饒桂維，梅 瑜

(浙江樹人大學 生物與環(huán)境工程學院，浙江 杭州 310015)

近年來，隨著我國經(jīng)濟實力的增長，對教育的投入也水漲船高。尤其是高等教育進入大眾化階段，對人才培養(yǎng)和科研水平的高要求，促使從各級政府到高校層面都加大投入，最明顯的就是各高校的大型儀器設(shè)備數(shù)量劇增。

浙江樹人大學作為改革開放以來我國最早成立的全日制民辦普通高校之一，在中國民辦本科院校競爭力排行榜中連續(xù)多年榮獲第一。生物與環(huán)境工程學院是一個以多學科交叉發(fā)展為特色的工科學院，環(huán)境科學與工程學科被評為浙江省“省級一流學科(B)”。學院擁有完備的實驗科研教學設(shè)施，化學教學實驗中心是浙江省“十二五”化學實驗教學示范中心，此外有全國高校第一家獲得全國分析檢測人員能力培訓委員會(NTC)培訓和考核資質(zhì)認定的浙江樹人大學分析測試國家培訓中心，還是浙江省科技廳唯一設(shè)立的浙江省大型科學儀器設(shè)備協(xié)作共用平臺分析測試技術(shù)培訓基地。目前擁有兩幢合計近萬平米的實驗教學用房，擁有液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、等離子發(fā)射光譜-質(zhì)譜聯(lián)用、離子色譜和紅外光譜等近百套大型精密儀器設(shè)備，資產(chǎn)近4000多萬元。

現(xiàn)代儀器分析是化學類專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，通過使用復雜特殊的儀器設(shè)備，測定物質(zhì)的一些物理及物理化學性質(zhì)參數(shù)及變化來獲取物質(zhì)的化學組成、化學結(jié)構(gòu)及含量等信息的分析方法[1]。生物與環(huán)境工程學院從2010年起，在應用化學、化學工程與工藝、生物工程、食品工程、環(huán)境工程和食品質(zhì)量與安全六個本科專業(yè)都開設(shè)了現(xiàn)代儀器分析技術(shù)及實驗課，其中理論課程40～45課時，實驗課程40課時。本學院的現(xiàn)代儀器分析實驗是在無機與分析化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗和物理化學實驗等實驗基礎(chǔ)上的一門專業(yè)化學實驗。本課程的教學目的和任務是鞏固和加深現(xiàn)代儀器分析方法基本原理的理解；掌握儀器分析實驗的基本知識和技能；學會正確地使用分析儀器；合理地選擇實驗條件；正確處理數(shù)據(jù)和表達實驗結(jié)果；培養(yǎng)學生嚴謹求是的科學態(tài)度、勇于科技創(chuàng)新和獨立工作的能力，為培養(yǎng)適應二十一世紀需要的高級應用型人才打下堅實的基礎(chǔ)。本實驗課程綜合了化學、物理和電子技術(shù)等方面知識，在實際授課中，要求學生了解儀器的原理和構(gòu)造，掌握儀器的基本操作步驟，還要完成盲樣的測定，計算出正確的結(jié)果。從課程要求可以看出本實驗課程對學生綜合能力要求較高，同時因本課程采用的是大型精密儀器進行實驗教學，因分析儀器價格昂貴、更新?lián)Q代快等諸多原因?qū)е聦嶒炇覂x器數(shù)量及配置不能充分滿足實際教學需要。筆者自2010年起就承擔了全學院的現(xiàn)代儀器分析實驗教學任務，積累了一定的實驗教學心得體會，現(xiàn)總結(jié)如下，期與廣大實驗課程教學同行交流探討。

1 實驗項目開設(shè)有所為有所不為

現(xiàn)代儀器分析的理論教學包含有電分析化學、光譜、色譜、波譜及質(zhì)譜等五大模塊。若是依據(jù)這五個模塊以及本學院配置的大型儀器開設(shè)全方面的實驗教學任務，涉及到的儀器有離子選擇性電極、原子吸收分光光度計、原子熒光分光光度計、紅外光譜儀、電感耦合等離子發(fā)射光譜儀、紫外可見光分光光度計、高效液相色譜儀、氣相色譜儀、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀以及電感耦合等離子發(fā)射光譜儀等11種儀器。

在2010-2013年期間，筆者亦是參考國內(nèi)眾多院校做法，盡可能開設(shè)多種儀器的實驗教學，見表1[2-4]。在表1的實驗教學中，共涉及了8種儀器設(shè)備，其中原子吸收分光光度計、電感耦合等離子發(fā)射光譜儀和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀數(shù)量都只有一臺，而學院配置的現(xiàn)代儀器分析實驗課程的實驗教師只有三名。經(jīng)過兩個學年的教學實施，發(fā)現(xiàn)很多問題：學生方面，8種儀器設(shè)備的實驗課，感覺走馬觀花，尤其是數(shù)量少的儀器，因課時少的原因，無法讓學生深入操作，類似演示實驗，學生在課程結(jié)束后，往往哪樣儀器都沒學會；對于教師來說，要開出電分析化學、光譜、色譜、波譜等四個技術(shù)模塊10個實驗，對三名教師的理論、實驗操作及技術(shù)要求極高，但學校層面則對儀器的維護保養(yǎng)及實驗準備的耗時不計入課時，并且本校還無碩士點，上述工作皆須教師親歷親為，辛苦一學期下來，課時工作量就那一點，付出與回報反差太大，極大的打擊了大家的工作積極性。

表1 早期的現(xiàn)代儀器分析實驗授課計劃表

為此，授課小組在調(diào)研學生就業(yè)崗位需求，以及結(jié)合本院購置的儀器數(shù)量情況進行討論后，決定在實驗項目的開設(shè)上有所為，有所不為。具體就是實驗開設(shè)以數(shù)量較多的氣相色譜儀和液相色譜儀項目為主，以原子吸收分光光度計、原子熒光分光光度計、紅外光譜及等離子發(fā)射光譜為輔的實驗設(shè)計思路。從2013年起，編制了以色譜、光譜為主的實驗教學項目，見表2。

表2 以色譜光譜為主的實驗教學授課計劃表

該次修訂，主要去除了比較簡單的電分析化學、紫外光譜等，對于可操作性不強的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用也停開了。經(jīng)過一學年下來，學生教師兩方面的反響較好，但問題還是集中在儀器臺數(shù)較少的光譜類實驗，尤其是原子吸收、原子熒光及電感耦合等離子發(fā)射光譜等光譜類，實驗的前處理繁瑣，但儀器的操作比較快捷，教學性不強，學生學習成就感低。但教師的實驗準備工作量巨大，又因?qū)嶒瀸ΣＡx器試劑要求高、氣體消耗大而導致實驗教學成本比較高。為此，我們又進行了改進，將該類光譜類實驗也進行了調(diào)整，得到了表3的實驗授課計劃表。該調(diào)整是建立在擁有6臺氣相色譜儀(島津GC2014)和7臺高效液相色譜儀(依利特P230Ⅱ)的基礎(chǔ)上，班級實驗采用多批制，確保2～3人一臺儀器操作，而授課實驗教師也固定為兩名，分別負責氣相色譜模塊和液相色譜模塊。經(jīng)過實際教學檢驗，各方面反應良好。

表3 以色譜強化為主的實驗教學授課計劃表

2 測重培養(yǎng)學生的現(xiàn)場學習能力

傳統(tǒng)的實驗教學模式中，為了減輕現(xiàn)場教學的壓力，絕大多數(shù)教師會在實驗教學環(huán)節(jié)讓學生進行實驗預習，撰寫預習報告。但對于應用型本科院校的學生來說該法弊大于利：絕大多數(shù)學生的預習流于形式，部分認真的學生因預習環(huán)節(jié)的緣故，反而疏忽了教師在講授環(huán)節(jié)的講解；此外，預習環(huán)節(jié)也增加了教師與學生的工作和學習量。故在本人的實驗教學環(huán)節(jié)中，從2012年起取消了預習，通過在實驗課上讓學生編成小組，分配實驗任務，來吸引提起學生的學習興趣；另一方面，讓學生當場學習儀器的知識，并馬上應用操作，有助于培養(yǎng)他們的現(xiàn)場學習能力。比如在學習高效液相色譜第一次實驗課程“HPLC歸一化法測定苯系物”時，就讓學生分好小組，推選組長，分配任務：小組掌握儀器的開機，組員一學會排除氣泡，組員二學會設(shè)置參數(shù)，組員三學會進樣針的挑選，組員四學會樣品的進樣。通過任務分解，責任到人，讓學生有責任使命感，人人都有完成任務的成就感。

經(jīng)過多年的實施，發(fā)現(xiàn)對于本校本學院這樣的高考第二批次錄取的生源的院系，學生的現(xiàn)場學習能力還是不錯的，雖然在理論知識的掌握上，比高批次的學生欠缺，但學生在團隊合作、快速接受新知識以及方法引申應用表現(xiàn)尚可。

3 及時更新優(yōu)化實驗項目

人都是“喜新厭舊”的，尤其是目前教學對象是95后的潮人們！如何將他們吸引關(guān)注到比較傳統(tǒng)枯燥的分析儀器操作上，是一個比較大的考驗。為調(diào)動起學生的學習興趣，除了在第一次實驗課講授時積極說明本實驗課程是大學里最具價值的應用性實驗課程外，最重要的是緊跟社會熱點。比如，2011-2012年期間，結(jié)合杭州自來水污染事件，講解了如何進行水樣的苯及苯胺類化合物測定“HPLC歸一化法測定苯系物”；在2013-2016年，針對食品安全事件，修訂推出了“食品中山梨酸、苯甲酸和糖精鈉的高效液相色譜測定”；而近兩年，考慮到學生中女生占的比例比較多，對化妝品產(chǎn)品的品質(zhì)安全比較關(guān)注，又替換開設(shè)了“化妝品中BHA、BHT的高效液相色譜測定”。一方面，讓學生覺得本實驗課程永遠年輕，另一方面也為教師講解增加了新鮮感。

4 結(jié)論

科學技術(shù)的發(fā)展日新月異，作為科技發(fā)展的代表，現(xiàn)代分析儀器也更新?lián)Q代頻頻，而新的分析方法、國家標準也層出不窮。如何讓本實驗課程順應社會需求，貼近日常生活，尤為迫切！此外作為一所應用型試點建設(shè)院校，我校的定位為教學服務型大學[5]。這樣的定位也需要我們積極開展實驗課程的改革，本文即是我們近年來以現(xiàn)代儀器分析實驗課程進行的應用型課程建設(shè)的摸索的心得。在踐行應用型本科大學的理念、方法和方式的路上沒有終點，繼續(xù)完善現(xiàn)代儀器分析實驗課程的每個環(huán)節(jié)，努力建設(shè)高水平的應用型實驗課程任重道遠。