新建本科院校應用型化工人才儀器應用能力的培養和提升

陳毅挺 黃露 李艷霞 林棋

摘要：文章針對新建本科院校應用型化工人才培養在儀器使用和管理能力提升中遇到的問題，從教學內容、教學環境、教學模式、考核方式等幾個方面開展教學改革，以提高儀器教學的覆蓋度和授課效率，激發學生的學習興趣，為相關教學改革提供一些思路。

關鍵詞：儀器應用能力;應用型化工人才;立體化教學環境

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）52-0215-02

隨著我國教學科研水平的快速提升，越來越多的現代儀器進入高校。這些儀器功能強大，可應用的學科范圍較廣，同時隨著福建省乃至全國化工、制藥等行業的高速發展，地方企業需要擁有一批能操作、管理大型儀器，并進行產品研發的高級人才。因而新建本科院校以服務地方經濟為出發點，對于儀器使用與管理人才的培養就顯得尤為重要[1-3]。

一、教學內容的充實

新建本科院校培養的應用型化工人才要結合當地企業實際，企業不僅僅要求員工能操作儀器設備，還希望儀器使用人員具備一定的維護和保養的能力。因此，課程組從兩方面入手進行調整：一方面修訂了專業培養計劃，將儀器分析、現代測試技術、農殘分析等課程有機組合，不重復授課內容，條理上層層遞進，比如將儀器分析課程中原來的質譜、核磁等內容移到現代測試技術等課程中;另一方面，由于教學內容的整合，節約了各課程原有內容的授課時數，就可以在各門相關課程中充實教學內容，將理論教學和實踐教學相結合，適當地增加有關儀器、儀表可靠性評價、硬件維護等方面的講授和訓練，以增強學生在儀器日常維護和微小故障排除方面的能力。同時選取了部分學生，嘗試讓他們參與部分儀器的管理和維護工作，與儀器設備“親密接觸”，從多角度理解儀器的相關知識。實踐證明，這部分學生在完成儀器維護工作的同時，也明顯地提高了儀器應用能力，甚至承擔了一些大型儀器的樣品測試工作。另外，讓這部分學生“以點帶面”，以他們為骨干，組建若干的團隊，完善儀器各方面的知識儲備。

二、立體化教學環境的構建

目前，學生獲取知識的渠道已經多樣化，再依靠以往課堂傳授的方法，已經無法解決日益增加的相關知識內容與不斷減少的授課時數之間的矛盾。課程組通過立體化教學提倡自主學習，樹立以學生為本的教育理念，從空間和時間上立體化地構建引導學生整體能力提高的教學環境。具體包括兩個方面：一是空間上立體化學習環境的構建。學生可以從課堂、實驗室、網絡這一立體化的學習環境中獲取知識和技能。依靠學校的網絡教育平臺，將收集、制作并整理的國內外有關儀器訓練的多媒體資料提供給學生。學生通過這些教學資料對自身預習的結果進行檢驗，并在實驗后隨時進行復習，從而加深對儀器結構和實驗操作的理解，彌補由于課時壓縮帶來的課堂教學內容無法面面俱到的問題[4]。這些工作也可以與現在廣為使用的“慕課”相結合，適時地為學生推薦一些關于儀器操作、維護、分析方法開發的“慕課”視頻，讓學生從多角度認識、學習相關知識。二是學習時間上的立體化，將翻轉課堂引入教學中[5]。但是據課程組調查，如果沒有實行一些措施，學生在儀器使用之前進行預習的比例并不高。為了更好地引導學生開展實驗教學前的學習，我們設置了“半被動式”和“主動式”相結合的方式。通過教學平臺，時刻把握學生自學的情況，在教師能有效量化掌握并督促學生學習進度的前提下實現學生自主學習。例如針對自學時間較少、進度較慢的同學，除了在網上給予一定提醒外，還會在實驗開展前的課堂教學活動中進行針對性的提問，并將提問結果作為形成性考核成績的一部分，以促使學生重視預習。

三、實驗課堂教學方式的改進

在傳統的教學過程中，一般是教師先介紹儀器原理、儀器主要結構、操作流程、數據處理方式等，同時進行一些操作演示，然后學生再正式開始進行實驗。這里就出現了兩個問題：從學生角度來看，教師授課明顯地擠占了學生的實踐操作時間;從教師角度來看，受儀器套數限制，儀器分析實驗往往使用循環實驗的方式，這樣隨著學生組數的增多，教師重復講解，工作量大，往往導致后面幾組教師由于精力不足使得集中講解效果變差的情況出現。

針對這個問題，本文適當地改進了實驗課堂的教學方式，在幾個層次上進行了教學改革：首先，教師通過實驗教學前的一些簡單提問來考查學生對于儀器和實驗的掌握情況。其次，由于實驗時間所限，往往儀器操作的對象是一些教師配制的簡單樣品，而這與生產實踐中遇到的實際樣品相差甚遠。為了解決這個問題，我們提出了教學的第二層次，即在實驗進行間隙，比如等待儀器穩定或者等待數據產生的過程中，教師結合當前實驗對諸如國家或行業標準中的相應分析方法進行剖析，將所涉及儀器的原理、儀器大致結構、定性定量方法、可能存在的干擾及對應的消除方法等知識穿插其中，讓學生對所學知識如何運用于生產實踐有具體和感性的認識。為了提升學生的學習興趣和主觀能動性，可以結合近期的社會、科技新聞或熱點，例如通過曾經全民關注的“三聚氰胺奶粉”事件，剖析國家關于奶制品中的三聚氰胺檢測標準、方法中涉及的儀器知識，讓學生認識到原來我們學的知識可以這樣用，而且可以這么貼近生活。在以上教學的基礎上，教師還可以通過提出某些物質的檢測要求，讓學生根據實驗條件和自身知識儲備，選擇合適的儀器與檢測方法，從而形成教學上的第三個層次——學以致用。這部分教學可通過與學生在實驗過程中開展討論，或者安排該內容作為實驗報告的一部分等方法，體現學生對知識內化的成果。這樣，教師就可以將重點集中在展示儀器實體結構以及操作注意事項上，不再涉及儀器原理、數據處理方式等，從而節約了實驗教學的時間，有效地提高了教學的質量和效率[5]。學生通過大量的交流，真正理解了儀器的原理和操作步驟，把更多的時間讓給學生進行儀器操作訓練，甚至是“創造性操作”（即學生沒有完全依據實驗講義，而是對實驗操作流程進行改動，甚至自行設計并開展一些講義上未曾介紹的操作，這是任課教師必須大力支持與提倡的。）。實驗開展過程中，教師可以將以往只是用于等待、觀察學生操作的時間充分利用起來，與學生進行實驗相關交流，加深學生將所學知識運用于生產實踐的具體和感性認識。這些都有助于培養學生的創新能力和自主研發能力，并有望解決一直困擾大型儀器設備開放實驗開展的怪圈，即怕儀器壞，不給學生用;而學生沒有自行使用過，一用儀器就容易壞的惡性循環。

四、考核重過程

以往相關課程的考核注重的是期末卷面成績，如何全面地評價學生的知識掌握情況一直是困擾各門課程任課教師的問題之一。目前，我們逐漸在相關課程中推廣形成性評價，即在教學過程中即時、動態、多次對學生實施的評價，注重及時反饋，以強化和改進學生的學習。學習成績評定體系包括形成性和終結性評價兩個方面，形成性評價內容可以包括學生學習過程中的平時作業、測驗、實驗開展、專題討論、平時學習等;終結性評價可以是以期末考試的形式來完成，考試的形式可以是書面考試，也可以是上機操作考試。對于包含儀器操作實驗的課程，為了提高學生的儀器應用能力，需要大幅度提高實驗部分成績在課程總評中的比例。

五、結語

通過在教學中積極營造優良的教學環境，構建新型教學模式，充實教學內容，并推進形成性考核，學生在儀器設備使用、維護方面的能力有所加強，有效提高了學生對儀器的認識和理解，提升了學生儀器應用方面的綜合能力。對新建本科院校的課程建設和人才培養方案的修訂提供了一些思路和可借鑒的經驗。

參考文獻：

[1]馬品一，魏士剛，王興華，等.“產、學、研、用”一體化儀器分析實驗教學改革的探索與實踐[J].化學教育，2018，39（4）：25-28.

[2]辛艷青，王昆侖，宋淑梅，等.大型儀器設備實驗教學的幾點思考[J].教育教學論壇，2018，（35）：279-280.

[3]張學驁，張森.大型儀器設備與人才培養的思考[J].高等教育研究學報，2016，39（3）：103-108.

[4]贠冰，孫建林，熊小濤，等.虛擬仿真實驗在大型儀器設備開放共享中作用的探討[J].實驗技術與管理，2015，32（10）：119-121.

[5]陳毅挺，黃露，李艷霞，等.翻轉課堂在儀器分析實驗教學中的應用[J].大學化學，2016，31（12）：26-30.