馬祥英，陳其鋒，許海棠

(廣西民族大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，南寧 530006)

儀器分析是理工類(lèi)院校及相關(guān)學(xué)科本科生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，而儀器分析實(shí)驗(yàn)是儀器分析課程中非常重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，主要包括電化學(xué)分析法、光譜分析法、色譜分析法、質(zhì)譜分析法和熱分析法等。目的是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，了解儀器的結(jié)構(gòu)、熟悉各種儀器的基本操作、掌握各種儀器的工作原理、理解課堂上所學(xué)到的理論知識(shí)，從而起到理論聯(lián)系實(shí)際的作用［1－2］。

高等學(xué)校的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不論是教學(xué)思想和教學(xué)內(nèi)容，還是管理水平和實(shí)驗(yàn)手段都應(yīng)該適應(yīng)21 世紀(jì)人才培養(yǎng)的需要，即讓學(xué)生具備較強(qiáng)的動(dòng)手能力。鼓勵(lì)學(xué)生以創(chuàng)新的態(tài)度對(duì)待每一種儀器，培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才［3－4］。

在原有的儀器分析實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，從儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的基本問(wèn)題及在教學(xué)中存在的問(wèn)題著手，對(duì)現(xiàn)有的儀器分析實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行改進(jìn)，提高儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果，加強(qiáng)素質(zhì)教育，推動(dòng)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

1 儀器分析實(shí)驗(yàn)課程存在的問(wèn)題

在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們除了要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、基本操作技能、儀器分析的基本原理以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法外，還注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合研究能力的訓(xùn)練，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)有的儀器分析實(shí)驗(yàn)課程一般存在著以下7 個(gè)問(wèn)題:

1.1 實(shí)驗(yàn)課和理論課不同步

儀器分析實(shí)驗(yàn)所用儀器比較昂貴，且同類(lèi)儀器比較少，不可能像其他基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢?，一人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也不可能同一名老師同時(shí)上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。因此儀器分析實(shí)驗(yàn)通常采用循環(huán)模式進(jìn)行，即幾名老師分別帶不同的實(shí)驗(yàn)，這樣就存在著問(wèn)題:同一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)間段，不同學(xué)生所用的實(shí)驗(yàn)儀器不同，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不同，有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比理論課超前。特別是前幾周，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都比理論課超前，對(duì)做這些實(shí)驗(yàn)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，沒(méi)有理論基礎(chǔ)，做起來(lái)比較費(fèi)勁。

1.2 儀器設(shè)備資源短缺

儀器分析實(shí)驗(yàn)所用同類(lèi)儀器的臺(tái)數(shù)較少，而且實(shí)驗(yàn)安排學(xué)時(shí)數(shù)偏少。有些儀器操作復(fù)雜，學(xué)生既無(wú)獨(dú)立操作的可能性，又無(wú)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，學(xué)生自主動(dòng)手能力培養(yǎng)的問(wèn)題難以解決。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生一般8 ～10 人一組，每人動(dòng)手的機(jī)會(huì)不多，且有依賴(lài)感，因此大多數(shù)學(xué)生都是走馬觀花，很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

1.3 課前預(yù)習(xí)工作不充分

儀器分析實(shí)驗(yàn)課要求學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課之前，進(jìn)行全面的預(yù)習(xí)。從實(shí)驗(yàn)的原理、步驟、試劑及儀器操作方法，到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，每一個(gè)環(huán)節(jié)都要全面的了解，這樣學(xué)生才能對(duì)所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行鞏固和提高。但在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)課程中，由于實(shí)驗(yàn)儀器均為精密及貴重儀器，很多學(xué)生之前對(duì)這些儀器不但沒(méi)有見(jiàn)過(guò)，有的甚至沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)。即使進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教材的預(yù)習(xí)，但對(duì)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)、原理及操作方法的儀器仍是無(wú)從下手。

1.4 教學(xué)模式單一

實(shí)驗(yàn)課上，教師擔(dān)心學(xué)生在實(shí)際操作過(guò)程中碰到較多的疑難問(wèn)題，盡可能把實(shí)驗(yàn)過(guò)程講得詳細(xì)，同時(shí)受儀器數(shù)量及課時(shí)限制，實(shí)驗(yàn)多個(gè)環(huán)節(jié)必須由教師提前做好準(zhǔn)備，學(xué)生只能被動(dòng)地去聽(tīng)課。在學(xué)生可操作的實(shí)驗(yàn)中，也是多人一組，易造成每組個(gè)別動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生主動(dòng)操作，多數(shù)學(xué)生未具體實(shí)施操作過(guò)程。結(jié)果是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中缺少思考、提問(wèn)、討論，這樣會(huì)抑制學(xué)生的思維積極性，最終使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不感興趣。

1.5 對(duì)實(shí)驗(yàn)課程不重視

長(zhǎng)期以來(lái)儀器分析實(shí)驗(yàn)課程為理論課的輔助課程，學(xué)生對(duì)其重視程度不夠，學(xué)生有時(shí)處于一種應(yīng)付狀態(tài)。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本都已得到驗(yàn)證，學(xué)生在機(jī)械的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)步驟過(guò)程中，依賴(lài)性強(qiáng)，缺乏主導(dǎo)性、綜合性和設(shè)計(jì)性。

1.6 實(shí)驗(yàn)教材與科技發(fā)展脫節(jié)且通用性不強(qiáng)

儀器分析實(shí)驗(yàn)教材選用是否合適，尤為重要。教材的出版要比新技術(shù)和新儀器的出現(xiàn)延遲，教材內(nèi)容相對(duì)滯后，不太適應(yīng)現(xiàn)代分析化學(xué)的要求。目前出版的儀器分析實(shí)驗(yàn)教材大多數(shù)內(nèi)容是按舊儀器的工作狀態(tài)編寫(xiě)的，與現(xiàn)代新儀器的全自動(dòng)化操作相差甚遠(yuǎn)。此外，由于不同院校擁有的儀器設(shè)備的廠家、型號(hào)參差不齊，實(shí)驗(yàn)條件自然也就有所不同，其操作差別也是很大的。即使有個(gè)別儀器分析實(shí)驗(yàn)教材的內(nèi)容較新，但儀器不同也同樣不能使用，因此沒(méi)有通用的實(shí)驗(yàn)教材。

1.7 實(shí)驗(yàn)報(bào)告中存在問(wèn)題無(wú)法及時(shí)認(rèn)識(shí)和改正

一般情況下，儀器分析實(shí)驗(yàn)都是第一次做實(shí)驗(yàn)，第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)交第一次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師批改完后第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)下去，這樣學(xué)生看到老師的批改至少已經(jīng)是兩周以后了。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的相關(guān)信息反饋給學(xué)生滯后，導(dǎo)致學(xué)生在下次實(shí)驗(yàn)中犯同樣的錯(cuò)誤?；蛘咭?yàn)閷?shí)驗(yàn)所使用的儀器不一樣，上課內(nèi)容不一樣，實(shí)驗(yàn)報(bào)告上所反饋的問(wèn)題并不一定適合后面的實(shí)驗(yàn)。有些學(xué)生直接把實(shí)驗(yàn)報(bào)告放在一邊，或者沒(méi)有細(xì)看實(shí)驗(yàn)報(bào)告中反饋的信息。

2 儀器分析實(shí)驗(yàn)課程改進(jìn)與實(shí)踐

2.1 實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)與現(xiàn)場(chǎng)預(yù)習(xí)相結(jié)合

實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)習(xí)，可以使學(xué)生在老師講解實(shí)驗(yàn)時(shí)做到心中有數(shù)，了解實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，對(duì)所用的儀器有一個(gè)基本的了解。為了提高實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)質(zhì)量，可以采取實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)與現(xiàn)場(chǎng)預(yù)習(xí)相結(jié)合的方法?？梢宰寣W(xué)生在實(shí)驗(yàn)前到實(shí)驗(yàn)室面對(duì)著儀器，近距離接觸儀器設(shè)備，就實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)。這樣學(xué)生就能對(duì)儀器的原理構(gòu)造及操作步驟有直觀認(rèn)識(shí)，建立了感性認(rèn)識(shí)，做起實(shí)驗(yàn)才會(huì)得心應(yīng)手。

2.2 儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

傳統(tǒng)的儀器分析實(shí)驗(yàn)所設(shè)立的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，理論上雖然比較成熟，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)際應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的例子比較陳舊，與現(xiàn)代實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，不能體現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，不能達(dá)到提高學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。我們根據(jù)現(xiàn)有的儀器設(shè)備及現(xiàn)代分析技術(shù)的發(fā)展，適當(dāng)減少一些陳舊的實(shí)驗(yàn)，減少驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)增加新技術(shù)新方法的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加一些綜合型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、研究型實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性和體驗(yàn)性，盡量結(jié)合實(shí)際，選擇應(yīng)用性強(qiáng)、試樣易獲得、與人們生活緊密聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和解決實(shí)驗(yàn)的能力。如石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定人指甲中銅的含量、高效液相色譜法測(cè)定奶粉中三聚氰胺的含量、氣相色譜法測(cè)定白酒中乙酸乙酯的含量;化妝品中鉛的測(cè)定、中草藥提取液有效成分的測(cè)定、水樣中砷和汞等重金屬的測(cè)定、蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥的測(cè)定等。學(xué)生可按自己的興趣選擇實(shí)驗(yàn)課題，查閱文獻(xiàn)資料，咨詢(xún)老師，設(shè)計(jì)出一套完整的實(shí)驗(yàn)方案，其中包括樣品采集、樣品處理、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。這樣可以使學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、科研能力大大提高，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得到鍛煉，增強(qiáng)了學(xué)生文獻(xiàn)資料閱讀總結(jié)的能力，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 合理安排實(shí)驗(yàn)教程，運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)先進(jìn)的教學(xué)手段

可以采取先易后難、先簡(jiǎn)后繁的程序，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)逐步適應(yīng)和提高。從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)到研究型實(shí)驗(yàn)，逐步深入，使學(xué)生不斷積累新知識(shí)、運(yùn)用新知識(shí)，由質(zhì)變達(dá)到量變，成為真正的實(shí)用型、創(chuàng)新型人才。另外，安排實(shí)驗(yàn)教程時(shí)，注意理論課與實(shí)驗(yàn)課同步進(jìn)行，這樣有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的接受，得到學(xué)生的認(rèn)可，也有利于老師實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行。

在正式做實(shí)驗(yàn)前，可以進(jìn)行1 ～2 節(jié)的多媒體教學(xué)課，運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)先進(jìn)的教學(xué)手段。如CAI 輔助教學(xué)、多媒體教學(xué)等，以圖像、動(dòng)畫(huà)、聲音等形式，或者把學(xué)生以往沒(méi)有接觸過(guò)的各種大型分析儀器的結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程完整拍攝下來(lái)，以錄像的形式通過(guò)屏幕展示給學(xué)生。更加直觀、更加生動(dòng)地展現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、儀器原理和儀器操作，充分刺激學(xué)生的感官，使學(xué)生對(duì)儀器的結(jié)構(gòu)和使用有所了解，得到初步的感性認(rèn)識(shí)。這樣的教學(xué)手段能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，同時(shí)改變?cè)瓉?lái)單調(diào)、枯燥的實(shí)驗(yàn)課，使教學(xué)形式和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富多彩。學(xué)生不僅愿意動(dòng)手操作，而且實(shí)驗(yàn)技能得到很大提高。

2.4 改變教學(xué)模式

可以采用“以問(wèn)題為先導(dǎo)”的教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)教師設(shè)計(jì)相應(yīng)的問(wèn)題，逐一提出，學(xué)生討論式的回答。然后教師總結(jié)，糾正錯(cuò)誤，肯定準(zhǔn)確的。最后進(jìn)行操作示范。通過(guò)提問(wèn)→討論→總結(jié)→示范的教學(xué)模式可以一步步地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)原理、儀器構(gòu)造、操作步驟等每一個(gè)過(guò)程有更深刻的理解和認(rèn)識(shí)。學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，進(jìn)行熱烈的討論，將課本上所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)一步提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

2.5 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)

動(dòng)手機(jī)會(huì)少是學(xué)生基本操作技能比較差的主要原因。通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在課外時(shí)間有計(jì)劃地開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為畢業(yè)論文設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。允許學(xué)生在課余時(shí)間在老師的帶領(lǐng)下進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在老師指導(dǎo)下進(jìn)行部分儀器的操作。允許學(xué)生在完成基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上自選實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以由教師提供，也可以是學(xué)生通過(guò)查資料獲得。并安排實(shí)驗(yàn)教師輪流值守，隨堂進(jìn)行指導(dǎo)，這樣就可以充分發(fā)揮學(xué)生自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，得到更好的收獲。

2.6 改革考核體系，培養(yǎng)學(xué)生科研意識(shí)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)十分必要，會(huì)影響學(xué)生以后的科研能力及其興趣。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告僅僅要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單歸納、分析，有必要改革考核體系?？梢酝ㄟ^(guò)全方位考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，逐項(xiàng)打分，直接給出平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)。包括上實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象觀察、實(shí)驗(yàn)操作、儀器的使用、實(shí)驗(yàn)課課堂提問(wèn)、課后總結(jié)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。也可以要求學(xué)生按科研小論文的形式完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，格式包括標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞、正文(前言、資料、方法、結(jié)果、討論、參考文獻(xiàn))等，評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要從格式、內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、歸納分析等去審查，結(jié)果要求如實(shí)反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果。得不到預(yù)期結(jié)果的不可隨意改動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，討論時(shí)應(yīng)分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因。這樣學(xué)生不僅會(huì)掌握論文書(shū)寫(xiě)格式，而且能知道科學(xué)研究必須以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，要有嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、客觀的態(tài)度。

2.7 選用合適的實(shí)驗(yàn)教材

可以在原有的儀器分析實(shí)驗(yàn)教材基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的發(fā)展，并結(jié)合已有儀器設(shè)備的實(shí)際情況以及一些熱點(diǎn)問(wèn)題，組織教師編寫(xiě)出一套新的儀器分析實(shí)驗(yàn)較教材或講義。這樣可以運(yùn)用已有的儀器設(shè)備有針對(duì)性地學(xué)習(xí)儀器分析實(shí)驗(yàn)課程。但隨著新方法、新儀器的引入，必須要在再版教材或講義中加以補(bǔ)充更新，以便相互吻合，更好地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

儀器分析實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，不僅是對(duì)原有的基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)加以檢驗(yàn)、鞏固和提高的過(guò)程，同時(shí)也是理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的需求，對(duì)高等院校儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的要求會(huì)越來(lái)越高。儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的改進(jìn)與實(shí)踐，不僅培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能的提高，而且培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)。只有在教學(xué)實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，大膽創(chuàng)新，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提高教學(xué)質(zhì)量，才能達(dá)到教學(xué)改革的目的。這是一個(gè)長(zhǎng)期的工作，需要不斷地探索教學(xué)的方法和方式。

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