儀器分析課程教學改革初探

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(濟寧學院 化學與化工系，山東 曲阜 273155)

1 課程特點

儀器分析是一門實踐性很強的化學學科，對物質成分、含量、分布或結構等信息方面的研究起著決定性的作用，是分析化學的重要組成部分[1]，自20世紀30年代后期問世以來，內容不斷豐富并發生了一系列根本性的變革，已融入到化學科學、食品科學、生命科學、環境科學和材料科學等諸多領域中[2-3]。因此，眾多高等院校為了培養能從容挑戰新世紀科學技術的綜合素質人才，在理論課程的學習中，已將儀器分析列為化學、應用化學和安全工程等專業必修的基礎課，并且儀器分析所處的地位日趨重要[4-5]。

儀器分析課程分為：理論教學與實驗教學兩大部分，內容涉及面廣包括：色譜分析法、電化學分析法及光學分析法等多種分析方法，各種分析方法的知識體系相對獨立，涉及的儀器設備眾多，儀器的原理、操作各不相同。因此，儀器分析理論深、內容廣、實踐性強、更新快、難度大，學生普遍認為該課程枯燥、難以掌握，相應的教學改革勢在必行[6-7]。

2 教學改革

2.1 改革教學內容

針對培養不同專業的人才，儀器分析的學習內容是不同的，切勿采用傳統一刀切的方式。因此，教師應根據學生專業的不同，對授課內容進行調整，重點內容要能傾斜突出專業背景的需求，盡可能與各專業實際應用的儀器設備和分析方法保持一致。此外，教師還需要根據不同的專業，重新制訂教學大綱，調整教學學時。只有這樣才能有的放矢、事半功倍、高效率的開展儀器分析教學工作。

實驗也是儀器分析課程中十分重要的教學環節，以往的教學內容側重于傳統驗證性的實驗模式：教師設計好整個實驗過程，學生只需照做，這樣學生處于一種盲目的狀態，缺少主動性和積極性，影響創新意識的培養。教師應適當減少陳舊和驗證性實驗，要與時俱進不斷提高自身的實驗教學水平，多增設新技術、新方法的實驗，特別是增設一些能聯系實際、與生活緊密相關、與社會熱點相結合的創新型、開放型和綜合設計實驗，從而培養和考核學生綜合運用知識的能力和獨立分析解決實際問題的能力。

儀器分析理論發展的速度很快，新儀器、新技術的研發也日新月異，教師在教學過程中，要不斷拓寬自身的知識面，努力提高科研水平，不斷跟蹤國內外的相關科研領域的最新動態，引導學生把課堂所學的基本理論與當前的學科實踐，尤其是與本學科最新的學科前沿、科研成果等有機地結合起來，使原本枯燥無味的原理公式變得生動起來，使空洞抽象的各種分析方法變得具體、真實。這樣通過對新儀器、新技術進行擴充，將抽象的儀器分析原理與社會實際進行聯系，將為課堂注入新鮮血液，學生才會知道這門課程的用處，才能有效地提高學生對新知識的興趣，學生才能盡快主動地融入到儀器分析的學習中來。這就要求授課教師與學生多聯系、多溝通，甚至是邀請學生參與到相關儀器的科學研究中。科研反哺于教學的方法，能拓寬學生們的視野，增強學生們的知識面，培養、提高學生的科學素質。

2.2 建立虛擬實驗室

虛擬實驗室是基于Web技術，虛擬現實技術構建的開放式、網絡化的虛擬實驗教學系統，借助于圖形、圖像、仿真和虛擬現實操作流程等技術，在計算機上營造畫面和環境，可輔助或部分代替傳統實驗操作環節的相關軟硬件，包含豐富內容如：常見的流程操作、實驗原理、儀器構造和特點以及需要注意事項等[8]。虛擬實驗室可以在一定程度上解決實驗儀器設備臺套數不足的困局，促進學生大膽驗證實驗設想而不必擔心損壞儀器和存在安全隱患，緩解理論與實驗教學的不同步性，深度延伸理論知識，有效補充實驗教學。因此，教師不但要傳授實驗的基本理論知識，更要學習“虛擬實驗室”的使用技巧，掌握虛擬實驗和現實實驗操作的融合性及差異性，做到能將學生、儀器和“虛擬實驗室”有機地結合在一起。學生在進行實際儀器操作的基礎上，再充分結合具有直觀、靈活和虛擬獨特優勢的“虛擬實驗室”這種輔助手段，能提高實驗操作技能，從而提高儀器分析課程教學的質量和水平。

2.3 建立多元化的考評方式

考核的目的在于檢驗教師的教與學生的學的情況，傳統的考核方式是通過期末考試—筆試來決定學生成績。但是有部分學生平常不參與課程學習，考試前死記硬背，通過突擊就能獲取高分，這樣是不能真實反映學生的實際能力。因此，建立多元化的全面考查學生對知識掌握和運用能力的體系勢在必行。將學生出勤、平時作業、課堂問題回答、教學活動的參加、課程論文、報告、實驗設計或方案、實驗操作、閉卷、半開卷或開卷考試等的表現，實現多元化綜合考核學生成績。這種多元化的考評方式，在教與學方面注重把“過程”與“終結”有機地結合起來，使重知識考查向重能力考查轉變，在評價學生知識掌握與科學研究能力的同時，突出對學生創新精神和個性特長的考察，從而取得了良好的效果，達到提升教學質量的目的。

2.4 建立校外實習基地

近幾年，隨著高等院校對產-學-研教學模式的重視，各院系加大在人力、財力等方面的投入，來加強校外實習基地的建設，逐漸與具有較高水平的科研院所和企事業單位簽訂實習協議，來確保學生在校外實習基地的實習時間和質量。學生通過在實習基地的崗前培訓和頂崗實習，能深刻體會到工作崗位對具體的儀器分析專業知識的需求，做到理論聯系實際，能熟練、靈活的運用理論知識解決實際問題，以彌補校內理論學習的不足，從而提高學生學習的主動性和積極性。

3 結束語

儀器分析課程是一門內容繁瑣且知識更新較快的課程，教師在教學過程中要不斷更新教學內容，更大發揮虛擬實驗室的輔助作用，建立多元化的考評體系，建立更多高水準的校外實習基地。儀器分析課程的教學改革是一項長期的任務，在今后的教學中我們還需要不斷探索、不斷積累經驗，不斷提高教學質量，從而為時代需求培養應用型人才。