谷苗苗，姚開(kāi)安，周愛(ài)東

(1.南京大學(xué)金陵學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210089；2.南京大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 南京 210093)

隨著教學(xué)體制和科技體制改革的深入，培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力已成為我國(guó)高等教育教學(xué)改革的重要旋律[1-2]。我院以“產(chǎn)-學(xué)-研”結(jié)合為主線、能力培養(yǎng)為核心，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)應(yīng)用化學(xué)人才。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)的主要環(huán)節(jié)，“儀器分析實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)目的是使學(xué)生了解和熟悉一些現(xiàn)代化大型儀器的使用，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，并且通過(guò)改革實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ竭M(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和初步的科學(xué)研究能力，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及今后實(shí)踐應(yīng)用、科學(xué)研究打下牢固的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的需求，我們?cè)趧?chuàng)新能力培養(yǎng)方面做了一些有益的嘗試。

1 目前儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是班級(jí)授課制，不利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以教師、教材為中心的教學(xué)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程嚴(yán)格按照教學(xué)大綱去安排實(shí)驗(yàn)，教學(xué)內(nèi)容主要是設(shè)置演示性、驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)，以能讓學(xué)生了解儀器基本構(gòu)造及初步掌握儀器的操作規(guī)程等為主要目標(biāo)，即以理論講授為主、實(shí)驗(yàn)技能為輔，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)講義上給出的具體實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生缺少獨(dú)立思考和實(shí)施的空間，他們只能依據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這不利于激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

1.2 單一的實(shí)驗(yàn)考核制度，不利于提高學(xué)生綜合素質(zhì)

儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是對(duì)簡(jiǎn)單定理的驗(yàn)證，而更應(yīng)啟發(fā)和鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手，創(chuàng)設(shè)自主操作環(huán)境，從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核方式主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告提供的信息評(píng)定成績(jī)，學(xué)生容易養(yǎng)成學(xué)習(xí)惰性，只需機(jī)械地抄寫(xiě)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，簡(jiǎn)單記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按公式給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種單一的實(shí)驗(yàn)考核方式忽略了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，這種教條的評(píng)定制度缺乏全面性和科學(xué)性，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

2 儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的改革與探索

2.1 引入開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念

開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，通過(guò)設(shè)定問(wèn)題情境，由學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)時(shí)間，并自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，與指導(dǎo)教師討論通過(guò)后預(yù)約實(shí)驗(yàn)中需要的儀器設(shè)備，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)束對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析討論[3-4]。

2.1.1 開(kāi)放設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的選題

學(xué)生在經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的綜合教學(xué)后，進(jìn)入開(kāi)放設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)階段。教師根據(jù)最新科技發(fā)展情況和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器擬定實(shí)驗(yàn)題目供學(xué)生參考，或?qū)W生自帶課題。教師在選題時(shí)一般選取貼近生活實(shí)際及社會(huì)熱點(diǎn)的問(wèn)題，例如牛奶中三聚氰胺的檢測(cè)[5-6]、灰塵中重金屬鉛的檢測(cè)[7-8]、可樂(lè)中咖啡因含量的測(cè)定[9]及飲料中塑化劑的檢測(cè)[10]等，這些設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一定程度上激發(fā)了學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和探索性。

2.1.2 開(kāi)放設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法

在開(kāi)放設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生根據(jù)各自興趣和自身情況，自由組合成實(shí)驗(yàn)小組。首先由各組組員推薦組長(zhǎng)提交實(shí)驗(yàn)題目申請(qǐng)，在選定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，通過(guò)查閱資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。其次由有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及科研經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)教師與實(shí)驗(yàn)小組討論，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件最終確定實(shí)驗(yàn)方案。在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，指導(dǎo)教師穿插與學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)現(xiàn)有的資源自行解決問(wèn)題。例如在“檢測(cè)可樂(lè)中咖啡因含量”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生使用三氯甲烷對(duì)咖啡因萃取之后用紫外分光光度計(jì)測(cè)定其吸光度時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常測(cè)定的吸光度，數(shù)值溢出檢測(cè)范圍，學(xué)生討論分析后，發(fā)現(xiàn)萃取后靜止時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有很大影響，通過(guò)不斷嘗試最終得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在教師指導(dǎo)下，學(xué)生的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)成果——“淺談紫外分光光度法測(cè)定可樂(lè)中咖啡因含量樣品前處理中離心分離(或靜置)的必要性”擬在核心期刊發(fā)表。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的實(shí)施提高了學(xué)生的科技寫(xiě)作能力、科研能力及創(chuàng)新能力，為進(jìn)入碩士、博士階段的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

2.1.3 開(kāi)放設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)程度

以學(xué)生為主體的探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，由被動(dòng)地接受實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)地完成實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。因?qū)嶒?yàn)選題與日常生活息息相關(guān)，學(xué)生更加重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和真實(shí)性，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，為畢業(yè)論文的順利實(shí)施提前做好鋪墊，同時(shí)提高了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

2.2 實(shí)驗(yàn)考核制度

實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核注重實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作能力。成績(jī)?cè)u(píng)定中，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)占40%，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)占60%(具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)過(guò)程占70%，實(shí)驗(yàn)論文占30%)?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生不拘泥于只簡(jiǎn)單完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真地完成實(shí)驗(yàn)的每一步，同時(shí)根據(jù)學(xué)生的反饋繼續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和上課方式，達(dá)到了“教學(xué)相長(zhǎng)”的效果。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生按科研小論文的形式提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告從格式、內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、歸納分析等方面去審核，要求真實(shí)反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如果實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)異?？梢灾匦逻M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)于多次異常的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可在教師幫助下分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因而不是隨意更改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這樣學(xué)生不僅能掌握論文書(shū)寫(xiě)格式，而且能切身體會(huì)到科學(xué)研究必須以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，要有嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的態(tài)度。

2.3 引入實(shí)驗(yàn)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制

2.3.1 開(kāi)展實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽

學(xué)科競(jìng)賽不僅可以激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，而且還有利于提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

我院在學(xué)生中開(kāi)展了圖譜解析競(jìng)賽，將60名學(xué)生分6組，每小組選2名學(xué)生作為參賽選手，內(nèi)容為通過(guò)四譜聯(lián)用解析某化合物結(jié)構(gòu)。競(jìng)賽前準(zhǔn)備好樣品，將其化學(xué)式及物理性質(zhì)告知選手，并且提供其質(zhì)譜圖和核磁共振圖譜。競(jìng)賽主要包括實(shí)驗(yàn)操作和圖譜解析2個(gè)部分，總分100分，實(shí)驗(yàn)操作占30分，圖譜解析占70分。選手在實(shí)驗(yàn)操作部分中要提供該化合物準(zhǔn)確的紫外和紅外圖譜，各占15分。對(duì)于圖譜解析部分要求四譜同時(shí)使用，相互印證，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行分析，各小組同時(shí)進(jìn)行。競(jìng)賽時(shí)間結(jié)束要求每組學(xué)生用PPT的方式來(lái)講述圖譜解析過(guò)程。為了保證比賽公正性，由4位教師進(jìn)行流水式評(píng)判。通過(guò)比賽，學(xué)生動(dòng)手能力提高的同時(shí)分析問(wèn)題的能力也得到提升，為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力奠定了基礎(chǔ)。

我院組織應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生參加每2年舉辦一次的江蘇省大學(xué)生化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，與南京大學(xué)、東南大學(xué)等國(guó)內(nèi)知名高校的學(xué)生同臺(tái)競(jìng)技，我院參賽者獲得優(yōu)異成績(jī)，每次競(jìng)賽中都有學(xué)生榮獲一等獎(jiǎng)。

通過(guò)參加學(xué)科競(jìng)賽有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能和綜合應(yīng)用能力，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，同時(shí)推動(dòng)教學(xué)改革與創(chuàng)新。

2.3.2 學(xué)院設(shè)立“實(shí)驗(yàn)獎(jiǎng)學(xué)金”

要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行深入、細(xì)致的分析并撰寫(xiě)文章，對(duì)平時(shí)實(shí)驗(yàn)中善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題的學(xué)生給予獎(jiǎng)勵(lì)；獎(jiǎng)勵(lì)優(yōu)秀的開(kāi)放設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的實(shí)施、實(shí)驗(yàn)論文及方案答辯4個(gè)方面綜合打分評(píng)定優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)。

通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，有助于達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

2.4 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍的建設(shè)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)是搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵[11-12]。第一，采取“走出去”的方式，不斷豐富教師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)教師去企業(yè)參觀學(xué)習(xí)、與企業(yè)進(jìn)行項(xiàng)目合作，例如去相應(yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)實(shí)際樣品的處理檢測(cè)過(guò)程及目前檢測(cè)方法的新進(jìn)展；第二，“科研促進(jìn)教學(xué)”，逐步將教師的科研課題及成果轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中引入教師科研項(xiàng)目“牛奶中抗生素的可視化檢測(cè)”，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新訓(xùn)練，對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，科研與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相輔相成順應(yīng)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容現(xiàn)代化的需要，也符合培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求[13]；第三，建立激勵(lì)機(jī)制，學(xué)院對(duì)于公開(kāi)發(fā)表學(xué)術(shù)論文的教師，根據(jù)發(fā)表文章檔次給予獎(jiǎng)金獎(jiǎng)勵(lì)。

為培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力的學(xué)生，我們應(yīng)不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)，保證實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

3 改革措施取得的成效

針對(duì)獨(dú)立院?！皟x器分析實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方法、評(píng)價(jià)手段、加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)等方面采取行之有效的改革措施，改傳統(tǒng)被動(dòng)的、封閉的、受約束的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主動(dòng)的、開(kāi)放的、創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有力地推進(jìn)了我校實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及創(chuàng)新能力方面的進(jìn)程。參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生有了切身體會(huì)，他們認(rèn)為：開(kāi)放實(shí)驗(yàn)增添了實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，了解到學(xué)習(xí)方式的多樣性；在查閱資料時(shí)不但可以擴(kuò)大知識(shí)面，而且可以提高歸納總結(jié)文獻(xiàn)的水平；計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力有所提高，除了常規(guī)的文字處理，學(xué)習(xí)了化學(xué)軟件，使課程論文更符合專業(yè)規(guī)范；將書(shū)本理論知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)提高了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；通過(guò)小組合作，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)方式改革，有利于產(chǎn)-學(xué)-研平臺(tái)的發(fā)展，將理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)較好地統(tǒng)一起來(lái)。用人單位更多地看重畢業(yè)生對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)掌握能力，我們給學(xué)生創(chuàng)造了開(kāi)放設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在參與探索的過(guò)程中, 學(xué)習(xí)創(chuàng)新的能力得到了提高，因此我院畢業(yè)生得到了用人企業(yè)和科研單位的一致好評(píng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

適應(yīng)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的需要，“儀器分析實(shí)驗(yàn)”課程建設(shè)需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷地提高教學(xué)質(zhì)量，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家培養(yǎng)創(chuàng)新型專業(yè)人才。

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