應用型高校儀器分析課程教學改革研究*

王 翔，段海明，鄒長明，趙建榮，王 艷，范行軍，孫冰清，孟凡德

(安徽科技學院資源與環境學院，安徽 鳳陽 233100)

儀器分析課程是化學化工及相關專業本科生必修的基礎課程之一[1]。儀器分析在日常工作生活以及科學研究中都有著極為重要的作用。通過該課程的學習，學生可以學習掌握科研和日常社會生活所需儀器的使用原理及方法，進而運用所學理論和實踐內容對實驗研究方案進行制定，從而解決科學研究、工農業生產、社會和環境等方面的問題[2]。但目前儀器分析課程中仍存在著許多問題，如教學內容較為滯后、理論學習與實驗教學相脫節、教學效果不好等。因此，在應用型高校培養人才的需求下，將從教學內容、教學方法和教學手段等方面對環境工程專業的儀器分析課程教學進行改革與實踐[3-4]。

1 儀器分析教學中存在的問題

1.1 教學內容滯后

我校環境工程專業的儀器分析課程教學內容主要為色譜分析、電位分析、光譜分析三大方面內容。其中色譜分析包含氣相和高效液相色譜；光譜分析包含原子吸收、原子發射和紫外吸收光譜分析。在教學過程中發現課程教學內容存在著明顯的不足，主要表現在三個方面：一是課程內容繁雜，章節之間內容重復較多，如氣相和高效液相色譜分析中，其原理是相通的，但在章節的授課安排中由于其分為兩個章節，對于其原理的講授會有重復。并且教學重點和難點不突出，導致課程內容體系不夠完善；二是現有的實驗教學內容與一線生產的需求結合不夠緊密，培養的學生動手能力不足，不能滿足產業的要求；三是由于大型儀器設備價格昂貴且設備臺套數較少，實驗教學內容主要以驗證性實驗為主，缺乏研究性、綜合性和探索性設計實驗，培養的學生創新能力不足。

1.2 理論教學與實驗教學相脫節

儀器分析是一門理論與實踐結合性很強的課程[5]。學生在掌握儀器分析理論知識之后，需要培養其實驗能力和應用能力。在實驗課程教學方面，教師只是簡單講解實驗原理、實驗操作步驟和使用設備注意事項等內容，如色譜分析的實驗教學課程，由于氣相色譜儀和高效液相色譜儀價格昂貴，其臺數僅有1～2臺，且由于操作不當極易造成儀器的損壞，維修較難且昂貴。故學生在實驗課程中往往操作機會不多，只能觀摩教師的講解和演示過程，在教師設置好的程序中機械性地完成實驗內容，不能拓展學生解決問題和分析問題的能力，無法把基礎理論和儀器操作緊密的結合起來，不能起到培養學生進行獨立思考，創新性實踐的作用。

1.3 教學方式單調

儀器分析課程內容繁多，在理論課堂上，普遍的教學手段是教師利用板書或多媒體課件對教學內容進行講解，內容龐雜且枯燥，學生難以理解，課堂上不能及時消化吸收，影響學習興趣，導致學習熱情不高，學習效果不理想。在實驗課程教學中，多為演示性實驗為主，教師按照參考書和操作說明書上內容照本宣科，進行灌輸式演示，學生只能進行了解性和被動性學習，極大地影響了實驗教學效果。

2 儀器分析理論與實踐教學改革措施

2.1 以實際需求為導向，優化課程教學內容

儀器分析課程內容具有知識面廣、知識點抽象、內容繁雜等特點。因此，儀器分析課程的教學內容，應當根據不同專業的性質、實際應用及就業需求進行適當精簡，注重教學內容的實用性。根據人才培養目標，整合教學內容，構建儀器分析課程體系，合理取舍，明確重點和難點，突出光譜分析、色譜分析和電分析三大塊內容，適當補充學科前沿知識，擴大學生的學習視野，教學內容要與產業需求緊密結合，要對接當前社會對于儀器分析的主流需求，注重學生創新創業能力的培養，提升學生的基本素質和能力。

2.2 以能力培養為核心，改革課程教學方法

儀器分析課程主要講授儀器設備的工作原理及內部結構等內容，有一定的抽象性，若僅依靠傳統的教學手段及方法對學生學習相關內容有一定的困難[6]。隨著智能化網絡的發展，可以發揮線上和線下的教學優勢。課前，教師將線上的各種優質網絡資源上傳至“學習通”等學習平臺，學生可以通過這些資源提前了解儀器構造、工作原理和工作流程等內容；課上，改變傳統講課方式，采用答題、討論、答疑以及翻轉課堂等互動方式，充分調動學生的積極性，提升課堂教學效果；課后，通過課后習題掌握學生對知識點的學習情況，并通過網絡學習平臺對有疑問的知識進行答疑解惑。為了加深學生對儀器設備的了解，可以在上理論課之前進行儀器設備的參觀，使學生對相關儀器設備有一定的印象，從而加深對于儀器分析課程的理解。

在實驗課程的教學中，建立課前預習指導和學習平臺。教師提前制作實驗儀器操作視頻或微視頻，發布到相關的學習平臺、微信和QQ群里，讓學結合實驗指導書，利用空閑時間學習，提前對實驗內容有一定的了解。在自主學習逐步取代傳統課程的情況下，針對每個儀器的使用，可以依據課堂所學知識，每個實驗小組在教師的指導下自主設計一套實驗方案。學生在設計實驗方案的過程中，需要對實驗內容做充分的預習，在實施過程中，盡量避開對儀器的錯誤操作。如色譜分析的實踐教學，可以讓同學們根據理論課堂上對氣相色譜儀和高效液相色譜儀的原理學習，通過視頻先進行使用方法的預習，再有針對性的設計實驗樣品并對樣品進行檢測方法的設計，最終形成實驗方案初稿，與教師進行討論形成定稿，將學習延伸至課堂外。在設計實驗方案過程中教師需對整個方案進行把關，避免錯誤的發生，學生也在自主設計方案的過程中進一步對所學知識進行鞏固，也更提高了學習的積極性。在這個過程中學校和教師要積極為學生創造適宜的環境，鼓勵和引導學生自主學習。

2.3 以實踐訓練為重點，強化課程實驗教學

儀器分析課程具有較強的實踐性和前沿性，教師需將最新的科研進展和科研成果轉化為教學資源用以開拓學生視野。因此，其實踐教學對于課程的學習效果具有舉足輕重的作用。在實踐教學課程設計中，必須增加綜合性和創新性實驗的比重。在綜合創新性實踐訓練中，可以圍繞生產實際、教師科研課題和大學生創新項目等展開設計。學生通過直接參各類科研課題，既能鞏固所學理論知識，又能通過對科研課題的深入了解，提高分析問題、解決問題的綜合能力。在完整的科研實踐訓練中，既包括了實驗檢測分析這一個部分，又包括了樣品制備、方案設計、分析檢測和數據分析一個完整的實驗流程。

2.4 優化課程考核方式，實行多元化考核

考核方法應包括教學過程和結果的考核。儀器分析課程實踐性較強，考核不僅僅需要考察課程理論知識的掌握情況，對實驗技能和學習過程的考核應更加重視。因此，可以將課程考核標準調整為：理論考核成績、實驗考核成績和平時考核成績的占比分別為40%、40%和20%。實驗考核成績中除實驗報告成績外，還包含過程性考核，考察學生對實驗技能和儀器操作的掌握情況。通過增加實驗成績考核比例，讓學生更加重視實驗課程，加大對學生自主學習能力的培養。這種考核方式不僅可以全面地考核學生對于儀器設備的操作能力，還能考察學生對儀器分析基本原理等知識的掌握和運用。

3 結 語

儀器分析不僅在化學化工等相關領域的科學研究中起著重要的作用，還對社會發展具有重要意義。本文針對儀器分析教學內容、教學方法和實踐教學等幾個方面存在的問題進行改革與探索，注重加強對學生重視知識、掌握知識的綜合運用能力和實踐能力的培養。在儀器分析教學過程中，應盡量采取較為豐富多樣的教學方法和手段，增加學生動手操作機會；結合教師的科研項目及學生的各類創新創業比賽，提高學生學習的主動性及自主學習知識的的能力，逐步提升學生的綜合素質以適應和達到社會用人的需求，達到應用型高校培養人才的目的及要求。