儀器分析實驗教學改革探析

高愛環， 劉 玲

（肇慶學院 化學化工學院，廣東 肇慶 526061）

0 引言

儀器分析實驗是肇慶學院化學、食品工程、制藥工程、環境工程等專業的專業基礎課儀器分析的實踐教學環節.該教學環節理論聯系實際，既是對儀器分析基礎理論知識的檢驗、鞏固和提高，也是培養學生動手能力和創新能力的最佳途徑之一.儀器分析實驗對優化學生的綜合素質和科研能力，以及提高實驗教學效果等方面都將起到重要的作用[1－2].

1 儀器分析實驗教學存在的問題

隨著學校辦學規模的不斷擴大，儀器分析實驗教學中逐漸暴露出許多問題,具體體現在如下幾個方面:

1)實驗設備少，學生自主操作受到限制.儀器分析實驗涉及的諸多儀器，如色譜儀、紫外分光光度儀、原子吸收分光光度計等，多屬精密貴重的大型分析儀器，每個教學單位所配置的臺套數有限.由于學生人數多，加之實驗課學時偏少、儀器操作復雜等原因，學生沒有獨立操作的可能性和重復實驗的機會，這極大地限制了對其動手能力的培養.

2）教學方法單一，學生思維的積極性受到抑制.實驗課教學的傳統模式是“教師講解實驗＋學生操作”.由于受儀器數量及課時限制，上實驗課時教師除了詳細講解實驗相關問題外，往往還提前為實驗的相關環節做好準備，學生僅是被動且機械地按照實驗步驟去完成實驗.此外，實驗時大多會將幾個人甚至是10多人分為一組，每組中除了動手能力較強的個別學生能主動進行操作，多數學生并未實施實際操作.在這種實驗模式下，學生缺乏獨立的思考和集體討論，思維的積極性受到抑制，對實驗涉及的相關知識并未能真正了解和掌握，從而最終導致學生對實驗缺乏興趣.

3)教學內容陳舊，不能與時俱進.由于大型儀器更新速度較慢，故學院所開設的教學實驗往往是最能體現儀器分析方法基本概念和基礎理論的經典內容.這些實驗雖然理論上成熟，但內容較為陳舊，與現實應用脫節，不適應現代儀器分析的要求.而由于缺乏與專業的有機結合，各專業的實驗教學內容均相同，因而難以凸顯專業特色.此外，實驗內容多為驗證性實驗，學生在實驗過程中依賴性較強，缺乏主導性和設計性.

4)學生課前預習不充分，在實驗中缺乏主動性.儀器分析實驗均采用精密儀器，學生上課前對一些儀器不僅沒見過，有的甚至從未聽說過.他們只能對著書本進行實驗預習，對復雜的儀器結構、原理及操作方法等缺少感性認識，有紙上談兵之感.從另一方面來說，儀器分析實驗是理論課的輔助課程，學生對其重視程度不夠，有時處于一種應付狀態，學習的積極性和主動性有待提高.

國務院明確指出，高等教育要重視培養大學生的創新能力、實踐能力和創業能力.當今社會對具有創新能力和實踐能力人才的需求日趨旺盛，為此，我們必須探索行之有效的儀器分析實驗教學方法，采取積極的對策，努力提高儀器分析課程的教學效果[3－5].

2 改革措施

2.1 采用以“學生為中心”的教學新模式

針對實驗儀器短缺和教學模式單一的現實情況，肇慶學院化學化工學院儀器分析實驗教學團隊，將各種大型分析儀器的結構、組成及操作技能完整拍攝下來，利用多媒體在學生進行實驗之前播放給其觀看，使學生對儀器的分析原理、構造、使用方法以及注意事項等有初步的了解.這種方式有效提高了學生進入實驗室操作的工作效率，減少了學生在實驗中操作錯誤及對儀器造成不必要損壞的概率；同時，也降低了實驗教師的工作強度，有助于提高教學質量.

除了拍攝儀器分析實驗教學錄像外，本教學團隊還建立了儀器分析實驗教學網站，將儀器分析實驗的教學大綱、教學內容、師資隊伍、儀器概況、教學錄像等在網站上向學生開放.這給學生進行實驗課的預習提供了良好的學習平臺，使學生能在實驗前有針對性地學習理論基礎知識，熟悉分析儀器的基本構造、工作流程、工作原理和儀器的基本操作方法，為其進入實驗室進行實際操作奠定了基礎.在儀器分析實驗教學網站上開辟的“教學論壇”，是學生和教師進行交流的重要而有效的渠道.師生可在論壇中對理論學習、實驗操作、實驗現象及數據處理等環節中出現的問題進行討論，這種討論不僅可以讓學生加深對儀器分析實驗的了解，還可以深化其對理論知識的理解.

2.2 合理規劃課程，更新實驗內容

以往的實驗教學內容大多為驗證性實驗，不利于對學生創新能力的培養.本教學團隊本著突出專業特色，培養具有創新素質的應用型人才的原則，對教學內容進行了改革和更新.更新后的實驗內容側重于應用性，減少了驗證性實驗，適當增加了一些應用性實驗項目，同時還將實驗內容與專業緊密聯系起來.以高效液相色譜實驗為例，針對化學（精細化工）、食品工程、制藥工程、環境工程等不同專業，開設的實驗分別為“香水成分分析”、“水果中維生素C分析”、“中藥有效成分分析”和“水中四乙基鉛的測定”.這些實驗既與專業相關，同時又貼近生活，有效地激發了學生的學習熱情和求知欲，提高了其學習的主動性與積極性.

我們在教學內容中還引入了綜合性實驗，將此類實驗開設成研究性、設計性實驗，引導學生調研并查閱資料，設計實驗內容和過程.通過這些方法充分調動學生學習實驗課的興趣和積極性，努力培養學生的動手能力、創新能力及綜合運用所學知識的能力.例如：我們將化學（精細化工）專業開設的“防曬霜的制備”實驗，拓展為“天然防曬霜的制備及防曬性能測試”綜合實驗.學生首先選擇含防曬成分的天然植物，利用萃取法或蒸餾法提取出天然防曬劑，采用氣質聯用、紫外－可見分光光度計檢測提取物的性能；然后以提取物為有效成分，與其他化妝品原料配制出天然防曬霜；最后，利用紫外－可見分光光度計對防曬霜的防曬性能進行測試分析.綜合性實驗要求學生在查閱相關文獻資料的基礎上寫出實驗方案，經教師審閱認定可行后方可進行實驗.這種形式調動了學生學習的積極主動性，強化了學生獨立查閱文獻和確定實驗方法的能力，培養了他們綜合運用知識進行探索和創新的能力.教師還可指導學生將實驗方法、過程、結果與討論撰寫成小論文，為學生日后撰寫畢業論文（設計）打下一定的基礎.

2.3 建立新的儀器分析實驗考核體系

傳統的考核制度以出勤、操作和實驗報告為主要依據.改革后建立的新考核體系，將預習、操作、課堂提問、數據處理與分析、考試和學習態度等均納入其中，將實驗過程與結論相結合，對學生的實驗成績進行綜合評定，以客觀、準確的考核體系真實地評價學生的綜合技能.實驗成績中各部分所占權重如下：預習占20%，實驗操作占20%，實驗報告占30%，考試占20%，出勤情況占10%.新考核體系強調實驗預習的重要性，而教學團隊開發的實驗教學錄像和實驗教學網站，也為學生提供了深入預習實驗的可能性，增強了其預習實驗的主動性，從而很好地促進了他們對實驗的理解，激發了其動手操作的興趣，提高了其實際操作能力.

3 結語

在深入探析儀器分析實驗教學現狀的基礎上，化學化工學院儀器分析實驗教學團隊對教學進行了改革，其主要方法和途徑如下：通過引入教學錄像和網絡教學等手段，實現了教學模式多樣化，將傳統的“以教師為中心”的教學方式，轉變為“以學生為中心”的教學方式；通過對課程的合理規劃和更新實驗內容，將實驗與專業緊密聯系起來，激發了學生的學習熱情和求知欲，培養了學生綜合運用知識和進行探索與創新的能力；新的課程考核體系的建立，有效激勵了學生學習的積極性與主動性，并為教師客觀真實地評價學生的綜合技能提供了指導和依據.總之，儀器分析實驗改革從多方位激發了學生的興趣，促進了學生對理論知識的理解，開拓了學生的視野，提高了其分析問題和解決問題的能力，為培養創新型和應用型人才發揮了重要作用.

[1]陳雙華.淺談儀器分析實驗教學與應用型人才的培養[J].中醫藥管理雜志,2011,19(7):686-687.

[2]范柳萍.基于創新型人才培養模式的儀器分析實驗教學改革與實踐[J].經營管理者,2011,21:298.

[3]屈穎娟.儀器分析實驗教學中滲透創新教育初探[J].價值工程,2011,17:248.

[4]杜甫佑,阮貴華,李建平,等.以儀器分析教學改革為契機,培養學生創新能力[J].廣州化工,2011,39(3):177-178.

[5]夏靜芬,唐力,葉漢俠.以應用型人才培養為導向的儀器分析教學模式改革探索[J].高等理科教育,2012(2):156-158.