儀器分析課程實驗教學改革探討

趙春超 劉雯燕 邵建華

摘要? ? 儀器分析課程是生物工程的一門基礎(chǔ)性、工具性的學科。隨著現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的不斷發(fā)展，目前高校的儀器分析課程實驗教學已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會對于實踐能力和創(chuàng)新精神的需求，教學改革迫在眉睫。分析了生物工程儀器分析課程實驗教學的現(xiàn)狀及存在的問題，并從課程重構(gòu)、以研促教、校企合作3個方面提出了以生產(chǎn)實踐為導向的改革措施，以期為培養(yǎng)高素質(zhì)生物工程應用型人才提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 儀器分析;實驗課程;存在的問題;教學改革

中圖分類號? ? G642.3? ? ? ? 文獻標識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2019）01-0253-02

Abstract? ? Instrument analysis course is a basic and instrumental subject of biological engineering.With the development of modern instrumental analysis technology，the current course of instrument analysis experiment in colleges and universities can't meet the demand of modern society for talents with practical ability and innovative spirit.The reform of instrument analysis experiment course is urgent.This paper analyzed the situation and problems of the instrument analysis experimental course，and also put forward the reform measures oriented by production practice from the three aspects of curriculum reconstruction，promoting education through research and developing school-enterprise cooperation in order to provide references for cultivating high-quality bioengineering applied talents.

Key words? ? instrument analysis;experiment course;problem;teaching reform

20世紀以來，現(xiàn)代物理學中關(guān)于光、電、磁、熱等的理論成就和研究方法被引入分析化學學科，各種專一性強、靈敏度高、高效快速的分析儀器相繼出現(xiàn)，儀器分析時代由此開啟[1]。儀器分析技術(shù)是生物工程的基礎(chǔ)主干學科，各種大型精密儀器是對生物大分子結(jié)構(gòu)和功能進行定性、定量、定位分析的重要手段，是詮釋生命現(xiàn)象復雜內(nèi)容和本質(zhì)的重要方法[2]。儀器分析課程與現(xiàn)代科學密切相關(guān)，是高校理工科的基礎(chǔ)學科，實踐性強，獨立性高，在化學及相關(guān)課程中起著十分重要的作用，同時也是推動生命科學發(fā)展的重要研究手段。因此，學習和掌握儀器分析技術(shù)，是培養(yǎng)高素質(zhì)生物工程應用型人才的必經(jīng)之路和必然要求。本文對生物工程專業(yè)儀器分析課程實驗教學改革進行了分析和探討，以期為本課程的教學提供參考。

1? ? 實驗教學的任務和存在的問題

生物工程是一門綜合性應用工程學科，它以生命科學基本知識為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代生物（制藥）技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學原理，培養(yǎng)掌握生物制藥技術(shù)及生物藥物研發(fā)、生產(chǎn)工藝等相關(guān)流程和工程設計等基礎(chǔ)理論、基本技能的高級工程應用型人才，既要求理論性與實踐性并重，又要求很強的專業(yè)性和應用性。儀器分析課程實驗，是對儀器分析理論課程的進一步延伸和擴展，是生物工程學科的重要組成部分，也是該專業(yè)學生提高實踐和應用技能的重要途徑。儀器分析課程實驗教學的任務是通過實驗課的實際操作，使學生深入了解儀器的工作原理，熟悉儀器的結(jié)構(gòu)和操作，將理論知識與實際操作相結(jié)合，達到提高學生的動手能力、創(chuàng)新能力和自主學習能力的目的，為學生今后的就業(yè)或深造打下基礎(chǔ)。分析當前高校儀器分析課程實驗教學現(xiàn)狀，將存在的問題總結(jié)如下。

1.1? ? 儀器設備更新快，學校實驗設備落后

隨著儀器分析技術(shù)迅速發(fā)展，其在社會生產(chǎn)中的應用日益廣泛，各種儀器設備更新迅速，但是學校實驗設備相對落后，導致學生的知識體系與社會生產(chǎn)實際相脫離，難以滿足就業(yè)和學科發(fā)展的需求。目前，揚州大學生物工程專業(yè)的儀器分析實驗課程學時已經(jīng)與理論教學學時持平，但是在硬件方面仍然存在學生多、實驗設備數(shù)量少、儀器落后等問題。某些儀器設備價格昂貴，為了避免發(fā)生損壞，教師在實驗教學前設置好參數(shù)，學生只需按照實驗步驟操作，導致學生缺乏主動探索的興趣。對于某些先進大型儀器設備，教師只帶領(lǐng)學生進入到學校測試中心進行觀摩，學生不能進行實踐操作。總之，由于當前高校的經(jīng)費、人力和物力難以跟上儀器分析更新發(fā)展的進程，任課教師有必要根據(jù)現(xiàn)有狀況合理進行課程設計，偏重核心理論，同時輔助講解新?lián)Q代設備的改進之處，以理論補充硬件的不足。

1.2? ? 實驗課程設計與理論課程進程不同步

儀器分析是一門前沿性和實踐性很強的學科，各個章節(jié)相對獨立，概念抽象，學生普遍存在理解困難、缺乏興趣等問題。如果能夠?qū)嶒炚n程與理論課程同步，將會極大地提高教學效果。同時，在后半學期增設綜合實驗，將驗證性、單一性實驗進行綜合設計以解決一個完整的實際問題。這樣就可以使理論知識及時在實驗課的實踐中得到系統(tǒng)的反饋和檢驗。

1.3? ? 考核方式單一，學生主動性不足

目前的實驗課成績多作為課程總成績的一部分，考核方法多以實驗報告為依據(jù)，缺乏對實驗預習、方案設計及結(jié)果討論等能增強學生科學思維能力的關(guān)鍵過程的考核。單一的考核方式導致學生更加重視結(jié)果，只是機械性地完成實驗報告，并未思考操作過程。因此，增加實驗考核的主動思考能力的評判比例，對培養(yǎng)學生的科學思維能力將有很大幫助。

2? ? 改革措施

生物工程，歸根到底是一門應用型學科，目標是培養(yǎng)適應企業(yè)需求的應用型人才。儀器分析技術(shù)作為生物工程中必不可少的研究和應用技術(shù)，其實驗課程更是在校學生學習各種儀器實際操作的重要途徑。因此，針對上述問題，本文從課程優(yōu)化、以研促教、校企合作3個方面提出了以生產(chǎn)實踐為導向的改革措施。

2.1? ? 優(yōu)化實驗課程體系，系統(tǒng)整合教學內(nèi)容

堅持以學生為主體，建立以培養(yǎng)學生分析和解決問題能力、創(chuàng)新性實驗思維為目標的實驗課程體系。在內(nèi)容上，緊跟社會發(fā)展潮流，及時更新教學大綱，明確教學任務;在結(jié)構(gòu)上，采用層次遞進式教學，由開始的基礎(chǔ)性實驗逐步遞進為提高性實驗，最終引導學生進行綜合設計性實驗?；A(chǔ)性實驗鍛煉學生的基本實驗技能;提高性實驗則初步培養(yǎng)學生的實驗思維;而綜合設計性實驗則需要學生自主選題，查閱相關(guān)資料，設計實驗方案，進行課堂匯報后在指導教師的幫助下確定實驗方案。這種實驗教學方式更加重視過程而非結(jié)果，重視思維培養(yǎng)而非模仿操作。

在課時安排上，增加實驗教學課時，保證教學內(nèi)容和教學質(zhì)量。同時，安排前期的基礎(chǔ)性實驗和實驗課進度一致，學生在課堂上學到的理論知識可以及時在實踐中得到驗證和鞏固。后期的提高性和綜合設計性實驗則進行集中安排，以保證實驗的連貫性和整體性。

在考核機制上，將實驗課成績與理論課成績分開考核，把實驗課作為獨立考查成績的一門課程。同時，建立多元考核機制，綜合考評學生的實驗技能。平時以實驗記錄的形式進行考查，學生當堂完成，不得涂改，要求真實記錄實驗過程，認真分析實驗結(jié)果。期末進行實驗操作考試，學生單獨完成完整操作，以此反映其真實實驗水平。

2.2? ? “導師制”一對一結(jié)對，以科研帶動教學

揚州大學生物科學與技術(shù)學院采用本科生“導師制”，在學生一入學就組織教師與學生的見面會，向?qū)W生介紹學院總體的科研領(lǐng)域，以及各個導師的研究方向及所取得的科研成果。學生可以根據(jù)個人興趣選擇科研導師進行一對一結(jié)對，經(jīng)過初步培訓和學習學科基礎(chǔ)知識后，可以進入實驗室參與科研實驗。一段時間之后，學生會根據(jù)自身興趣和收獲，導師會根據(jù)學生的學習表現(xiàn)進行第2次的雙向選擇，學生會重新調(diào)整自己的研究方向。與導師結(jié)對，進入實驗室學習的教學模式解決了教學設備不足問題，同時在科研活動中學生對于實驗設備操作、實驗方案設計、實驗思路的嚴謹性都遠高于本科生實驗課的要求。以科研帶動教學，嚴謹周密的研究性實驗不僅培養(yǎng)學生的基本技能、創(chuàng)新思維與科研能力，提高學生對儀器分析課程的學習熱情，也讓學生更早地認清自己的人生理想，促進學生樹立科研志向和人生目標。

2.3? ? 校企合作，建立科研實訓平臺

隨著生物工程行業(yè)專業(yè)化程度的提升，企業(yè)提供越來越多帶有研發(fā)性質(zhì)的技術(shù)崗位，同時對學生的要求也越來越高。企業(yè)的人才需求和崗位變化決定了生物工程專業(yè)技能人才的知識技能素質(zhì)結(jié)構(gòu)。校企合作是一種學校和企業(yè)共同合作培養(yǎng)人才的教育模式，企業(yè)反饋市場人才需求，并且為高校人才培養(yǎng)提供先進的生產(chǎn)設備與技術(shù)、真實的工程實踐環(huán)境和企業(yè)文化，是對高校實踐教學的重要補充[3]。由于各企業(yè)經(jīng)營方向不同，學生就業(yè)崗位不同，因而對學生能力及素質(zhì)的要求也有所不同。如從事生產(chǎn)、檢驗崗位對專業(yè)知識及操作技能要求較高;從事銷售工作對溝通能力、組織管理能力要求較高，但對學生的職業(yè)道德、敬業(yè)精神、學習新知識、新技能的態(tài)度[4]等方面的要求相同。高校在人才培養(yǎng)中長期積淀的人文素養(yǎng)、道德精神和求知態(tài)度是大學所獨有的優(yōu)勢，是任何企業(yè)和培訓機構(gòu)不可替代的，這也正是校企合作的前提條件。學生要完成基本的大學教育，從而具備溝通與團隊合作的能力、獨立獲取知識的能力、評判性思維能力，具有創(chuàng)新能力、觀察分析能力及自我發(fā)展能力，樹立終身學習理念。

揚州大學生物科學與技術(shù)學院通過與企業(yè)合作，建立生物工程專業(yè)科研實訓平臺。學生在大二暑期到企業(yè)進行為期1周的生產(chǎn)見習，是生物工程專業(yè)實踐教學的重要環(huán)節(jié)。從見習前期的動員、見習過程的悉心講解至見習結(jié)束之后的總結(jié)匯報，每個環(huán)節(jié)都以學生獲取更多的就業(yè)技能和行業(yè)信息為目標，不僅為學生們今后大四專業(yè)實習打下基礎(chǔ)，同時也增強了學生大三專業(yè)課程學習的主動性和目的性。學院先后與多家生物見習單位簽訂了產(chǎn)學研合作協(xié)議，并與2家生物公司簽署了卓越工程師教育培養(yǎng)計劃合作協(xié)議。為了實現(xiàn)教學與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合，大四學生有一整學年的時間進行生產(chǎn)實習。學生自愿選擇留?；蛉タ蒲袡C構(gòu)為將來從事科學研究繼續(xù)深造打基礎(chǔ)，也可以進入藥品生產(chǎn)企業(yè)、檢測檢驗部門進行就業(yè)前準備。總之，通過校企合作，建立科研實訓平臺，不僅有利于學生汲取知識，開闊視野，同時對于推動高校與企業(yè)的產(chǎn)學研合作，化科技為生產(chǎn)力有著重要意義。

3? ? 結(jié)語

綜上所述，任何理論都要不斷接受實踐的檢驗，實驗課程在高校教育中發(fā)揮的作用也是理論課堂所不能取代的。生物工程專業(yè)儀器分析課程實驗教學改革，是一項艱巨且持續(xù)的工程，也是高校教育者的職責所在[5-7]。只有不斷變革，不斷完善高校教育方式，才能培養(yǎng)出適應時代的高素質(zhì)工程應用型人才。

4? ? 參考文獻

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[5] 王世雄，趙亮，高貴珍，等.生物技術(shù)專業(yè)《儀器分析》課程立體化教學模式探索[J].安徽農(nóng)學通報，2015，21（5）：153-155.

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