《现代仪器分析》实验的教学改进与思考

李贵 魏华 杨永斌 龙华 张晓蓉

摘 要：文章以吉首大学生物类专业实验项目“硒的制备及其原子荧光法检测”为例，从实验教学方法和方式、实验教学内容、实验成绩考评等方面开展了《现代仪器分析》实验课程的教学实践、改进及思考。课题组尝试以大实验项目形式将《现代仪器分析》实验和《天然产物成分检测》实验深度融合，以实验小论文形式进行实验结果汇报，首次进行了产学融合型实验教学实践，以全面提高该专业高级应用型人才培养能力。

关键词：生物类专业;仪器分析;成分检测;实验教学;改进与思考

为实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦，新时期，党中央、国务院做出了建設世界一流大学和一流学科的重大战略决策，其中落实人才的培养尤为重要。习近平总书记在全国高校思想政治理论工作会议上指出：办出世界一流大学，必须牢牢抓住全面提高人才培养能力这个核心点。国务院发布的《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》在顶尖创新人才培养方面也要求坚持立德树人，突出人才培养的核心地位。

地处生物多样性显著的武陵山区腹地的民族地方高校吉首大学，以“双一流”建设为契机，将“立人教育”作为其人才培养的核心理念，加快推进民族地区高水平大学的建设。地方高水平大学的建设，要为学生成长成才创造良好的环境和教学科研条件。这就要求专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生综合能力达成行业认可的既定质量标准要求这一核心任务展开。为更好地适应学校面向地方、面向基层培养“具有人文精神、科学素养、创新能力、务实作风和国际视野”的“下得去、用得上、留得住、干得好”的高级应用型人才的人才培养目标定位，本课题在进行了初步探索的基础上，进一步对2017级生物工程专业相关实验课程教学进行改进，如加强实验课程之间的联系，将《现代仪器分析》和《天然产物成分检测》实验合并为《仪器分析和天然产物成分检测》实验课程进行教学实践;增强教师力量，合并后的实验课程以8个大实验项目形式进行集群重组;以学生能力培养为中心，进行综合能力的自我重塑等。现以2017级生物专业的实验项目“硒的制备及其原子荧光法检测”为例，从实验教学方法方式、实验教学内容、实验成绩考评的改进及实验效果的评价等方面来进行阐述。

一、实验教学方法和方式的改进

首先，将现代教育信息技术的元素积极引入和应用于实验教学实践中，包括线上线下多媒体技术、计算机和网络技术及微信等远距离通信技术等。现代教育信息技术的引入和应用，显著提高了教与学的效率，使得实验项目有效延伸至第二课堂，而不再局限于有限的上课空间。如“硒的制备及其原子荧光法检测”，学生在收到线上学习资料和学习任务后，预先进行线上学习和交流沟通，然后积极自主地开展样品中硒的供试品溶液的制备、荧光分析法等的资料检索，并通过小组视频讨论等方式分析比较和汇集小组意见，制订分析方案。因此，现代信息技术的应用极大地便利了实验教学的有效开展。

其次，以学生为中心的引导式教学得到进一步加强。以“硒的制备及其原子荧光法检测”的实验教学为例，我们将之前的课堂视频教学—实验方案与步骤讲解—开展实验—点评与小结的实验课程教学模式，通过引导式教学进一步扩展为“通过课前视频教学了解基础，以文献检索、小组讨论汇集众智来设计实验方案，联系专业检测机构人员进行专业培训，修改完善实验方案细则，开展实验，以小论文形式进行实验总结汇报”。跟以前的实验器材准备妥当，只需要学生来实验室进行实验操作，完成实验相关内容的训练相比较，教师主导的分量在逐渐减少，而更多的是以学生综合能力的自我塑造为主。在整个过程中，教师重视学生的主体地位，积极引导其在已有知识基础上开展新的构建式学习，激发学生学习的积极主动性培养其主人翁精神。当学生把这当作自己的事情来开展，责任意识就更强了。

再次，学研产结合，协同育人。具体而言，通过之前生物、药学等专业的单位实习和工厂见习中同社会相关研究单位和企业等建立起来的初步联系，我们在进行“硒的制备及其原子荧光法检测”实验教学时，这种联系就得到进一步加深。这是因为前几届我们用分子荧光光谱仪测定硒含量时，需要用到一种进口的昂贵DAN试剂。本次实验中，学生比较检测方法后，决定采用“原子荧光法”来测定，这可节省很大的试剂消耗，而学生曾经见习的专业机构湘西食品药品检验所就能够开展该项目的专业检测，于是拟联系其签订教学合作协议，联合对学生进行专业素质能力培养。通过学院的支持和实验教师积极的沟通交流，有幸获得食品与药品检验所的大力支持和帮助。这样通过学校、社会协同育人，便使得学生在本实验课程中首次实现了学研产高度融合，2017级生物专业的学生接触和熟悉了专业机构开展相关检测的实验操作及流程，对实验的科学性、严谨性、专业性等有了切身体会，同时这也为民族地区的应用型人才的培养提供了又一次真实环境的模拟和实践。

二、实验教学内容的改进

在实验材料的选择方面，本实验项目也变得丰富多样，包括学院教师们感兴趣的样品、在研项目的实验材料，在市场上买到的富硒食品和果蔬类产品，如茶叶、地瓜、猕猴桃等，均可纳入本次实验项目进行。在实验方案的改进方面，学生先查阅资料，各组讨论后共同设计实验方案以制备供试样品溶液和进行硒元素的原子荧光法检测，实验方案设计完成后与专业检测机构提供的检测标准方案进行比对，让大家找到并缩小实验课程与专业检测的实际差距。在实验样品的制备方面，由以前的常规加热消解法改变为微波消解法，更安全和环保;在检测仪器的选择方面，考虑到在荧光光度仪的课程教学中已经有教师进行项目实验，同时检测时需要进口的反应试剂及实验成本等，我们运用国标中的第一种方法原子荧光法来进行硒元素的测定。通过实验内容的更新与统筹，学生的科研能力与素质得到了提升，实验教师的教学统筹能力得到了锤炼，课程项目也得到有序开展。

三、实验成绩考评的改进

实验成绩考评分为广义和狭义两种。广义的实验成绩考评体系通常包括：教师对学生实验课程掌握程度和综合能力提升的评价、学生参与的对实验教与学过程的评价及教务对教师实验教学完成程度的评价等。在这里我们主要从实验开展前后学生的实验课程掌握程度和综合能力提升情况来进行讨论。本实验项目“硒的制备及其原子荧光法检测”为了更好地促进教学相长，在实验成绩考评中着重突出主观内在动力的激发，课程掌握和能力提升要求学生将实验结果的总结由实验报告转变为实验小论文的形式，对学生综合能力的提升提出了更高要求，同时重视过程培养的重要性。如各位组长除了需完成本身所分配的实验操作任务，在实验中还需协调、组织本组成员开展实验，收集实验数据，联系培训单位教师，关注学生往返学校的交通安全，应对可能出现的突发情况等。若只在实验室进行考评是无法进行评价和判断的。另外在学生参与的实验教与学过程的评价中，本实验项目以课间讨论、问卷调研、实验项目问答等方式主动进行实验课程调研，及时了解学生的学习情况和调整能力培养状态，为本实验课程教学项目的高效顺利完成加油助力。

综上所述，在学研产协同单位和学院的大力支持下，我院“硒的制备及其原子荧光法检测”项目的实验教师和2017级生物专业的学生积极行动，使得该项目得以顺利开展和完成，达到了较好的课程教学效果，获得了学研产单位专业人员的一致好评。在进行的调研统计中，学生对新仪器设备的规范操作、务实严谨的实验过程、分工协作的团队精神、实事求是的科研素养及锐意进取的创新精神等印象极其深刻，这正好与学校关于高级应用型人才培养的要求相符。实验教师虽然在实验教学过程中引入了多媒体、微信等多种现代教育信息技术，但这只属于现代教育技术发展的初级阶段，是向着教育现代化的一个过渡，这之后有必要进一步加强具有民族地方特色的翻转课堂实验教学乃至线上线下金课的建设及学生非集聚等特殊情况下网络教学的尝试。此外，本实验课程内各大实验项目因在执行中可能会额外增加较多的课余时间，这就要求各个实验项目之间要做到有效协调和沟通，同时加强配套的开放实验室扩展项目训练与延伸等，进行进一步的探索和研究，以顺应新时代该课程教育现代化前进的趋势。

参考文献：

[1]李 贵，魏 华，龙 华，等.《现代仪器分析》实验教学改革初探[J].教育教学论坛，2019（10）：277-278.

[2]易浪波，彭清忠，周 强.地方性高校生物工程专业实验教学体系的改革与实践[J].教育教学论坛，2016（10）：96-98.

[3]张晓蓉.适应区域经济发展需要的理工科专业人才培养模式探讨——以吉首大学植物科学与技术专业为例[J]. 继续教育研究， 2013（9）：149-151.

[4]熊利芝，袁志忠，吴玉先，等.校企联合提高工科研究生创新能力初探[J].教师，2013（32）：97-99.

[5]刘海学，王  瑞，王海凤，等. 《现代仪器分析》实验教学方案设计与实践[J].天津农学院学报， 2014（2）：62-64.

[6]邱  雁，朱仲良，沈天翔，等.利用化學计量学方法改进现代仪器分析实验教学[J].计算机与应用化学，2006，23（11）：109-111.

[7]杨小秋.现代仪器分析实验教学现状与展望[J].广州化工，2014，42（4）：154-155.

[8]张馨如，黄漫青，王宗义.现代仪器分析实验教学改革在食品科学专业中的重要性[J].教育教学论坛，2017（18）：118-119.

[9]迟明艳，高秀丽，代泽琴，等.微课在药物现代仪器分析技术实验教学中的实施及成效[J].新西部，2019（6）：40.

[10]韩汉民.高纯硒的制备[J].江苏化工，1993（4）：36-38.