高校化學類儀器分析實驗的信息技術教學模式研究

杜群

摘 要：本文分析了化學類儀器分析實驗教學的特點和難點，結合當前的高校教學現狀和存在的問題，提出信息技術與儀器分析實驗教學相結合的新教學模式。

關鍵詞：信息技術；儀器分析實驗；教學模式

1引言

大學化學類專業的一門重要課程是儀器分析實驗。作為一種分析方法，它是以物質的物理和化學性質為核心，運用專業的儀器及設備，對物質進行包括定性、定量及形態的分析。此種方法是分析化學的重要組成部分，大量應用在科研和生產領域。儀器分析實驗教學不僅可以培養學生分析、解決問題的能力，還可以為其以后的工作及研究夯實基礎。雖然儀器分析實驗知識的學習極其重要，但由于儀器在原理、構造及操作等方面復雜難尋規律，使得學習難度大，從而在實際的教學中效率低下。有鑒于此，可利用現代信息技術予以改善。

2 儀器分析實驗教學的特點、難點、現狀及其存在的問題

儀器分析實驗是一門理論性、綜合性、技術性、實踐性很強的實驗課程?，F實中，一種物質必然具有多方面的特征。在分析中，可通過儀器分析多維度、多層次對其進行表示。由于自然界物質種類繁雜眾多，使得儀器分析方法、種類、型號、操作等方面千差萬別，在精度、測量范圍等指標上存在不統一。此外，儀器分析實驗也是一門極具操作性的課程，實驗中往往需要操作眾多的儀器來采集數據。而所得數據分析則需要用到各種不同的數學方法進行處理，最后經過處理的數據又需化學知識給予歸納解析。由此可以推論，儀器分析實驗教學中的重難點主要是學生需要在有限的時間里掌握各類儀器的使用及眾多實驗數據的采集與分析等實驗知識。

現代化學研究和生產過程中，使儀器分析技術不斷發展。隨著生產實踐的需求增強，物理學、化學等自然科學不斷進步，使得儀器分析技術不斷得以發展和提高。儀器分析實驗教學不可固步自封，也需要與時俱進，進行教學改革。目前，在儀器分析實驗教學中主要存在下列問題：（1）儀器貴重，數量不多，不能滿足實驗過程中多名同學同時操作，一些特殊儀器學生接觸不到，只是進行演示實驗。所以，實驗內容也比較單一，學生能熟練操作的儀器不多；（2）面對知識更新，實驗技術也在不斷進步且學生群體的類型也在不斷的變化，陳舊的儀器設備及老套的教學方式難以提高教學質量；（3）教學內容少，常選用色譜分析、光分析、電分析等有限幾種方法或幾個典型的實驗對學生象進行教學；（4）儀器原理和實驗原理抽象，部分學生因前排人數多或其他原因不易準確觀察到教師儀器講解時的演示，使得后續的儀器操作錯誤；（5）學時限制使得實驗指導教師在講解內容時難以拓展，以至于有的學生學習效率低下，最終的實驗教學目的很難實現?，F實教學中面對的這些難題，看似很難解決，但在信息化逐步發展的今天，可使用信息技術來解決。

3 以信息技術為核心的儀器分析實驗教學方法

目前，隨著科學技術提高，以網絡技術和計算機為代表的信息技術在教育界發揮舉足輕重的作用，如使用圖像、動畫、聲音、影視等教學方法，可以使抽象、枯燥、繁瑣的知識變得具體、生動、簡單，這樣就提高了教學效率。雖然計算機在儀器分析實驗中頻繁運用，但在儀器分析實驗中卻沒有充分發揮其功能。因此，有必要建立以信息技術為核心的儀器分析實驗教學模式。

3.1基于儀器分析實驗的信息檢索體系的建立

儀器分析實驗教學的一個重要的環節對于實驗的預習和復習，而實驗教材常常是數年才會更新一次，為彌補舊教材和最新分析儀器知識承載缺失的矛盾，應通過鼓勵和指導學生提高信息技術檢索知識，促進主動學生主動提高學習的積極性。比如，可以通過大型搜索網站或專業儀器分析網站來檢索相應的實驗知識，讓學生知道在實驗中需要做什么、如何做。

3.2多媒體技術在儀器分析實驗教學中的應用

在教學中，可利用計算機和網絡來制作文字、圖像、聲音、影視、動畫等內容和其它形式豐富的多媒體教程，可顯著提高教學效率：（1）用圖文、動畫等生動具體的形式來表述實驗原理和儀器原理等抽象的內容，便于學生的理解。如用循環伏安法檢測金屬離子的實驗中，可使用圖片或動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下的轉移情況，就會顯得直觀易懂。（2）多媒體具有放大實驗中的重點、難點及教師實驗演示操作過程中學生很難觀察的地方，可防止學生實驗知識出現漏洞。例如，在進行液相色譜的實驗參數設置操作時，難以達到所有學生同時觀看效果，但通過多媒體課件的不斷講解，學生就可知曉整個參數設置的原因及過程，而且可以同時講解各參數的具體含義。（3）學生通過重復觀看多媒體技術播放的規范性實驗操作視頻，可彌補自身的操作失誤。（4）一些儀器分析實驗雖然不屬于教學大綱要求，但對學生非常重要而學校卻沒有提供條件。這樣的情況就可以制成多媒體課件，用在實驗課內講解或學生課外學習，以彌補了教學條件的不足，確保儀器分析實驗教學的連貫性和完整性，如和核磁共振儀這些實用但學生通常難以接觸的儀器分析實驗。

目前，有很多方法可用作制備儀器分析實驗多媒體課件，常用的有：（1）Photoshop、PowerPoint、Flash等軟件進行圖片、文字或動畫制作；（2）數碼相機用來進行圖片制作而攝像機可進行視頻影像

制作。

3.3 建立師生互動交流的儀器分析實驗教學平臺

以網絡通信技術核心的教需要充分利用信息交流工具，如校園網、騰訊QQ、E-Mail、各種論壇等作為現代交流平臺，全力推動師生交流，解疑答惑，提高知識，并及時更新和發布與儀器分析實驗相關的知識和信息。

3.4 其它信息技術的應用

除了一些常用的信息技術外，也可開發掌上實驗室技術、虛擬現實技術、多媒體積件等新技術應用于儀器分析實驗。

4 信息技術在儀器分析實驗教學中的注意事項

1）信息化教學作為真實科學實驗的補充不能完全替代真實的科學實驗化學類儀器分析實驗，盡管信息技術能將一些不易直接觀察和重要實驗現象展現給學生，但信息技術則無法模擬真實實驗中不可知的一面。另外，真實實驗在培養學生分析、解決問題及動手能力等方面有特殊作用，信息技術無法替代。

2）優秀的傳統教學手段不能完全被取代無論教學手段如何創新和完善，儀器分析實驗教學中“教與學”的目的不會改變，目前，教材、語言、板書、示范操作等傳統教學手段仍具有重要地位。

5 結束語

由以上可知，高?；瘜W類的儀器分析實驗的信息結束教學還有待我們進一步的探索。

參考文獻

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