于海波 肖彥楠 徐成斌 布乃順

摘 ?要 ?基于新工科和工程認證，結合實際教學情況，分析課程中存在的問題，提出教學模式和教學內容的改革與探索：以提升教師政治素養(yǎng)為契機，以課程思政為切入點，將思政與科研、教學緊密結合；強化課堂教學效果，培養(yǎng)學生勇于創(chuàng)新和探索實踐的能力；加大理論知識和交叉學科前沿成果的融入，實現“三全育人”。

關鍵詞 ?新工科；儀器分析；課程思政；教學改革；工程認證

中圖分類號：G642.0 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）05-0110-04

0 ?引言

教育是國之大計、黨之大計，承擔著立德樹人的根本任務。在“新工科”和“工程認證”雙重背景下，需要全面深入總結課程教學中出現的問題，對教學方法和內容作出調整，使之適應新時代背景下的教學要求。思政教育是實現立德樹人根本任務的關鍵環(huán)節(jié)，發(fā)揮著不可替代的作用。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調“高校思政工作要抓好課堂教學這個主渠道，各門課都要守好一段渠，種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應”[1]。為應對新一輪科技革命與產業(yè)變革，支撐服務創(chuàng)新驅動發(fā)展，滿足工程認證對工科專業(yè)教育質量的要求，儀器分析課程教學除了要求學生掌握基礎知識、基本原理、基本操作、數據處理方法之外，還要注重培養(yǎng)學生的科研誠信、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力以及勇于探索實踐的綜合素養(yǎng)。

根據儀器分析課程教學現狀，總結影響課堂教學的因素和不足之處，提出改善課程教學實效性的對策，強化儀器分析課程教學改革的效果。

1 ?思政元素的有機融入

思政教育能夠幫助學生樹立科學嚴謹的思維方式，培養(yǎng)實事求是、腳踏實地的優(yōu)良品德，踐行社會主義核心價值觀。其不但適用于思想政治課程，也適用于專業(yè)課程。然而，在專業(yè)課程的思政教育中，面臨著課程思政與專業(yè)知識的講解和傳授有機結合的問題，如何使其既能夠發(fā)揮德育的作用，實現理想信念層面的精神引領，又能夠尊重學生的學習規(guī)律，啟發(fā)、引導、重塑學生對知識的渴望、興趣與追求，促進學生全面發(fā)展？課程思政不是一個抽象的概念，而是一種實實在在的實踐活動形式，可有效培養(yǎng)適應社會快速發(fā)展及需求的高素質應用型人才。課程思政也是一種教育理念，應貫穿專業(yè)教育工作的全過程，使思政元素有機、有效地融入課程知識的講解過程，達成潤物無聲的育人效果[2]。

儀器分析是基于物質的物理化學性質，運用科學儀器設備對被測物質形態(tài)或結構進行定性、定量分析的課程。它涵蓋了電化學分析法、質譜分析法、色譜分析法、光譜分析法、核磁共振波譜法等分析方法，是分析化學的一個重要分支。儀器分析課程作為環(huán)境類專業(yè)的一門必修課程，強調專業(yè)技能的實踐與應用，培養(yǎng)學生的工程能力素養(yǎng)。在傳授知識的同時育人，將思政教育貫穿課程教學全過程，形成全員、全過程、全方位育人的“三全育人”工作體系[3]，培養(yǎng)學生科學嚴謹的實證精神、勇于探索的開創(chuàng)精神和嫻熟的工程能力素養(yǎng)。為此，在儀器分析課程思政教學環(huán)節(jié)，從樹立信念、培養(yǎng)能力、鼓勵創(chuàng)新、誠信科研和增強社會責任感等角度，挖掘思政元素，通過儀器的發(fā)展歷程和儀器的發(fā)展速度，強調儀器的發(fā)展是以需求為牽引，以真實問題為導向，注重多學科交叉融合在分析儀器創(chuàng)制中的重要作用，引導學生注重知識的交叉與積累，避免在學習過程中割裂學科知識體系，以此引領、啟發(fā)學生科學觀和創(chuàng)新意識的建立，培養(yǎng)認真觀察、潛心研究的科研精神。通過案例分析，利用分析儀器發(fā)展過程中出現的人和事，培養(yǎng)學生科學嚴謹的實證精神，引導其樹立勇于探索創(chuàng)新的科技自信心。

2 ?儀器分析教學中存在的主要問題

2.1 ?教學方式傳統(tǒng)單一

儀器分析屬基礎核心課程，教學方式多為大班授課，授課教師往往要面對幾十甚至上百名學生。為了保持授課進度，整堂課都以教師講解為主，師生之間缺乏互動，容易導致學生學習積極性不高，缺乏學習興趣，從而出現課堂上玩手機和電子產品的現象，造成教學效果的異化。產生該問題的根本原因在于課堂的教學方法缺乏創(chuàng)新，知識講解缺乏深度以及知識應用缺乏廣度。在“教師教學缺乏吸引力的原因”調查中，44%的學生認為“教師的教學方式陳舊、單一”，難以激發(fā)自己的學習興趣[4]。由于學時分配問題，目前儀器分析課堂教學采用較多的是PPT與板書結合的教學模式，教師盡可能詳細地講解知識點，學生被動吸納，然后是按照實驗內容進行操作，盡管該過程有助于課堂知識的學習與鞏固，但也易導致學生缺乏主動性，在實驗操作的過程中缺乏獨立思考和解決問題的能力。儀器分析課程所用的儀器設備精密，價格昂貴，數量有限，一般由3～5人作為實驗小組進行操作。對于一些大型儀器，往往是教師給全班進行演示，學生實際操作的機會并不多。學生沒有參與操作儀器的整個過程，擔心操作問題出現后自己無法解決，在一定程度上抑制了動手操作的能動性，進而失去了實驗的興趣，培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新意識就更無從談起。

2.2 ?考核和評價體系有待改善

當前高校的體制發(fā)展和改革推進已經取得一定成效，但重科研、輕教學，重職稱、輕管理的現狀尚未得到根本上的改變。教師受評職晉級、科研任務、課題申報與調研等方面的影響，不能將全部精力用于教學，更多的是按部就班、蜻蜓點水式地對基本理論知識進行講述，而對于案例分析及應用等問題，對學生的回應不夠，講解不夠透徹[5]。為了促進教學發(fā)展，需要建立合理的教師考核和評價體系。事實上，很多學校采用“破五唯”和學生評教等方式對教師的科研能力和教學能力進行評定，但是學生對教師的評價，更多是從自身考試成績和獲取學分的角度來評價教師的上課質量；而教師為了評職晉級得到較高的評教分數，往往會降低對學生的要求，甚至在考試前給學生畫重點，忽視教學過程對學生的考核評價，學生對專業(yè)知識也沒有真正掌握，久而久之，使教育偏離了方向。因此，要盡可能提高教師的職業(yè)修養(yǎng)，進行思想教育的相關培訓，完善教師的考核評定體系，使學生對教師的評價得到合理的反饋，同時客觀、公正、全面地對學生課堂學習過程進行評價，改變單一的考核模式。

2.3 ?教學內容未與時俱進

目前常用的儀器分析教材大都存在部分內容陳舊、缺乏針對性等問題，教材內容的層次感不強，排序缺乏邏輯性。環(huán)境領域涉及眾多環(huán)保材料、污染物降解催化劑等新型功能材料的表征與應用，所用分析儀器多為現代分析儀器，這是絕大部分儀器分析教材所欠缺的。此外，教材里的實驗內容多是驗證性的基礎性實驗，與前沿領域的關系不明顯，難以起到承上啟下作用，而且這類實驗教學內容多滯后于現代實驗技術的新理論和新方法，無助于學生學習興趣和創(chuàng)新能力的提升。

教學內容與實際實驗操作聯(lián)系得不夠緊密，缺少綜合性和設計性的實驗環(huán)節(jié)，即使有的學校開設了儀器分析課程的綜合性和設計性實驗，也往往是按照既定的實驗內容進行，忽略真實問題的導向作用，使得學生的綜合素質和創(chuàng)新能力得不到提升。學校實驗室采購的儀器與教材中的儀器型號有所不同，雖然原理相同，但是操作方法會有所差異，學生操作起來會有難度，覺得課程實用性較低，從而影響了學習興趣。分析儀器的構造、原理抽象，缺乏實物，而精密儀器的價格昂貴，不能輕易將組件拆解，易導致學生產生距離感，學生操作儀器的欲望不強。

3 ?課程思政背景下儀器分析課程教學改進

措施

在新工科和工程認證雙重背景下，儀器分析課程思政工作和相關教學改革可從以下幾個方面開展。

3.1 ?注重提升教師隊伍和能力建設

首先，“其身正，不令則行；其身不正，雖令不從”。教師必須以提高自身品德修養(yǎng)為起點，提高職業(yè)修養(yǎng)、德育知識、思政理論知識，遵守學術規(guī)范和科研誠信。習近平總書記從馬克思主義唯物辯證法的方法論出發(fā)，提出思政課程的要求，要求教師隊伍不斷提高鑄魂育人的能力、水平和實效性，在教學體系中發(fā)揮強大引導力和引導作用[6]。

其次，鼓勵教師以需求為牽引，以真實問題為導向，依托大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“互聯(lián)網+”“挑戰(zhàn)杯”等賽事，提升自身解決真實問題的能力。通過教學基本功大賽、教師教學創(chuàng)新大賽，重構教學內容，創(chuàng)新教學方法，貫徹“內容—方法—模式”一致性的教學理念，提升個人的教學能力。

最后，組建儀器分析課程教學團隊，使其包含教學型、科研型和實驗指導教師，讓具備不同專長的教師作為主講，加深理論知識的講解，并將前沿的科研成果融入課程知識的講授中，使科研服務于教學，讓教學引導科研，幫助學生鞏固夯實基礎知識，拓寬視野。

3.2 ?儀器分析課程教學內容的調整

調整傳統(tǒng)的教學內容順序。儀器分析課程的內容整體上分為電化學、色譜、光譜、質譜和核磁共振譜等幾個章節(jié)，這些章節(jié)的相關性不大，可以按實際內容進行講解。而對于光譜部分的內容則需要依據其邏輯性依次介紹，例如發(fā)射光譜是原子或分子吸收了特定的能量后，為了維持自身的穩(wěn)定狀態(tài)而將多余的能量通過發(fā)射釋放出去的過程，因此在光譜的講解過程中應優(yōu)先介紹吸收光譜，然后才是發(fā)射光譜的講解。鑒于學生在前期分析化學課程中已經學習了紫外—可見分光光度法的部分知識，依據“由簡至繁”“承前啟后”的原則，優(yōu)先講解分子光譜法，同時引導學生對不同章節(jié)中儀器原理和儀器構造進行橫向類比，尋找異同點，加深對儀器原理和構造的理解。

在綜合設計實驗和綜合研究型實驗方面，分別以學生自主提出或教師擬定問題的方式進行實驗開題，鼓勵引導學生充分利用圖書館藏資料和電子期刊資源，通過查閱相關資料和外文文獻，自主設計實驗的初步方案，并與教師一起進行可行性分析，尋找方案的不足與漏洞，完善實驗方案。在教師的全程指導下，實驗小組成員共同操作完成整個實驗。以學生為主的實驗設計教學改變了傳統(tǒng)的實驗模式，通過“提出問題—驗證想法—完善方案”的實驗設計過程，避免學生面對科研問題時手忙腳亂、不知所措，有利于培養(yǎng)學生自我思考、分析信息和解決問題的能力，同時也提升了學生的文獻檢索與閱讀能力，實現知識傳授和價值引領的統(tǒng)一。充分利用開放性實驗教學，以需求為牽引，以問題為導向，鼓勵學生善于發(fā)現真實問題，獨立自主地設計驗證型和研究型實驗，培養(yǎng)學生的科研意識和創(chuàng)新意識，充分發(fā)揮學生實驗設計的能力及對學科的認知能力，深挖潛能，提升其主觀能動性和動手能力，學以致用，為之后的就業(yè)或深造奠定堅實的基礎。

3.3 ?儀器分析課程教學方法的創(chuàng)新

實施翻轉課堂教學，學生由過去的被灌輸各種知識變?yōu)樽灾鲗W習，采取小組合作模式，給學生獨立思考的空間和時間，幫助學生在討論中形成對學科的認知，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力。

首先，充分利用慕課、圖像、視頻等網絡資源進行教學，生動形象演示儀器的內部結構，操作過程，刺激學生的感官認識，提高學生的學習興趣。結合儀器分析實驗進行教學，進一步加深學生對知識點的理解能力，讓學生靈活運用自己所學知識解決環(huán)境監(jiān)測中的真實性問題，讓學生感受該課程的重要性。

其次，結合一些仿真軟件強化抽象知識的學習。虛擬仿真技術使學生在學習的過程中能夠更直觀地觀察儀器設備的內部構造，更深刻地理解設備的工作原理，更形象地模擬實驗操作流程，更直觀地觀察實驗現象[7]，是教學手段的重要補充，極大提升了學生的學習興趣，改善了課堂氛圍和教學效果。

最后，讓廢舊儀器進課堂。儀器分析構造的講解通常比較枯燥，原因在于缺少儀器構件的實物，學生在學習過程中缺乏直觀的認識，將報廢儀器中的關鍵構件拆卸后用于課堂展示，能夠提升學生的注意力，加深其對儀器構造的理解，強化課堂教學效果，同時也提高了廢舊儀器的利用率。

3.4 ?課程考核體系的改革

改變傳統(tǒng)的理論知識考試和實驗考查方式，實行多方位立體考核。通過題庫組題的方式，實現教考分離。避免教師為了追求評教分數，而出現各種不端和違規(guī)行為。單純的閉卷考試缺乏對學生學習過程、學習態(tài)度等各方面的考核，不能及時、客觀、全面地掌握學生對知識的理解程度。在儀器分析課程中，充分利用雨課堂的隨堂測驗功能，及時動態(tài)了解學生對隨堂知識中重點和難點的理解與掌握情況?？己朔譃槌Ｒ?guī)考核和期末考核兩部分，其中常規(guī)考核主要考核學生的出勤情況、回答問題情況、課堂學習態(tài)度、作業(yè)完成情況等，這部分的成績占最終總成績的40%，期末試卷成績占總成績的60%。此外，實驗考查是學生對該課程所學知識應用情況的考核，通過綜合設計實驗和綜合研究型實驗的設計與實施過程，從文獻檢索、實驗設計、可行性論證以及實驗實施等方面對學生的能力進行評價，引導學生積極主動地把所學知識應用到實踐，使之成為客觀、公正、全面的過程性評價。

4 ?結束語

隨著時代的發(fā)展，課程教學與思政教育結合成為一種必然趨勢。課程思政教育建設是一項周期長、復雜度高、體系龐大的工程，需要持續(xù)不斷地發(fā)掘專業(yè)課程中的思政元素，并且將其與儀器分析課堂教學進行多維度、全方位的融合，明確德育目標并設計教學內容，更好地落實立德樹人這一根本教育任務。依據工科的專業(yè)特點、儀器分析課程的難點以及學生的學習特點，針對課程教學過程中的問題和不足，從師資隊伍建設、教學內容優(yōu)化、教學方法創(chuàng)新以及考核方式改革等方面，進行儀器分析課程的改革與探索。通過組建具有交叉學科背景的集“教學—科研—實驗”于一體的教學團隊，采用多元化的教學手段與改革考核方式，充分利用網絡資源與儀器資源，注重過程性評價，發(fā)揮實驗、實訓對教學內容的強化作用，極大提升了學生的學習興趣，加快了知識的吸納與積累；提高了學生文獻檢索、自主學習以及團隊協(xié)作的能力，培養(yǎng)了科研意識和創(chuàng)新意識；加強了師生間的互動，教學質量明顯得到提升。

5 ?參考文獻

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