食品科學(xué)與工程專業(yè)《儀器分析實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革研究

陳尚龍 巫永華 李 超

徐州工程學(xué)院食品工程學(xué)院，江蘇 徐州 221111

食品科學(xué)與工程專業(yè)《儀器分析實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革研究

陳尚龍 巫永華 李 超

徐州工程學(xué)院食品工程學(xué)院，江蘇 徐州 221111

儀器分析是根據(jù)被測物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)來分析物質(zhì)的成分及其含量的分析方法，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，快速準(zhǔn)確的新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，使得儀器分析成為了分析化學(xué)最重要的分支，在食品、生物、化工、環(huán)境等領(lǐng)域的作用尤其重要[1,2]。儀器分析實(shí)驗(yàn)是儀器分析的重要組成部分，也是一門實(shí)踐性和實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科，已成為我校食品科學(xué)與工程專業(yè)一門獨(dú)立設(shè)課的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。如何更好地利用這一實(shí)驗(yàn)課來培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力、使其成為高素質(zhì)應(yīng)用型人才，是我校教育工作者一直研究的課題。筆者和同事通過多年的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)，針對教學(xué)中存在的問題，進(jìn)行了一些探索和改革。

1 儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式都是老師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生按照老師要求機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)步驟，被動應(yīng)付，興趣不高，缺乏對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[3]。這些在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中尤表現(xiàn)為突出，儀器分析實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中存在著許多不足。

1.1 儀器設(shè)備數(shù)量不足

由于資金不足和設(shè)備價(jià)格較高，導(dǎo)致部分大型儀器設(shè)備數(shù)量相對偏少，而學(xué)生數(shù)量較多，不可能有那么多學(xué)時(shí)讓每一個學(xué)生都親自上機(jī)操作，使得學(xué)生動手機(jī)會較少，很難在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握這些大型設(shè)備的使用方法。

1.2 學(xué)生的重視度不夠

由于大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課是理論課的附屬部分，況且一般都是考查，并不單獨(dú)考試，所以學(xué)習(xí)的積極性不高，重視程度不夠。

1.3 預(yù)習(xí)質(zhì)量不高

隨著科學(xué)的進(jìn)步，儀器設(shè)備的自動化程度和價(jià)格越來越高，內(nèi)部機(jī)構(gòu)越來越集成化、封閉化，導(dǎo)致學(xué)生對價(jià)格比較昂貴的精密儀器具有一定的神秘感和恐懼感。按照傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前，只能通過實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行預(yù)習(xí)，而很難對所涉及的儀器設(shè)備有一定的直觀認(rèn)識，這樣會導(dǎo)致學(xué)生對儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理以及操作方法等一片茫然，甚至相互抄襲，應(yīng)付差事，預(yù)習(xí)質(zhì)量不高[3]。

1.4 缺少設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單一，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺少設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，不能有效地培養(yǎng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣，很難發(fā)揮學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)的主觀能動性，導(dǎo)致學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，主動解決問題的能力差[4,5]。

1.5 教材通用性不強(qiáng)

由于各學(xué)校、各學(xué)院所擁有的儀器設(shè)備廠家和型號很難保證相同，類型相同而廠家或型號不同的儀器設(shè)備操作步驟也會有一定的差別，這就導(dǎo)致沒有一本完全符合我校的儀器分析實(shí)驗(yàn)課教材。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，更快更準(zhǔn)確的新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，這樣常常導(dǎo)致教材上介紹的與實(shí)際教學(xué)中所用的儀器設(shè)備型號脫節(jié)，進(jìn)而影響學(xué)生預(yù)習(xí)的效果[6]。

2 儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革措施

2.1 根據(jù)現(xiàn)有儀器設(shè)備，合理安排教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時(shí)間

在儀器分析實(shí)驗(yàn)課上所用的儀器一般價(jià)格比較昂貴，導(dǎo)致儀器設(shè)備數(shù)量有限，不同院校擁有的儀器設(shè)備的種類、數(shù)量、型號參差不齊，因此能夠開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)個數(shù)都不一樣，根據(jù)我校的具體情況，我們教學(xué)組編寫了一本符合我院實(shí)際情況的儀器分析實(shí)驗(yàn)教材。

在教學(xué)內(nèi)容上，保留了一些經(jīng)典、成熟的內(nèi)容。同時(shí)，與實(shí)際應(yīng)用密切聯(lián)系，根據(jù)當(dāng)前社會熱點(diǎn)，與時(shí)俱進(jìn)，適當(dāng)增加或修改一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。比如，當(dāng)前社會比較關(guān)注食品安全問題，在液相色譜實(shí)驗(yàn)中，開設(shè)了牛奶中三氯氰胺的檢測；在原子吸收實(shí)驗(yàn)中，將牛奶中銅含量測定修改為膠囊中鉻含量測定。

在教學(xué)時(shí)間上，根據(jù)現(xiàn)有儀器設(shè)備數(shù)量，對儀器設(shè)備數(shù)量較少的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，適當(dāng)增加學(xué)時(shí)并減少每批人數(shù)；而對于儀器設(shè)備數(shù)量較多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，適當(dāng)增加每批人數(shù)。比如，在液相色譜、氣相色譜實(shí)驗(yàn)中，由于設(shè)備臺數(shù)有限（各有兩臺），將首次使用該設(shè)備的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)時(shí)增加至3學(xué)時(shí)，每批人數(shù)減少至12人；在電位分析實(shí)驗(yàn)中，由于設(shè)備數(shù)量充足，每批人數(shù)增加至20人。

讓每一個學(xué)生都有機(jī)會親手操作設(shè)備，掌握設(shè)備的使用方法，同時(shí)了解儀器分析的應(yīng)用范圍，真正調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)興趣，提高了解決實(shí)際問題的能力。

2.2 強(qiáng)調(diào)課前預(yù)習(xí)，確保預(yù)習(xí)質(zhì)量

為了提高預(yù)習(xí)質(zhì)量，要求老師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。首先，我們從直觀入手，在每一批學(xué)生完成上一個實(shí)驗(yàn)后，由我們統(tǒng)一帶領(lǐng)這批學(xué)生去下一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所涉及的設(shè)備房間進(jìn)行參觀，讓學(xué)生零距離地觀察設(shè)備，同時(shí)我們會充分利用這段時(shí)間給學(xué)生簡單地介紹設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作，并提出預(yù)習(xí)要求。其次，我們通過互聯(lián)網(wǎng)，將編輯好的視頻或圖片教程發(fā)至公共郵箱，讓每一位學(xué)生都可以通過郵箱獲得這些較為直觀的教程，便于他們了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)及操作方法和注意事項(xiàng)。最后，再預(yù)習(xí)本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這樣學(xué)生就更容易理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，確保了預(yù)習(xí)質(zhì)量。

2.3 增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，建設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室

現(xiàn)階段，我院食品科學(xué)與工程專業(yè)的儀器分析實(shí)驗(yàn)課已經(jīng)增加兩個綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，隨著教學(xué)條件的不斷完善，綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量還會增加。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通常是指導(dǎo)老師給出多個題目，學(xué)生根據(jù)意愿選擇其中一個，選擇相同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)生可以自愿組成實(shí)驗(yàn)小組，通過自己查閱文獻(xiàn)資料和小組討論，確定實(shí)驗(yàn)方法，通常理論上可行的方法不止一個，然后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際能提供的儀器設(shè)備以及這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)，確定最終的實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)路線和具體的實(shí)驗(yàn)步驟，最后在指導(dǎo)老師的協(xié)助下完成整個實(shí)驗(yàn)過程，這樣有利于提高學(xué)習(xí)主動性、也有利于培養(yǎng)創(chuàng)新力。

我院開放性實(shí)驗(yàn)室正在建設(shè)之中，現(xiàn)階段已經(jīng)完成門禁系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)驗(yàn)室對跟著老師做課題和做畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生已經(jīng)做到完全開放，但對其他學(xué)生還沒有做到完全開放，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室大型儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，若對其他學(xué)生也完全開放，則需要專職老師全程陪護(hù)，以防學(xué)生操作不當(dāng)，導(dǎo)致儀器設(shè)備損壞，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失和影響實(shí)驗(yàn)的正常開出。開放實(shí)驗(yàn)室可以更好地讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，根據(jù)自己的意愿選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，激發(fā)學(xué)生的求知欲，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造思維能力。隨著我院實(shí)驗(yàn)室的不斷建設(shè)和完善，實(shí)驗(yàn)室的開放范圍會越來越廣，實(shí)驗(yàn)條件也會越來越好。

2.4 完善儀器分析實(shí)驗(yàn)考核制度，加強(qiáng)學(xué)生的重視程度

作為一所應(yīng)用型本科院校，我校尤其重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。對于食品科學(xué)與工程專業(yè)的儀器分析實(shí)驗(yàn)課，已經(jīng)成為一門與理論課并重的必修課程，而不僅僅是理論課的附屬部分?，F(xiàn)階段，儀器分析實(shí)驗(yàn)課的成績由三部分構(gòu)成，即技能操作成績占40%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績和期末筆試成績各占30%。技能操作成績主要考查學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中對儀器設(shè)備的操作是否規(guī)范以及對其掌握的程度；實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績主要包括四個方面，即實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、書寫、數(shù)據(jù)處理和思考題的作答；期末考試是以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，考查學(xué)生對各種儀器設(shè)備的操作和注意事項(xiàng)，這樣既能考核學(xué)生，又能促使他們把整個操作再溫習(xí)一遍，以考代學(xué)，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率。

3 結(jié)語

對于食品科學(xué)與工程專業(yè)的儀器分析實(shí)驗(yàn)課的改革還在不斷進(jìn)行中，改革的目的不僅要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。我們只有與時(shí)俱進(jìn)，不斷地積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，積極創(chuàng)新，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，才能達(dá)到教學(xué)改革的目的。

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Study on Teaching Reform of Instrumental Analysis Experiment for Food Science and Engineering Major

Chen Shanglong Wu Yonghua Li Chao
College of Food Engineering, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221111, China

針對當(dāng)前食品科學(xué)與工程專業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的現(xiàn)狀，指出教學(xué)過程中普遍存在的問題，結(jié)合儀器分析實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的實(shí)踐探索，闡述了該課程改革所取得的初步成果以及將來改革的思路和設(shè)想，以培養(yǎng)更為出色的應(yīng)用型人才。

食品科學(xué)與工程；儀器分析實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革

According to teaching current situation of instrumental analysis experiment for food science and engineering major, some common problems in the teaching process were put forward in this paper. On the basis of the teaching practice and exploration of instrument analysis experiment, preliminary results and the basic ideas and plans of teaching reform were stated to cultivate better applied talents.

food science and engineering；instrumental analysis experiment；teaching reform

G642.0

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.103

陳尚龍(1982—)，男，助理實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向?yàn)槭称贩治觥?/p>