工科儀器分析課程教學改革淺探

趙建波，孫雨安，劉應凡，謝 冰，鄭先君

（鄭州輕工業(yè)學院材料與化工學院，河南鄭州 45OOO2）

工科儀器分析課程教學改革淺探

趙建波，孫雨安，劉應凡，謝 冰，鄭先君

（鄭州輕工業(yè)學院材料與化工學院，河南鄭州 45OOO2）

針對工科儀器分析課程學時少、偏應用等特點，通過總結(jié)多年的教學經(jīng)驗，從優(yōu)選課程教學內(nèi)容、撰寫小論文、以科研促進教學、注重實驗教學等環(huán)節(jié)對儀器分析進行了教學改革，取到了良好的教學效果。

工科儀器分析；教學改革；實驗教學

儀器分析是我?；瘜W工程與工藝、高分子材料、環(huán)境工程以及食品科學、生物工程、生物技術、食品質(zhì)量與安全專業(yè)學生的必修課或必選課。由于儀器分析課程本身內(nèi)容繁多，涉及電化學分析法、光學分析法、色譜分析法、質(zhì)譜分析法、核磁共振分析法及熱分析法等，且每種分析儀器都有相對獨立的工作原理和結(jié)構(gòu)；加之工科儀器分析具有自身的特點和教學要求如學時少，偏應用等，因而不能同理科專業(yè)一樣面面俱到，內(nèi)容豐富。如何在有限學時內(nèi)，使學生掌握常用儀器分析方法的基本原理和結(jié)構(gòu)特點，并能正確地選擇分析方法，解釋實驗現(xiàn)象和處理實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生思考問題和解決問題的能力，是工科院校教師同行們經(jīng)常思考的問題。筆者從優(yōu)選課程教學內(nèi)容、撰寫小論文、以科研促進教學、重視實驗教學等環(huán)節(jié)對儀器分析課程進行了教學改革，收到了不錯的教學效果。

1 優(yōu)選課程教學內(nèi)容

課堂教學是整門課程教學的核心環(huán)節(jié)，精心處理教材，優(yōu)選教學內(nèi)容對提高理論課堂教學質(zhì)量至關重要。在教學實踐中，主要根據(jù)各專業(yè)的特點和實際需求安排內(nèi)容，比如食品相關專業(yè)儀器分析的檢測對象主要是六大營養(yǎng)素、食品添加劑、獸藥以及農(nóng)藥等，因此側(cè)重于講授光學分析法和色譜分析法，而很少涉及電分析法；而對于化學工程與工藝、高分子材料、環(huán)境工程專業(yè)儀器分析的檢測對象為各種無機物、有機物及聚合物等，電分析方法占有較重要的地位，因此在教學內(nèi)容上會有所體現(xiàn)。此外，同一門課可能有不同的授課順序，這在該門課程中尤為突出。教師可以先講授電分析法，而后光學分析和色譜分析法。為了便于學生接受和消化，我們將光學分析法放在第一方法模塊講，在光學分析法模塊，又將紫外可見吸收光譜法作為重中之重給予精講細講，講授分析方法的基本原理、儀器結(jié)構(gòu)、工作過程以及定性定量分析方法等內(nèi)容，而后面紅外吸收光譜、原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜等要與前者進行對照講解、學習。在實際測試中遇到的更多的是組成十分復雜的物質(zhì)，比如分析測試法國香水中的致香成分，必須先分離再測定，從而引入色譜分析法的內(nèi)容，這就使整個儀器分析的內(nèi)容體系邏輯性強、思路明晰，從而提高學生的學習興趣和學習效果。

2 撰寫小論文

教師在主持、設計和調(diào)整教學的過程中，應把調(diào)動學生的學習主動性放在首位，使學生經(jīng)常保持較高的學習興趣和飽滿的精神狀態(tài)，特別要培養(yǎng)其勤于思考、敢于質(zhì)疑和勇于創(chuàng)新的精神。撰寫小論文便是為達這一目的而進行的一項改革嘗試[1]。在實施該項措施時，會遇到一些問題如部分學生不重視、存在抄襲現(xiàn)象等。為使其發(fā)揮更大的作用，筆者結(jié)合自己的經(jīng)驗，認為須把握以下三點：

2.1 把握好布置小論文的時間

撰寫小論文是學生在比較熟練掌握理論知識的基礎上，通過查閱相關文獻資料，就某一問題進行歸納總結(jié)并闡述自己的見解。因此布置小論文的時間不宜放在課程剛講授不久，而應該放在儀器分析課程內(nèi)容基本講完時為宜。

2.2 提出明確要求

為有效保證小論文的撰寫質(zhì)量，須對小論文提出明確的要求比如論文的題目、關鍵詞、字數(shù)（通常不少于2OOO字）以及杜絕打印版等。

2.3 給予適當獎勵

為了使學生們重視并高質(zhì)量的完成小論文，我們對優(yōu)秀小論文也給予了適當?shù)莫剟?，比如在班上口頭表揚小論文撰寫優(yōu)秀的同學，并將其作為平時成績的一個重要組成部分。

3 以科研促進教學

教學與科研之間是“一體不二、相輔相成”的辯證統(tǒng)一關系。真正高質(zhì)量的教學，不僅依賴于教師的教學經(jīng)驗和專業(yè)知識的積累，還在于他們親自參加本領域的科研活動，并在課堂教學中融入自己的科研成果。比如，孫雨安老師利用氣相色譜和高效液相色譜開展了藥物中間體的合成工藝改進等工作，賈春曉老師利用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀開展了天然產(chǎn)物的分離及分析等方面的工作，均取得了顯著的成績；筆者在講授紅外光譜分析時，結(jié)合自己在管理、使用傅里葉變換紅外光譜儀方面的心得以及科研成果，告訴學生紅外光譜儀不僅用于有機化合物/高分子化合物的鑒定和分析，現(xiàn)在已經(jīng)成為化學反應的原位表征以及機理研究的有效工具。正是科研的有效開展及融入教學中，才使我們的課講得更具體、更生動，從而促進了教學質(zhì)量的提高。當然，過猶不及。將科研成果融入教學中時，應注意把握好信息量。不宜過多，否則學生可能理解不了，猶如上了一堂“高級科普課”，達不到預期效果。

4 注重實驗教學

儀器分析實驗不僅僅是幫助學生加深和掌握儀器方法原理，更重要的是讓學生在實驗中養(yǎng)成實事求是的科學作風，培養(yǎng)和提高學生將學到的理論知識應用到實踐中的能力，提出問題、分析問題和解決問題的能力，以及正確的思維方式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和團隊精神，提高學生的綜合素質(zhì)[2]。為了實現(xiàn)上述目標，經(jīng)過多年的教學實踐和探索，并借鑒兄弟院校的經(jīng)驗，我們重點從以下兩個方面來對儀器分析實驗進行改革，并收到了不錯的效果。

4.1 重視已有實驗，適當增加實驗數(shù)量

儀器分析所用儀器大都比較昂貴，如分子熒光、紅外光譜、原子吸收、氣相色譜、高效液相色譜儀等價格都在2O萬以上，且同類儀器比較少，不可能像化學分析那樣，一人一組進行試驗，一般是幾人或十幾人一臺儀器，大家輪流操作，這些直接影響儀器分析教學質(zhì)量的提高。鑒于這樣情況，我們首先保證已有儀器分析實驗的數(shù)量和質(zhì)量，如嚴格要求學生認真預習實驗并寫出預習報告，規(guī)范實驗操作，并做好實驗數(shù)據(jù)的記錄和總結(jié)等。其次，充分利用大型精密儀器，適當增加儀器分析實驗的數(shù)量。以我校為例，河南省表界面科學重點實驗室于2OO7年5月批準成立。經(jīng)過連續(xù)幾年的投資和建設后，目前已經(jīng)擁有多臺大型貴重儀器如HPLC、ICP－MS、FTIR、XRD、AFM、SEM、TEM等。通過同院系及重點實驗室申請和協(xié)商，我們已經(jīng)為部分專業(yè)學生增加了1～2個儀器分析實驗，這樣既能提高儀器的利用率，又受到了學生們的普遍歡迎。目前我們正積極努力，爭取在不久的將來增開更多的儀器分析教學實驗，并使更多的學生受益。

4.2 建立虛擬實驗室

為了解決儀器套數(shù)不足的局面和提高儀器分析的學習效果，我校謝冰等老師在學校教改項目的資助下，經(jīng)過多年的艱苦努力建立了儀器分析虛擬實驗室。借助于儀器分析虛擬平臺，學生們可通過計算機軟件模擬儀器分析的過程，并通過改變儀器分析的參數(shù)，得到相應的結(jié)果。如使用模擬氣相分析過程，可以完成白酒中若干微量成分含量的測定等實驗。通過儀器分析虛擬實驗室，學生不僅可以加深對儀器分析方法的原理的理解，更直觀、更形象的了解儀器的結(jié)構(gòu)，而且可以掌握儀器的調(diào)試和操作方法，同時大大降低了實驗成本[3]。

[1]潘祖亭，劉 歡.小論文在分析化學教學改革中的應用[J].大學化學，2OO3，18（4）：21－22.

[2]李紅枝，陳偉強.加強實驗教學改革不斷提高學生的綜合素質(zhì)[J].中國實用醫(yī)藥，2OO8，3（6）：138－139.

[3]肖新生.食品質(zhì)量與安全專業(yè)《儀器分析》課程教學的討論[J1].湖南科技學院學報，2OO8，（12）：47－49.

G42O

B

1OO3－3467（2O1O）17－OO58－O2

2O1O－O6－22

河南省教育廳自然科學基金項目（2O1OA53OO13）；鄭州輕工業(yè)學院科研基金項目（2OO9xjjO43）；鄭州輕工業(yè)學院教學改革項目

趙建波（1975－ ），男，碩士，講師，從事化工教學與科研工作，E－mail：zjianb1124@163.com。