高等農(nóng)林院?！艾F(xiàn)代儀器分析”課程教學(xué)改革研究

楊桂娣，朱 希，榮 成，李 濤，張 靜，鄭新宇，張金彪

（福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建福州 350002）

高等農(nóng)林院校“現(xiàn)代儀器分析”課程教學(xué)改革研究

楊桂娣，朱 希，榮 成，李 濤，張 靜，鄭新宇，張金彪

（福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建福州 350002）

從高等農(nóng)林院校學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)代儀器分析的特點(diǎn)和學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)，探討了“現(xiàn)代儀器分析”課程教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的教學(xué)改革。通過4屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果。

高等農(nóng)林院校；現(xiàn)代儀器分析；課程體系；教學(xué)改革

0 引言

“現(xiàn)代儀器分析”是化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科交叉滲透、相互關(guān)聯(lián)的綜合性學(xué)科，是理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用性學(xué)科，匯集了眾多學(xué)科的前言理論和最新成果，具有理論深、實(shí)踐強(qiáng)、更新快的特點(diǎn)［1］。高等農(nóng)林院校是培養(yǎng)和輸送農(nóng)業(yè)科技人才與傳播農(nóng)業(yè)科技知識(shí)的搖籃，為我國農(nóng)業(yè)、林業(yè)建設(shè)培養(yǎng)大批科技和管理人才［2-3］。為滿足農(nóng)林院校各專業(yè)的要求，培養(yǎng)適于農(nóng)林領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新型人才，筆者從福建農(nóng)林大學(xué)“現(xiàn)代儀器分析”課程多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，構(gòu)筑以學(xué)生為主體、以實(shí)踐能力培養(yǎng)為中心的教學(xué)理念，對課程體系的構(gòu)筑與實(shí)施進(jìn)行了探索研究。

1 “現(xiàn)代儀器分析”課程分類教學(xué)體系的構(gòu)建

“現(xiàn)代儀器分析”是該校農(nóng)、林、理、工、生物類等各專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)技能的必備需求，對各專業(yè)學(xué)生的后續(xù)課程學(xué)習(xí)、專業(yè)技能提升及就業(yè)競爭力增強(qiáng)等方面起著舉足輕重的意義，是該校農(nóng)林科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、食品科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等各專業(yè)本科生的基礎(chǔ)主干課程之一，是在原有“分析化學(xué)”課程中化學(xué)分析法的進(jìn)一步深化［4］。該校各專業(yè)學(xué)生分析測試樣品類型不同，對現(xiàn)代儀器分析技能要求的差異很大，擬從本課程在該校各專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)技能需求和執(zhí)行的實(shí)際情況出發(fā)，把全?！艾F(xiàn)代儀器分析”類課程分為A，B，C和雙語共4個(gè)類別，課程性質(zhì)定為科類基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)限定選修課，制定不同類別的教學(xué)大綱，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，構(gòu)筑課程的分類教學(xué)體系，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)各類儀器分析基本原理與相關(guān)分析樣品儀器操作應(yīng)用的零對接。

2 教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐

“現(xiàn)代儀器分析”作為福建農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)、林、理、工、生物類等各專業(yè)的科類基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)限定選修課，在教學(xué)內(nèi)容上一定要保證學(xué)生掌握光譜分析、色譜分析等一些重要儀器分析的基本原理、操作和應(yīng)用。對于“現(xiàn)代儀器分析A”課程，理論課40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課40學(xué)時(shí)，主要適用于應(yīng)用化學(xué)和材料、化工類的學(xué)生，這類課程還要給學(xué)生講解無機(jī)質(zhì)譜、有機(jī)質(zhì)譜及色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的原理和知識(shí)，讓學(xué)生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的鑒定有較清晰的思路?！凹t外”這一章中還要加入官能團(tuán)結(jié)構(gòu)解析的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)完這門課程之后，對現(xiàn)代儀器的分析性能有一個(gè)較清晰的了解。對于“現(xiàn)代儀器分析B”課程，理論課32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課21學(xué)時(shí)，主要適用于生物類的學(xué)生，這類課程除了講解一些重要儀器分析的基本原理、操作和應(yīng)用外，還專門講解樣品的前處理技術(shù)，讓學(xué)生對生物樣品的處理和對現(xiàn)代儀器分析方法的應(yīng)用有較清晰的理解。對于“現(xiàn)代儀器分析C”課程，包含了理論和實(shí)驗(yàn)2個(gè)部分，實(shí)驗(yàn)未單獨(dú)設(shè)課。其中，理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)，共計(jì)48學(xué)時(shí)，主要適用于農(nóng)林專業(yè)的學(xué)生，這類課程的講解更偏重于在農(nóng)林樣品的分析應(yīng)用上。對于“現(xiàn)代儀器分析雙語”課程，也是理論課32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課21學(xué)時(shí)，主要適用于生物科學(xué)基地班的學(xué)生，除了講解原理、操作和應(yīng)用外，還訓(xùn)練學(xué)生的英文思維和英文閱讀能力，讓學(xué)生對各類儀器的英文用法、英文術(shù)語有所了解，為學(xué)生出國深造做準(zhǔn)備。

各種現(xiàn)代儀器分析技術(shù)具有內(nèi)容新、更新快的特點(diǎn)，教師在教學(xué)過程中根據(jù)學(xué)生專業(yè)的需要，跟進(jìn)儀器分析相關(guān)的研究前沿，拓展學(xué)生專技的知識(shí)面，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時(shí)，自編實(shí)驗(yàn)講義，以就業(yè)為導(dǎo)向，使實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容貼近就業(yè)、貼近熱點(diǎn)，反映學(xué)生未來工作的實(shí)際，與學(xué)生未來就業(yè)密切關(guān)聯(lián)。教學(xué)實(shí)踐證明，這些與就業(yè)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容不僅能激發(fā)學(xué)生的求知欲，還提高了學(xué)生在就業(yè)崗位中的競爭能力。

3 教學(xué)方法的改革與實(shí)踐

開設(shè)“現(xiàn)代儀器分析”課程是為了讓學(xué)生更好地理解現(xiàn)代儀器分析的基本原理、操作和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，更好地適應(yīng)未來社會(huì)對于人才的需要，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力［5］。近幾年來，筆者在教學(xué)方法與教學(xué)手段上進(jìn)行了改革與實(shí)踐，結(jié)合筆者的科研經(jīng)歷，采用符合學(xué)生專業(yè)需求的教學(xué)方法和教學(xué)手段，取得了良好的教學(xué)效果。

“現(xiàn)代儀器分析”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，如何把理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合在一起是本門課程的教學(xué)難點(diǎn)，對授課教師的實(shí)踐技能也提出較高的要求。針對本門課程的這一特點(diǎn)，選擇學(xué)歷背景為“分析化學(xué)”的教師作為授課教師，采用團(tuán)隊(duì)授課教學(xué)方法進(jìn)行本門課程的教學(xué)，每位授課教師的授課內(nèi)容均是其科研的研究方向。例如，選擇光譜分析研究方向的教師講授光譜分析法和相關(guān)實(shí)驗(yàn)課，選擇色譜分析研究方向的教師講解色譜分析和相關(guān)實(shí)驗(yàn)課，選擇電化學(xué)分析研究方向的教師講授電化學(xué)分析法和相關(guān)實(shí)驗(yàn)課，選擇質(zhì)譜與質(zhì)譜聯(lián)用研究方向的教師講授質(zhì)譜與質(zhì)譜聯(lián)用分析法和相關(guān)實(shí)驗(yàn)課。讓教師把自己的科研成果帶進(jìn)課堂，傳授給學(xué)生，讓學(xué)生接觸到教材以外的實(shí)例，直觀地了解各種現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的應(yīng)用潛力，加深對抽象性強(qiáng)、不易理解和記憶的現(xiàn)代儀器分析原理的記憶，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

“現(xiàn)代儀器分析”實(shí)驗(yàn)課是加強(qiáng)學(xué)生對儀器分析基本原理的理解和提高學(xué)生實(shí)踐能力的重要課程。該實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的開展分三步走。首先，結(jié)合各任課教師的科研方向和學(xué)生的專業(yè)需求，為學(xué)生選定合適的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；其次，申報(bào)以學(xué)生小組作為負(fù)責(zé)人的校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，在教師的指導(dǎo)下，開發(fā)出適宜于該專業(yè)學(xué)生需求的、可用于實(shí)際樣品測定的分析方法，寫出實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；最后，將指導(dǎo)書編輯成冊，加上實(shí)驗(yàn)室各種大型儀器的操作指南，編寫成實(shí)驗(yàn)講義，在每學(xué)期開課前，先指導(dǎo)學(xué)生開展預(yù)實(shí)驗(yàn)，再以小班循環(huán)授課的方式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)生通過參與預(yù)實(shí)驗(yàn)和協(xié)助教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)，對樣品的前處理和儀器操作有了更清晰的理解，雖然多花了時(shí)間，但是學(xué)生的實(shí)踐技能和操作興趣顯著提高。

現(xiàn)代儀器分析的技術(shù)和手段更新速度非?？?，在教學(xué)中應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生充分利用中國期刊網(wǎng)及相關(guān)的英文網(wǎng)站等網(wǎng)絡(luò)資源，了解本學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)，認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例，知曉自己知識(shí)和能力的不足，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

另一方面，教師可以依托福建農(nóng)林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，不斷豐富網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和教學(xué)材料，為學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)來掌握新知識(shí)創(chuàng)造條件。教師在網(wǎng)站中放置了內(nèi)容豐富的教學(xué)輔助材料，包括多媒體課件、習(xí)題參考答案、試題庫、參考書等教學(xué)輔助材料，讓學(xué)生檢索相關(guān)內(nèi)容，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。通過福建農(nóng)林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生可以方便地在網(wǎng)絡(luò)上看到課程教學(xué)大綱、授課課件、授課教案、習(xí)題及其參考答案等，以加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，利用QQ及時(shí)答復(fù)學(xué)生課程中的疑問；網(wǎng)絡(luò)課堂的建設(shè)和使用，使更多的學(xué)生從中受益，解決了教材內(nèi)容更新慢與學(xué)科發(fā)展快的矛盾，也充分發(fā)揮了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

學(xué)生專業(yè)背景不同，學(xué)習(xí)“現(xiàn)代儀器分析”的興趣和主觀能動(dòng)性差異很大，影響了教學(xué)效果。針對這一困難，要求教師在課堂教學(xué)中緊握知識(shí)的主線，合理使用各種教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。對于理論性和概念性較強(qiáng)的部分，以課堂講授為主，在幫助學(xué)生鞏固以往知識(shí)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生理解和掌握新的知識(shí)。對于抽象性強(qiáng)、不易理解和記憶的章節(jié)，在傳統(tǒng)講授方法的基礎(chǔ)上，可以大量使用互動(dòng)式教學(xué)方法和探究式教學(xué)方法，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)問題，提高教學(xué)效果。例如，講授光譜分析基本原理時(shí)，主要采用傳統(tǒng)PPT講授和Flash動(dòng)畫展示，直觀展現(xiàn)儀器分析的基本原理、組成、操作方法及各種干擾；講授光譜分析技術(shù)應(yīng)用時(shí)，主要采用課堂討論和實(shí)例應(yīng)用，加強(qiáng)與學(xué)生專業(yè)的關(guān)聯(lián)，并最終通過上述多種教學(xué)方法的綜合使用，幫助學(xué)生理解儀器的原理、使用和維護(hù)。

為進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐技能，在學(xué)生的期末總評成績中，多種考核方法并重使用。首先，在開課的前一學(xué)期末，向?qū)W校提交考試改革申請表，列出學(xué)生綜合考核的方面，包括模塊考試、課程論文、章節(jié)歸納、課后習(xí)題、課堂主題PPT匯報(bào)、課堂表現(xiàn)、期末考試等環(huán)節(jié)。其次，在第一次開課時(shí)，向?qū)W生詳細(xì)講述考核細(xì)節(jié)并嚴(yán)格執(zhí)行。學(xué)生通過綜合訓(xùn)練，逐漸形成課前預(yù)習(xí)、課后練習(xí)及課后總結(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，通過4屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果。

4 結(jié)語

隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各門學(xué)科不斷交叉、滲透，各種現(xiàn)代儀器分析的方法與技術(shù)為生命科學(xué)、材料科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等各個(gè)科技領(lǐng)域的研究與發(fā)展提供了有力的手段和重要的信息，對該校農(nóng)、林、理、工、生物類等各專業(yè)學(xué)生的專業(yè)技能提出了新的要求，需要大批高層次的掌握農(nóng)、林、生物樣品分析的科研和技術(shù)人員。為積極適應(yīng)人才培養(yǎng)的需求，教師通過構(gòu)筑現(xiàn)代儀器分析分類教學(xué)體系，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)行“現(xiàn)代儀器分析”教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為農(nóng)、林、環(huán)境與生物樣品分析等領(lǐng)域培養(yǎng)合格的分析檢測人才。

［1］ 邴乃慈，朱路平，王利軍，等.材料化學(xué)專業(yè)儀器分析教學(xué)改革的實(shí)踐與探索 ［J］.上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，32（4）：345-348.

［2］ 朱軍，肖朗.高等農(nóng)林院校本科人才培養(yǎng)模式的研究與思考 ［J］.中國電力教育，2011（10）：17-18.

［3］ 謝中國，王芙蓉.應(yīng)用型本科食品類專業(yè)儀器分析教學(xué)改革探索與實(shí)踐 ［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（6）：324-326.

［4］ 楊桂娣，潘景微，李家玉，等.高等農(nóng)林院校生物類專業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)課改革探索 ［J］.中國林業(yè)教育，2012，30（2）：76-78.

［5］ 李金淑.儀器分析教學(xué)中理論與實(shí)踐的結(jié)合 ［J］.中央民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，24（2）：69-72.◇

The teaching reforms on the curriculum system，teaching contents and methods of Modern Instrumental Analysis are explored based on the training objective for students of different major in Agriculture and Forestry University，the characteristics of modern instrumental analysis and the professional basis of students.Good teaching results have been obtained after 4 years'teaching practice.

agriculture and forestry university；Modern Instrumental Analysis；curriculum system；teaching reforms

1671-9646（2016）09a-0080-03

G420

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.028

2016-07-20

2015年第二批校級(jí)本科教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（閩農(nóng)林大教［2015］52號(hào)）。

楊桂娣（1970— ），女，博士，教授，研究方向?yàn)榉治龌瘜W(xué)。