蔣林玲

(長江大學化學與環(huán)境工程學院，湖北 荊州 434023)

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儀器分析課程教學改進的建議*

蔣林玲

(長江大學化學與環(huán)境工程學院，湖北 荊州 434023)

《儀器分析》作為與化學相關各專業(yè)的專業(yè)基礎課程隨著物理學、電子學、計算機科學的飛速發(fā)展在與時俱進，因此課程建設勢在必行。本文概述了高?！秲x器分析》課程的普遍教學模式與實驗教學方法，分析了該課程的具有理論抽象、內(nèi)容廣泛、更新速度快等特點，并從不同層面剖析了教學中存在的問題，從激發(fā)學生學習興趣，實施實驗室預約制度等方面分析，繼而提出和探討了教學中的一些適宜新方法和途徑，以期改善教學效果，提升教學質(zhì)量，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力。

儀器分析；教學模式；教學質(zhì)量

大學人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變和學科技術的發(fā)展，讓許多大學在培養(yǎng)人才時越來越重視學生實踐動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。《儀器分析》課程在理工科和醫(yī)藥類高等院校的教學設置中是一門具有實踐性的重要基礎和專業(yè)課程。《儀器分析》課程是研究運用現(xiàn)代科學理論和實驗技術來分離識別與測定物質(zhì)的組成、種類、成分含量及化學形態(tài)的學科。教學中涉及到光學分析、電化學分析、色譜分離等分離分析技術，匯集了化學、物理學、數(shù)學、電子學、計算機科學等多學科的知識和最新成果；且各種儀器分析方法具有相對獨立的原理和理論基礎，各章節(jié)之間內(nèi)容聯(lián)系較少，因而課程體系十分龐雜。絕大部分學生在學習該課程時并未見過這些真正的大型儀器，有很多甚至連名字都沒聽過，因此在學習起來會有相當?shù)睦щy。如何合理安排《儀器分析》課程的教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生的學習興趣，讓學生打下堅實的學科基礎，成為教師教學的一個重要目的。下面筆者通過多年授課中的一些經(jīng)驗對課程的教學提出一些改進的方法。

1 《儀器分析》課程體系的構建

《儀器分析》課程有別于其它的化學理論課程，它是化學、物理、電子等多門學科交叉滲透，相互關聯(lián)的綜合性學科，具有發(fā)展性和前沿性的特點，同時具有理論深、實踐強、更新快的特點，課程體系中包含理論教學和實踐教學兩部分組成。

在化學化工類學科專業(yè)中，《儀器分析》理論教學部分通常包括電化學、色譜分析、光化學分析等幾個部分，在教學內(nèi)容上由于各個高校實驗儀器資源的區(qū)別，可能會涉及到氣相色譜、液相色譜、紅外、紫外、極譜伏安分析、原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜等。但無論哪所高校，在課程內(nèi)容上一定會保障學生掌握主要的、常用的分析儀器的原理、方法、性能、操作、應用等基本知識。但由于學時的原因，肯定不能面面俱到，只能對相關重點內(nèi)容進行講授，使之與該門課的實驗課程體系形成互補。

《儀器分析》實驗教學部分是配合理論教學課程[2,3]，通過對相關大型儀器的講解和使用，進一步深入了解各類分析儀器的組成、原理和相關概念，并學會相關的儀器操作方法及實驗數(shù)據(jù)處理，了解儀器的應用范圍?！秲x器分析》實驗的種類繁多，通常各個高校會根據(jù)自身資源選擇開設實驗的個數(shù)和類型。通過儀器分析實驗課程達到鞏固所學理論知識，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力及良好的科學實驗素養(yǎng)，為學生繼續(xù)從事相關高層次科學研究工作奠定良好的基礎。

2 存在的問題

多年來的教學工作，筆者發(fā)現(xiàn)，在《儀器分析》理論課程教學中存在一些問題，使得部分學生在學習時對該課程不感興趣，沒有意識到儀器分析對今后從事化學工作和化學相關工作的重要性，以及對畢業(yè)論文和科研工作的重要性。在《儀器分析》實驗課上，同樣也存在著部分學生走馬觀花，做完實驗就走，做了等于沒做等一系列問題。下面就這些問題進行一一闡述。

2.1 理論課程內(nèi)容多，課時少

《儀器分析》課程包括的分析方法眾多，內(nèi)容非常繁雜，各種儀器的知識中都可能涉及到物理學、電子學、計算機科學等其它學科的最新成果。例如原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜、色譜、極譜等分析方法，雖然這些方法的名稱只有微小的差別，但儀器的工作原理、使用方法、應用卻完全不同，都需要教師講解清楚，這些都需要用一定的課時來完成。高校《儀器分析》課程所給學時量一般僅有24學時或36學時，要在這么短時間讓學生接受這些儀器分析方法，對于從未接觸過大型儀器的學生來講要完全理解教師所講內(nèi)容肯定是有一定難度的。

2.2 教材內(nèi)容更新落后

隨著各行業(yè)技術的飛速發(fā)展，分析儀器的發(fā)展也是日新月異，儀器的更新周期也越來越短，目前《儀器分析》教材更新的速度遠遠跟不上儀器更新的速度。所以教師在選材和講解上需要花更多的時間和精力進行篩選，選出更適合學生的課堂內(nèi)容進行講授，真正做到因材施教。

2.3 儀器設備與學生數(shù)量的比例問題

在《儀器分析》實驗課程中也存在著非常突出的問題就是儀器設備與學生之間的問題[4]。一方面，多數(shù)高校儀器分析實驗中都不同程度存在著儀器設備數(shù)量不足、儀器更新速度太慢、維修經(jīng)費不足、維修不及時等問題。另一方面，每次做實驗的學生人數(shù)相對儀器數(shù)量來講是過多的。由于一般的大型儀器價格都比較昂貴，因此每所學校在儀器購置數(shù)量上不會太多。一般高校中，《儀器分析》實驗課通常是少則3～4個學生一起使用一臺儀器完成同一個實驗，多則可能7～8個學生共用一臺儀器。在這種情況下，學生獨立使用和操作儀器的時間相對于基礎實驗要少很多，更有不少同學會出現(xiàn)“打醬油”的情況，結果是做沒做實驗都一樣。

2.4 對實驗課的認識程度不深

由于上述種種情況的影響，加之大學生在本科生階段沒有什么科研任務，需要獨立完成的研究任務幾乎為零，因此，不少學生認為這些儀器分析實驗根本沒什么用處，從根本上放棄了對實驗的興趣。實驗課前不預習，老師講時不仔細聽講，實驗時草草完成實驗，有的則連實驗都沒有自己動手做過，基本做不到對各種儀器的了解、熟悉和掌握。

3 教學中的幾點建議

3.1 激發(fā)興趣，增強自學能力

教學內(nèi)容多與課時少的問題是多數(shù)高?！秲x器分析》課程客觀存在的矛盾，通過單純的想增加課時來解決這一問題可能性不大。激發(fā)學生興趣，提高學生學習效率應該是可行的。目前很多學生學習經(jīng)常是被動的，教師講什么就聽什么，沒有經(jīng)過腦子想，學習效率低。多年的教學經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，在講每一種大型儀器時可以先講出一些生動的例子，一下抓住學生想學習這個東西的愿望。例如，在講紅外與核磁共振章節(jié)時，我首先給同學們講解反恐的一些檢查手段，同時結合自己的科研課題中制備熒光傳感薄膜的材料就可以用于反恐檢測,而這些材料的表征其實就依賴于紅外、紫外、核磁等這些很常見的手段。這樣學生一下子覺得這些儀器好像也沒有看起來那么“高大上”，反而會有一種覺得它們還是很接地氣的，起到事半功倍的效果。

3.2 增加課堂討論教學，啟發(fā)思路

在理論教學中大部分教師都是在課堂上采取滿堂灌的方式將知識點告知學生，雖然這樣能按計劃按時地將教學任務完成，但往往收到的效果并不理想。學生課下不及時看筆記和書本，很快就會將老師所講的內(nèi)容忘記。適當采用啟發(fā)式、討論式的教學模式能將教師由“填鴨人”變?yōu)閷W生的指導者，將學生那入學習的主體，變被動參與為主動參與。例如，在講授色譜理論基礎時，影響物質(zhì)在色譜柱中的滯留行為，固定相、流動相、溫度等各種因素的變化到底怎樣影響物質(zhì)，讓學生參與分析，讓學生將他們對知識的理解講出來，教師來傾聽，不僅可以及時糾正學生愛犯的錯誤，也讓學生對知識點的記憶更深刻了。

3.3 實驗預約制度的實施

在我國影響儀器分析實驗課程質(zhì)量的一個重要原因也是課時不足。在西方國家如美國，一個實驗為8學時[5]，而我國僅有3～4學時，因此實驗前處理及數(shù)據(jù)后處理很多被剝離。加之儀器少，學生人數(shù)多，學生根本不可能真正體會到實驗開設的目的性。因此，允許延長實驗室開放時間尤為重要。在儀器分析實驗室建立一個實驗預約平臺，學生在聽完教師講解之后，可以根據(jù)自己的時間安排預約一個時間段完成整個實驗。在時間充裕的情況下，學生可以反復不斷地摸索儀器，達到對儀器真正的認識。

3.4 操作視頻上傳得分制

建立預約實驗制度后，另一個好處是能公正地給出學生一個實驗的分數(shù)。常規(guī)的實驗教學條件中，三四個、五六個人在一個實驗小組做實驗，教師很難分清誰做的好，誰做的差，給分也只能憑印象，很難做到真正公平。預約制的實施，每個同學都將獨立完成實驗，那么教師講如何知道學生實驗的過程及結果呢？學生可以將自己實驗的視頻及實驗數(shù)據(jù)上傳給教師，教師通過視頻及每個人的數(shù)據(jù)結果給出一個相對公平的分數(shù)。

4 結 語

改善教學質(zhì)量，優(yōu)化教學結構，應從本校本單位的實際軟硬件條件出發(fā)，從教學管理入手，將教學和科研有機結合在一起，使學生在科研中發(fā)現(xiàn)問題，從發(fā)現(xiàn)的問題促進新一輪的學習。只有不斷更新觀念，完善《儀器分析》課程的教學體系和考核方法，才能不斷提升教學質(zhì)量，促進學生全面發(fā)展。

[1] 李滿秀,趙二勞,張海容,等.儀器分析研究型開放實驗的創(chuàng)新與實踐[J].大學化學,2007,12(6): 28-30.

[2] 范潤珍.大學儀器分析實驗教學模式探析[J].廣州化工, 2015,43(4):181-183.

[3] 張坤,徐靜,尹洪宗,等.提高儀器分析實驗課教學質(zhì)量的幾點措施[J].高校實驗室研究工作, 2014,4(2):112-114.

[4] 蔡向忠, 王秀紅,李銀生.改革儀器分析實驗教學培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力[J].實驗室研究與探索, 2014, 33(1):168-170.

[5] 張靜,劉芬芬,龔波林.基于中美兩所大學儀器分析實驗課程比較的思考[J].實驗技術與管理,2012,29(8):175-177.

Discussion on the Teaching Reform in Instrumental Analysis*

JIANGLin-ling

(College of Chemistry and Environmental Engineering, Yangtze University, Hubei Jingzhou 434023, China)

With the development of electronics, physics and computer science, etc,InstrumentalAnalysisis developing rapidly as a result of professional basic course of chemistry related major in College. The current teaching mode and teaching methods of instrument analysis were summarized，and the characteristics of this course such as theoretical abstraction, wide content and update speed were analyzed. Concrete measure to stimulate the students’ interest was discussed and proposed. The new teaching mode and teaching methods were put forward in order to improve the teaching effect and teaching quality ofInstrumentAnalysisand the students’ professional quality and practical ability.

InstrumentalAnalysis; teaching mode; teaching quality

長江大學博士科研啟動基金(801090010117)。

蔣林玲(1974-)，女，副教授，主要研究方向熒光探針的合成及性質(zhì)研究。

O657

A

1001-9677(2016)020-0176-02