儀器分析實驗開放性教學初探

宋曉芳，張超，史玉敏

摘要：本文以儀器分析實驗的現有教學模式為切入點，針對實驗教學中存在的弊端和不足，從實驗課程的重視程度、教材的編寫、實驗教學、實驗考核及實驗室的開放與管理等方面進行分析，期望改善實驗教學現狀，提高教學質量，增強學生的思維能力和動手操作能力，為他們更好地適應多用型人才的社會奠定基礎，也為其他高校實驗開放性教學提供參考。

關鍵詞：儀器分析實驗；教學；開放性；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）48-0279-02

一、普通高校儀器分析實驗教學模式

多媒體教學模式，單純借助多媒體教室播放幻燈片、圖片及音響視頻等資料，側重于講解儀器的構造。少數學校采用這種教學模式；觀摩和示范教學模式，由參觀儀器設備和教師操作示范兩種方法構成，但學生的實踐機會少，積極性不高，教學質量差，普通本科及地方高校學校因儀器設備數量少，實驗條件簡陋，所以多采用這種教學模式；實際操作教學模式，由教師講解、學生操作進行實驗兩個階段構成，使得學生不但能掌握儀器的工作原理，也能初步掌握儀器的應用和使用方法；動畫模擬教學方式，借助圖形圖像、Flash動畫、仿真軟件部分或全部虛擬現實操作流程，有針對性地熟悉和操作各類大型儀器設備，具有較好的教學效果，并且能初步顯示出其現代化的教學輔助性作用。借助虛擬儀器進行教學和實驗室開放，均具有較多的優點，是一種新型的教學模式。

二、實驗教學過程中存在的問題

1.儀器設備問題。自從計算機技術與儀器相結合后，儀器的發展速度加快，越來越多的精密儀器已經自動化或半自動化，告別了按鍵和旋鈕的時代，降低了實驗操作中手工操作產生的誤差，提高了實驗結果的精準度和準確度。隨之而來的就是，儀器價格增長，自動化程度越高、越精密的儀器，價格也就越昂貴。普通高校科研教育經費有限，所購買儀器的種類和數量較少。當儀器出現故障時，很難找到專業的維修人員，造成維修不及時，影響到教學工作的正常進行，導致理論課程與實驗課程不統一，滿足不了實驗教學需求，學生的動手能力得不到培養。

2.教材問題。優秀教材種類繁多，側重點不同，很難具有通用性。內容編排多而全，各章節內容分散，知識點多，跨度大，每一部分都需要較深的相關專業基礎知識?，F代的大學生理論基礎差，偏科嚴重，知識面窄，學習起來比較吃力，打擊了學生的積極性。儀器設備因設備類型、設備型號和生產廠家的不同而有所差異。教材與學校現有儀器不配套，導致教師備課困難，學生理解吃力，直接影響到教學質量。

3.學生對儀器分析實驗課的認識問題。儀器分析課程雖說是基礎課程，開設的主要目的是擴展學生的知識面，掌握一種實驗技能，對專業相關實驗操作的順利進行具有重要意義。

4.教學方式及考核問題。實驗課程課時一再被壓縮，大多數實驗只是粗略操作，草草收尾，走個過程。實驗多以教師示范或在教師的指導下進行，學生對實驗原理及操作過程印象不深。實驗安排只是驗證，實驗成功的概率大，學生只負責記錄數據，根據公式計算結果，忽略技能的培訓，在實驗考試評價中只注重實驗報告的書寫和結果，造成實驗報告互相抄襲，應付差事。

5.實驗室開放與管理問題。對于存放精密、昂貴儀器的實驗室，都有專門的實驗員進行管理。這些實驗室承載著教師和部分學生的科研工作，很少面向全體學生。如果面向全體學生，對實驗室的管理和儀器的維護會造成困難，兩者產生矛盾。實驗室低效性、封閉性的弊端，嚴重影響了教學工作安排和實驗教學質量。

三、實驗開放性教學的必要性

儀器分析實驗教學雖然存在種種問題和困難，但實驗的開放性教學還是很有必要的。實驗教學本是與理論教學相互補的，將理論知識應用于實驗實踐中，是教學過程不可缺少的一部分。實驗室的開放及其管理模式的改變，提供了充裕的實踐時間，解決了課時不足的問題，為培養學生的創新意識提供了可靠的保障。它也加強了師生間的溝通，為探究式學習提供了理想條件，可以充分利用學校實驗資源，避免產生實驗資源的“季節性”浪費現象。

四、實驗開放性教學探究

1.重視實驗課程。學校管理部門應重視實驗課程，合理安排實驗課時，精心挑選實驗教材；增加資金投入，建立虛擬實驗室和實驗室的開放管理系統；改善隊伍結構，以多種形式引入或聘用高層次人員充實實驗室隊伍，要能夠招得來、留得住。教師可以改革考核方式，增加實驗課在綜合成績中所占的比例，邀請從事與儀器分析有關的技術人員給學生做講座，使他們重視實驗課程。

2.精選教材，自編講義。儀器分析實驗教材內容相對固定、單一，更新速度慢，儀器設備因類型、型號、生產商家不同而有所差異，很難具有通用性。學生又比較依賴教材，這使得高校必須精選教材，選擇較為適合在本院校使用的教材，并根據院校現狀和特色，自行編排講義。實驗教材中所用的儀器型號、性能指數及用途，均按照該?，F有的或5年內儀器采購計劃編寫。

3.實驗教學的開放性。（1）基礎實驗。基礎實驗是學生必須掌握和進行的實驗，一般比較簡單。教師可以根據理論課程進度和學生的掌握情況安排實驗。上課前，學生必須認真預習實驗教材和理論課程教材，書寫預習報告。課堂中，教師先檢查學生的預習效果，播放儀器構造、原理、操作的視頻，配合講解，使學生對該實驗的原理操作有較深的印象。接著進入實驗場地，學生進行分組，多名實驗員示范觀摩教學，每名實驗員為一組學生教學，介紹儀器工作原理，從頭至尾邊示范邊講解實驗操作步驟及注意事項，降低儀器教學的操作風險。（2）綜合設計性實驗。綜合設計性實驗應基于基礎實驗，進行多個二級學科的交叉，可以是原有實驗項目的延伸，也可以把畢業論文實驗、教師科研項目、學生畢業論文及創新項目與儀器分析實驗結合起來。在一個綜合實驗中，會涉及多個學科的相關知識，學生自選課題，利用檢索文獻查找自己所需的文獻資料，設計合理的實驗方案，畢業指導教師要分析實驗的可行性，也可緩解師生之間的緊張氣氛。通過設計性實驗，學生應初步掌握科研的一般步驟，培養和提高綜合設計能力、實驗動手能力、數據處理能力及查閱文獻資料的能力。

4.實驗室的開放和管理。（1）實驗室和及其管理的開放。由于教學課時的限制，實驗安排緊湊，部分學生沒有機會親自動手操作，創新性實驗所需課時較長，若實驗失敗，學生沒有機會重復實驗，實驗問題遺留得不到解決，長期會使學生養成解決學習中的問題不徹底、不了了之的壞習慣。因此，必須開放實驗室。（2）特色實驗室運營模式。學校實驗室的開放與管理，也可以通過互聯網實現，形成有特色的運營模式。陳民助等在四川大學化學學院的儀器分析實驗室，就利用校園網、數據庫和測控部件建立了實驗室開放與安全管理系統。利用這一系統，他們加強了科學管理，提高了工作效率，保障了實驗室和大型儀器的開放安全和管理制度的有效實行，準確統計實驗室和大型儀器的使用率、學生考勤、實驗人員工作量等，為開放性教學的質量評估提供了依據。

五、結束語

儀器分析實驗是一門綜合性、實踐性較強的學科，在社會中的應用領域也比較廣泛。掌握其實驗操作技能，是相關專業本科生必備的一種能力。對儀器分析實驗課程的現狀和存在問題加以改善，重視實驗課程，合理安排實驗，針對性開放實驗室，調動學生的積極性和主動性，提高實驗教學質量，為培養社會所需的應用型人才努力。實驗教學方式會隨著社會的發展而進步，是需要長期的關注和實踐的，要在實踐中繼續改革、變化，向社會輸送優秀人才。

參考文獻：

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