田喜強(qiáng)，董艷萍，趙東江，劉旭陽(yáng)

(綏化學(xué)院食品與制藥工程系，黑龍江綏化152061)

儀器分析實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革探索

田喜強(qiáng)，董艷萍，趙東江，劉旭陽(yáng)

(綏化學(xué)院食品與制藥工程系，黑龍江綏化152061)

針對(duì)我校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)和儀器分析實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，根據(jù)儀器分析實(shí)驗(yàn)課中普遍存在的儀器數(shù)量不足、實(shí)驗(yàn)開出率不高、課堂教學(xué)模式陳舊等共性問題，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，提出改革實(shí)踐教學(xué)的觀點(diǎn)，重在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)思考，強(qiáng)化動(dòng)手、學(xué)以致用，全面提高學(xué)生的綜合能力。

儀器分析實(shí)驗(yàn);應(yīng)用型人才;教學(xué)改革

儀器分析作為現(xiàn)代的分析測(cè)試手段，具有多學(xué)科交叉、實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、內(nèi)容更新快等特點(diǎn)，涉及物理學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)等多方面的知識(shí)。儀器分析實(shí)驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和開發(fā)學(xué)生潛能有著不可替代的作用。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠充分了解儀器結(jié)構(gòu)、理解分析原理、拓展學(xué)生視野、達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的目標(biāo)，為學(xué)生就業(yè)提供好的基礎(chǔ)平臺(tái)［1－2］。

1 儀器分析實(shí)驗(yàn)課存在的問題

1.1 示教工作量大

儀器分析實(shí)驗(yàn)課教學(xué)都是安排在實(shí)驗(yàn)室中，教師需要圍繞儀器示教，通常是較多學(xué)生圍在一起，教師不僅要大量重復(fù)地示范，而且由于較多學(xué)生擠在一起，個(gè)別學(xué)生看不清操作，無(wú)法記筆記，導(dǎo)致教學(xué)效果打了折扣。

1.2 儀器套數(shù)少

儀器分析實(shí)驗(yàn)所用的儀器多數(shù)價(jià)格都比較貴，各高校中同種類型儀器的臺(tái)數(shù)較少，通常大型精密儀器往往只有一臺(tái)。而每次做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生數(shù)又較多，因此不可能每個(gè)學(xué)生都能親自動(dòng)手操作［3］。而且多數(shù)高等學(xué)校大型儀器更新較慢、比較陳舊，一些先進(jìn)儀器由于缺少資金無(wú)法購(gòu)買，教學(xué)中有些實(shí)驗(yàn)課無(wú)法開出，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)脫節(jié)。

1.3 學(xué)生預(yù)習(xí)不充分

多數(shù)大學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課不夠重視，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課不重要，只要學(xué)理論就行，所以學(xué)生上課時(shí)主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性差，基本不預(yù)習(xí)。同時(shí)儀器分析實(shí)驗(yàn)所使用的儀器多為大型儀器，學(xué)生很少見到，甚至也沒聽說過，如果學(xué)生只通過實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，對(duì)儀器結(jié)構(gòu)、原理以及操作方法還是無(wú)法理解，甚至有時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)束了還不知道實(shí)驗(yàn)需要掌握哪些知識(shí)，以至于學(xué)生之間實(shí)驗(yàn)報(bào)告相互抄襲，影響教學(xué)效果。

1.4 與理論課不同步

儀器分析實(shí)驗(yàn)一個(gè)突出的問題就是實(shí)驗(yàn)課與理論課不同步。高校為了強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，儀器分析實(shí)驗(yàn)通常教學(xué)和考核單獨(dú)進(jìn)行，有些教學(xué)會(huì)內(nèi)容先與理論課，對(duì)于大多數(shù)同學(xué)來說，沒有理論基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)比較盲目［4］。由于實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，實(shí)驗(yàn)教師也沒足夠時(shí)間全面的講解理論課知識(shí)，只能把具體的操作和注意事項(xiàng)講給學(xué)生，這樣學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中基本上是看著實(shí)驗(yàn)講義完成實(shí)驗(yàn)，而不知為什么，直接影響了教學(xué)效果。

1.5 教學(xué)模式陳舊

儀器分析實(shí)驗(yàn)按傳統(tǒng)教學(xué)方式，課堂上一般采用“實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書+教師講解+學(xué)生操作”的教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程都是教師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生機(jī)械地按照老師教導(dǎo)的步驟去完成，很少去思考，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由于受儀器數(shù)量的限制，許多實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)必須由教師提前做好，學(xué)生多人一組，容易造成小組中只有少數(shù)或個(gè)別動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生積極主動(dòng)操作，而操作僅按教師和教材要求的進(jìn)行，多為驗(yàn)證一些已知數(shù)據(jù)，缺乏動(dòng)腦去研究實(shí)驗(yàn)方案。而實(shí)驗(yàn)中儀器故障、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等都由教師解決，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中處于被動(dòng)的地位。在這樣的教學(xué)模式中，學(xué)生互相抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象屢見不鮮，而教師因?yàn)閾?dān)心學(xué)生在操作中有較多的疑難問題，總是把實(shí)驗(yàn)進(jìn)程講得過于詳細(xì)。這種呆板的教學(xué)方法使實(shí)驗(yàn)過程缺少思考，缺少提問，缺少討論，抑制了學(xué)生的思維積極性，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不感興趣，甚至覺得預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書也是多余的。

2 儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

2.1 更新儀器設(shè)備，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

儀器分析實(shí)驗(yàn)是與社會(huì)發(fā)展速度關(guān)系特別密切的學(xué)科，所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容應(yīng)與時(shí)代發(fā)展一致。根據(jù)學(xué)校發(fā)展的特點(diǎn)，我們及時(shí)淘汰和更新了落后和老化的分析儀器設(shè)備，購(gòu)買了一些先進(jìn)的分析儀器設(shè)備，包括液相色譜儀、差熱分析儀、紫外可見分光光度計(jì)、紅外光譜儀等。這些先進(jìn)的儀器設(shè)備充實(shí)到儀器分析實(shí)驗(yàn)中，大幅度提高了我系實(shí)驗(yàn)裝備水平和現(xiàn)代化程度。針對(duì)我系有應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)教育、制藥工程、食品工程等多個(gè)專業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合我系現(xiàn)有的儀器設(shè)備，重新修訂了各專業(yè)的教學(xué)大綱，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容重點(diǎn)放在與生產(chǎn)實(shí)踐以及科學(xué)研究最常用的光學(xué)分析、色譜分析和電化學(xué)分析等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。針對(duì)不同專業(yè)設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)中完善和鞏固理論課學(xué)習(xí)的各個(gè)知識(shí)要點(diǎn)，能夠?qū)W以致用。

2.2 建立現(xiàn)場(chǎng)預(yù)習(xí)制度，提高預(yù)習(xí)質(zhì)量

儀器分析實(shí)驗(yàn)的儀器一般都比較精密、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)生僅按照實(shí)驗(yàn)課本來預(yù)習(xí)，頭腦中對(duì)儀器結(jié)構(gòu)、原理及操作方法等都很茫然，雖然預(yù)習(xí)了一遍，但腦子仍然一片空白。為改善這種情況，我們建立了課前和現(xiàn)場(chǎng)兩次預(yù)習(xí)制度。在課前要求學(xué)生先對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有所了解，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，再對(duì)著儀器將實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)教師在現(xiàn)場(chǎng)會(huì)給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。這樣使學(xué)生對(duì)儀器的構(gòu)造、原理及操作有初步的了解，從而加深對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性有所提高，不會(huì)盲目，心中有數(shù)，從而縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高了實(shí)驗(yàn)效率。

2.3 精講重點(diǎn)，循環(huán)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇是否恰當(dāng)是上好實(shí)驗(yàn)課的重要基礎(chǔ)，由于儀器分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容繁多，交叉性特別強(qiáng)，融入較多現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)與信息。學(xué)生在限定的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握全部的儀器和方法較難，因此，必須合理編排實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，所選的實(shí)驗(yàn)既要具有廣泛性又要具有針對(duì)性，同時(shí)必須要圍繞專業(yè)的特點(diǎn)，內(nèi)容上需循序漸進(jìn)。

由于儀器分析實(shí)驗(yàn)采用的是精密儀器，多數(shù)儀器都比較昂貴，全系只有一兩臺(tái)，客觀上決定了不可能每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手的機(jī)會(huì)，針對(duì)這種情況，我們采取了循環(huán)實(shí)驗(yàn)的模式，每次同時(shí)開設(shè)多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這樣就能減少每組學(xué)生數(shù)，使每個(gè)學(xué)生都能親自操作儀器，避免了抄襲數(shù)據(jù)的可能，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

2.4 多形式教學(xué)，完善教學(xué)模式

實(shí)驗(yàn)課堂上一般采用“實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書+教師講解+學(xué)生操作”的教學(xué)模式，許多實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)由教師提前準(zhǔn)備好，實(shí)驗(yàn)操作僅按教師和教材要求的進(jìn)行，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本上都屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生缺少動(dòng)腦去思考實(shí)驗(yàn)方案［5］。不可否認(rèn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以深化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)認(rèn)識(shí)，起到強(qiáng)化記憶的作用，但其缺乏獨(dú)立思考及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新內(nèi)容。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，變被動(dòng)實(shí)驗(yàn)為主動(dòng)思考、研究，我們改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，提出了由驗(yàn)證性、綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)構(gòu)成的新課程體系。而且我們也采用計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)模式，把一些大型儀器難以實(shí)景呈現(xiàn)的儀器內(nèi)部構(gòu)造，均采用模擬教學(xué)演示，使學(xué)生能更多的了解課本之外的新型儀器設(shè)備和分析技術(shù)，課件給出儀器構(gòu)造的剖面示意圖，并通過動(dòng)畫生動(dòng)、直觀地顯示該分析方法的儀器流程。便于學(xué)生掌握儀器使用的步驟和原則，加深操作過程中對(duì)注意事項(xiàng)的理解。

2.5 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告的整理，實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定客觀

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)課堂教學(xué)效果的反饋，因此實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫是否規(guī)范對(duì)教學(xué)有重要意義。我們要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄時(shí)以表格形式記錄，數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確、真實(shí)，盡量不涂改;數(shù)據(jù)處理要求有必要的誤差分析。而且要有結(jié)果討論，結(jié)果討論可以分析實(shí)驗(yàn)過程中的失敗與成功原因，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，也可以對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)理論知識(shí)的進(jìn)行總結(jié)或者提出自己對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的問題或建議，如改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法等。

實(shí)驗(yàn)成績(jī)可以激勵(lì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，使學(xué)生樂于實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)成績(jī)總分100分:實(shí)驗(yàn)出席(10分);實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(10分)實(shí)驗(yàn)過程是否認(rèn)真，是否任意涂改、抄襲他人數(shù)據(jù);實(shí)驗(yàn)操作(45分)，實(shí)驗(yàn)過程操作是規(guī)范，原始記錄是否清楚;衛(wèi)生(5分)，實(shí)驗(yàn)過程中及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后是否保持臺(tái)面清潔，儀器擺放規(guī)范，無(wú)亂扔廢紙等;實(shí)驗(yàn)報(bào)告(30分)，書寫整潔規(guī)范、整潔，數(shù)據(jù)記錄與處理記錄是否清楚正確，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否準(zhǔn)確，對(duì)實(shí)驗(yàn)有自己獨(dú)特的理解。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，儀器分析實(shí)驗(yàn)課是對(duì)儀器分析理論知識(shí)的再學(xué)習(xí)、鞏固與提高的過程，儀器分析實(shí)驗(yàn)改革的嘗試，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)，我們只有在教學(xué)實(shí)踐中不斷積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，完善教學(xué)方法和模式，合理地利用現(xiàn)代化教學(xué)手段來調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，盡可能地培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

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G642.0

B

1003－3467(2012)15－0062－03

2012－05－30

綏化學(xué)院2011年新世紀(jì)教育教學(xué)改革項(xiàng)目(ZD201103);

田喜強(qiáng)(1980－)，男，碩士，講師，從事納米功能材料研究工作和教學(xué)工作，電話:18645591250。