《儀器分析》課程教學(xué)改革探析

徐加應(yīng)+柏云杉+王偉

摘 要： 為提高儀器分析課程教學(xué)質(zhì)量，文章針對(duì)儀器分析課程特點(diǎn)和現(xiàn)狀，在具體實(shí)踐基礎(chǔ)上提出課程教學(xué)改革措施。

關(guān)鍵詞： 儀器分析 教學(xué)方法 教學(xué)改革

儀器分析是在化學(xué)分析基礎(chǔ)上發(fā)展起來的具有多學(xué)科交叉性、發(fā)展性和前沿性特點(diǎn)的一門學(xué)科，是采用比較復(fù)雜或特殊的儀器設(shè)備，通過測(cè)量物質(zhì)的某些物理或物理化學(xué)參數(shù)及其變化，獲取物質(zhì)的化學(xué)組成、成分含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)等信息的一類方法。其內(nèi)容繁多，學(xué)科交叉明顯，對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)要求較高。儀器分析是化學(xué)類、生化類、環(huán)科類專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課程之一。筆者針對(duì)目前教學(xué)過程中存在的問題，根據(jù)自己講解儀器分析課程的經(jīng)歷，不斷總結(jié)歸納實(shí)際教學(xué)活動(dòng)過程，對(duì)《儀器分析》課程教學(xué)方法進(jìn)行探討。

一、《儀器分析》課程教學(xué)特點(diǎn)和現(xiàn)狀

1.《儀器分析》課程特點(diǎn)。

《儀器分析》課程是大學(xué)化學(xué)、環(huán)境相關(guān)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，其特點(diǎn)是：（1）它是由看來毫不相關(guān)的許多分支學(xué)科組成的一個(gè)密不可分的整體，涉及近代光學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，并融合當(dāng)代一些重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)等許多知識(shí)。因此該課程具有知識(shí)、技術(shù)密集和多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，學(xué)生普遍感到這門課難點(diǎn)多。（2） 《儀器分析》課程包括的分析方法眾多，如原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜、極譜、色譜等，這些方法名稱只一字之差，但原理完全不同，在眾多分析方法中，各種方法之間沒有明顯聯(lián)系，知識(shí)點(diǎn)顯得散，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)容易抓不住重點(diǎn)。（3）由于所講都是大型精密分析儀器，價(jià)格昂貴，對(duì)工作條件和環(huán)境要求高，不能隨意搬動(dòng)和拆開，因此講到儀器組成結(jié)構(gòu)及工作原理這部分內(nèi)容時(shí)只能紙上談兵，學(xué)生認(rèn)為這門課太抽象。

2.《儀器分析》課程教學(xué)現(xiàn)狀。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，分析儀器的面貌日新月異，儀器的更新周期越來越短，但是目前教材內(nèi)容的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于新型儀器的更新速度。如新的原子吸收儀基本采用了塞曼效應(yīng)等扣除背景技術(shù)，而教材上很少講其基本原理。在分析數(shù)據(jù)的處理上，現(xiàn)在的分析儀器基本上帶有專門的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，如色譜分析法通常配備色譜工作站。過去較復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，現(xiàn)在也許只是按一下按鍵就可以完成，但許多儀器分析教材還是花了相當(dāng)大的篇幅介紹手工處理數(shù)據(jù)的技巧。

目前《儀器分析》教學(xué)還是以板書為主，老師講得辛苦，學(xué)生聽得疲勞。雖然近年來，《儀器分析》課件大量使用投影、幻燈、錄像等電教手段，使教學(xué)效率得到一定的提高，部分內(nèi)容由抽象變具體，但是它仍然是一種以教師為中心，課堂為中心，書本為中心的“三中心”論教育方式，不符合現(xiàn)代教學(xué)觀念，不利于提高教學(xué)質(zhì)量，因此《儀器分析》課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。

二、《儀器分析》課程教學(xué)改革措施

1.優(yōu)化課堂教學(xué)，突出教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和時(shí)效性。

儀器分析理論部分比較抽象，儀器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，教學(xué)過程中必須打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，采用多種課堂形式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。在講解各種分析方法的具體分析過程時(shí)，通過模擬被測(cè)化學(xué)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，以形象直觀的圖片或動(dòng)畫演示抽象的變化過程，從而給學(xué)生留下深刻的印象。我們還在授課中通過展示大量新型儀器的圖片和視頻，使學(xué)生對(duì)相關(guān)儀器有較為直觀的了解，其中各大儀器公司精心制作的宣傳資料最受學(xué)生歡迎；我們將課堂中難以講解的實(shí)驗(yàn)裝置、光路圖、電路圖、儀器外觀圖、儀器操作步驟制作成幻燈片、錄像、Flash動(dòng)畫等，以直觀、立體的授課方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與數(shù)據(jù)分析能力。這些方法的綜合利用，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而使學(xué)生積極思考，改被動(dòng)聽講為主動(dòng)求知。

為了充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)資源進(jìn)行儀器分析課程教學(xué)，我們從國(guó)際著名儀器公司的網(wǎng)站大量搜集相關(guān)儀器的多媒體培訓(xùn)軟件，如美國(guó)安捷倫公司的高效液相色譜儀的培訓(xùn)教材和日本島津公司的傅立葉變換紅外光譜儀的培訓(xùn)軟件，這些資料的應(yīng)用有效解決了儀器分析教材內(nèi)容存在的滯后性問題，從而幫助學(xué)生了解和學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)分析儀器的新理論、新技術(shù)、新方法和新應(yīng)用。

2.引入比較法教學(xué)方式。

儀器分析課程內(nèi)容中包含許多分析方法，由于各種方法具有比較獨(dú)立的理論基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和應(yīng)用特點(diǎn)，因此課程各章內(nèi)容之間聯(lián)系較少，顯得龐雜、難學(xué)，為教學(xué)帶來一定的困難。比較法是認(rèn)識(shí)對(duì)象間異同點(diǎn)的邏輯方法，通過比較各種對(duì)象的相同點(diǎn)和不同之處，加深人們對(duì)事物的理解，正確區(qū)分事物類別，掌握事物之間的相互聯(lián)系和內(nèi)在規(guī)律。

我們?cè)趦x器分析教學(xué)中應(yīng)用了比較法，做到小范圍小比較，大范圍大比較，方法之間進(jìn)行類比，方法內(nèi)部進(jìn)行比較，以簡(jiǎn)化繁，以易化難，綜合概括，及時(shí)總結(jié)，恰當(dāng)運(yùn)用，貫穿始終，有效傳授知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和歸納綜合能力，取得較好的教學(xué)效果。

3.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)理論結(jié)合實(shí)際。

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，刪減重合和類似的實(shí)驗(yàn)，減少驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，增加綜合型、研究型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相互獨(dú)立又有牽連，同時(shí)與以前實(shí)驗(yàn)相互配合，適當(dāng)加深和延伸。多給學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，同時(shí)增強(qiáng)科研能力。規(guī)范學(xué)生基本操作，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，但由于儀器分析實(shí)驗(yàn)中大型實(shí)驗(yàn)儀器使用較多，學(xué)生操作難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和失誤，要求教師認(rèn)真指導(dǎo)，并使學(xué)生分組，加以配合，協(xié)助完成。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一定要對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的問題加以描述，并進(jìn)行解釋，提出改進(jìn)措施和方法，提高學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力。

4.建立多元化的考核體系。

針對(duì)目前高等教育中主要采用閉卷考試的考核模式，我們對(duì)考核方式進(jìn)行了有益嘗試，建立了多元化考核體系，收到了好的效果?？己朔绞胶蛢?nèi)容包括6大部分（共100分）：

（1）平時(shí)作業(yè)（每章交一次作業(yè)，占10%）。

（2）讀書報(bào)告（題目由教師出，寫2000字左右，占10%）。

（3）學(xué)生講課（題目由教師出，學(xué)生可以任選，制成多媒體課件，講課時(shí)間不超過10min，學(xué)生參與評(píng)分，占10%）。

（4）外文文獻(xiàn)翻譯（5000個(gè)印刷符，占10%）。

（5）課堂練習(xí)、小測(cè)驗(yàn)、提問（占20%）。

（6）實(shí)驗(yàn)課成績(jī)（占40%）。實(shí)驗(yàn)課中，對(duì)每次實(shí)驗(yàn)都評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化到各個(gè)方面，如預(yù)習(xí)報(bào)告（包括預(yù)習(xí)提問）占10%，實(shí)驗(yàn)操作占40%，原始數(shù)據(jù)占10%，數(shù)據(jù)處理、結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)差占20%，討論及思考題20%。

《儀器分析》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，涉及儀器分析方法種類較多，新儀器新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備落后且不完善，靠傳統(tǒng)教學(xué)手段及教學(xué)內(nèi)容已不能滿足學(xué)生對(duì)基本知識(shí)及新知識(shí)更替的需求，必須通過教學(xué)改革，大力促進(jìn)高校之間教改方法的探討，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，深入、直觀地理解和掌握所學(xué)知識(shí)，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。

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