踐性強(qiáng)，操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)生掌握這些基礎(chǔ)理論知識(shí)及操作技能對(duì)畢業(yè)后的工作大有益處。所以，我們應(yīng)該利用好高校現(xiàn)有的儀器資源，整合課程設(shè)計(jì)，調(diào)整人才培養(yǎng)方案，以期鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力及創(chuàng)新思維，以達(dá)到高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。