儀器分析實驗教學效果提高對策探討

王曉清 張紀梅 / 天津工業大學環境與化學工程學院

儀器分析實驗教學效果提高對策探討

王曉清 張紀梅 / 天津工業大學環境與化學工程學院

儀器分析實驗是一門重要的培養學生動手能力、解決實際生產、生活和科研問題能力的課程.由于實驗條件的限制和其他方面的原因,實際的教學效果并不理想,本文以提高教學效果為目的, 就目前的實驗教學現狀進行了分析并提出了相應的改革措施.

儀器分析實驗；教學效果；教學模式；實驗內容；考核方式

隨著全球經濟、科技的迅猛發展，儀器分析在生產生活和科研中所占的地位越來越重要。儀器分析及實驗課程是培養學生了解使用各種分析儀器、創新能力以及為將來在工作崗位上解決實際的生產、生活、科研問題的能力的一門重要課程。因此，儀器分析實驗課程的教學模式及教學效果直接影響著學生對各種大型分析儀器的學以致用的素養及能力的培養。

為了提高儀器分析實驗教學的效果，使學生掌握儀器的基本操作和使用規范，培養學生從事科學研究、生產實踐的初步能力，針對目前本專業儀器分析實驗存在的主要問題，有必要對儀器分析實驗教學進行改革。本文就對教學中存在的主要問題和相應的解決對策做了簡要的探討[1]。本文從以下四個方面，對本專業儀器分析實驗教學存在的問題及其解決對策進行了詳細的論述。

一、儀器設備資源

儀器分析一般都是大型或者價格昂貴的儀器設備，限于條件，普遍存在設備資源不足的問題。實驗小組一般5～10人一臺儀器，不能保證每個學生都有充分的儀器操作和使用機會。鑒于此問題，我們提出了兩個解決方案。一是共享全校分析儀器資源，在我校，除了校級的儀器測試中心以外，其他幾個理科學院都購置了一些常用的分析儀器，在合理安排實驗時間的前提下，我們充分利用每一個平臺的資源，以達到讓每一個學生都有充分的機會動手實驗，同時讓這些資源減少閑置時間，充分發揮更大的作用。二是課前充分利用仿真軟件進行模擬實驗，讓學生通過模擬實驗初步了解儀器的構造、使用方法以及操作規范和注意事項等。在實際的實驗過程中，減少犯錯幾率，可以提高效率。

二、教學模式

我們的儀器分析課程和實驗課程基本是分開上的。先上完課堂理論課，再上實驗課。這樣難免會使理論課和實驗環節聯系不緊密。導致上課時學生感到理論知識枯燥，難以理解。等學完所有的章節再進行實驗時，學生對前面學完的部分理論知識已經印象不深，在進行實驗時，要重新回憶，將難以和實驗進行緊密充分的聯系，勢必會影響實驗教學效果。根據這個現狀，我們設計了新的理論與實驗相結合、交替進行的教學模式，即初步實驗-理論學習-深度實驗的模式。上理論課之前，先給學生展示和生活聯系密切的簡單實驗[2]，比如用液相色譜法檢測牛奶中的三聚氰胺[3]、飲料中塑化劑的檢測[4]，通過實驗讓學生對即將學習的儀器構造及其使用方法有一個感性的認識，通過與生活密切相關的實驗展示來提高學生對相應儀器學習的興趣，進而提高課堂理論教學的效果，在后續深度實驗過程中會進一步加深學生對相應儀器的了解和使用，更有效的培養學生的運用儀器分析和解決實際問題的能力。

三、實驗內容

目前我們開設的實驗主要使用常用的分析儀器，包括紫外，紅外，熒光，色譜等。實驗內容主要以驗證性的簡單實驗為主，目的是通過實驗，使學生掌握儀器的基本工作原理和使用操作規范，至于進一步的實際應用則缺乏相應的實驗支持。而且驗證性實驗內容固定死板，缺乏趣味性和創造性，難以調動學生們的主動性和積極性。針對此情況，我們改革實驗內容由單純的驗證性實驗變為兩個部分，一部分是驗證性實驗，另一部分是設計性實驗，與生活生產科研實踐相結合。比如，紫外實驗除了基本的驗證性實驗外，增加一個紫外光譜法檢測飲料中的添加劑的設計性實驗。具體的實驗條件和實驗步驟在老師的指導下由學生查閱文獻獲得，詳細的實驗過程在老師的指導下，由學生獨立完成。另外，設計性實驗還可以增加老師的科研內容，這樣既讓學生有機會了解最新的科研前沿，同時也輔助老師完成一部分科研工作，是有利于教學科研緊密結合、相互促進的雙贏措施。這樣的設計性實驗，從預習的階段開始，就大大提高了學生的積極主動性，在實驗過程中，學生按照文獻一邊思索，一邊動手操作，同時在必要的時候接受老師的指導，實驗結束后，進行總結和實驗報告的撰寫。在整個過程中，學生的興趣與主動參與程度將大大提高，對于培養學生的動手能力和學以致用的科學素養效果是不言而喻的。

四、考核方式

我們過去對學生的實驗考核方式主要是提交實驗報告，學生很容易抄襲敷衍了事，不能保證每個學生都保質保量的獨立完成，從而造成考核不公正及無法調動學生進行實驗的積極主動性。因此，我們提出了實驗考核方式由單純提交實驗報告評定成績改為成績由四個部分構成：預習報告（提問式，20分）、實驗操作（規范性，30分）、實驗報告（30分）和考試考核（20分）[1]。預習報告這個環節，可以通過實驗開始時對學生進行相關知識的提問，根據學生的回答來判定成績。實驗操作過程中，根據學生對于儀器的基本操作和規范掌握的情況來判定成績。實驗結束后，學生對各自的實驗結果進行處理并撰寫實驗報告。考試考核是在所有的儀器分析實驗結束后，采取抽簽的方式，讓學生選擇進行簡單實驗環節或相關實驗知識回答這兩種考試方式之一。 這樣，從實驗預習準備到實驗結束，每一個環節都和成績緊密相關，大大提高學生的學習主動性，從而達到通過實驗培養學生正確使用分析儀器、創新能力、分析和解決相關問題的能力。

五、結論

儀器分析科學本身在不斷發展，教學方面也要與時俱進，不斷更新與改革。儀器分析實驗是實踐性很強的一門課程，應該充分發揮它的作用，培養出適應社會發展需要的具有創新能力和分析問題、解決問題能力的應用型人才。

[1]柴 山，王曉蒙，儀器分析實驗教學改革研究與探索［J］，臨沂大學學報，2017，39（2）：114-118.

[2]孫 萍, 儀器分析實驗教學改革的初探與實踐［J］，廣州化工，2017，45( 4): 144-145。

[3]丁濤，徐錦忠，李健忠，等 .高效液相色譜－二極管陣列檢測法及高效液相色譜－電噴霧串聯質譜法測定植物源性蛋白中殘留的三聚氰胺［J］.色譜，2008，26( 1) : 6-9.

[4]吳惠勤，朱志鑫.不同類別食品中21種鄰苯二甲酸酯的氣相色譜，質譜測定及其分布情況研究［J］.分析測試學報，2011，30(10) :1079-1087.