陳 鐵，李曉君，李會珍，張志軍

（中北大學 化工與環(huán)境學院，山西 太原 030051）

【教改創(chuàng)新】

工科院校生物工程專業(yè)生物儀器分析課程教學設計與改進

陳 鐵，李曉君，李會珍，張志軍

（中北大學 化工與環(huán)境學院，山西 太原 030051）

針對目前生物儀器分析課程教學的現(xiàn)狀和存在的問題，結(jié)合學校的特點和生物工程專業(yè)的特色，筆者進行了教學內(nèi)容、教學方法、考核方法、教師素質(zhì)等的分析，對生物儀器分析課程教學進行了一系列改革，在實踐中取得了較好的效果。

工科院校；生物工程；生物儀器分析；教學改革

中北大學的前身是1941年八路軍總司令部在太行抗日根據(jù)地創(chuàng)辦的我黨我軍第一所兵工學?！泄I(yè)學校。中北大學生物工程專業(yè)自2003年成立以來，在強化應用型創(chuàng)新工科人才培養(yǎng)的同時，一直致力于生物工程專業(yè)課程教學模式的改革與實踐。生物儀器分析是我校生物工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎課程，隨著分析化學和儀器科學的發(fā)展，課程內(nèi)容也日新月異，更新較快、涉及儀器種類繁多，而且連貫性較弱，學生在學習過程中有較大的困難，教學效果也不令人滿意，主要表現(xiàn)在：①學科交叉多，課程內(nèi)容多。涉及的學科包括物理學、電子學、電磁學、光學、計算機科學等，而且隨著科學技術的進一步發(fā)展，新型儀器也不斷涌現(xiàn)，進而使更多的學科融入現(xiàn)代儀器分析的課程中。②儀器科學發(fā)展速度較快，實驗課程中現(xiàn)有的儀器與主流儀器有差距，學生學習掌握好實驗中所用儀器往往難以勝任畢業(yè)后工作中面對的儀器，導致學生學習的積極性不高。③課程內(nèi)容多而散，學生不易理解工作原理，甚至容易混淆，比如紅外和紫外、原吸和原子發(fā)射光譜等。④受學校經(jīng)費限制，大型精密儀器采購不足，學生都沒有見過儀器，更談不上操作，只能做到紙上談兵。⑤教師的知識更新速度跟不上儀器科學的發(fā)展速度，講授的課程內(nèi)容與儀器發(fā)展的前沿有較大的脫節(jié)。針對這種情況，根據(jù)我校的生物工程專業(yè)的特點和培養(yǎng)方案的要求，我們在教學中作了一些探索，使教學內(nèi)容和實驗模塊更加具有實用性，經(jīng)過實踐取得了較好的效果。

一、結(jié)合專業(yè)特色，優(yōu)化教學內(nèi)容

傳統(tǒng)的儀器分析涉及的內(nèi)容非常多，包括色譜分析法、光學分析法、電化學分析法、熱分析法等多個領域。面對教學內(nèi)容多、課時少的矛盾，針對生物工程專業(yè)的就業(yè)需要和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標，調(diào)整課程內(nèi)容，使學生在有限的學時中掌握最大量的知識已成為當務之急。生物儀器分析的開課時間為三年級的第二個學期，學生已經(jīng)學習了一部分專業(yè)課和全部的基礎課程，對有些儀器的原理和使用已有所了解，所以根據(jù)前期課程的開設情況對教學內(nèi)容進行科學的取舍。由于本校為工科學校，專業(yè)課程都以應用為主，所以在課程中我們?nèi)趸藘x器工作原理部分，增加了儀器的使用、維護和保養(yǎng)方面的知識，并適當?shù)匮a充儀器分析的前沿性知識，如在氣相色譜中補充了二維氣相色譜方面的知識，拓寬學生的知識面，激發(fā)求知欲。

二、改革教學方法

生物儀器分析課程各章的內(nèi)容獨立性較強，理解原理困難，一些大型精密儀器的結(jié)構復雜，采用傳統(tǒng)的教學方法難以教授，而且易使學生興趣降低。運用多媒體教學并輔以傳統(tǒng)的教學方法，可將儀器的結(jié)構圖、構造圖、使用方法、工作原理等采用圖片、視頻和動畫的形式展示，使學生更容易理解，并且可以調(diào)節(jié)課堂氣氛，一舉多得。將傳統(tǒng)的驗證性實驗進行改革，開設設計性實驗課程。設計性實驗是指在教師指導下學生獨立設計實驗方案的教學方式，旨在培養(yǎng)學生綜合運用各種知識解決實際問題的能力。具體程序包括：首先，進行學生的分組，以學生自愿組對為主結(jié)合教師指導分配，教師給每組確定一個合適的題目；第二，學生通過查詢文獻，確定合適的分析儀器、分析方法、實驗方案；第三，教師和學生共同論證可行性，并指導修訂，確定最終的方案；最后，學生獨立完成實驗，提交實驗報告，教師進行考核。這種方式，不僅對學生的綜合能力提高有很大的幫助，而且有利用培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作意識，有助于學生將來工作中的團隊合作。針對大型儀器價格昂貴，一所高?；蚱笫聵I(yè)單位難以全部擁有，學生在實驗中難以全部接觸的現(xiàn)象，我們開拓了多種渠道。首先，兄弟院校建立合作機制，做到大型精密儀器共享；第二，聯(lián)系具有相關大型儀器的生物類企業(yè)，帶領學生深入企業(yè)的相關部門參觀學習或?qū)⑸a(chǎn)實習有機結(jié)合。這樣不僅開拓了學生的視野，而且提高了學習效果，學生參觀、實習的過程，也向相關的單位展現(xiàn)了我專業(yè)學生的風采，有利用學生的就業(yè)。

三、改進考核方法

傳統(tǒng)的儀器分析考核方式基本有兩種，一是閉卷考試，通過試卷的方式將學生對儀器原理和使用方法做一考核；另一種為閉卷考試結(jié)合實驗課成績，而其實驗課也基本為驗證性實驗。這兩種方式都難以考察學生對儀器的掌握和操控能力，而且會降低學生對平時學習的積極性。通過幾屆學生的教學實踐，我們將傳統(tǒng)的閉卷考試考核方式進行了改革，生物儀器分析的課程總成績分為三個部分，其中理論課采用開卷考試的方式，成績占40%；實驗課成績占40%，對每次的實驗都進行評分，包括實驗方案設計、實驗操作、原始數(shù)據(jù)測試精確度、數(shù)據(jù)處理能力、團隊協(xié)作能力等；平時成績占20%，包括課題問答、seminar等。這種考核方式，對學生的學習積極性有很大的提高，而且能夠做到考核公平，使真正有能力的學生有機會獲得更好的分數(shù)，更加突出實用性，而非簡單的教師劃重點，學生考前突擊這種典型的“大學式考核方式”。

四、提高教師素質(zhì)，追蹤儀器發(fā)展前沿

生物儀器分析不同于傳統(tǒng)的儀器分析，其內(nèi)容涉及的儀器較為新穎而且更新較快，包括氨基酸分析儀、基因槍、核磁共振儀、生物質(zhì)譜儀等傳統(tǒng)的儀器分析所不涉及的內(nèi)容，這將對教師的知識更新提出更高的要求，通過簡單的書本知識而沒有親自實踐，教師很難將自己對儀器的體會和感受傳授給學生?；诖耍覀兺ㄟ^選派青年骨干去“985”高校和大型企業(yè)學習和培訓，并積極組織專任教師參加儀器公司舉行的產(chǎn)品展銷會或產(chǎn)品試用會，以期使教師能更多地接觸和了解儀器發(fā)展的新動向，更好地將知識傳授給學生，努力做到與社會和儀器發(fā)展的前沿不脫節(jié)。

通過以上教學改革措施，我們在實踐中得到了較好的效果。提高了學生的學習興趣和動力，加深了對生物儀器分析課程的理解，拓寬了學生的視野，使學生在將來走到工作崗位中也能勝任大型精密儀器的操作和維護。只有在教學實踐中不斷積累、不斷創(chuàng)新、總結(jié)經(jīng)驗，才能給教學增添活力，使學生獲得更多有用的知識，培養(yǎng)更多的能力，對學生的就業(yè)有很大的幫助。

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