淺談儀器分析教學改革探索

曹鑫+孫建華+賀香紅

摘 要：儀器分析課程是高校中很多專業均開設的重要專業基礎課程。針對課程自身的特點，結合教學過程與經驗，探索在教學過程中引入新的教學方法和手段，以培養學生學習興趣和提升教學效果。

關鍵詞：儀器分析 教學 改革

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（c）-0179-02

儀器分析是現代分析化學中最重要的分支之一，是一門理論和技術含量都很高的應用性學科，也是一門具有多學科交叉性、發展性和前沿性的學科[1]。儀器分析現代儀器分析發展至今，充分利用了物理、電子、光學、制造科學等相關學科的新理論、新技術，形成了以電化學分析、色譜分析、熱分析、光譜分析等為支柱的體系，儀器技術趨向靈敏、快速、準確和自動化[2-3]。儀器分析已成為研究各種化學理論和實際問題的重要手段，它在基礎化學、生命科學、環境科學、新材料科學等學科領域的應用十分廣泛，因此在化工、醫藥、生物、環境及材料等多類學科專業教學中均被視為重要的專業基礎課，在眾多高等院校中均有開設。熟悉和掌握各種儀器分析的原理和技術已成為科研型人才必須具有的基本素質，因而儀器分析的教學工作也變得越來越重要[4-6]。

近年來筆者承擔過應用化學、化學工程與工藝、環境工程、資源循環科學與技術等多個專業學生的《儀器分析》以及《儀器分析實驗》課程的教學工作。通過教學實踐，對該課程的教學工作有一些思考，現探討如下。

1 課程的特點

《儀器分析》是一門實用性很強的學科，完整的教學工作應該包含理論課教學和實驗課教學兩部分，兩者相輔相成，理論課主要側重原理和方法，實驗課側重實踐和應用。《儀器分析》還是一門多學科交叉的課程，內容涉及到多個科學技術的領域，再加上原理較為抽象，因此理論課的內容對學生具有一定的難度，而其實驗課程又對學生的應用理論知識解決實際問題和動手能力提出了一定的要求，因此課程的教學具有一定難度。同時，隨著科技的進步，已有的儀器分析技術發展迅速，新的儀器不斷涌現，知識的更新換代相比其他課程更為迅速，具有鮮明的“與時俱進”的特點，這就要求我們老師要堅持學習專業知識，了解前沿技術的發展動態。

2 教學的內容和目標

筆者承擔過多個專業的《儀器分析》理論課，由于不同的專業特點、專業需求不一樣，主要涉及的分析儀器也會有所側重，因此在制定教學內容和目標時應該充分考慮到專業特點，結合專業需求和教學實際具備的條件，精選教學內容，以應用為目的，突出課程的實用性和專業性。對于資源循環科學與工程的學生來說，主要分析目標是一些貴、重金屬元素，因此在安排教學內容時著重加強了原子吸收光譜、原子發射光譜等相應儀器分析方法的比重。而對于化學工程與工藝專業的學生來說，其專業特點決定了學生更需要掌握有機物的分析鑒定方法，因此在安排教學內容時加強了色譜、紅外光譜、紫外-可見光譜等內容的比重。課程的教學目標上，理論課要求學生能夠理解各類儀器的功能和原理、掌握各儀器的結構、分析測定的方法，而實驗課則要求學生能夠熟悉各種儀器分析的基本操作技能，具備數據處理分析和撰寫報告的能力，并且能將所學的理論知識應用在實際工作中。

3 教學過程中存在的問題

在《儀器分析》理論課及實驗課的教學工作中，我感到存在一些較為普遍的問題，損害了學生的學習積極性。（1）在理論課教學中，《儀器分析》教材普遍采用儀器概述、基本原理、儀器的主要結構、儀器的分析方法及應用這樣的編排方式，側重于理論體系，但對學生來說直接接觸較枯燥的理論，一定程度上使學生失去學習興趣。（2）理論課內容較多，但課時相對較少，而《儀器分析》作為一門專業基礎課，涉及知識面廣，知識點多且較零散，課時過少會導致課堂教學質量下降，難以把內容講全講透，學生就難以對知識做到融會貫通、靈活應用。（3）由于分析儀器大都價格昂貴，經費有限的情況下難以保證儀器的配備，因此學生在沒有實際接觸過儀器的情況下開始學習理論課，這就很容易造成理論與實踐脫節、原理與儀器剝離的現象，學生很難對儀器產生深刻的印象，經常學了就忘。（4）在實驗課程教學中，由于儀器配套與學生人數不匹配，學生多而儀器少，很多大型儀器只有一臺，因此在實驗過程中難以保證每位學生都得到操作的鍛煉，從而影響部分學生的參與積極性，這是各學校在儀分實驗教學中普遍會遇到的問題，我們學校也不例外。

4 改進的方法

針對發現的問題，除了一些儀器數量上的實際困難，我對自己的理論課教學設想了一些改進的方法。首先，在講解課程內容時不應拘泥于教材中的順序，可以將項目教學法引入課堂，實行啟發式教育。先提出一個時事熱點的分析項目來引發學生的思考，引起學生的學習興趣，例如食品安全的分析檢測、運動員興奮劑的檢測等相關的話題，然后再逐漸引導學生進入分析儀器的原理、結構等理論知識的學習。其次，對于學生來說，如果沒接觸過相關儀器，僅聽理論是很枯燥和較難理解的，因此可以通過圖片、視頻、虛擬實驗室等多媒體手段來幫助學生對分析儀器形成直觀的印象。積極合理地運用現代信息技術和多媒體技術，能夠提高教學效率，使課堂教學形象化、具體化。再次，在學時無法增加的情況下，對教學內容進一步凝練，突出教學的重點、難點，針對學生的專業特點進行“私人定制”。最后，儀器分析的理論課和實驗課要充分結合，我們目前實驗課均采用分組循環的方式進行，學生有更多的機會直接操作儀器，實驗課程除了讓學生學會使用儀器，更重要的是要讓學生理解原理，將理論課所學的知識靈活的運用到實踐中去。如果條件允許，可以設計一些開放性的實驗，來讓學生培養學生獨立思考能力、創新實踐的能力和良好的動手能力。

綜上所述，《儀器分析》課程是多個學科領域開展工作不可或缺的工具。作為一名教師，希望能夠通過我的教學工作傳遞課程的重要知識，同時培養學生學以致用的能力。

參考文獻

[1] 朱明華，胡坪.儀器分析[M].4版.高等教育出版社，2008：1-3.

[2] 劉英菊，陳實，熊亞紅，等.儀器分析教學改革初探[J].廣東化工，2008，35（7）：168-170.

[3] 李郤里.現代儀器分析課程教學方法的改革探索[J].河南化工，2014，31（12）：55-57.

[4] 孟磊，鄭先福，寧愛民，等.興趣教學法在非化學專業儀器分析教學中的應用[J].江西農業學報，2012，24（2）：201-203.

[5] 沈明月，叢培盛，張宇琦，等.現代儀器分析 “趣味性開放實驗”探索[J].實驗室科學，2011，14（6）：153-155.

[6] 孫素莉，趙文英，范志先.化工等專業本科儀器分析實驗教學改革[J].實驗科學與技術，2015，13（1）：106-108.