現代儀器分析課程“參與式”教學方式改革探討

常 晶 李 毓 王雨菲

（天津城建大學環境與市政工程學院，天津300384）

0 引言

現代儀器分析是環境學科一門重要的專業必修課，其內容在環境監測、環境化學、環境經濟學等多門課程中均有涉及，掌握儀器分析相關知識，對于環境類專業的畢業生從事環境監測、環境污染防治與環境科學研究均具有重要意義[1]。

現代儀器分析課程在天津城建大學屬于環境工程專業（環境監測與評價方向）的專業核心課，環境工程專業（環境污染治理方向）和給排水科學與工程專業的選修課。課程主要教學內容為根據物質的物理和物理化學特性，對環境中物質的組成、結構、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、質譜儀等。

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

1 現代儀器分析課程的教學現狀及存在的問題

現代儀器分析課程教學旨在培養學生掌握儀器分析的基本知識、基本原理、儀器的基本結構和基本操作，使學生具備根據分析對象的要求，結合各種儀器分析方法的特點和應用范圍，選擇適當的分析方法解決實際問題的能力。目前，傳統的現代儀器分析課程教學過程存在以下不足：

1.1 理論教學內容多，實驗課時有限，學生理解難度較大

現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，大多數本科生也缺乏參與實驗室科學研究的經歷，導致學生對分析儀器相關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容的反饋，沒有真正做到根據學生的學習興趣和難點進行有針對性地備課。

1.3 側重理論知識的講授，實踐環節欠缺

現代儀器分析課程教學側重理論知識的講授，實踐教學內容少，理論與實踐脫節。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，現代儀器分析課程教學需要由傳統的“填鴨式”教學方式向“參與式”教學方式轉變。“參與式”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勢，增加儀器視頻和動畫的演示，實現“圖、文、聲”并茂與“立體—動態”的教學效果。通過以上途徑，充分調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、討論等互動環節，提升學生課堂參與度。以氣相色譜—質譜為例：錄制科研實驗中氣相色譜—質譜儀器操作視頻，引入課堂教學，結合理論教學知識點，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、數據處理方法等關鍵問題，學生由被動接受知識，轉變為主動解決問題。

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

2.3 增加實踐環節和學時

隨著培養方案和教學大綱的不斷修訂，增加現代儀器分析課程實驗、實習等實踐教學環節，并進一步增加實踐教學學時。實驗環節主要以學生上機實操為主；實習環節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人員，針對待測樣品的預處理、分析方法的建立和儀器的選擇應用等開展學術講座，在增強學生動手能力的同時，拓寬學生視野，培養學生與專業人士的溝通、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新創業訓練計劃項目比率高的優勢，鼓勵學生在本專業教師的指導下，進入實驗室參與科研實驗。對于環境工程、給排水科學與工程專業的學生，在利用大型分析儀器進行環境質量監測和水質分析的同時，可以將課堂理論教學內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查等方式，對學生儀器運用效果進行調查，通過學生的反饋，及時匯總學生實踐過程中遇到的問題，并以此為依據指導理論教學，及時調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用案例引入課堂教學中，在學生中產生激勵作用，進一步調動學生參與課堂教學與科研活動的積極性。

3 結語

現代儀器分析課程是環境類專業重要的專業課程之一，主要講授分析儀器的結構、原理與應用，課程理論性和實用性相結合，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，充分調動了學生課堂學習積極性，強化了學生對分析儀器相關知識的理解和掌握，增強對儀器的認知，學生獨立思考的意識顯著提高，學生發現問題、分析問題、解決問題的能力有效提升，并激發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節，有利于授課教師及時根據學生的反饋調整授課計劃，準確把握教學重點和難點，切實做到因材施教，教學質量顯著提高。