大學化學儀器分析演示實驗的開放與管理

連琰 王歡 鄭曉丹

摘 要：大學儀器分析的教與學離不開實驗的支撐，只有合理的安排與科學的實驗設計，才能使大學本科生通過實驗的操作與觀摩達到固化儀器分析的理論教學成果的目的。在實際中簡單而短時間的儀器分析實驗教學很難保證學生能學會并熟練地掌握多種大型儀器的操作方法，因此，儀器分析的演示實驗在大學本科儀器分析實驗教學與課程學習中發揮著極其重要的作用。結合多年的儀器分析與儀器分析實驗的教學經驗，就儀器分析演示實驗的開放與管理提出了一系列高效、靈活的教學與管理方法。

關鍵詞：大學化學；儀器分析；演示實驗；管理

隨著時代的發展，先進的分析儀器與大型儀器逐漸成為大學本科生必須學習的基礎知識與必須掌握的基本技能，而大學擴招以后又極大地增加了普通院校的硬件與經費等方面的壓力，讓每一位大學生都能通過實驗操作達到熟練使用大型儀器的目的顯然是不切實際的[1]。因此，大型儀器的實驗教學更多的是采用演示實驗，特別是特大型儀器更是如此。演示實驗成為保障儀器分析教學質量的重要手段，演示實驗室也是本科生儀器分析學習的重要場所。為了使儀器分析實驗室能夠有效地發揮功能，作者結合多年儀器分析理論與實驗的教學經驗，就大學本科生儀器分析實驗室的開放與管理以及演示實驗教學談談自己的看法，希望能為相關工作人員提供一定的借鑒。

1 儀器分析實驗的分類

儀器分析包含的知識非常多，既有化學知識，又有物理知識；既有光學知識，又有電學與磁學知識[2-3]。此外，儀器的種類也比較繁多，且價格也有很大的差異，有幾十萬元一套的儀器，也有幾百萬元一套的儀器。對一般院校來說，在分析儀器的投入與建設上壓力都是巨大的。對于一般的儀器，可以有多臺套，但是對于超大型儀器一般保有一臺。因此，很有必要根據分析儀器的數量來合理地選擇教學方法，如對于一般的電化學實驗、紫外光譜實驗，由于這些儀器一般單臺套的價格不超過十萬元，大多數院校都會保有多臺套，因此這些實驗可以采用小循環實驗增加本科學生的上機時間與操作次數，以達到熟練掌握的教學目標。而像質譜、掃描電鏡等特大型儀器，這些儀器本身價格非常昂貴，運行成本高，只能采用大循環的教學方法，由教師設計演示實驗、學生觀摩的方式開展比較適合，如針對本人工作單位的儀器分析教學任務重（近400人）的情況，采用分組循環的方式進行演示教學比較合適；對于電化學中的循環伏安法實驗，就采用分組小循環方法進行，保證每一位同學都能充分地操作儀器，熟練地掌握循環伏安法。

只有在完成儀器分析實驗的分類后，才能合理地安排實驗教學，并篩選出演示實驗的項目與內容。

2 儀器分析演示實驗的開放

由于演示實驗的操作者一般為實驗教學人員，所以會因為操作者具備非常熟練的操作技能而大大提高教學效率，從而使演示實驗[4]具有高效、安全、直觀與順利等特點，因此可以讓演示實驗變得更加開放，提高演示實驗的次數增加本科生觀摩的頻次，從而提高教學效果[5-7]。

首先，建立一個演示實驗的開放系統。系統中要明確開放的對象，如要確定面向全校理工科本科生，還是只限于化學相關專業的本科生。對演示實驗的開放時間進行網絡公布，方便本科學生們安排觀摩時間。充分利用計算機技術與多媒體技術，編制實驗導學視頻與動畫，生動形象地說明儀器原理、操作要點、注意事項，最大限度地調動本科生的主觀能動性，提高他們對儀器分析的學習熱情[8]。

其次，可以組織本科生開展探究性的實驗教學活動。由于探究性教學活動形式多樣，可以不拘一格地鼓勵本科生討論、改進與制作演示實驗。當代大學生身處于信息化時代的大潮流中，他們往往都具有一定的計算機技能水平，而且拍攝視頻的工具非常容易獲得，手機、相機均可完成，視頻制作與處理軟件也極易掌握，因此完全可以鼓勵他們參與自制演示實驗，提高其綜合能力，促進演示實驗教學的發展。

最后，演示實驗還應開放于社會、開放于網絡和開放于周邊院校。只有全面地開放，才能促進交流，才能獲得真誠的評價，也將收獲有價值的批評與建議，促進演示教學的發展與提高。同時，也能擴大學校的影響，宣傳學校的儀器分析硬件設備，使大型儀器更好地融入社會生產之中，并為社會生產服務。

3 儀器分析演示實驗的管理

首先，根據不同的演示實驗項目，編制一個由易到難、由淺到深的順序表，對儀器分析實驗室的全部大型儀器進行編號管理，并建立一個合理的信息庫。此外，還應完善管理日志，詳細記錄有關修改、增減、更新的工作。對演示實驗的崗位與人員進行規范化的管理，并定期培訓，增加他們的進修機會，提高理論與實踐水平，更好地滿足儀器分析實驗教學。

其次，儀器分析演示實驗是儀器分析教學的重要組成部分，科學管理是全面提高教學質量的重要保證，因此，必須搞好演示實驗的管理工作，并不斷完善管理制度。由于演示實驗是教學活動，它離不開活動的開展者高校教師與活動對象大學生，因此演示實驗的管理還必須遵循操作性強的原則和人性化的原則，操作的管理不能都是無效的管理，非人性化的管理既傷害演示實驗教師的積極性，又傷害本科生的學習熱情。為了提高儀器分析演示實驗的教學質量和建立良好的運行機制，必須先建立科學、有效、合理的管理模式[9-10]。

4 結束語

儀器分析是化學學科的一個重要分支，是利用比較特殊的儀器對物質進行定性、定量與形態分析。分析方法包括十多種，而且每一種方法所依據的原理、測量對象、過程與應用情況各不相同。常見的小型儀器對本科教學來說，可以靈活地采用小循環多次操作使用，使本科生熟練掌握，而大型與特大型儀器往往臺套數非常有限，因此，在許多高校中儀器分析演示實驗在大學基礎教學中發揮著極其重要的作用。高校演示實驗的公開更大限度地使大型儀器更好地服務于社會，搞好儀器分析演示實驗工作，也能促進高校教育教學水平的提高。

參考文獻

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[10]鮑敏秦.新時期高校實驗室安全管理探析[J].實驗室研究與探索，2011，30（11）：187-190.