淺談高等農林院�，F代儀器分析課程教學(xué)改革研究論文
0引言
“現代儀器分析”是化學(xué)、物理學(xué)、數學(xué)和計算機科學(xué)等多學(xué)科交叉滲透、相互關(guān)聯(lián)的綜合性學(xué)科，是理論性和實(shí)踐性很強的應用性學(xué)科，匯集了眾多學(xué)科的前言理論和最新成果，具有理論深、實(shí)踐強、更新快的特點(diǎn)。高等農林院校是培養和輸送農業(yè)科技人才與傳播農業(yè)科技知識的搖籃，為我國農業(yè)、林業(yè)建設培養大批科技和管理人才。為滿(mǎn)足農林院校各專(zhuān)業(yè)的要求，培養適于農林領(lǐng)域的應用創(chuàng )新型人才，筆者從福建農林大學(xué)“現代儀器分析”課程多年的教學(xué)經(jīng)驗出發(fā)，構筑以學(xué)生為主體、以實(shí)踐能力培養為中心的教學(xué)理念，對課程體系的構筑與實(shí)施進(jìn)行了探索研究。
1“現代儀器分析”課程分類(lèi)教學(xué)體系的構建
“現代儀器分析”是該校農、林、理、工、生物類(lèi)等各專(zhuān)業(yè)學(xué)生后續專(zhuān)業(yè)技能的必備需求，對各專(zhuān)業(yè)學(xué)生的后續課程學(xué)習、專(zhuān)業(yè)技能提升及就業(yè)競爭力增強等方面起著(zhù)舉足輕重的意義，是該校農林科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、食品科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等各專(zhuān)業(yè)本科生的基礎主干課程之一，是在原有“分析化學(xué)”課程中化學(xué)分析法的進(jìn)一步深化。該校各專(zhuān)業(yè)學(xué)生分析測試樣品類(lèi)型不同，對現代儀器分析技能要求的差異很大，擬從本課程在該校各專(zhuān)業(yè)學(xué)生后續專(zhuān)業(yè)技能需求和執行的實(shí)際情況出發(fā)，把全�！艾F代儀器分析”類(lèi)課程分為A，B，C和雙語(yǔ)共4個(gè)類(lèi)別，課程性質(zhì)定為科類(lèi)基礎課或專(zhuān)業(yè)限定選修課，制定不同類(lèi)別的教學(xué)大綱，設計相應的實(shí)驗課，構筑課程的分類(lèi)教學(xué)體系，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養，實(shí)現各類(lèi)儀器分析基本原理與相關(guān)分析樣品儀器操作應用的零對接。
2教學(xué)內容的改革與實(shí)踐
“現代儀器分析”作為福建農業(yè)大學(xué)農、林、理、工、生物類(lèi)等各專(zhuān)業(yè)的科類(lèi)基礎課或專(zhuān)業(yè)限定選修課，在教學(xué)內容上一定要保證學(xué)生掌握光譜分析、色譜分析等一些重要儀器分析的基本原理、操作和應用。對于“現代儀器分析A”課程，理論課40學(xué)時(shí)，實(shí)驗課40學(xué)時(shí)，主要適用于應用化學(xué)和材料、化工類(lèi)的學(xué)生，這類(lèi)課程還要給學(xué)生講解無(wú)機質(zhì)譜、有機質(zhì)譜及色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的原理和知識，讓學(xué)生對物質(zhì)結構的鑒定有較清晰的思路�！凹t外”這一章中還要加入官能團結構解析的教學(xué)內容，讓學(xué)生學(xué)完這門(mén)課程之后，對現代儀器的分析性能有一個(gè)較清晰的了解。對于“現代儀器分析B”課程，理論課32學(xué)時(shí)，實(shí)驗課21學(xué)時(shí)，主要適用于生物類(lèi)的學(xué)生，這類(lèi)課程除了講解一些重要儀器分析的基本原理、操作和應用外，還專(zhuān)門(mén)講解樣品的前處理技術(shù)，讓學(xué)生對生物樣品的處理和對現代儀器分析方法的應用有較清晰的理解。對于“現代儀器分析C”課程，包含了理論和實(shí)驗2個(gè)部分，實(shí)驗未單獨設課。其中，理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗16學(xué)時(shí)，共計48學(xué)時(shí)，主要適用于農林專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，這類(lèi)課程的講解更偏重于在農林樣品的分析應用上。對于“現代儀器分析雙語(yǔ)”課程，也是理論課32學(xué)時(shí)，實(shí)驗課21學(xué)時(shí)，主要適用于生物科學(xué)基地班的學(xué)生，除了講解原理、操作和應用外，還訓練學(xué)生的英文思維和英文閱讀能力，讓學(xué)生對各類(lèi)儀器的英文用法、英文術(shù)語(yǔ)有所了解，為學(xué)生出國深造做準備。
各種現代儀器分析技術(shù)具有內容新、更新快的特點(diǎn)，教師在教學(xué)過(guò)程中根據學(xué)生專(zhuān)業(yè)的需要，跟進(jìn)儀器分析相關(guān)的研究前沿，拓展學(xué)生專(zhuān)技的知識面，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng )新能力的培養。同時(shí)，自編實(shí)驗講義，以就業(yè)為導向，使實(shí)驗課程教學(xué)內容貼近就業(yè)、貼近熱點(diǎn)，反映學(xué)生未來(lái)工作的實(shí)際，與學(xué)生未來(lái)就業(yè)密切關(guān)聯(lián)。教學(xué)實(shí)踐證明，這些與就業(yè)相關(guān)的教學(xué)內容不僅能激發(fā)學(xué)生的求知欲，還提高了學(xué)生在就業(yè)崗位中的競爭能力。
3教學(xué)方法的改革與實(shí)踐
開(kāi)設“現代儀器分析”課程是為了讓學(xué)生更好地理解現代儀器分析的基本原理、操作和應用，培養學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力，更好地適應未來(lái)社會(huì )對于人才的需要，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。近幾年來(lái)，筆者在教學(xué)方法與教學(xué)手段上進(jìn)行了改革與實(shí)踐，結合筆者的科研經(jīng)歷，采用符合學(xué)生專(zhuān)業(yè)需求的教學(xué)方法和教學(xué)手段，取得了良好的教學(xué)效果。
3.1結合教師科研經(jīng)歷，理論課采用模塊教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣
“現代儀器分析”是一門(mén)實(shí)踐性很強的學(xué)科，如何把理論知識與實(shí)踐結合在一起是本門(mén)課程的教學(xué)難點(diǎn)，對授課教師的實(shí)踐技能也提出較高的要求。針對本門(mén)課程的這一特點(diǎn)，選擇學(xué)歷背景為“分析化學(xué)”的教師作為授課教師，采用團隊授課教學(xué)方法進(jìn)行本門(mén)課程的教學(xué)，每位授課教師的授課內容均是其科研的研究方向。例如，選擇光譜分析研究方向的教師講授光譜分析法和相關(guān)實(shí)驗課，選擇色譜分析研究方向的教師講解色譜分析和相關(guān)實(shí)驗課，選擇電化學(xué)分析研究方向的教師講授電化學(xué)分析法和相關(guān)實(shí)驗課，選擇質(zhì)譜與質(zhì)譜聯(lián)用研究方向的教師講授質(zhì)譜與質(zhì)譜聯(lián)用分析法和相關(guān)實(shí)驗課。讓教師把自己的科研成果帶進(jìn)課堂，傳授給學(xué)生，讓學(xué)生接觸到教材以外的實(shí)例，直觀(guān)地了解各種現代儀器分析技術(shù)的應用潛力，加深對抽象性強、不易理解和記憶的現代儀器分析原理的記憶，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。
3.2結合學(xué)生專(zhuān)業(yè)需求，實(shí)驗課采用小班循環(huán)授課教學(xué)方法，提高學(xué)生操作興趣
“現代儀器分析”實(shí)驗課是加強學(xué)生對儀器分析基本原理的理解和提高學(xué)生實(shí)踐能力的重要課程。該實(shí)驗課教學(xué)的開(kāi)展分三步走。首先，結合各任課教師的科研方向和學(xué)生的`專(zhuān)業(yè)需求，為學(xué)生選定合適的實(shí)驗內容;其次，申報以學(xué)生小組作為負責人的校級大學(xué)生創(chuàng )新性實(shí)驗，在教師的指導下，開(kāi)發(fā)出適宜于該專(zhuān)業(yè)學(xué)生需求的、可用于實(shí)際樣品測定的分析方法，寫(xiě)出實(shí)驗指導書(shū);最后，將指導書(shū)編輯成冊，加上實(shí)驗室各種大型儀器的操作指南，編寫(xiě)成實(shí)驗講義，在每學(xué)期開(kāi)課前，先指導學(xué)生開(kāi)展預實(shí)驗，再以小班循環(huán)授課的方式開(kāi)展實(shí)驗教學(xué)。學(xué)生通過(guò)參與預實(shí)驗和協(xié)助教師指導實(shí)驗等環(huán)節，對樣品的前處理和儀器操作有了更清晰的理解，雖然多花了時(shí)間，但是學(xué)生的實(shí)踐技能和操作興趣顯著(zhù)提高。
3.3結合網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺，不斷豐富教學(xué)材料，提高學(xué)生自主學(xué)習的積極性
現代儀器分析的技術(shù)和手段更新速度非�？�，在教學(xué)中應鼓勵學(xué)生充分利用中國期刊網(wǎng)及相關(guān)的英文網(wǎng)站等網(wǎng)絡(luò )資源，了解本學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)，認識基礎知識應用的實(shí)例，知曉自己知識和能力的不足，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性。
另一方面，教師可以依托福建農林大學(xué)網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺，不斷豐富網(wǎng)絡(luò )教學(xué)資源和教學(xué)材料，為學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習來(lái)掌握新知識創(chuàng )造條件。教師在網(wǎng)站中放置了內容豐富的教學(xué)輔助材料，包括多媒體課件、習題參考答案、試題庫、參考書(shū)等教學(xué)輔助材料，讓學(xué)生檢索相關(guān)內容，提高學(xué)生自主學(xué)習的積極性。通過(guò)福建農林大學(xué)網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺，學(xué)生可以方便地在網(wǎng)絡(luò )上看到課程教學(xué)大綱、授課課件、授課教案、習題及其參考答案等，以加強學(xué)習效果，提高教學(xué)質(zhì)量，利用QQ及時(shí)答復學(xué)生課程中的疑問(wèn);網(wǎng)絡(luò )課堂的建設和使用，使更多的學(xué)生從中受益，解決了教材內容更新慢與學(xué)科發(fā)展快的矛盾，也充分發(fā)揮了學(xué)生自主學(xué)習的能力。
3.4結合學(xué)生專(zhuān)業(yè)基礎，綜合采用多種教學(xué)方法和考核方法，提高學(xué)生綜合素質(zhì)
學(xué)生專(zhuān)業(yè)背景不同，學(xué)習“現代儀器分析”的興趣和主觀(guān)能動(dòng)性差異很大，影響了教學(xué)效果。針對這一困難，要求教師在課堂教學(xué)中緊握知識的主線(xiàn)，合理使用各種教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。對于理論性和概念性較強的部分，以課堂講授為主，在幫助學(xué)生鞏固以往知識的基礎上，讓學(xué)生理解和掌握新的知識。對于抽象性強、不易理解和記憶的章節，在傳統講授方法的基礎上，可以大量使用互動(dòng)式教學(xué)方法和探究式教學(xué)方法，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)問(wèn)題，提高教學(xué)效果。例如，講授光譜分析基本原理時(shí)，主要采用傳統PPT講授和Flash動(dòng)畫(huà)展示，直觀(guān)展現儀器分析的基本原理、組成、操作方法及各種干擾;講授光譜分析技術(shù)應用時(shí)，主要采用課堂討論和實(shí)例應用，加強與學(xué)生專(zhuān)業(yè)的關(guān)聯(lián)，并最終通過(guò)上述多種教學(xué)方法的綜合使用，幫助學(xué)生理解儀器的原理、使用和維護。
為進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐技能，在學(xué)生的期末總評成績(jì)中，多種考核方法并重使用。首先，在開(kāi)課的前一學(xué)期末，向學(xué)校提交考試改革申請表，列出學(xué)生綜合考核的方面，包括模塊考試、課程論文、章節歸納、課后習題、課堂主題PPT匯報、課堂表現、期末考試等環(huán)節。其次，在第一次開(kāi)課時(shí)，向學(xué)生詳細講述考核細節并嚴格執行。學(xué)生通過(guò)綜合訓練，逐漸形成課前預習、課后練習及課后總結的學(xué)習習慣，通過(guò)4屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果。
4結語(yǔ)
隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各門(mén)學(xué)科不斷交叉、滲透，各種現代儀器分析的方法與技術(shù)為生命科學(xué)、材料科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等各個(gè)科技領(lǐng)域的研究與發(fā)展提供了有力的手段和重要的信息，對該校農、林、理、工、生物類(lèi)等各專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能提出了新的要求，需要大批高層次的掌握農、林、生物樣品分析的科研和技術(shù)人員。為積極適應人才培養的需求，教師通過(guò)構筑現代儀器分析分類(lèi)教學(xué)體系，根據人才培養目標，進(jìn)行“現代儀器分析”教學(xué)內容和教學(xué)方法的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，充分調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習主動(dòng)性，培養學(xué)生良好的科學(xué)精神和創(chuàng )新意識，為后續專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習奠定堅實(shí)的基礎，為農、林、環(huán)境與生物樣品分析等領(lǐng)域培養合格的分析檢測人才。
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