摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的日益更新發(fā)展,現(xiàn)代儀器分析技術(shù)已經(jīng)成為科研探索、產(chǎn)品研制和開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量評價的重要手段,許多科研單位和企業(yè)都擁有相當(dāng)先進(jìn)的大型精密分析儀器,這就要求即將成為科研型人才和技術(shù)型人才的大學(xué)生必須掌握這些先進(jìn)儀器設(shè)備的應(yīng)用。儀器分析實驗?zāi)軌虼偈箤W(xué)生對儀器分析理論知識、儀器構(gòu)造與主要部件功能的直觀理解和掌握,對學(xué)生專業(yè)技能的提升和工程實踐能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新人才培養(yǎng);儀器分析;實驗教學(xué);改革研究
導(dǎo)言:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,儀器分析的應(yīng)用日益普遍。為滿足國家對分析測試技術(shù)人才的迫切需要,國內(nèi)很多高校都開設(shè)了儀器分析這門課程。在高校相關(guān)專業(yè)中,儀器分析課在學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng),創(chuàng)新意識的樹立以及現(xiàn)代研究手段與方法的掌握等諸多方面起到一個非常重要的作用。鑒于以上種種原因,這門課程已日益受到重視和加強(qiáng)。其中,儀器分析實驗是儀器分析課程中一個不可或缺的構(gòu)成,是學(xué)生了解各種儀器的組成結(jié)構(gòu)、懂得各種儀器的使用原理、熟悉各種儀器的操作方法、理解課堂上所學(xué)相關(guān)理論知識的重要途徑 。
1、儀器分析實驗教學(xué)的現(xiàn)狀分析
目前,儀器分析實驗教學(xué)的主要模式有:
1.1演示教學(xué),以老師講授,演示實驗為主,注重對理論知識的鞏固而非基本實驗技能的掌握;
1.2虛擬教學(xué),利用軟件仿真模擬操作;
1.3開放式實驗教學(xué),以學(xué)生為主導(dǎo),獨立設(shè)計、主動參與實踐操作完成實驗。從教學(xué)的效果及學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)來看,只有開放式實驗教學(xué)的效果最好。但實際上受到大型儀器數(shù)量的限制,每組學(xué)生人數(shù)多,每個學(xué)生個體實際上機(jī)操作時間仍然偏少。考慮到大型儀器大多比較貴重,一旦不當(dāng)操作導(dǎo)致?lián)p壞后維修成本大,且無法保證后續(xù)教學(xué)的正常進(jìn)行,因此課程基本上選擇成功率高、現(xiàn)象明顯的驗證性實驗為主,涉及實驗條件優(yōu)化的內(nèi)容和設(shè)計實驗的探索性實驗很少,教師傾向于把實驗流程講得非常詳細(xì),學(xué)生被動的按部就班,記憶性的機(jī)械操作,整個實驗猶如僅將理論課堂搬到實驗室演繹一遍流水線過程而已,學(xué)生沒有主動性的參與到其中,得不到發(fā)揮探索的空間,對整個實驗的原理、實驗方案印象模糊,動手能力得不到相應(yīng)的提高,更談不上獨立自主的分析解決問題,無法激發(fā)對科學(xué)研究的興趣 。
2、儀器分析實驗教學(xué)改革措施
針對目前儀器分析實驗課程教學(xué)效果不佳的現(xiàn)象,必須加強(qiáng)儀器分析實驗教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容和方式上的改革,理論和實踐相結(jié)合,讓學(xué)生在有限的教學(xué)時數(shù)內(nèi),掌握基本理論和一定的實驗技能,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、拓寬學(xué)生的知識面,加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生開拓創(chuàng)新,培養(yǎng)良好的科學(xué)素養(yǎng)。具體措施有:
2.1 實驗課以學(xué)生為主體
實驗課堂以學(xué)生為主體,老師在實驗講授過程應(yīng)盡量減少講解時間,將更多時間留給學(xué)生了解儀器構(gòu)造、熟悉儀器操作。以提問的方式考察預(yù)習(xí)情況,著重講解儀器構(gòu)造、實驗操作要點和注意事項,并作出示范。學(xué)生可以現(xiàn)場提問,以便老師及時解答。
2.2改革實驗內(nèi)容
針對化學(xué)、材料、環(huán)境工程等不同專業(yè)的學(xué)生,改革原有的實驗教材和實驗內(nèi)容,結(jié)合現(xiàn)實中的一些熱點問題,開展一些和食品安全、環(huán)境監(jiān)測等相關(guān)的實驗,如利用液相色譜法測定牛奶中三聚氰胺的含量、原子熒光光譜法測定大米中的重金屬鎘的含量、原子吸收光譜法測定人發(fā)中銅的含量、電位分析法測定自來水中的氟含量等,使學(xué)生充分認(rèn)識到儀器分析在現(xiàn)實生活中的作用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。
2.3開設(shè)綜合性、設(shè)計性實驗
在驗證性實驗的基礎(chǔ)上,增加綜合性、設(shè)計性實驗,針對各種類型的實際樣品,鼓勵學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn),擬定實驗方案(包括樣品的分解、分離富集方法、優(yōu)化測定條件)并展開討論、進(jìn)行分析測定和分析數(shù)據(jù)處理等。讓學(xué)生參與到整個實驗過程中,一方面有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科研態(tài)度和實事求是、團(tuán)結(jié)協(xié)作的科研精神,另一方面激發(fā)了學(xué)生的科研興趣,開拓了科研思路,提高了分析問題和解決問題的科研能力。
2.4開放實驗室
由于實驗室部分大型儀器的配備數(shù)量較少,學(xué)生在實驗課堂上不能完全熟練掌握儀器的操作,我們對實驗室實行開放制度,讓學(xué)生利用自己的課余時間進(jìn)入實驗室,通過多次實踐操作來提高操作能力。
2.5采用多媒體教學(xué)手段
通過多媒體教學(xué)設(shè)備,舉行有關(guān)新儀器、新方法、分離富集新技術(shù)的講座,利用圖片展示和教學(xué)視頻等手段,將抽象的理論具體化,幫助學(xué)生加強(qiáng)對理論知識的理解。同時,結(jié)合分析化學(xué)發(fā)展的前沿進(jìn)展,進(jìn)一步開拓學(xué)生的學(xué)術(shù)視野。
2.6調(diào)整考核方式
加強(qiáng)對儀器分析實驗課程的考核,考核內(nèi)容包括課前預(yù)習(xí)程度,實驗過程中動手操作能力,課后數(shù)據(jù)處理能力。學(xué)生的實驗成績由基礎(chǔ)實驗成績、綜合性實驗成績兩部分組成。基礎(chǔ)實驗成績由實驗預(yù)習(xí)報告、基本操作、實驗報告三項表現(xiàn)綜合評分。對于綜合性實驗,學(xué)生 3~5 人組成一個小組,按照各人承擔(dān)的實驗內(nèi)容、實驗技能、實驗結(jié)果進(jìn)行評分。
結(jié)束語:高等院校是人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新的場所,培養(yǎng)創(chuàng)新人才離不開科研的支撐。無論是對個人還是研究團(tuán)隊甚或是一個專業(yè)、一所高校來說,教學(xué)與科研從根本上是統(tǒng)一的 。然而,目前高校中普遍存在著科研與教學(xué)相脫離,重科研、輕教學(xué),重理論、輕實踐,培養(yǎng)出的人才缺乏創(chuàng)新力等問題。因而,正確把握好教學(xué)與科研的內(nèi)在關(guān)系,有效推動人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新,使高等教育真正服務(wù)于社會是當(dāng)前一項緊迫任務(wù)。
參考文獻(xiàn):
[1]朱明華,胡坪.儀器分析.4版[M]北京:高等教育出版社,2015:1-2.
[2]孫素莉,趙文英,范志先.化工等專業(yè)本科儀器分析實驗教學(xué)改革[J]實驗科學(xué)與技術(shù),2015,13(1):106-108.
[3]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.
[4]熊政委,鄒曉川,王存,等.應(yīng)用型高校食品專業(yè)儀器分析實驗教學(xué)的改革與實踐[J]食品工業(yè),2016,37(7):240-242.
[5]李卉卉,張士偉,海錦慧,等.面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的儀器分析實驗教學(xué)改革[J]化學(xué)教育,2015,36(16):40-43.
[6]肖晶,張妮娜,高其明.寓教于研的教學(xué)科研一體化教育模式創(chuàng)新研究[J]科技風(fēng),2015(7):211-216.
作者簡介:姓名: 劉學(xué)國,性別:男,出生年月:1987.06.04,民族:漢,籍貫:河南省新蔡縣,學(xué)歷:博士研究生,職稱:講師,研究方向:分析檢測,工作單位:南陽理工學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院。
基金項目:南陽理工學(xué)院教育教學(xué)改革研究項目“《儀器分析實驗》課堂教學(xué)模式研究與實踐”,項目編號NIT2017JY-012。