基于应用型人才培养的仪器分析课程教学改革*

赵 丹，张少文，卫应亮，赵联朝，黄晶晶

(洛阳理工学院环境工程与化学学院，河南 洛阳 471023)

仪器分析是分析化学的一个重要分支学科，是研究建立在物质的物理和化学性质基础上的分析方法的一门科学，包含无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、数学、数理统计和物理等多学科的基础知识，是一门理论和实践并重的学科[1]。仪器分析既是分析化学基础知识的综合应用与发展，也是现代基本分析检测技术与实践应用结合的基础性技术，更为之后的专业必修课如环境监测、食品分析、药物分析等重要课程奠定基础，在专业的培养方案中有承上启下的作用。同时，仪器分析课程教学内容较多，各章节之间关联较少，每一章比较独立，而且仪器分析方法和设备更新很快，新技术不断涌现，大型分析仪器结构复杂、操作步骤繁琐，这就对教师的课堂教学就提出了更高的要求[2]。此外，洛阳理工学院是一所应用型本科院校，旨在培养具有创新能力和实用能力的应用型人才，因此，本文立足于应用型人才培养的需求，从我校环境工程与化学学院的实际需求出发，对仪器分析课程基于应用型人才培养的课程建设进行思考，对该课程的教学内容、教学手段及考核方式等进行了探索，以期提高我校仪器分析课程的教学质量，从而达到学校培养具有实用技术能力的应用型人才的目标。

1 优化教学内容，突出教学重点

我校应用化学、环境工程和生物技术三个专业都开设有仪器分析课程，在之前的教学过中，这三个专业的课程讲授内容完全相同，只是课时上稍有差别，并没有考虑到每个专业的毕业要求和教学目标。在应用型人才培养的背景下，教师应仔细研读三个专业的培养方案，根据专业的特点制定出合适的仪器分析教学大纲，对教学内容进行相应更改，适应专业发展的需求。为了提高学生学习仪器分析的兴趣，我们还将仪器发展史的相关内容穿插在概述部分进行介绍，如在讲授色谱分析法时，通过图示俄国科学家茨维特创立的经典液相色谱法，在讲质谱分析的时候引入“田中耕一诺贝尔化学奖”等，讲述仪器分析背后的故事，利用这些科学家创新的思想火花，激励学生，提高学生科研思维的敏感性，激发创造力，提高学生的学习兴趣。

2 改革教学方法，提高教学效果

2.1 开展教研活动，建立学习和交流机制

目前，在我校，仪器分析的讲授教师有5人，5名教师经常进行集中备课，定期开展教研活动，针对教学内容、教学案例、教学过程中存在的各种问题以及教学的重点和难点进行探讨。首先，每学期开学之前，5名教师集中对授课计划和教学大纲的制定进行讨论，最终确定授课内容和授课的先后顺序。我校的仪器分析是应用化学、环境工程和生物技术三个专业的专业基础课，各个专业的培养方案不同，必须根据各个专业的需求制定出符合应用型人才培养的授课计划，根据学生的学习效果反馈、工作和考研需求及时调整授课内容，比如针对学生的反馈，对应用化学的专业增加了“核磁共振波谱分析”的相关内容；其次，5名教师会结合自己的企业实践锻炼和科研经历，将自己熟悉的认为比较好的案例加以分享，一名老师负责案例的收集，从而建立了基于光谱、色谱和电化学的仪器分析案例库，将仪器分析课程与青山绿水蓝天白云的生态环境国家理念、人民的健康生活、食品安全及社会和谐紧密联系起来，使学生更易于接受；最后，对于较难的、理论性比较强的教学内容，教师会经常进行相互交流，各抒己见，确定最佳的讲授方式。比如，色谱分析法是用来进行混合物中各组分的分离与分析的一种仪器分析方法，利用试样在两相间的吸附、分配以及迁移速率等性能的差异得以分离。对于刚接触色谱法的学生来讲，这个理解起来可能比较困难，有的教师就提出了用两个人赛跑这样一个形象的比喻来进行讲解。两个学生属于待分离的组分，同时处于同一起跑线上，但是两个人分别穿着运动鞋和跑鞋，运动鞋和跑鞋与跑道之间的作用力不同，运动鞋与跑道之间的摩擦比较小，二者的相互作用较小，因此跑的比较快，而跑鞋与跑道之间的作用力相对来说比较大，所以跑的就比较慢，因此到达终点的时间就不一样，从而可以将两个人分开。通过生活中比较形象的具体事例来做比喻，就可以让学生印象更深刻，起到事半功倍的效果。另外，严格执行青年教师听课制度，一方面学习资深教师的教学方法，另一方面还能从以学生的身份去感受课堂氛围，为进一步的交流探讨奠定基础。通过这种互相交流和学习的方式，不仅可以提高老师自身的知识水平，而且也能提升整个教学团队的水平，最终提高教学质量。

2.2 采取案例教学，提升教学效果

在组织理论教学时可根据讲授的专业、将要讲述的仪器方法及内容，挑选大家都熟悉的一些实例，选择恰当的时机提出，提高学习效果。在课堂教学紧密结合案例教学的同时注意所筛选的案例要结合专业知识与特色，授课对象的专业背景不同，课堂上选用的案例要随之变化，突出专业特色，使学生感同身受，切不可针对不同专业学生都“以不变应万变”。例如要选用一个案例，目的同样是要引出色谱分析方法这部分教学内容，如果给环境工程专业的学生授课，可向学生介绍与环境相关的案例：如“广西龙江镉事件”、“江苏镇江苯酚水污染事件”以及“水体、土壤中多环芳烃测定”等；而给应用化学专业授课时，可向学生介绍与食品相关的案例，如果蔬中农药残留的测定、食品中添加剂的测定、大家都比较熟悉的奶粉中三聚氰胺的测定等。如以奶粉中是否有三聚氰胺、三聚氰胺添加了多少、三聚氰胺的测定条件的优化以及如何进行定性和定量分析来引入色谱知识激发学生的求知欲望。案例可在讲述相关教学内容之前、同时或之后提出。在讲述相关教学内容之前提出案例可促使学生带着问题听课，增加学生的好奇心；在讲述相关教学内容的同时提出案例则可组织学生展开讨论，增强课堂互动，加深学生对知识点的理解和把握；而在讲述相关教学内容之后提出可使学生巩固课堂上所学过的知识。案例教学使抽象理论知识与实际应用结合，易于理解，同时，能激发学生的学习兴趣，有利于专业思想巩固提升教学效果质量[3-4]。

2.3 采取翻转课堂，提升学生综合素质

传统的仪器分析教学是一般多采用“讲授式、灌输式”教学，不利于培养学生的学习积极性、综合能力及创新精神。为了提高学生的综合素质，实行换位学习的模式，让学生走上讲台，教师走下讲台，站在对方的角度感受课堂氛围[5]。在光谱分析和色谱分析方法学习完成以后，学生掌握了紫外可见分光光度计、原子吸收光谱仪、气相色谱仪和液相色谱仪等仪器的基本原理和分析方法后，要求学生5人1组查阅文献设计一个完整的实验方案，在讨论课上使每组同学都有机会上台报告，主要汇报整体实验设计和创新性、方案涉及仪器的基本原理、仪器结构和主要部件以及实验的基本步骤，包括采集样品、样品处理、仪器设备和实验报告等。最后，教师对学生的实验方案进行修改，这种探究训练将学生从死记课本知识点转变成探究问题、培养能力的研究性学习，对于本科生向研究生的过渡具有很好的促进作用。这个环节还锻炼了学生文献检索、PPT制作与讲解及团队合作等能力。

2.4 提升教师水平，建设教学队伍

教学团队是提高教学质量的关键，要从多方面提升教师的教学专业技能，做好教学队伍建设[6]。(1)采取“走出去”的方式，不断丰富教师的实践经验，鼓励相关教师去企业挂职锻炼，与企业进行项目合作，例如去洛阳市环境监测站、质量监督局、黎明化工研究院等企业单位去实习实际样品的前处理过程及目前检测方法的新进展；(2)科研促进教学，逐渐将教师的科研课题及成果转化成实验项目，比如可以将设计型实验引入教师的科研项目“肉制品中瘦肉精莱克多巴胺的检测”，培养学生的创新能力，科研与实验教学相辅相成，更新了仪器分析的实验内容也更符合应用型人才培养的需求；(3)邀请相关单位的具备高级职称并且实践经验丰富的工作人员为团队教师做专题讲座，从实践层面提高教师素质。

2.5 采用过程性考核方式，科学评价学习效果

根据课程教学改革需要，逐步改进教学考核评价机制，实行过程评价与结果评价相结合方式，通过丰富考核方式、降低期末考试比重和考试内容多样化来真实反映同学们对该课程的理解和应用[7-8]。将仪器分析课程的总成绩仪器设置为五部分：课堂提问和课堂表现(10%)、平时作业(20%)、实验方案设计论和汇报(10%)、期中测试(10%)和期末考试(50%)其中课堂提问和表现能够考察学生是否熟悉每节课的知识、能够主动参与课堂讨论环节；四人一组的实验方案设计和汇报引导学生用所学的知识来解决实际问题，将理论和实际联系起来，体现对素质和能力的考察；闭卷考试主要是考查学生对知识点和能力点的简单归纳和综合应用能力。多元化考核方式注重专业对课程知识点和能力点培养要求的落实(即课程达成度评价)，促使学生注重学习的过程，为应用型人才的培养奠定基础。

3 结 论

仪器分析是一门理论性和实践性都很强的课程。近年来，新的仪器、新的分析方法和技术不断涌现，这就需要从事仪器分析教学的老师能够及时了解学科前沿，更新知识体系，对原有的教学内容、教学方法和考核方式进行改革，提升教师团队的教学水平，培养学生自主发现问题、研究问题和解决问题的能力，为培养应用型人才贡献自己的力量。