提高儀器分析課程教學(xué)效果的幾點體會

黃利強 林 鵬

摘要 結(jié)合儀器分析課程的教學(xué)特點,介紹儀器分析課程教學(xué)過程中的一些體會,對各種教學(xué)方法和手段進行初步嘗試,取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 儀器分析;教學(xué)方法;教學(xué)效果

中圖分類號:G642.4 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1671-489X(2009)30-0080-02

Several Experience for Increasing Teaching Effects of Instrument Analysis//Huang Liqiang, Lin Peng

Abstract According to the features of instrument analysis course, a series of experience in the teaching were introduced. By improving teaching methods better teaching results was made.

Key words instrument analysis; teaching methods; teaching results

Authors address Fisheries College, Jimei University, Xiamen, Fujian, 361021, China

儀器分析作為現(xiàn)代化的分析測試手段,近年來發(fā)展非常迅速,廣泛地應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域,已成為高等學(xué)校中許多專業(yè)的重要課程之一,集美大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院也于近年將其列為一門專業(yè)基礎(chǔ)課。然而由于儀器分析是一門具有多學(xué)科交叉性、發(fā)展性和前沿性的學(xué)科,其內(nèi)容涉及物理學(xué)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、精密儀器制造等許多知識,學(xué)生必須學(xué)好無機化學(xué)、分析化學(xué)、物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)及計算機基礎(chǔ)等先修課程后才能較好地掌握該門課程,而且現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在原理和技術(shù)上均采用當(dāng)今最先進最前沿的科技,因此對學(xué)生的綜合素質(zhì)要求較高。但是,大部分學(xué)生的基礎(chǔ)知識功底相對薄弱,知識面較為狹窄,因此在學(xué)習(xí)的過程中普遍感覺深奧、抽象、難于理解和掌握。通過積極的教學(xué)改革和探索,對各種教學(xué)方法和手段進行初步的嘗試,總結(jié)出一些較好的教學(xué)方法,在實際課堂教學(xué)中取得良好的教學(xué)效果。

1 針對專業(yè)需求,精選教學(xué)內(nèi)容

由于課程理論課和實驗課的總課時比較少,根據(jù)水產(chǎn)學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),對教材進行合理的取舍,選出與本學(xué)院各專業(yè)密切相關(guān)的幾種分析儀器,把課程重點放在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)科研中應(yīng)用最廣、普及率最高、實用性最強的紫外—可見分光光度分析法、分子熒光光譜法、原子吸收分光光度法、氣相色譜法、高效液相色譜法等常用儀器分析方法上,著重講解這些儀器的基本理論、基本結(jié)構(gòu)和基本實驗技術(shù)。這樣就可以使學(xué)生把有限的精力投入到重點內(nèi)容的學(xué)習(xí)上來,從而牢固掌握每一種分析方法,為今后工作奠定基礎(chǔ)。

2 精心講好緒論課,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

緒論是課程內(nèi)容的開端,講好緒論是上好儀器分析課程的關(guān)鍵性一環(huán),能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。為此精心準(zhǔn)備緒論課的內(nèi)容,側(cè)重介紹儀器分析在生產(chǎn)、生活、社會、軍事等諸多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,讓學(xué)生了解到儀器分析不僅僅是本專業(yè)的基礎(chǔ)課程,更與人們的社會生活和日常生活密切相關(guān),已經(jīng)滲透到人們生活中的方方面面,從而使學(xué)生感到這門課學(xué)了很有用處,激發(fā)起對這門課強烈的好奇與學(xué)習(xí)興趣。以三聚氰胺事件為例,說明儀器分析與日常健康生活息息相關(guān);結(jié)合電視上熱門的尋寶節(jié)目,舉例介紹熒光分析法、紅外光譜法在鑒定古文物上的應(yīng)用;以及介紹原子光譜在宇宙研究中的應(yīng)用等例子,來說明儀器分析在諸多領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用。并結(jié)合已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生在求職、考研中碰到儀器分析應(yīng)用問題的實例,使學(xué)生在課程一開始就深刻感受到學(xué)習(xí)和掌握儀器分析的重要性和必要性,從而激發(fā)起學(xué)習(xí)興趣。

3 結(jié)合儀器分析發(fā)展史,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新思維

在各種分析儀器的發(fā)明和研制過程中,無數(shù)科學(xué)家做了大量艱苦卓絕的探索工作,每一種分析儀器都是汗水和智慧的結(jié)晶,在各種分析儀器的發(fā)明和研制過程中處處體現(xiàn)著科學(xué)家的智慧。在圍繞教學(xué)中心內(nèi)容講授課程時,適當(dāng)?shù)夭迦胍恍┯腥さ膬x器分析發(fā)展的歷史故事,不僅有助于活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)儀器分析課程的熱情,而且回顧和追蹤科學(xué)家走過的足跡,能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生參與科研和追求創(chuàng)新的熱情。

例如在講述原子光譜時,介紹基爾霍夫和本生共同發(fā)明原子光譜法的過程,并選取他們在發(fā)明過程中遇到的一些有趣問題,讓學(xué)生設(shè)身處地思考問題的答案,體會原子光譜法的發(fā)明過程。這種教學(xué)設(shè)計不僅讓學(xué)生深刻地了解到原子吸收光譜和發(fā)射光譜的基本原理,而且能鍛煉學(xué)生動腦筋想問題的能力,可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)探索科學(xué)真理、大膽追求創(chuàng)新的精神。

又如在教學(xué)中,通過查找相關(guān)資料,向?qū)W生介紹分析儀器的發(fā)展史,介紹各分析儀器創(chuàng)始人的發(fā)明歷史,如色譜方法由植物學(xué)家茨維特發(fā)明,原子光譜法由化學(xué)家本生和物理學(xué)家基爾霍夫共同發(fā)明。通過這些史實,讓學(xué)生了解到分析儀器的發(fā)展是多學(xué)科交叉發(fā)展的結(jié)果,各行各業(yè)的研究者都可能為儀器分析研究做出自己獨特的貢獻,從而鼓勵學(xué)生勇于創(chuàng)新,大膽應(yīng)用各種奇思妙想,進而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4 深入淺出、直觀形象地組織教學(xué)

儀器分析內(nèi)容交織著數(shù)學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)、電子技術(shù)和化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)知識,內(nèi)容非常廣泛,對學(xué)生基礎(chǔ)知識要求很高,然而由于學(xué)生的知識功底相對薄弱,而且課程學(xué)時短,這使得許多學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中感覺困難。為此,在教學(xué)中特別注意深入淺出地組織教學(xué),努力采用通俗易懂、直觀形象的教學(xué)方法,使得學(xué)生能夠在最短的時間內(nèi)理解和掌握課程內(nèi)容。例如介紹色譜原理時,以生活實例來比喻色譜的基本原理:幾個學(xué)生一起去逛街,由于他們愛好不同,在商店里待的時間也不同,最后離開街道的時間有先有后,據(jù)此將街道比作色譜柱,街上的人流比作流動相,將離開街道的時間比作樣品保留時間。這一比喻較為形象地說明了色譜的基本原理,學(xué)生也覺得通俗易懂。

由于儀器分析所涉及的許多內(nèi)容在生活中沒有實踐體驗,非常抽象,單靠語言講授很難掌握,因此,講課之前最好先讓學(xué)生看一遍實物,利用直觀教學(xué)以增加學(xué)生的感性認識,然后再進行講解。例如學(xué)習(xí)分光光度計時,讓學(xué)生親自動手拆解報廢的721分光光度計,直觀地觀察儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu),摸清各部件的功能,不僅有助于學(xué)生理解其工作原理,而且能消除學(xué)生對儀器的陌生感和畏懼感,真正做實驗時,學(xué)生會打消顧慮、很快上手。對于一些不能拆開供學(xué)生觀看的精密儀器,可運用多媒體教學(xué)方法,用圖片、電腦動畫方式來展現(xiàn)儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和具體工作過程。

5 運用多媒體輔助與電腦模擬

儀器分析教學(xué)分析內(nèi)容繁多,原理抽象,儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,只靠傳統(tǒng)的教學(xué)手段學(xué)生難以理解和掌握。因此,要充分運用多媒體教學(xué)手段,把各種儀器的結(jié)構(gòu)圖、檢測原理、圖譜、使用流程等制作成形象直觀、圖文并茂的課件,讓學(xué)生通過多種感覺接受知識,從而在多媒體教學(xué)中得到深刻的理解,用最少的時間達到最佳的效果。在多媒體輔助教學(xué)的過程中,還可運用各種仿真軟件,讓學(xué)生在電腦上模擬儀器操作。例如氣相色譜仿真軟件能讓電腦模擬一臺氣相色譜儀,學(xué)生可以通過電腦界面選擇樣品、流速等參數(shù),模擬開機、點火、進樣、測定等過程。學(xué)生通過親身的仿真操作,不僅可以形象地理解氣相色譜儀的基本原理,而且能掌握儀器操作章程和注意事項,獲取直觀的感性經(jīng)驗,并且節(jié)約實驗成本。

6 結(jié)合專業(yè)特點,注意理論聯(lián)系實際

儀器分析是一門應(yīng)用學(xué)科,絕大多數(shù)知識學(xué)生以前沒有接觸過,因此在課程中要注意結(jié)合應(yīng)用實例進行講解。在教學(xué)過程中結(jié)合專業(yè)特點,插入介紹一些與專業(yè)有關(guān)、事關(guān)百姓的熱點事件,比如三聚氰胺事件、蝦仁氯霉素事件,介紹各種儀器分析方法在本專業(yè)的重要應(yīng)用和測試方法,使學(xué)生能理論聯(lián)系實際。在實驗內(nèi)容選擇上,結(jié)合專業(yè)特點盡可能安排一些有實際意義的實驗項目,比如原子吸收光譜法測定自來水中重金屬含量,高效液相色譜測定水產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留等,這些實驗項目貼近生活,與健康、環(huán)境密切相關(guān),學(xué)生很感興趣。另外,也可適當(dāng)?shù)亟榻B一些儀器分析在其他領(lǐng)域的有趣應(yīng)用,例如介紹原子吸收光譜法在投毒案偵破中的應(yīng)用,氣相色譜法在筆跡鑒定上的應(yīng)用,這些拓展內(nèi)容雖與本專業(yè)關(guān)聯(lián)不大,但卻有助于開拓學(xué)生視野,啟發(fā)學(xué)生思維,學(xué)會融會貫通、學(xué)以致用的方法。

總之,儀器分析發(fā)展速度飛快,內(nèi)容豐富,應(yīng)用的領(lǐng)域多,對于培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、綜合應(yīng)用能力具有非常重要的作用。要提高教學(xué)質(zhì)量,就要針對課程本身的特點,在教學(xué)中不斷積累和總結(jié)經(jīng)驗,不斷學(xué)習(xí)新知識,充實教學(xué)內(nèi)容,綜合運用各種教學(xué)方法和教學(xué)手段,不斷探索和實踐,努力提高理論教學(xué)和實踐教學(xué)的效果,從而適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的要求。

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