基于應用型人才培養的儀器分析課程改革

徐肖邢，翟 春，汪學英，尹 凡

（常熟理工學院 化學與材料工程學院，江蘇 常熟 215500）

儀器分析是人類了解自然世界和從事科學研究工作的重要手段?！皟x器分析”課程作為常熟理工學院化學、應用化學、食品質量與安全、生物工程等專業本科生基礎主干課程之一，在培養學生理論與實踐相結合，實現應用型人才培養目標方面具有重要作用。本課程的特點是內容眾多，涉及學科較廣，理論基礎、分析原理及應用領域等各不相同，同時各領域發展迅速，知識量大。如何針對應用性本科教學特點［1］，改革教學手段和教學方法，對于提高課程教學質量和教學效果至關重要。

一、按照應用型人才的培養定位，優化課程教學目標

按照“夯實理論基礎，注重應用實踐，培養創新精神”的教學理念和“專業教育與素質拓展、理論教學與實踐教學、共性提高與個性發展相結合”的原則，對課程教學大綱進行審定，優化課程教學目標和明確課程教學要求，以更好地符合應用型人才培養要求。（1）以適應社會需求為目標，以應用為主旨，構建“儀器分析”知識、能力和素質一體化的課程教學目標。既考慮知識系統性和學科前沿性要求，又注意體現應用型人才培養的實踐特性。（2）調整“儀器分析”課程的教學要求。簡化公式推導和儀器結構，突出方法應用，重點放在培養學生應用儀器分析的基本原理、基礎知識解決實際成分、限量元素和有害成分檢測監控等能力上，放在學生掌握各種分析儀器方法的特點，針對不同分析對象選擇合適的分析方法以及數據處理能力上。（3）分類制訂“儀器分析”課程教學大綱。根據不同專業對儀器分析教學內容和在應用型人才培養上的不同要求，結合專業的特點，有的放矢有所側重，分大類制訂與不同專業培養目標相適應的“儀器分析”課程教學大綱。

二、按照應用型人才培養目標，優化課程教學設計

課程教學設計是依據教學目標，提出階段性的學習任務，選擇合適的教學內容與有效的教學形式，確定評價學習結果的方案，達到優化的教學效果的系統決策過程［2］。我們在分析應用型層次學生特點的基礎上，考慮學科知識的相對系統性與縱深度以及內容的應用性與先進性，對“儀器分析”課程教學內容進行設計，以基本原理、分析儀器、方法應用為主線，將理論課內容整合為“色譜分析”“電化學分析”“光譜分析”三大模塊，并根據學生的認知水平以及影響學習的其他因素，如興趣、動機等，采用恰當的教學方法，培養學生主動的、深層次的終身學習能力，同時通過實驗課教學，鞏固和提高學生儀器分析方法的理論知識水平和實驗操作技能，培養學生分析問題和解決問題的能力。

積極推進以教學素材的研究與設計→教學內容的整合與凝練→教學方法的探究與開放→教學過程的有效與優化為主線的研究式教學流程，引導和激發學生學習與探究的興趣，同時注意處理好具體與抽象、整體與局部、知識與方法、結果與過程的關系。在教學方法上堅持探究性和開放性，如在重要知識點的教學中，充分結合歷史背景、典型案例、生產實際需要，以問題為基礎進行討論，啟發學生積極思考，揭示事物的本質，最終達到掌握知識和學以致用的目的。在章節教學結束后，從原理、方法、儀器、應用等多方面進行縱向及橫向比較，加強學生對原理、方法、規律和應用之間的聯系，引導學生把握學科的思維方式和研究方法。教學組織形式采用課內與課外、研究性教與研究性學有機融合、開放互動式的組織形式，同時依托Blackboard網絡課程教學平臺，通過虛擬、仿真等網絡技術手段，為學生提供了更豐富的學習資源和更廣闊的學習空間。

三、按照應用型人才培養要求，強化實踐教學環節

突出“應用”，是應用型本科教育的核心，實踐能力強是應用型人才最本質的特征。為此，我們對儀器分析實踐環節按照基礎教學、綜合提高、課外實踐和考工考級四大模塊進行整體設計，同時依托基礎化學實驗中心、大學生課外科技創新平臺，提高學生的創新意識、實踐能力和綜合素質。

儀器分析實驗獨立設課，按照基礎實驗、綜合實驗、設計研究實驗三個層次安排教學內容，既涵蓋儀器分析實驗的基本原理及操作技能，又兼顧各學科之間的聯系和滲透，并結合學校分析儀器設備建設情況及教師新的研究成果和社會熱點問題，增添了密切聯系生產、生活實際的教學內容。如“牛血清白蛋白的光譜分析綜合實驗”就是教師科研與畢業論文指導實踐相結合的成果［3］，本實驗將紫外、紅外和熒光分光光度計三種光學儀器的操作和應用融合到一個實驗中，鞏固了發射/吸收光譜、猝滅、紅移/藍移、構型/構象、蛋白質結構、配位化合物和化學鍵等基礎知識，熟練了光學儀器的基本操作，提高了學生綜合運用譜學知識分析表征化合物結構的能力，提升了學生對儀器分析過程的復雜性、樣品前處理要求的特殊性以及分析試樣的選擇性的全面認識，進一步鞏固和拓展了學生專業知識技能，提高了學生綜合素質。

本課程的教學改革實踐對推進大學生第二課堂教學起到了積極的作用。以“導師制”為紐帶，指導學生參與教師科研、大學生創新計劃、課外科技活動、創業計劃競賽等課外實踐活動，促進學生知識、能力、素質的協調發展，取得了一批成果。其中“硫堇修飾的癌胚抗原CEA免疫傳感器的研制與應用”在全國第十一屆大學生“挑戰杯”中獲三等獎，在江蘇省第十一屆大學生“挑戰杯”課外科技作品競賽中獲二等獎。

突出應用型本科院校培養應用型人才目標，推進校地互動，如與世界500強之一的諾華制藥共建實驗室，與阿托公司共建實驗分析測試中心，實現資源共享。利用搭建的平臺開展儀器分析技術培訓和考工考級，提高了畢業生的競爭力。

四、根據應用型人才學習需求，建設輔助教學平臺

以網絡技術和媒體技術為手段，以學生個性化、自主性學習為途徑，以優質教學資源的共享為特征，依托Blackboard教學平臺，積極開展以課程體系、課程內容、課程資源、輔助教學、網上輔導等為主要內容的儀器分析網絡課程建設。通過構建以“學前指導→課程學習→實踐應用→測試反饋→拓展學習”為主線的自主學習流程，實現了教學內容個性化、學習路徑柔性化。網絡課程的建設與使用不僅拓展了課堂學習，為教學提供了新的平臺，而且為實現個性化學習、選擇性學習、合作與競爭學習提供了可能，極大地方便了各類學生的不同需求，使課堂教學在課后得到了有效的延伸。通過網絡課程提供的學法指導、范例學習、典型例題分析、知識介紹，開闊了視野，培養了學生的能力和素養。通過網上輔導答疑系統、在線討論和交流，實現了開放式、交互式教學。

為了克服儀器分析實驗教學中大型儀器臺套數少，學生動手實踐機會少的矛盾，輔助教學平臺運用虛擬、仿真等網絡技術手段，對分析測試中心大型實驗儀器結構、原理、基本操作進行模擬及示范，以掌握標準實驗操作方法。學生們普遍反映：“輔助教學平臺方便了學生的學習，在線討論和答疑的形式多樣，內容豐富；虛擬實驗、仿真實驗使枯燥的課程內容變得生動有趣；在線測試有利于檢驗自己的學習狀態；知識拓展欄目豐富，擴大了視野；考研導航能讓學生及早了解信息，提前進行準備?！?/p>

五、以教學研究與科學研究促進應用型人才的培養

本課程組教學團隊具有學歷和職稱層次高、結構合理、教學成熟、發展后勁足的特點。在長期的教學改革實踐中，團隊始終把教學改革與科學研究相結合，理論研究與實踐推廣相結合，合作共享與培育特色相結合，標志性教學成果的培育與應用型人才培養相結合，顯著地提高了團隊的綜合實力。目前課程團隊9位教師中，有教授4人，副教授2人，博士3人，碩士5人。課程組負責人為江蘇省第六屆教學名師獎獲得者，1人入選江蘇省級中青年學術帶頭人培養對象，2人分別入選學校中青年學術帶頭人和中青年學術帶頭人培養對象，1人被南京恒越光電有限公司和蘇州瑞思特儀器有限公司聘為技術總監。

課程組團隊依托學科優勢和重點實驗室，參與國家、省、市自然科學基金項目的研究，為人才培養提供了堅強有力的支撐。通過科學研究與教學研究的互動，將教研成果、科技成果轉化為教學優勢資源，滲透于理論教學、實驗教學、實習與畢業論文等環節，增強了教學過程的吸引力，實現了科研向教學的多方位轉化。部分前沿基礎課題和應用基礎課題經論證后分別列為研究型實驗課題和學生創新小組研究課題，并通過大學生創新計劃、課外科技活動、創業計劃競賽等載體，促進了學生的個性發展與素質提升。部分研究成果經過教學實踐，被逐漸改造為綜合性設計性實驗課題，已編入我們主編出版的“基礎化學實驗”教材之中［4］。

六、結束語

幾年的教學實踐，儀器分析課程的教學改革獲得了可喜的成果，取得了較好的人才培養效益。但還存在一些需要改進或繼續建設的問題，主要表現在由于受儀器等硬件設備限制，還不能很好滿足自主設計性實驗和開放實驗性實驗的需求，“雙師型”教師的培養以及與企業的交流與合作還需進一步加強。課程團隊將牢固樹立和認真落實科學發展觀，進一步強化以學生為本，知識傳授、能力培養、素質提高、協調發展的教育理念和以實踐能力、創新能力、探索精神培養為核心的實踐教學觀，開拓創新，培養和造就更多的適應性強、高素質的應用型創新人才。

［1］陳小虎，屈華昌，邵波.教學應用型本科院校的辦學理念及其路徑選擇［J］.中國大學教學，2005（2）：58-60.

［2］馬建榮，錢國英，徐立清.論應用型本科人才培養目標下的課程教學設計——從學科邏輯向問題邏輯轉化的視角［J］.中國高教研究，2011（4）：88-91.

［3］陳旸，徐肖邢.牛血清白蛋白光譜分析綜合實驗的設計［J］.實驗技術與管理，2011，28（8）：151-153.

［4］李巧云，徐肖邢，汪學英.基礎化學實驗（無機及分析化學部分）［M］.南京：南京大學出版社，2007.