儀器分析課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

趙春超 劉雯燕 邵建華

摘要? ? 儀器分析課程是生物工程的一門(mén)基礎(chǔ)性、工具性的學(xué)科。隨著現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的不斷發(fā)展，目前高校的儀器分析課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的需求，教學(xué)改革迫在眉睫。分析了生物工程儀器分析課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，并從課程重構(gòu)、以研促教、校企合作3個(gè)方面提出了以生產(chǎn)實(shí)踐為導(dǎo)向的改革措施，以期為培養(yǎng)高素質(zhì)生物工程應(yīng)用型人才提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 儀器分析;實(shí)驗(yàn)課程;存在的問(wèn)題;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)? ? G642.3? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A? ? ? ? 文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）01-0253-02

Abstract? ? Instrument analysis course is a basic and instrumental subject of biological engineering.With the development of modern instrumental analysis technology，the current course of instrument analysis experiment in colleges and universities can't meet the demand of modern society for talents with practical ability and innovative spirit.The reform of instrument analysis experiment course is urgent.This paper analyzed the situation and problems of the instrument analysis experimental course，and also put forward the reform measures oriented by production practice from the three aspects of curriculum reconstruction，promoting education through research and developing school-enterprise cooperation in order to provide references for cultivating high-quality bioengineering applied talents.

Key words? ? instrument analysis;experiment course;problem;teaching reform

20世紀(jì)以來(lái)，現(xiàn)代物理學(xué)中關(guān)于光、電、磁、熱等的理論成就和研究方法被引入分析化學(xué)學(xué)科，各種專一性強(qiáng)、靈敏度高、高效快速的分析儀器相繼出現(xiàn)，儀器分析時(shí)代由此開(kāi)啟[1]。儀器分析技術(shù)是生物工程的基礎(chǔ)主干學(xué)科，各種大型精密儀器是對(duì)生物大分子結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行定性、定量、定位分析的重要手段，是詮釋生命現(xiàn)象復(fù)雜內(nèi)容和本質(zhì)的重要方法[2]。儀器分析課程與現(xiàn)代科學(xué)密切相關(guān)，是高校理工科的基礎(chǔ)學(xué)科，實(shí)踐性強(qiáng)，獨(dú)立性高，在化學(xué)及相關(guān)課程中起著十分重要的作用，同時(shí)也是推動(dòng)生命科學(xué)發(fā)展的重要研究手段。因此，學(xué)習(xí)和掌握儀器分析技術(shù)，是培養(yǎng)高素質(zhì)生物工程應(yīng)用型人才的必經(jīng)之路和必然要求。本文對(duì)生物工程專業(yè)儀器分析課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了分析和探討，以期為本課程的教學(xué)提供參考。

1? ? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)和存在的問(wèn)題

生物工程是一門(mén)綜合性應(yīng)用工程學(xué)科，它以生命科學(xué)基本知識(shí)為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代生物（制藥）技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理，培養(yǎng)掌握生物制藥技術(shù)及生物藥物研發(fā)、生產(chǎn)工藝等相關(guān)流程和工程設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)理論、基本技能的高級(jí)工程應(yīng)用型人才，既要求理論性與實(shí)踐性并重，又要求很強(qiáng)的專業(yè)性和應(yīng)用性。儀器分析課程實(shí)驗(yàn)，是對(duì)儀器分析理論課程的進(jìn)一步延伸和擴(kuò)展，是生物工程學(xué)科的重要組成部分，也是該專業(yè)學(xué)生提高實(shí)踐和應(yīng)用技能的重要途徑。儀器分析課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)際操作，使學(xué)生深入了解儀器的工作原理，熟悉儀器的結(jié)構(gòu)和操作，將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，達(dá)到提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力的目的，為學(xué)生今后的就業(yè)或深造打下基礎(chǔ)。分析當(dāng)前高校儀器分析課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，將存在的問(wèn)題總結(jié)如下。

1.1? ? 儀器設(shè)備更新快，學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后

隨著儀器分析技術(shù)迅速發(fā)展，其在社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛，各種儀器設(shè)備更新迅速，但是學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)落后，導(dǎo)致學(xué)生的知識(shí)體系與社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際相脫離，難以滿足就業(yè)和學(xué)科發(fā)展的需求。目前，揚(yáng)州大學(xué)生物工程專業(yè)的儀器分析實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)已經(jīng)與理論教學(xué)學(xué)時(shí)持平，但是在硬件方面仍然存在學(xué)生多、實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量少、儀器落后等問(wèn)題。某些儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，為了避免發(fā)生損壞，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)前設(shè)置好參數(shù)，學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)步驟操作，導(dǎo)致學(xué)生缺乏主動(dòng)探索的興趣。對(duì)于某些先進(jìn)大型儀器設(shè)備，教師只帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入到學(xué)校測(cè)試中心進(jìn)行觀摩，學(xué)生不能進(jìn)行實(shí)踐操作。總之，由于當(dāng)前高校的經(jīng)費(fèi)、人力和物力難以跟上儀器分析更新發(fā)展的進(jìn)程，任課教師有必要根據(jù)現(xiàn)有狀況合理進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，偏重核心理論，同時(shí)輔助講解新?lián)Q代設(shè)備的改進(jìn)之處，以理論補(bǔ)充硬件的不足。

1.2? ? 實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)與理論課程進(jìn)程不同步

儀器分析是一門(mén)前沿性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，各個(gè)章節(jié)相對(duì)獨(dú)立，概念抽象，學(xué)生普遍存在理解困難、缺乏興趣等問(wèn)題。如果能夠?qū)?shí)驗(yàn)課程與理論課程同步，將會(huì)極大地提高教學(xué)效果。同時(shí)，在后半學(xué)期增設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)，將驗(yàn)證性、單一性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)以解決一個(gè)完整的實(shí)際問(wèn)題。這樣就可以使理論知識(shí)及時(shí)在實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐中得到系統(tǒng)的反饋和檢驗(yàn)。

1.3? ? 考核方式單一，學(xué)生主動(dòng)性不足

目前的實(shí)驗(yàn)課成績(jī)多作為課程總成績(jī)的一部分，考核方法多以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、方案設(shè)計(jì)及結(jié)果討論等能增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)思維能力的關(guān)鍵過(guò)程的考核。單一的考核方式導(dǎo)致學(xué)生更加重視結(jié)果，只是機(jī)械性地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并未思考操作過(guò)程。因此，增加實(shí)驗(yàn)考核的主動(dòng)思考能力的評(píng)判比例，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力將有很大幫助。

2? ? 改革措施

生物工程，歸根到底是一門(mén)應(yīng)用型學(xué)科，目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需求的應(yīng)用型人才。儀器分析技術(shù)作為生物工程中必不可少的研究和應(yīng)用技術(shù)，其實(shí)驗(yàn)課程更是在校學(xué)生學(xué)習(xí)各種儀器實(shí)際操作的重要途徑。因此，針對(duì)上述問(wèn)題，本文從課程優(yōu)化、以研促教、校企合作3個(gè)方面提出了以生產(chǎn)實(shí)踐為導(dǎo)向的改革措施。

2.1? ? 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程體系，系統(tǒng)整合教學(xué)內(nèi)容

堅(jiān)持以學(xué)生為主體，建立以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)思維為目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)課程體系。在內(nèi)容上，緊跟社會(huì)發(fā)展潮流，及時(shí)更新教學(xué)大綱，明確教學(xué)任務(wù);在結(jié)構(gòu)上，采用層次遞進(jìn)式教學(xué)，由開(kāi)始的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)逐步遞進(jìn)為提高性實(shí)驗(yàn)，最終引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能;提高性實(shí)驗(yàn)則初步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維;而綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則需要學(xué)生自主選題，查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行課堂匯報(bào)后在指導(dǎo)教師的幫助下確定實(shí)驗(yàn)方案。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式更加重視過(guò)程而非結(jié)果，重視思維培養(yǎng)而非模仿操作。

在課時(shí)安排上，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)，保證教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，安排前期的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)課進(jìn)度一致，學(xué)生在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)可以及時(shí)在實(shí)踐中得到驗(yàn)證和鞏固。后期的提高性和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則進(jìn)行集中安排，以保證實(shí)驗(yàn)的連貫性和整體性。

在考核機(jī)制上，將實(shí)驗(yàn)課成績(jī)與理論課成績(jī)分開(kāi)考核，把實(shí)驗(yàn)課作為獨(dú)立考查成績(jī)的一門(mén)課程。同時(shí)，建立多元考核機(jī)制，綜合考評(píng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。平時(shí)以實(shí)驗(yàn)記錄的形式進(jìn)行考查，學(xué)生當(dāng)堂完成，不得涂改，要求真實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。期末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作考試，學(xué)生單獨(dú)完成完整操作，以此反映其真實(shí)實(shí)驗(yàn)水平。

2.2? ? “導(dǎo)師制”一對(duì)一結(jié)對(duì)，以科研帶動(dòng)教學(xué)

揚(yáng)州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院采用本科生“導(dǎo)師制”，在學(xué)生一入學(xué)就組織教師與學(xué)生的見(jiàn)面會(huì)，向?qū)W生介紹學(xué)院總體的科研領(lǐng)域，以及各個(gè)導(dǎo)師的研究方向及所取得的科研成果。學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人興趣選擇科研導(dǎo)師進(jìn)行一對(duì)一結(jié)對(duì)，經(jīng)過(guò)初步培訓(xùn)和學(xué)習(xí)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)后，可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與科研實(shí)驗(yàn)。一段時(shí)間之后，學(xué)生會(huì)根據(jù)自身興趣和收獲，導(dǎo)師會(huì)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行第2次的雙向選擇，學(xué)生會(huì)重新調(diào)整自己的研究方向。與導(dǎo)師結(jié)對(duì)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)的教學(xué)模式解決了教學(xué)設(shè)備不足問(wèn)題，同時(shí)在科研活動(dòng)中學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)思路的嚴(yán)謹(jǐn)性都遠(yuǎn)高于本科生實(shí)驗(yàn)課的要求。以科研帶動(dòng)教學(xué)，嚴(yán)謹(jǐn)周密的研究性實(shí)驗(yàn)不僅培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、創(chuàng)新思維與科研能力，提高學(xué)生對(duì)儀器分析課程的學(xué)習(xí)熱情，也讓學(xué)生更早地認(rèn)清自己的人生理想，促進(jìn)學(xué)生樹(shù)立科研志向和人生目標(biāo)。

2.3? ? 校企合作，建立科研實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

隨著生物工程行業(yè)專業(yè)化程度的提升，企業(yè)提供越來(lái)越多帶有研發(fā)性質(zhì)的技術(shù)崗位，同時(shí)對(duì)學(xué)生的要求也越來(lái)越高。企業(yè)的人才需求和崗位變化決定了生物工程專業(yè)技能人才的知識(shí)技能素質(zhì)結(jié)構(gòu)。校企合作是一種學(xué)校和企業(yè)共同合作培養(yǎng)人才的教育模式，企業(yè)反饋市場(chǎng)人才需求，并且為高校人才培養(yǎng)提供先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)、真實(shí)的工程實(shí)踐環(huán)境和企業(yè)文化，是對(duì)高校實(shí)踐教學(xué)的重要補(bǔ)充[3]。由于各企業(yè)經(jīng)營(yíng)方向不同，學(xué)生就業(yè)崗位不同，因而對(duì)學(xué)生能力及素質(zhì)的要求也有所不同。如從事生產(chǎn)、檢驗(yàn)崗位對(duì)專業(yè)知識(shí)及操作技能要求較高;從事銷(xiāo)售工作對(duì)溝通能力、組織管理能力要求較高，但對(duì)學(xué)生的職業(yè)道德、敬業(yè)精神、學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能的態(tài)度[4]等方面的要求相同。高校在人才培養(yǎng)中長(zhǎng)期積淀的人文素養(yǎng)、道德精神和求知態(tài)度是大學(xué)所獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，是任何企業(yè)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)不可替代的，這也正是校企合作的前提條件。學(xué)生要完成基本的大學(xué)教育，從而具備溝通與團(tuán)隊(duì)合作的能力、獨(dú)立獲取知識(shí)的能力、評(píng)判性思維能力，具有創(chuàng)新能力、觀察分析能力及自我發(fā)展能力，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)理念。

揚(yáng)州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院通過(guò)與企業(yè)合作，建立生物工程專業(yè)科研實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。學(xué)生在大二暑期到企業(yè)進(jìn)行為期1周的生產(chǎn)見(jiàn)習(xí)，是生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。從見(jiàn)習(xí)前期的動(dòng)員、見(jiàn)習(xí)過(guò)程的悉心講解至見(jiàn)習(xí)結(jié)束之后的總結(jié)匯報(bào)，每個(gè)環(huán)節(jié)都以學(xué)生獲取更多的就業(yè)技能和行業(yè)信息為目標(biāo)，不僅為學(xué)生們今后大四專業(yè)實(shí)習(xí)打下基礎(chǔ)，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生大三專業(yè)課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和目的性。學(xué)院先后與多家生物見(jiàn)習(xí)單位簽訂了產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議，并與2家生物公司簽署了卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃合作協(xié)議。為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合，大四學(xué)生有一整學(xué)年的時(shí)間進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)。學(xué)生自愿選擇留校或去科研機(jī)構(gòu)為將來(lái)從事科學(xué)研究繼續(xù)深造打基礎(chǔ)，也可以進(jìn)入藥品生產(chǎn)企業(yè)、檢測(cè)檢驗(yàn)部門(mén)進(jìn)行就業(yè)前準(zhǔn)備。總之，通過(guò)校企合作，建立科研實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，不僅有利于學(xué)生汲取知識(shí)，開(kāi)闊視野，同時(shí)對(duì)于推動(dòng)高校與企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作，化科技為生產(chǎn)力有著重要意義。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，任何理論都要不斷接受實(shí)踐的檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課程在高校教育中發(fā)揮的作用也是理論課堂所不能取代的。生物工程專業(yè)儀器分析課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，是一項(xiàng)艱巨且持續(xù)的工程，也是高校教育者的職責(zé)所在[5-7]。只有不斷變革，不斷完善高校教育方式，才能培養(yǎng)出適應(yīng)時(shí)代的高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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