新时代背景下高校仪器分析实验教学改革探索

周彩霞，徐富建

(西南民族大学化学与环境学院，四川 成都 610225)

随着我国科学技术的快速发展，科技实力不断提升，科学技术已然成为社会各项事业发展的重要基础和动力，并推动我国经济发展进入了一个新的时代。为了加快新时代社会的发展，推动科技创新，大学科学教育显得更为重要。新时代下，国家社会对科学技术创新人才的需求日益强烈，为了满足国家新时代的人才需求，教育作为“人的可持续发展”的重要条件，已承担了培养符合新时代国家人才战略需求的任务[1-2]。而不断深化科学教育教学改革是培养科学创新高素质人才的重要途径。化学是科学领域的重要分支，关系到现代社会发展的方方面面，而且也与其它学科相互关联，在教育改革中，重视化学教学十分重要。仪器分析课程是一门化学专业的基础课程，是培养大学生进入科学信息领域的入门课。故而推进仪器分析课程改革是培养新时代下高素质科技人才的重要任务之一。

1 新时代背景下高校仪器分析实验教学改革所面临的挑战

仪器分析作为化学领域的基础课程之一，是分析研究化学组成、状态和结构的重要手段之一，也是其它学科获取化学信息的重要途径[3]。仪器分析课程是向学生教授主要的仪器分析方法、仪器原理及科学研究应用，培养学生在化学科学研究方面的基本实验素质和技能，间接树立学生的科学观念，提高学生的创新思维能力。目前，高校仪器分析课程教学仍旧存在着一些问题，在新时代国家人才战略要求下，课程改革仍旧面临较大挑战。这些问题主要有：

1.1 教学方式单一，学生兴趣不足

大学仪器分析课程主要分为理论课和实验课，理论课程注重培养学生的理论知识积累，让学生掌握仪器分析基本原理，为培养学生实验操作和分析能力奠定基础。理论课不仅涉及多种不同的仪器分析方法，主要包括原子发射光谱分析、原子吸收光谱分析、紫外光谱分析、红外光谱分析、气相色谱分析、液相色谱分析、质谱分析和核磁共振波谱分析等，还涉及相应的仪器组成和基本原理等。实验课主要是在理论课的基础上培养学生的操作能力、创新能力及分析能力，也是有效理解并熟练掌握理论知识的有效途径，更是理论与实践有机结合的重要环节。当前，仪器分析课程内容较多，课时有限，这导致了教学进度过快，缺少老师与学生间的互动时间，久而久之，学生就会滋生乏味枯燥的情绪，对课程逐渐缺少兴趣，甚至厌恶枯燥的理论学习。再者，仪器分析部分课程较为难懂，方法原理错综复杂，光靠死记硬背、“填鸭式”教学难以让学生真正理解并灵活运用。在有限的教学时间里，教学方式单一，死板枯燥，是导致学术厌学的主要原因之一。最后，仪器分析课程不能孤立理论课和实验课，需将两者有机结合起来，通过实验实践让学生更好地理解理论知识，培养学生的实验兴趣。

1.2 实验设施资源不足

实验课程仪器分析课程不可或缺的重要组成部分，也是培养学生动手能力和思维创新能力的主要途径。实验课程重要的教学道具是实验设施，而目前大部分学校里，由于学生基数大、教育经费不足及教师人才队伍缺乏等原因，以致实验室条件较差，基本仪器设施不够，缺乏熟练的实验工作人员等。这些直接影响了仪器分析实验课的质量，也间接影响了对学生实验兴趣和创新能力的培养。此外，很多高校为了体现本校的科研实力，争取更多的科研经费，大部分实验设施主要用于研究生培养，这也使得本科生实验教学缺乏足够的仪器设施，特别是贵重的仪器设备。这对于培养学生独立的实验操作能力和理论知识运用能力是非常有限的。

1.3 实验考核力度不够

由于前面所提到的现实问题，一些高校不得不将主要考核力度偏向于理论教学。一般而言，仪器分析考核是考察学生对这门课程的学习情况及老师的教学情况，主要分为理论基础考核和实验考核。理论基础考核主要通过笔试，实验考核一般通过实验操作来考核学生的动手能力、实验分析能力及创新能力等。要培养学生的创新能力，引导学生实验兴趣，实验考核需要足够的力度。近年来，不少高校加大了实验考核的比重，但是考核方式比较单一，考核效力依然有限。比如，学校只通过一次实验和一份实验报告来考核学生的实验能力，这无法真正有效地体现学生的实际操作能力；实验报告只注重原理、步骤和结果的机械撰写，也无法培养学生的主观能动性；实验单单为了考核学生的机械操作，学生往往按照已定的实验步骤进行，实验报告只有数据记录，缺乏对实验现象的深入分析，等等。

1.4 科学学术道德重视程度不够

仪器分析的实验课堂中不仅要传授学生基本的实验技能，更要强调实验科学的学术道德。目前，学术界违背学术道德的事件时有发生，树立科学工作者高尚的学术道德必须从大学教育开始。学术道德教育也是营造良好的实验氛围及培养新时代高素质人才的重要方式。科学追求的是客观真理，就必然要求实验数据的真实性。然而，高校仍有学生伪造实验数据，抄袭实验数据的现象出现，这样的学生存在严重的学术道德问题，如果不加以引导，不仅会影响实验课程考核的真实性，也会使仪器分析教学无法达到培养学生的目的。

2 实验教学改革思考

基于以上教学过程中所存在的问题，我们从以下几个方面对仪器分析实验课程改革进行讨论并提出建议。

2.1 提高教学质量，培养学生兴趣

针对有限的仪器分析课时量，依据2017年大纲修订的原则，没必要要求学生学习所有内容，老师可以合理选择比较基础的、重要的课程进行讲授[4]。根据笔者的教学经验，讲授所有的课程内容会加快教学进度，没有多余的时间留给学生消化，学生学习压力比较大。笔者根据实际需求，对授课内容进行合理调整，重点讲授一些常用的仪器分析方法，给出更多的时间为学生解答疑问，增加互动时间，帮助学生消化理论知识。除此之外，根据实际情况，适当调整教学方式，比如，通过动画视频的方式讲授仪器分析原理，结合实际应用案例来帮助学生理解知识，以此提高教学质量。对于实验课程，并不是一味地追求实验的操作过程以及实验报告的撰写。首先需要引导学生做好实验准备，比如讲解实验基本原理、仪器工作原理、实验设计方法、实验操作基本步骤及数据分析等；然后在实验过程中，注意观察学生的操作过程，建设性引导学生边思考边动手，并多与学生互动，探讨实验中的现象和问题；最后，在实验结束时，留下部分时间帮助学生分析实验，引导学生思考分析，并组织一次学生独立自主的创新性实验。总之，增加老师与学生间的互动环节，合理调节教学方式是提高教学质量的关键之一，也是培养学生实验兴趣的有效方法。

2.2 端正学生的学术道德

根据新时代科学技术人才的培养目的和要求，仪器分析实验教学必然要树立学生优良的学风和端正学生的学术道德修养。通过笔者长期的教学经验和思考，总结了如何引导学生提高自身学术修养，避免实验数据造假、抄袭等。首先，课堂上向学生讲述科学发展的历史、真理追求的过程，让学生知道科学的发展是不容易的，是需要不断努力，勇于攀登真理高峰的科学精神；其次，告诫学生科学实验造假的危害，引导学生尊重科学、尊重真理；最后，学校依据实际情况有必要对弄虚作假的学术不端行为进行惩罚。另外，部分学生由于害怕实验操作错误、实验数据不理想、实验结果失败等，故意编造数据。因此，老师需要了解学生伪造数据的心理因素，正确引导，不要过于看重实验结果的成败，以单一的实验结果来考核学生成绩。

2.3 充分提供实验设施，有效利用仪器设备

仪器分析实验课程最重要的教育道具是仪器设备和实验设施，要培养学生的实验操作能力和创新能力，必须提供每一名学生独立操作实验的机会，让他们更好地运用所学的理论知识，发挥自身的创新能力。为了推进“理论与实验二合一”的教学模式[5]，提高实验教学水平，学校可根据实际情况和教学大纲要求，提供充分的实验器材和场所。如果实验条件有限，无法满足每一名学生操作实验的机会，可以组织学生分批次进行实验。对于稀缺的大型贵重仪器，可以组织学生参观，并现场讲解仪器运作原理和实验应用。同时可以安排学生参与研究生的研究工作，让他们有更多的机会接触实验仪器，并亲身操作实验。根据笔者经验，在实验课上组织学生分批进行实验，2～3个人一组共同完成一组实验，这样不仅有效利用了有限的仪器设备，也培养了学生们的协同操作能力。同一组学生在进行实验中相互讨论，共同解决实验遇到的难题，也有效促进了学生的思维能力和创新能力。此外，笔者轮流安排一些学生参与研究生的实验研究，让他们更多接触实验仪器，感受实验的研究分析过程，从而培养他们的实验兴趣。通过一年的尝试，学生反馈效果良好。

2.4 改进教学考核标准

以往仪器分析实验课程的考核是根据学生期末的一次实验报告来进行评定的，结果学生往往只重视期末的实验报告，并不在乎平时的课程内容以及实验操作训练。甚至会有学生投机取巧，编造或抄袭实验报告，蒙混过关。针对这一情况，实验考核标准并不只是一次实验报告，笔者建议可以根据平时实验表现和多次实验报告来综合评估学生的课程成绩。比如将平时每一次实验报告的成绩和期末成绩一起来评定学生的总成绩，这样让学生对每一次实验课都重视，对提高教学效果大有好处。另外，对于平时的表现，不再是仅看他犯不犯错误，听不听话，基础知识学得扎不扎实，更重要的是看他在实验过程中所提出的问题的多少，是否积极地思考问题等。笔者认为，培养学生的创新能力，首先要教会他要勤于思考，敢于发问，然后才是运用所学知识去解决问题。所以，在总成绩中，这些平时的表现也应该纳入考核当中。

3 结 语

要培养新时代高素质的科技创新人才，就必须重视仪器分析实验课程，不但要通过调整教学方式来提高教学水平和培养学生兴趣，还要重视学生的学术道德修养及实验教学考核标准。通过教学改革，不仅培养学生具有扎实的专业理论知识，还要有较强的创新能力。然而，培养新时代所需的新型创新人才，并不是一蹴而就的，是需要我们一线教师队伍不断地研究教学模式，推进教学改革，提出新形势下的人才培养方案。