儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思考

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摘要:主要介紹了儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)行狀況，并針對教學(xué)中所存在的問題，以協(xié)調(diào)好科研與教學(xué)之間的關(guān)系為目標(biāo)，探討了儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方法，以努力提升儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，有效推動(dòng)人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新。實(shí)踐表明，只有理清教學(xué)與科研的內(nèi)在關(guān)系，使二者能夠高度契合，才能在推動(dòng)人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新方面發(fā)揮作用，使高等教育真正服務(wù)于社會(huì)。

關(guān)鍵詞:儀器分析;實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，儀器分析的應(yīng)用日益普遍。為滿足國家對分析測試技術(shù)人才的迫切需要，國內(nèi)很多高校都開設(shè)了儀器分析這門課程。在高校相關(guān)專業(yè)中，儀器分析課在學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，創(chuàng)新意識的樹立以及現(xiàn)代研究手段與方法的掌握等諸多方面起到一個(gè)非常重要的作用。鑒于以上種種原因，這門課程已日益受到重視和加強(qiáng)。其中，儀器分析實(shí)驗(yàn)是儀器分析課程中一個(gè)不可或缺的構(gòu)成，是學(xué)生了解各種儀器的組成結(jié)構(gòu)、懂得各種儀器的使用原理、熟悉各種儀器的操作方法、理解課堂上所學(xué)相關(guān)理論知識的重要途徑［1］。要想在有限的課時(shí)內(nèi)爭取讓學(xué)生多掌握一些重要的分析儀器，為以后解決在生產(chǎn)和科研中可能會(huì)遇到的實(shí)際分析問題夯實(shí)基礎(chǔ)，就很有必要對教學(xué)方法以及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)而又合理的改革。因此，本課題圍繞教學(xué)大綱中培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，實(shí)踐探索如何對《儀器分析》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)管理以及教學(xué)評價(jià)等方面進(jìn)行一系列改革，以期實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的變革、教學(xué)與科研緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“教學(xué)輔助科研，科研豐富教學(xué)，教學(xué)科研并重，師生共同進(jìn)步”的雙贏效果，探索寓教于研的創(chuàng)新人才培養(yǎng)之路。

1儀器分析實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀及存在問題分析

1.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容不能與時(shí)俱進(jìn)

隨著時(shí)代的推進(jìn)，有關(guān)儀器分析方法、技術(shù)及儀器自身等方面都有極為迅速的發(fā)展，學(xué)生的基礎(chǔ)水平也在提高。而現(xiàn)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，和社會(huì)實(shí)際問題相脫節(jié)，不符合該課程開設(shè)的初衷。由于沒有開設(shè)一些對學(xué)生能力要求較高的綜合性、設(shè)計(jì)性或研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在做相對簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需按部就班的操作就可以了，這樣雖然確保了實(shí)驗(yàn)?zāi)艹晒ν瓿?，但學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)無需太多思考，沒有和組員進(jìn)行充分的討論溝通，更缺乏創(chuàng)新性的探索，發(fā)揮不出學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)不起學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的興趣，無助于學(xué)生創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。

1.2多媒體教學(xué)運(yùn)用不恰當(dāng)

在現(xiàn)代課堂中，通過PowerPoint、Flash動(dòng)畫等多媒體軟件輔助教學(xué)的方式已屢見不鮮。這種多媒體教學(xué)方式具有直觀、形象等優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省教師板書時(shí)間，吸引學(xué)生注意力。如果這種方法運(yùn)用不當(dāng)，也會(huì)給教學(xué)帶來一些弊端:(1)過分放大多媒體教學(xué)的作用，忽略傳統(tǒng)“板書”教學(xué)。部分教師過于依賴多媒體課件，很少板書，甚至完全放棄了板書;(2)教師備課誤把課件變“課本”。有的教師錯(cuò)誤地把做課件和備課等同起來，把課本上的內(nèi)容原封不動(dòng)搬到課件上，自己并未消化吸收，上課就是對著課件念;(3)講課節(jié)奏難以把握。有的老師講課時(shí)沒有考慮到學(xué)生的接受能力，課件播放速度太快，造成學(xué)生跟不上老師的節(jié)奏;(4)課件制作過于花哨，導(dǎo)致學(xué)生把握不住重點(diǎn)。有些老師在課件中穿插了過多的音頻和動(dòng)畫，本意想讓學(xué)生能更好理解授課內(nèi)容，沒想這樣非但沒達(dá)到預(yù)期的效果，反倒使學(xué)生眼花繚亂，注意力分散，干擾了學(xué)習(xí)。

1.3實(shí)驗(yàn)儀器供求關(guān)系之間存在矛盾

各種相關(guān)分析儀器是儀器分析實(shí)驗(yàn)的主要工具。由于分析儀器屬于精密儀器，構(gòu)造復(fù)雜，價(jià)格一般都比較昂貴，同類型儀器購置臺數(shù)較少，有些大型精密儀器甚至只有一臺，故不可能像無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢幼龅饺耸忠慌_進(jìn)行單人實(shí)驗(yàn)。而且隨著學(xué)校招生規(guī)模的擴(kuò)大、學(xué)院開設(shè)專業(yè)的增加、教學(xué)大綱的不斷更新完善，這種問題日顯突出［2］。目前我校食品科學(xué)與工程學(xué)院設(shè)有食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全、糧食工程、生物工程、應(yīng)用化學(xué)等五個(gè)本科專業(yè)，在校本科生800多人。而像色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、電感耦合等離子質(zhì)譜儀、核磁共振成像分析儀這樣的大型精密儀器都只有一臺，這就造成了供求關(guān)系之間的矛盾。由于以上種種客觀條件的限制，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程只能采用分組的形式進(jìn)行，而且是10～12個(gè)同學(xué)一組，每個(gè)人動(dòng)手的機(jī)會(huì)不多，且有依賴感，往往是學(xué)習(xí)成績好、動(dòng)手能力強(qiáng)的同學(xué)上手操作，而其他大多數(shù)同學(xué)則是走馬觀花，充當(dāng)“南郭先生”，很難達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。對實(shí)驗(yàn)教師來說，實(shí)驗(yàn)分組太多，相同的類容都要重復(fù)講上很多遍，身心疲憊。

1.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒有達(dá)到預(yù)期效果

由于客觀條件的限制，目前我院儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考試方式只有筆試，而沒有安排相應(yīng)的上機(jī)操作考試，學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)，普遍認(rèn)為只要學(xué)好課本上的知識就可以了，實(shí)際的儀器操作可有可無。如果只是單純看書，學(xué)到的都是諸如儀器的構(gòu)造、原理等這些基本的理論知識，缺乏實(shí)踐深化所學(xué)知識，這樣無助于提升學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)不起學(xué)生親自動(dòng)手操作儀器的興趣。我院開設(shè)的專業(yè)屬于工科應(yīng)用型專業(yè)，畢業(yè)生有相當(dāng)一部分進(jìn)入食品檢測行業(yè)，他們要經(jīng)常和各種檢測儀器打交道。根據(jù)對畢業(yè)生的走訪調(diào)查，普遍覺得自己本科階段學(xué)習(xí)到的儀器操作知識太少，以致進(jìn)入到工作崗位后，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力參加各種相關(guān)儀器培訓(xùn)課，不能在第一時(shí)間很好的融入到工作崗位中去。另外，我院的畢業(yè)生還有相當(dāng)一部份選擇繼續(xù)深造，攻讀碩士學(xué)位。通過他們的信息反饋得知，同樣也是忽視了本科階段儀器分析操作學(xué)習(xí)的重要性，在進(jìn)入到研二階段，確定好自己的研究方向，準(zhǔn)備大展身手之時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)自己對儀器操作根本就不熟悉，無處下手。不得不重新學(xué)習(xí)相關(guān)儀器操作，不能把時(shí)間和精力全身心投入到科研工作中來，影響了他們的科研進(jìn)程和產(chǎn)出。

1.5實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研的相互脫節(jié)

教學(xué)與科研是高校日常工作的兩大任務(wù)，科學(xué)研究、教書育人是高校教師的兩大職能。如能平衡好雙方關(guān)系，對一名教師的成長和發(fā)展將起到積極作用。高校老師面臨著日常教學(xué)、研究生指導(dǎo)、職稱評定、基金項(xiàng)目申報(bào)與完成等諸多教學(xué)與科研任務(wù)，權(quán)衡好各自的關(guān)系是很不容易的，有的老師未能處理好兩者之間的關(guān)系。由于有的老師舍不得從寶貴的科研時(shí)間中擠出時(shí)間來備課，思想上對教學(xué)工作重視不夠，抱著敷衍了事的態(tài)度，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量下滑。而有的老師則徹底放棄科研，一心撲在教學(xué)上，這樣造成視野狹隘，授課內(nèi)容跟不上時(shí)代的需要，跟不上課程的發(fā)展。很難吸引學(xué)生［3］。

1.6大型儀器共享平臺沒有發(fā)揮到“雙肩挑”的作用

目前我院儀器分析實(shí)驗(yàn)課的授課地點(diǎn)主要集中在糧油質(zhì)量安全控制及深加工技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的大型儀器共享平臺，這是學(xué)院近年來投入大量經(jīng)費(fèi)著力打造的面向全校師生開放共享的重要儀器平臺，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)儀器設(shè)備齊全，設(shè)備總價(jià)值3000余萬元。擁有一批進(jìn)口的光譜、色譜、色質(zhì)聯(lián)用、物性分析、分離純化、微生物、基因工程等大型儀器設(shè)備。這個(gè)平臺主要承擔(dān)南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院的食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全、糧食工程、生物工程、應(yīng)用化學(xué)等五個(gè)本科專業(yè)的本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)和食品科學(xué)、糧食、油脂及植物蛋白工程、農(nóng)產(chǎn)品加工與儲藏工程、食品安全與營養(yǎng)等四個(gè)研究方向研究生的有關(guān)科研工作。同時(shí)還為本科生SRT、食品科技論壇、省級與校級大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目及挑戰(zhàn)杯競賽等實(shí)驗(yàn)提供平臺和有關(guān)培訓(xùn)輔助工作?？梢哉f它不僅是我院部分科研成果的重要產(chǎn)地，同時(shí)也擔(dān)負(fù)著碩士生培養(yǎng)任務(wù)，而且與我院各專業(yè)本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐創(chuàng)新等工作有著密切的聯(lián)系，它承擔(dān)著我院的科研和人才培養(yǎng)與教學(xué)的重任。但是就目前的情況而言，實(shí)驗(yàn)室的本科教學(xué)與研究生的科研存在一些問題，主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室管理混亂，有的儀器使用率過高，不能同時(shí)滿足本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和研究生的科研需要，兩者時(shí)間相互沖突，缺乏科學(xué)合理的安排;而有的儀器的利用率不高，閑置在那里，很少有人使用，造成實(shí)驗(yàn)室資源的浪費(fèi)。以上問題使得大型儀器共享平臺沒有發(fā)揮到既服務(wù)于教學(xué)，又服務(wù)于科研的“雙肩挑”的作用。

2儀器分析課程教學(xué)改革方法

2.1采用互動(dòng)教學(xué)并開辟第二課堂

互動(dòng)教學(xué)是將互動(dòng)方式引入到課堂中來，主要有教師提問，學(xué)生答辯;學(xué)生提問，教師答辯;學(xué)生分組討論，教師總結(jié)等三種方式，這樣做能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生能更好地理解實(shí)驗(yàn)要求、掌握實(shí)驗(yàn)原理。開辟第二課堂是一種走進(jìn)實(shí)際現(xiàn)場的教學(xué)方式?？梢試L試與學(xué)校所在地的一些檢測部門或科研院所合作開辟第二課堂，學(xué)生采取分組形式，參與到分析檢測人員對實(shí)際樣品的檢測工作中來，這樣不僅完成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)，更重要的是開闊了學(xué)生的眼界，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.2巧用科研實(shí)例來豐富教學(xué)內(nèi)容

儀器分析這門課程的特點(diǎn)是內(nèi)容繁雜，知識點(diǎn)瑣碎。教師們又往往采用照本宣科的教學(xué)方式，使得學(xué)生容易產(chǎn)生厭煩情緒。而另一方面，儀器分析課程在食品專業(yè)本科教學(xué)中的地位日益重要，儀器分析不僅廣泛地應(yīng)用于食品專業(yè)的各個(gè)分支，而且在食品專業(yè)的深層科研中也是必不可少的，所以它是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程［4］。授課教師如果能多動(dòng)腦筋，能將自己所知道的實(shí)際的科研例子巧妙引用到儀器分析的課堂理論教學(xué)中來，勢必能大幅提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也能讓學(xué)生感到儀器分析是一門很實(shí)用的課程，讓學(xué)生覺得不管是以后的工作或者讀研深造中都能用到。另外，理工科是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科，理工科的教師離不開科研，為了及時(shí)把握學(xué)科的發(fā)展方向，經(jīng)常查閱最新的外文文獻(xiàn)是必不可少的環(huán)節(jié)。這樣，教師就可以將相關(guān)領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)與教學(xué)活動(dòng)聯(lián)系起來，進(jìn)而讓學(xué)生知道學(xué)科的發(fā)展方向，引起他們對本學(xué)科的興趣。通過一系列的課堂實(shí)踐證明，科研過程中的實(shí)例往往比課本知識更能吸引學(xué)生，同時(shí)也促進(jìn)學(xué)生更加努力掌握基本知識，兩者相輔相成。

2.3課堂知識輔助科學(xué)研究

各種化學(xué)及物理、生物等非化學(xué)的方法原理、技術(shù)被廣泛應(yīng)用到儀器分析方法學(xué)上。在這個(gè)科技突飛猛進(jìn)的年代，新型儀器設(shè)備和分析測試技術(shù)不斷涌現(xiàn)，給儀器分析學(xué)科的發(fā)展也帶來了積極的推動(dòng)效應(yīng)［5］。廣大教師尤其是青年教師在做好教學(xué)工作的同時(shí)仍需不斷學(xué)習(xí)充電，以便將最新的知識補(bǔ)充到課堂上，使課程跟得上時(shí)展的需要。另外，教師通過教學(xué)實(shí)踐也會(huì)對基本知識有更深入透徹的理解，這對自身的科研也會(huì)起到良好的輔助作用。

2.4教學(xué)與科研并行，師生共同受益

青年教師可以考慮在適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)環(huán)節(jié)合理穿插自己的科研內(nèi)容，這樣可以讓學(xué)生深入了解自己的研究方向，吸引學(xué)生成為自己的得力助手。在高校中，教師的科研工作大都是指導(dǎo)學(xué)生來完成的。但是如何吸引學(xué)生，在考研或者本科生在做開放性課題研究時(shí)，選擇自己作為導(dǎo)師呢?特別是對于剛進(jìn)校不久的年輕教師，一無資歷二無名望憑怎么來吸引到學(xué)生?但是如果若將自己的科研內(nèi)容適當(dāng)巧妙地引入到課堂教學(xué)中來，不僅學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣受到激發(fā)，教學(xué)質(zhì)量得到改善，而且學(xué)生可以更加明確自己的科研方向［6］，一旦學(xué)生對授課教師的科研內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚興趣，老師又何愁沒有生源呢?另一方面，教師在自己科研過程中，需要密切關(guān)注自己研究領(lǐng)域的前沿內(nèi)容，經(jīng)常查閱大量外文文獻(xiàn)，因此在指導(dǎo)本科生的畢業(yè)論文時(shí)，無論是從選題、大綱的羅列還是寫正文方面都能有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，既能有效地將自己的科研項(xiàng)目與所指導(dǎo)本科生的畢業(yè)論文完美結(jié)合，又推進(jìn)了科研和教學(xué)工作，取得了雙贏的效果。

3結(jié)語

高等院校是人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新的場所，培養(yǎng)創(chuàng)新人才離不開科研的支撐。無論是對個(gè)人還是研究團(tuán)隊(duì)甚或是一個(gè)專業(yè)、一所高校來說，教學(xué)與科研從根本上是統(tǒng)一的［7］。然而，目前高校中普遍存在著科研與教學(xué)相脫離，重科研、輕教學(xué)，重理論、輕實(shí)踐，培養(yǎng)出的人才缺乏創(chuàng)新力等問題。因而，正確把握好教學(xué)與科研的內(nèi)在關(guān)系，有效推動(dòng)人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新，使高等教育真正服務(wù)于社會(huì)是當(dāng)前一項(xiàng)緊迫任務(wù)。

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作者：邰佳 沈飛 單位：南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心 江蘇高校糧油質(zhì)量安全控制及深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室