現(xiàn)代表征技術(shù)教學與人才創(chuàng)新精神培養(yǎng)

于偉彬，余海華

（1.安徽工業(yè)大學 現(xiàn)代分析測試中心，安徽 馬鞍山243002；2.繁昌二中，安徽 繁昌241200）

現(xiàn)代表征技術(shù)是理工科本科、研究生的主干基礎(chǔ)課程之一，也是科研工作者進行科學研究不可缺少的關(guān)鍵手段。其主要教學內(nèi)容包括光學分析法、電化學分析法、色譜分析法及近代分析技術(shù)等，匯集了化學、物理學、儀表電子學、數(shù)學和計算機科學等多學科知識和最新成就。作為從事科研工作的研究生，學習、了解、掌握并靈活的利用現(xiàn)代表征手段來實現(xiàn)自己的科研目標和進行創(chuàng)新性科研，至關(guān)重要。但是現(xiàn)代表征手段所在的課程體系綜合了理論、實驗、研究和應用等方面，課堂教學內(nèi)容多，涉及面廣，難度大，且理論性、實踐性和實用性都很強，并且儀器更新快。因此，僅靠傳統(tǒng)的“填鴨式”的課堂教學形式已難以滿足學生對現(xiàn)代表征手段學習要求，更不利于調(diào)動他們的科研創(chuàng)新積極性。

一、采取生動靈活的教學方式

教師作為課程教學的主導者，在熟練掌握各種分析儀器的表征知識同時，必須采取靈活的教學方式。

一是充分利用現(xiàn)代化的科技手段來豐富教學手段。一方面要與時俱進。眾所周知，21世紀是知識和科學技術(shù)突飛猛進的時代，日新月異。相對而言，教科書上所體現(xiàn)的知識體系相對的落后于當今世界上先進知識的發(fā)展。如何讓學生掌握最先進最前沿的科學知識，是每一位教師都要面對的挑戰(zhàn)。顯然，像以前那種埋頭于教科書，一味的寫教案，已經(jīng)不能適應于現(xiàn)代的教學要求。通過各種渠道獲取前沿的科學知識，并把這些知識通過學習、掌握、消化，武裝教師的頭腦，做到在課堂上講述課程時，聯(lián)系時代發(fā)展最前沿的知識，讓學生了解最先進的分析儀器。同時，儀器分析與其他的理論課程相比，需要讓學生直觀清晰的看到各種分析儀器。這要求教師在傳統(tǒng)的教學手段上還要學會利用新的教學手段。另一方面要靈活多樣。采用相對多樣化的現(xiàn)代教學手段，如通過圖片的展示，直觀地讓學生了解現(xiàn)代表征技術(shù)所涉及的各類分析儀器，激發(fā)他們的好奇心。為了讓學生更加熟悉各種儀器，采用現(xiàn)場教學能更好地達到教學目的。

二是注重理論聯(lián)系實際。理論聯(lián)系實際的教學原則，是指教學必須堅持理論與實際的結(jié)合與統(tǒng)一，用理論分析實際，用實際驗證理論，使學生從理論和實際的結(jié)合中理解和掌握知識，培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的能力。人們學習科學文化知識的最終目標是按照人類發(fā)展的需要來改造自然。教師通過在課堂上灌輸各種先進知識和文化，都需要學生在實踐中去靈活應用。通過各類實踐活動，學生既會發(fā)現(xiàn)知識的奧妙，同時也會遇到新問題，在尋找解決新問題的途徑中，就會涌現(xiàn)新的知識體系和意識，在這種潤物細無聲的實踐過程中，達到了對學生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的目的。反之，如果一味的沉浸在課堂教學，淹沒在理論學習的海洋中，就會培養(yǎng)新時代的“孔乙己”、“百無一用的書生”。任何事物都有兩面性，從另一個角度來看，如果一味的強調(diào)實踐的重要性，而忽視理論知識體系的重要性，就會培養(yǎng)出“不見棺材不掉淚，不撞南墻不回頭”的二愣子。實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的根據(jù)還是要靠理論知識，再把這種理論知識拿到實踐中去驗證，才能達到理論聯(lián)系實踐的教學目的。所以，教師在課堂上的教學無論多么精彩，還是在實踐中才能更加容易地讓學生掌握。所以這要求教學活動要從課堂上擴展到分析儀器實物上，達到學以致用。

三是師生互動。師生互動是上課時老師為增加課堂氣氛常用的一種方式。隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，人與人之間的關(guān)系也隨之發(fā)生了巨大的變化。特別是師生之間的關(guān)系，從過去的“嚴師”到如今的“奶爸”，說明了社會的進步，教育教學主體的變革。作為教師面臨的挑戰(zhàn)是如何調(diào)諧在教學活動中學生與老師的主體位置。師生互動則是溝通老師與學生主體互換的橋梁。學生在課堂上對老師拋出的問題，積極而有效地做出回應，并且進一步闡述自己的新的觀點或者是遇到的新問題，都有效地激發(fā)出學生的創(chuàng)新意識，從而達到教師培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的教學目的。在講解現(xiàn)代表征技術(shù)課等，讓學生通過在課堂學習和實踐操作分析儀器對現(xiàn)代表征技術(shù)的理解和熟悉，教師通過細心的聆聽學生的見解，可以講解學生在學習中的問題，并激發(fā)學生好奇的心理，從而誘導他們?nèi)?chuàng)新。

二、開展創(chuàng)新性教學

什么是創(chuàng)新性教學？“科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的概念已經(jīng)深入人心，而創(chuàng)新則是這一概念的靈魂。教師作為人類靈魂的工程師，則需要把創(chuàng)新的核心思想在教學上傳授給學生，并激發(fā)學生創(chuàng)造的熱情，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。創(chuàng)新性教學的內(nèi)涵包括：一是人類改造自然的能力取決于生產(chǎn)力，而科技則是第一生產(chǎn)力，讓學生從本質(zhì)上熟悉創(chuàng)新則是科學技術(shù)的靈魂；二是創(chuàng)新性教學要讓學生認知現(xiàn)實與理想之間的差距，清楚只有不斷的創(chuàng)新科技才能縮短理想與現(xiàn)實之間的距離；三是創(chuàng)新性教學讓學生知道自身與自然環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，不能過分追求自身的發(fā)展而忽視周圍環(huán)境的變化；四是創(chuàng)新性教學還要讓學生認識自然與歷史的發(fā)展規(guī)律，掌握生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系之間的聯(lián)系以及變換，從而使創(chuàng)新性的理念植根于學生的靈魂中。

作為講述大型儀器知識的教師，在創(chuàng)新性教學方面與理論課的創(chuàng)新性教學相差迥異。在概念上，理論課則是讓學生了解各種科學文化知識，從而在理念上知道創(chuàng)新性的重要性；而現(xiàn)代表征技術(shù)則需要學生明白各種表征手段和技術(shù)的重要作用，在某種意義上它們是驗證理論課上的理論與概念的正確與否，讓學生認識自己的創(chuàng)新出的理念能否實現(xiàn)，從而引導學生沿著正確的科學道路去創(chuàng)新。由此可以看出，現(xiàn)代表征技術(shù)的教學與理論課的教學不能一概并論。

現(xiàn)代表征技術(shù)課應實行開放性教學。所有的儀器應該開放給學生學習和親自操作。沒有勞動就沒有勞動技術(shù)，同樣沒有現(xiàn)實操作，也就沒有現(xiàn)代表征技術(shù)，進而喪失創(chuàng)新的積極性。如讓學生親自把自己在科研實驗中制備的物質(zhì)，用儀器設備檢測，并指導他們?nèi)绾伪鎰e各種分析數(shù)據(jù)。再如用核磁共振檢測合成的有機化合物，在檢測出的譜圖上，指導學生識別各個化學位移所對應的質(zhì)子的種類，驗證自己所合成的化合物是否是目標產(chǎn)物。

三、更新教學內(nèi)容

教學內(nèi)容是學與教相互作用過程中有意傳遞的主要信息，一般包括課程標準、教材和課程等。當下正值新課程改革，基于生成性教學思維理念，人們對于教學內(nèi)容有了新的認識。教學內(nèi)容，系指教學過程中同師生發(fā)生交互作用、服務于教學目的達成的動態(tài)生成的素材及信息。包含兩層含義：一是指準確把握時代特征，始終站在時代前列和實踐前沿，堅持解放思想、實事求是和開拓進取，在大膽探索中繼承發(fā)展；二是觀念、行動和時代一起進步。把這兩種概念聯(lián)系起來，就是教師在準備教學內(nèi)容時，要把當今時代最前沿的科學理論和技術(shù)融合在自己的教學中來，從而讓學生了解世界最先進的科學。

現(xiàn)代表征技術(shù)作為一門隨科學發(fā)展不斷更新的學科，其分析原理、儀器應用均在不斷更新，課堂上除了傳授書本上已有的知識外，還要讓學生及時了解和掌握現(xiàn)代儀器的發(fā)展現(xiàn)狀。比如現(xiàn)代儀器的發(fā)展越來越趨向于多元化和大規(guī)模聯(lián)機化，往往一個實驗室內(nèi)裝配有從工藝流程的探索到初產(chǎn)品的制備、分離、提純、分析等一系列的儀器。這些儀器大多不是應用同一種技術(shù)進行操作和控制實驗的，這就意味著現(xiàn)代儀器分析的發(fā)展所涉及的技術(shù)范圍越來越廣，遠遠超過了以前儀器分析所涉及的范圍。因此，教師在儀器分析的教學中就不能只側(cè)重于某一技術(shù)，而忽略其他新產(chǎn)生的或新關(guān)聯(lián)的技術(shù)。如何讓學生在有限的時間內(nèi)既掌握書本上的知識，又了解現(xiàn)有的發(fā)展，對知識有全面系統(tǒng)的掌握，是儀器分析學習的難點。教師應不斷查閱國內(nèi)外期刊，把儀器分析在化學、化工、生物、制藥、輕工食品、電子行業(yè)等方面中最新應用技術(shù)和實驗技術(shù)中涉及的新動向不斷融合在教學內(nèi)容中，使儀器分析這門課更加豐富多彩。

在教學中，教師應把課本上的理論基礎(chǔ)知識和現(xiàn)代的分析儀器的改進有機地結(jié)合起來，既讓學生掌握各類儀器的工作原理以及如何操作，又把日新月異的儀器發(fā)展所帶來的分析技術(shù)的進步灌輸給學生，使學生能正確把握科學發(fā)展的方向以及確定自己的科研方向。例如，單晶X射線衍射——專門用來測定晶體材料的分子結(jié)構(gòu)，從一開始的人工構(gòu)圖與計算，需要較高的理論基礎(chǔ)，工作量大而繁瑣，不易學習和掌握，并且對測試單晶樣品要求較高；現(xiàn)在CCD單晶技術(shù)的進步，以及APEX II操作系統(tǒng)的完善，極大的簡化了操作，降低了學習掌握難度和測試樣品的要求，促進了基礎(chǔ)研究的進步。這一變遷的周期短，只有短短的幾十年。學生熟悉科學發(fā)展的規(guī)律和方向，有利于確立正確的科學觀，有利于學習和理解創(chuàng)新科研的重要性，有利于激發(fā)本能的創(chuàng)新積極性。

總之，培養(yǎng)創(chuàng)新性人才是我國高校教育的重要目標，也是高校教學的重要目的。21世紀科學技術(shù)的高速發(fā)展，其核心就是以人為本的創(chuàng)新發(fā)展。作為大學教師，擔負著培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重任，應鞠躬盡瘁完成國家和學校教學任務。

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