淺談高等農(nóng)林院校現(xiàn)代儀器分析課程教學(xué)改革研究論文
0引言
“現(xiàn)代儀器分析”是化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)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(qiáng)的應(yīng)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(qiáng)、更新快的特點(diǎn)。高等農(nóng)林院校是培養(yǎng)和輸送農(nóng)業(yè)科技人才與傳播農(nóng)業(yè)科技知識(shí)的搖籃，為我國(guó)農(nóng)業(yè)、林業(yè)建設(shè)培養(yǎng)大批科技和管理人才。為滿足農(nóng)林院校各專業(yè)的要求，培養(yǎng)適于農(nóng)林領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新型人才，筆者從福建農(nóng)林大學(xué)“現(xiàn)代儀器分析”課程多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，構(gòu)筑以學(xué)生為主體、以實(shí)踐能力培養(yǎng)為中心的教學(xué)理念，對(duì)課程體系的構(gòu)筑與實(shí)施進(jìn)行了探索研究。
1“現(xiàn)代儀器分析”課程分類教學(xué)體系的構(gòu)建
“現(xiàn)代儀器分析”是該校農(nóng)、林、理、工、生物類等各專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)技能的必備需求，對(duì)各專業(yè)學(xué)生的后續(xù)課程學(xué)習(xí)、專業(yè)技能提升及就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)等方面起著舉足輕重的意義，是該校農(nóng)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)等各專業(yè)本科生的基礎(chǔ)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。該校各專業(yè)學(xué)生分析測(cè)試樣品類型不同，對(duì)現(xiàn)代儀器分析技能要求的差異很大，擬從本課程在該校各專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)技能需求和執(zhí)行的實(shí)際情況出發(fā)，把全校“現(xiàn)代儀器分析”類課程分為A，B，C和雙語(yǔ)共4個(gè)類別，課程性質(zhì)定為科類基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)限定選修課，制定不同類別的教學(xué)大綱，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，構(gòu)筑課程的分類教學(xué)體系，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)各類儀器分析基本原理與相關(guān)分析樣品儀器操作應(yīng)用的零對(duì)接。
2教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐
“現(xiàn)代儀器分析”作為福建農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)、林、理、工、生物類等各專業(yè)的科類基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)限定選修課，在教學(xué)內(nèi)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(yīng)用。對(duì)于“現(xiàn)代儀器分析A”課程，理論課40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課40學(xué)時(shí)，主要適用于應(yīng)用化學(xué)和材料、化工類的學(xué)生，這類課程還要給學(xué)生講解無(wú)機(jī)質(zhì)譜、有機(jī)質(zhì)譜及色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的原理和知識(shí)，讓學(xué)生對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的鑒定有較清晰的思路。“紅外”這一章中還要加入官能團(tuán)結(jié)構(gòu)解析的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)完這門課程之后，對(duì)現(xiàn)代儀器的分析性能有一個(gè)較清晰的了解。對(duì)于“現(xiàn)代儀器分析B”課程，理論課32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課21學(xué)時(shí)，主要適用于生物類的學(xué)生，這類課程除了講解一些重要儀器分析的基本原理、操作和應(yīng)用外，還專門講解樣品的前處理技術(shù)，讓學(xué)生對(duì)生物樣品的處理和對(duì)現(xiàn)代儀器分析方法的應(yīng)用有較清晰的理解。對(duì)于“現(xiàn)代儀器分析C”課程，包含了理論和實(shí)驗(yàn)2個(gè)部分，實(shí)驗(yàn)未單獨(dú)設(shè)課。其中，理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)，共計(jì)48學(xué)時(shí)，主要適用于農(nóng)林專業(yè)的學(xué)生，這類課程的講解更偏重于在農(nóng)林樣品的分析應(yīng)用上。對(duì)于“現(xiàn)代儀器分析雙語(yǔ)”課程，也是理論課32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)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(yīng)用外，還訓(xùn)練學(xué)生的英文思維和英文閱讀能力，讓學(xué)生對(duì)各類儀器的英文用法、英文術(shù)語(yǔ)有所了解，為學(xué)生出國(guó)深造做準(zhǔn)備。
各種現(xiàn)代儀器分析技術(shù)具有內(nèi)容新、更新快的特點(diǎn)，教師在教學(xué)過程中根據(jù)學(xué)生專業(yè)的需要，跟進(jìn)儀器分析相關(guān)的研究前沿，拓展學(xué)生專技的知識(shí)面，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時(shí)，自編實(shí)驗(yàn)講義，以就業(yè)為導(dǎo)向，使實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容貼近就業(yè)、貼近熱點(diǎn)，反映學(xué)生未來工作的實(shí)際，與學(xué)生未來就業(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(nèi)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(jìng)爭(zhēng)能力。
3教學(xué)方法的改革與實(shí)踐
開設(shè)“現(xiàn)代儀器分析”課程是為了讓學(xué)生更好地理解現(xiàn)代儀器分析的基本原理、操作和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，更好地適應(yīng)未來社會(huì)對(duì)于人才的需要，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。近幾年來，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(jié)合筆者的科研經(jīng)歷，采用符合學(xué)生專業(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(jié)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(xí)興趣
“現(xiàn)代儀器分析”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，如何把理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合在一起是本門課程的教學(xué)難點(diǎn)，對(duì)授課教師的實(shí)踐技能也提出較高的要求。針對(duì)本門課程的這一特點(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(tuán)隊(duì)授課教學(xué)方法進(jìn)行本門課程的教學(xué)，每位授課教師的授課內(nèi)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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，直觀地了解各種現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的應(yīng)用潛力，加深對(duì)抽象性強(qiáng)、不易理解和記憶的現(xiàn)代儀器分析原理的記憶，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.2結(jié)合學(xué)生專業(yè)需求，實(shí)驗(yàn)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(xiàn)代儀器分析”實(shí)驗(yàn)課是加強(qiáng)學(xué)生對(duì)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(yàn)課教學(xué)的開展分三步走。首先，結(jié)合各任課教師的科研方向和學(xué)生的`專業(yè)需求，為學(xué)生選定合適的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;其次，申報(bào)以學(xué)生小組作為負(fù)責(zé)人的校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，在教師的指導(dǎo)下，開發(fā)出適宜于該專業(yè)學(xué)生需求的、可用于實(shí)際樣品測(cè)定的分析方法，寫出實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書;最后，將指導(dǎo)書編輯成冊(cè)，加上實(shí)驗(yàn)室各種大型儀器的操作指南，編寫成實(shí)驗(yàn)講義，在每學(xué)期開課前，先指導(dǎo)學(xué)生開展預(yù)實(shí)驗(yàn)，再以小班循環(huán)授課的方式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)生通過參與預(yù)實(shí)驗(yàn)和協(xié)助教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)，對(duì)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提高。
3.3結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，不斷豐富教學(xué)材料，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性
現(xiàn)代儀器分析的技術(shù)和手段更新速度非常快，在教學(xué)中應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生充分利用中國(guó)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(rèn)識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例，知曉自己知識(shí)和能力的不足，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
另一方面，教師可以依托福建農(nóng)林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，不斷豐富網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和教學(xué)材料，為學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)來掌握新知識(shí)創(chuàng)造條件。教師在網(wǎng)站中放置了內(nèi)容豐富的教學(xué)輔助材料，包括多媒體課件、習(xí)題參考答案、試題庫(kù)、參考書等教學(xué)輔助材料，讓學(xué)生檢索相關(guān)內(nèi)容，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。通過福建農(nóng)林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，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(xí)題及其參考答案等，以加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，利用QQ及時(shí)答復(fù)學(xué)生課程中的疑問;網(wǎng)絡(luò)課堂的建設(shè)和使用，使更多的學(xué)生從中受益，解決了教材內(nèi)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(xí)的能力。
3.4結(jié)合學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)，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)生專業(yè)背景不同，學(xué)習(xí)“現(xiàn)代儀器分析”的興趣和主觀能動(dòng)性差異很大，影響了教學(xué)效果。針對(duì)這一困難，要求教師在課堂教學(xué)中緊握知識(shí)的主線，合理使用各種教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。對(duì)于理論性和概念性較強(qiáng)的部分，以課堂講授為主，在幫助學(xué)生鞏固以往知識(shí)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生理解和掌握新的知識(shí)。對(duì)于抽象性強(qiáng)、不易理解和記憶的章節(jié)，在傳統(tǒng)講授方法的基礎(chǔ)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(tǒng)PPT講授和Flash動(dòng)畫展示，直觀展現(xiàn)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(yīng)用時(shí)，主要采用課堂討論和實(shí)例應(yīng)用，加強(qiáng)與學(xué)生專業(yè)的關(guān)聯(lián)，并最終通過上述多種教學(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(hù)。
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(píng)成績(jī)中，多種考核方法并重使用。首先，在開課的前一學(xué)期末，向?qū)W校提交考試改革申請(qǐng)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(jié)歸納、課后習(xí)題、課堂主題PPT匯報(bào)、課堂表現(xiàn)、期末考試等環(huán)節(jié)。其次，在第一次開課時(shí)，向?qū)W生詳細(xì)講述考核細(xì)節(jié)并嚴(yán)格執(zhí)行。學(xué)生通過綜合訓(xùn)練，逐漸形成課前預(yù)習(xí)、課后練習(xí)及課后總結(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，通過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(jié)語(yǔ)
隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各門學(xué)科不斷交叉、滲透，各種現(xiàn)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(duì)該校農(nóng)、林、理、工、生物類等各專業(yè)學(xué)生的專業(yè)技能提出了新的要求，需要大批高層次的掌握農(nóng)、林、生物樣品分析的科研和技術(shù)人員。為積極適應(yīng)人才培養(yǎng)的需求，教師通過構(gòu)筑現(xiàn)代儀器分析分類教學(xué)體系，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)行“現(xiàn)代儀器分析”教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為農(nóng)、林、環(huán)境與生物樣品分析等領(lǐng)域培養(yǎng)合格的分析檢測(cè)人才。
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