基于真实问题为导向的仪器分析实验教学研究与实践

吴抒遥 佟 健 张 鹏 茆 卉 邢志强

（辽宁大学化学院 辽宁·沈阳 110036）

培养与提高大学生创新能力和实践能力一直是高校教育工作的重要任务之一[1]，创新人才重在创新能力、实践能力的培养，专业建设、发展应紧密结合地方经济特色和发展方向，教学体系建设要立足地方经济。实验教学对创新与实践能力的培养起着至关重要的作用[2]。随着科学技术的发展和应用，现代分析测试手段已经被广泛应用于化学与化工、生物与医学、食品与安全、生态与环境等领域，越来越多的专业研究和生产实践离不开仪器分析。

仪器分析实验课程是理工科很多专业的一门重要实践课程，化学化工、生物、环境科学等相关专业开设的仪器分析实验课程实际是一门建立在化学、物理学、精密仪器制造等学科间的交叉综合性课程，是一门重要的理论实践课程[3]。将仪器分析实验课教学内容与科学研究结合对于培养创新型人才非常必要，是创新型人才培养的重要体现。

坚持问题导向是以习近平同志为核心的党中央治国理政的新理念新思想新战略。仪器分析实验课的教学改革应以体现时代精神和社会发展要求的人才观、质量观和教育观为先导，在新的高等教育形势下构建满足和适应经济与社会发展需要的新课程体系，坚持突出学生为中心、产出导向和持续改进三大原则。

本文围绕“推进真实问题导向下的、知识和技能相融合的仪器分析实验教学与人才培养模式改革”问题，以提高本科生在实验教学中学习主动性和创新能力为真实问题导向，结合专业设置特点，对仪器分析实验课的教学内容、教学方法及授课模式进行探讨。全面展示专业特色、优势以及结合提高本科生在实验教学中学习主动性和创新能力的研究思路，遵循仪器分析实验教学中学生的主体性，力求完善创新性实践教学体系，以仪器分析实验为抓手，通过对实验内容、教学方法的创新设计，把仪器分析实验课打造成创新型人才培养的理想平台。通过创新能力培养可实现以学生自我训练为主的实践教学模式，在发现问题、解决问题的过程中培养专业基础扎实、思维活跃、思路多元、团队合作能力强、综合素质高的具有创新思维的创新人才，全面提高教学水平，培养具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质创新型人才。

基于创新人才培养在仪器分析实验教学目标中的合理定位，针对学生不同专业，既注重专业整体需求，又注重个体发展，做到因材施教，提高教学质量，满足社会对不同专业人才的需求。在教学主线引领下，从建设不同理工科专业背景需求的仪器分析实验课程新体系引入专业相关前沿科学研究教学内容，通过多种教学方法的挖掘和适当使用，根据专业背景选择性开设仪器分析实验等三个主要方面系统组织实施。目前，仪器分析实验教学应建立创新性的实验内容、多元化的教学方法，进一步提升仪器分析实验教学质量及培养学生素质，从而满足社会对理工科专业人才的需求。

1 建立仪器分析实验教学课程新体系

以“教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见”中指出的全面提高课程建设质量和推动科研反哺教学为指导思想，立足经济社会发展需求和人才培养目标，强化科研育人功能，推动任课教师及时把最新科研成果转化为仪器分析实验教学内容，激发学生学习兴趣，探索由科研课题与成果转化而设计的实验项目，实验教学内容设计本着以学生为主体，以兴趣为驱动，以问题为导向，将科研的思维方法和技能融入到实验教学中，以取得更好的实验教学成效。

在传统的光谱分析、电化学分析、色谱分析内容基础上，合理选取教学内容，教学时数的倾斜尽量突出专业背景需求。基本学时数再加X学时，X学时用于引入实时报道的仪器分析新理论和新方法，以及在各个专业领域的新应用。授课教师与时俱进地合理控制X具体值，X可灵活包括在基本学时内。指导学生从国际著名仪器公司网站获取仪器分析的专业知识，为学生创造机会去国家质检部门、地质检测认证实验室、环境监测站等相关单位参观见习等，作为实践教学方式的补充，多角度、全方位组织实施创新人才培养的教学目标。

2 结合多种授课手段激发学生学习兴趣、提高教学质量

多年的实践教学表明，采取一成不变的教学方法并不能令学生深刻理解和掌握各类仪器的结构、工作原理、特点、应用及实验操作技能。因此，在实验教学中应将信息化教学、问题导向、启发式、体验式及项目驱动式等多种教学方法灵活运用起来。

在实验前向学生提出较为简单的关键问题以了解学生的预习情况，并抛出疑问让学生在实验中寻找答案以启发学生能主动分析和解决问题；针对目前一些仪器设备损坏不能及时维修，任课教师上课时只能枯燥地通过口述讲解的方式授课，可以通过虚拟仿真实验向学生展示仪器设备对样品分析的全过程，调动同学们的学习兴趣，提高学生的学习积极性。以小组的形式开展实验，通过发布不同的实验项目让学生在熟悉仪器和操作技能的同时，激发学生的学习热情、创新思维，使学生积极思考，改被动听讲为主动求知，提升他们的语言交流能力和团队协作精神，有利于创新人才培养。

3 根据专业背景选择性开设仪器分析实验课

仪器分析实验课程既是一门包含丰富理论知识，又是一门实践应用性较强的课程。在教学过程中，任课教师应根据学生专业背景及时地引导学生理论联系实践。针对不同专业培养目标需求，设定不同教学目标对应的课程内容，首先针对理工科不同专业均仍保留一定学时关于色谱、电化学、光谱仪器分析的基本操作实验。再设定几学时的综合实验和X学时的创新实验，如水中污染物信息的初步综合分析、塑料制品中塑化剂残留的综合分析等；化学相关专业的学生必做，其它专业学生依据个人兴趣选做。这种选择性开放仪器分析实验课的教学模式不但能让学生掌握基础知识，还能培养学生综合分析和创新能力，最大限度地使学生得到全面的锻炼和培养。

对于仪器分析的新理论、新方法以及新应用等更新内容，主讲教师可以根据自身的科研内容或从国内外分析化学著名期刊最新报道中动态选取。鼓励本科生在读期间发表科研论文；参加国家大学生创新实验项目、校内大学生科研创新项目等。探索出培养具有创新意识和较强实践动手能力的高素质人才的课程教学模式，为学生今后从事大型仪器操作和分析检验奠定良好基础。

在今后的教学中我们应更注重创新意识强化、创新思维训练，更加重视创新型人才的培养，不断提高学生学习的积极性、综合分析问题和创新的能力。通过对仪器分析实验教学的不断探索与实践，建立实验教学为基础、创新实验为延伸、实践教学为扩展的教学模式。通过引入大型仪器设备测试的新技术和新应用等前沿知识，对学生学习和掌握仪器分析理论知识提供更大的帮助，使仪器分析的实验教学体系逐步趋于完善，帮助学生提高解决实际问题的水平，达到高素质理工科人才培养要求。只有不断深化仪器分析实验教学改革，仪器分析实验课程教学在创新人才培养方面才能起到重要作用，以满足培养适应经济社会发展需要的创新型人才的需要。