基于實踐教學的儀器分析實驗教學改革探討

張桂齋，李 靜，董春艷，張玲玲

(山東農業工程學院 環境科學與工程學院，山東 濟南 250100)

教育部在當前創新型人才培養的指導精神中明確指出：實踐教學對于學生綜合素質的提高、學生創新精神與實踐能力的培養具有特殊作用[1]。近幾年來，實踐教學被教育界越來越重視，實踐教學的比例已經成為評價和考核一個學校的重要指標[1-2]。實踐教學是高校創新人才培養的重要環節和手段，在課程教學中，實驗教學又是實踐教學的重要體現，在學生實踐及創新能力的培養過程中起到非常重要的作用。

近年來，現代經濟快速發展，同時也帶來了各種各樣的環境問題，要認識和解決這些環境問題，首先必須對這些污染物質的形態、含量、性質、來源以及對人或其它生物的毒性等進行詳細的分析和監測，這些問題的解決都需要通過儀器分析才能實現[3]。儀器分析也是解決環境、食品、化學及其他學科許多科研問題的重要手段，因此，對環境生態專業的學生來說，學好儀器分析是學好本專業的基礎。

在儀器分析課程實踐教學環節中，儀器分析實驗起到非常重要的作用。因此，如何通過實驗教學來提升學生的實踐能力？從而使學生運用綜合知識能力和創新能力得到相應的提高顯得尤為重要。

1 儀器分析實驗教學過程中存在的問題

在本課程實踐教學環節中，儀器分析實驗的作用顯而易見，然而，在實際實驗課程教學中存在以下幾個問題：

1.1 大型儀器缺乏，導致學生實驗動手機會不多

環境專業的儀器分析實驗的特點是：多數實驗項目幾乎都需要使用大型精密儀器，大型儀器的價格昂貴，多數高校的環境學院同種大型儀器僅購買一臺，現有的儀器現狀，對于學生人數多、實驗學時少的實驗教學來說則遠遠不夠，同時在試驗過程中考慮到儀器穩定性及使用安全，大型儀器的開、關機流程也只能演示一遍，具有學習主動性的同學還能積極動手“打一針”，而大多同學是觀摩或是應付實驗，學生親自動手的機會相對較少[4]。

1.2 實驗內容缺乏新意

以往儀器分析實驗主要目的是讓學生了解儀器的結構及使用方法，因此，開設的實驗以驗證性實驗為主，這些實驗不能夠與和現實中的熱點環境問題相聯系，只要按照試驗步驟，不需要學生太多思考即可完成，學生學習的興趣和積極主動性不佳。這與現代儀器分析實驗的培養要求相差甚遠。

1.3 實驗教學方式單調

儀器分析實驗教學大多是以教師講授實驗原理及操作過程，以教師為主體，個別學生操作的教學模式，使得學生成為儀器的操作員，學生沒有去思考為什么，使得實驗教學內容和理論教學內容僅多了一個具體儀器而已，缺乏獨立思考和相互討論的過程，抑制了學生的學習積極主動性。

2 儀器分析實驗改革措施

在儀器分析實驗教學中，如何充分體現實踐教學的作用，充分發揮學生主體地位，真正達到儀器分析實驗課程實踐教學的目的。針對在儀器分析實驗教學中存在的上述問題，在該課程實驗教學中我們采取了一些相應的改革措施。

2.1 在儀器分析實驗中微視頻的應用

大多大型儀器操作較為復雜，再加上儀器分析實驗課時有限，僅僅通過理論課的講解和實驗課的演示，大部分學生很難掌握儀器的使用和單獨完成實驗，因此，學生動手能力普遍偏弱。為了增加學生的動手的機會，獲得較好的教學效果，學生自制微視頻引入環境生態專業儀器分析實驗教學模式中[5]。

通過學生自制微視頻，可以提高學生學習的積極主動性。為了制作完整、滿意的微視頻，學生需要根據錄制微視頻的知識點，會主動查閱相關儀器的結構、原理、操作方法及注意事項的書目及文獻資料，學習的方式由被動聽變為主動學，同時也增加了同學之間、師生之間交流的機會。

通過自制微視頻，還可以提升學生的綜合素質。由于在制作微視頻時，還要加上自己的講解，除了需要對知識點非常熟悉外，還要求對儀器的操作也要非常熟練，同時，也鍛煉了學生的表達能力及時間的控制能力。綜合能力較強的學生還可以擔任本課程的助教，課余時間帶動、幫助其他同學學習使用大型儀器，因此，整個班級的學生的動手機會也相應增多。

2.2 與專業相結合，優化和更新實驗項目

傳統儀器分析實驗主要目的是讓學生了解儀器的結構及使用方法，因此，大多實驗是一些驗證性實驗，很難調動學生的興趣。

設計綜合性、設計性實驗。減少驗證型實驗，提高設計型、綜合型實驗比例。引導學生根據實驗室現有的儀器設備，結合環境專業實際提出設計型實驗內容，設立環境污染方面監測實驗項目，如：室內空氣污染檢測、水體富營養化檢測、土壤、蔬菜、水果中多種重金屬、硝酸鹽、持久性有機污染物檢測等綜合性實驗[1]。學生可根據自己的興趣選擇實驗題目，并查閱有關文獻，獨立設計出完整的實驗方案，包含：采集樣品、樣品預處理、儀器最佳參數的設置及操作、數據分析、實驗報告等全部過程。通過整個實驗過程，不僅可以把學過的專業課程知識與儀器分析有機的結合起來，提高學生的學習主動性、動手能力和獨立解決實際問題的能力。

結合本校科研條件開展實踐教學。把儀器分析實驗內容與學校科研進展緊密結合起來，充分利用學校已有科研平臺，積極鼓勵學生主動參與教師科研項目、激勵學生積極申報科研項目等多種方式，在參與教師科研過程中開拓學生科研視角、同時掌握學科發展動態。充分發揮科研平臺在儀器分析實踐教學的作用。

2.3 多途徑增加學生動手機會

開放實驗室。國家教育部把高校實驗室開放程度作為高校教學水平考核和評估的重要組成部分，因此，為了充分利用現有實驗室資源，使學生也成為實驗室的主體，要多給學生提供更多操作大型儀器的機會[6]。實驗室的開放使學生成為實驗的主體，這也必將激發大學生創新、創業活動、對科研活動的熱情。

循環實驗。目前現狀是儀器少，學生人數多，因此，為增加學生的動手機會，為提高實踐教學效果，可以開展循環實驗。可采取同時開設2～3個實驗，課前教師先把將理論部分、注意事項等內容進行詳細講解，然后合理分組。由于自制微視頻和實驗室開放，部分學生助教可以給予指導，彼此學習，這樣既節約時間，也能保證每個學生都有機會親自動手操作大型儀器。

3 總結

隨著環境問題的日益增多，社會迫切需要綜合性、復合型的環境專業人才。儀器分析是環境專業的專業基礎課，在培養學生的實踐能力和創新能方面起著重要作用，在面對儀器分析教學過程中諸多不足，應該從多角度進行教學改革的探討和摸索，充分發揮儀器分析課程在人才培養過程中的重要作用。