現(xiàn)代儀器分析課程教學(xué)改革實(shí)踐

付國(guó)妮 宋春霞 陸瑞利

摘 要：為激發(fā)學(xué)生對(duì)現(xiàn)代儀器分析課程的學(xué)習(xí)興趣與主動(dòng)性，提升教學(xué)質(zhì)量，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)該門課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法及考核體系進(jìn)行了嘗試性的改革，以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代儀器分析;教學(xué)過(guò)程;改革

Abstract：In order to stimulate students'interest and initiative in the course of modern instrumental analysis，and improve the teaching quality，combining the teaching practice，the teaching content，teaching means，teaching methods and assessment system of this course have been tentatively reformed，so as to improve students'interest in learning and improve the teaching effect.

Key words：Modern instrumental analysis;Teaching process;Reform

儀器分析是以測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法，是分析化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和需要，現(xiàn)代儀器分析結(jié)合了計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、物理、統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、天文、材料、環(huán)境、農(nóng)學(xué)、精密儀器制造等多門學(xué)科，在高校尤其是農(nóng)林院校的很多專業(yè)中具有舉足輕重的地位。因此，現(xiàn)代儀器分析課程在高等農(nóng)林學(xué)校化學(xué)相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)體系中占據(jù)相當(dāng)重要的地位[1-5]。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)自2005年設(shè)立應(yīng)用化學(xué)專業(yè)以來(lái)，現(xiàn)代儀器分析在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中一直作為專業(yè)核心課程，這也足以體現(xiàn)現(xiàn)代儀器分析的重要性。

21世紀(jì)以來(lái)，科技和生產(chǎn)中出現(xiàn)的新問(wèn)題對(duì)現(xiàn)代儀器分析這門學(xué)科提出了更高的要求，需要新方法、新技術(shù)或新儀器提供更復(fù)雜、更全面的信息，以迎接不斷遇到的挑戰(zhàn)。目前，儀器分析方法已有數(shù)十種，但各方法的性質(zhì)基礎(chǔ)和原理各不相同，之間也沒(méi)有關(guān)聯(lián)性，因此要熟練掌握每種方法還是存在一定難度。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生也經(jīng)常反映課程內(nèi)容不易掌握，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。筆者結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，對(duì)該門課程的教學(xué)過(guò)程進(jìn)行嘗試性的改革，以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果。

1 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的現(xiàn)代儀器分析課程選用的教材是華東理工大學(xué)主編的儀器分析，內(nèi)容主要包括色譜分析法、電化學(xué)分析法、光學(xué)分析法以及核磁共振波譜法、質(zhì)譜法等，總共14章。根據(jù)安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)、現(xiàn)代儀器分析發(fā)展趨勢(shì)及該課程的學(xué)時(shí)數(shù)，結(jié)合其他課程的講授內(nèi)容，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了合理篩選，將色譜法、電化學(xué)法和光學(xué)分析法這3種分析方法作為該校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)現(xiàn)代儀器分析課程的教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)每種分析方法的內(nèi)容進(jìn)行了取舍。色譜法是分析化學(xué)中應(yīng)用最廣泛的儀器分析法，適當(dāng)增加了其課時(shí)，從色譜法的起源開(kāi)始，延伸到色譜法的理論基礎(chǔ)、色譜分析儀器的基本結(jié)構(gòu)、色譜分析的定性定量方法及應(yīng)用等，逐一進(jìn)行詳解;近年又適當(dāng)增加了毛細(xì)管電泳部分，讓學(xué)生了解更多的色譜分離方法。電化學(xué)分析法和光學(xué)分析法的內(nèi)容則適當(dāng)減少。電化學(xué)分析法主要講授電位分析法，光學(xué)分析法主要講授原子發(fā)射光譜分析和原子吸收光譜分析這2種方法。在介紹每種儀器分析方法時(shí)，適當(dāng)給學(xué)生講解常用的樣品前處理技術(shù)，讓學(xué)生明白樣品尤其是實(shí)際樣品需要經(jīng)過(guò)樣品前處理達(dá)到除雜或富集等目的，然后才能進(jìn)行樣品分析。同時(shí)，在講解每一種分析方法的儀器時(shí)，都給學(xué)生介紹最先進(jìn)的儀器，以幫助學(xué)生掌握該方法的科技前沿。

2 豐富教學(xué)手段

充分利用多媒體設(shè)備開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。對(duì)于每一種儀器分析方法，盡可能通過(guò)多媒體課件將抽象枯燥的基本原理、儀器構(gòu)件以實(shí)物照片或動(dòng)畫(huà)等更直觀的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好地掌握所學(xué)內(nèi)容。2019年安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)在選用的《現(xiàn)代儀器分析》教材中加入了很多的二維碼，學(xué)生可以使用手機(jī)掃描相關(guān)的二維碼，以動(dòng)畫(huà)、視頻、彩色圖片或文檔等多種形式更直觀地學(xué)習(xí)該內(nèi)容，如色譜法的起源、發(fā)展過(guò)程、氣相色譜儀的流程等。

3 改進(jìn)教學(xué)方法

3.1 聯(lián)系實(shí)際生活 現(xiàn)代儀器分析內(nèi)容較為抽象，尤其是每種分析方法的應(yīng)用領(lǐng)域，如果只是泛泛介紹，學(xué)生會(huì)感到很茫然，但如果通過(guò)介紹一些具體實(shí)例引出該方法的應(yīng)用，學(xué)生就很容易領(lǐng)會(huì)。比如在介紹高效液相色譜法（HPLC）的應(yīng)用時(shí)，可以先給學(xué)生播放一些因水果或蔬菜中農(nóng)藥殘留超標(biāo)而引起的中毒事件，由此說(shuō)明食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的重要性，進(jìn)而引出一些應(yīng)用HPLC法測(cè)定常用農(nóng)藥殘留的標(biāo)準(zhǔn)方法。由于所列實(shí)例與日常生活密切相關(guān)，學(xué)生容易理解且印象深刻。同時(shí)，在授課過(guò)程中適時(shí)介紹該專業(yè)科研平臺(tái)的有關(guān)內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生從事創(chuàng)新項(xiàng)目的研究，從而真正地理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造思維，提高實(shí)踐能力。

3.2 注重課堂互動(dòng) 現(xiàn)代儀器分析教學(xué)過(guò)程中，如果自始至終都是老師進(jìn)行一味的講解，學(xué)生往往學(xué)得索然無(wú)味，教學(xué)效果也不甚理想。為調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以在講解某一內(nèi)容之前，通過(guò)具體實(shí)例，巧設(shè)與該內(nèi)容有關(guān)的問(wèn)題情境，讓學(xué)生去討論、思考，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂教學(xué)效果也事半功倍。比如在講解色譜法分離原理時(shí)，可以讓學(xué)生先觀看“色譜法的起源—茨維特實(shí)驗(yàn)”的視頻：葉綠素的石油醚提取液通過(guò)石油醚的淋洗，在活性碳酸鈣柱上由1種綠色帶慢慢變?yōu)榫G、黃2色帶，再到青、淺綠、淺橙3色帶，最后呈青、綠、黃、橙4色帶，然后讓學(xué)生去思考、討論“為什么原來(lái)只是1種綠色溶液（色帶），經(jīng)過(guò)活性碳酸鈣柱后會(huì)分為4種不同顏色的色帶”，最后讓學(xué)生上臺(tái)解釋這種現(xiàn)象。借助實(shí)例講解，學(xué)生更容易理解、接受、掌握色譜法分離原理的內(nèi)容。

3.3 結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué) 現(xiàn)代儀器分析課程不僅要讓學(xué)生通過(guò)理論課的學(xué)習(xí)掌握所學(xué)的儀器分析方法，更要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，因此必須開(kāi)設(shè)對(duì)應(yīng)的儀器分析實(shí)驗(yàn)課程。盡量保持儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)同步，經(jīng)常帶領(lǐng)學(xué)生到不同科研平臺(tái)參觀學(xué)習(xí)各種大型分析儀器的使用方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的具體儀器操作或在科研平臺(tái)的參觀學(xué)習(xí)，融理論于實(shí)踐中，不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

4 完善考核體系

改變以往的單一考試模式，建立多元化考核體系。由于現(xiàn)代儀器分析方法較多，且之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)性，因此學(xué)生容易出現(xiàn)厭學(xué)情緒，對(duì)知識(shí)的掌握度不夠。多數(shù)學(xué)生在考試前才開(kāi)始突擊復(fù)習(xí)，以應(yīng)付考試，對(duì)所學(xué)內(nèi)容并沒(méi)有真正掌握、領(lǐng)會(huì)及應(yīng)用。為使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)該門課程，可以提高平時(shí)成績(jī)比例，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的平時(shí)考核，如課堂出勤、課堂互動(dòng)、作業(yè)優(yōu)劣以及平時(shí)小測(cè)試等。

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（責(zé)編：徐世紅）