应用型高校仪器分析课程教学改革研究*

王 翔，段海明，邹长明，赵建荣，王 艳，范行军，孙冰清，孟凡德

(安徽科技学院资源与环境学院，安徽 凤阳 233100)

仪器分析课程是化学化工及相关专业本科生必修的基础课程之一[1]。仪器分析在日常工作生活以及科学研究中都有着极为重要的作用。通过该课程的学习，学生可以学习掌握科研和日常社会生活所需仪器的使用原理及方法，进而运用所学理论和实践内容对实验研究方案进行制定，从而解决科学研究、工农业生产、社会和环境等方面的问题[2]。但目前仪器分析课程中仍存在着许多问题，如教学内容较为滞后、理论学习与实验教学相脱节、教学效果不好等。因此，在应用型高校培养人才的需求下，将从教学内容、教学方法和教学手段等方面对环境工程专业的仪器分析课程教学进行改革与实践[3-4]。

1 仪器分析教学中存在的问题

1.1 教学内容滞后

我校环境工程专业的仪器分析课程教学内容主要为色谱分析、电位分析、光谱分析三大方面内容。其中色谱分析包含气相和高效液相色谱；光谱分析包含原子吸收、原子发射和紫外吸收光谱分析。在教学过程中发现课程教学内容存在着明显的不足，主要表现在三个方面：一是课程内容繁杂，章节之间内容重复较多，如气相和高效液相色谱分析中，其原理是相通的，但在章节的授课安排中由于其分为两个章节，对于其原理的讲授会有重复。并且教学重点和难点不突出，导致课程内容体系不够完善；二是现有的实验教学内容与一线生产的需求结合不够紧密，培养的学生动手能力不足，不能满足产业的要求；三是由于大型仪器设备价格昂贵且设备台套数较少，实验教学内容主要以验证性实验为主，缺乏研究性、综合性和探索性设计实验，培养的学生创新能力不足。

1.2 理论教学与实验教学相脱节

仪器分析是一门理论与实践结合性很强的课程[5]。学生在掌握仪器分析理论知识之后，需要培养其实验能力和应用能力。在实验课程教学方面，教师只是简单讲解实验原理、实验操作步骤和使用设备注意事项等内容，如色谱分析的实验教学课程，由于气相色谱仪和高效液相色谱仪价格昂贵，其台数仅有1～2台，且由于操作不当极易造成仪器的损坏，维修较难且昂贵。故学生在实验课程中往往操作机会不多，只能观摩教师的讲解和演示过程，在教师设置好的程序中机械性地完成实验内容，不能拓展学生解决问题和分析问题的能力，无法把基础理论和仪器操作紧密的结合起来，不能起到培养学生进行独立思考，创新性实践的作用。

1.3 教学方式单调

仪器分析课程内容繁多，在理论课堂上，普遍的教学手段是教师利用板书或多媒体课件对教学内容进行讲解，内容庞杂且枯燥，学生难以理解，课堂上不能及时消化吸收，影响学习兴趣，导致学习热情不高，学习效果不理想。在实验课程教学中，多为演示性实验为主，教师按照参考书和操作说明书上内容照本宣科，进行灌输式演示，学生只能进行了解性和被动性学习，极大地影响了实验教学效果。

2 仪器分析理论与实践教学改革措施

2.1 以实际需求为导向，优化课程教学内容

仪器分析课程内容具有知识面广、知识点抽象、内容繁杂等特点。因此，仪器分析课程的教学内容，应当根据不同专业的性质、实际应用及就业需求进行适当精简，注重教学内容的实用性。根据人才培养目标，整合教学内容，构建仪器分析课程体系，合理取舍，明确重点和难点，突出光谱分析、色谱分析和电分析三大块内容，适当补充学科前沿知识，扩大学生的学习视野，教学内容要与产业需求紧密结合，要对接当前社会对于仪器分析的主流需求，注重学生创新创业能力的培养，提升学生的基本素质和能力。

2.2 以能力培养为核心，改革课程教学方法

仪器分析课程主要讲授仪器设备的工作原理及内部结构等内容，有一定的抽象性，若仅依靠传统的教学手段及方法对学生学习相关内容有一定的困难[6]。随着智能化网络的发展，可以发挥线上和线下的教学优势。课前，教师将线上的各种优质网络资源上传至“学习通”等学习平台，学生可以通过这些资源提前了解仪器构造、工作原理和工作流程等内容；课上，改变传统讲课方式，采用答题、讨论、答疑以及翻转课堂等互动方式，充分调动学生的积极性，提升课堂教学效果；课后，通过课后习题掌握学生对知识点的学习情况，并通过网络学习平台对有疑问的知识进行答疑解惑。为了加深学生对仪器设备的了解，可以在上理论课之前进行仪器设备的参观，使学生对相关仪器设备有一定的印象，从而加深对于仪器分析课程的理解。

在实验课程的教学中，建立课前预习指导和学习平台。教师提前制作实验仪器操作视频或微视频，发布到相关的学习平台、微信和QQ群里，让学结合实验指导书，利用空闲时间学习，提前对实验内容有一定的了解。在自主学习逐步取代传统课程的情况下，针对每个仪器的使用，可以依据课堂所学知识，每个实验小组在教师的指导下自主设计一套实验方案。学生在设计实验方案的过程中，需要对实验内容做充分的预习，在实施过程中，尽量避开对仪器的错误操作。如色谱分析的实践教学，可以让同学们根据理论课堂上对气相色谱仪和高效液相色谱仪的原理学习，通过视频先进行使用方法的预习，再有针对性的设计实验样品并对样品进行检测方法的设计，最终形成实验方案初稿，与教师进行讨论形成定稿，将学习延伸至课堂外。在设计实验方案过程中教师需对整个方案进行把关，避免错误的发生，学生也在自主设计方案的过程中进一步对所学知识进行巩固，也更提高了学习的积极性。在这个过程中学校和教师要积极为学生创造适宜的环境，鼓励和引导学生自主学习。

2.3 以实践训练为重点，强化课程实验教学

仪器分析课程具有较强的实践性和前沿性，教师需将最新的科研进展和科研成果转化为教学资源用以开拓学生视野。因此，其实践教学对于课程的学习效果具有举足轻重的作用。在实践教学课程设计中，必须增加综合性和创新性实验的比重。在综合创新性实践训练中，可以围绕生产实际、教师科研课题和大学生创新项目等展开设计。学生通过直接参各类科研课题，既能巩固所学理论知识，又能通过对科研课题的深入了解，提高分析问题、解决问题的综合能力。在完整的科研实践训练中，既包括了实验检测分析这一个部分，又包括了样品制备、方案设计、分析检测和数据分析一个完整的实验流程。

2.4 优化课程考核方式，实行多元化考核

考核方法应包括教学过程和结果的考核。仪器分析课程实践性较强，考核不仅仅需要考察课程理论知识的掌握情况，对实验技能和学习过程的考核应更加重视。因此，可以将课程考核标准调整为：理论考核成绩、实验考核成绩和平时考核成绩的占比分别为40%、40%和20%。实验考核成绩中除实验报告成绩外，还包含过程性考核，考察学生对实验技能和仪器操作的掌握情况。通过增加实验成绩考核比例，让学生更加重视实验课程，加大对学生自主学习能力的培养。这种考核方式不仅可以全面地考核学生对于仪器设备的操作能力，还能考察学生对仪器分析基本原理等知识的掌握和运用。

3 结 语

仪器分析不仅在化学化工等相关领域的科学研究中起着重要的作用，还对社会发展具有重要意义。本文针对仪器分析教学内容、教学方法和实践教学等几个方面存在的问题进行改革与探索，注重加强对学生重视知识、掌握知识的综合运用能力和实践能力的培养。在仪器分析教学过程中，应尽量采取较为丰富多样的教学方法和手段，增加学生动手操作机会；结合教师的科研项目及学生的各类创新创业比赛，提高学生学习的主动性及自主学习知识的的能力，逐步提升学生的综合素质以适应和达到社会用人的需求，达到应用型高校培养人才的目的及要求。