農科院校儀器分析課程教學改革的探索

[摘要]儀器分析技術的發展日新月異，新儀器新技術不斷出現，農科院校儀器分析課程教學也應進行相應的改革。本文從教學觀念、教學計劃、教學內容、教學方法和手段以及考核體系方面對農科院校儀器分析課程教學改革進行探討。

[關鍵詞]農科院校 儀器分析 教學 改革

儀器分析是借助現代儀器，通過測定物質的物理性質或化學性質，對待測物質進行定性、定量及結構分析和動態分析的一類分析方法。儀器分析內容涵蓋機械、電子、力學、化學、生物學等基礎學科以及生物醫藥、材料工程、環境工程、食品工程、數據采集、信息處理和實驗方法等應用學科，涉及近代物理學、電子技術、計算機技術、精密儀器制造等許多知識，是一門多學科交叉性、發展性和前沿性的學科，具有很強的實踐性。為了在有限的學時內，使農科院校不同專業的學生既能掌握與本專業密切相關的儀器分析方法的基本理論、基本方法和基本實驗技能，又能及時地了解相應儀器分析方法的發展動向和應用技術，在教學中，教師應注意汲取現代儀器分析的研究成果，并在參考國內外優秀儀器分析教材的基礎上，根據各專業特色，打破原有的課程教學體系，重組課程教學內容，把相關的各種儀器分析方法的新理論、新技術和新進展詳略有度地融入教學之中，開闊學生視野，啟發學生思維，提高他們學習的興趣和積極性。通過教學方法和教學模式的改革，可提高教師的授課質量，激發學生的學習熱情以及采用儀器分析方法進行科學研究的興趣。因此，農科院校儀器分析課程教學應進行改革，改革內容應包括以下幾方面：

一、轉變教學觀念

在傳統教學過程中，教師往往注重知識的傳授而忽視學習方法的傳授，然而，授人以魚不如授人以漁，教師在教學中傳授給學生知識固然重要，但授予好的學習方法更重要。因此，農科院校儀器分析課程教學應將重點由傳授知識轉向傳授學習知識的方法。具體而言，教師在教學中應注重教學方法的啟發性和針對性，增強教學的互動性和實效性，逐步引導學生將接受知識和發現學習有機地結合起來，由“學會”過渡到“會學”和“會用”，從而培養學生獲取知識的能力，促進其綜合能力的提高。

二、制定多層次的教學計劃

儀器分析是應用化學、動植物檢疫和食品質量與安全專業重要的專業基礎課、主干課和必修課，也是生物工程專業重要的專業限選課，同時還是食品科學、食品衛生檢疫等專業學生踴躍選修的課程。儀器分析課程主要介紹現代儀器分析的基本理論及對物質進行分析測定的基本原理、基本方法和基本技巧，并通過實驗加以鞏固和運用。儀器分析課程的教學目的在于開拓學生的創新思維，使學生掌握現代儀器分析的測試手段，培養和提高學生的科學素質、創新意識和獲取知識的能力。要達到這個教學目的，應制定多層次的理論和實踐教學計劃。

在理論教學方面，應根據應用化學、食品質量與安全、生物工程、食品科學和食品衛生檢疫等不同專業發展的實際需要，對不同的專業制定多層次的教學計劃。例如，應用化學和食品質量與安全專業的儀器分析課程教學內容應涵蓋所有常用的光學分析法，包括分子吸收光譜法、分子發光分析法和原子光譜分析法以及色譜分析法；生物工程專業的儀器分析課程教學重點應放在分子吸收光譜法、分子發光分析法以及氣相色譜法和液相色譜法；而食品科學和食品衛生檢疫等專業的儀器分析課程教學，由于受到課時的限制，應對各種儀器分析方法進行概要介紹，使學生了解在哪種情況下應用哪種儀器分析，并重點介紹分子吸收光譜法、色譜分析法和原子吸收光譜法。

在實踐教學方面，應在認真分析專業培養目標的基礎上，制定新型的多層次、立體化的實驗教學計劃，將封閉性、單一性、模式化的實驗教學內容轉變為開放性、綜合性、整體性、設計性的實驗教學內容。同時，增加“三性”實驗的比重，并且在條件成熟時開設供學生課余時間選做的創新實驗，結合教師科研課題和畢業論文，強化實踐教學內容，以彌補某些專業實踐性教學課時嚴重偏少和經費不足的缺陷。為此，可將實驗分為四個層次：基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和研究創新性實驗。

三、合理設置教學內容

在農科院校儀器分析課程教學改革中，應合理設置教學內容。

首先，應合理取舍教材內容。農科院校儀器分析課程教學應選擇“十一五”規劃教材作為課本，并根據學生的專業特點和知識結構狀況對教材進行合理的取舍。如節選出與專業密切相關的儀器分析方法作為重點教學內容進行精講細講，詳細講授方法的基本原理、儀器結構、工作過程以及定性定量方法等實驗技術；而對于紅外、核磁共振、質譜等大型儀器的分析方法則結合相應專題如奶粉中三聚氰胺的分析檢測等，以專題介紹的形式，講授其具體的應用情況；至于以前所學課程涉及的內容則要求學生在教師的指導下進行自學。這樣，對書本內容進行合理取舍，深入淺出，突出重點和難點，可提高教學效果，培養學生的學習能力。

其次，應合理安排教學內容的講授次序。由于教學過程是雙向交流的過程，學生既是教的對象又是學的主體。因此，教學中提高學生的學習興趣成為提高教學質量的一個關鍵環節。對此，應先對各種儀器分析方法的應用范圍進行重點講解，使學生對各種儀器分析方法的用途有一個感性的認識，激發起學習興趣；再通過隨后各章節的詳細講解和點面結合，促進學生進一步理解在特定情況下該用哪種方法，培養學生分析問題和解決問題的能力。同時，在講授各類儀器分析方法時，適當增加相關的樣品前處理技術，增強知識的連貫性。

再次，應及時更新教學內容。教師應把儀器分析的各種新理論、新技術、新進展詳略有度地融入教學之中，以拓寬學生視野，啟發學生思維，提高他們的學習興趣和積極性。鑒于儀器分析相關知識更新快，主講教師應經常參加各大公司舉辦的儀器展示活動，并與這些公司進行廣泛的交流，而后在儀器分析教學中引入相關的新知識、新方法，使學生在有限的時間里獲得更多、更新的知識。例如，每講完一類分析方法，就給學生介紹此類分析方法最新的研究狀況和研究熱點，介紹其在前沿學科中的應用，以調動學生的學習積極性和學習興趣，增強學生獲取專業知識的能力。

最后，應合理調整教學內容。作為一門綜合性的應用型課程，儀器分析與其他課程，如無機化學、有機化學、物理化學、結構化學以及生物化學等密切相關，為了突出重點，課程組成員應經常與其他課程的任課教師進行教學討論活動，理出重點，調整教學內容。

四、靈活使用多種教學方法和手段

儀器分析是一門集化學、物理、計算機和信息科學于一體的綜合性課程，各種儀器分析方法的理論基礎各不相同，各章之間關聯不大，課程內容處理難度比較大，學生學習起來比較吃力。針對這種情況，教師應對教學方法和手段進行多方面的研究與探索。首先，在課堂教學內容上強調各種儀器分析方法的基本概念、基本原理和定性、定量分析的基本方法。對于一些公式的推導過程不作要求，但要求學生理解結論是如何得出的，把重點放在基本概念和基本原理的理解和各種儀器分析方法適用條件的分析上，解除學生的畏難情緒。同時，運用“聯想教學法”和“對比教學法”進行教學，把一些看似凌亂的理論和概念有機地聯系起來，固舊啟新，降低學生對新課內容的理解難度，消除死記硬背的弊端。

其次，采用多種教學方式進行多媒體教學。由于儀器分析內容繁多，原理抽象，儀器結構復雜，因而可充分利用校園網的網絡課堂，制作儀器分析的網絡課件，把分析儀器的結構、工作原理和流程等制成圖片，以豐富儀器分析的教學內容，激發學生的學習興趣。同時，將各專業的教學大綱、教案、課件等放到網上，教案中詳細列出每節課的教學內容和教學重點、難點以及思考題。這樣，學生通過上網瀏覽便可以做到帶著問題上課，從而增強學習的目的性，可有效發揮學生在課程學習中的自主能動作用。此外，教師在進行課堂教學時，可以多媒體教學為主要教學手段，結合板書開展以問題為中心的啟發式、立體化的課堂教學，充分發揮教師、學生的主導和主體作用。

再次，在教學中注重比較教學法。利用比較法能加深人們對事物的理解，正確區分事物類別，掌握事物之間的相互聯系和內在規律的特點。因此，在儀器分析教學中廣泛應用比較教學法，通過比較各種儀器分析方法的相同點和不同之處，做到小范圍小比較，大范圍大比較，方法之間進行類比，方法內部進行比較，培養學生的邏輯思維能力和綜合歸納能力。例如，通過紫外光譜儀和熒光光譜儀儀器結構的比較，加強學生對分子吸收光譜法和分子發射光譜法的測定原理、方法特點的理解。

最后，引入專業英語閱讀輔助手段。在教學中適當引入專業英語閱讀輔助手段，使學生得以在有限的時間內學習與儀器分析相關的英語術語，既可豐富儀器分析的教學內容和教學形式，又可使學生對儀器分析所涉及的英語詞匯、術語、習慣用法、寫作規范及相關的國際組織、國際會議等有一定了解，這對于培養既懂外語又懂專業知識的人才，滿足我國對既精通專業知識又精通外語的高素質人才的需求具有十分重要的意義。具體做法如下：一是在進行課堂講授時。提供專業英文術語及部分英文思考題；一是推薦專業外文書籍和較新的外文資料；三是要求實行雙語教學的專業完成自編的英文版習題；四是制作英文版本的網絡課件，供學生自學。

五、建立多元化的考核體系

為了把教學的過程與結果有機地結合起來，應建立多元化的考核體系，以達到全面考核學生知識掌握情況的目的。例如，課程成績中卷面成績占70％，平時成績占10％，實驗成績占10％，平時作業(每章交一次作業)占10％，其中實驗成績由實驗課的老師根據每個學生在實驗中的認真程度和與其他同學的協作情況，對實驗方法、儀器操作的熟練程度和實驗結果的真實性、可靠性以及實驗報告撰寫的規范性和實驗數據分析處理能力等進行評定。

(責編 吳筱)