《現(xiàn)代儀器分析》實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改進(jìn)與思考

李貴 魏華 楊永斌 龍華 張曉蓉

摘 要：文章以吉首大學(xué)生物類專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“硒的制備及其原子熒光法檢測(cè)”為例，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和方式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)成績(jī)考評(píng)等方面開展了《現(xiàn)代儀器分析》實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)實(shí)踐、改進(jìn)及思考。課題組嘗試以大實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目形式將《現(xiàn)代儀器分析》實(shí)驗(yàn)和《天然產(chǎn)物成分檢測(cè)》實(shí)驗(yàn)深度融合，以實(shí)驗(yàn)小論文形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)，首次進(jìn)行了產(chǎn)學(xué)融合型實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，以全面提高該專業(yè)高級(jí)應(yīng)用型人才培養(yǎng)能力。

關(guān)鍵詞：生物類專業(yè);儀器分析;成分檢測(cè);實(shí)驗(yàn)教學(xué);改進(jìn)與思考

為實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)和中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)，新時(shí)期，黨中央、國(guó)務(wù)院做出了建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科的重大戰(zhàn)略決策，其中落實(shí)人才的培養(yǎng)尤為重要。習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治理論工作會(huì)議上指出：辦出世界一流大學(xué)，必須牢牢抓住全面提高人才培養(yǎng)能力這個(gè)核心點(diǎn)。國(guó)務(wù)院發(fā)布的《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》在頂尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面也要求堅(jiān)持立德樹人，突出人才培養(yǎng)的核心地位。

地處生物多樣性顯著的武陵山區(qū)腹地的民族地方高校吉首大學(xué)，以“雙一流”建設(shè)為契機(jī)，將“立人教育”作為其人才培養(yǎng)的核心理念，加快推進(jìn)民族地區(qū)高水平大學(xué)的建設(shè)。地方高水平大學(xué)的建設(shè)，要為學(xué)生成長(zhǎng)成才創(chuàng)造良好的環(huán)境和教學(xué)科研條件。這就要求專業(yè)課程體系設(shè)置、師資隊(duì)伍配備、辦學(xué)條件配置等都圍繞學(xué)生綜合能力達(dá)成行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求這一核心任務(wù)展開。為更好地適應(yīng)學(xué)校面向地方、面向基層培養(yǎng)“具有人文精神、科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、務(wù)實(shí)作風(fēng)和國(guó)際視野”的“下得去、用得上、留得住、干得好”的高級(jí)應(yīng)用型人才的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，本課題在進(jìn)行了初步探索的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)2017級(jí)生物工程專業(yè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)，如加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程之間的聯(lián)系，將《現(xiàn)代儀器分析》和《天然產(chǎn)物成分檢測(cè)》實(shí)驗(yàn)合并為《儀器分析和天然產(chǎn)物成分檢測(cè)》實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐;增強(qiáng)教師力量，合并后的實(shí)驗(yàn)課程以8個(gè)大實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目形式進(jìn)行集群重組;以學(xué)生能力培養(yǎng)為中心，進(jìn)行綜合能力的自我重塑等。現(xiàn)以2017級(jí)生物專業(yè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“硒的制備及其原子熒光法檢測(cè)”為例，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法方式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)成績(jī)考評(píng)的改進(jìn)及實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)價(jià)等方面來進(jìn)行闡述。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和方式的改進(jìn)

首先，將現(xiàn)代教育信息技術(shù)的元素積極引入和應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，包括線上線下多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及微信等遠(yuǎn)距離通信技術(shù)等。現(xiàn)代教育信息技術(shù)的引入和應(yīng)用，顯著提高了教與學(xué)的效率，使得實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有效延伸至第二課堂，而不再局限于有限的上課空間。如“硒的制備及其原子熒光法檢測(cè)”，學(xué)生在收到線上學(xué)習(xí)資料和學(xué)習(xí)任務(wù)后，預(yù)先進(jìn)行線上學(xué)習(xí)和交流溝通，然后積極自主地開展樣品中硒的供試品溶液的制備、熒光分析法等的資料檢索，并通過小組視頻討論等方式分析比較和匯集小組意見，制訂分析方案。因此，現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用極大地便利了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展。

其次，以學(xué)生為中心的引導(dǎo)式教學(xué)得到進(jìn)一步加強(qiáng)。以“硒的制備及其原子熒光法檢測(cè)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，我們將之前的課堂視頻教學(xué)—實(shí)驗(yàn)方案與步驟講解—開展實(shí)驗(yàn)—點(diǎn)評(píng)與小結(jié)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式，通過引導(dǎo)式教學(xué)進(jìn)一步擴(kuò)展為“通過課前視頻教學(xué)了解基礎(chǔ)，以文獻(xiàn)檢索、小組討論匯集眾智來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，聯(lián)系專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，修改完善實(shí)驗(yàn)方案細(xì)則，開展實(shí)驗(yàn)，以小論文形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)匯報(bào)”。跟以前的實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備妥當(dāng)，只需要學(xué)生來實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，完成實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容的訓(xùn)練相比較，教師主導(dǎo)的分量在逐漸減少，而更多的是以學(xué)生綜合能力的自我塑造為主。在整個(gè)過程中，教師重視學(xué)生的主體地位，積極引導(dǎo)其在已有知識(shí)基礎(chǔ)上開展新的構(gòu)建式學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性培養(yǎng)其主人翁精神。當(dāng)學(xué)生把這當(dāng)作自己的事情來開展，責(zé)任意識(shí)就更強(qiáng)了。

再次，學(xué)研產(chǎn)結(jié)合，協(xié)同育人。具體而言，通過之前生物、藥學(xué)等專業(yè)的單位實(shí)習(xí)和工廠見習(xí)中同社會(huì)相關(guān)研究單位和企業(yè)等建立起來的初步聯(lián)系，我們?cè)谶M(jìn)行“硒的制備及其原子熒光法檢測(cè)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，這種聯(lián)系就得到進(jìn)一步加深。這是因?yàn)榍皫讓梦覀冇梅肿訜晒夤庾V儀測(cè)定硒含量時(shí)，需要用到一種進(jìn)口的昂貴DAN試劑。本次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生比較檢測(cè)方法后，決定采用“原子熒光法”來測(cè)定，這可節(jié)省很大的試劑消耗，而學(xué)生曾經(jīng)見習(xí)的專業(yè)機(jī)構(gòu)湘西食品藥品檢驗(yàn)所就能夠開展該項(xiàng)目的專業(yè)檢測(cè)，于是擬聯(lián)系其簽訂教學(xué)合作協(xié)議，聯(lián)合對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)素質(zhì)能力培養(yǎng)。通過學(xué)院的支持和實(shí)驗(yàn)教師積極的溝通交流，有幸獲得食品與藥品檢驗(yàn)所的大力支持和幫助。這樣通過學(xué)校、社會(huì)協(xié)同育人，便使得學(xué)生在本實(shí)驗(yàn)課程中首次實(shí)現(xiàn)了學(xué)研產(chǎn)高度融合，2017級(jí)生物專業(yè)的學(xué)生接觸和熟悉了專業(yè)機(jī)構(gòu)開展相關(guān)檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)操作及流程，對(duì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、專業(yè)性等有了切身體會(huì)，同時(shí)這也為民族地區(qū)的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供了又一次真實(shí)環(huán)境的模擬和實(shí)踐。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)

在實(shí)驗(yàn)材料的選擇方面，本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也變得豐富多樣，包括學(xué)院教師們感興趣的樣品、在研項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)材料，在市場(chǎng)上買到的富硒食品和果蔬類產(chǎn)品，如茶葉、地瓜、獼猴桃等，均可納入本次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)方面，學(xué)生先查閱資料，各組討論后共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案以制備供試樣品溶液和進(jìn)行硒元素的原子熒光法檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)完成后與專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方案進(jìn)行比對(duì)，讓大家找到并縮小實(shí)驗(yàn)課程與專業(yè)檢測(cè)的實(shí)際差距。在實(shí)驗(yàn)樣品的制備方面，由以前的常規(guī)加熱消解法改變?yōu)槲⒉ㄏ夥ǎ踩铜h(huán)保;在檢測(cè)儀器的選擇方面，考慮到在熒光光度儀的課程教學(xué)中已經(jīng)有教師進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，同時(shí)檢測(cè)時(shí)需要進(jìn)口的反應(yīng)試劑及實(shí)驗(yàn)成本等，我們運(yùn)用國(guó)標(biāo)中的第一種方法原子熒光法來進(jìn)行硒元素的測(cè)定。通過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新與統(tǒng)籌，學(xué)生的科研能力與素質(zhì)得到了提升，實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)統(tǒng)籌能力得到了錘煉，課程項(xiàng)目也得到有序開展。

三、實(shí)驗(yàn)成績(jī)考評(píng)的改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)成績(jī)考評(píng)分為廣義和狹義兩種。廣義的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考評(píng)體系通常包括：教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程掌握程度和綜合能力提升的評(píng)價(jià)、學(xué)生參與的對(duì)實(shí)驗(yàn)教與學(xué)過程的評(píng)價(jià)及教務(wù)對(duì)教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)完成程度的評(píng)價(jià)等。在這里我們主要從實(shí)驗(yàn)開展前后學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程掌握程度和綜合能力提升情況來進(jìn)行討論。本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“硒的制備及其原子熒光法檢測(cè)”為了更好地促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)，在實(shí)驗(yàn)成績(jī)考評(píng)中著重突出主觀內(nèi)在動(dòng)力的激發(fā)，課程掌握和能力提升要求學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)由實(shí)驗(yàn)報(bào)告轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)小論文的形式，對(duì)學(xué)生綜合能力的提升提出了更高要求，同時(shí)重視過程培養(yǎng)的重要性。如各位組長(zhǎng)除了需完成本身所分配的實(shí)驗(yàn)操作任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)中還需協(xié)調(diào)、組織本組成員開展實(shí)驗(yàn)，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，聯(lián)系培訓(xùn)單位教師，關(guān)注學(xué)生往返學(xué)校的交通安全，應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的突發(fā)情況等。若只在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行考評(píng)是無法進(jìn)行評(píng)價(jià)和判斷的。另外在學(xué)生參與的實(shí)驗(yàn)教與學(xué)過程的評(píng)價(jià)中，本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以課間討論、問卷調(diào)研、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目問答等方式主動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程調(diào)研，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和調(diào)整能力培養(yǎng)狀態(tài)，為本實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)項(xiàng)目的高效順利完成加油助力。

綜上所述，在學(xué)研產(chǎn)協(xié)同單位和學(xué)院的大力支持下，我院“硒的制備及其原子熒光法檢測(cè)”項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)教師和2017級(jí)生物專業(yè)的學(xué)生積極行動(dòng)，使得該項(xiàng)目得以順利開展和完成，達(dá)到了較好的課程教學(xué)效果，獲得了學(xué)研產(chǎn)單位專業(yè)人員的一致好評(píng)。在進(jìn)行的調(diào)研統(tǒng)計(jì)中，學(xué)生對(duì)新儀器設(shè)備的規(guī)范操作、務(wù)實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)過程、分工協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神、實(shí)事求是的科研素養(yǎng)及銳意進(jìn)取的創(chuàng)新精神等印象極其深刻，這正好與學(xué)校關(guān)于高級(jí)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求相符。實(shí)驗(yàn)教師雖然在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中引入了多媒體、微信等多種現(xiàn)代教育信息技術(shù)，但這只屬于現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的初級(jí)階段，是向著教育現(xiàn)代化的一個(gè)過渡，這之后有必要進(jìn)一步加強(qiáng)具有民族地方特色的翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)乃至線上線下金課的建設(shè)及學(xué)生非集聚等特殊情況下網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的嘗試。此外，本實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)各大實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目因在執(zhí)行中可能會(huì)額外增加較多的課余時(shí)間，這就要求各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間要做到有效協(xié)調(diào)和溝通，同時(shí)加強(qiáng)配套的開放實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)展項(xiàng)目訓(xùn)練與延伸等，進(jìn)行進(jìn)一步的探索和研究，以順應(yīng)新時(shí)代該課程教育現(xiàn)代化前進(jìn)的趨勢(shì)。

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