朱 清 李成勝 周建成

(1.東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇 南京 210088；2.東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 南京 211189)

獨(dú)立學(xué)院儀器分析實驗教學(xué)改革

朱 清1李成勝1周建成2

(1.東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇 南京 210088；2.東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 南京 211189)

本文介紹了儀器分析實驗的重要性，針對現(xiàn)行的儀器分析教學(xué)實驗中教材內(nèi)容死板、教學(xué)方式落后等問題提出了儀器分析實驗教學(xué)改革建議。改革后提高了學(xué)生動手能力，觀察能力和分析解決問題的能力。

儀器分析實驗 改革 動手能力

儀器分析是化學(xué)學(xué)科中的一個重要分支，是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來的一種分析方法[1]。儀器分析課程是東南大學(xué)成賢學(xué)院化工與制藥工程學(xué)院中化工與制藥專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是一門實踐性、應(yīng)用性比較強(qiáng)的課程。儀器分析先導(dǎo)課程有無機(jī)及分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)；后續(xù)課程有波譜解析與藥物分析。近年來，隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，儀器分析充分吸收了相關(guān)學(xué)科的新理論、新技術(shù)，并逐步發(fā)展[2]。

在教學(xué)中觀察到儀器分析無論是理論課程還是實驗課程涉及的內(nèi)容都很廣泛，較為較為抽象，難于理解，屬化學(xué)類學(xué)科中難度較大的一門學(xué)科。《儀器分析》課程的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握常用儀器分析方法的基本原理、基本結(jié)構(gòu)和使用方法，通過理論和實驗技能培養(yǎng)與訓(xùn)練，鼓勵學(xué)生勤動手，善觀察，提高分析解決問題和創(chuàng)新能力，為解決生產(chǎn)、科研中的實際分析問題打下理論基礎(chǔ)。學(xué)生對這門課理解不透徹，實驗技術(shù)難以掌握，給儀器分析的理論和實驗教學(xué)帶來了一定的困難[3，4]。

1存在的問題

1.1 教材內(nèi)容比較陳舊死板。我院開設(shè)的儀器分析實驗采用學(xué)校老師自編教材，自編教材內(nèi)容來源于幾年前編寫的某儀器分析實驗書中的實驗內(nèi)容，儀器相關(guān)理論知識和現(xiàn)有的儀器不配套，且部分知識點(diǎn)陳舊。比如氣相色譜實驗，我院安排的相對應(yīng)的實驗為《乙酸正丁酯氣相保留指數(shù)的測定》，2016年我院引進(jìn)了一臺安捷倫7200型氣相色譜儀，全自動進(jìn)樣，而教材的儀器介紹仍然是舊版本的氣相色譜儀器和實際課堂教學(xué)的儀器不配套。且氣相色譜實驗中仍然采用保留指數(shù)來進(jìn)行定性，而實際很多研究所做科研工作或者工廠生產(chǎn)產(chǎn)品大多是用標(biāo)樣來進(jìn)行定性分析。

1.2 教學(xué)方式較為落后。我院由于受實驗條件限制，仍然采用的是傳統(tǒng)的板書-實驗教學(xué)方法，首先教師對儀器進(jìn)行10～15分鐘的簡單介紹，然后教師對儀器設(shè)備進(jìn)行演示，有的儀器是全英文版面介紹，學(xué)生學(xué)起來比較枯燥，學(xué)習(xí)興趣降低。教師講解完由學(xué)生來操作，學(xué)生對儀器沒有系統(tǒng)的認(rèn)識，只能照搬書本步驟來操作，一旦出現(xiàn)問題不能及時的解決。降低了學(xué)生做儀器分析實驗的積極性。其實這樣的教學(xué)方法存在很多弊端，教材空洞，儀器操作單調(diào)枯燥。

1.3 學(xué)生操作實驗儀器的時間太短。我院儀器分析實驗采用小班教學(xué)方法，一個班級40個人按照循環(huán)實驗的方式同時開動紅外、氣相、分子熒光等8 項儀器分析實驗，比如氣相色譜儀器實驗是5個人一組，4個學(xué)時，3 h內(nèi)完成氣相色譜實驗的教學(xué)，教師要細(xì)致的講解儀器的結(jié)構(gòu)和原理，還要講解氣相相關(guān)實驗《乙酸正丁酯氣相保留指數(shù)的測定》實驗的原理，完成氣相色譜儀器的開機(jī)，啟動和關(guān)機(jī)等操作。分配到每個學(xué)生實際操作儀器的時間很短。

2改進(jìn)措施

針對當(dāng)前教學(xué)實踐中所發(fā)現(xiàn)的上述問題，本論文針對我院儀器分析實驗中存在的問題提出如下的改進(jìn)措施。

2.1 教學(xué)模式改革

(1)教師提前布置任務(wù)。實驗之前教師提前布置任務(wù)，讓學(xué)生有足夠的時間去圖書館或者上網(wǎng)查閱相關(guān)儀器的原理和基本知識，教師可以給學(xué)生提供一些比較好的參考書籍或者網(wǎng)站等，指導(dǎo)學(xué)生如何去預(yù)習(xí)實驗。比如講解儀器分析氣相色譜相關(guān)實驗，教師可以提前布置任務(wù)，讓學(xué)生去儀器信息網(wǎng)查詢氣相色譜儀器的相關(guān)知識包括儀器的原理、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)廠家和儀器價格等，學(xué)生結(jié)合書本知識、網(wǎng)上查詢到的相關(guān)書本或者文獻(xiàn)內(nèi)容，能夠更加深入的了解到儀器的基本原理、使用方法和操作注意事項，等教師上課講解實驗時可以達(dá)到事半公倍的效果。

(2)儀器分析理論課程內(nèi)容枯燥，實驗教學(xué)亦是如此，都是對固定的儀器進(jìn)行原理、結(jié)構(gòu)、和操作步驟的講解，如果在教學(xué)時增加課程的趣味性和互動性，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。比如講解氣相色譜的時候舉例酒廠對白酒、紅酒的成分鑒定要用氣相色譜或者液相色譜儀器來分析檢測；講解電化學(xué)儀器的時候舉例快速葡萄糖分析儀和血糖乳酸自動分析儀等生活中用到的電化學(xué)相關(guān)儀器設(shè)備；講解原子發(fā)射光譜分析方法時介紹儀器在鋼鐵工業(yè)(爐前快速分析)、地礦部門的應(yīng)用；講解紅外吸收光譜分析法是介紹儀器在藥物分析成分鑒定或者合成實驗中物質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定方面的應(yīng)用。這些和生活息息相關(guān)的例子，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生明白儀器分析課程以及實驗的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。除了增加生動的例子以外，也可采用多媒體授課方式，對于儀器原理和結(jié)構(gòu)的介紹，增加多媒體Flash或者視頻講解，使學(xué)生能夠快速的了解相關(guān)儀器的基本知識。

2.2 實驗成績綜合考評

在過去的儀器分析教學(xué)過程中僅僅是以實驗報告衡量學(xué)生最終儀器分析課程的實驗成績，儀器分析共8個實驗，實驗成績是8次成績的平均值，這種考量學(xué)生實驗?zāi)芰Φ脑u價方式有所欠缺并且不準(zhǔn)確。因為光靠實驗報告不能衡量學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ芏嗟膶W(xué)生在實驗時候竄改數(shù)據(jù)、相互抄襲的現(xiàn)象愈演愈烈。所以今年來對儀器分析實驗成績的評定進(jìn)行了改革，學(xué)生的實驗成績由預(yù)習(xí)、操作、實驗結(jié)果、實驗報告綜合評定，預(yù)習(xí)占20%，課堂實驗操作占20%，學(xué)生的實驗結(jié)果占20%，實驗報告占40%，綜合得到學(xué)生的實驗成績，每個班級都有對應(yīng)的各項成績登分冊，教師依次按照各項目打分算出學(xué)生的最終實驗成績，這樣的實驗成績能夠真實的反應(yīng)學(xué)生的實際操作水平。實驗操作過程中，如果遇到不認(rèn)真或者實驗出現(xiàn)較大失誤的學(xué)生還可以酌情扣減分?jǐn)?shù)；實驗過程中起主要作用，課前查閱資料預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作充分的同學(xué)還可以酌情加分。學(xué)生預(yù)習(xí)的基本情況、實驗過程操作的細(xì)心程度、實驗報告書寫認(rèn)真程度、實驗數(shù)據(jù)的真實和可靠性，多方面考察學(xué)生的實驗水平，這樣得出的實驗成績更具有說服力且更加公平的反映學(xué)生的真實操作水平。此外，我系嘗試增加一次創(chuàng)新型開放實驗，比如利用學(xué)生藥劑實驗課自己合成的某些藥物進(jìn)行成分和結(jié)構(gòu)分析，教師安排學(xué)生上網(wǎng)或者去圖書館查詢相關(guān)儀器設(shè)備的實驗條件如氣相色譜檢測器類型，檢測時檢測器溫度、氣化室溫度，色譜柱柱溫(要不要采用程序升溫)等，實驗課時讓學(xué)生用氣相或者液相色譜分析藥物的組成和成分，也可利用紅外吸收光譜分析藥物的結(jié)構(gòu)。

2.3 教師人員素質(zhì)提高

結(jié)合我校目前的實際教學(xué)情況，這門實驗課程主要是由四位老師承擔(dān)，其中的兩位教師同時承擔(dān)《儀器分析》理論課程的教學(xué)。這門實驗課程要求教師必須熟練的掌握儀器的操作流程步驟，為了保證最佳的教學(xué)效果，教師在工作之余必須要認(rèn)真的備課，做好備課筆記，上網(wǎng)查閱相關(guān)儀器信息，上課時做到有條不紊、重點(diǎn)突出、講解內(nèi)容豐富有趣。因此對教師本身的能力提出了很高的要求。教師除了平時的正常備課以外還應(yīng)多參加和儀器相關(guān)的各種國內(nèi)外會議和研討會，了解儀器的發(fā)展概況，或者注冊一些儀器分析論壇在線聽取各種相關(guān)儀器的講座，豐富自己知識面。

[1] 周立敏, 楊桂朋, 高先池等. 儀器分析實驗教學(xué)的思考與實踐 [J]. 實驗科學(xué)與技術(shù), 2016, 14 (1): 148～152.

[2] 夏靜芬, 唐力，葉漢俠. 以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的儀器分析教學(xué)模式改革探索 [J]. 高等理科教育, 2012, (5):156～158.

[3] 蔡向忠, 王秀紅, 李銀生. 改革儀器分析實驗教學(xué) [J]. 實驗室研究與探索, 2014, 33(11): 168～171.

[4] 陳巖, 高先池, 楊桂朋. 改進(jìn)儀器分析實驗教學(xué)的思考[J]. 實驗科學(xué)與技術(shù), 2012, 10(6): 104～108.

10.16597/j.cnki.issn.1002-154x.2017.05.014

2017-03-16

朱清(1987～)，女，碩士，講師，研究方向：無機(jī)TiO2納米材料的制備及其染料敏化太陽能電池性能的測試。