新時代背景下高校儀器分析實驗教學改革探索

周彩霞，徐富建

(西南民族大學化學與環境學院，四川 成都 610225)

隨著我國科學技術的快速發展，科技實力不斷提升，科學技術已然成為社會各項事業發展的重要基礎和動力，并推動我國經濟發展進入了一個新的時代。為了加快新時代社會的發展，推動科技創新，大學科學教育顯得更為重要。新時代下，國家社會對科學技術創新人才的需求日益強烈，為了滿足國家新時代的人才需求，教育作為“人的可持續發展”的重要條件，已承擔了培養符合新時代國家人才戰略需求的任務[1-2]。而不斷深化科學教育教學改革是培養科學創新高素質人才的重要途徑?；瘜W是科學領域的重要分支，關系到現代社會發展的方方面面，而且也與其它學科相互關聯，在教育改革中，重視化學教學十分重要。儀器分析課程是一門化學專業的基礎課程，是培養大學生進入科學信息領域的入門課。故而推進儀器分析課程改革是培養新時代下高素質科技人才的重要任務之一。

1 新時代背景下高校儀器分析實驗教學改革所面臨的挑戰

儀器分析作為化學領域的基礎課程之一，是分析研究化學組成、狀態和結構的重要手段之一，也是其它學科獲取化學信息的重要途徑[3]。儀器分析課程是向學生教授主要的儀器分析方法、儀器原理及科學研究應用，培養學生在化學科學研究方面的基本實驗素質和技能，間接樹立學生的科學觀念，提高學生的創新思維能力。目前，高校儀器分析課程教學仍舊存在著一些問題，在新時代國家人才戰略要求下，課程改革仍舊面臨較大挑戰。這些問題主要有：

1.1 教學方式單一，學生興趣不足

大學儀器分析課程主要分為理論課和實驗課，理論課程注重培養學生的理論知識積累，讓學生掌握儀器分析基本原理，為培養學生實驗操作和分析能力奠定基礎。理論課不僅涉及多種不同的儀器分析方法，主要包括原子發射光譜分析、原子吸收光譜分析、紫外光譜分析、紅外光譜分析、氣相色譜分析、液相色譜分析、質譜分析和核磁共振波譜分析等，還涉及相應的儀器組成和基本原理等。實驗課主要是在理論課的基礎上培養學生的操作能力、創新能力及分析能力，也是有效理解并熟練掌握理論知識的有效途徑，更是理論與實踐有機結合的重要環節。當前，儀器分析課程內容較多，課時有限，這導致了教學進度過快，缺少老師與學生間的互動時間，久而久之，學生就會滋生乏味枯燥的情緒，對課程逐漸缺少興趣，甚至厭惡枯燥的理論學習。再者，儀器分析部分課程較為難懂，方法原理錯綜復雜，光靠死記硬背、“填鴨式”教學難以讓學生真正理解并靈活運用。在有限的教學時間里，教學方式單一，死板枯燥，是導致學術厭學的主要原因之一。最后，儀器分析課程不能孤立理論課和實驗課，需將兩者有機結合起來，通過實驗實踐讓學生更好地理解理論知識，培養學生的實驗興趣。

1.2 實驗設施資源不足

實驗課程儀器分析課程不可或缺的重要組成部分，也是培養學生動手能力和思維創新能力的主要途徑。實驗課程重要的教學道具是實驗設施，而目前大部分學校里，由于學生基數大、教育經費不足及教師人才隊伍缺乏等原因，以致實驗室條件較差，基本儀器設施不夠，缺乏熟練的實驗工作人員等。這些直接影響了儀器分析實驗課的質量，也間接影響了對學生實驗興趣和創新能力的培養。此外，很多高校為了體現本校的科研實力，爭取更多的科研經費，大部分實驗設施主要用于研究生培養，這也使得本科生實驗教學缺乏足夠的儀器設施，特別是貴重的儀器設備。這對于培養學生獨立的實驗操作能力和理論知識運用能力是非常有限的。

1.3 實驗考核力度不夠

由于前面所提到的現實問題，一些高校不得不將主要考核力度偏向于理論教學。一般而言，儀器分析考核是考察學生對這門課程的學習情況及老師的教學情況，主要分為理論基礎考核和實驗考核。理論基礎考核主要通過筆試，實驗考核一般通過實驗操作來考核學生的動手能力、實驗分析能力及創新能力等。要培養學生的創新能力，引導學生實驗興趣，實驗考核需要足夠的力度。近年來，不少高校加大了實驗考核的比重，但是考核方式比較單一，考核效力依然有限。比如，學校只通過一次實驗和一份實驗報告來考核學生的實驗能力，這無法真正有效地體現學生的實際操作能力；實驗報告只注重原理、步驟和結果的機械撰寫，也無法培養學生的主觀能動性；實驗單單為了考核學生的機械操作，學生往往按照已定的實驗步驟進行，實驗報告只有數據記錄，缺乏對實驗現象的深入分析，等等。

1.4 科學學術道德重視程度不夠

儀器分析的實驗課堂中不僅要傳授學生基本的實驗技能，更要強調實驗科學的學術道德。目前，學術界違背學術道德的事件時有發生，樹立科學工作者高尚的學術道德必須從大學教育開始。學術道德教育也是營造良好的實驗氛圍及培養新時代高素質人才的重要方式?？茖W追求的是客觀真理，就必然要求實驗數據的真實性。然而，高校仍有學生偽造實驗數據，抄襲實驗數據的現象出現，這樣的學生存在嚴重的學術道德問題，如果不加以引導，不僅會影響實驗課程考核的真實性，也會使儀器分析教學無法達到培養學生的目的。

2 實驗教學改革思考

基于以上教學過程中所存在的問題，我們從以下幾個方面對儀器分析實驗課程改革進行討論并提出建議。

2.1 提高教學質量，培養學生興趣

針對有限的儀器分析課時量，依據2017年大綱修訂的原則，沒必要要求學生學習所有內容，老師可以合理選擇比較基礎的、重要的課程進行講授[4]。根據筆者的教學經驗，講授所有的課程內容會加快教學進度，沒有多余的時間留給學生消化，學生學習壓力比較大。筆者根據實際需求，對授課內容進行合理調整，重點講授一些常用的儀器分析方法，給出更多的時間為學生解答疑問，增加互動時間，幫助學生消化理論知識。除此之外，根據實際情況，適當調整教學方式，比如，通過動畫視頻的方式講授儀器分析原理，結合實際應用案例來幫助學生理解知識，以此提高教學質量。對于實驗課程，并不是一味地追求實驗的操作過程以及實驗報告的撰寫。首先需要引導學生做好實驗準備，比如講解實驗基本原理、儀器工作原理、實驗設計方法、實驗操作基本步驟及數據分析等；然后在實驗過程中，注意觀察學生的操作過程，建設性引導學生邊思考邊動手，并多與學生互動，探討實驗中的現象和問題；最后，在實驗結束時，留下部分時間幫助學生分析實驗，引導學生思考分析，并組織一次學生獨立自主的創新性實驗。總之，增加老師與學生間的互動環節，合理調節教學方式是提高教學質量的關鍵之一，也是培養學生實驗興趣的有效方法。

2.2 端正學生的學術道德

根據新時代科學技術人才的培養目的和要求，儀器分析實驗教學必然要樹立學生優良的學風和端正學生的學術道德修養。通過筆者長期的教學經驗和思考，總結了如何引導學生提高自身學術修養，避免實驗數據造假、抄襲等。首先，課堂上向學生講述科學發展的歷史、真理追求的過程，讓學生知道科學的發展是不容易的，是需要不斷努力，勇于攀登真理高峰的科學精神；其次，告誡學生科學實驗造假的危害，引導學生尊重科學、尊重真理；最后，學校依據實際情況有必要對弄虛作假的學術不端行為進行懲罰。另外，部分學生由于害怕實驗操作錯誤、實驗數據不理想、實驗結果失敗等，故意編造數據。因此，老師需要了解學生偽造數據的心理因素，正確引導，不要過于看重實驗結果的成敗，以單一的實驗結果來考核學生成績。

2.3 充分提供實驗設施，有效利用儀器設備

儀器分析實驗課程最重要的教育道具是儀器設備和實驗設施，要培養學生的實驗操作能力和創新能力，必須提供每一名學生獨立操作實驗的機會，讓他們更好地運用所學的理論知識，發揮自身的創新能力。為了推進“理論與實驗二合一”的教學模式[5]，提高實驗教學水平，學?？筛鶕嶋H情況和教學大綱要求，提供充分的實驗器材和場所。如果實驗條件有限，無法滿足每一名學生操作實驗的機會，可以組織學生分批次進行實驗。對于稀缺的大型貴重儀器，可以組織學生參觀，并現場講解儀器運作原理和實驗應用。同時可以安排學生參與研究生的研究工作，讓他們有更多的機會接觸實驗儀器，并親身操作實驗。根據筆者經驗，在實驗課上組織學生分批進行實驗，2～3個人一組共同完成一組實驗，這樣不僅有效利用了有限的儀器設備，也培養了學生們的協同操作能力。同一組學生在進行實驗中相互討論，共同解決實驗遇到的難題，也有效促進了學生的思維能力和創新能力。此外，筆者輪流安排一些學生參與研究生的實驗研究，讓他們更多接觸實驗儀器，感受實驗的研究分析過程，從而培養他們的實驗興趣。通過一年的嘗試，學生反饋效果良好。

2.4 改進教學考核標準

以往儀器分析實驗課程的考核是根據學生期末的一次實驗報告來進行評定的，結果學生往往只重視期末的實驗報告，并不在乎平時的課程內容以及實驗操作訓練。甚至會有學生投機取巧，編造或抄襲實驗報告，蒙混過關。針對這一情況，實驗考核標準并不只是一次實驗報告，筆者建議可以根據平時實驗表現和多次實驗報告來綜合評估學生的課程成績。比如將平時每一次實驗報告的成績和期末成績一起來評定學生的總成績，這樣讓學生對每一次實驗課都重視，對提高教學效果大有好處。另外，對于平時的表現，不再是僅看他犯不犯錯誤，聽不聽話，基礎知識學得扎不扎實，更重要的是看他在實驗過程中所提出的問題的多少，是否積極地思考問題等。筆者認為，培養學生的創新能力，首先要教會他要勤于思考，敢于發問，然后才是運用所學知識去解決問題。所以，在總成績中，這些平時的表現也應該納入考核當中。

3 結 語

要培養新時代高素質的科技創新人才，就必須重視儀器分析實驗課程，不但要通過調整教學方式來提高教學水平和培養學生興趣，還要重視學生的學術道德修養及實驗教學考核標準。通過教學改革，不僅培養學生具有扎實的專業理論知識，還要有較強的創新能力。然而，培養新時代所需的新型創新人才，并不是一蹴而就的，是需要我們一線教師隊伍不斷地研究教學模式，推進教學改革，提出新形勢下的人才培養方案。