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1教學改革措施及效果
1.1緊跟時展步伐,更新儀器設備,改善教學條件《儀器分析》是一門發展迅速而活躍的學科,儀器設備和信息更新速度快,所以實驗教學的內容應適應時代的發展而進行不斷修正、提高和發展。借助于近年來中央財政支持地方高校建設經費和江蘇省211工程等經費的持續支持,學校、學院近年來對學院實驗教學中心的進行改造升級,淘汰了落后、陳舊、老化的儀器設備,購進了一批先進的儀器設備,如Lambda25紫外可見分光光度計、Lambda35紫外可見分光光度計、U-2900型紫外可見分光光度計、L-2000液相色譜儀、TraceUltraGC氣相色譜儀、LCQDecaXPMax液質聯用儀、Agilent7890/5975氣質聯用儀和NovAA400原子吸收光譜儀等系列先進儀器,并配備了一些相關的小型儀器設備,如固相萃取裝置、超聲波提取儀和水浴式氮吹儀等,使目前教研室的實驗裝備水平和現代化程度大大提高。這些儀器設備已充實到《儀器分析》的整個教學過程中,結合已有的儀器設備條件和專業特點,在課堂教學和實驗教學中,將教學和實驗的重點內容放在色譜分析法(高效液相色譜、氣相色譜和色譜質譜聯用)和光譜分析方法(紫外可見光吸收光譜和原子吸收光譜)上,并且學生實驗的教學和試驗,與主講教師的科研項目、農業生產實踐緊密結合,讓學生在有限的學時中完善和鞏固理論課學習的各個知識點。
1.2利用多媒技術手段和參觀先進的儀器設備的機會,增加教學信息量目前我們的課程總學時為56學時,理論教學時間相對較少,課堂上無法全面、細致、透徹地講授每種儀器設備和分析方法,學生在實驗操作也會產生一些疑問,會遇到一些針對性很強、自身無法解決的實際問題。為了提高《儀器分析》課程的教學質量,利用多媒體手段如flash等動畫形式增加儀器分析實驗課教學信息量,制作多媒體課件輔助教學,將儀器的結構、實驗操作、各種儀器安裝調試和分析過程等不易理解的難點,生動、形象、直觀地展示給學生。這不僅加深了學生對所學知識的理解,而且激發了學生的學習積極性,擴展了課堂空間,提高了教學效果。讓學生親身體了解儀器分析發展的前沿,認知先進的儀器設備。
在模擬實驗和一些儀器動畫操作流程和的基礎上,我們積極與國內外的大型儀器生產廠家和市場推廣中心聯系,如與美國安捷倫、德國布魯克、日本島津等知名儀器公司聯系,在揚州大學設置專題講座,聘請專業人士歸納講解大型儀器的基礎知識和具體應用實例,在學院學科新購儀器進行安裝調試時間,都將學生都帶到安裝調試講解的第一現場,讓學生在專家的講解和演示中學習儀器的基本結構、新穎的科研方法和手段,逐步完善自己的知識體系。為促進現有大型科學儀器資源開放服務、提高有限科技資源的使用效益,近年來學校已經開展大型科學儀器設備資源庫建設工作,推動儀器設備開放共享。因此,在教學中我們安排學生參觀揚州大學測試中心的各種大型先進儀器設備(如制備型高效液相色譜儀、液相色譜質譜聯用儀、核磁共振儀等)。在學習過程中,學校測試中心負責技術人員用通俗易懂的語言詳實地介紹各儀器的主要結構、功能及再主要科學研究上應用實例。參觀活動不僅開拓了學校現有儀器資源的共享和合理利用,也拓寬了學生的視野,激發了學生的科研熱情,還可以解決學生在學習中遇到的疑難問題。
1.3改變傳統單一的教學方法,探求研究性教學方法,提高教學效果一直以來,人們對《儀器分析》實驗在學生能力培養上的重要性認識不夠,開設的實驗基本上都屬于驗證性實驗,把重點放在了驗證已有的知識理論和規律上。不可否認驗證性實驗可以使學生對理論知識有更直觀的感性認識,起到強化記憶的作用;但是,單純的驗證性實驗往往使學生處在一個比較被動的位置上,很大程度上限制了他們的創造性和積極性。目前許多院校及相關專業的學生已經習慣了“照本宣科”的實驗模式,缺乏獨立思考、獨立動手及實驗設計的創新能力。為了調動學生的積極性,變被動實驗學習改為主動探索性研究,我們在教學中引入研究性教學理念,通過自我設計、自我完成、自我提高來培養學生獨立學習、獨立思考、分析問題和解決問題的能力,在教學中改變了傳統的教學模式,增加了實驗課的學時,并根據理論知識精選、整合實驗內容。
為充分發揮學院目前所擁有的儀器設備在培養學生研究性學習能力和實踐能力中的作用,在教學中對實驗教學進行了較大幅度的調整。基本思路是將實驗課程分為兩個階段進行,第一階段主要以基礎知識和基本訓練為目標的基礎實驗,在基礎實驗中,選擇常規、應用性強的分析手法—光譜分析法和電化學分析法,包括紅外光譜法、電位分析法等經典實驗,2~3人為一組,要求學生以實驗為載體,弄清儀器原理和構造,初步掌握儀器的操作技能,熟練掌握定性、定量分析的基本方法,為下一階段的設計性實驗奠定堅實的基礎。第二階段主要以培養研究性學習能力為目標的綜合性設計試驗,3~4人為一小組,結合主講教師的研究平臺,試驗前教師向學生闡明設計性實驗的主要的想法和需要達到的終極目的,讓學生在學校圖書館網絡數據庫中查找相關資料、并且要求以英文最新的參考文獻為主,通過文獻資料,每組同學經商議后設計實驗方案、技術路線,主講教師再對學生的實驗方案進行修改、完善,每個小組完成不同的實驗任務,此階段教學以學生獨立操作為主,教師輔導為輔,目的在于培養學生的動手操作能力、觀察能力,養成嚴謹和實事求是的實驗作風。
在教學中,兩階段的教學方案,二者互為補充。如在第二階段的實驗教學中,考慮到學生今后工作和發展的方向,根據“學以致用”的原則,在實驗教學環節將綜合性設計實驗的內容設定為“阿維菌素在蔬菜、水果上的殘留分析”,并要求每組同學選擇不同的試驗材料為對象進行研究,使學生的實驗內容和具體的科研前沿有效、及時連接。實驗前,要求學生提前通過查閱大量文獻資料,了解阿維菌素的性質和在不同環境介質中的提取、檢測方法,在教學交流探討并設計出包括采樣、樣品前處理常規的提取凈化方法如固相萃取技術等、測定等各分析環節的實驗方案。實驗方案設計完畢后,分組進行匯報,師生共同探討方案的可行性,并作必要的修改。對于實驗方案設計不佳,甚至失敗的學生,幫助其分析問題產生的主要原因,給以必要的鼓勵和引導。然后,由學生自行準備實驗,進行色譜分析前樣品提取、凈化、預處理、高效液相色譜法檢測、分析結果、撰寫實驗總結報告和學術論文,最后由教師進行總結。本階段采用以學生為主體的研究性教學方法,學生不再是被動地接受,而是從解決問題的角度出發,積極激發和發揮每位學生的主觀能動性。學生在查閱資料和整個試驗過程中品嘗創新實踐的滋味,鍛煉發現問題、分析問題和解決問題的能力,并在撰寫論文和交流探討的過程中鍛煉綜合歸納、語言表達能力。開放式、研究性教學模式能更好地激發學生的創新熱情,并培養了學生動手實踐和創新的能力,進一步提高了學生就業競爭力和綜合素質。
1.4互動性教學平臺的建立
在理論教學上,我們抽出了小部分時間,讓學生組織材料并上臺主講目前世界儀器分析發展的最新進展及趨勢,在主講過程中,任何學生都可以隨時提問和總結的。通過互動性教學平臺的建立,爭取利用有限的時間獲得最大化信息量和知識面,通過我們多年的實踐,同學們普遍反映效果良好。網絡信息資源具有高度的靈活性和及時性,有效地彌補了傳統教學模式的不足,克服了教師與學生直面接觸時間有限的弊端,所以基于網絡環境下的人才培養模式特別是課程教學模式改革正在引起越來越多的關注、研究與探索。為了幫助學生更合理有效地利用網絡資源、豐富課外知識,還介紹了一些常用網址和文獻檢索網址、世界著名實驗室簡介及其相關鏈接、互聯網學術資源搜索方式和會議文獻及檢索方式等內容,為學生進行科研、創新提供和創造一個良好的發展平臺。目前學校教務處建立有網絡教學平臺,主講教師可以講講課內容、作業公布在網絡平臺上,并設立有教師與學生、學生與學生間互動模塊,這樣就為學生自主學習和師生互動交流提供了可靠交流平臺。互動平臺中,設置了《儀器分析》理論教學和實驗部分,將課程簡介、教學大綱、教案、實驗指導和實驗自測題等許多內容詳細公布在網絡上,學生可通過網絡進行課前預習,掌握實驗所用儀器的使用方法以及實驗的具體操作步驟。
2小結
在《儀器分析》教學改革的探索與實踐中,我們深刻體會到,要充分發揮學科的自身優勢,培養學生的研究性學習能力,必須堅持在教學方法、教學模式和教學手段等諸多方面進行改革和創新,特別注重研究性教學改革。在當前社會大量需要應用型人才的情況下,通過對《儀器分析》課程教學改革,可培養新型應用型專業人才,并提高了教學質量。通過教學改革,不僅對主講教師專業知識的掌握和專業實驗的動手能力提出了更高的要求,而且培養了學生研究性學習能力和知識的運用能力,使學生增加了對專業的興趣,提高了教學質量和就業競爭力。
3展望
網絡教學是未來教學的發展方向,在以后的教學中將進一步完善《儀器分析》網絡平臺體系的建設,積極利用網絡資源庫,共享優質教學資源,并根據實驗教學發展的要求及時進行修正,使網絡平臺的應用更適合學生學習的需求。
作者:陳小軍單位:揚州大學園藝與植物保護學院