仪器分析课程实验教学改革探讨

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　　摘要    仪器分析课程是生物工程的一门基础性、工具性的学科。随着现代仪器分析技术的不断发展，目前高校的仪器分析课程实验教学已经不能满足现代社会对于实践能力和创新精神的需求，教学改革迫在眉睫。分析了生物工程仪器分析课程实验教学的现状及存在的问题，并从课程重构、以研促教、校企合作3个方面提出了以生产实践为导向的改革措施，以期为培养高素质生物工程应用型人才提供参考。
　　关键词    仪器分析;实验课程;存在的问题;教学改革
　　中图分类号    G642.3        文献标识码    A        文章编号   1007-5739（2019）01-0253-02
　　Abstract    Instrument analysis course is a basic and instrumental subject of biological engineering.With the development of modern instrumental analysis technology，the current course of instrument analysis experiment in colleges and universities can't meet the demand of modern society for talents with practical ability and innovative spirit.The reform of instrument analysis experiment course is urgent.This paper analyzed the situation and problems of the instrument analysis experimental course，and also put forward the reform measures oriented by production practice from the three aspects of curriculum reconstruction，promoting education through research and developing school-enterprise cooperation in order to provide references for cultivating high-quality bioengineering applied talents.
　　Key words    instrument analysis;experiment course;problem;teaching reform
　　20世纪以来，现代物理学中关于光、电、磁、热等的理论成就和研究方法被引入分析化学学科，各种专一性强、灵敏度高、高效快速的分析仪器相继出现，仪器分析时代由此开启[1]。仪器分析技术是生物工程的基础主干学科，各种大型精密仪器是对生物大分子结构和功能进行定性、定量、定位分析的重要手段，是诠释生命现象复杂内容和本质的重要方法[2]。仪器分析课程与现代科学密切相关，是高校理工科的基础学科，实践性强，独立性高，在化学及相关课程中起着十分重要的作用，同时也是推动生命科学发展的重要研究手段。因此，学习和掌握仪器分析技术，是培养高素质生物工程应用型人才的必经之路和必然要求。本文对生物工程专业仪器分析课程实验教学改革进行了分析和探讨，以期为本课程的教学提供参考。
　　1    实验教学的任务和存在的问题
　　生物工程是一门综合性应用工程学科，它以生命科学基本知识为基础，结合现代生物（制药）技术及其产业化的科学原理，培养掌握生物制药技术及生物药物研发、生产工艺等相关流程和工程设计等基础理论、基本技能的高级工程应用型人才，既要求理论性与实践性并重，又要求很强的专业性和应用性。仪器分析课程实验，是对仪器分析理论课程的进一步延伸和扩展，是生物工程学科的重要组成部分，也是该专业学生提高实践和应用技能的重要途径。仪器分析课程实验教学的任务是通过实验课的实际操作，使学生深入了解仪器的工作原理，熟悉仪器的结构和操作，将理论知识与实际操作相结合，达到提高学生的动手能力、创新能力和自主学习能力的目的，为学生今后的就業或深造打下基础。分析当前高校仪器分析课程实验教学现状，将存在的问题总结如下。
　　1.1    仪器设备更新快，学校实验设备落后
　　随着仪器分析技术迅速发展，其在社会生产中的应用日益广泛，各种仪器设备更新迅速，但是学校实验设备相对落后，导致学生的知识体系与社会生产实际相脱离，难以满足就业和学科发展的需求。目前，扬州大学生物工程专业的仪器分析实验课程学时已经与理论教学学时持平，但是在硬件方面仍然存在学生多、实验设备数量少、仪器落后等问题。某些仪器设备价格昂贵，为了避免发生损坏，教师在实验教学前设置好参数，学生只需按照实验步骤操作，导致学生缺乏主动探索的兴趣。对于某些先进大型仪器设备，教师只带领学生进入到学校测试中心进行观摩，学生不能进行实践操作。总之，由于当前高校的经费、人力和物力难以跟上仪器分析更新发展的进程，任课教师有必要根据现有状况合理进行课程设计，偏重核心理论，同时辅助讲解新换代设备的改进之处，以理论补充硬件的不足。
　　1.2    实验课程设计与理论课程进程不同步
　　仪器分析是一门前沿性和实践性很强的学科，各个章节相对独立，概念抽象，学生普遍存在理解困难、缺乏兴趣等问题。如果能够将实验课程与理论课程同步，将会极大地提高教学效果。同时，在后半学期增设综合实验，将验证性、单一性实验进行综合设计以解决一个完整的实际问题。这样就可以使理论知识及时在实验课的实践中得到系统的反馈和检验。 　　1.3    考核方式单一，学生主动性不足
　　目前的实验课成绩多作为课程总成绩的一部分，考核方法多以实验报告为依据，缺乏对实验预习、方案设计及结果讨论等能增强学生科学思维能力的关键过程的考核。单一的考核方式导致学生更加重视结果，只是机械性地完成实验报告，并未思考操作过程。因此，增加实验考核的主动思考能力的评判比例，对培养学生的科学思维能力将有很大帮助。
　　2    改革措施
　　生物工程，归根到底是一门应用型学科，目标是培养适应企业需求的应用型人才。仪器分析技术作为生物工程中必不可少的研究和应用技术，其实验课程更是在校学生学习各种仪器实际操作的重要途径。因此，针对上述问题，本文从课程优化、以研促教、校企合作3个方面提出了以生产实践为导向的改革措施。
　　2.1    优化实验课程体系，系统整合教学内容
　　坚持以学生为主体，建立以培养学生分析和解决问题能力、创新性实验思维为目标的实验课程体系。在内容上，紧跟社会发展潮流，及时更新教学大纲，明确教学任务;在结构上，采用层次递进式教学，由开始的基础性实验逐步递进为提高性实验，最终引导学生进行综合设计性实验。基础性实验锻炼学生的基本实验技能;提高性实验则初步培养学生的实验思维;而综合设计性实验则需要学生自主选题，查阅相关资料，设计实验方案，进行课堂汇报后在指导教师的帮助下确定实验方案。这种实验教学方式更加重视过程而非结果，重视思维培养而非模仿操作。
　　在课时安排上，增加实验教学课时，保证教学内容和教学质量。同时，安排前期的基础性实验和实验课进度一致，学生在课堂上学到的理论知识可以及时在实践中得到验证和巩固。后期的提高性和综合设计性实验则进行集中安排，以保证实验的连贯性和整体性。
　　在考核机制上，将实验课成绩与理论课成绩分开考核，把实验课作为独立考查成绩的一门课程。同时，建立多元考核机制，综合考评学生的实验技能。平时以实验记录的形式进行考查，学生当堂完成，不得涂改，要求真实记录实验过程，认真分析实验结果。期末进行实验操作考试，学生单独完成完整操作，以此反映其真实实验水平。
　　2.2    “导师制”一对一结对，以科研带动教学
　　扬州大学生物科学与技术学院采用本科生“导师制”，在学生一入学就组织教师与学生的见面会，向学生介绍学院总体的科研领域，以及各个导师的研究方向及所取得的科研成果。学生可以根据个人兴趣选择科研导师进行一对一结对，经过初步培训和学习学科基础知识后，可以进入实验室参与科研实验。一段时间之后，学生会根据自身兴趣和收获，导师会根据学生的学习表现进行第2次的双向选择，学生会重新调整自己的研究方向。与导师结对，进入实验室学习的教学模式解决了教学设备不足问题，同时在科研活动中学生对于实验设备操作、实验方案设计、实验思路的严谨性都远高于本科生实验课的要求。以科研带动教学，严谨周密的研究性实验不仅培养学生的基本技能、创新思维与科研能力，提高学生对仪器分析课程的学习热情，也让学生更早地认清自己的人生理想，促进学生树立科研志向和人生目标。
　　2.3    校企合作，建立科研實训平台
　　随着生物工程行业专业化程度的提升，企业提供越来越多带有研发性质的技术岗位，同时对学生的要求也越来越高。企业的人才需求和岗位变化决定了生物工程专业技能人才的知识技能素质结构。校企合作是一种学校和企业共同合作培养人才的教育模式，企业反馈市场人才需求，并且为高校人才培养提供先进的生产设备与技术、真实的工程实践环境和企业文化，是对高校实践教学的重要补充[3]。由于各企业经营方向不同，学生就业岗位不同，因而对学生能力及素质的要求也有所不同。如从事生产、检验岗位对专业知识及操作技能要求较高;从事销售工作对沟通能力、组织管理能力要求较高，但对学生的职业道德、敬业精神、学习新知识、新技能的态度[4]等方面的要求相同。高校在人才培养中长期积淀的人文素养、道德精神和求知态度是大学所独有的优势，是任何企业和培训机构不可替代的，这也正是校企合作的前提条件。学生要完成基本的大学教育，从而具备沟通与团队合作的能力、独立获取知识的能力、评判性思维能力，具有创新能力、观察分析能力及自我发展能力，树立终身学习理念。
　　扬州大学生物科学与技术学院通过与企业合作，建立生物工程专业科研实训平台。学生在大二暑期到企业进行为期1周的生产见习，是生物工程专业实践教学的重要环节。从见习前期的动员、见习过程的悉心讲解至见习结束之后的总结汇报，每个环节都以学生获取更多的就业技能和行业信息为目标，不仅为学生们今后大四专业实习打下基础，同时也增强了学生大三专业课程学习的主动性和目的性。学院先后与多家生物见习单位签订了产学研合作协议，并与2家生物公司签署了卓越工程师教育培养计划合作协议。为了实现教学与生产实践紧密结合，大四学生有一整学年的时间进行生产实习。学生自愿选择留校或去科研机构为将来从事科学研究继续深造打基础，也可以进入药品生产企业、检测检验部门进行就业前准备。总之，通过校企合作，建立科研实训平台，不仅有利于学生汲取知识，开阔视野，同时对于推动高校与企业的产学研合作，化科技为生产力有着重要意义。
　　3    结语
　　综上所述，任何理论都要不断接受实践的检验，实验课程在高校教育中发挥的作用也是理论课堂所不能取代的。生物工程专业仪器分析课程实验教学改革，是一项艰巨且持续的工程，也是高校教育者的职责所在[5-7]。只有不断变革，不断完善高校教育方式，才能培养出适应时代的高素质工程应用型人才。
　　4    参考文献
　　[1] 朱广华，鞠熀先.仪器分析发展史在大学教学中的应用探讨[J].大学化学，2003，18（4）：30-32.
　　[2] 崔素霞，王慧，盛仙永.生命科学大型仪器分析课程设计的实践与思考[J].实验技术于管理，2008，25（11）：140-143.
　　[3] 林健.校企全程合作培养卓越工程师[J].高等工程教育研究，2012（3）：7-23.
　　[4] 高小娥.生物制药技术专业人才需求调研报告[J].科教导刊（电子版），2015（31）：181.
　　[5] 王世雄，赵亮，高贵珍，等.生物技术专业《仪器分析》课程立体化教学模式探索[J].安徽农学通报，2015，21（5）：153-155.
　　[6] 袁霖，李尊华，袁先友，等.生物工程专业《仪器分析实验》课程教学改革探索[J].广州化工，2013，41（19）：137-138.
　　[7] 杨梅，常文贵，吴菊，等.应用型本科院校仪器分析实验的教学改革[J].广州化工，2018，46（12）：164-165.
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