張 芯,黃 婷,紀 楨
(安康學院 化學化工學院,陜西 安康 725000)
《儀器分析實驗》是高等學?;瘜W類各專業(yè)本科生的基礎(chǔ)課之一,是一門理論性和實踐性都很強的基礎(chǔ)課程,本課程的教學目的和任務(wù)是鞏固和加深對《儀器分析》理論課學習了的各類常用儀器分析方法基本原理的理解[1];了解各類常用儀器分析方法的定性、定量分析技術(shù);培養(yǎng)學生應用現(xiàn)代儀器分析測試技術(shù)的技能,為培養(yǎng)適應二十一世紀需要的綜合性科研和應用人才打下堅實的基礎(chǔ)。
安康學院化學工程與工藝、材料化學等專業(yè)均開設(shè)有儀器分析實驗課程。以化學工程與工藝專業(yè)(化妝品技術(shù)與工程方向)為例,此專業(yè)的培養(yǎng)要求為能夠采用正確的試驗方法并選擇合適的現(xiàn)代工具,檢測、分析和鑒定化妝品原料及產(chǎn)品特性;能夠掌握現(xiàn)代分析技術(shù)及儀器的使用原理及方法,并對復雜的化學工程及化妝品產(chǎn)品生產(chǎn)問題進行分析。對于“立足地方需求,全方位為所在區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展服務(wù)”的地方本科院校來說,教學環(huán)節(jié)既要突出知識、技能的講授,又要兼顧學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。對儀器分析教學內(nèi)容、教學模式等方面進行改革探索,這對于地方本科教學水平和學科建設(shè)上都有十分重要的意義。
儀器分析實驗配套的儀器分析理論課程中涉及的理論知識抽象、知識點比較分散,而且內(nèi)容之間的邏輯性也不強。而實驗課程中涉及到的儀器又很多,如原子發(fā)射光譜儀、液相色譜儀、紅外光譜儀等。我院儀器分析理論課程一般是48學時,有限的課時中要將各種儀器的原理、結(jié)構(gòu)都講明白有一定的難度,這也導致學生在接下來的儀器分析實驗課程中對各種儀器的了解都十分膚淺,實驗操作難免流于形式。
《儀器分析實驗》課程的教學,一般的流程為老師講解實驗原理、實驗過程,然后示范操作過程,再由學生按照實驗步驟操作。學生在完成整個的實驗過程中,總是被動地按照實驗步驟機械的完成實驗內(nèi)容,對于實驗課程涉及到的儀器組成結(jié)構(gòu)及工作原理沒有直觀的認識和理解,不能將所學理論與實際真正的融合。
大型的儀器設(shè)備大部分都屬于精密儀器,價格昂貴。作為地方本科院校,儀器設(shè)備配置缺乏的問題也不容忽視,同時,每個班級的學生人數(shù)都比較多。例如,我院液相色譜儀、氣相色譜儀、紅外光譜儀都只有一臺,而每學期需要開設(shè)相關(guān)實驗的班級人數(shù)一般在50人左右。實驗課程的開設(shè)雖可以采用分組的方式進行,但也無法保證課堂秩序。且無法完全避免部分學生不參與實驗,甚至抄襲實驗報告的情況。
針對理論不扎實造成實驗流于形式的現(xiàn)象,對實驗內(nèi)容進行取舍,不同專業(yè)側(cè)重不同理論及實驗知識的講解。并在驗證型實驗基礎(chǔ)上增加一定量的研究設(shè)計型實驗課題,讓學生自己設(shè)計實驗過程,培養(yǎng)學生自主探究和自主實驗的能力,使學生更有“參與感”,激發(fā)學生操作實驗的熱情,調(diào)動其查閱資料、自主學習的積極性[2]。
《儀器分析實驗》課程實踐操作和技能性強,其教學內(nèi)容只有貼近生活實際,才能激發(fā)學生的好奇心,從而對該課程產(chǎn)生興趣[3]。因此在實驗內(nèi)容的選擇上,要多站在學生的角度,選擇應用性強、與日常生活、與專業(yè)關(guān)聯(lián)密切的實驗項目。比如,在電化學實驗中,引入“化妝品pH值的測定”實驗;在在分光光度實驗中,引入“分光光度計測定飲用水中鐵(Ⅱ)、鐵(Ⅲ)的測定”實驗,培養(yǎng)了學生分析問題和解決問題能力。
突破傳統(tǒng)的以講授為主的單調(diào)形式,積極依托現(xiàn)代教育技術(shù)嘗試多種教學組織形式。如學生在進入實驗室之前,老師先利用網(wǎng)絡(luò)收集實驗相關(guān)的視頻教程,然后在課堂上將實驗儀器的內(nèi)部構(gòu)造、工作原理、工作流程等展示給同學們,并輔以提問和討論環(huán)節(jié)。實驗視頻將抽象的儀器工作原理變得更加具體生動,變枯燥的知識講授為形象的動畫模擬,從而幫助學生加深理解并開發(fā)想象力。提問討論環(huán)節(jié)可以讓老師檢查學生是否有預習并了解學生的預習效果,然后針對預習中出現(xiàn)的問題進行指正強調(diào)。
針對儀器少而學生人數(shù)較多的情況,可以分組分批次完成實驗。將班級人數(shù)分組,每一個組人數(shù)控制在12人以內(nèi),每一個組又分為兩個小組,且每次可以同時開設(shè)兩個不同的實驗項目,依次對調(diào)循環(huán),從而提高儀器的利用率。另一方面,將合作互助形式引入實驗課堂。具體做法為,實驗過程中,給每一位同學進行分工安排,設(shè)置實驗操作人員、實驗記錄人員、協(xié)作人員等角色,并在操作過程中進行輪換,每一名同學都能參與到整個實驗過程,提高學生的學習樂趣和積極性,杜絕了學生的“等靠”思想。
針對儀器分析實驗課程教過程中的一些問題,對教學方法進行了探索,并對一些方法進行了實踐,獲得了較好的效果。當然,由于開設(shè)本課程的每個院校情況不同,存在的問題肯定也是各種各樣。但研究怎樣調(diào)動學生自我學習的積極性和主動性,認真思考用什么樣的方式讓學生能在學習中找到興趣點和成就感,是每一位儀器分析實驗課教師都應該深思的問題。