關于儀器分析實驗教學中若干問題的建議

張慶　朱宗強　梁美娜　李艷紅

摘要：儀器分析實驗是一門很重要的實驗必修課，儀器分析理論課和實驗課本質一脈相承。本文分析了儀器分析實驗課的現(xiàn)狀和存在的問題，有針對性地提出了提高儀器分析實驗教學質量的具體內容和方式，最后分析了改革后實驗教學的優(yōu)勢及不足。

關鍵詞：儀器分析；實驗教學；教學改革

中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）50-0276-02

儀器分析自上世紀30年代問世以來，不斷豐富的分析化學內涵使分析化學發(fā)生了一系列根本性的變化，隨著科技的發(fā)展和社會的進步，分析化學領域將面臨更深刻、更廣泛和更激烈的變革?，F(xiàn)代分析儀器的更新?lián)Q代，儀器分析新方法、新技術的不斷創(chuàng)新與應用，都是這些變革的重要內容。因此，儀器分析課程在高等院校理工科類課程中所處的地位日趨重要。高等院校為了使自己培養(yǎng)的人才能從容迎接用人單位的挑戰(zhàn)，已將儀器分析列為化學類、環(huán)境類、生物類等專業(yè)學生必修的專業(yè)基礎必修課。筆者從儀器分析實驗課現(xiàn)狀和目前存在的問題、今后的教學改革建議三個方面予以闡述。

一、儀器分析實驗課程現(xiàn)狀

儀器分析實驗教學對象一般基礎參差不齊，學生自學能力和主動學習的意識較差，從而導致儀器分析的常規(guī)實驗教學面臨新的挑戰(zhàn)。為了提高實驗室效果，各高校花費巨資購買了很多大型儀器。儀器在分析和檢測領域的應用越來越廣泛，已經成為檢測機構的必備設備。進一步加強實驗教學，有利于提高學生的學習興趣，更有利于學生就業(yè)和深造。從長遠來看，加強儀器的操作和維護勢在必行。

近幾年來，秉承培養(yǎng)應用型本科人才的理念，桂林理工大學環(huán)境科學與工程學院環(huán)境工程中心實驗室通過爭取中央與地方共建、廣西重點實驗室建設、環(huán)境科學與工程博士學位點建設等多種渠道籌措建設經費2000多萬元，用于更新、補充購置儀器設備，使實驗設備配置更完備、更合理，功能實驗室布局更科學合理，符合本科實驗教學改革和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要。目前擁有的是電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）、原子吸收分光光度計（AAS）、元素分析儀（EA）、氣相色譜質譜聯(lián)用儀（GC-MS）、離子色譜儀（IC）、氣相色譜儀（GC）、高效液相色譜儀（HPLC）等一批現(xiàn)代化儀器設備，10萬元以上的儀器設備40多臺，合計2000多萬元。這些大大地改善了實驗室的科研和教學條件。

二、目前存在的問題

1.理論課和實驗課脫節(jié)嚴重。儀器分析理論課程原理性強，概念抽象難懂?，F(xiàn)有的教材都是以圖片形式聯(lián)系實際問題展開的教學模式，缺乏實際和理論結合的課堂形式，很少給出物理意義或者工程意義上的詳細解釋。因此抽象的概念和陳舊的教材內容是造成理論與實踐不能很好結合的原因之一。學生通過理論課學習一些基本理論，沒有見過實物，加之儀器分析理論課程比較枯燥，學生也只是在考試前突擊復習，應付考試，未認識到儀器分析的使用價值，從而導致所學儀器分析理論知識未能與其使用有效結合。

2.課前預習不夠，聽課效果差。首先，每次實驗課前充分預習實驗內容。明確實驗目的和原理，了解所需儀器和藥品，把握儀器的操作要領、每一操作步驟的原理和作用，思考每一步驟實驗結果的影響大小和是否是實驗成功的最關鍵步驟。因此，每次實驗課前要求學生寫好預習報告，實驗指導教師應認真檢查預習報告，并給予指導；其次，實驗中要求學生嚴格按操作規(guī)程操作，認真記錄原始實驗數(shù)據和實驗現(xiàn)象，指導教師認真檢查和監(jiān)督學生的操作是否規(guī)范。

3.大組教學，學生上機時間少。開放式實驗教學的效果，從教學的效果及培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力來看是最好的。但實際上，每組學生人數(shù)受大型儀器數(shù)量的限制，每個學生個體實際上機操作的時間仍然偏少。教與學的互動流于形式，培育學生的學習興趣更是無從談起。

4.實驗報告不規(guī)范，結果和討論偏少。實驗報告普遍存在抄襲實驗教材、教師授課課件等現(xiàn)象。由于長期以來的重理論輕實踐等問題，實驗報告普遍存在抄襲現(xiàn)象，上交上來的實驗報告千篇一律，有的實驗報告甚至錯誤都一樣，而結果和討論部分內容偏少，這里面的原因復雜，也是大多數(shù)教師在教學實踐過程中都會碰到的問題。教師一般是根據學生所撰寫的實驗報告完整情況來評定實驗成績的，由于實驗內容完全一致，指導教師很難在實驗報告中考察出學生的學習能力、動手能力、理論知識的應用能力以及提出問題、解決問題的能力。因此實驗報告評定的實驗成績不能客觀、全面地反映學生的能力。

三、教學改革建議

1.加強基礎知識與實驗教學的聯(lián)系。目前，桂林理工大學環(huán)境科學與工程學院環(huán)境工程中心實驗室的大型儀器，完全可以滿足本科生教學和研究生儀器分析實驗的教學要求。環(huán)境類、水利類專業(yè)學生都已經開設《儀器分析》課程，《儀器分析》中很多儀器理論和對應的實驗項目可同時進行授課，教師授課時可以直接在實驗室里面上課，課本上的插圖、多媒體教案flash和儀器零部件實物三者同時展現(xiàn)在學生面前，跟單純的理論授課相比，明顯有利于增加學生的感官印象，增強對概念的理解，改善教學效果。

2.增加實驗操作，激發(fā)學生的學習興趣。課程間增加儀器設備各部分的實物，有利于掌握理論知識，提高儀器分析實驗理論的學習興趣?，F(xiàn)在很多高校教學實驗用儀器，但大多數(shù)價格昂貴，教學僅限于參觀。教學過程中讓學生參與到儀器操作過程中去，增強其“體驗感”。最后，實驗課程中引入虛擬仿真軟件的教學，其直觀的教學效果，一方面能夠增加學生的學習興趣，另外一方面有利于增強基礎薄弱學生的理解能力。

3.將儀器維護經驗貫穿到實驗教學中。大型儀器在安裝調校之后，廠家都會進行現(xiàn)場培訓，培訓內容包括儀器的基本操作、日常維護和故障診斷排除等內容。在培訓期間，儀器管理員應當向現(xiàn)場培訓工程師系統(tǒng)深入地學習儀器的操作和維護方法，編寫操作手冊和日常維護手冊，使儀器維護工作制度化，責任落實到人，工作執(zhí)行到位。同時，可延長儀器使用壽命，提高儀器的使用率，使其更好地為教學科研服務，為社會服務。

4.利用多元化的現(xiàn)代教學手段。由于普通教師講學生聽的課堂模式很難提高學生學習的興趣，我們可以采用現(xiàn)代教學手段——多媒體教學進行授課，在課堂中插播與課堂內容相關特別是儀器原理的小視頻，來提升學生的印象。

5.將大型儀器與科技創(chuàng)新結合。學校在大二、大三階段開設一些大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，增加學生的創(chuàng)新能力。開創(chuàng)性課題里面增加相應的儀器分析部分，有助于提高儀器分析的教學效果，更有利于提高儀器的使用價值。同時學生在使用儀器的過程中，使得在實驗課上學習到的簡單儀器維護知識得到了的實踐，這有利于培育出學生濃厚的科學興趣和動手能力。鼓勵實驗教師到國內外著名高校深造學習，優(yōu)化實驗教學師資力量。設立特色創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗項目基金，支持創(chuàng)新實驗項目立項建設，并建立較為完善的項目管理制度，提升學生的認知能力、實踐技能和生產體驗。

四、結束語

針對目前儀器分析理論課程和實驗教學脫節(jié)的現(xiàn)象，教師在教學方法和教學內容上需要不斷改進。通過以上幾個方面的探索，在講授儀器分析相關的基本理論知識和實驗技能的同時，更注重激發(fā)、培養(yǎng)學生的學習興趣，收到了較好的教學效果。為了使學生能夠真正把學習興趣轉化為積極主動的學習源泉，就必須使學生理解和掌握教學內容，這就需要教師在教學過程中不斷學習、總結、積累和改進，并綜合運用多種教學方法。

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Abstract：The instrument analysis experiment is a very important experimental compulsory course，the instrument analysis theory course and the experiment course are the essential one. This paper analyzes the present situation of instrument analysis experiment and the existing problems，puts forward the concrete to improve the quality of instrument analysis experiment teaching content and ways，and finally analyzes the advantages and disadvantages after the reform of experimental teaching.

Key words：instrumental analysis；the experimental teaching；the teaching reform