王 蓉，谭文渊，韩建军，吕永军，张丽萍

(四川轻化工大学化学工程学院，四川 自贡 643000)

当今世界，随着社会经济和科学技术的快速发展，以“互联网+”和工业深度融合为主驱动力的新一轮科技革命和产业变革正迅猛发展，给我国的工程科技人才培养带来了前所未有的机遇与挑战，迫切需要深化工程教育改革，创新人才培养模式，提升人才培养质量[1-3]。为此，教育部高等教育司正式提出了“新工科”建设，为我国高等教育改革指明了方向。2019年吴岩司长在国际机械工程教育大会上的“勇立潮头，赋能未来——以新工科建设领跑高等教育变革”报告中，明确了以“新工科建设为指引，推进一流本科课程建设”的高校课程改革发展战略[4]。新工科强调面向未来产业需求，突破传统学科间的专业壁垒，强化多学科交叉融合，培养具备创新创业意识、数字化思维和跨界整合能力的“新工科”人才[5]，以应对未来新技术与新产业的国际竞争与挑战。

《仪器分析》是应用化学专业的核心专业课程，该课程是依据现代仪器设备实现对未知样品的定性、定量及结构分析而建立起来的，仪器分析是学生必须掌握的现代测试技术。该课程对培养学生独立创新能力和工程实践能力具有十分重要的作用。然而，随着现代仪器分析方法的快速发展，传统的《仪器分析》课程教学内容、方法和模式，已经不能完全满足培养新工科对仪器分析知识和能力需求，迫切需要突破传统教学模式，推动课程改革，以适应新工科建设提出的新要求。

本文根据我校应用化学专业特点，基于“学生中心、成果导向、持续改进”的教学理念，结合新工科建设需求，通过分析目前仪器分析产业发展现状、社会需求，结合学校定位和现行《仪器分析》课程教学现状，确定《仪器分析》课程教学定位和教学目标，优化课程教学大纲，深化教学内容、教学策略、教学方案、考核评价机制、质量持续改进与保障机制等环节的改革与创新，培育优质课程和教学成果，推动《仪器分析》课程建设，以期全面提升《仪器分析》课程教学质量。

1 以新工科建设为指引，创新人才培养模式，重构《仪器分析》课程体系

根据新工科建设和工程教育认证的需求，结合应用化学专业培养目标，采用逆向设计模式，对十二条毕业要求进行分解，确定了《仪器分析》课程重点支撑“能理解解决方案的多样性，并结合文献信息，从解决复杂工程问题的多种方案中寻求优选方案。”和“能够针对具体问题，选择与使用恰当的仪器、软件和信息资源，对复杂工程问题进行分析、计算、模拟与设计，并能够分析其局限性。”这两个毕业要求指标点。在此基础上，确定应用化学专业《仪器分析》课程的教学目标为：使学生掌握仪器分析的基础知识、基本理论、基本技能，受到一定的科学实验训练，具备运用所学知识正确选择分析方法的能力，以及进行分析方法研发的能力。

仪器分析课程教学内容涉及物理、化学、计算机等多个交叉学科，具有内容多，学习难度大的特点。近年来，随着社会的发展和科技的进步，仪器分析发展迅速，仪器更新换代和分析新方法、新技术的不断创新与应用，知识更新很快。原来《仪器分析》课程主要讲授紫外可见分光光度法、气相色谱、液相色谱、电位分析法等内容。近年来，随着产业技术的发展，红外光谱、原子吸收、气质联用等仪器逐渐成为常规检验检测仪器，已经被写入国家标准或行业标准。另一方面，一些便携式、传感检测技术发展迅速，如便携式拉曼检测、微芯片分析、传感检测等也在飞速发展，并被逐渐应用到各个领域。为了使《仪器分析》课程教学内容能与时俱进，紧跟仪器分析领域的发展，以达成课程培养目标，我们修订了《仪器分析》教学大纲，优化更新了教学内容，淘汰一些过时和不常用的知识点及分析方法，结合现行生产实际和相关分析标准，增加了原子吸收、红外及联用仪器等章节，并对仪器分析发展趋势进行了详细讲解，简要介绍了现在发展迅速的在线检测、芯片检测技术的原理与应用内容。

2 构建线上线下混合教学模式

2.1 构建线上教学资源平台

随着信息技术的快速发展，学生获取课程知识的渠道不再局限于课堂学习，学生可以通过精品课程在线网站、共享的慕课资源等多途径获取知识。在此背景下，传统授课模式已难以满足学生的学习需求，要保持课堂教学对学生的吸引力，必须进行教学模式改革。“以学生为中心”的工程教育理念，立足课程教学目标，聚焦学生学习效果，逆向设计教学策略与教学方案。根据仪器分析课程定位和教学目标，结合学生实际情况，对课程PPT进行了修改、增加实验过程微视频、仪器操作flash动画、《仪器分析》慕课视频、仿真实验等教学资源，建设《仪器分析》线上教学平台。将传统的教学方式与现代化信息技术相结合，线上和线下教学有效衔接，优势互补，改变传统“教师讲，学生听”传授式教学模式，构建课堂教学、线上教学与仿真实验为一体的混合教学模式与方法，建立多元化的教学渠道。

2.2 创新教学模式

《仪器分析》课程涉及的检测仪器、方法众多，理论和实践性强，学习难度较大。我校应用化学专业《仪器分析》课程的开课学时为32学时，传统教学模式仅能重点讲授五种仪器分析技术，仪器分析发展前沿和实用便携式快速检测技术等内容只能简要介绍，并引导学生自学。为了充分发挥课堂授课效率，本课程通过多年实践、逐渐形成了“雨课堂+学习通+虚拟实验”的混合式教学模式。教学过程中，充分利用线上资源，课前通过学习通给学生下达线上学习任务，预设思考问题，让学生带着问题学习线上课程，促使学生自主学习并思考问题。如在讲授色谱分析前，先向学生推送本章的教学视频及仪器操作视频，然后让学生做色谱仿真实验，使学生对色谱仪器原理及使用有基本了解，并以“蔬菜中有机磷农药检测”、“废水中多氯联苯检测”、“室内有机物检测”、“白酒风味物质指纹谱图检测”、“中药中黄酮类物质检测”为主题，让学生通过查阅文献，完成一篇与主题相关的文献综述，使其能了解色谱在实际样品分析中的应用现状。

线下课堂教学中，针对理论课程课堂教学枯燥乏味这一问题，我们将案例导引，启发式、探究式、讨论式教学有机融合，将经典的仪器分析案例引入课堂，让学生以小组为单位对分析案例进行课堂讨论，分析其优缺点，引导学生思考是否有其他仪器分析方法可以代替现有检测技术，充分调动学生学习仪器分析的热情，培养学生能理解解决方案的多样性，并结合文献信息，从解决复杂工程问题的多种方案中寻求最优方案的能力。如在紫外可见分光光度法中，让同学们查阅文献，归纳总结茶叶中铁含量检测方法，并比较各方法的检测原理、灵敏度、稳定性、检测成本。通过各种仪器方法的比较和归纳，使学生掌握任何分析仪器都由“信号发生系统—传感装置-信号检测系统-信号处理系统”等部分组成的规律，并了解了其它仪器原理与分析方法。

针对仪器课程涵盖知识面广，仪器结构、原理复杂，抽象难懂，学习难度大的问题，教师在PPT中加入生动有趣的仪器分析flash动画，让学生能更直观认识仪器结构和原理，提高学习效果。另外，在课程教学过程中，教师注重将科研与教学有机结合，将真实分析案例和在线仿真实验引入教学过程，引导学生从分析方法的基本原理出发，观察、分析、综合、归纳众多影响因素，思考应用仪器分析解决实际问题的方法和途径，将知识理解、运用、创新形成有机结合并实现逐步升级，让学生的学习过程由知识掌握转化为能力培养，逐步培养学生创新意识和综合分析解决实际问题的能力，实现新工科背景下创新型应用型人才培养的目标。

3 构建《仪器分析》课程多方位的考核评定体系

针对《仪器分析》课程特点，在OBE理念指导下，根据课程对毕业要求指标点的支撑，打破传统的“一考定成绩”的考核方式，设计能考查学生知识、能力和素质的综合评价体系，构建多元化的课程考核方式。以过程评价为核心的考核方式，将《仪器分析》课程考核贯穿于整个教学全过程，降低期末考试成绩在总成绩中所占比重，增大课堂教学过程评价的比重，改变过去死记硬背拿高分的考核模式，将标准与非标准考核结合、灵活考查与基础考核相结合，线上与线下考核结合，从多环节多维度考察学生，确保课程考核的合理性。

《仪器分析》课程成绩由平时考勤、课堂表现、课后作业成绩、期中测验和期末考试成绩加权确定。我们采用雨课堂授课，在教学过程中，根据章节的知识难点和重点，设置适当的随堂测试题目，及时评价学生对知识点的掌握情况，督促学生认真听讲。教师根据同学们的雨课堂答题情况、小组讨论情况、回答问题情况，评定学生成绩，作为课堂表现成绩。根据“学习通”上视频学习和章节作业完成情况，综合评价确定学生课后成绩。

4 构建教学质量持续改进与保障机制

新工科建设背景下，工程教育需要建立一种贯穿整个课程教学过程的持续改进机制，持续改进培养目标、教学活动，以保障其与时俱进，始终支撑教学目标的达成。针对应用化学专业《仪器分析》课程特点，我们探索构建了适应于“评价-反馈-改进”的教学质量持续改进机制。首先，在《仪器分析》课程教学大纲中明确规定课程目标、考核方式、考核标准、成绩构成，并在第一次上课时给学生讲解教学目标与考核形式。在考核前对考核内容和方式进行合理性审查，确定考核方式和内容能正确评价学生工程能力培养情况。课程考核后，根据课程大纲要求收集课程的考评数据，根据学生教学过程反馈、学生调查报告、课程成绩达成度评价课程教学质量。根据评价结果，分析教学中存在的问题，从而针对性的提出改进策略与方法，并反馈落实于下一次课程教学中，从而建立一种质量持续改进与保障机制，确保仪器分析教学质量稳步提升。

5 结 语

综上所述，在新工科建设背景下，将成果导向(OBE)理念引入《仪器分析》课程建设，改革人才培养模式，重构《仪器分析》课程体系，建设《仪器分析》线上教学平台，将传统的教学方式与现代化信息技术相结合，提高学生的学习主动性，促进教学质量提升。构建多元化的课程考核方式和教学质量持续改进与保障机制，推动《仪器分析》课程内涵发展，保障课程教学始终支撑毕业要求的达成，培养适应新工科建设需要的创新型工程科技人才。