儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探析

高愛環(huán)， 劉 玲

（肇慶學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，廣東 肇慶 526061）

0 引言

儀器分析實(shí)驗(yàn)是肇慶學(xué)院化學(xué)、食品工程、制藥工程、環(huán)境工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課儀器分析的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié).該教學(xué)環(huán)節(jié)理論聯(lián)系實(shí)際，既是對儀器分析基礎(chǔ)理論知識的檢驗(yàn)、鞏固和提高，也是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的最佳途徑之一.儀器分析實(shí)驗(yàn)對優(yōu)化學(xué)生的綜合素質(zhì)和科研能力，以及提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果等方面都將起到重要的作用[1－2].

1 儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

隨著學(xué)校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中逐漸暴露出許多問題,具體體現(xiàn)在如下幾個方面:

1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備少，學(xué)生自主操作受到限制.儀器分析實(shí)驗(yàn)涉及的諸多儀器，如色譜儀、紫外分光光度儀、原子吸收分光光度計(jì)等，多屬精密貴重的大型分析儀器，每個教學(xué)單位所配置的臺套數(shù)有限.由于學(xué)生人數(shù)多，加之實(shí)驗(yàn)課學(xué)時偏少、儀器操作復(fù)雜等原因，學(xué)生沒有獨(dú)立操作的可能性和重復(fù)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，這極大地限制了對其動手能力的培養(yǎng).

2）教學(xué)方法單一，學(xué)生思維的積極性受到抑制.實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的傳統(tǒng)模式是“教師講解實(shí)驗(yàn)＋學(xué)生操作”.由于受儀器數(shù)量及課時限制，上實(shí)驗(yàn)課時教師除了詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)相關(guān)問題外，往往還提前為實(shí)驗(yàn)的相關(guān)環(huán)節(jié)做好準(zhǔn)備，學(xué)生僅是被動且機(jī)械地按照實(shí)驗(yàn)步驟去完成實(shí)驗(yàn).此外，實(shí)驗(yàn)時大多會將幾個人甚至是10多人分為一組，每組中除了動手能力較強(qiáng)的個別學(xué)生能主動進(jìn)行操作，多數(shù)學(xué)生并未實(shí)施實(shí)際操作.在這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较拢瑢W(xué)生缺乏獨(dú)立的思考和集體討論，思維的積極性受到抑制，對實(shí)驗(yàn)涉及的相關(guān)知識并未能真正了解和掌握，從而最終導(dǎo)致學(xué)生對實(shí)驗(yàn)缺乏興趣.

3)教學(xué)內(nèi)容陳舊，不能與時俱進(jìn).由于大型儀器更新速度較慢，故學(xué)院所開設(shè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)往往是最能體現(xiàn)儀器分析方法基本概念和基礎(chǔ)理論的經(jīng)典內(nèi)容.這些實(shí)驗(yàn)雖然理論上成熟，但內(nèi)容較為陳舊，與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用脫節(jié)，不適應(yīng)現(xiàn)代儀器分析的要求.而由于缺乏與專業(yè)的有機(jī)結(jié)合，各專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容均相同，因而難以凸顯專業(yè)特色.此外，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中依賴性較強(qiáng)，缺乏主導(dǎo)性和設(shè)計(jì)性.

4)學(xué)生課前預(yù)習(xí)不充分，在實(shí)驗(yàn)中缺乏主動性.儀器分析實(shí)驗(yàn)均采用精密儀器，學(xué)生上課前對一些儀器不僅沒見過，有的甚至從未聽說過.他們只能對著書本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，對復(fù)雜的儀器結(jié)構(gòu)、原理及操作方法等缺少感性認(rèn)識，有紙上談兵之感.從另一方面來說，儀器分析實(shí)驗(yàn)是理論課的輔助課程，學(xué)生對其重視程度不夠，有時處于一種應(yīng)付狀態(tài)，學(xué)習(xí)的積極性和主動性有待提高.

國務(wù)院明確指出，高等教育要重視培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)能力.當(dāng)今社會對具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力人才的需求日趨旺盛，為此，我們必須探索行之有效的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，采取積極的對策，努力提高儀器分析課程的教學(xué)效果[3－5].

2 改革措施

2.1 采用以“學(xué)生為中心”的教學(xué)新模式

針對實(shí)驗(yàn)儀器短缺和教學(xué)模式單一的現(xiàn)實(shí)情況，肇慶學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，將各種大型分析儀器的結(jié)構(gòu)、組成及操作技能完整拍攝下來，利用多媒體在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前播放給其觀看，使學(xué)生對儀器的分析原理、構(gòu)造、使用方法以及注意事項(xiàng)等有初步的了解.這種方式有效提高了學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作的工作效率，減少了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中操作錯誤及對儀器造成不必要損壞的概率；同時，也降低了實(shí)驗(yàn)教師的工作強(qiáng)度，有助于提高教學(xué)質(zhì)量.

除了拍攝儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像外，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)還建立了儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站，將儀器分析實(shí)驗(yàn)的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、師資隊(duì)伍、儀器概況、教學(xué)錄像等在網(wǎng)站上向?qū)W生開放.這給學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課的預(yù)習(xí)提供了良好的學(xué)習(xí)平臺，使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)前有針對性地學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)知識，熟悉分析儀器的基本構(gòu)造、工作流程、工作原理和儀器的基本操作方法，為其進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際操作奠定了基礎(chǔ).在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站上開辟的“教學(xué)論壇”，是學(xué)生和教師進(jìn)行交流的重要而有效的渠道.師生可在論壇中對理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論，這種討論不僅可以讓學(xué)生加深對儀器分析實(shí)驗(yàn)的了解，還可以深化其對理論知識的理解.

2.2 合理規(guī)劃課程，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，不利于對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).本教學(xué)團(tuán)隊(duì)本著突出專業(yè)特色，培養(yǎng)具有創(chuàng)新素質(zhì)的應(yīng)用型人才的原則，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革和更新.更新后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容側(cè)重于應(yīng)用性，減少了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)增加了一些應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時還將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與專業(yè)緊密聯(lián)系起來.以高效液相色譜實(shí)驗(yàn)為例，針對化學(xué)（精細(xì)化工）、食品工程、制藥工程、環(huán)境工程等不同專業(yè)，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)分別為“香水成分分析”、“水果中維生素C分析”、“中藥有效成分分析”和“水中四乙基鉛的測定”.這些實(shí)驗(yàn)既與專業(yè)相關(guān)，同時又貼近生活，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲，提高了其學(xué)習(xí)的主動性與積極性.

我們在教學(xué)內(nèi)容中還引入了綜合性實(shí)驗(yàn)，將此類實(shí)驗(yàn)開設(shè)成研究性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生調(diào)研并查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和過程.通過這些方法充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課的興趣和積極性，努力培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力及綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力.例如：我們將化學(xué)（精細(xì)化工）專業(yè)開設(shè)的“防曬霜的制備”實(shí)驗(yàn)，拓展為“天然防曬霜的制備及防曬性能測試”綜合實(shí)驗(yàn).學(xué)生首先選擇含防曬成分的天然植物，利用萃取法或蒸餾法提取出天然防曬劑，采用氣質(zhì)聯(lián)用、紫外－可見分光光度計(jì)檢測提取物的性能；然后以提取物為有效成分，與其他化妝品原料配制出天然防曬霜；最后，利用紫外－可見分光光度計(jì)對防曬霜的防曬性能進(jìn)行測試分析.綜合性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上寫出實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)教師審閱認(rèn)定可行后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn).這種形式調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，強(qiáng)化了學(xué)生獨(dú)立查閱文獻(xiàn)和確定實(shí)驗(yàn)方法的能力，培養(yǎng)了他們綜合運(yùn)用知識進(jìn)行探索和創(chuàng)新的能力.教師還可指導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)方法、過程、結(jié)果與討論撰寫成小論文，為學(xué)生日后撰寫畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）打下一定的基礎(chǔ).

2.3 建立新的儀器分析實(shí)驗(yàn)考核體系

傳統(tǒng)的考核制度以出勤、操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主要依據(jù).改革后建立的新考核體系，將預(yù)習(xí)、操作、課堂提問、數(shù)據(jù)處理與分析、考試和學(xué)習(xí)態(tài)度等均納入其中，將實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)論相結(jié)合，對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績進(jìn)行綜合評定，以客觀、準(zhǔn)確的考核體系真實(shí)地評價學(xué)生的綜合技能.實(shí)驗(yàn)成績中各部分所占權(quán)重如下：預(yù)習(xí)占20%，實(shí)驗(yàn)操作占20%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占30%，考試占20%，出勤情況占10%.新考核體系強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的重要性，而教學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像和實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站，也為學(xué)生提供了深入預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的可能性，增強(qiáng)了其預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的主動性，從而很好地促進(jìn)了他們對實(shí)驗(yàn)的理解，激發(fā)了其動手操作的興趣，提高了其實(shí)際操作能力.

3 結(jié)語

在深入探析儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，化學(xué)化工學(xué)院儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)對教學(xué)進(jìn)行了改革，其主要方法和途徑如下：通過引入教學(xué)錄像和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等手段，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)模式多樣化，將傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心”的教學(xué)方式；通過對課程的合理規(guī)劃和更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)與專業(yè)緊密聯(lián)系起來，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲，培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識和進(jìn)行探索與創(chuàng)新的能力；新的課程考核體系的建立，有效激勵了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性，并為教師客觀真實(shí)地評價學(xué)生的綜合技能提供了指導(dǎo)和依據(jù).總之，儀器分析實(shí)驗(yàn)改革從多方位激發(fā)了學(xué)生的興趣，促進(jìn)了學(xué)生對理論知識的理解，開拓了學(xué)生的視野，提高了其分析問題和解決問題的能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才發(fā)揮了重要作用.

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