浅谈高校《仪器分析》课程教学改革*

丁晨雨

(贵州大学生命科学学院，贵州 贵阳 550025)

提高高校毕业生综合素质，培养其实践能力和创新能力是高校教育工作的重要任务之一，也是高校深化教育教学改革的核心目标[1]。高校《仪器分析》是一门综合性和实践性较强的课程，主要面向化学化工类、药学类、环境类、材料类和生命科学等专业本科生或研究生所开设，为基础课或指定选修课，是他们探索世界的重要工具，在应用型人才培养过程中不可或缺[2]。该门课程不仅要求学生通过理论课学习掌握仪器的原理及基本操作方法，还要了解仪器应用方向，并能够利用仪器完成相关实验课程内容。因此，此课程在高校理工科学生开展相应科学研究、培养实践创新能力、提升就业竞争力等方面具有重要作用。

贵州大学生命科学学院(以下简称我院)开设的《仪器分析》课程，现阶段主要面向我院生物科学、生物技术和生态学三个本科专业二、三年级学生，为学科大类选修，共计3学分，48个学时。其中理论学时32个，以课堂讲授基础理论知识为主，实验学时16个，设有5～6个实验项目，涉及大型仪器，演示性实验居多，由于教学方式相对单一，导致教学效果不佳。为此，本文基于我院课程实际教学中存在的问题，探讨一下《仪器分析》课程教学模式改进的新思路。

1 《仪器分析》课程教学存在的问题

在我院课程教学、大学生创新创业训练计划项目和“SRT计划”项目开展过程中，发现此课程教学效果并不理想，反思可能由以下几方面因素造成的：

1.1 教学方式单一，教学内容枯燥

仪器分析是一类基于物质理化性质与分析响应信号间的关系和规律进而对其进行定性、定量、形态结构分析的测定方法[3]。在理论课程教学中，存在着多学科多领域的知识，如光学、电化学、动力学、热力学、生物学、电子学和数学等，内容庞杂且枯燥，只依靠课堂上填鸭式的授课，学生难以理解，很难形成长效的理解性记忆。实验课程教学主要以演示性实验为主，但由于分析方法及设备多样化，教师受专业限制，难以掌握所有仪器设备的关键操作，因此对于部分不太熟悉的仪器只能照本宣科，按照参考书和操作说明书上内容进行灌输式讲授、演示，学生只能进行了解性学习，极大地影响了教学效果、降低了学生的学习热情。

1.2 教学大纲不合理，理论与实验、教学与实践脱节

该课程作为生物学专业认识世界的重要手段，包含理论教学和实验教学，二者相辅相成[4]。但在课程开展时却呈现割裂现象，即理论课上只教基本理论，上课地点为学校公共教学楼，理论课全部结束以后才进行实验教学，造成理论课与实验课教学的脱节，学生对仪器设备难以有直观深入的认识；实验教学则完全按照固定的教学大纲和实验指导书进行指定实验，缺乏探索性、研究性和综合性的设计实验，只是简单讲解实验目的、原理、使用设备、实验步骤和注意事项等内容，然后由教师上机进行简单的演示实验，上课地点为仪器所在实验室。此种教学模式下，学生无法把基础理论和仪器操作融会贯通，实验技能也谈不上有效掌握，或仅限于掌握个别单独仪器。可以说，这种传统的割裂式教学方式并不能起到培养学生进行独立思考，创新性实践的作用，也与现实行业需求脱节。

1.3 课程评价体系不科学

该课程评价方式主要采用期末考试成绩占70%，平时成绩占10%和实验成绩占20%进行。这样不科学的评价体系造成了学生只重视理论考试成绩，对实验课和平时成绩不重视，只想着靠“临时抱佛脚”“考前突击复习”的方式获得理论课考试成绩以达到总评成绩及格。显然的，这种考核体系会导致学生缺乏长效学习、主动思考与探究创新的能力，也无法锻炼学生的实际动手能力，不能反映学生理论实践相结合的综合素质，不利于应用型创新人才的培养。

1.4 仪器设备有限，实验课时不足

随着现代高新技术的飞速发展，更加灵敏准确的新型分析技术和功能齐全的新型分析仪器不断涌现并完善，这就造成了分析仪器较之过去已经发生较大变化，更加精密、昂贵，无法保证学生每人一台。而且，大型精密仪器必须达到上机要求才能被允许单独操作，因为一旦发生操作不当引起仪器故障，维修起来既费时又费力，会对学校或学院的科研教学产生巨大影响。

此外，大型仪器的稀缺性导致了实验教学只能靠现有仪器选择性开展，且实验室空间有限，在课容量较大的情况下，实验教学只得分组进行，每组5～6人，这就造成了实验课时不够、小组分工不明确、实验报告互相抄袭等问题，不利于学生实验技能的培养，优良学风的养成和诚信科研观念的形成。

2 《仪器分析》课程教学模式改革

面对我院课程开设中存在的问题，笔者认为有必要对该课程教学模式进行优化改革，结合我院具体情况和课程特点，特提以下几点建议以供参考：

2.1 打造基于“互联网+”的混合式教学，优化整合教学内容

随着智能化网络时代的来临，我们可以改变传统的纯PPT授课方式，转而采用基于“互联网+”的混合式教学模式，同时发挥线上和线下的优势[5-6]。课前，学生可以利用线上的各种优质网络课程、短视频、动画、仿真和图片等能够生动形象地展示各种分析理论、仪器构造、工作流程的学习资源，帮助理解理论知识，了解仪器实物。课堂上，可以改变教师主导的讲课方式，进入翻转课堂，充分调动学生加入互动，如答题、讨论、弹幕、答疑等，提升课堂教学效果。课后，安排测试题和调研，了解学生知识点掌握情况，通过QQ群、微信群等方式对课上未掌握的知识进行答疑解惑，引导学生进行总结，达到知识系统化。新型冠状病毒肺炎疫情影响下大放异彩的“雨课堂”、“钉钉”、“学习通”等授课软件也证明了混合式教学模式符合未来发展趋势。

2.2 调整教学大纲，开设自主创新实验

为了提高学生学习的积极性和连贯性，需要调整现行的教学大纲，提高实验学时所占比重，至少应达到50%，甚至更多，增加自主设计实验环节，从而使实验教学和理论教学结合得更加紧密。一种仪器分析方法理论章节教学结束后，让学生根据课堂所学，参与的课题项目或日常生活所接触等自主查阅文献设计能够使用该类仪器的实验方案，提交作为课后作业和实验课预习，这样既加深了学生对理论的掌握，也能启发学生的创新思维，还能增加课程的趣味性，提高学生的自主学习和动手能力，从而达到消除理论与实践脱节的教学效果。比如：学习完第4章原子光谱分析法后，学生可以设计用火焰原子吸收光谱仪测试校园内阅湖湖水中金属铜离子含量的实验；学完第10章高效液相色谱法及超临界流体色谱法后设计实验用高效液相色谱仪检测自己买的化妆品或饮料中防腐剂的含量是否超标。

2.3 优化考核方式，加大过程性考核

不同于一般的基础课程，《仪器分析》更多像一个工具，带有实用属性。因此，考核不仅要考察理论知识掌握情况，更要重视对实验技能、解决问题的创新能力和学习过程的考察。可以将课程评价标准修改为：理论考试成绩40%，实验成绩40%，平时成绩20%。这个评价标准制定的思路是通过增加实验成绩的占比让学生重视创新实验设计、掌握实验技能和数据分析的方法，为日后科研或工作打下基础；通过加大平时成绩的比重让学生意识到课前课后学习的重要性，保证了学习的连贯性，有助于自主学习能力的培养，也有利于优良学风的形成。

2.4 引入研究型实验，实行小班教学

大型仪器设备的稀缺性和复杂性特点，表明了其用途更偏重于科学研究，而把前沿研究成果引入到实验教学中是教学改革的一个重要方向[7]。研究型实验项目主要根据学科研究前沿的发展和生产实际的需求设立，不同项目使用的仪器有所差异，所以更适合小班教学，学生能够在课余时间带着问题开展实验，会主动与教师沟通遇到的问题，大大改善了仪器设备稀缺、实验教学课时不足、学生分工不明、实验报告互相抄袭等情况，也能够锻炼学生的动手能力和团队协作能力。

3 结 语

本文分析了我院开设的《仪器分析》课程存在的问题，并结合我院具体实际提出了几点课程改革的建议和想法。我院学生专业主要为生物学和生态学，未来更多地从事科学研发、生态监测等技术工作，因此，课程教学改革更应该注重培养学生的自主学习能力、创新思维能力、实践动手能力，使其成为具有较高竞争力的高素质研究型人才。鉴于笔者教学经验尚浅，在此抛砖引玉，希望可以为本课程或相近课程的教学改革提供参考。