新時(shí)代背景下現(xiàn)代儀器分析教學(xué)的改革與思考

文/王宏（長(zhǎng)江大學(xué) 物理與光電工程學(xué)院）

近些年，隨著國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展，高等教育的改革和發(fā)展成為科教興國戰(zhàn)略與人才強(qiáng)國戰(zhàn)略重要的一部分。對(duì)于高校而言，提高學(xué)生的實(shí)踐、創(chuàng)新和科研三方面的能力，向社會(huì)和科研院所輸出高質(zhì)量人才，是高等教育最主要的目的，同時(shí)也是一所院校綜合實(shí)力與核心競(jìng)爭(zhēng)力的最重要的體現(xiàn)。統(tǒng)籌考慮新專業(yè)與新要求，對(duì)新興和重點(diǎn)領(lǐng)域科技工程人才進(jìn)行提早布局，對(duì)傳統(tǒng)專業(yè)進(jìn)行改造升級(jí)成為目前高等教育改革的主要方向?，F(xiàn)代儀器分析作為一門綜合性和前沿性都很強(qiáng)的學(xué)科，涉及諸如物理、化學(xué)、生物、電子信息等各種專業(yè)，使用到的理論分析方法也非常之多，可以說現(xiàn)代儀器分析這門課程為解決自然科學(xué)中各領(lǐng)域難題提供了詳盡的信息參考，因此現(xiàn)代儀器分析已經(jīng)成為我國普通高校本科以及研究生的重要課程之一。在此，我們對(duì)現(xiàn)代儀器教學(xué)該如何進(jìn)行改革提出幾點(diǎn)設(shè)想和建議，以此幫助和提高學(xué)生的自主科研創(chuàng)新能力。

一、普通高校儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程現(xiàn)狀及存在問題的分析

（一）教學(xué)內(nèi)容繁多但形式單一，學(xué)生興趣不足

現(xiàn)代儀器分析是一門研究物質(zhì)自身性質(zhì)與響應(yīng)信號(hào)的關(guān)系，進(jìn)而對(duì)其內(nèi)在的關(guān)聯(lián)進(jìn)行定性、定量分析的課程。該課程包含的實(shí)驗(yàn)分析方法種類繁多，例如：紅外吸收光譜分析、原子吸收光譜分析、電化學(xué)分析法、質(zhì)譜分析、原子發(fā)射光譜分析法等，因此實(shí)驗(yàn)課程涉及的知識(shí)面非常之廣。但是目前的教學(xué)方法有著明顯的不足，課堂上缺少教師與學(xué)生的互動(dòng)，氣氛較為沉悶，涉及的深?yuàn)W知識(shí)點(diǎn)無法在課堂上一一展開細(xì)講等，這就導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)儀器分析課程的主觀能動(dòng)性大大減弱，課程無法吸引學(xué)生們的興趣，因此在課堂之外也鮮有學(xué)生利用課余時(shí)間來鉆研課堂上涉及的難懂的知識(shí)點(diǎn)，這就形成了惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致學(xué)生們對(duì)該課程學(xué)習(xí)的重視度不足，如何利用有限的課堂時(shí)間來提升教學(xué)質(zhì)量是一個(gè)值得深入探討的問題。

（二）理論與實(shí)驗(yàn)、教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容滯后

現(xiàn)代儀器實(shí)驗(yàn)主要包含理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分，兩者應(yīng)相輔相成相互結(jié)合，但是在目前的教育模式下卻呈現(xiàn)割裂的情況，即理論課與實(shí)驗(yàn)課不能很好地承接，理論課上僅講述理論而不涉及任何實(shí)驗(yàn)方面的知識(shí)，而理論課上完之后才對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程，這就導(dǎo)致學(xué)生們無法將所學(xué)習(xí)的知識(shí)同儀器實(shí)驗(yàn)很好地關(guān)聯(lián)起來，無法對(duì)課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)進(jìn)行二次深化，進(jìn)而更深層次地理解所學(xué)習(xí)的知識(shí)，因此目前傳統(tǒng)的儀器分析教學(xué)方法并不能很好地起到培養(yǎng)學(xué)生們獨(dú)立思考以及創(chuàng)新能力的作用。

（三）實(shí)驗(yàn)課程安排不科學(xué)，考核評(píng)價(jià)體系不合理

當(dāng)前我國普通高校課程門類眾多，對(duì)于學(xué)生來講這是很重的學(xué)業(yè)壓力，因此學(xué)生們放到現(xiàn)代儀器實(shí)驗(yàn)這門課程的精力非常有限，而對(duì)于教師來講儀器實(shí)驗(yàn)的課時(shí)被壓縮嚴(yán)重，現(xiàn)代儀器分析的課程涉及多種測(cè)試和分析方法，課時(shí)被壓縮會(huì)讓學(xué)生們很難對(duì)所學(xué)的儀器和實(shí)驗(yàn)有更深層次的理解。現(xiàn)代儀器分析考核主要包含平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)兩部分，占比大約分別為40%和60%，在這其中平時(shí)成績(jī)包含課堂實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)和課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)。其中，因?yàn)橛绊懻n堂操作成績(jī)的因素有很多，所以課堂操作成績(jī)的可控性相對(duì)較弱，考核評(píng)價(jià)的時(shí)候很多是根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告來體現(xiàn)，這就導(dǎo)致考核成績(jī)無法有效體現(xiàn)出學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力，學(xué)生只是機(jī)械性地記憶了操作步驟和方法，但是到實(shí)際操作層面遇到各種問題卻無法解決，缺乏應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力，甚至很多學(xué)生寫完實(shí)驗(yàn)報(bào)告就將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容忘完了，對(duì)于儀器分析實(shí)驗(yàn)純粹是應(yīng)付了事，這樣的考核評(píng)價(jià)體系很難體現(xiàn)出學(xué)生們真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作能力。

（四）實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足

隨著近十幾年高校的不斷擴(kuò)張，高等教育學(xué)生數(shù)量日益增多，但是受限于各種原因，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備卻沒有跟上學(xué)生擴(kuò)招的速度，很多實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生們進(jìn)行多批次進(jìn)行，這樣很難保證每位學(xué)生都有足夠的時(shí)間和機(jī)會(huì)進(jìn)行獨(dú)立自主的儀器實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，我國普通高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)落后，對(duì)比市面主流設(shè)備要普遍相對(duì)落后一到兩代，落后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備會(huì)導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)各種難以預(yù)料到的問題，有更多的因素影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而學(xué)生們往往會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間與精力去檢查實(shí)驗(yàn)過程中是哪一項(xiàng)出現(xiàn)問題，而無法將主要的時(shí)間和精力放在實(shí)驗(yàn)本身。

二、現(xiàn)代物理儀器課程教學(xué)模式的改革策略

上述現(xiàn)代儀器課程教學(xué)中提到的問題普遍出現(xiàn)在我國各大高校中，但并非是無法解決。筆者從以下三個(gè)方面提出建議，也許對(duì)緩解現(xiàn)代儀器教學(xué)過程中遇到的問題和矛盾有積極作用。

（一）合理調(diào)整教學(xué)大綱及課時(shí)，改革課程內(nèi)容

相對(duì)于其他學(xué)科來說，現(xiàn)代儀器分析課程涉及各方面的知識(shí)較多，但是分配的學(xué)時(shí)卻相對(duì)較少。這一方面需要學(xué)校層面適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的課時(shí)，合理安排上課時(shí)間，另一方面則需要教師結(jié)合本專業(yè)和實(shí)際應(yīng)用需求，增加部分常用和重要的測(cè)量和分析方法的講解，例如原子光譜分析、氣相色譜法、原子發(fā)散光譜分析等，而對(duì)于其他應(yīng)用的相對(duì)較少的實(shí)驗(yàn)分析方法，可以在教學(xué)大綱的設(shè)置中減少其比例，將教學(xué)重心進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)移。這樣實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)的增加和上課教學(xué)內(nèi)容重心的轉(zhuǎn)移，可以相對(duì)減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)壓力，同時(shí)加深學(xué)生對(duì)于所學(xué)習(xí)知識(shí)的理解程度。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)該將實(shí)驗(yàn)儀器的工作原理或者結(jié)構(gòu)作為教學(xué)的主線，對(duì)同屬一類的儀器實(shí)驗(yàn)的測(cè)試分析方法，要進(jìn)行對(duì)比和分析，找出共同點(diǎn)以便學(xué)生能夠抓住重點(diǎn)內(nèi)容，讓學(xué)生有更多的時(shí)間和精力來自主進(jìn)行更深層次的歸納和整理。

（二）合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，豐富課堂教學(xué)形式和內(nèi)容

對(duì)于任課教師來講，可以嘗試使用多種手段來提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，例如更多使用多媒體授課技術(shù)、教學(xué)模型輔助等手段，來靈活多變地調(diào)整課堂學(xué)習(xí)氛圍，將課程學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)提取出來，便于學(xué)生的理解和記憶，吸引學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)時(shí)的精力和注意力。在儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，鼓勵(lì)學(xué)生們相互溝通和相互交流，提高學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的思維能力、交流能力和動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問題-提出問題-解決問題”的能力，同時(shí)也要注意避免學(xué)生們的過度交流，導(dǎo)致相互之間生搬硬套，將他人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論原封不動(dòng)地復(fù)制到自己的實(shí)驗(yàn)上，這樣則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生們養(yǎng)成投機(jī)取巧的習(xí)慣。此外，可以在不違反前提的教學(xué)紀(jì)律的基礎(chǔ)上，抽出兩三個(gè)課時(shí)來讓學(xué)生們進(jìn)行“翻轉(zhuǎn)課堂”，讓學(xué)生們?cè)谡n堂上自己完成授課，這樣能調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力與表達(dá)能力，促進(jìn)學(xué)生多方面協(xié)同發(fā)展。

（三）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核評(píng)價(jià)體系，注重學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)

儀器分析相對(duì)于其他課程，更加注重實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的體現(xiàn)，因此在成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系上也要區(qū)別于其他學(xué)科，任課教師可以采用更加多元化的評(píng)價(jià)體系，適當(dāng)調(diào)整各方面的考核比重，這樣可以更加真實(shí)地反映出學(xué)生的能力，同時(shí)也可以增加各種加分項(xiàng)，來鼓勵(lì)學(xué)生們提高“發(fā)現(xiàn)問題-解決問題”的能力。注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，不能局限于教科書上介紹的測(cè)試和分析方法，要同當(dāng)今社會(huì)實(shí)際相結(jié)合起來。例如學(xué)院可以聯(lián)通當(dāng)?shù)仄髽I(yè)進(jìn)行“校企合作實(shí)驗(yàn)室”的建設(shè)，讓企業(yè)來提供實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需要的主流實(shí)驗(yàn)設(shè)備，同時(shí)學(xué)院也可以為企業(yè)輸送優(yōu)質(zhì)人才，一舉兩得。

三、結(jié)語

現(xiàn)代儀器分析是一門與當(dāng)今基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展緊密相連的課程，在新時(shí)代發(fā)展的背景下，課程內(nèi)容更應(yīng)該以“立德樹人，培養(yǎng)建設(shè)多元化創(chuàng)新性卓越工程人才”為指導(dǎo)，不斷改進(jìn)教學(xué)方式方法，在實(shí)驗(yàn)授課的過程中注重培養(yǎng)學(xué)生們動(dòng)手實(shí)踐的能力，讓學(xué)生們對(duì)于所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)有更深層次的理解和記憶，調(diào)動(dòng)學(xué)生們的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)他們“發(fā)現(xiàn)問題-提出問題-解決問題”的能力，調(diào)動(dòng)其主觀能動(dòng)性，更加主動(dòng)積極地去學(xué)習(xí)鉆研現(xiàn)代儀器分析這門課程，真正去學(xué)好這門課程，與實(shí)際更加緊密地結(jié)合起來。