高?；瘜W(xué)類儀器分析實(shí)驗(yàn)的信息技術(shù)教學(xué)模式研究

杜群

摘 要：本文分析了化學(xué)類儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)和難點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前的高校教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，提出信息技術(shù)與儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的新教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；儀器分析實(shí)驗(yàn)；教學(xué)模式

1引言

大學(xué)化學(xué)類專業(yè)的一門重要課程是儀器分析實(shí)驗(yàn)。作為一種分析方法，它是以物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)為核心，運(yùn)用專業(yè)的儀器及設(shè)備，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行包括定性、定量及形態(tài)的分析。此種方法是分析化學(xué)的重要組成部分，大量應(yīng)用在科研和生產(chǎn)領(lǐng)域。儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力，還可以為其以后的工作及研究夯實(shí)基礎(chǔ)。雖然儀器分析實(shí)驗(yàn)知識(shí)的學(xué)習(xí)極其重要，但由于儀器在原理、構(gòu)造及操作等方面復(fù)雜難尋規(guī)律，使得學(xué)習(xí)難度大，從而在實(shí)際的教學(xué)中效率低下。有鑒于此，可利用現(xiàn)代信息技術(shù)予以改善。

2 儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)、難點(diǎn)、現(xiàn)狀及其存在的問題

儀器分析實(shí)驗(yàn)是一門理論性、綜合性、技術(shù)性、實(shí)踐性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課程?，F(xiàn)實(shí)中，一種物質(zhì)必然具有多方面的特征。在分析中，可通過儀器分析多維度、多層次對(duì)其進(jìn)行表示。由于自然界物質(zhì)種類繁雜眾多，使得儀器分析方法、種類、型號(hào)、操作等方面千差萬別，在精度、測(cè)量范圍等指標(biāo)上存在不統(tǒng)一。此外，儀器分析實(shí)驗(yàn)也是一門極具操作性的課程，實(shí)驗(yàn)中往往需要操作眾多的儀器來采集數(shù)據(jù)。而所得數(shù)據(jù)分析則需要用到各種不同的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理，最后經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)又需化學(xué)知識(shí)給予歸納解析。由此可以推論，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重難點(diǎn)主要是學(xué)生需要在有限的時(shí)間里掌握各類儀器的使用及眾多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與分析等實(shí)驗(yàn)知識(shí)。

現(xiàn)代化學(xué)研究和生產(chǎn)過程中，使儀器分析技術(shù)不斷發(fā)展。隨著生產(chǎn)實(shí)踐的需求增強(qiáng)，物理學(xué)、化學(xué)等自然科學(xué)不斷進(jìn)步，使得儀器分析技術(shù)不斷得以發(fā)展和提高。儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可固步自封，也需要與時(shí)俱進(jìn)，進(jìn)行教學(xué)改革。目前，在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要存在下列問題：（1）儀器貴重，數(shù)量不多，不能滿足實(shí)驗(yàn)過程中多名同學(xué)同時(shí)操作，一些特殊儀器學(xué)生接觸不到，只是進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。所以，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也比較單一，學(xué)生能熟練操作的儀器不多；（2）面對(duì)知識(shí)更新，實(shí)驗(yàn)技術(shù)也在不斷進(jìn)步且學(xué)生群體的類型也在不斷的變化，陳舊的儀器設(shè)備及老套的教學(xué)方式難以提高教學(xué)質(zhì)量；（3）教學(xué)內(nèi)容少，常選用色譜分析、光分析、電分析等有限幾種方法或幾個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生象進(jìn)行教學(xué)；（4）儀器原理和實(shí)驗(yàn)原理抽象，部分學(xué)生因前排人數(shù)多或其他原因不易準(zhǔn)確觀察到教師儀器講解時(shí)的演示，使得后續(xù)的儀器操作錯(cuò)誤；（5）學(xué)時(shí)限制使得實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在講解內(nèi)容時(shí)難以拓展，以至于有的學(xué)生學(xué)習(xí)效率低下，最終的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的很難實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)實(shí)教學(xué)中面對(duì)的這些難題，看似很難解決，但在信息化逐步發(fā)展的今天，可使用信息技術(shù)來解決。

3 以信息技術(shù)為核心的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

目前，隨著科學(xué)技術(shù)提高，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)為代表的信息技術(shù)在教育界發(fā)揮舉足輕重的作用，如使用圖像、動(dòng)畫、聲音、影視等教學(xué)方法，可以使抽象、枯燥、繁瑣的知識(shí)變得具體、生動(dòng)、簡(jiǎn)單，這樣就提高了教學(xué)效率。雖然計(jì)算機(jī)在儀器分析實(shí)驗(yàn)中頻繁運(yùn)用，但在儀器分析實(shí)驗(yàn)中卻沒有充分發(fā)揮其功能。因此，有必要建立以信息技術(shù)為核心的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

3.1基于儀器分析實(shí)驗(yàn)的信息檢索體系的建立

儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)對(duì)于實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，而實(shí)驗(yàn)教材常常是數(shù)年才會(huì)更新一次，為彌補(bǔ)舊教材和最新分析儀器知識(shí)承載缺失的矛盾，應(yīng)通過鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生提高信息技術(shù)檢索知識(shí)，促進(jìn)主動(dòng)學(xué)生主動(dòng)提高學(xué)習(xí)的積極性。比如，可以通過大型搜索網(wǎng)站或?qū)I(yè)儀器分析網(wǎng)站來檢索相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，讓學(xué)生知道在實(shí)驗(yàn)中需要做什么、如何做。

3.2多媒體技術(shù)在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

在教學(xué)中，可利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)來制作文字、圖像、聲音、影視、動(dòng)畫等內(nèi)容和其它形式豐富的多媒體教程，可顯著提高教學(xué)效率：（1）用圖文、動(dòng)畫等生動(dòng)具體的形式來表述實(shí)驗(yàn)原理和儀器原理等抽象的內(nèi)容，便于學(xué)生的理解。如用循環(huán)伏安法檢測(cè)金屬離子的實(shí)驗(yàn)中，可使用圖片或動(dòng)畫將日常肉眼無法觀察的金屬離子與電子在電極之間和溶液狀態(tài)下的轉(zhuǎn)移情況，就會(huì)顯得直觀易懂。（2）多媒體具有放大實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)及教師實(shí)驗(yàn)演示操作過程中學(xué)生很難觀察的地方，可防止學(xué)生實(shí)驗(yàn)知識(shí)出現(xiàn)漏洞。例如，在進(jìn)行液相色譜的實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置操作時(shí)，難以達(dá)到所有學(xué)生同時(shí)觀看效果，但通過多媒體課件的不斷講解，學(xué)生就可知曉整個(gè)參數(shù)設(shè)置的原因及過程，而且可以同時(shí)講解各參數(shù)的具體含義。（3）學(xué)生通過重復(fù)觀看多媒體技術(shù)播放的規(guī)范性實(shí)驗(yàn)操作視頻，可彌補(bǔ)自身的操作失誤。（4）一些儀器分析實(shí)驗(yàn)雖然不屬于教學(xué)大綱要求，但對(duì)學(xué)生非常重要而學(xué)校卻沒有提供條件。這樣的情況就可以制成多媒體課件，用在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)講解或?qū)W生課外學(xué)習(xí)，以彌補(bǔ)了教學(xué)條件的不足，確保儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的連貫性和完整性，如和核磁共振儀這些實(shí)用但學(xué)生通常難以接觸的儀器分析實(shí)驗(yàn)。

目前，有很多方法可用作制備儀器分析實(shí)驗(yàn)多媒體課件，常用的有：（1）Photoshop、PowerPoint、Flash等軟件進(jìn)行圖片、文字或動(dòng)畫制作；（2）數(shù)碼相機(jī)用來進(jìn)行圖片制作而攝像機(jī)可進(jìn)行視頻影像

制作。

3.3 建立師生互動(dòng)交流的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)核心的教需要充分利用信息交流工具，如校園網(wǎng)、騰訊QQ、E-Mail、各種論壇等作為現(xiàn)代交流平臺(tái)，全力推動(dòng)師生交流，解疑答惑，提高知識(shí)，并及時(shí)更新和發(fā)布與儀器分析實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)和信息。

3.4 其它信息技術(shù)的應(yīng)用

除了一些常用的信息技術(shù)外，也可開發(fā)掌上實(shí)驗(yàn)室技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多媒體積件等新技術(shù)應(yīng)用于儀器分析實(shí)驗(yàn)。

4 信息技術(shù)在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的注意事項(xiàng)

1）信息化教學(xué)作為真實(shí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充不能完全替代真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)化學(xué)類儀器分析實(shí)驗(yàn)，盡管信息技術(shù)能將一些不易直接觀察和重要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展現(xiàn)給學(xué)生，但信息技術(shù)則無法模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)中不可知的一面。另外，真實(shí)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題及動(dòng)手能力等方面有特殊作用，信息技術(shù)無法替代。

2）優(yōu)秀的傳統(tǒng)教學(xué)手段不能完全被取代無論教學(xué)手段如何創(chuàng)新和完善，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“教與學(xué)”的目的不會(huì)改變，目前，教材、語言、板書、示范操作等傳統(tǒng)教學(xué)手段仍具有重要地位。

5 結(jié)束語

由以上可知，高?；瘜W(xué)類的儀器分析實(shí)驗(yàn)的信息結(jié)束教學(xué)還有待我們進(jìn)一步的探索。

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