黃利強(qiáng) 林 鵬

摘要 結(jié)合儀器分析課程的教學(xué)特點(diǎn),介紹儀器分析課程教學(xué)過程中的一些體會(huì),對(duì)各種教學(xué)方法和手段進(jìn)行初步嘗試,取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 儀器分析;教學(xué)方法;教學(xué)效果

中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-489X(2009)30-0080-02

Several Experience for Increasing Teaching Effects of Instrument Analysis//Huang Liqiang, Lin Peng

Abstract According to the features of instrument analysis course, a series of experience in the teaching were introduced. By improving teaching methods better teaching results was made.

Key words instrument analysis; teaching methods; teaching results

Authors address Fisheries College, Jimei University, Xiamen, Fujian, 361021, China

儀器分析作為現(xiàn)代化的分析測(cè)試手段,近年來發(fā)展非常迅速,廣泛地應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,已成為高等學(xué)校中許多專業(yè)的重要課程之一,集美大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院也于近年將其列為一門專業(yè)基礎(chǔ)課。然而由于儀器分析是一門具有多學(xué)科交叉性、發(fā)展性和前沿性的學(xué)科,其內(nèi)容涉及物理學(xué)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密儀器制造等許多知識(shí),學(xué)生必須學(xué)好無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等先修課程后才能較好地掌握該門課程,而且現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在原理和技術(shù)上均采用當(dāng)今最先進(jìn)最前沿的科技,因此對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)要求較高。但是,大部分學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)功底相對(duì)薄弱,知識(shí)面較為狹窄,因此在學(xué)習(xí)的過程中普遍感覺深?yuàn)W、抽象、難于理解和掌握。通過積極的教學(xué)改革和探索,對(duì)各種教學(xué)方法和手段進(jìn)行初步的嘗試,總結(jié)出一些較好的教學(xué)方法,在實(shí)際課堂教學(xué)中取得良好的教學(xué)效果。

1 針對(duì)專業(yè)需求,精選教學(xué)內(nèi)容

由于課程理論課和實(shí)驗(yàn)課的總課時(shí)比較少,根據(jù)水產(chǎn)學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),對(duì)教材進(jìn)行合理的取舍,選出與本學(xué)院各專業(yè)密切相關(guān)的幾種分析儀器,把課程重點(diǎn)放在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)科研中應(yīng)用最廣、普及率最高、實(shí)用性最強(qiáng)的紫外—可見分光光度分析法、分子熒光光譜法、原子吸收分光光度法、氣相色譜法、高效液相色譜法等常用儀器分析方法上,著重講解這些儀器的基本理論、基本結(jié)構(gòu)和基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)。這樣就可以使學(xué)生把有限的精力投入到重點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)上來,從而牢固掌握每一種分析方法,為今后工作奠定基礎(chǔ)。

2 精心講好緒論課,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

緒論是課程內(nèi)容的開端,講好緒論是上好儀器分析課程的關(guān)鍵性一環(huán),能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。為此精心準(zhǔn)備緒論課的內(nèi)容,側(cè)重介紹儀器分析在生產(chǎn)、生活、社會(huì)、軍事等諸多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,讓學(xué)生了解到儀器分析不僅僅是本專業(yè)的基礎(chǔ)課程,更與人們的社會(huì)生活和日常生活密切相關(guān),已經(jīng)滲透到人們生活中的方方面面,從而使學(xué)生感到這門課學(xué)了很有用處,激發(fā)起對(duì)這門課強(qiáng)烈的好奇與學(xué)習(xí)興趣。以三聚氰胺事件為例,說明儀器分析與日常健康生活息息相關(guān);結(jié)合電視上熱門的尋寶節(jié)目,舉例介紹熒光分析法、紅外光譜法在鑒定古文物上的應(yīng)用;以及介紹原子光譜在宇宙研究中的應(yīng)用等例子,來說明儀器分析在諸多領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用。并結(jié)合已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生在求職、考研中碰到儀器分析應(yīng)用問題的實(shí)例,使學(xué)生在課程一開始就深刻感受到學(xué)習(xí)和掌握儀器分析的重要性和必要性,從而激發(fā)起學(xué)習(xí)興趣。

3 結(jié)合儀器分析發(fā)展史,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新思維

在各種分析儀器的發(fā)明和研制過程中,無數(shù)科學(xué)家做了大量艱苦卓絕的探索工作,每一種分析儀器都是汗水和智慧的結(jié)晶,在各種分析儀器的發(fā)明和研制過程中處處體現(xiàn)著科學(xué)家的智慧。在圍繞教學(xué)中心內(nèi)容講授課程時(shí),適當(dāng)?shù)夭迦胍恍┯腥さ膬x器分析發(fā)展的歷史故事,不僅有助于活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)儀器分析課程的熱情,而且回顧和追蹤科學(xué)家走過的足跡,能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生參與科研和追求創(chuàng)新的熱情。

例如在講述原子光譜時(shí),介紹基爾霍夫和本生共同發(fā)明原子光譜法的過程,并選取他們?cè)诎l(fā)明過程中遇到的一些有趣問題,讓學(xué)生設(shè)身處地思考問題的答案,體會(huì)原子光譜法的發(fā)明過程。這種教學(xué)設(shè)計(jì)不僅讓學(xué)生深刻地了解到原子吸收光譜和發(fā)射光譜的基本原理,而且能鍛煉學(xué)生動(dòng)腦筋想問題的能力,可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)探索科學(xué)真理、大膽追求創(chuàng)新的精神。

又如在教學(xué)中,通過查找相關(guān)資料,向?qū)W生介紹分析儀器的發(fā)展史,介紹各分析儀器創(chuàng)始人的發(fā)明歷史,如色譜方法由植物學(xué)家茨維特發(fā)明,原子光譜法由化學(xué)家本生和物理學(xué)家基爾霍夫共同發(fā)明。通過這些史實(shí),讓學(xué)生了解到分析儀器的發(fā)展是多學(xué)科交叉發(fā)展的結(jié)果,各行各業(yè)的研究者都可能為儀器分析研究做出自己獨(dú)特的貢獻(xiàn),從而鼓勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新,大膽應(yīng)用各種奇思妙想,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4 深入淺出、直觀形象地組織教學(xué)

儀器分析內(nèi)容交織著數(shù)學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)、電子技術(shù)和化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí),內(nèi)容非常廣泛,對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)要求很高,然而由于學(xué)生的知識(shí)功底相對(duì)薄弱,而且課程學(xué)時(shí)短,這使得許多學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中感覺困難。為此,在教學(xué)中特別注意深入淺出地組織教學(xué),努力采用通俗易懂、直觀形象的教學(xué)方法,使得學(xué)生能夠在最短的時(shí)間內(nèi)理解和掌握課程內(nèi)容。例如介紹色譜原理時(shí),以生活實(shí)例來比喻色譜的基本原理:幾個(gè)學(xué)生一起去逛街,由于他們愛好不同,在商店里待的時(shí)間也不同,最后離開街道的時(shí)間有先有后,據(jù)此將街道比作色譜柱,街上的人流比作流動(dòng)相,將離開街道的時(shí)間比作樣品保留時(shí)間。這一比喻較為形象地說明了色譜的基本原理,學(xué)生也覺得通俗易懂。

由于儀器分析所涉及的許多內(nèi)容在生活中沒有實(shí)踐體驗(yàn),非常抽象,單靠語言講授很難掌握,因此,講課之前最好先讓學(xué)生看一遍實(shí)物,利用直觀教學(xué)以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),然后再進(jìn)行講解。例如學(xué)習(xí)分光光度計(jì)時(shí),讓學(xué)生親自動(dòng)手拆解報(bào)廢的721分光光度計(jì),直觀地觀察儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu),摸清各部件的功能,不僅有助于學(xué)生理解其工作原理,而且能消除學(xué)生對(duì)儀器的陌生感和畏懼感,真正做實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生會(huì)打消顧慮、很快上手。對(duì)于一些不能拆開供學(xué)生觀看的精密儀器,可運(yùn)用多媒體教學(xué)方法,用圖片、電腦動(dòng)畫方式來展現(xiàn)儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和具體工作過程。

5 運(yùn)用多媒體輔助與電腦模擬

儀器分析教學(xué)分析內(nèi)容繁多,原理抽象,儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,只靠傳統(tǒng)的教學(xué)手段學(xué)生難以理解和掌握。因此,要充分運(yùn)用多媒體教學(xué)手段,把各種儀器的結(jié)構(gòu)圖、檢測(cè)原理、圖譜、使用流程等制作成形象直觀、圖文并茂的課件,讓學(xué)生通過多種感覺接受知識(shí),從而在多媒體教學(xué)中得到深刻的理解,用最少的時(shí)間達(dá)到最佳的效果。在多媒體輔助教學(xué)的過程中,還可運(yùn)用各種仿真軟件,讓學(xué)生在電腦上模擬儀器操作。例如氣相色譜仿真軟件能讓電腦模擬一臺(tái)氣相色譜儀,學(xué)生可以通過電腦界面選擇樣品、流速等參數(shù),模擬開機(jī)、點(diǎn)火、進(jìn)樣、測(cè)定等過程。學(xué)生通過親身的仿真操作,不僅可以形象地理解氣相色譜儀的基本原理,而且能掌握儀器操作章程和注意事項(xiàng),獲取直觀的感性經(jīng)驗(yàn),并且節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。

6 結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),注意理論聯(lián)系實(shí)際

儀器分析是一門應(yīng)用學(xué)科,絕大多數(shù)知識(shí)學(xué)生以前沒有接觸過,因此在課程中要注意結(jié)合應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行講解。在教學(xué)過程中結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),插入介紹一些與專業(yè)有關(guān)、事關(guān)百姓的熱點(diǎn)事件,比如三聚氰胺事件、蝦仁氯霉素事件,介紹各種儀器分析方法在本專業(yè)的重要應(yīng)用和測(cè)試方法,使學(xué)生能理論聯(lián)系實(shí)際。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇上,結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)盡可能安排一些有實(shí)際意義的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,比如原子吸收光譜法測(cè)定自來水中重金屬含量,高效液相色譜測(cè)定水產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留等,這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目貼近生活,與健康、環(huán)境密切相關(guān),學(xué)生很感興趣。另外,也可適當(dāng)?shù)亟榻B一些儀器分析在其他領(lǐng)域的有趣應(yīng)用,例如介紹原子吸收光譜法在投毒案?jìng)善浦械膽?yīng)用,氣相色譜法在筆跡鑒定上的應(yīng)用,這些拓展內(nèi)容雖與本專業(yè)關(guān)聯(lián)不大,但卻有助于開拓學(xué)生視野,啟發(fā)學(xué)生思維,學(xué)會(huì)融會(huì)貫通、學(xué)以致用的方法。

總之,儀器分析發(fā)展速度飛快,內(nèi)容豐富,應(yīng)用的領(lǐng)域多,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、綜合應(yīng)用能力具有非常重要的作用。要提高教學(xué)質(zhì)量,就要針對(duì)課程本身的特點(diǎn),在教學(xué)中不斷積累和總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷學(xué)習(xí)新知識(shí),充實(shí)教學(xué)內(nèi)容,綜合運(yùn)用各種教學(xué)方法和教學(xué)手段,不斷探索和實(shí)踐,努力提高理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的效果,從而適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]農(nóng)以寧,趙文玉.試論《儀器分析》課程教學(xué)的特殊性及對(duì)策[J].桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2004,24(4):131-134

[2]吳纓.儀器分析課程多媒體教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].合肥學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006,16(1):84-85

[3]張桂玲,任景玲,陸小蘭.基于問題學(xué)習(xí)法在儀器分析教學(xué)中的應(yīng)用初探[J].大學(xué)化學(xué),2004,19(4):23-26

[4]趙麗嬌,鐘儒剛,甄巖.現(xiàn)代儀器分析教學(xué)中科技創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)[[J].理工高教研究,2008,27(5):143-145