《儀器分析》實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)在與改革探討

摘 要 該文針對(duì)我校儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革進(jìn)行了探討，通過對(duì)我院儀器分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀的分析，從改變儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，引入開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，提高學(xué)生動(dòng)手能力、改革評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、開展實(shí)驗(yàn)技能大賽、增加實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)論文中大型儀器的使用率等方面進(jìn)行改革，取得了一定的成效。

關(guān)鍵詞 儀器分析 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

《儀器分析》課程是化學(xué)化工生物食品類專業(yè)本科生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，是以檢測物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)而建立起來的一種分析方法，由于這類方法需要使用較特殊的儀器，因而稱之為“儀器分析”。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)的主要環(huán)節(jié)，儀器分析實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的是使獨(dú)立學(xué)院學(xué)生了解和初步掌握一些現(xiàn)代化大型儀器的使用，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的需求，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，我院在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面做了一些嘗試。

1儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)與存在的問題

1.1實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量有限

我院儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)所涉及到的分析儀器主要包括紫外可見分光光度計(jì)、原子吸收光譜儀（火焰和石墨爐）、紅外光譜儀、酸度計(jì)、電位滴定計(jì)、氣相色譜儀儀、高效液相色譜儀。因大部分儀器價(jià)格昂貴，除了紫外可見分光光度計(jì)和酸度計(jì)臺(tái)數(shù)較多，可提供學(xué)生自己動(dòng)手操作，其余儀器都只有一臺(tái)，所以每次都是以“教師演示，學(xué)生觀摩”的方式進(jìn)行，學(xué)生基本沒有機(jī)會(huì)直接接觸儀器。由于一次性人太多，對(duì)于那些學(xué)習(xí)積極性不高的學(xué)生，可能連儀器的基本結(jié)構(gòu)都沒掌握，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，只有少數(shù)前排的學(xué)生大概掌握了基本操作，實(shí)驗(yàn)效果非常差。

1.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容沒有及時(shí)更新

學(xué)院所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)多為基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，儀器分析設(shè)備也在不斷更新，分析速度快，檢出限越來越低，靈敏度越來越高，儀器設(shè)備自動(dòng)化程度越來越高，學(xué)生可能看到的只是指導(dǎo)老師在電腦上點(diǎn)擊幾個(gè)鍵就能完成實(shí)驗(yàn)，覺得實(shí)驗(yàn)非常簡單，很難真正掌握各種儀器的結(jié)構(gòu)及原理，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)脫節(jié)嚴(yán)重，更不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新拓展能力。

1.3實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師人員的匱乏

我院從事儀器分析方面的老師嚴(yán)重不足，不僅實(shí)驗(yàn)場地有限，能將所有儀器都能精通的老師很少，有些實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的相關(guān)儀器操作經(jīng)驗(yàn)不是很熟練，特別是當(dāng)大型儀器出現(xiàn)問題尤其是小問題時(shí)不能夠及時(shí)解決，只能求救工程師，耽誤學(xué)生時(shí)間，極大地影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2改進(jìn)措施

2.1改變儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，引入開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念

我們以原子吸收分光光度法為例，原子吸收分光光度法主要測金屬元素，靈敏度非常高，讓學(xué)生自由選擇所測的金屬元素和所測的樣品，和老師商量具體實(shí)驗(yàn)時(shí)間和方案。學(xué)生的積極性很高，有的選擇用火焰原子測蔬菜水果中的鐵，有的測大米中的鋅，有的用石墨爐測水質(zhì)的重金屬鉛，有的測土壤中的鉻和鎘。為了使實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行，學(xué)生通常會(huì)查閱大量相關(guān)資料。他們從采樣開始就非常積極認(rèn)真，為了保證所采樣品的代表性，他們隨機(jī)到多處采樣，把采來的樣品認(rèn)真處理，然后學(xué)習(xí)儀器的操作，摸索實(shí)驗(yàn)條件，學(xué)會(huì)更換空心陰極燈和石墨管，學(xué)會(huì)電腦軟件的操作。配制合適的標(biāo)準(zhǔn)溶液，檢測樣品，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析討論，大多能得到較好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的小問題在老師的指導(dǎo)下自己解決。整個(gè)實(shí)驗(yàn)全是學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作完成，老師只在旁邊指導(dǎo)。學(xué)生之間分工明確，配合默契，不僅學(xué)好了專業(yè)知識(shí)，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，還提高了團(tuán)隊(duì)的合作精神。

2.2培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，提高學(xué)生動(dòng)手能力，我們以氣相色譜分析為例

氣相色譜法是以氣體為流動(dòng)相，在各種不同的色譜柱上混合組分進(jìn)行分離分析的一種高效檢測方法。因?yàn)樵跈z測之前，開儀器和走基線需要一段時(shí)間，利用這段時(shí)間，指導(dǎo)老師把實(shí)驗(yàn)的原理和操作對(duì)著儀器再講一遍，讓學(xué)生有比較直觀的認(rèn)識(shí)，比如色譜柱原來是螺旋形的而不是柱狀直型的等。然后講檢測器的時(shí)候，選取一些貼近生活及實(shí)際的熱點(diǎn)話題，比如目前國家對(duì)環(huán)境治理保護(hù)（金山銀山不如綠水青山），食品安全（三聚氰胺、蘇丹紅等），農(nóng)藥殘留（有機(jī)磷殺蟲劑）等問題，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲望，讓學(xué)生理解檢測什么物質(zhì)選擇合適的檢測器。在摸索好色譜條件后，讓學(xué)生根據(jù)課堂所學(xué)的理論知識(shí)自己先估計(jì)出峰時(shí)間和出峰大小。然后提出相關(guān)問題，讓學(xué)生思考，在思考的過程中等待實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到了預(yù)期的結(jié)果學(xué)生往往很興奮。

2.3改革評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，以可見分光光度法為例

因?yàn)檫@種儀器比較多，兩個(gè)學(xué)生一組，該實(shí)驗(yàn)比較簡單，一般兩節(jié)課就能完成實(shí)驗(yàn)的全過程，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，就需要老師注意每一組的規(guī)范操作，原理的掌握，儀器的熟練程度，最后數(shù)據(jù)的正確性，需要當(dāng)場完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，當(dāng)場給每個(gè)人打分，嚴(yán)禁抄襲和隨意更改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)除了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，中途的操作過程，實(shí)驗(yàn)態(tài)度都應(yīng)納入評(píng)分（下轉(zhuǎn)第63頁） （上接第58頁）細(xì)則。

2.4開展實(shí)驗(yàn)技能大賽

實(shí)驗(yàn)技能大賽不僅可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，而且還有利于提高學(xué)生綜合能力的提高。我院組織學(xué)生參加每兩年舉辦一次的湖北省大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽，院里通過初賽，選拔一批理論和實(shí)驗(yàn)俱佳，并且有興趣的學(xué)生參與培訓(xùn)，將以前所做過的實(shí)驗(yàn)，所用到的儀器重新獨(dú)立操作完成。與武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)等國內(nèi)知名高校的學(xué)生同臺(tái)競技，在我們老師悉心指導(dǎo)下，我院參賽者每次競賽中都有學(xué)生獲一二三等獎(jiǎng)。學(xué)科競賽有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，每次獲獎(jiǎng)都能帶動(dòng)下一屆學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2.5增加實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)論文中大型儀器的使用率

以往畢業(yè)學(xué)生到相關(guān)企業(yè)實(shí)習(xí)一段時(shí)間，企業(yè)里可能只有某一兩種儀器，而且企業(yè)指導(dǎo)人員畢竟不是專業(yè)的老師，在教學(xué)方面比較欠缺，加之學(xué)生比較分散，不便于管理和學(xué)習(xí)。我院在學(xué)生畢業(yè)前通過實(shí)訓(xùn)，把以前所學(xué)的儀器重新再全部熟練一遍，然后根據(jù)實(shí)際情況，畢業(yè)論文的選題盡量用到大型儀器，便于將來就業(yè)能夠得心應(yīng)手，符合應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式。

3結(jié)語

我院通過以上對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索，在新型應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下，學(xué)生使用儀器頻率和掌握儀器操作的能力方面得到大幅度提高，從以前害怕使用，害怕用壞大型儀器到現(xiàn)在自主積極使用，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和效率得到明顯提升。同時(shí)，學(xué)生還能夠自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)， 增強(qiáng)了他們的就業(yè)競爭力，學(xué)生就業(yè)后也得到了用人單位的好評(píng)。

作者簡介：張叢蘭（1975—至今）湖北大學(xué)知行學(xué)院生物與化學(xué)工程系講師。

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