淺談農林院校儀器分析教學重點與教學設計方法

□佟珊珊 韓曉軍

淺談農林院校儀器分析教學重點與教學設計方法

□佟珊珊 韓曉軍

儀器分析作為農林院校食品、林學、環境、生命、應化、化工等本科專業的核心專業基礎課，對學生后續課程學習及進一步深造的研究生階段學習起著非常重要的作用。我們通過對幾年來儀器分析教學工作的思路整理，總結出幾點適合我校本科生的教學方法和教學心得。

儀器分析；教學設計；教學改革

一、學校課程總體情況介紹

農林院校儀器分析課程滲透至各個專業、學科，例如食品、林產化工、資環、制藥等，是一門多學科交叉的前沿科學。同時，儀器分析課程教學也為學生未來的深造學習，奠定了非常重要的基礎。我們不可能在短期內讓學生掌握所有儀器的原理和應用，我們教學中有個非常重要的目標是讓學生學會獲得知識的方法和途徑，以及在以后的學習、研究中要用到某方面的知識時，能調出以前的記憶，知道該去找哪方面的書籍去仔細學習。我們不是要學生把所有的知識點、重點、難點都記住，高等教育的一個重要教學目的是培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力，發揮學生的主觀能動性，實現創新人才的培養。

二、課程的特殊性分析

當前學校儀器分析課程在教學過程中有著其獨特的方面：

1.學時少，內容多，變換快

本科生儀器教學是48學時理論和16學時的實驗課，研究生的課程是72學時，對于本科生課程來講，想在短時間內完成儀器分析六大章節的理論教學和實驗教學，學時任務非常緊張，所以教師在課程教學過程中要做出取舍。另外，隨著當代科技的發展，各種新儀器、新設備、新方法不斷出現，勢必會造成學生產生“所學無用”的情緒。此時，教師要及時疏導學生的心理，不管新儀器怎么發展，其原理性的東西不會變的，其實儀器的發展也會遇到瓶頸，現在儀器很少有革命性的更新換代，如果是更新換代基本可能就是軟件上更加智能化，更加完善，或者就是儀器的某一點或兩點的改進，這樣清楚地向學生解釋后，自然會消除他們的疑惑。

2.需要記憶的內容多，內容缺乏主線

我們在教材的編寫及教學過程中總結出學習的主線。例如，對于某種儀器的分析，大多分為三部分，分別是：分析條件的優化、儀器結構流程與主要部件、譜圖數據分析。另外，儀器分析的教學內容可分為：光譜分析、電分析化學、色譜分析、波譜分析。在材料與表面分析這部分內容中，主要包含以下幾大塊內容：紫外、紅外、核磁、質譜、流動注射分析等。只有抓住這些主線才能高效地學習。

3.內容抽象，涉及多種儀器，多學科交叉

儀器分析涉及的內容非常廣，多學科綜合性非常強，有的院校將儀器分析單獨設課，選派經驗豐富的教師授課，目前我國清華大學、武漢大學等院校在這方面走在全國的前列。儀器分析課程雖然設在化學系，但其所研究的內容并不局限于化學科學，一些基本的理論和概念涉及生命科學、環境科學、物理學、光學、電工電子、計算機、概率統計等學科。儀器分析是一種測量的課程，主要是基于物質的物理和物理化學性質進行測量。

4.理論課與實驗課脫節

眾所周知，儀器分析是基于實驗的科學，但現代教育的發展使各教學職能部門的分工更加清楚。因此，設立分析實驗中心使得儀器分析的實驗課由實驗中心獨立授課，理論課教師不參與實驗課教學過程，可能會造成教師的側重點不同，理論課與實驗課脫節。

三、課程教學中的重點、難點與教學設計

1.課程內容的核心點

我們在多年教學中總結以下幾個核心點：建立量的概念；分析方法的原理與技術、選擇與應用；分析問題、解決問題的方法；儀器分析的研究方法等。把握住這些核心點有助于學生對課程學習和理解。

2.課程的基本內容

本校的儀器分析課程主要包括：光學分析、電化學分析、色譜分析、波譜分析。這些內容之間也存在著聯系，不是獨立的，教師在教學過程中要做好承上啟下的講解工作。

3.畢業生缺乏解決實際問題的能力

從以往的教學效果來看，當學生學完本課程后都能很好地掌握各部分重點內容，但是，當學生畢業后走向了工作崗位，卻不知如何運用所學知識來解決實際工作遇到的問題。教師在實際教學中要多將理論與實驗相聯系，與工程實際相聯系，與生產生活相聯系，與高新技術相聯系，與人類文明進步相聯系，重點突出應用。應試教育帶來的問題表現在教與學的兩個方面。應在教學過程中注重培養學生的動手能力、思考能力、解決問題的能力。為此，在教學中，我們設計科創項目，讓學生幾人一組，給學生一個課題，根據所學的儀器分析方法，讓其自己查找資料，設計實驗方案獲得數據，分析數據。我們拿出一部分實驗課的學時，讓學生能按時完成這項任務，最終由幾位任課老師共同給出評價，這部分成績也納入到學生最終成績中。我們的這種嘗試也收到了學生的一些反饋，下一步將根據以往的經驗，繼續完善這個工作。

4.教師容易出現的問題

在儀器分析課程的重點、難點與教學設計這方面，教師也容易出現一些問題，為什么會出現這樣的問題？我們認為：

（1）課程的難點不清楚，教學設計不到位。往往講儀器分析課的教師會認為只要能操作分析儀器的人就能講課，這是一個誤區。會操作儀器的人也有可能不會教學設計、不懂教學策略，這樣是得不到好的教學效果。另外，在內容編排設計上，我們由滴定分析到電化學分析，再到色譜分析，最后是光譜分析，各部分內容逐步過渡。但是，如何由電分析過渡到色譜分析？可以總結電分析不是萬能的，不能滿足所有檢測分析需求，也是存在問題的。例如，復雜混合物的分析、有機物質的分析、復雜有機物質分析等，這些問題該如何解決，這樣就自然引入下部分內容。色譜講完之后，怎么過渡到光分析？因為色譜里定性很難，便引出由光分析來解決。光分析是物質與光的相互作用，物質能級，電子層結構。環環相扣，一氣呵成。

（2）對內容的整體掌握不夠，無中心，無邏輯。青年教師可能在授課過程中往往缺乏主線，缺邏輯。例如下面的主線，特征—原理—儀器結構—操作條件選擇—應用，利用特定的現象來研制儀器，有這樣的原理，必定出現這樣的結構，原理和結構都是相互聯系的。教學中教師要多講為什么這么做，少講必須怎么做，這是語言的藝術。例如，極譜分析內容部分，溶液保持靜止，傳質擴散，避免對流。為什么保持溶液靜止？溶液極化，為什么選擇滴汞電極？這些原理解釋清楚了，學生自然很好地記住了重點。例如，色譜理論，如何才能提高柱效？塔板理論只能表征柱效能，沒有給出提高柱效的途徑。如果要提高柱效，從塔板理論上來講，要增加柱子數量，而從速率理論上分析，要減少速率方程中的a、b、c三個項目。

（3）教材沒有吃透。建議授課教師買多種教材看，仔細研究，我們發現寫過教材的老師，課也上的好，建議青年教師參與編排教材。

（4）語言平淡、不生動。語言不生動，語言缺乏邏輯性，講臺是教師表演的舞臺，切忌不要坐著上課。

總之，我們要多積累經驗，通過學生課程試點，科學設計不同層次的問題和方法，循序漸進地增加利用課外學習部分內容在總教學內容中的比例，同時結合先進的網絡技術和多媒體技術，不斷優化網絡教學平臺，有效推進教學改革。此外還要在教研室內部召開教學討論會，及時交流分享教學經驗，以老教師帶動青年教師盡快成長，從而更好地開展教學工作。大膽創新，開展教學改革，使教學工作更加與時俱進，更加符合我校學科發展。

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（編輯：郝 嬋）

本文系黑龍江省高等教育科學研究立項課題（編號：14G012）、哈爾濱工業大學省級研究生教育成果獎培育項目“化學化工類研究生創新能力培養研究與實踐”（編號：CGPY-201420）和西北農林科技大學教學改革項目“分析化學‘五位一體’創新人才培養教學模式的構建與實踐”（編號：JY1503038）的研究成果。

G420

A

1671-0568（2016）29-0034-02

佟珊珊,博士，西北農林科技大學講師。研究方向：儀器分析教學和研究工作；韓曉軍，博士，哈爾濱工業大學教授、博導。研究方向：生物膜、靶向給藥、藥物控釋、生物傳感器、微流控芯片內化合物合成等。