科研與教學相融合的儀器分析實驗教學模式探索

科研與教學相交融的儀器分析實驗教學形式探究〔〕:

摘要：在"雙一流";建立的大背景下，科技創(chuàng)新已成為高校人才培養(yǎng)的核心內(nèi)容，將科研創(chuàng)新與實驗教學相結(jié)合,全面施行素質(zhì)教育，對于培養(yǎng)創(chuàng)新型、復合型、應用型人才具有重要的戰(zhàn)略意義。構(gòu)建學生的科學思維形式和培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)是儀器分析實驗教學的最終目的，建立教學科研協(xié)同育人的創(chuàng)新形式，是實現(xiàn)這一目的的有效途徑。本文系統(tǒng)總結(jié)了中醫(yī)藥院校儀器分析實驗教學現(xiàn)狀及存在的問題，探究科研與實驗教學相交融的理論形式，為中醫(yī)藥院校本科中藥學相關(guān)專業(yè)的實驗教學改革研究提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：儀器分析；科研與教學；實驗教學；教學改革

本文引用格式：徐文娟,等.科研與教學相交融的儀器分析實驗教學形式探究[J].教育現(xiàn)代化,2022,7(50):54-57.

ExplorationofExperimentalTeachingModeofIntegratingScientificResearchandTeachinginInstrumentalAnalysisExperimentalTeaching

XUWen-juan,LIUYing

(SchoolofLifeSciencesofBeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing)

Abstract:Underthebackgroundof"double-first-class";construction,scientificandtechnologicalinnovationhasbeethecorecontentoftalenttrainingincollegesanduniversities.prehensiveimplementationofquality-orientededucationbybiningwithscientificresearchandexperimentalteachinghasimportantstrategicsignificanceforcultivatinginnovative,interdisciplinaryandappliedtalents.Constructingstudents"scientificthinkingmodeandcultivatingstudents"scientificresearchqualityaretheultimatepurposeofinstrumentalanalysisexperimentteaching,andestablishinganinnovativemodeofcollaborativeeducationinteachingandscientificresearchisaneffectivewaytoachievethisgoal.Inthispaper,wesummarizedthecurrentsituationandmainproblemsofundergraduateexperimentalcoursesandexploredthepracticepatternofintegratingscientificresearchandteaching.ItprovidesusefulreferenceforthefuturereformoftheteachingofinstrumentalanalysisexperimentinTraditionalChinesemedicineuniversities.

Keywords:Instrumentalanalysis;Interactionwithteachingandresearch;Experimentalteaching;Teachinginnovation

一引言

人才培養(yǎng)是大學的根本任務，也是國家"雙一流";建立的中心工作。提升教育效勞經(jīng)濟社會開展才能，必須堅持"人才、學科、科研";三位一體協(xié)調(diào)開展，推進產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新，著重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復合型、應用型人才，以實現(xiàn)建立世界一流大學和一流學科的戰(zhàn)略目的[1,2]。實驗教學是高校教學過程的重要組成局部，高程度的實驗教學是創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的根底，是衡量高?？蒲谐潭鹊臉藴?，是建立世界一流大學的重要支撐。實驗教學是學生穩(wěn)固和強化課堂理論教學內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)，是理論知識的詳細理論，也是對理論教學成果的檢驗【3】。因此，重視和加強實驗教學非常必要。

儀器分析是中醫(yī)藥院校中藥學相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)根底課程，是一門理論性強和應用性廣的理論課程，在中藥質(zhì)量控制和創(chuàng)新中藥研發(fā)中發(fā)揮重要的作用，因此儀器分析實驗教學在其課程體系中顯得尤為重要[4,5]。隨著中醫(yī)藥事業(yè)的蓬勃開展，社會對中醫(yī)藥專業(yè)人才需求已經(jīng)從單純的掌握理論知識轉(zhuǎn)向具有較強的動手才能和綜合技能的應用型人才?？蒲惺歉叩葘W校開展和傳播科學文化的重要方法。科學研究對于大學，具有雙重意義和雙重作用。教學活動是科學研究的根底和源泉，科研活動是進步教學程度和質(zhì)量的有力途徑[6,7]。將科研理念融入儀器分析實驗教學，以科研思維貫穿整個教學過程，是"雙一流";建立的大背景下推動中醫(yī)藥院校儀器分析實驗教學工作改革的重要途徑。

二教學現(xiàn)狀及存在的問題

儀器分析實驗著重于理論知識在理論的應用，可以為根底實驗和科研探究提供理論支持和數(shù)據(jù)保障。中醫(yī)藥院校開設儀器分析實驗課程，其目的是培養(yǎng)學生獨立考慮和系統(tǒng)處理實驗數(shù)據(jù)的才能，為學生將來從事中藥質(zhì)量控制和創(chuàng)新中藥研發(fā)工作打下堅實的根底。近年來，儀器分析技術(shù)飛速開展，信息化程度的不斷進步，儀器分析實驗在中藥學相關(guān)專業(yè)實驗教學和科學研究中的重要性日益凸顯?，F(xiàn)行的儀器分析實驗教學形式是以教師為主體的，其弊端是抑制了學生主觀能動性的發(fā)揮。詳細問題主要集中在以下三點。

〔一〕學生重視程度不夠

實驗教學可以有效培養(yǎng)學生分析和解決問題的才能，是進步大學生理論才能的重要途徑，因此實驗教學應以學生為主體。然而目前中醫(yī)藥院校中儀器分析實驗教學中，學生為主體的教學形式尚未完全形成。儀器分析實驗教學對儀器依賴性較高，局部學生對實驗理論內(nèi)容〔實驗目的、實驗原理等〕不明晰，只是按照實驗步驟、程序機械的操作儀器來完成實驗。由于實驗儀器數(shù)量有限，學生分組實驗過程中，有些學生并沒有參與到詳細實驗操作中。此外，實驗內(nèi)容也很少包含實驗條件的優(yōu)化和實驗方案的設計，這些環(huán)節(jié)在儀器分析測試中也起著至關(guān)重要的作用，學生的創(chuàng)新性思維也得不到充分發(fā)揮。因此，將學生興趣與教學內(nèi)容相結(jié)合，激發(fā)學生主動思維的意識，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、以及通過理論獨立解決問題的才能，是實驗教學形式和教學方法革新的焦點問題。

〔二〕無視樣品前處理環(huán)節(jié)

中藥材和中藥制劑典型特點為成分復雜且含量均相對較低，因此樣品前處理在中藥樣品分析中起著至關(guān)重要的作用。選擇適宜的樣品前處理方式，制備符合儀器分析要求的供試品溶液，是利用現(xiàn)代儀器分析中藥成分的前提。實際教學過程中，受到課時的限制，實驗用樣品是由教師提早準備，學生很少或幾乎不參與樣品的前處理，導致學生對樣品前處理認識程度不夠，不能充分掌握儀器對樣品的要求和適用范圍。學生分析問題和解決問題的才能難以得到全面進步，阻礙高技能創(chuàng)新人才培養(yǎng)[8]。

〔三〕缺乏對實驗過程的分析

實驗教學的目的是要求學生通過實驗穩(wěn)固本專業(yè)的根底理論，純熟掌握專業(yè)相關(guān)的根本技能，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的才能，進而激發(fā)學生的主動思維和創(chuàng)新精神。現(xiàn)行的儀器分析實驗課評分主要以實驗報告完成情況以及數(shù)據(jù)處理結(jié)果作為主要的評分根據(jù)。事實上，學生參與的實驗過程，原理的掌握、操作的標準以及對實驗現(xiàn)象的描繪與分析更能表達學生的探究精神和創(chuàng)新思維。現(xiàn)行的評分標準使得學生在實驗過程中更關(guān)注結(jié)果而無視產(chǎn)生結(jié)果的實驗過程，不利于學生追溯影響實驗結(jié)果的因素，不利于培養(yǎng)學生解決問題的才能，學生學習的主動性和參與度不高。

三科研引導實驗教學形式探究

將學生興趣與教學內(nèi)容相結(jié)合，激發(fā)學生主動思維的意識，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、以及通過理論獨立解決問題的才能，是儀器分析實驗教學形式和教學方法革新的焦點問題。將科研教學形式貫穿儀器分析實驗，更加注重應用性和理論性，以科研思維引導學生積極探究理論，將理論知識與實驗課程有機聯(lián)絡起來，培養(yǎng)學生的專業(yè)綜合素質(zhì)和科學研究才能，以適應當今社會對人才的需要，培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才，提升學生將來就業(yè)競爭力。探究科研與教學相交融的儀器分析實驗教學形式如圖1所示。

〔一〕科研教學形式，加強實驗探究性

現(xiàn)行的儀器分析實驗教學形式是基于理論課程的內(nèi)容設計的，無法充分表達學生的興趣和實際研究的需求，無法激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)造性，將教學重點由"教";向"學";轉(zhuǎn)化，是儀器分析實驗教學必須面對和解決的問題。將科研教學形式貫穿儀器分析實驗，更加注重應用性和理論性，以科研思維引導學生積極探究理論，將理論知識與動手才能嚴密結(jié)合，必能激起學生的學習興趣從而進步學生的參與度。

首先在分析實驗教學過程中增加實驗論證局部，強化學生對理論知識、儀器最新進展、實驗對象、實驗目的的充分認知，以科研方案論證的形式將理論知識、物質(zhì)分析過程以及解決的實際問題有機結(jié)合，可激發(fā)學生的求知欲，拓寬學生視野。增加綜合性實驗的比重，加強實驗技術(shù)和方法的合理綜合。教師將實驗對象、實驗目的布置給學生，鼓勵學生調(diào)研科研文獻，學習不同分析儀器的適用范圍及存在的問題，學生結(jié)合理論知識，通過小組討論確定實驗方案并撰寫實驗論證報告，設計樣品前處理方法以及實驗過程中本卷須知。論證報告覆蓋實驗的全過程，尤其注重指導實驗施行的理論根據(jù)，實現(xiàn)學生理論知識與動手才能的嚴密結(jié)合，融會貫穿。教師修改實驗論證報告，并將修正意見反響給學生。實驗論證階段鼓勵學生采用多種實驗方案，不拘泥于實驗儀器及實驗室條件的限制，使學生充分掌握不同分析儀器的適用范圍及局限性，將理論知識在理論中延伸。通過實驗論證模塊，可以使學生關(guān)注儀器開展趨勢和新技術(shù)，培養(yǎng)學生濃重的科研興趣及創(chuàng)新才能，變被動學習為主動學習，真正做到學以致用。將最新科研成果合理融入到實驗教學中，使實驗內(nèi)容與科學研究、社會需求親密聯(lián)絡，表達根底與前沿的有機結(jié)合，培養(yǎng)學生分析、解決實際問題的才能。以科研帶動教學，增強了實驗教學的探究性和創(chuàng)新性，有效推進研究型教學，使學生養(yǎng)成一絲不茍的研究作風。

〔二〕在實驗教學中強化根底理論

實驗教學可以培養(yǎng)學生動手才能和理論才能，是實現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目的的重要途徑。實驗教學同時也是穩(wěn)固和加強理解根底理論知識，進步綜合技能的有效手段。實驗教學應與理論教學相輔相成，教師要在實驗教學中強化根底理論知識的輸出，將理論知識貫穿于整個實驗方案設計中，明確根底理論知識點與詳細實驗的對應性，才能實現(xiàn)學生將中書本理論知識與動手才能的嚴密結(jié)合，融會貫穿。學生充分理解理論知識的應用領(lǐng)域，科學價值才能激發(fā)學生的主動思維和創(chuàng)新精神，因此在實驗教學中加強根本理論的介紹，讓學生結(jié)合實際理解根底理論，明確根底理論知識可以解決的問題，適用范圍以及局限性，激發(fā)學生自主學習的興趣。

〔三〕加強實驗過程討論，建立師生共評形式

充分理解實驗目的，掌握實驗對象的根本性質(zhì)，標準的實驗操作是獲得可靠數(shù)據(jù)結(jié)果的前提。目前儀器分析實驗的評價方式是以實驗結(jié)果為主，科研創(chuàng)新性實驗的考評更注重學生綜合才能的表達。在科研工作中對實驗過程、實驗現(xiàn)象的客觀描繪和詳細討論往往比單純的實驗結(jié)果更有意義。

因此，儀器分析實驗教學應以科研思維引導學生，加強對實驗現(xiàn)象的描繪，分析異常實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，找出實驗成敗的關(guān)鍵。細化考核標準，每個環(huán)節(jié)單獨打分，使學生更加明晰地認識各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵支撐點，明確主要問題環(huán)節(jié)。實驗結(jié)果以小組研究報告的形式呈現(xiàn)，以學術(shù)交流形式匯報，建立師生共評形式〔表1〕，參加自我評價及小組互評制度，充分調(diào)動學生的積極性。注重實驗過程評價，如學生對實驗資料的搜集才能、儀器操作程度、團隊合作才能以及解決處理問題才能等。

四結(jié)語

在"雙一流";建立的大背景下，人才培養(yǎng)是關(guān)鍵問題，促進學科科研優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)優(yōu)勢是高校建立的重要任務。儀器分析實驗課程是一門與消費理論嚴密聯(lián)絡的根底實驗課，對于培養(yǎng)中藥學專業(yè)學生創(chuàng)新才能具有非常重要的作用。開展科研互動教學形式，在儀器分析實驗教學中引導并培養(yǎng)學生的科研思維，以科研課題形式引導學生，進步學生在的積極性和參與度，在理論中穩(wěn)固理論知識，充分利用教學理論培養(yǎng)更加適宜/r