儀器分析實驗課教學(xué)改革探索

田喜強，董艷萍，趙東江，劉旭陽

(綏化學(xué)院食品與制藥工程系，黑龍江綏化152061)

儀器分析實驗課教學(xué)改革探索

田喜強，董艷萍，趙東江，劉旭陽

(綏化學(xué)院食品與制藥工程系，黑龍江綏化152061)

針對我校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)和儀器分析實驗的特點，根據(jù)儀器分析實驗課中普遍存在的儀器數(shù)量不足、實驗開出率不高、課堂教學(xué)模式陳舊等共性問題，結(jié)合教學(xué)實踐和學(xué)生認知規(guī)律，提出改革實踐教學(xué)的觀點，重在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會思考，強化動手、學(xué)以致用，全面提高學(xué)生的綜合能力。

儀器分析實驗;應(yīng)用型人才;教學(xué)改革

儀器分析作為現(xiàn)代的分析測試手段，具有多學(xué)科交叉、實用性強、應(yīng)用范圍廣、內(nèi)容更新快等特點，涉及物理學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)等多方面的知識。儀器分析實驗對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和開發(fā)學(xué)生潛能有著不可替代的作用。通過對實驗課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠充分了解儀器結(jié)構(gòu)、理解分析原理、拓展學(xué)生視野、達到理論與實踐相結(jié)合的目標(biāo)，為學(xué)生就業(yè)提供好的基礎(chǔ)平臺［1－2］。

1 儀器分析實驗課存在的問題

1.1 示教工作量大

儀器分析實驗課教學(xué)都是安排在實驗室中，教師需要圍繞儀器示教，通常是較多學(xué)生圍在一起，教師不僅要大量重復(fù)地示范，而且由于較多學(xué)生擠在一起，個別學(xué)生看不清操作，無法記筆記，導(dǎo)致教學(xué)效果打了折扣。

1.2 儀器套數(shù)少

儀器分析實驗所用的儀器多數(shù)價格都比較貴，各高校中同種類型儀器的臺數(shù)較少，通常大型精密儀器往往只有一臺。而每次做實驗的學(xué)生數(shù)又較多，因此不可能每個學(xué)生都能親自動手操作［3］。而且多數(shù)高等學(xué)校大型儀器更新較慢、比較陳舊，一些先進儀器由于缺少資金無法購買，教學(xué)中有些實驗課無法開出，從而導(dǎo)致實驗教學(xué)和理論教學(xué)脫節(jié)。

1.3 學(xué)生預(yù)習(xí)不充分

多數(shù)大學(xué)生對實驗課不夠重視，認為實驗課不重要，只要學(xué)理論就行，所以學(xué)生上課時主動學(xué)習(xí)積極性差，基本不預(yù)習(xí)。同時儀器分析實驗所使用的儀器多為大型儀器，學(xué)生很少見到，甚至也沒聽說過，如果學(xué)生只通過實驗指導(dǎo)書預(yù)習(xí)實驗，對儀器結(jié)構(gòu)、原理以及操作方法還是無法理解，甚至有時實驗結(jié)束了還不知道實驗需要掌握哪些知識，以至于學(xué)生之間實驗報告相互抄襲，影響教學(xué)效果。

1.4 與理論課不同步

儀器分析實驗一個突出的問題就是實驗課與理論課不同步。高校為了強化實驗教學(xué)，儀器分析實驗通常教學(xué)和考核單獨進行，有些教學(xué)會內(nèi)容先與理論課，對于大多數(shù)同學(xué)來說，沒有理論基礎(chǔ)，實驗比較盲目［4］。由于實驗過程中實驗內(nèi)容較多，實驗教師也沒足夠時間全面的講解理論課知識，只能把具體的操作和注意事項講給學(xué)生，這樣學(xué)生在整個實驗過程中基本上是看著實驗講義完成實驗，而不知為什么，直接影響了教學(xué)效果。

1.5 教學(xué)模式陳舊

儀器分析實驗按傳統(tǒng)教學(xué)方式，課堂上一般采用“實驗指導(dǎo)書+教師講解+學(xué)生操作”的教學(xué)模式，實驗教學(xué)過程都是教師講解實驗內(nèi)容，學(xué)生機械地按照老師教導(dǎo)的步驟去完成，很少去思考，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由于受儀器數(shù)量的限制，許多實驗環(huán)節(jié)必須由教師提前做好，學(xué)生多人一組，容易造成小組中只有少數(shù)或個別動手能力較強的學(xué)生積極主動操作，而操作僅按教師和教材要求的進行，多為驗證一些已知數(shù)據(jù)，缺乏動腦去研究實驗方案。而實驗中儀器故障、實驗數(shù)據(jù)處理等都由教師解決，學(xué)生在實驗中處于被動的地位。在這樣的教學(xué)模式中，學(xué)生互相抄襲實驗數(shù)據(jù)的現(xiàn)象屢見不鮮，而教師因為擔(dān)心學(xué)生在操作中有較多的疑難問題，總是把實驗進程講得過于詳細。這種呆板的教學(xué)方法使實驗過程缺少思考，缺少提問，缺少討論，抑制了學(xué)生的思維積極性，使學(xué)生對實驗不感興趣，甚至覺得預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書也是多余的。

2 儀器分析實驗教學(xué)改革措施

2.1 更新儀器設(shè)備，優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容

儀器分析實驗是與社會發(fā)展速度關(guān)系特別密切的學(xué)科，所以實驗教學(xué)的內(nèi)容應(yīng)與時代發(fā)展一致。根據(jù)學(xué)校發(fā)展的特點，我們及時淘汰和更新了落后和老化的分析儀器設(shè)備，購買了一些先進的分析儀器設(shè)備，包括液相色譜儀、差熱分析儀、紫外可見分光光度計、紅外光譜儀等。這些先進的儀器設(shè)備充實到儀器分析實驗中，大幅度提高了我系實驗裝備水平和現(xiàn)代化程度。針對我系有應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)教育、制藥工程、食品工程等多個專業(yè)的特點，結(jié)合我系現(xiàn)有的儀器設(shè)備，重新修訂了各專業(yè)的教學(xué)大綱，實驗的內(nèi)容重點放在與生產(chǎn)實踐以及科學(xué)研究最常用的光學(xué)分析、色譜分析和電化學(xué)分析等實驗內(nèi)容。針對不同專業(yè)設(shè)置實驗內(nèi)容，可以使學(xué)生在有限的學(xué)時中完善和鞏固理論課學(xué)習(xí)的各個知識要點，能夠?qū)W以致用。

2.2 建立現(xiàn)場預(yù)習(xí)制度，提高預(yù)習(xí)質(zhì)量

儀器分析實驗的儀器一般都比較精密、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)生僅按照實驗課本來預(yù)習(xí)，頭腦中對儀器結(jié)構(gòu)、原理及操作方法等都很茫然，雖然預(yù)習(xí)了一遍，但腦子仍然一片空白。為改善這種情況，我們建立了課前和現(xiàn)場兩次預(yù)習(xí)制度。在課前要求學(xué)生先對實驗內(nèi)容有所了解，進入實驗室后，再對著儀器將實驗的具體內(nèi)容進行預(yù)習(xí)，實驗教師在現(xiàn)場會給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。這樣使學(xué)生對儀器的構(gòu)造、原理及操作有初步的了解，從而加深對實驗內(nèi)容的理解。學(xué)生對實驗的主動性有所提高，不會盲目，心中有數(shù)，從而縮短實驗時間，提高了實驗效率。

2.3 精講重點，循環(huán)實驗

實驗內(nèi)容選擇是否恰當(dāng)是上好實驗課的重要基礎(chǔ)，由于儀器分析實驗內(nèi)容繁多，交叉性特別強，融入較多現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)與信息。學(xué)生在限定的學(xué)時內(nèi)掌握全部的儀器和方法較難，因此，必須合理編排實驗課內(nèi)容，所選的實驗既要具有廣泛性又要具有針對性，同時必須要圍繞專業(yè)的特點，內(nèi)容上需循序漸進。

由于儀器分析實驗采用的是精密儀器，多數(shù)儀器都比較昂貴，全系只有一兩臺，客觀上決定了不可能每個學(xué)生都有動手的機會，針對這種情況，我們采取了循環(huán)實驗的模式，每次同時開設(shè)多個實驗項目，這樣就能減少每組學(xué)生數(shù)，使每個學(xué)生都能親自操作儀器，避免了抄襲數(shù)據(jù)的可能，提高了學(xué)生的動手能力、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)生解決實際問題的能力。

2.4 多形式教學(xué)，完善教學(xué)模式

實驗課堂上一般采用“實驗指導(dǎo)書+教師講解+學(xué)生操作”的教學(xué)模式，許多實驗環(huán)節(jié)由教師提前準(zhǔn)備好，實驗操作僅按教師和教材要求的進行，開設(shè)的實驗內(nèi)容基本上都屬于驗證性實驗，學(xué)生缺少動腦去思考實驗方案［5］。不可否認驗證性實驗可以深化學(xué)生對理論知識認識，起到強化記憶的作用，但其缺乏獨立思考及實驗設(shè)計的創(chuàng)新內(nèi)容。為了調(diào)動學(xué)生的積極性，變被動實驗為主動思考、研究，我們改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，提出了由驗證性、綜合性與設(shè)計性實驗構(gòu)成的新課程體系。而且我們也采用計算機多媒體教學(xué)模式，把一些大型儀器難以實景呈現(xiàn)的儀器內(nèi)部構(gòu)造，均采用模擬教學(xué)演示，使學(xué)生能更多的了解課本之外的新型儀器設(shè)備和分析技術(shù)，課件給出儀器構(gòu)造的剖面示意圖，并通過動畫生動、直觀地顯示該分析方法的儀器流程。便于學(xué)生掌握儀器使用的步驟和原則，加深操作過程中對注意事項的理解。

2.5 強化實驗報告的整理，實驗成績的評定客觀

實驗報告是對課堂教學(xué)效果的反饋，因此實驗報告的書寫是否規(guī)范對教學(xué)有重要意義。我們要求學(xué)生在實驗數(shù)據(jù)記錄時以表格形式記錄，數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確、真實，盡量不涂改;數(shù)據(jù)處理要求有必要的誤差分析。而且要有結(jié)果討論，結(jié)果討論可以分析實驗過程中的失敗與成功原因，總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)，也可以對實驗相關(guān)理論知識的進行總結(jié)或者提出自己對本次實驗的問題或建議，如改進實驗方法等。

實驗成績可以激勵學(xué)生實驗興趣，使學(xué)生樂于實驗。實驗成績總分100分:實驗出席(10分);實驗預(yù)習(xí)(10分)實驗過程是否認真，是否任意涂改、抄襲他人數(shù)據(jù);實驗操作(45分)，實驗過程操作是規(guī)范，原始記錄是否清楚;衛(wèi)生(5分)，實驗過程中及實驗結(jié)束后是否保持臺面清潔，儀器擺放規(guī)范，無亂扔廢紙等;實驗報告(30分)，書寫整潔規(guī)范、整潔，數(shù)據(jù)記錄與處理記錄是否清楚正確，實驗結(jié)論是否準(zhǔn)確，對實驗有自己獨特的理解。

3 結(jié)束語

總之，儀器分析實驗課是對儀器分析理論知識的再學(xué)習(xí)、鞏固與提高的過程，儀器分析實驗改革的嘗試，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)，我們只有在教學(xué)實踐中不斷積累教學(xué)經(jīng)驗，完善教學(xué)方法和模式，合理地利用現(xiàn)代化教學(xué)手段來調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，提高實驗教學(xué)質(zhì)量，盡可能地培養(yǎng)了學(xué)生的實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

［1］張培敏，陳恒武，郭偉強.儀器分析實驗教學(xué)改革初探［J］.大學(xué)化學(xué)，2007，22(2):10－12.

［2］吳育廉，柯行.淺談儀器分析實驗教學(xué)的改革［J］.教學(xué)儀器與實驗，2007，23(5):10－11.

［3］劉紅霞，張業(yè)明，吳風(fēng)林，等.開放式分析化學(xué)實驗教學(xué)的探索與實踐［J］.實驗科學(xué)與技術(shù)，2011，3(9):111－114.

［4］張大偉，韋軍.現(xiàn)代儀器分析實驗課教學(xué)改革與實踐［J］.實驗技術(shù)與管理，2009，12(26):116－118.

［5］呂海濤.儀器分析實驗教學(xué)改革的探索與實踐［J］.實驗室科學(xué)，2011，3(14):16－18.

G642.0

B

1003－3467(2012)15－0062－03

2012－05－30

綏化學(xué)院2011年新世紀(jì)教育教學(xué)改革項目(ZD201103);

田喜強(1980－)，男，碩士，講師，從事納米功能材料研究工作和教學(xué)工作，電話:18645591250。