仪器分析课程教学现状分析及改革思考

2020-11-25高冬梅靳淼白洁杨凌职业技术学院

数码世界 2020年4期

高冬梅靳淼白洁杨凌职业技术学院

仪器分析课程是石油化工技术、制药工程等专业的一门必修基础课，主要通过光谱分析、色谱分析、电化学分析原理进行物质定性、定量分析。通过本课程的学习，要求学生能够理解常用分析仪器的工作原理及基本结构，进而培养学生根据分析对象选择合适分析方法及熟练操作各类常用分析仪器的实践操作技能。而由于仪器分析课程具有原理抽象、实践性强的特点，学生学习过程中普遍存在理解困难、缺乏学习兴趣等问题。因此，本文对仪器分析课程教学的现状和改革思路进行了分析和探讨。

一、仪器分析课程教学现状

1.教学模式默守陈规

仪器分析课程的理论教学，主要讲授各类分析仪器基本原理、仪器结构和分析方法，且涉及分析方法具有种类多、差别大、逻辑性不强、内容抽象的特点。而目前对于课程理论知识，老师大多采用多媒体教学，课堂呈现出“传递-接受”的灌输式教学状态，导致学生对原理方法只能靠抽象思维来理解，这种默守陈规的教学模式极大的降低了学生的学习积极性。

2.实践教学资源极度匮乏

仪器分析课程具有理论与实践并重的特点，高职学生学习仪器分析不仅需要掌握必备理论知识，更需要掌握各类分析仪器的操作技能。而仪器分析课程所涉及各类分析仪器价格昂贵、体积大，因此绝大部分职业院校受资金、摆设场地的限制，所拥有的大型分析仪器数量无法满足日程教学需求。所以仪器分析课程实践教学环节呈现出了“老师演示，学生观看”的状态，学生的仪器操作技能无法得到有效训练。

3.实践教学与理论教学时间安排不合理

目前，大多仪器分析课程理论与实践教学安排方式为先理论后实践，二者难以同步进行，理论教学环节与实践教学环节间隔时间过长，使学生在实践教学环节时理论知识点记忆不清晰。而面对较为复杂的大型分析仪器，学生本就有畏难心理，在理论基础不扎实的情况下，学生更是对操作表现出“老虎吃天无从下手”的状态，使实践教学效果大打折扣。

4.实践教学模式陈旧，内容单一

高职院校实践教学模式主要是老师制定方案，学生执行方案，这种模式下，学生只需要按照实验步骤完成实验内容即可，在整个过程中，学生只是机械的完成实验方案的验证工作，不需要考虑为什么，这种模式极大的限制了学生创新能力的培养。

而且因为仪器分析课程所用大型仪器价格昂，以及学生理论知识掌握不扎实的原因，教师在选择实验内容时会避免复杂实验的选取，大多会选择简单、重复性高的实验内容，单一的实验内容缺乏综合性、系统性以及创新性，这样既降低了学生的学习积极性，也不利于学生对知识的掌握与创新。

二、仪器分析课程教学改革方向与思路

1.创新教学模式，突出学生的主体地位

借助互联网资源，创新教学模式，打破以往老师说教或演示的传统教学模式，突出学生在教学活动中的主动性。例如在讲授理论知识时，可以分课前、课中、课后三个阶段进行。课前学习任务由学生独自完成，课中老师根据学生课前学习任务的完成情况，解决“疑难杂症”，突出重、难点，课后老师结合课前、课中综合学习情况，布置课后学习任务，学生完成课后学习任务。课前、课中、课后三个阶段老师和学生借助互联网及时交流沟通，学生的学习数据不断反馈给老师，老师根据学习数据不断调整教学策略与教学内容，这样就扭转了学生跟着老师走的状态，而是变成了老师根据学生实时学情以及学习需求进行教学，整个教学过程中，学生是主体，老师则成了真正意义上的答疑解惑之人。

2.引入虚拟仿真技术，缓解资源匮乏现状

虚拟仿真技术是一种借助人机交互、网络、人工智能、传感等多种技术手段，通过计算机用一个系统模拟另一个真实系统的技术。该技术自20 世纪40 年代诞生以来，在高职教育的各类专业课程的教学中得到广泛应用。

在仪器分析课程实践教学环节引入虚拟仿真软件，能够高度还原几大类常用分析方法的仪器工作原理及分析操作流程。教师讲授理论课时，将仿真软件引入课堂，对照仿真软件讲解仪器原理、操作流程，能让学生更加直观的理解、掌握理论知识，为实体仪器操作奠定坚实基础。分析仪器虚拟仿真软件具有经济实用、安全可靠等特点，大部分院校具备筹建虚拟仿真实训室的能力，且后续维护容易。学生使用仿真软件训练时，不需要耗费贵重试剂，不必担心损坏仪器，可以随时随地练习，这样就能够极大的提高学生练习效率和老师的教学效率，也有效缓解了实体仪器资源匮乏的现状。

3.合理安排理论与实践教学，实现实践与理论一体化

针对目前仪器分析课程理论与实践教学时间不衔接的问题，可以通过借助不同资源形式将实践教学内容穿插于课前、课中、课后各个阶段的方式来解决。课前使用仪器及仪器操作相关的3D 动画资源，给学生以直观印象；课中引入分析仪器仿真软件，对照软件讲理论和操作；课后学生根据课前、课中的基础知识，继续利用仿真软件练习操作，巩固理论，学生熟练掌握仪器操作流程后趁热打铁，直接安排本次理论课对应的实践内容，这样在有效避免理论与实践内容无法衔接的同时，也提高了学生对理论知识、仪器操作的理解和掌握水平，并顺利完成实践教学内容，实现了理论与实践的一体化教学。

4.创新实践教学模式，优化实践教学内容

实践教学是学生巩固理论知识、培养系统思维能力的重要环节，为了能充分发挥实践教学在学生学习活动中的重要作用，教师需不断创新教学模式，优化教学内容，彻底改变“老师制定方案—学生验证方案”的现状，有效培养学生的实践动手能力、综合思维能力及创新意识。

实践教学模式以操作技能训练为基础，大胆创新。如李郤里教授的“课堂讲授仪器分析工作原理+ 现场操作仪器分析测试+ 基于项目的综合性仪器分析设计”三段式实践教学模式，阶梯式的对学生理论学习、实验操作以及研究创新三个层面的能力进行培养。在此模式基础上，理论课阶段可适当穿插实践课内容，既可帮助学生理解理论知识，又能使学生初步了解实践教学内容，为后续实践教学奠定基础。

而实验内容优化可在该模式的最后阶段实现，学生经过前两阶段的学习，已经对分析方法有了初步认识，在该阶段，老师可借助生活、生产实例，给出实践教学方案的总体方向，学生自行制定综合实验方案，老师审核优化后，学生实施方案，这样既提高了学生的学习、实验兴趣，也增强了学生的创新能力及专业实践能力，从而培养学生科学探索的精神和勇气，形成踏实、严谨好习惯。