儀器分析課程教學(xué)改革初探

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(濟(jì)寧學(xué)院 化學(xué)與化工系，山東 曲阜 273155)

1 課程特點(diǎn)

儀器分析是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的化學(xué)學(xué)科，對物質(zhì)成分、含量、分布或結(jié)構(gòu)等信息方面的研究起著決定性的作用，是分析化學(xué)的重要組成部分[1]，自20世紀(jì)30年代后期問世以來，內(nèi)容不斷豐富并發(fā)生了一系列根本性的變革，已融入到化學(xué)科學(xué)、食品科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和材料科學(xué)等諸多領(lǐng)域中[2-3]。因此，眾多高等院校為了培養(yǎng)能從容挑戰(zhàn)新世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的綜合素質(zhì)人才，在理論課程的學(xué)習(xí)中，已將儀器分析列為化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)和安全工程等專業(yè)必修的基礎(chǔ)課，并且儀器分析所處的地位日趨重要[4-5]。

儀器分析課程分為：理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩大部分，內(nèi)容涉及面廣包括：色譜分析法、電化學(xué)分析法及光學(xué)分析法等多種分析方法，各種分析方法的知識體系相對獨(dú)立，涉及的儀器設(shè)備眾多，儀器的原理、操作各不相同。因此，儀器分析理論深、內(nèi)容廣、實(shí)踐性強(qiáng)、更新快、難度大，學(xué)生普遍認(rèn)為該課程枯燥、難以掌握，相應(yīng)的教學(xué)改革勢在必行[6-7]。

2 教學(xué)改革

2.1 改革教學(xué)內(nèi)容

針對培養(yǎng)不同專業(yè)的人才，儀器分析的學(xué)習(xí)內(nèi)容是不同的，切勿采用傳統(tǒng)一刀切的方式。因此，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生專業(yè)的不同，對授課內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，重點(diǎn)內(nèi)容要能傾斜突出專業(yè)背景的需求，盡可能與各專業(yè)實(shí)際應(yīng)用的儀器設(shè)備和分析方法保持一致。此外，教師還需要根據(jù)不同的專業(yè)，重新制訂教學(xué)大綱，調(diào)整教學(xué)學(xué)時(shí)。只有這樣才能有的放矢、事半功倍、高效率的開展儀器分析教學(xué)工作。

實(shí)驗(yàn)也是儀器分析課程中十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，以往的教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于傳統(tǒng)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑航處熢O(shè)計(jì)好整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生只需照做，這樣學(xué)生處于一種盲目的狀態(tài)，缺少主動性和積極性，影響創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。教師應(yīng)適當(dāng)減少陳舊和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，要與時(shí)俱進(jìn)不斷提高自身的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，多增設(shè)新技術(shù)、新方法的實(shí)驗(yàn)，特別是增設(shè)一些能聯(lián)系實(shí)際、與生活緊密相關(guān)、與社會熱點(diǎn)相結(jié)合的創(chuàng)新型、開放型和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)和考核學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力和獨(dú)立分析解決實(shí)際問題的能力。

儀器分析理論發(fā)展的速度很快，新儀器、新技術(shù)的研發(fā)也日新月異，教師在教學(xué)過程中，要不斷拓寬自身的知識面，努力提高科研水平，不斷跟蹤國內(nèi)外的相關(guān)科研領(lǐng)域的最新動態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生把課堂所學(xué)的基本理論與當(dāng)前的學(xué)科實(shí)踐，尤其是與本學(xué)科最新的學(xué)科前沿、科研成果等有機(jī)地結(jié)合起來，使原本枯燥無味的原理公式變得生動起來，使空洞抽象的各種分析方法變得具體、真實(shí)。這樣通過對新儀器、新技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)充，將抽象的儀器分析原理與社會實(shí)際進(jìn)行聯(lián)系，將為課堂注入新鮮血液，學(xué)生才會知道這門課程的用處，才能有效地提高學(xué)生對新知識的興趣，學(xué)生才能盡快主動地融入到儀器分析的學(xué)習(xí)中來。這就要求授課教師與學(xué)生多聯(lián)系、多溝通，甚至是邀請學(xué)生參與到相關(guān)儀器的科學(xué)研究中?？蒲蟹床赣诮虒W(xué)的方法，能拓寬學(xué)生們的視野，增強(qiáng)學(xué)生們的知識面，培養(yǎng)、提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。

2.2 建立虛擬實(shí)驗(yàn)室

虛擬實(shí)驗(yàn)室是基于Web技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的開放式、網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，借助于圖形、圖像、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)操作流程等技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上營造畫面和環(huán)境，可輔助或部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件，包含豐富內(nèi)容如：常見的流程操作、實(shí)驗(yàn)原理、儀器構(gòu)造和特點(diǎn)以及需要注意事項(xiàng)等[8]。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以在一定程度上解決實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備臺套數(shù)不足的困局，促進(jìn)學(xué)生大膽驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)想而不必?fù)?dān)心損壞儀器和存在安全隱患，緩解理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不同步性，深度延伸理論知識，有效補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此，教師不但要傳授實(shí)驗(yàn)的基本理論知識，更要學(xué)習(xí)“虛擬實(shí)驗(yàn)室”的使用技巧，掌握虛擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)操作的融合性及差異性，做到能將學(xué)生、儀器和“虛擬實(shí)驗(yàn)室”有機(jī)地結(jié)合在一起。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)際儀器操作的基礎(chǔ)上，再充分結(jié)合具有直觀、靈活和虛擬獨(dú)特優(yōu)勢的“虛擬實(shí)驗(yàn)室”這種輔助手段，能提高實(shí)驗(yàn)操作技能，從而提高儀器分析課程教學(xué)的質(zhì)量和水平。

2.3 建立多元化的考評方式

考核的目的在于檢驗(yàn)教師的教與學(xué)生的學(xué)的情況，傳統(tǒng)的考核方式是通過期末考試—筆試來決定學(xué)生成績。但是有部分學(xué)生平常不參與課程學(xué)習(xí)，考試前死記硬背，通過突擊就能獲取高分，這樣是不能真實(shí)反映學(xué)生的實(shí)際能力。因此，建立多元化的全面考查學(xué)生對知識掌握和運(yùn)用能力的體系勢在必行。將學(xué)生出勤、平時(shí)作業(yè)、課堂問題回答、教學(xué)活動的參加、課程論文、報(bào)告、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或方案、實(shí)驗(yàn)操作、閉卷、半開卷或開卷考試等的表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)多元化綜合考核學(xué)生成績。這種多元化的考評方式，在教與學(xué)方面注重把“過程”與“終結(jié)”有機(jī)地結(jié)合起來，使重知識考查向重能力考查轉(zhuǎn)變，在評價(jià)學(xué)生知識掌握與科學(xué)研究能力的同時(shí)，突出對學(xué)生創(chuàng)新精神和個(gè)性特長的考察，從而取得了良好的效果，達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量的目的。

2.4 建立校外實(shí)習(xí)基地

近幾年，隨著高等院校對產(chǎn)-學(xué)-研教學(xué)模式的重視，各院系加大在人力、財(cái)力等方面的投入，來加強(qiáng)校外實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，逐漸與具有較高水平的科研院所和企事業(yè)單位簽訂實(shí)習(xí)協(xié)議，來確保學(xué)生在校外實(shí)習(xí)基地的實(shí)習(xí)時(shí)間和質(zhì)量。學(xué)生通過在實(shí)習(xí)基地的崗前培訓(xùn)和頂崗實(shí)習(xí)，能深刻體會到工作崗位對具體的儀器分析專業(yè)知識的需求，做到理論聯(lián)系實(shí)際，能熟練、靈活的運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題，以彌補(bǔ)校內(nèi)理論學(xué)習(xí)的不足，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

3 結(jié)束語

儀器分析課程是一門內(nèi)容繁瑣且知識更新較快的課程，教師在教學(xué)過程中要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，更大發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)室的輔助作用，建立多元化的考評體系，建立更多高水準(zhǔn)的校外實(shí)習(xí)基地。儀器分析課程的教學(xué)改革是一項(xiàng)長期的任務(wù)，在今后的教學(xué)中我們還需要不斷探索、不斷積累經(jīng)驗(yàn)，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，從而為時(shí)代需求培養(yǎng)應(yīng)用型人才。