《儀器分析》課程教學(xué)改革探討

白羽 徐廣宇 崔桂花

1.吉林醫(yī)藥學(xué)院化學(xué)教研室，吉林 長(zhǎng)春 132013

2.北華大學(xué)藥學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 132013

《儀器分析》課程教學(xué)改革探討

白羽1徐廣宇2崔桂花1

1.吉林醫(yī)藥學(xué)院化學(xué)教研室，吉林 長(zhǎng)春 132013

2.北華大學(xué)藥學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 132013

結(jié)合儀器分析課程特點(diǎn)和教學(xué)實(shí)踐，本文探討了教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題并提出了相應(yīng)的解決方法，從而提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

儀器分析；現(xiàn)代教育技術(shù)；教學(xué)質(zhì)量

儀器分析是利用能直接或間接地表征物質(zhì)的各種特性（如物理的、化學(xué)的、生理性質(zhì)等）的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過(guò)探頭或傳感器、放大器、分析轉(zhuǎn)化器等轉(zhuǎn)變成人可直接感受得以認(rèn)識(shí)的關(guān)于物質(zhì)成分、含量、分布或結(jié)構(gòu)等信息的分析方法。也就是說(shuō)，儀器分析是利用各種學(xué)科的基本原理，采用電學(xué)、光學(xué)、精密儀器制造、真空、計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)探知物質(zhì)化學(xué)特性的分析方法。因此儀器分析是體現(xiàn)學(xué)科交叉、科學(xué)與技術(shù)高度結(jié)合的一個(gè)綜合性極強(qiáng)的科技分支。 儀器分析自20世紀(jì)30年代后期問(wèn)世以來(lái)，不斷豐富分析化學(xué)的內(nèi)涵并使分析化學(xué)發(fā)生了一系列根本性的變化。隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，儀器分析將面臨更深刻、更廣泛和更激烈的變革?，F(xiàn)代分析儀器的更新?lián)Q代和儀器分析新方法、新技術(shù)的不斷創(chuàng)新與應(yīng)用，是這些變革的重要內(nèi)容。因此，儀器分析在高等院校分析化學(xué)課程中所處的地位日趨重要，尤其是在化學(xué)、化工和藥學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮廣泛的作用。許多地方高校為了使自己培養(yǎng)的人才能從容迎接和面對(duì)新世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的挑戰(zhàn)，已將儀器分析列為化學(xué)等專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。

鑒于儀器分析課程的特點(diǎn)，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，從而提高教學(xué)質(zhì)量是至關(guān)重要的問(wèn)題。

1 儀器分析教學(xué)的難點(diǎn)

1.1 學(xué)生上課積極性不高

儀器分析是一門交叉學(xué)科，涉及的知識(shí)面較廣且綜合性較強(qiáng)，除了應(yīng)用到化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)外，還涉及光學(xué)、電學(xué)、計(jì)算機(jī)等多門學(xué)科，因此對(duì)學(xué)生各學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的掌握要求較高。同時(shí)在教學(xué)中還包含儀器的結(jié)構(gòu)原理、使用流程、測(cè)試原理等知識(shí)點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容抽象，不容易理解，且各部分相對(duì)獨(dú)立，關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，傳統(tǒng)的教學(xué)常使得學(xué)生上課感到枯燥無(wú)味，內(nèi)容晦澀難懂，影響了教學(xué)效果。

1.2 儀器的嚴(yán)重不足

目前，由于儀器設(shè)備價(jià)格不菲，每臺(tái)最少要幾萬(wàn)元，有的甚至要幾百萬(wàn)元，而且儀器設(shè)備的耗材和維修保養(yǎng)開(kāi)銷也相當(dāng)大，鑒于教學(xué)開(kāi)支的限制，沒(méi)有任何一所院校能配備所有的儀器。有的學(xué)校即使配備了儀器，也只能讓?？粕?、本科生們進(jìn)行觀摩，無(wú)法讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，導(dǎo)致學(xué)生修完課程卻仍不知如何使用，造成儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)內(nèi)容脫節(jié)，，學(xué)生很難感性地理解相應(yīng)的分析方法和手段，喪失了學(xué)習(xí)的興趣，這些都極大影響了教學(xué)效果。

1.3 教學(xué)人員自身的不足

儀器分析不同于其他的理論課程，不僅要求教學(xué)人員具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)還要具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但現(xiàn)實(shí)中，由于資源的限制，教師不可能精通所有的儀器，很難要求他們傳授給學(xué)生更多的經(jīng)驗(yàn)，更別說(shuō)是儀器的最新進(jìn)展及實(shí)際作用。

2 提高教學(xué)質(zhì)量心得

2.1 精心安排教學(xué)內(nèi)容

教師應(yīng)充分了解不同專業(yè)學(xué)生的教材，對(duì)所選教材的內(nèi)容加以合理取舍，選出與學(xué)生所學(xué)專業(yè)密切相關(guān)的內(nèi)容重點(diǎn)講解。例如紅外分光光度法是一種利用物質(zhì)對(duì)紅外光區(qū)電磁輻射的選擇性吸收特性來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、定性和定量的分析方法，該方法涉及物質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析與鑒定，對(duì)藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生非常重要，要做重點(diǎn)介紹，但對(duì)檢驗(yàn)專業(yè)的學(xué)生，這部分內(nèi)容是很少在工作中用到的，只做一般了解即可。另外由于儀器分析的迅猛發(fā)展，學(xué)校所選用教材的更新往往落后于儀器的發(fā)展，這就要求教師要把相關(guān)的新內(nèi)容引入教學(xué)中。例如現(xiàn)在儀器的發(fā)展趨勢(shì)之一是將各種大型儀器進(jìn)行聯(lián)用，從而發(fā)揮兩種儀器的優(yōu)勢(shì)，如高效液相與質(zhì)譜聯(lián)用，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)與高效液相聯(lián)用，氣相與質(zhì)譜聯(lián)用等等，這部分的介紹會(huì)使學(xué)生了解儀器不是毫無(wú)相關(guān)性的以及如何充分利用每種儀器的優(yōu)勢(shì)，有利于知識(shí)的綜合掌握。

3 提高教學(xué)人員的能力

由于在儀器分析課程中教學(xué)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)起著至關(guān)重要的作用，因此如何提高教學(xué)人員自身的能力就顯得很關(guān)鍵。教師應(yīng)經(jīng)常查閱有關(guān)儀器分析的最新文獻(xiàn)，多參加各種儀器公司組織的培訓(xùn)班，學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)教師多進(jìn)修、多交流，并盡可能的提供使用儀器的機(jī)會(huì)，教師要系統(tǒng)地鉆研與課程有關(guān)的專業(yè)知識(shí)，以擴(kuò)大知識(shí)面和更新知識(shí)，通過(guò)多種途徑了解分析儀器的最新進(jìn)展，爭(zhēng)取每個(gè)教師能精通1～2種儀器。同時(shí)建議儀器分析課程應(yīng)打破傳統(tǒng)的一名教師講授一門課程的方式，可由多名教師共同完成，每個(gè)教師都講解各自精通的儀器，這樣可以使得學(xué)生更深入的了解儀器原理、使用過(guò)程等各方面知識(shí)。

4 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)

在沒(méi)有儀器或只能作演示實(shí)驗(yàn)的情況下，如何使學(xué)生了解儀器分析課程中涉及的大量?jī)x器基本結(jié)構(gòu)、作用原理、工作流程等是一個(gè)很重要的問(wèn)題，這些內(nèi)容的講述僅靠傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難達(dá)到較好的教學(xué)效果。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)和教學(xué)相結(jié)合的現(xiàn)代化教學(xué)手段，將圖形、動(dòng)畫(huà)、聲音、圖像等多種發(fā)現(xiàn)方式有機(jī)結(jié)合[1]，使原來(lái)抽象、枯燥無(wú)味的內(nèi)容及接觸不到的實(shí)物變得形象生動(dòng)，極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容，從而幫助學(xué)生加深理解，在儀器分析的教學(xué)中合理的利用現(xiàn)代教學(xué)手段，能顯著提高教學(xué)質(zhì)量。例如，在講解原子吸收光譜儀和原子熒光光譜儀時(shí)，通過(guò)多媒體的展示使學(xué)生了解到原子吸收光譜的光源與檢測(cè)器成直線型，而原子熒光光譜儀光源與檢測(cè)器成直角型，同時(shí)還比較了空心陰極燈和高強(qiáng)度空心陰極燈的不同、火焰原子化和石墨爐原子化的不同、儀器工作條件選擇和測(cè)量對(duì)象的不同[2]。這樣學(xué)生不僅容易理解，同時(shí)還能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。另外，多媒體教學(xué)由于節(jié)省了課堂板書(shū)的時(shí)間，大大增加了課堂信息量，使得學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)能學(xué)到更多的知識(shí)。

5 加強(qiáng)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)

儀器分析的教學(xué)目的是讓學(xué)生最終學(xué)會(huì)如何使用儀器去解決各種問(wèn)題，因此儀器分析實(shí)驗(yàn)就成為是教學(xué)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是學(xué)生了解各種儀器的結(jié)構(gòu)、熟悉其基本原理和操作技能、理解消化理論知識(shí)的重要途徑，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的好壞直接影響到整個(gè)儀器分析課程的教學(xué)效果[3]。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手操作，能培養(yǎng)從事分析的實(shí)際能力，提高自身的創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)。我系現(xiàn)有紫外光譜儀、紅外光譜儀、高效液相色譜儀、氣相色譜儀及質(zhì)譜儀等多種大型儀器，我們針對(duì)現(xiàn)有的條件盡可能利用儀器講授結(jié)構(gòu)、原理，并進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。但因?yàn)榉治鰞x器大多價(jià)格昂貴，讓每個(gè)學(xué)生都動(dòng)手進(jìn)行操作不太現(xiàn)實(shí)，為此，我們將同時(shí)上課的一個(gè)班學(xué)生安排不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，盡量使每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的人數(shù)降到最少，這樣增大了每個(gè)學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)，提高了儀器的利用率。另外，鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的課題項(xiàng)目，將課堂學(xué)習(xí)延伸至課外，給有興趣的同學(xué)提供一個(gè)平臺(tái)，滿足不同層次學(xué)生的需求。

總之，儀器分析課程內(nèi)容多，理論新，實(shí)踐性強(qiáng)，授課教師要合理利用現(xiàn)代教學(xué)手段，不斷地進(jìn)行教改，優(yōu)化教學(xué)方法，加強(qiáng)自身素質(zhì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，才能取得良好的教學(xué)效果。

[1] 譚建寧，覃潔萍，何翠薇.以CAI課件輔助儀器分析實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的體會(huì)[J].廣西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007, 10（3）:136～138

[2] 鮑長(zhǎng)利，賈瓊，陳博，等.儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009,28（10）：123～125

[3] 余鵬，牟玲麗.藥學(xué)專業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討[J]. 教育論壇，2011,8（8）：104～105

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.126