儀器分析課程教學(xué)現(xiàn)狀分析及改革思考

高冬梅 靳淼 白潔 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院

儀器分析課程是石油化工技術(shù)、制藥工程等專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課，主要通過光譜分析、色譜分析、電化學(xué)分析原理進行物質(zhì)定性、定量分析。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠理解常用分析儀器的工作原理及基本結(jié)構(gòu)，進而培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)分析對象選擇合適分析方法及熟練操作各類常用分析儀器的實踐操作技能。而由于儀器分析課程具有原理抽象、實踐性強的特點，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中普遍存在理解困難、缺乏學(xué)習(xí)興趣等問題。因此，本文對儀器分析課程教學(xué)的現(xiàn)狀和改革思路進行了分析和探討。

一、儀器分析課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.教學(xué)模式默守陳規(guī)

儀器分析課程的理論教學(xué)，主要講授各類分析儀器基本原理、儀器結(jié)構(gòu)和分析方法，且涉及分析方法具有種類多、差別大、邏輯性不強、內(nèi)容抽象的特點。而目前對于課程理論知識，老師大多采用多媒體教學(xué)，課堂呈現(xiàn)出“傳遞-接受”的灌輸式教學(xué)狀態(tài)，導(dǎo)致學(xué)生對原理方法只能靠抽象思維來理解，這種默守陳規(guī)的教學(xué)模式極大的降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.實踐教學(xué)資源極度匱乏

儀器分析課程具有理論與實踐并重的特點，高職學(xué)生學(xué)習(xí)儀器分析不僅需要掌握必備理論知識，更需要掌握各類分析儀器的操作技能。而儀器分析課程所涉及各類分析儀器價格昂貴、體積大，因此絕大部分職業(yè)院校受資金、擺設(shè)場地的限制，所擁有的大型分析儀器數(shù)量無法滿足日程教學(xué)需求。所以儀器分析課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出了“老師演示，學(xué)生觀看”的狀態(tài)，學(xué)生的儀器操作技能無法得到有效訓(xùn)練。

3.實踐教學(xué)與理論教學(xué)時間安排不合理

目前，大多儀器分析課程理論與實踐教學(xué)安排方式為先理論后實踐，二者難以同步進行，理論教學(xué)環(huán)節(jié)與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)間隔時間過長，使學(xué)生在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)時理論知識點記憶不清晰。而面對較為復(fù)雜的大型分析儀器，學(xué)生本就有畏難心理，在理論基礎(chǔ)不扎實的情況下，學(xué)生更是對操作表現(xiàn)出“老虎吃天無從下手”的狀態(tài)，使實踐教學(xué)效果大打折扣。

4.實踐教學(xué)模式陳舊，內(nèi)容單一

高職院校實踐教學(xué)模式主要是老師制定方案，學(xué)生執(zhí)行方案，這種模式下，學(xué)生只需要按照實驗步驟完成實驗內(nèi)容即可，在整個過程中，學(xué)生只是機械的完成實驗方案的驗證工作，不需要考慮為什么，這種模式極大的限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

而且因為儀器分析課程所用大型儀器價格昂，以及學(xué)生理論知識掌握不扎實的原因，教師在選擇實驗內(nèi)容時會避免復(fù)雜實驗的選取，大多會選擇簡單、重復(fù)性高的實驗內(nèi)容，單一的實驗內(nèi)容缺乏綜合性、系統(tǒng)性以及創(chuàng)新性，這樣既降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也不利于學(xué)生對知識的掌握與創(chuàng)新。

二、儀器分析課程教學(xué)改革方向與思路

1.創(chuàng)新教學(xué)模式，突出學(xué)生的主體地位

借助互聯(lián)網(wǎng)資源，創(chuàng)新教學(xué)模式，打破以往老師說教或演示的傳統(tǒng)教學(xué)模式，突出學(xué)生在教學(xué)活動中的主動性。例如在講授理論知識時，可以分課前、課中、課后三個階段進行。課前學(xué)習(xí)任務(wù)由學(xué)生獨自完成，課中老師根據(jù)學(xué)生課前學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況，解決“疑難雜癥”，突出重、難點，課后老師結(jié)合課前、課中綜合學(xué)習(xí)情況，布置課后學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生完成課后學(xué)習(xí)任務(wù)。課前、課中、課后三個階段老師和學(xué)生借助互聯(lián)網(wǎng)及時交流溝通，學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)不斷反饋給老師，老師根據(jù)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)不斷調(diào)整教學(xué)策略與教學(xué)內(nèi)容，這樣就扭轉(zhuǎn)了學(xué)生跟著老師走的狀態(tài)，而是變成了老師根據(jù)學(xué)生實時學(xué)情以及學(xué)習(xí)需求進行教學(xué)，整個教學(xué)過程中，學(xué)生是主體，老師則成了真正意義上的答疑解惑之人。

2.引入虛擬仿真技術(shù)，緩解資源匱乏現(xiàn)狀

虛擬仿真技術(shù)是一種借助人機交互、網(wǎng)絡(luò)、人工智能、傳感等多種技術(shù)手段，通過計算機用一個系統(tǒng)模擬另一個真實系統(tǒng)的技術(shù)。該技術(shù)自20 世紀(jì)40 年代誕生以來，在高職教育的各類專業(yè)課程的教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。

在儀器分析課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)引入虛擬仿真軟件，能夠高度還原幾大類常用分析方法的儀器工作原理及分析操作流程。教師講授理論課時，將仿真軟件引入課堂，對照仿真軟件講解儀器原理、操作流程，能讓學(xué)生更加直觀的理解、掌握理論知識，為實體儀器操作奠定堅實基礎(chǔ)。分析儀器虛擬仿真軟件具有經(jīng)濟實用、安全可靠等特點，大部分院校具備籌建虛擬仿真實訓(xùn)室的能力，且后續(xù)維護容易。學(xué)生使用仿真軟件訓(xùn)練時，不需要耗費貴重試劑，不必擔(dān)心損壞儀器，可以隨時隨地練習(xí)，這樣就能夠極大的提高學(xué)生練習(xí)效率和老師的教學(xué)效率，也有效緩解了實體儀器資源匱乏的現(xiàn)狀。

3.合理安排理論與實踐教學(xué)，實現(xiàn)實踐與理論一體化

針對目前儀器分析課程理論與實踐教學(xué)時間不銜接的問題，可以通過借助不同資源形式將實踐教學(xué)內(nèi)容穿插于課前、課中、課后各個階段的方式來解決。課前使用儀器及儀器操作相關(guān)的3D 動畫資源，給學(xué)生以直觀印象；課中引入分析儀器仿真軟件，對照軟件講理論和操作；課后學(xué)生根據(jù)課前、課中的基礎(chǔ)知識，繼續(xù)利用仿真軟件練習(xí)操作，鞏固理論，學(xué)生熟練掌握儀器操作流程后趁熱打鐵，直接安排本次理論課對應(yīng)的實踐內(nèi)容，這樣在有效避免理論與實踐內(nèi)容無法銜接的同時，也提高了學(xué)生對理論知識、儀器操作的理解和掌握水平，并順利完成實踐教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)了理論與實踐的一體化教學(xué)。

4.創(chuàng)新實踐教學(xué)模式，優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容

實踐教學(xué)是學(xué)生鞏固理論知識、培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力的重要環(huán)節(jié)，為了能充分發(fā)揮實踐教學(xué)在學(xué)生學(xué)習(xí)活動中的重要作用，教師需不斷創(chuàng)新教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，徹底改變“老師制定方案—學(xué)生驗證方案”的現(xiàn)狀，有效培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、綜合思維能力及創(chuàng)新意識。

實踐教學(xué)模式以操作技能訓(xùn)練為基礎(chǔ)，大膽創(chuàng)新。如李郤里教授的“課堂講授儀器分析工作原理+ 現(xiàn)場操作儀器分析測試+ 基于項目的綜合性儀器分析設(shè)計”三段式實踐教學(xué)模式，階梯式的對學(xué)生理論學(xué)習(xí)、實驗操作以及研究創(chuàng)新三個層面的能力進行培養(yǎng)。在此模式基礎(chǔ)上，理論課階段可適當(dāng)穿插實踐課內(nèi)容，既可幫助學(xué)生理解理論知識，又能使學(xué)生初步了解實踐教學(xué)內(nèi)容，為后續(xù)實踐教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

而實驗內(nèi)容優(yōu)化可在該模式的最后階段實現(xiàn)，學(xué)生經(jīng)過前兩階段的學(xué)習(xí)，已經(jīng)對分析方法有了初步認識，在該階段，老師可借助生活、生產(chǎn)實例，給出實踐教學(xué)方案的總體方向，學(xué)生自行制定綜合實驗方案，老師審核優(yōu)化后，學(xué)生實施方案，這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)、實驗興趣，也增強了學(xué)生的創(chuàng)新能力及專業(yè)實踐能力，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索的精神和勇氣，形成踏實、嚴(yán)謹(jǐn)好習(xí)慣。

三、結(jié)束語

儀器分析課程作為高職院校藥物分析、石油化工等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，既要培養(yǎng)學(xué)生的理論學(xué)習(xí)能力，更要培養(yǎng)學(xué)生熟練的儀器操作能力。因此在儀器分析課程教學(xué)中，需要針對目前儀器分析課程教學(xué)現(xiàn)狀問題，不斷通過教學(xué)模式改革、教學(xué)資源更新、信息技術(shù)應(yīng)用等方式改革創(chuàng)新，為現(xiàn)代職業(yè)教育的高水平發(fā)展助力。