淺談高等農林院校現代儀器分析課程教學改革研究論文
淺談高等農林院校現代儀器分析課程教學改革研究論文
0引言
“現代儀器分析”是化學、物理學、數學和計算機科學等多學科交叉滲透、相互關聯的綜合性學科，是理論性和實踐性很強的應用性學科，彙集了眾多學科的前言理論和最新成果，具有理論深、實踐強、更新快的特點。高等農林院校是培養和輸送農業科技人才與傳播農業科技知識的搖籃，為我國農業、林業建設培養大批科技和管理人才。為滿足農林院校各專業的要求，培養適於農林領域的應用創新型人才，筆者從福建農林大學“現代儀器分析”課程多年的教學經驗出發，構築以學生為主體、以實踐能力培養為中心的教學理念，對課程體系的構築與實施進行了探索研究。
1“現代儀器分析”課程分類教學體系的構建
“現代儀器分析”是該校農、林、理、工、生物類等各專業學生後續專業技能的必備需求，對各專業學生的後續課程學習、專業技能提升及就業競爭力增強等方面起著舉足輕重的意義，是該校農林科學、生命科學、材料科學、食品科學、環境科學等各專業本科生的基礎主幹課程之一，是在原有“分析化學”課程中化學分析法的進一步深化。該校各專業學生分析測試樣品型別不同，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業學生後續專業技能需求和執行的實際情況出發，把全校“現代儀器分析”類課程分為A，B，C和雙語共4個類別，課程性質定為科類基礎課或專業限定選修課，制定不同類別的教學大綱，設計相應的實驗課，構築課程的分類教學體系，注重學生實踐能力的培養，實現各類儀器分析基本原理與相關分析樣品儀器操作應用的零對接。
2教學內容的改革與實踐
“現代儀器分析”作為福建農業大學農、林、理、工、生物類等各專業的科類基礎課或專業限定選修課，在教學內容上一定要保證學生掌握光譜分析、色譜分析等一些重要儀器分析的基本原理、操作和應用。對於“現代儀器分析A”課程，理論課40學時，實驗課40學時，主要適用於應用化學和材料、化工類的學生，這類課程還要給學生講解無機質譜、有機質譜及色譜-質譜聯用的原理和知識，讓學生對物質結構的鑑定有較清晰的思路。“紅外”這一章中還要加入官能團結構解析的教學內容，讓學生學完這門課程之後，對現代儀器的分析效能有一個較清晰的瞭解。對於“現代儀器分析B”課程，理論課32學時，實驗課21學時，主要適用於生物類的學生，這類課程除了講解一些重要儀器分析的基本原理、操作和應用外，還專門講解樣品的前處理技術，讓學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。對於“現代儀器分析C”課程，包含了理論和實驗2個部分，實驗未單獨設課。其中，理論32學時，實驗16學時，共計48學時，主要適用於農林專業的學生，這類課程的講解更偏重於在農林樣品的分析應用上。對於“現代儀器分析雙語”課程，也是理論課32學時，實驗課21學時，主要適用於生物科學基地班的學生，除了講解原理、操作和應用外，還訓練學生的英文思維和英文閱讀能力，讓學生對各類儀器的英文用法、英文術語有所瞭解，為學生出國深造做準備。
各種現代儀器分析技術具有內容新、更新快的特點，教師在教學過程中根據學生專業的需要，跟進儀器分析相關的研究前沿，拓展學生專技的知識面，促進學生創新能力的培養。同時，自編實驗講義，以就業為導向，使實驗課程教學內容貼近就業、貼近熱點，反映學生未來工作的實際，與學生未來就業密切關聯。教學實踐證明，這些與就業相關的教學內容不僅能激發學生的求知慾，還提高了學生在就業崗位中的競爭能力。
3教學方法的改革與實踐
開設“現代儀器分析”課程是為了讓學生更好地理解現代儀器分析的基本原理、操作和應用，培養學生的實踐能力和創新能力，更好地適應未來社會對於人才的需要，提高學生的就業競爭力。近幾年來，筆者在教學方法與教學手段上進行了改革與實踐，結合筆者的科研經歷，採用符合學生專業需求的教學方法和教學手段，取得了良好的教學效果。
3.1結合教師科研經歷，理論課採用模組教學方法，激發學生學習興趣
“現代儀器分析”是一門實踐性很強的學科，如何把理論知識與實踐結合在一起是本門課程的教學難點，對授課教師的實踐技能也提出較高的要求。針對本門課程的這一特點，選擇學歷背景為“分析化學”的教師作為授課教師，採用團隊授課教學方法進行本門課程的教學，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實驗課，選擇色譜分析研究方向的教師講解色譜分析和相關實驗課，選擇電化學分析研究方向的教師講授電化學分析法和相關實驗課，選擇質譜與質譜聯用研究方向的教師講授質譜與質譜聯用分析法和相關實驗課。讓教師把自己的科研成果帶進課堂，傳授給學生，讓學生接觸到教材以外的例項，直觀地瞭解各種現代儀器分析技術的應用潛力，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，從而激發學生的學習興趣。
3.2結合學生專業需求，實驗課採用小班迴圈授課教學方法，提高學生操作興趣
“現代儀器分析”實驗課是加強學生對儀器分析基本原理的理解和提高學生實踐能力的重要課程。該實驗課教學的開展分三步走。首先，結合各任課教師的科研方向和學生的`專業需求，為學生選定合適的實驗內容;其次，申報以學生小組作為負責人的校級大學生創新性實驗，在教師的指導下，開發出適宜於該專業學生需求的、可用於實際樣品測定的分析方法，寫出實驗指導書;最後，將指導書編輯成冊，加上實驗室各種大型儀器的操作指南，編寫成實驗講義，在每學期開課前，先指導學生開展預實驗，再以小班迴圈授課的方式開展實驗教學。學生透過參與預實驗和協助教師指導實驗等環節，對樣品的前處理和儀器操作有了更清晰的理解，雖然多花了時間，但是學生的實踐技能和操作興趣顯著提高。
3.3結合網路教學平臺，不斷豐富教學材料，提高學生自主學習的積極性
現代儀器分析的技術和手段更新速度非常快，在教學中應鼓勵學生充分利用中國期刊網及相關的英文網站等網路資源，瞭解本學科的發展動態，認識基礎知識應用的例項，知曉自己知識和能力的不足，激發學生的學習積極性。
另一方面，教師可以依託福建農林大學網路教學平臺，不斷豐富網路教學資源和教學材料，為學生透過自主學習來掌握新知識創造條件。教師在網站中放置了內容豐富的教學輔助材料，包括多媒體課件、習題參考答案、試題庫、參考書等教學輔助材料，讓學生檢索相關內容，提高學生自主學習的積極性。透過福建農林大學網路教學平臺，學生可以方便地在網路上看到課程教學大綱、授課課件、授課教案、習題及其參考答案等，以加強學習效果，提高教學質量，利用QQ及時答覆學生課程中的疑問;網路課堂的建設和使用，使更多的學生從中受益，解決了教材內容更新慢與學科發展快的矛盾，也充分發揮了學生自主學習的能力。
3.4結合學生專業基礎，綜合採用多種教學方法和考核方法，提高學生綜合素質
學生專業背景不同，學習“現代儀器分析”的興趣和主觀能動性差異很大，影響了教學效果。針對這一困難，要求教師在課堂教學中緊握知識的主線，合理使用各種教學方法，提高教學效果。對於理論性和概念性較強的部分，以課堂講授為主，在幫助學生鞏固以往知識的基礎上，讓學生理解和掌握新的知識。對於抽象性強、不易理解和記憶的章節，在傳統講授方法的基礎上，可以大量使用互動式教學方法和探究式教學方法，幫助學生突破難點問題，提高教學效果。例如，講授光譜分析基本原理時，主要採用傳統PPT講授和Flash動畫展示，直觀展現儀器分析的基本原理、組成、操作方法及各種干擾;講授光譜分析技術應用時，主要採用課堂討論和例項應用，加強與學生專業的關聯，並最終透過上述多種教學方法的綜合使用，幫助學生理解儀器的原理、使用和維護。
為進一步提高學生的實踐技能，在學生的期末總評成績中，多種考核方法並重使用。首先，在開課的前一學期末，向學校提交考試改革申請表，列出學生綜合考核的方面，包括模組考試、課程論文、章節歸納、課後習題、課堂主題PPT彙報、課堂表現、期末考試等環節。其次，在第一次開課時，向學生詳細講述考核細節並嚴格執行。學生透過綜合訓練，逐漸形成課前預習、課後練習及課後總結的學習習慣，透過4屆學生的教學實踐，取得了良好的教學效果。
4結語
隨著人類社會的進步和科學技術的發展，各門學科不斷交叉、滲透，各種現代儀器分析的方法與技術為生命科學、材料科學和環境科學等各個科技領域的研究與發展提供了有力的手段和重要的資訊，對該校農、林、理、工、生物類等各專業學生的專業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人員。為積極適應人才培養的需求，教師透過構築現代儀器分析分類教學體系，根據人才培養目標，進行“現代儀器分析”教學內容和教學方法的改革，激發學生的學習興趣，充分調動學生的學習主動性，培養學生良好的科學精神和創新意識，為後續專業課程學習奠定堅實的基礎，為農、林、環境與生物樣品分析等領域培養合格的分析檢測人才。