基于創新人才培養的儀器分析實驗教學改革研究

摘要：隨著科學技術的日益更新發展，現代儀器分析技術已經成為科研探索、產品研制和開發、產品質量評價的重要手段，許多科研單位和企業都擁有相當先進的大型精密分析儀器，這就要求即將成為科研型人才和技術型人才的大學生必須掌握這些先進儀器設備的應用。儀器分析實驗能夠促使學生對儀器分析理論知識、儀器構造與主要部件功能的直觀理解和掌握，對學生專業技能的提升和工程實踐能力的培養至關重要。

關鍵詞：創新人才培養；儀器分析；實驗教學；改革研究

導言：隨著科學技術的發展，儀器分析的應用日益普遍。為滿足國家對分析測試技術人才的迫切需要，國內很多高校都開設了儀器分析這門課程。在高校相關專業中，儀器分析課在學生分析問題、解決問題能力的培養，創新意識的樹立以及現代研究手段與方法的掌握等諸多方面起到一個非常重要的作用。鑒于以上種種原因，這門課程已日益受到重視和加強。其中，儀器分析實驗是儀器分析課程中一個不可或缺的構成，是學生了解各種儀器的組成結構、懂得各種儀器的使用原理、熟悉各種儀器的操作方法、理解課堂上所學相關理論知識的重要途徑 。

1、儀器分析實驗教學的現狀分析

目前，儀器分析實驗教學的主要模式有：

1.1演示教學，以老師講授，演示實驗為主，注重對理論知識的鞏固而非基本實驗技能的掌握；

1.2虛擬教學，利用軟件仿真模擬操作；

1.3開放式實驗教學，以學生為主導，獨立設計、主動參與實踐操作完成實驗。從教學的效果及學生創新能力的培養來看，只有開放式實驗教學的效果最好。但實際上受到大型儀器數量的限制，每組學生人數多，每個學生個體實際上機操作時間仍然偏少。考慮到大型儀器大多比較貴重，一旦不當操作導致損壞后維修成本大，且無法保證后續教學的正常進行，因此課程基本上選擇成功率高、現象明顯的驗證性實驗為主，涉及實驗條件優化的內容和設計實驗的探索性實驗很少，教師傾向于把實驗流程講得非常詳細，學生被動的按部就班，記憶性的機械操作，整個實驗猶如僅將理論課堂搬到實驗室演繹一遍流水線過程而已，學生沒有主動性的參與到其中，得不到發揮探索的空間，對整個實驗的原理、實驗方案印象模糊，動手能力得不到相應的提高，更談不上獨立自主的分析解決問題，無法激發對科學研究的興趣 。

2、儀器分析實驗教學改革措施

針對目前儀器分析實驗課程教學效果不佳的現象，必須加強儀器分析實驗教學在教學內容和方式上的改革，理論和實踐相結合，讓學生在有限的教學時數內，掌握基本理論和一定的實驗技能，激發學生的學習興趣、拓寬學生的知識面，加強學生創新思維能力的培養，引導學生開拓創新，培養良好的科學素養。具體措施有：

2.1 實驗課以學生為主體

實驗課堂以學生為主體，老師在實驗講授過程應盡量減少講解時間，將更多時間留給學生了解儀器構造、熟悉儀器操作。以提問的方式考察預習情況，著重講解儀器構造、實驗操作要點和注意事項，并作出示范。學生可以現場提問，以便老師及時解答。

2.2改革實驗內容

針對化學、材料、環境工程等不同專業的學生，改革原有的實驗教材和實驗內容，結合現實中的一些熱點問題，開展一些和食品安全、環境監測等相關的實驗，如利用液相色譜法測定牛奶中三聚氰胺的含量、原子熒光光譜法測定大米中的重金屬鎘的含量、原子吸收光譜法測定人發中銅的含量、電位分析法測定自來水中的氟含量等，使學生充分認識到儀器分析在現實生活中的作用，激發學生的學習興趣和求知欲，調動學生的學習主動性。

2.3開設綜合性、設計性實驗

在驗證性實驗的基礎上，增加綜合性、設計性實驗，針對各種類型的實際樣品，鼓勵學生查閱相關文獻，擬定實驗方案（包括樣品的分解、分離富集方法、優化測定條件）并展開討論、進行分析測定和分析數據處理等。讓學生參與到整個實驗過程中，一方面有利于培養學生嚴謹認真的科研態度和實事求是、團結協作的科研精神，另一方面激發了學生的科研興趣，開拓了科研思路，提高了分析問題和解決問題的科研能力。

2.4開放實驗室

由于實驗室部分大型儀器的配備數量較少，學生在實驗課堂上不能完全熟練掌握儀器的操作，我們對實驗室實行開放制度，讓學生利用自己的課余時間進入實驗室，通過多次實踐操作來提高操作能力。

2.5采用多媒體教學手段

通過多媒體教學設備，舉行有關新儀器、新方法、分離富集新技術的講座，利用圖片展示和教學視頻等手段，將抽象的理論具體化，幫助學生加強對理論知識的理解。同時，結合分析化學發展的前沿進展，進一步開拓學生的學術視野。

2.6調整考核方式

加強對儀器分析實驗課程的考核，考核內容包括課前預習程度，實驗過程中動手操作能力，課后數據處理能力。學生的實驗成績由基礎實驗成績、綜合性實驗成績兩部分組成。基礎實驗成績由實驗預習報告、基本操作、實驗報告三項表現綜合評分。對于綜合性實驗，學生 3～5 人組成一個小組，按照各人承擔的實驗內容、實驗技能、實驗結果進行評分。

結束語：高等院校是人才培養和科技創新的場所，培養創新人才離不開科研的支撐。無論是對個人還是研究團隊甚或是一個專業、一所高校來說，教學與科研從根本上是統一的 。然而，目前高校中普遍存在著科研與教學相脫離，重科研、輕教學，重理論、輕實踐，培養出的人才缺乏創新力等問題。因而，正確把握好教學與科研的內在關系，有效推動人才培養和科技創新，使高等教育真正服務于社會是當前一項緊迫任務。

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作者簡介：姓名： 劉學國，性別：男，出生年月：1987.06.04，民族：漢，籍貫：河南省新蔡縣，學歷：博士研究生，職稱：講師，研究方向：分析檢測，工作單位：南陽理工學院生物與化學工程學院。

基金項目：南陽理工學院教育教學改革研究項目“《儀器分析實驗》課堂教學模式研究與實踐”，項目編號NIT2017JY-012。