基于真實(shí)問題為導(dǎo)向的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與實(shí)踐

吳抒遙 佟 健 張 鵬 茆 卉 邢志強(qiáng)

（遼寧大學(xué)化學(xué)院 遼寧·沈陽(yáng) 110036）

培養(yǎng)與提高大學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力一直是高校教育工作的重要任務(wù)之一[1]，創(chuàng)新人才重在創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)，專業(yè)建設(shè)、發(fā)展應(yīng)緊密結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)特色和發(fā)展方向，教學(xué)體系建設(shè)要立足地方經(jīng)濟(jì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)創(chuàng)新與實(shí)踐能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用[2]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，現(xiàn)代分析測(cè)試手段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于化學(xué)與化工、生物與醫(yī)學(xué)、食品與安全、生態(tài)與環(huán)境等領(lǐng)域，越來越多的專業(yè)研究和生產(chǎn)實(shí)踐離不開儀器分析。

儀器分析實(shí)驗(yàn)課程是理工科很多專業(yè)的一門重要實(shí)踐課程，化學(xué)化工、生物、環(huán)境科學(xué)等相關(guān)專業(yè)開設(shè)的儀器分析實(shí)驗(yàn)課程實(shí)際是一門建立在化學(xué)、物理學(xué)、精密儀器制造等學(xué)科間的交叉綜合性課程，是一門重要的理論實(shí)踐課程[3]。將儀器分析實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容與科學(xué)研究結(jié)合對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才非常必要，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要體現(xiàn)。

堅(jiān)持問題導(dǎo)向是以習(xí)近平同志為核心的黨中央治國(guó)理政的新理念新思想新戰(zhàn)略。儀器分析實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革應(yīng)以體現(xiàn)時(shí)代精神和社會(huì)發(fā)展要求的人才觀、質(zhì)量觀和教育觀為先導(dǎo)，在新的高等教育形勢(shì)下構(gòu)建滿足和適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展需要的新課程體系，堅(jiān)持突出學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)三大原則。

本文圍繞“推進(jìn)真實(shí)問題導(dǎo)向下的、知識(shí)和技能相融合的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)與人才培養(yǎng)模式改革”問題，以提高本科生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)新能力為真實(shí)問題導(dǎo)向，結(jié)合專業(yè)設(shè)置特點(diǎn)，對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及授課模式進(jìn)行探討。全面展示專業(yè)特色、優(yōu)勢(shì)以及結(jié)合提高本科生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)新能力的研究思路，遵循儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生的主體性，力求完善創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)體系，以儀器分析實(shí)驗(yàn)為抓手，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方法的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，把儀器分析實(shí)驗(yàn)課打造成創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的理想平臺(tái)。通過創(chuàng)新能力培養(yǎng)可實(shí)現(xiàn)以學(xué)生自我訓(xùn)練為主的實(shí)踐教學(xué)模式，在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、思維活躍、思路多元、團(tuán)隊(duì)合作能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的具有創(chuàng)新思維的創(chuàng)新人才，全面提高教學(xué)水平，培養(yǎng)具有較強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。

基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)中的合理定位，針對(duì)學(xué)生不同專業(yè)，既注重專業(yè)整體需求，又注重個(gè)體發(fā)展，做到因材施教，提高教學(xué)質(zhì)量，滿足社會(huì)對(duì)不同專業(yè)人才的需求。在教學(xué)主線引領(lǐng)下，從建設(shè)不同理工科專業(yè)背景需求的儀器分析實(shí)驗(yàn)課程新體系引入專業(yè)相關(guān)前沿科學(xué)研究教學(xué)內(nèi)容，通過多種教學(xué)方法的挖掘和適當(dāng)使用，根據(jù)專業(yè)背景選擇性開設(shè)儀器分析實(shí)驗(yàn)等三個(gè)主要方面系統(tǒng)組織實(shí)施。目前，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)建立創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、多元化的教學(xué)方法，進(jìn)一步提升儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量及培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)，從而滿足社會(huì)對(duì)理工科專業(yè)人才的需求。

1 建立儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程新體系

以“教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見”中指出的全面提高課程建設(shè)質(zhì)量和推動(dòng)科研反哺教學(xué)為指導(dǎo)思想，立足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求和人才培養(yǎng)目標(biāo)，強(qiáng)化科研育人功能，推動(dòng)任課教師及時(shí)把最新科研成果轉(zhuǎn)化為儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，探索由科研課題與成果轉(zhuǎn)化而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)本著以學(xué)生為主體，以興趣為驅(qū)動(dòng)，以問題為導(dǎo)向，將科研的思維方法和技能融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以取得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)成效。

在傳統(tǒng)的光譜分析、電化學(xué)分析、色譜分析內(nèi)容基礎(chǔ)上，合理選取教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)時(shí)數(shù)的傾斜盡量突出專業(yè)背景需求。基本學(xué)時(shí)數(shù)再加X學(xué)時(shí)，X學(xué)時(shí)用于引入實(shí)時(shí)報(bào)道的儀器分析新理論和新方法，以及在各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的新應(yīng)用。授課教師與時(shí)俱進(jìn)地合理控制X具體值，X可靈活包括在基本學(xué)時(shí)內(nèi)。指導(dǎo)學(xué)生從國(guó)際著名儀器公司網(wǎng)站獲取儀器分析的專業(yè)知識(shí)，為學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)去國(guó)家質(zhì)檢部門、地質(zhì)檢測(cè)認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境監(jiān)測(cè)站等相關(guān)單位參觀見習(xí)等，作為實(shí)踐教學(xué)方式的補(bǔ)充，多角度、全方位組織實(shí)施創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。

2 結(jié)合多種授課手段激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)質(zhì)量

多年的實(shí)踐教學(xué)表明，采取一成不變的教學(xué)方法并不能令學(xué)生深刻理解和掌握各類儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)操作技能。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)將信息化教學(xué)、問題導(dǎo)向、啟發(fā)式、體驗(yàn)式及項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式等多種教學(xué)方法靈活運(yùn)用起來。

在實(shí)驗(yàn)前向?qū)W生提出較為簡(jiǎn)單的關(guān)鍵問題以了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，并拋出疑問讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中尋找答案以啟發(fā)學(xué)生能主動(dòng)分析和解決問題；針對(duì)目前一些儀器設(shè)備損壞不能及時(shí)維修，任課教師上課時(shí)只能枯燥地通過口述講解的方式授課，可以通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)向?qū)W生展示儀器設(shè)備對(duì)樣品分析的全過程，調(diào)動(dòng)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。以小組的形式開展實(shí)驗(yàn)，通過發(fā)布不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目讓學(xué)生在熟悉儀器和操作技能的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、創(chuàng)新思維，使學(xué)生積極思考，改被動(dòng)聽講為主動(dòng)求知，提升他們的語言交流能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，有利于創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

3 根據(jù)專業(yè)背景選擇性開設(shè)儀器分析實(shí)驗(yàn)課

儀器分析實(shí)驗(yàn)課程既是一門包含豐富理論知識(shí)，又是一門實(shí)踐應(yīng)用性較強(qiáng)的課程。在教學(xué)過程中，任課教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生專業(yè)背景及時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐。針對(duì)不同專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)需求，設(shè)定不同教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的課程內(nèi)容，首先針對(duì)理工科不同專業(yè)均仍保留一定學(xué)時(shí)關(guān)于色譜、電化學(xué)、光譜儀器分析的基本操作實(shí)驗(yàn)。再設(shè)定幾學(xué)時(shí)的綜合實(shí)驗(yàn)和X學(xué)時(shí)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，如水中污染物信息的初步綜合分析、塑料制品中塑化劑殘留的綜合分析等；化學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生必做，其它專業(yè)學(xué)生依據(jù)個(gè)人興趣選做。這種選擇性開放儀器分析實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式不但能讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和創(chuàng)新能力，最大限度地使學(xué)生得到全面的鍛煉和培養(yǎng)。

對(duì)于儀器分析的新理論、新方法以及新應(yīng)用等更新內(nèi)容，主講教師可以根據(jù)自身的科研內(nèi)容或從國(guó)內(nèi)外分析化學(xué)著名期刊最新報(bào)道中動(dòng)態(tài)選取。鼓勵(lì)本科生在讀期間發(fā)表科研論文；參加國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、校內(nèi)大學(xué)生科研創(chuàng)新項(xiàng)目等。探索出培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力的高素質(zhì)人才的課程教學(xué)模式，為學(xué)生今后從事大型儀器操作和分析檢驗(yàn)奠定良好基礎(chǔ)。

在今后的教學(xué)中我們應(yīng)更注重創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)化、創(chuàng)新思維訓(xùn)練，更加重視創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、綜合分析問題和創(chuàng)新的能力。通過對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不斷探索與實(shí)踐，建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為延伸、實(shí)踐教學(xué)為擴(kuò)展的教學(xué)模式。通過引入大型儀器設(shè)備測(cè)試的新技術(shù)和新應(yīng)用等前沿知識(shí)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握儀器分析理論知識(shí)提供更大的幫助，使儀器分析的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系逐步趨于完善，幫助學(xué)生提高解決實(shí)際問題的水平，達(dá)到高素質(zhì)理工科人才培養(yǎng)要求。只有不斷深化儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，儀器分析實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面才能起到重要作用，以滿足培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的創(chuàng)新型人才的需要。