淺談農(nóng)林院校儀器分析教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)設(shè)計(jì)方法

□佟珊珊 韓曉軍

淺談農(nóng)林院校儀器分析教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)設(shè)計(jì)方法

□佟珊珊 韓曉軍

儀器分析作為農(nóng)林院校食品、林學(xué)、環(huán)境、生命、應(yīng)化、化工等本科專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)及進(jìn)一步深造的研究生階段學(xué)習(xí)起著非常重要的作用。我們通過對(duì)幾年來儀器分析教學(xué)工作的思路整理，總結(jié)出幾點(diǎn)適合我校本科生的教學(xué)方法和教學(xué)心得。

儀器分析；教學(xué)設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

一、學(xué)校課程總體情況介紹

農(nóng)林院校儀器分析課程滲透至各個(gè)專業(yè)、學(xué)科，例如食品、林產(chǎn)化工、資環(huán)、制藥等，是一門多學(xué)科交叉的前沿科學(xué)。同時(shí)，儀器分析課程教學(xué)也為學(xué)生未來的深造學(xué)習(xí)，奠定了非常重要的基礎(chǔ)。我們不可能在短期內(nèi)讓學(xué)生掌握所有儀器的原理和應(yīng)用，我們教學(xué)中有個(gè)非常重要的目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)獲得知識(shí)的方法和途徑，以及在以后的學(xué)習(xí)、研究中要用到某方面的知識(shí)時(shí)，能調(diào)出以前的記憶，知道該去找哪方面的書籍去仔細(xì)學(xué)習(xí)。我們不是要學(xué)生把所有的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)都記住，高等教育的一個(gè)重要教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

二、課程的特殊性分析

當(dāng)前學(xué)校儀器分析課程在教學(xué)過程中有著其獨(dú)特的方面：

1.學(xué)時(shí)少，內(nèi)容多，變換快

本科生儀器教學(xué)是48學(xué)時(shí)理論和16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，研究生的課程是72學(xué)時(shí)，對(duì)于本科生課程來講，想在短時(shí)間內(nèi)完成儀器分析六大章節(jié)的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)時(shí)任務(wù)非常緊張，所以教師在課程教學(xué)過程中要做出取舍。另外，隨著當(dāng)代科技的發(fā)展，各種新儀器、新設(shè)備、新方法不斷出現(xiàn)，勢(shì)必會(huì)造成學(xué)生產(chǎn)生“所學(xué)無用”的情緒。此時(shí)，教師要及時(shí)疏導(dǎo)學(xué)生的心理，不管新儀器怎么發(fā)展，其原理性的東西不會(huì)變的，其實(shí)儀器的發(fā)展也會(huì)遇到瓶頸，現(xiàn)在儀器很少有革命性的更新?lián)Q代，如果是更新?lián)Q代基本可能就是軟件上更加智能化，更加完善，或者就是儀器的某一點(diǎn)或兩點(diǎn)的改進(jìn)，這樣清楚地向?qū)W生解釋后，自然會(huì)消除他們的疑惑。

2.需要記憶的內(nèi)容多，內(nèi)容缺乏主線

我們?cè)诮滩牡木帉懠敖虒W(xué)過程中總結(jié)出學(xué)習(xí)的主線。例如，對(duì)于某種儀器的分析，大多分為三部分，分別是：分析條件的優(yōu)化、儀器結(jié)構(gòu)流程與主要部件、譜圖數(shù)據(jù)分析。另外，儀器分析的教學(xué)內(nèi)容可分為：光譜分析、電分析化學(xué)、色譜分析、波譜分析。在材料與表面分析這部分內(nèi)容中，主要包含以下幾大塊內(nèi)容：紫外、紅外、核磁、質(zhì)譜、流動(dòng)注射分析等。只有抓住這些主線才能高效地學(xué)習(xí)。

3.內(nèi)容抽象，涉及多種儀器，多學(xué)科交叉

儀器分析涉及的內(nèi)容非常廣，多學(xué)科綜合性非常強(qiáng)，有的院校將儀器分析單獨(dú)設(shè)課，選派經(jīng)驗(yàn)豐富的教師授課，目前我國清華大學(xué)、武漢大學(xué)等院校在這方面走在全國的前列。儀器分析課程雖然設(shè)在化學(xué)系，但其所研究的內(nèi)容并不局限于化學(xué)科學(xué)，一些基本的理論和概念涉及生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、物理學(xué)、光學(xué)、電工電子、計(jì)算機(jī)、概率統(tǒng)計(jì)等學(xué)科。儀器分析是一種測(cè)量的課程，主要是基于物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)量。

4.理論課與實(shí)驗(yàn)課脫節(jié)

眾所周知，儀器分析是基于實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，但現(xiàn)代教育的發(fā)展使各教學(xué)職能部門的分工更加清楚。因此，設(shè)立分析實(shí)驗(yàn)中心使得儀器分析的實(shí)驗(yàn)課由實(shí)驗(yàn)中心獨(dú)立授課，理論課教師不參與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過程，可能會(huì)造成教師的側(cè)重點(diǎn)不同，理論課與實(shí)驗(yàn)課脫節(jié)。

三、課程教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)與教學(xué)設(shè)計(jì)

1.課程內(nèi)容的核心點(diǎn)

我們?cè)诙嗄杲虒W(xué)中總結(jié)以下幾個(gè)核心點(diǎn)：建立量的概念；分析方法的原理與技術(shù)、選擇與應(yīng)用；分析問題、解決問題的方法；儀器分析的研究方法等。把握住這些核心點(diǎn)有助于學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)和理解。

2.課程的基本內(nèi)容

本校的儀器分析課程主要包括：光學(xué)分析、電化學(xué)分析、色譜分析、波譜分析。這些內(nèi)容之間也存在著聯(lián)系，不是獨(dú)立的，教師在教學(xué)過程中要做好承上啟下的講解工作。

3.畢業(yè)生缺乏解決實(shí)際問題的能力

從以往的教學(xué)效果來看，當(dāng)學(xué)生學(xué)完本課程后都能很好地掌握各部分重點(diǎn)內(nèi)容，但是，當(dāng)學(xué)生畢業(yè)后走向了工作崗位，卻不知如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際工作遇到的問題。教師在實(shí)際教學(xué)中要多將理論與實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，與工程實(shí)際相聯(lián)系，與生產(chǎn)生活相聯(lián)系，與高新技術(shù)相聯(lián)系，與人類文明進(jìn)步相聯(lián)系，重點(diǎn)突出應(yīng)用。應(yīng)試教育帶來的問題表現(xiàn)在教與學(xué)的兩個(gè)方面。應(yīng)在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、思考能力、解決問題的能力。為此，在教學(xué)中，我們?cè)O(shè)計(jì)科創(chuàng)項(xiàng)目，讓學(xué)生幾人一組，給學(xué)生一個(gè)課題，根據(jù)所學(xué)的儀器分析方法，讓其自己查找資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案獲得數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)。我們拿出一部分實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)，讓學(xué)生能按時(shí)完成這項(xiàng)任務(wù)，最終由幾位任課老師共同給出評(píng)價(jià)，這部分成績(jī)也納入到學(xué)生最終成績(jī)中。我們的這種嘗試也收到了學(xué)生的一些反饋，下一步將根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)完善這個(gè)工作。

4.教師容易出現(xiàn)的問題

在儀器分析課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)與教學(xué)設(shè)計(jì)這方面，教師也容易出現(xiàn)一些問題，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的問題？我們認(rèn)為：

（1）課程的難點(diǎn)不清楚，教學(xué)設(shè)計(jì)不到位。往往講儀器分析課的教師會(huì)認(rèn)為只要能操作分析儀器的人就能講課，這是一個(gè)誤區(qū)。會(huì)操作儀器的人也有可能不會(huì)教學(xué)設(shè)計(jì)、不懂教學(xué)策略，這樣是得不到好的教學(xué)效果。另外，在內(nèi)容編排設(shè)計(jì)上，我們由滴定分析到電化學(xué)分析，再到色譜分析，最后是光譜分析，各部分內(nèi)容逐步過渡。但是，如何由電分析過渡到色譜分析？可以總結(jié)電分析不是萬能的，不能滿足所有檢測(cè)分析需求，也是存在問題的。例如，復(fù)雜混合物的分析、有機(jī)物質(zhì)的分析、復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)分析等，這些問題該如何解決，這樣就自然引入下部分內(nèi)容。色譜講完之后，怎么過渡到光分析？因?yàn)樯V里定性很難，便引出由光分析來解決。光分析是物質(zhì)與光的相互作用，物質(zhì)能級(jí)，電子層結(jié)構(gòu)。環(huán)環(huán)相扣，一氣呵成。

（2）對(duì)內(nèi)容的整體掌握不夠，無中心，無邏輯。青年教師可能在授課過程中往往缺乏主線，缺邏輯。例如下面的主線，特征—原理—儀器結(jié)構(gòu)—操作條件選擇—應(yīng)用，利用特定的現(xiàn)象來研制儀器，有這樣的原理，必定出現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)，原理和結(jié)構(gòu)都是相互聯(lián)系的。教學(xué)中教師要多講為什么這么做，少講必須怎么做，這是語言的藝術(shù)。例如，極譜分析內(nèi)容部分，溶液保持靜止，傳質(zhì)擴(kuò)散，避免對(duì)流。為什么保持溶液靜止？溶液極化，為什么選擇滴汞電極？這些原理解釋清楚了，學(xué)生自然很好地記住了重點(diǎn)。例如，色譜理論，如何才能提高柱效？塔板理論只能表征柱效能，沒有給出提高柱效的途徑。如果要提高柱效，從塔板理論上來講，要增加柱子數(shù)量，而從速率理論上分析，要減少速率方程中的a、b、c三個(gè)項(xiàng)目。

（3）教材沒有吃透。建議授課教師買多種教材看，仔細(xì)研究，我們發(fā)現(xiàn)寫過教材的老師，課也上的好，建議青年教師參與編排教材。

（4）語言平淡、不生動(dòng)。語言不生動(dòng)，語言缺乏邏輯性，講臺(tái)是教師表演的舞臺(tái)，切忌不要坐著上課。

總之，我們要多積累經(jīng)驗(yàn)，通過學(xué)生課程試點(diǎn)，科學(xué)設(shè)計(jì)不同層次的問題和方法，循序漸進(jìn)地增加利用課外學(xué)習(xí)部分內(nèi)容在總教學(xué)內(nèi)容中的比例，同時(shí)結(jié)合先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)，不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，有效推進(jìn)教學(xué)改革。此外還要在教研室內(nèi)部召開教學(xué)討論會(huì)，及時(shí)交流分享教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以老教師帶動(dòng)青年教師盡快成長(zhǎng)，從而更好地開展教學(xué)工作。大膽創(chuàng)新，開展教學(xué)改革，使教學(xué)工作更加與時(shí)俱進(jìn)，更加符合我校學(xué)科發(fā)展。

[1]汪爾康.21世紀(jì)的分析化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社，1999.

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[5]佟珊珊,王林,陳淑偉,等.農(nóng)林院校分析化學(xué)教改與教學(xué)中的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)與思考[J].廣東化工,2016,43,(4)：153-154.

（編輯：郝 嬋）

本文系黑龍江省高等教育科學(xué)研究立項(xiàng)課題（編號(hào)：14G012）、哈爾濱工業(yè)大學(xué)省級(jí)研究生教育成果獎(jiǎng)培育項(xiàng)目“化學(xué)化工類研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究與實(shí)踐”（編號(hào)：CGPY-201420）和西北農(nóng)林科技大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目“分析化學(xué)‘五位一體’創(chuàng)新人才培養(yǎng)教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)踐”（編號(hào)：JY1503038）的研究成果。

G420

A

1671-0568（2016）29-0034-02

佟珊珊,博士，西北農(nóng)林科技大學(xué)講師。研究方向：儀器分析教學(xué)和研究工作；韓曉軍，博士，哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、博導(dǎo)。研究方向：生物膜、靶向給藥、藥物控釋、生物傳感器、微流控芯片內(nèi)化合物合成等。