“儀器分析實驗”課程專業特征化改進探索

摘"要：基于化學專業綜合性和應用型人才培養的特征，對“儀器分析實驗”課程進行化學專業化特征改進。以元素分析實驗為例，通過實驗室安全教育、教學方法和內容專業特征化改進、優化考核評價體系對該課程進行改革。實踐表明，課程改革可以有效提高學生實驗安全意識，通過增加微格教學模塊改進教學方法和內容，在實現掌握儀器分析方法及應用基礎之上有效地提高化學專業學生的教學技能，強化過程性考核的方式提高了化學專業學生專業能力的評估及培養。目前，該課程專業特征化改進及實施得到了良好的教學效果，為高校化學專業“儀器分析實驗”課程改革提供了較好的導向和推廣意義。

關鍵詞：儀器分析實驗；化學專業；教學改進

1"概述

高校“儀器分析實驗”課程涉及廣泛的專業，通常在化學、化工、制藥、食品、材料等專業有著重要的實踐指導作用，是一門理論性和實踐性都非常強的基礎課程［13］?！皟x器分析實驗”是我?；瘜W專業的基礎專業必修課程，學生通過該課程的學習需要達到的培養目標有：（1）能夠結合儀器的分析原理與特點，正確使用分析儀器，準確測定與分析目標物的結構和含量等。（2）能夠簡要描述分析儀器在生產實際與社會生活中的應用和發展歷史與前沿進展，提升基礎研究與應用研究能力。（3）能夠準確處理實驗數據并分析其中的誤差，提升自主學習與反思能力。然而，實際課程實施的過程中運用通用教學模式，即預習—實驗原理講解—實驗操作—結果與數據分析—撰寫實驗報告的傳統教學模式，運用這種模式進行“儀器分析實驗”課程的教學無法達成專業特征化的培養目標。因此，想要培養出專業性目標的人才，針對專業特征改革創新“儀器分析實驗”課程的教學方式尤為重要。

2"“儀器分析實驗”目前教學特點及問題分析

該課程中用到的儀器都是通過電腦工作站軟件控制，因此學生實驗時只能看到儀器外部構造，無法深入了解其內部構造和分析檢測過程，導致“儀器分析實驗”課程一直比較抽象，達不到實踐教學的目的［4］。結合我校開設的化學專業培養目標情況進行詳細分析，“儀器分析實驗”課程目前存在的問題有如下3點：（1）實驗室安全教育融入針對性不強。不同于理論課程，“儀器分析實驗”課程中的實驗操作是每個學生必做項目，過程具有一定的危險性。為保障實驗課程安全高效進行，實驗室安全教育是整個課程的重中之重。為達到《教育部關于加強高校實驗室安全工作的意見》中指出的“全員、全面、全程”安全教育，讓安全教育達到“入腦入心”的效果［5］，課堂中針對不同大型精密儀器對學生進行安全教育，培養學生自主實驗安全意識非常重要。（2）課程教學方法及內容專業特征不明顯。當前大多數課程僅局限于課程知識的教學及學生實驗完成度，與專業特征融合度較低。該課程缺少針對化學專業的特征化教學方法和內容，導致學生的專業能力培養不充分。（3）課程考核評價體系針對性不強。該課程自授課以來選擇傳統實驗課程的講授方式進行教學，并通過考核的方式進行課程考核。教學中缺少針對不同專業特征化教學方法及考核評價，導致學生專業能力培養體現不充分。如何設置合理的考核方式，有目標、有導向地培養學生的能力是本課程所要解決的問題。

3"教學方法及內容改革

針對以上三個問題，我們設計了課程教學方法及內容的改革并加以實踐，如圖1所示。詳細課程設計見表1。主要分為3個方面的改進研究，即實驗室安全教育有機融入、教學方法和內容專業特征化改革、優化考核評價體系。在實驗安全教育方面，通過針對每個不同實驗特點和對應安全注意事項引入實驗安全教育，使學生提高實驗安全意識。在專業特征化教學方面，以化學師范類專業特征進行化學專業“儀器分析實驗”課程教學，通過增加微格教學模塊改進教學方法和內容，實現化學類專業在掌握儀器分析方法及應用基礎之上，有效提高學生的教學設計及教學技能。在考核評價體系方面，根據化學專業特征化教學內容，改進調整考核得分模塊與各模塊得分比例，達成有效合理的評價體系。

3.1"實驗室安全教育的建設

在本實驗課程中，通過針對每個不同實驗特點和對應安全注意事項引入實驗安全教育，使學生提高實驗安全意識。以元素分析實驗為例，元素分析實驗中存在的危險源主要有儀器燃燒管溫度在1150℃的高溫環境下存在高溫燙傷的安全隱患；操作不當容易使燃燒管和還原管在加熱的過程中爆裂產生安全隱患；儀器運行過程中運用到的兩種高壓氣體（氦氣和氧氣）也存在一定的安全隱患。為了使學生加強安全意識，我們采用在介紹儀器構造及使用原理的時候進行實驗室安全教育，讓學生自行發現該實驗中存在的危險源，激發學生學習自主性，然后提醒學生實驗操作中未發現的安全注意事項，以及出現危險時的應急處理方法。

3.2"化學專業教學方法和內容專業特征化

微格教學注重教學技能的規范化、系統化和科學化，目的是提高教師的教學技能水平。具有學習目標明確，可操作性較強；學習規模小、參與性強；教學實踐過程聲像化，反饋及時、客觀；評價技術科學合理；觀摩示范與模仿創新相結合等特點［69］。我們在教學過程中發現“儀器分析實驗”課程規模與微格教學具有很大的相似性，如都在獨立微小特定的室內進行、小組成員人數少（6人左右）、學習規模較小、學生參與性強等。因此，基于化學師范類專業特征進行化學專業“儀器分析實驗”課程教學，增加微格教學模塊改進教學方法和內容，能夠有效地提高學生的教學設計及教學技能。

教師對元素分析實驗儀器系統進行詳細解說后下發微格教學任務；小組學生在預習及儀器構造及實驗原理講解后，單獨以教師的身份對儀器構造及實驗原理進行模擬授課講解，小組其他成員記錄講解視頻及講解實際情況。待學生模擬教學結束后進行自我評價和互相評價，教師現場點評，讓學生充分了解自身的教學實際情況。這樣不僅加強了學生對儀器原理及構造的了解，有利于進一步實驗操作的開展；還能提高學生的教學技能，尤其是實驗教學技能。微格教學能夠使學生進一步明確實驗的基本原理和操作步驟，學生可在模擬教學的過程中更清楚整個儀器操作原理及步驟，也更清楚實驗過程中的安全注意事項，敢于獨立進行儀器操作，操作不規范的問題也將在很大程度上得到避免。同時教師和同學的評價也能夠對學生學到的知識點和教學技能情況進行及時反饋。

3.3"優化考核評價體系

本課程采取多元性的考核方式，同時強化過程性的考核，根據化學專業設置專業性考核評價體系。在原來的評價體系中增加實驗安全及微格教學模塊的考核。教師對學生實驗預習、課堂表現、實驗操作、實驗報告綜合評分。

4"教學效果及成效分析

經過一學期實驗教學改進實施，教學過程采用課堂講授+教師操作演示+學生模擬課堂講授+學生操作相結合。化學專業“儀器分析實驗”課程直接達成度、間接達成度和總達成度分別為0.797、0.995、0.837，課程目標總體達成度達成（詳見圖2）。經課堂隨機提問抽查發現，學生預習還需要加強；課中模擬教學過程很大程度上提高了學生的教學技能；課后實驗報告完成情況總體較好。教學過程中教師還應加強專業技術知識的學習，了解前沿的學科知識，培養學生應用現代儀器分析測試技術的技能、嚴謹的科學作風和良好的實驗素養，為培養綜合型人才打下堅實的基礎。此外，在授課的過程中，我們將持續觀察改進方式存在的問題，并進一步優化?？偟膩碚f，根據化學專業特征，實行教學方法和內容的改進，完善考核評價體系，提高了該專業學生的專業能力培養。

結語

結合化學專業特征與“儀器分析實驗”課程特點，進行化學專業化特征改進。將實驗室安全教育重點融入課程內容，教學方法和內容進行專業特征化改進，考核評價體系進行多元性優化，課程實踐有效地提高了學生實驗安全意識。微格教學模塊的引入不僅使化學專業學生掌握儀器分析方法及應用基礎，還有效提高了學生的教學技能，強化過程性考核的方式也提高了化學專業學生專業能力的評估及培養。該課程專業特征化改進及實施得到了良好的教學效果，為高?；瘜W專業“儀器分析實驗”課程改革提供了較好的導向。

參考文獻：

［1］李燕，趙金榮，楊效登.基于應用型人才培養的實驗教學改革：以儀器分析實驗為例［J］.濰坊學院學報，2023，23（02）：101104.

［2］鄒志娟，杜雪英.高校儀器分析實驗教學現狀及改革初探［J］.山東化工，2021，50（20）：218219.

［3］侯娟.高?！秲x器分析實驗》教學改革初探［J］.廣東化工，2020，47（12）：216217.

［4］張澤敏，唐澤恬.虛擬仿真技術在儀器分析實驗教學中的應用探析：以“元素分析實驗”為例［J］.電腦知識與技術，2023，19（17）：140142.

［5］教育部.教育部關于加強高校實驗室安全工作的意見［J］.中華人民共和國教育部公報，2019（05）：2931.

［6］黃英，李貴林，雷菁.淺談微格教學法在實踐教學中的應用［J］.中國電力教育，2010（01）：157159.

［7］李道華，萬孟廷.微格教學環境下化學師范生教師職業技能培養［J］.內江師范學院學報，2023，38（06）：118122.

［8］吳煥慶，荊寶坤.基于知識建構的數字化微格教學模式構建研究［J］.電化教育研究，2018，39（05）：9398.

［9］史霄波，田苗苗，張江茹.基于分層的微格教學研究與實踐［J］.吉林省教育學院學報，2023，39（04）：6168.

基金項目：貴州省高等學校教學內容和課程體系改革項目（2023302）；六盤水師范學院校級教改項目（202307009、202308017、202207044、LPSSYjg202032）

作者簡介：張澤敏（1992—"），女，漢族，貴州福泉人，碩士研究生，實驗師，研究方向為分子模擬計算。

*通信作者：唐澤恬（1995—"），男，漢族，貴州六盤水人，碩士研究生，講師，研究方向為機器視覺。