现代仪器分析课程“参与式”教学方式改革探讨

常 晶 李 毓 王雨菲

（天津城建大学环境与市政工程学院，天津300384）

0 引言

现代仪器分析是环境学科一门重要的专业必修课，其内容在环境监测、环境化学、环境经济学等多门课程中均有涉及，掌握仪器分析相关知识，对于环境类专业的毕业生从事环境监测、环境污染防治与环境科学研究均具有重要意义[1]。

现代仪器分析课程在天津城建大学属于环境工程专业（环境监测与评价方向）的专业核心课，环境工程专业（环境污染治理方向）和给排水科学与工程专业的选修课。课程主要教学内容为根据物质的物理和物理化学特性，对环境中物质的组成、结构、信息、含量进行表征和测量。课程主要讲授的分析仪器包括紫外—可见光分光光度计、原子吸收光谱、气相/液相色谱、离子色谱、质谱仪等。

现代仪器分析课程的特点是理论性和实用性相结合，并配有先进仪器用于实验教学，此课程对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高具有重要的作用，尤其是在环境监测与评价方向的人才培养过程中有着突出作用。

1 现代仪器分析课程的教学现状及存在的问题

现代仪器分析课程教学旨在培养学生掌握仪器分析的基本知识、基本原理、仪器的基本结构和基本操作，使学生具备根据分析对象的要求，结合各种仪器分析方法的特点和应用范围，选择适当的分析方法解决实际问题的能力。目前，传统的现代仪器分析课程教学过程存在以下不足：

1.1 理论教学内容多，实验课时有限，学生理解难度较大

现代仪器分析课程教学主要为理论教学，存在知识点多、枯燥、抽象的问题，同时实验课时有限，大多数本科生也缺乏参与实验室科学研究的经历，导致学生对分析仪器相关知识理解存在较大难度。

此外，目前各高校本科教学普遍面临理论学时压缩的现象，案例引入不足，学生分析问题的能力无法得到有效锻炼。

1.2 填鸭式教学方式

教师授课往往采用传统的填鸭式教学方式，师生的互动性严重不足。学生缺乏学习兴趣，在课堂教学中参与度较低，学生在主动查阅文献、分析问题、提出问题方面的能力明显不足。授课教师与学生缺少交流，未及时获取学生对授课内容的反馈，没有真正做到根据学生的学习兴趣和难点进行有针对性地备课。

1.3 侧重理论知识的讲授，实践环节欠缺

现代仪器分析课程教学侧重理论知识的讲授，实践教学内容少，理论与实践脱节。一般来说，本课程涉及的大型分析仪器较为昂贵，实验室台套数少，无法满足每位本科生上机实操训练的需求，导致学生无法近距离接触仪器，学生动手能力并未得到有效提升，无法突出此课程的实用性的特点。

2 “参与式”教学方式的改革

针对以上问题，现代仪器分析课程教学需要由传统的“填鸭式”教学方式向“参与式”教学方式转变。“参与式”教学可以让学生主动参与到教师主导的教学活动中来，不再充当被动的旁观者角色，进而激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度，教师也可近距离的接触学生，更加有效的接受学生的反馈，深入了解学生的学习水平、思维和兴趣点，从而有针对性地备课，真正做到“以学生为中心”，而“参与式”教学方式的运用，可改善课堂沉闷现象，师生精神面貌良好，课堂氛围轻松愉悦，互动效果显著[2-4]。我院在现代仪器分析教学过程中，具体改革措施如下：

2.1 简化理论教学内容，增加案例和模型介绍

课程教学开展“参与式”教学方式改革，首先，精减理论教学内容，尤其是过于抽象的理论知识点；其次，在确保学生掌握分析仪器基本原理的基础上，引入实际案例，如三聚氰胺、兴奋剂、化妆品的分析检测等，并将教学模型（如色谱柱等仪器配件）带入课堂。此外，授课过程借助多媒体教学的优势，增加仪器视频和动画的演示，实现“图、文、声”并茂与“立体—动态”的教学效果。通过以上途径，充分调动学生参与课堂教学的积极性。

2.2 增强课堂教学与课后训练过程中的师生互动

课堂教学过程中，避免教师单向传授知识，增加对学生的提问、讨论等互动环节，提升学生课堂参与度。以气相色谱—质谱为例：录制科研实验中气相色谱—质谱仪器操作视频，引入课堂教学，结合理论教学知识点，采用“提出问题—学生讨论—分析讲解”的教学方式，引导学生思考分析测试目的、分析方法选择、仪器操作要点、数据处理方法等关键问题，学生由被动接受知识，转变为主动解决问题。

课后训练过程中指导学生摒弃死记硬背的学习方式，授课教师利用现代网络技术与平台，向学生推送课件资源、学科前沿知识，并进行答疑交流。课后作业题目的设置更加灵活，鼓励学生根据自身兴趣，针对某类分析仪器的原理和应用展开论述，教师从中选择部分题目在课堂中展开讨论，从而调动学生自主学习的积极性，培养学生独立思考、分析问题、解决问题的能力。

2.3 增加实践环节和学时

随着培养方案和教学大纲的不断修订，增加现代仪器分析课程实验、实习等实践教学环节，并进一步增加实践教学学时。实验环节主要以学生上机实操为主；实习环节学生在进行仪器操作训练的同时，还对校外分析测试部门进行参观学习，或邀请校外分析测试技术人员，针对待测样品的预处理、分析方法的建立和仪器的选择应用等开展学术讲座，在增强学生动手能力的同时，拓宽学生视野，培养学生与专业人士的沟通、交流、获取信息的能力。在实验、实习成绩评定中，突出对学生参与效果的评价。

2.4 科研辅助教学

借助我院本科生参与大学生创新创业训练计划项目比率高的优势，鼓励学生在本专业教师的指导下，进入实验室参与科研实验。对于环境工程、给排水科学与工程专业的学生，在利用大型分析仪器进行环境质量监测和水质分析的同时，可以将课堂理论教学内容在分析仪器的实际操作过程中得以巩固。

授课教师采用问卷调查等方式，对学生仪器运用效果进行调查，通过学生的反馈，及时汇总学生实践过程中遇到的问题，并以此为依据指导理论教学，及时调整教学计划和教学重点。与此同时，将部分学生科研实验中分析仪器的应用案例引入课堂教学中，在学生中产生激励作用，进一步调动学生参与课堂教学与科研活动的积极性。

3 结语

现代仪器分析课程是环境类专业重要的专业课程之一，主要讲授分析仪器的结构、原理与应用，课程理论性和实用性相结合，理论教学与实践教学互相补充。在教学过程中，进行“参与式”教学方式改革，充分调动了学生课堂学习积极性，强化了学生对分析仪器相关知识的理解和掌握，增强对仪器的认知，学生独立思考的意识显著提高，学生发现问题、分析问题、解决问题的能力有效提升，并激发了学生参与教学与科研活动的热情。与此同时，“参与式”教学方式强化了师生互动环节，有利于授课教师及时根据学生的反馈调整授课计划，准确把握教学重点和难点，切实做到因材施教，教学质量显著提高。