团论文网
团论文网
-
摘要：仪器分析课程具有多学科交叉融合特色，作为众多工科专业必修基础课程，在相关专业新工科人才培养中扮演着不可或缺的角色。针对目前仪器分析课程教学中存在的传统课程内容难以适应新工科需求、实践环节更新滞后、课程考核评价方式单一、师资水平有待提升等问题，探讨构建仪器分析课程新体系的必要性、途径与方法，探索基于新工科需求的仪器分析课程特色体系，旨在培养能够满足新工科建设需求的工程应用型人才。
关键词：仪器分析；新工科课程建设；多学科交叉融合；多元化测评
为应对世界范围内新一轮科技革命和产业变革，培养适应新经济的创新型工科人才，教育部于2017年提出新工科理念，各高校积极深化工程教育改革，开展各类研究实践活动[1-2]。新工科革新了传统的专业划分模式，摒弃了以往单纯按技术分类的做法，转而根据实际应用需求和行业独特性质来设定专业方向，并有针对性地构建与之相匹配的专业教学体系。新工科常常融合多个学科的知识与技能，致力于培育具备跨学科理论素养和专业技能的复合型人才，以满足现代社会的多样化需求[3]。众所周知，先进的现代化仪器极大地推动了产业更新和社会发展，其中，分析测试仪器及以此为依托建立的分析测试学科是科学研究和工程建设的重要力量，学科教育是推动科技发展的重要手段。仪器分析课程是一门与此关联的兼具基础性、实用性、交叉性和前沿性的课程，在众多工科专业建设中发挥着重要作用，在相关专业新工科人才培养中也扮演着不可或缺的角色[4]。诸多专业如测控技术与仪器、化学工程与技术、制药工程、生物医学工程、环境工程等，对仪器分析课程提出了更高的专业能力培养要求。然而，传统的仪器分析教学模式往往存在教学内容与社会需求脱节、课程内容滞后、综合运用能力培养不足等问题，难以适应新工科综合型人才培养的需求。因此，探索新的课程建设理念、构建新的教学模式、发展适应新形势的课程体系已成为新工科建设形势下仪器分析课程教学改革的当务之急。
据此，本文在阐述仪器分析课程现状及所面临的需求与挑战基础之上，从多学科融合、理论联系实际角度，探索仪器分析课程体系的新构建思路，结合教学实践提出多元化测评模式和方法，致力于探索并构建一条适应新工科发展需求的仪器分析课程教学改革新路径。
一、仪器分析课程建设现状
仪器分析是利用先进仪器设备对物质理化性质进行分析，其融合了多种学科的理论知识和实践技能，展现出知识覆盖面广、综合性强和多学科交叉融合的特色。仪器分析作为一种先进的科研方法和技术手段，已被广泛应用于现代生活与工业生产的众多领域，是高等学校相关专业学生和企业专业技能人才必须具备的基础知识和基本技能[5]。因此，在新工科背景下，面向多行业检验检测的需求，理工科院校众多专业均开设有仪器分析课程。
纵观目前的仪器分析课程建设，发现其仍存在较多问题。一是传统课程内容难以适应新工科需求。仪器分析课程通常采用理论课程与实验课程并行的方式，教学内容绝大部分是知识性内容，且教学内容较杂、相对滞后，缺乏核心理念和特色引领。二是受制于资源等因素，实践环节更新滞后。目前大多数学校基本满足课程实验仪器需求，但在质量和数量上存在缺口，部分实验以演示实验为主，学生缺乏足够的实践机会，实验操作条件不足。三是课程考核评价方式单一。现行的课程评估方法单一，缺乏综合测评的途径，大部分考试内容为知识性考查，存在大量死记硬背和临考突击的情况，而平时成绩考核方式也存在考评细则不具体、考查方式和标准不合理的情况，导致评价结果存在主观性和偏见性。四是师资水平有待提升。仪器分析课程需要教师具备丰富的教学经验和实践能力，有些高校师资力量不足，教师缺乏学科交叉背景，在保持与行业前沿同步的知识和技能更新方面，容易出现短板。因此，为了培养与时俱进的高素质人才，构建多学科融合的仪器分析课程新体系势在必行。
二、以学科交叉融合为核心理念的仪器分析课程建设路径
随着科技的不断发展，仪器分析在各个领域中的应用越来越广泛。为适应新形势发展需求，探索以学科交叉融合为核心理念的仪器分析课程建设路径迫在眉睫。开展多学科融合教学，将物理学、化学、数学、材料科学、仪器科学与技术等学科的基础理论、方法、技术、工具等进行整合，构建仪器分析课程的基本框架和主要内容，是应对复杂问题和挑战的必经之途。
（一）引入开放研究平台，建立跨界交流机制，提供开阔的课程视野
引入开放研究平台以构建硬软件环境是一个涉及多个方面的复杂过程，需要对引入策略和方法进行仔细研究和深入实践。一是要明确目标与需求。确定研究平台的定位和功能，分析硬软件环境需求。根据研究平台的功能定位，明确所需的硬件设备、软件系统、网络设施等，确保平台能够稳定运行并满足科研需求。二是应选择合适的开放研究平台。常见的开放研究平台包括ResearchGate、Academia.edu、Mendeley、GitHub等。各个开放平台都有自己的特色，应比较其优缺点、适用范围、可扩展性和兼容性等，选择具有良好可扩展性和兼容性、最符合自身需求的平台。三是创建硬软件环境。根据需求购买所需的硬件设备，并按照要求进行部署和配置。安装所需的操作系统、数据库、开发工具等软件系统，并进行必要的调试和优化。四是制定管理与维护策略。明确研究平台的使用权限、数据管理、安全保障等方面的规定，组建专业的维护团队，负责平台的日常运维、故障排除等工作。五是促进开放共享与合作。通过各种渠道宣传研究平台的优势和特点，与其他科研机构、高校等建立合作关系，利用研究平台举办学术交流活动、研讨会等，促进科研人员之间的交流与合作。
不同学科领域和专业对仪器分析课程的诉求是有差异的，学生的知识背景也是有差异的。建立跨学科的交流机制，可以使教师和学生拓宽课程视野和学科边界，了解不同领域的仪器分析技术及其应用，极大地促进课程质量的提升，同时使课程与实际应用有机融合，提高学生的综合素质。在教学实践中，通过联合化学、化工、药学、生物、材料和仪器科学与技术等多学科专业教师，在明确课程教学目标的前提下，指导学生联合申报教学改革项目，在项目支撑下落实线上或线下的教学交流会议、典型案例研讨会等，构建跨界交流机制，同时通过定期评估效果，梳理存在的问题并及时调整和改进。实践中还发现，通过网络视频会议和专家讲座等方式，与相关分析仪器公司、学校附属医院检验科的专业人士进行交流，让学生拓展对应用场景的了解和认识。
（二）以理论联系实际为牵引，强化课程的实训环节
在建设以学科交叉融合为核心理念的仪器分析课程时，应以理论联系实际为牵引，着力从教材规划、实验教学、校企联动、虚拟平台等方面开展工作，强化课程的实训环节，解决课程体系同现代分析技术的交叉融合问题。在保障教学设备和实验室条件的前提下，进行实验和实训环节的构架优化，增设虚拟仿真教学先导模块，增设实验实训模块，具体如下。一是增设虚拟仿真教学先导模块，为传统教学模式注入新的元素。以重庆大学分析测试中心大型仪器为样本，采用计算机仿真技术、动画制作技术等，建立基于真实场景的虚拟仿真教学和自主测试软件，比如透射电子显微镜（TEM）、红外光谱仪（IR）和扫描电子显微镜（SEM）等。将新工科专业基础知识、仪器结构原理等融入虚拟仿真仪器，并以数字化、虚拟化和可视化的形式进行展示，使学生在虚拟场景中自行探索，完成基础知识的学习和模拟操作。二是增设实验实训模块，增强学生的实践操作能力，提高其实验设计和数据处理能力。在新体系中，提高了综合仪器分析实验占比，使理论应用落实到实践课程中，实现了化学、物理、计算机编程等学科的交叉融合。同时，积极寻求并促成校企联动机制，联合本地企业如重庆川仪分析仪器有限公司、重庆华邦制药有限公司、中元生物科技公司等，开展暑期见习实践，实施科教融合，将科研阵地变成实践教学的第二课堂。此外，激励学生积极参与相关的专业竞赛或者科研项目，真正实现从理论知识到实际应用的转化。
（三）构建多元化测评体系
多元化的测评和考评方式是仪器分析课程新体系构建和有效实施的重要保障。针对不同学科专业的学生，构建差异化和多元化的测评和考评方式，更全面地评价学生的综合素质，包括知识水平、实验能力、创新能力、团队协作能力等。在新课程体系中，区别于以往教学特别注重基础理论知识考试的情况，结合新的课程体系和新编写的新工科数字化教材，重新梳理出包含知识、能力和态度的多元化测评内容，新增学习过程测评、进步评价、综合运用能力测评等不同的测评指标。尤其值得一提的是，引入学生自评与互评、教师评议与交叉评议以及团队评议等多主体的测评方式，这对教学过程效果的提升和改善具有重要作用。同时，将这些测评结果纳入学生课程最终成绩，可以切实避免部分学生通过期末突击来提升成绩的情况，也客观地衡量了课程改革带来的教学成效。这种多元化的测评和考评方式充分体现了仪器分析课程理论与实践结合、过程与结果并重的特点，体现了新工科背景下仪器分析课程对培养多学科交叉和复合型实践人才的重要作用。
（四）打造多学科背景的教师队伍
多学科的人才队伍可以促进学科间的交叉融合，实现优势互补，形成更具深度和特色的课程新体系。因此，需要采用高效合理的策略和方法，打造多学科背景的教师队伍。目前，重庆大学组建了一支由化学化工、物理、仪器科学与技术等学科专业人才组成的仪器分析教研团队，积极开展仪器分析一流课程建设，探索仪器分析课程教学新模式、新方法，并编写完成了新工科背景下的仪器分析课程教材，积累了一些具体的经验，主要包括五方面：一是人才组建策略调整，如利用网络平台、招聘会和合作院校等资源，吸引更多具有多学科背景的人才；二是设立跨学科培训项目，如开设跨学科课程、组织跨学科研讨会等，帮助他们拓宽知识领域和提升教学能力，鼓励教师通过自学、在线课程等方式，不断提升自己的多学科素养；三是加强跨学科合作与交流，与当地的科研机构、高校、企业等建立合作关系，建立跨学科研究团队，共同开展跨学科研究项目，举办跨学科教学活动；四是设立跨学科成果奖励机制，对于在跨学科研究、教学等方面取得显著成果的教师给予奖励，激励更多教师投身跨学科工作；五是构建跨学科评价体系，制定相应的评价标准和指标体系，定期对教师的跨学科工作进行评价和反馈，以帮助他们及时进行调整和改进。
综上所述，面对新形势下新工科建设对工程应用型人才培养提出的要求，从学科交叉融合角度进行仪器分析课程建设，进一步强化仪器分析课程的特色和教学效果，着力培养既具备创新能力又富有实践经验的复合型工程科技人才，以满足社会发展对相关领域人才培养的需求。
参考文献：
[1]吴岩.新工科:高等工程教育的未来—对高等教育未来的战略思考[J].高等工程教育研究,2018(6):1-3.
[2]新工科建设指南(“北京指南”)[J].高等工程教育研究,2017(4):20-21.
[3]李露,罗晓燕,刘博,等.面向新工科的“多元交叉”实践教学改革研究[J].实验科学与技术,2021(1):53-58.
[4]陈毅挺,黄露,邱桢丽,等.新工科背景下应用型分析测试人才的培养[J].大学化学,2022(12):89-94.
[5]程金生,万维宏.融合新工科内涵的食品科学与工程专业“现代仪器分析”课程建设[J].科教导刊(上旬刊),2020(16):113-115,140.后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
本文标签：
以学科交叉融合为核心理念的仪器分析课程建设论文
人参与 2025-01-02 10:44:00 分类 : 教育论文 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
-
站内搜索
-
随机文章
-
标签列表
-
-
最近发表
-
-
热门文章 | 最新文章 | 随机文章
-
-
最新留言
-
首页 论文知识 教育论文 毕业论文 教学论文 经济学 管理学 职称论文 法学 理学 医学 社会学 物理学 文献 工程论文 学位论文 研究论文
Powered 团论文网 版权所有 备案号：鄂ICP备2022005557号统计代码
全站搜索