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以实践能力培养为导向的仪器分析课程改革论文

发布时间:2020-01-17 15:41:58 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.scipaper.net):

摘要:仪器分析是化学化工和环境类专业的基础课,是一门实践性很强的课程,对学生实践能力的培养具有重要的意义。本文阐述了仪器分析课程教学在学生实践能力培养中的作用,在分析我校仪器分析教学存在不足的基础上,根据应用型人才培养目标,提出了相应的课程改革的方案,包括理论教学改革、实验教学改革和考核方式改革等。这些改革方式的实施,将有助提高我校化学化工和环境类学生的综合素质,达到应用型人才培养的目标。

关键词:仪器分析;课程改革;实践能力;应用型人才培养

本文引用格式:吴春来,等.以实践能力培养为导向的仪器分析课程改革[J].教育现代化,2019,6(42):41-43.

the curriculum Reform of instrumental analysis based on the cultivation of practical competency

wU Chun-lai,wEI Ying-liang

(School of Environmental Engineering and Chemistry,Luoyang Institute of Science and Technology,Luoyang,Henan)

Abstract:Instrumental analysis is a basic course of chemistry,chemical engineering and environmental specialty.It is a practical course,which is of great significance to the cultivation of students’practical ability.Firstly,in this work,the role of instrumental analysis course teaching in cultivating students’practical ability was expounded,then,based on the analysis of shortcomings of instrumental analysis course teaching,the corresponding curriculum reform program was put forward according to the Luoyang Institute of Science and Technology of applied talents,including the reform of theory teaching,experimental teaching reform and examination reform.The implementation of these reform methods will help to improve the comprehensive quality of the students of chemistry,chemistry and environment in our university,and achieve the goal of training applied talents.

Key words:Instrumental analysis;Curriculum revolution;Practical ability;Applied personnel training

       仪器分析是运用现代先进的仪器设备,研究物质的组成、含量、结构和表面性质的一门课程,具有灵敏度高、选择性好、操作简便、分析速度快、易于自动化等优点,在应用化学、环境科学、生物科学等领域都有着广泛的应用[1]。目前多数高等院校化学化工和环境类专业都开设了这门课程,其特点是实践性和技术性很强,涉及化学、高等数学、电学和光学等学科的知识,具有较强的综合性。

       仪器分析课程是洛阳理工学院应用化学和环境工程专业本科生主干课程之一,在培养学生理论与实践相结合,实现应用型人才培养目标方面具有重要的支撑作用。随着科学技术的迅速发展,分析方法不断创新,仪器性能不断提高,新型仪器也不断涌现,仪器分析在各个领域的应用也在不断深化,社会急需大量分析检测人才。高等学校仪器分析教学的教学理念和实验手段在一定程度上滞后于当前社会的需要,都应该与时俱进,以适应当前应用型人才培养的要求[2]。针对应用型本科教学特点,改革仪器分析教学手段、教学方法和考核方式,有助于提高学生综合运用仪器分析方法解决实际问题的能力,对于提高课程教学质量和教学效果,培养让家长放心、让社会满意的应用型人才具有重要的意义。

一仪器分析教学中存在的不足

        仪器分析是一门学科交叉性和实践性非常强的课程[3],与其它课程相比,具有自己的特点,如各章节之间联系不够紧密、知识琐碎、仪器结构复杂、原理抽象、涉及面广等。如果采用和其它课程相同的教学方法,则很难达到预期的效果,特别是在学生实践能力的培养上,不能起到积极的作用。目前在仪器分析教学过程中,普遍存在以下不足。

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(一)课程实时性特点不突出

        仪器分析课程的实时性较强。随着科技的发展,仪器的性能不断提高,新的分析方法与原理层出不穷,仪器分析在不同领域的应用也在不断扩展。此外,新型分析对象不断出现、传统对象的分析标准也不断提高,这些对分析检测都有了新的要求。而传统的教学停留在基本原理和基本应用的讲授,知识体系更新缓慢,课程的实时性没有体现出来,学生难以接触到最新的仪器分析方法和应用领域。因此,一些学生从学校走上工作岗位后,需要一段时间去适应新的工作环境,与社会的需求和应用型人才培养的要求稍有差距。

(二)教学手段单一

        多年来,在对学生进行课程调查中发现,多数学生感觉这门课深奥难懂,各种分析方法原理抽象晦涩,难以理解和掌握,并且每种方法的原理又各不相同,在课堂上很难把握住重点,即使课后花费较多时间也难以起到很好的效果,这会严重挫伤学生学习积极性。传统的教学手段,不论是板书还是PPT,都难以把各种分析方法的原理清晰地展现在学生面前,更不要说实验操作方法部分。学生在学习时只能是凭空想象,在没有任何基础的情况下很难有好的学习效果,以至于逐渐失去了课程学习的兴趣,直至完全丧失。

(三)新到大型精密仪器的利用不足

      近几年来,随着我校的发展,一些大型仪器设备陆续到位,其中气相色谱-质谱联用仪、元素分析仪、分子荧光光谱仪等仪器分析实验教学设备,由于受到条件的限制,学生对新到大型仪器接触和使用的机会比较少,从而缺乏实践经验。而气相色谱仪和原子吸收光谱仪的使用仍然沿用多年以前的实验项目,仅作演示说明,难以适应人才培养要求。此外,也存在仪器设备昂贵、操作过程复杂、维修成本高等现实问题,学生多,仪器少,难以让每个学生都有操作仪器的机会,这些问题都限制了学生的实践能力的培养。

(四)考核方式单一

       考核是检查教学效果的主要方法,传统的考核方法以学期末闭卷笔试为主,但是仪器分析是一门实践性很强的课程,闭卷笔试无法对学生的综合能力特别是实验操作、运用仪器分析知识解决具体问题等能力进行考核,因此建立多元化考核体系是十分必要的。

二 课程改革措施

(一)理论教学改革

1.依据专业性质,分类制订教学大纲


         目前,我院有应用化学和环境工程两个本科专业,工业分析与检验一个专科专业需要学习仪器分析课程,各专业人才培养模式和专业特点互不相同。为此,根据洛阳理工学院应用型人才培养要求,我们按照三个专业各自的特性,分别制定了符合自身专业特色的教学大纲,选择了合适的教学内容,统领和指导仪器分析教学过程。在系统讲授仪器分析的基本概念及原理的基础上,介绍仪器分析应用领域及方法特点,结合实验简介新仪器所采用的新理论和新技术,并在教学实践中不断完善教学大纲。此外,各种仪器分析教材差异较大且各具特色,而教师只能选用其中一本作为教学用书。在符合教学大纲的基础上,教师可灵活选用符合专业特色的仪器分析教材,这将有利于发挥教学的灵活性,提高教学质量。

2.加强校企合作,实时更新教学内容

        目前,社会上的检测机构,如环境监测站、质量技术监督局和第三方检测机构等,大都具有比较完备的分析仪器,检测项目也都是社会需要的。为了提高学生的实践能力,学院加强了与社会检测机构之间的联系,把他们日常的检测项目引入到课堂教学中来,或者邀请具有丰富经验的检测人员直接给学生授课。这些措施有利于及时更新教学内容,有利于拓展学生的知识面,有利于缩短学生工作后的适应期。此外,通过校企合作模式,安排学生到检测机构实习。利用操作仪器的机会,学生能进一步印证课堂上的理论教学,培养自己的实践能力,加深对所学知识的理解。

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3.改变传统授课模式

       积极运用现代教育技术多媒体具有丰富的表现力,具有大容量、良好的启发性和易接受性等特点,是现代教学中有力的教学手段[4]。在仪器分析的教学中,恰当地运用多媒体教学,可以将抽象的事物具体化,能收到事半功倍的效果,形象、直观的教学有助于突破教学重难点。目前网络上高质量的多媒体课件资源很丰富,可下载的也比较多,比如大连理工大学研制的气相色谱模拟操作软件,可将气相色谱的仪器结构与操作过程直观地展现在学生面前,将复杂的分析流程直观化,变枯燥、抽象的结构为图文并茂、生动活泼的形式,有利于学生创造性思维的培养。同时,运用现代教学手段,还可以增强互动性,改善课堂效果,活跃课堂气氛,提高学生的参与积极性。

4.专注课程特色,采用模块化教学

        仪器分析课程具有自身的特点,各章节联系不紧密,知识点琐碎,如果不能把握其中的规律,学习起来难度较大。整合仪器分析教材,可以将仪器分析课程分为色谱分析法、电化学分析法、光学分析法、质谱分析法和其它分析法等模块。采用模块化教学,对比讲解,举一反三,起到了良好的效果。例如,气相色谱分析和高效液相色谱分析两章可归于色谱分析模块一起讲解,这两章都是基于物质在两相间分配系数的不同这一原理而建立起来的分析方法,定性和定量分析方法相同,仪器结构、固定相选取依据也相似。不同之处在于流动相、操作条件和适用范围。在授课时,可以先讲解相同的部分,再对比它们的差异。讲授完毕后再综合讨论两种方法的特点。这样,既降低了学生学习仪器分析的难度,同时也有利于学生总结复习,达到理想的教学效果。

         传统的教学模式中,一人讲授一本书。但是,每位教师的研究课题各不相同,对不同领域的熟悉程度也不同。采用模块化教学后,每位教师可分别讲授与自己科研相关的部分,这样能更有效地将自己在科研工作中的一些最新理念传授给学生,有利于培养学生综合运用仪器分析的能力。

(二)实验教学改革

1.提高大型仪器利用率


       随着高效液相色谱仪、气相色谱-质谱联用仪等大型仪器的到位,目前学院分析仪器已基本完备。但是,现在所开设的仪器分析实验仍是沿用多年的项目,最新引进的仪器还没有用于实验教学中来,客观上造成了资源浪费。因此,及时更新仪器分析实验项目,提高大型仪器的使用率是十分必要的。

       此外,仪器分析实验中存在学生多、仪器少、大型仪器操作复杂、维修成本高等现实问题,不可能让每位同学都有单独操作仪器的机会,大多数项目都是3-5人一组,学生的动手能力得不到充分锻炼。为改变这一现状,我们鼓励学生积极参与到教师的科研工作中,在项目完成的过程中熟悉仪器的使用,提高自身的实践能力。也可建立全天开放实验室[5],利用课余时间选做一些教学内容以外的实验,开展创新与研究活动,训练实验技能,提高自身的实践性,达到拓展学生的知识面和培养实践能力的目的。

2.重视预习和实验报告的撰写

        实验教学是理论课的重要补充,对提高学生的实践能力有重要的意义。在以往的实验教学中,有些学生往往是到了实验室还不知道要做什么实验,更不要说提前准备了。到实验室后只能当一个“看客”,或者“照方抓药”。为了提高实验教学的有效性,必须重视课前预习。对于没有预习报告,或者没有达到预习要求的同学,责令其改正,直至取消实验资格。

        实验数据的记录和实验报告的撰写也要严格规范。以往的实验课学生只考虑实验操作成功与否,是否获得理想的实验结果,实验报告流于形式,相互抄袭现象普遍存在。如何提高学生对实验课的兴趣,使他们主动投入到对实验方法、步骤和结果的设计与分析中,增强学生科研意识、培养科研思维,是多数教师面临的问题。因此,我们从重视学生预习和实验报告的规范性入手。实验前的预习必须达到了解实验目的、原理和实验步骤的要求;实验报告要详细书写实验目的、原理、仪器和试剂、实验步骤和注意事项,准确记录实验数据,正确计算结果,并且对分析结果进行适当的讨论。规范记录实验报告不仅可培养、提高学生的写作水平,而且能让学生养成严肃、认真的科学态度。

(三)建立多元化考核体系,促进人才培养

        在高校仪器分析教学过程中,大多都过于重视理论考试,忽视了学生的操作和其它综合能力的考核。随着经济的快速发展,社会需要大量分析检测人员和科研人员。具体工作中要求使用人员能够熟练操作大型精密仪器,以便更好地完成相应的任务。但目前的教学过程中重理论,轻实践,高校培养的人才不能有效满足社会需求,难以达到用人单位的标准。为此,必须适当改革仪器分析课程的考核方式,积极适应我校应用型人才培养要求。

        传统的考核方法以学期末闭卷笔试为主,理论课占比70%以上,作业、考勤和其它仅占比30%。在这一“指挥棒”的指挥下,学生普遍对实验操作重视不够。为改变这一现状,我们采用多元化的考核方式,将期末闭卷考试的比重降到50%,将作业、课堂表现、实验操作和仪器分析方法综合运用等项目的考核比例提高到50%。考核方式的变革,将促使学生重视综合能力的培养,改变传统的学习模式,有利于提高学生运用仪器分析方法解决具体问题能力,满足社会需求,符合应用型人才的培养目标。

三 结语

       仪器分析是一门实践性很强课程,对于培养学生实践能力,提高综合素质,适应社会需求具有非常重要的意义。依据我校应用型人才培养模式的需要,我们对现在仪器分析课程教学进行了改革,包括理论教学改革,实验教学改革和考核方式改革等。我们相信,通过此次改革,将有效提高仪器分析课程教学质量,提高学生综合素质和实践能力,提高社会对我校化学化工和环境类人才的满意度。

参考文献

[1]朱明华.仪器分析[M].北京:高等教育出版社,2011.
[2]卢玉坤,吕仁庆,于剑锋等.《仪器分析》课程改革初探[J].广州化工,2011(39):143-146.
[3]徐森,祁欣.仪器分析研究性教学的探索[J].科技创新导报,2015(33):223-224.
[4]欧阳卉.多媒体在现代仪器分析技术教学中的运用[J].职业,2015(30):149-150.
[5]郑明辉.创新型开放实验室的探索与实践[J].实验室科学,2008(4):109-111.

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