李繼睿

摘要儀器分析課程是工業(yè)分析與檢驗(yàn)專業(yè)的專業(yè)課程，對(duì)儀器分析課程開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課，有利于提高學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。本文時(shí)儀器分析設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)置、教學(xué)組織、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)進(jìn)行了初步探索。

關(guān)鍵詞儀器分析設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案創(chuàng)新能力

一、總體構(gòu)想

實(shí)驗(yàn)課教學(xué)以學(xué)生個(gè)體素質(zhì)發(fā)展為中心，體現(xiàn)個(gè)性化、多樣化的特征，為學(xué)生的稟賦和潛能的充分開發(fā)創(chuàng)造一種良好的環(huán)境。儀器分析實(shí)驗(yàn)課中開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程，旨在構(gòu)建一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的平臺(tái)，力圖使傳統(tǒng)的注入式、應(yīng)證性模仿教學(xué)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)性、探索性教學(xué)。以增強(qiáng)學(xué)生的好奇心和興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生具備良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、探索精神和嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)、誠(chéng)實(shí)品德和科學(xué)精神。具體而言，就是要培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)，對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，擬定實(shí)驗(yàn)方案。獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得出結(jié)論，并掌握科學(xué)論文的格式進(jìn)行寫作，從而提高學(xué)生素質(zhì)的綜合能力。

二、安排措施

(一)加強(qiáng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)與文獻(xiàn)課程教學(xué)的銜接

將文獻(xiàn)課程與儀器分析實(shí)驗(yàn)課程安排在同一學(xué)期，以“分光光度法測(cè)定KM-nO4和k2Cr2O7雙組分體系”為題目。將題目和關(guān)鍵詞提前布置給學(xué)生，作為文獻(xiàn)課練習(xí)作業(yè)，要求文獻(xiàn)課要學(xué)會(huì)各種檢索工具和方法查閱文獻(xiàn)，最終將結(jié)果以綜述的形式上交，作為文獻(xiàn)課考核內(nèi)容。在文獻(xiàn)課教學(xué)中，教師就所給題目和關(guān)鍵詞指導(dǎo)學(xué)生查找文獻(xiàn)并總結(jié)，最后寫成綜述。這樣不僅提高了文獻(xiàn)課教學(xué)的針對(duì)性，進(jìn)一步提高學(xué)生的興趣，而且引導(dǎo)學(xué)生寫綜述增加了學(xué)生的成就感。

通過(guò)文獻(xiàn)課程與儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的統(tǒng)一安排，學(xué)生有充足的時(shí)間查閱文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)。學(xué)生進(jìn)一步掌握了儀器分析基本原理，了解雙波長(zhǎng)分光光度法的使用范圍和意義，知道雙波長(zhǎng)分光光度法不僅可以測(cè)定KMnO4和K2Cr207雙組分體系的含量，而且還可以測(cè)定其他體系，例如：鈷和鎳、維生素B1和B12混合體系等。學(xué)生既鞏固了課本的知識(shí)和原理，也學(xué)到了課本上沒有的內(nèi)容，擴(kuò)展了知識(shí)面，并能將所學(xué)的理論運(yùn)用在實(shí)際的工作中。

(二)加強(qiáng)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

通過(guò)文獻(xiàn)課文獻(xiàn)的查閱和小綜述的寫作，運(yùn)用所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生擬定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，方案內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)原理；所需藥品以及所需溶液的配制方法；所需要的儀器、設(shè)備；實(shí)驗(yàn)步驟；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法；參考文獻(xiàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案擬定以后，由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師審閱，小組討論并再修改完善定稿。經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師簽字，學(xué)生方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論和寫作能力的提高

教師應(yīng)向?qū)W生明確實(shí)驗(yàn)過(guò)程、現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等的重要性，要求學(xué)生詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、分析和討論。學(xué)生在老師的指導(dǎo)下整理、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，獨(dú)立撰寫論文。老師組織討論、修改定稿。學(xué)生以撰寫科學(xué)研究小論文的形式完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。這樣通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的綜合過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)參與和實(shí)踐的鍛煉，提高學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和論文寫作能力。

(四)組織學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查

調(diào)查結(jié)果表明，同學(xué)們對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)持積極肯定態(tài)度。65.5％的同學(xué)喜歡或比較喜歡設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課，95.8％同學(xué)認(rèn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課有利于提高自己的思維能力、組織能力、動(dòng)手能力。92.2％認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作技能培養(yǎng)幫助程度認(rèn)為較大。35.5％同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)施及實(shí)驗(yàn)條件不滿意。通過(guò)反饋學(xué)生對(duì)儀器分析設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課實(shí)際效果的意見，以進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程。

三、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)與管理

在完成儀器分析基本操作訓(xùn)練后，學(xué)生已基本具備了獨(dú)立操作的實(shí)驗(yàn)技能和相關(guān)的理論知識(shí)，便可轉(zhuǎn)入進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段模擬科研管理方式，讓學(xué)生自愿組成若干設(shè)計(jì)小組，從題目選擇、方案設(shè)計(jì)、實(shí)施的全過(guò)程，實(shí)行全方位“開放”，便于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和自主創(chuàng)新精神。

開設(shè)儀器分析設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)應(yīng)抓好以下環(huán)節(jié)：

(一)題目的選擇與難度的把握

為了使設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期的目的，題目的選擇十分重要。題目應(yīng)有一定理論意義與實(shí)用價(jià)值，還應(yīng)注意適當(dāng)?shù)碾y度和學(xué)生的“個(gè)性”。在充分聽取學(xué)生意見后，在擬題上，采取教師推薦與學(xué)生自擬相結(jié)合；在定題時(shí)，實(shí)行學(xué)生自主選題。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的“參與”熱情。在評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)上對(duì)于自擬題目的起評(píng)分應(yīng)高于同類推薦題目。參考選題見表1。

(二)資料的查閱與方案的設(shè)計(jì)

在學(xué)生定題后的1～2周時(shí)間，安排學(xué)生利用課外時(shí)間去查閱資料和完成方案的初步設(shè)計(jì)。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生查閱資料的一般方法，介紹一些有關(guān)的參考書和期刊，讓學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)帶著問(wèn)題去查閱。這樣不但擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，也可使學(xué)生養(yǎng)成閱讀課外資料、關(guān)注本學(xué)科學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)的習(xí)慣。

(三)學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)全過(guò)程

設(shè)計(jì)方案基本確定后，從藥品儀器的準(zhǔn)備到分析測(cè)定的全過(guò)程，都由學(xué)生自己組織完成。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生碰到的問(wèn)題，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析原因，使學(xué)生加深對(duì)有關(guān)知識(shí)的理解。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的思維非?；钴S，往往一個(gè)題目提出幾種方案，在條件允許的情況下實(shí)驗(yàn)室盡量滿足學(xué)生的要求，甚至對(duì)于一些不夠合理的方案也允許學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓他們自己分析原因。

在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段，實(shí)驗(yàn)室全天開放，學(xué)生可自主安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

(四)認(rèn)真總結(jié)、討論交流

經(jīng)過(guò)幾周的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生收獲都很大。為了鞏固這一成果，教師應(yīng)要求學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)總結(jié)。內(nèi)容一般包括六部分：實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義；方案設(shè)計(jì)及理論依據(jù)；實(shí)驗(yàn)路線與步驟；數(shù)據(jù)處理與結(jié)果討論；組內(nèi)人員主要分工；對(duì)實(shí)驗(yàn)課的建議與要求。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可與學(xué)生科技競(jìng)賽相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)總結(jié)作為競(jìng)賽內(nèi)容在一定范圍內(nèi)進(jìn)行交流。教師與出席討論會(huì)的同學(xué)都可作評(píng)委，由設(shè)計(jì)小組進(jìn)行答辯，討論十分活躍，效果非常好。

四、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果評(píng)價(jià)

欲開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程，應(yīng)先提交申請(qǐng)報(bào)告在實(shí)驗(yàn)處和系部備案；在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開課時(shí)和結(jié)束后，可由教務(wù)處或系部組織進(jìn)行認(rèn)定評(píng)估驗(yàn)收，認(rèn)定人員應(yīng)在3人以上。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的檢驗(yàn)，可由各系組織采用座談會(huì)或問(wèn)卷形式。人員可由各開課班學(xué)生自愿參加。重點(diǎn)了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖欠衩鞔_、實(shí)驗(yàn)條件是否能滿足、是否是獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，收獲大小等。也可制成表2形式問(wèn)卷，表2評(píng)分在85分以上，表中1、2、5、6是重點(diǎn)，其余再滿足3項(xiàng)，即可認(rèn)為教學(xué)效果是好的。

文獻(xiàn)課程和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的銜接使學(xué)生的學(xué)習(xí)有了更明確的目標(biāo)，學(xué)習(xí)積極性得以提高。為了完成方案設(shè)計(jì)，同學(xué)們主動(dòng)和文獻(xiàn)課老師聯(lián)系，查閱文獻(xiàn)的任務(wù)明確，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性提高，更進(jìn)一步清楚怎樣去解決學(xué)習(xí)中遇到的困難，改變了以往為查文獻(xiàn)而查文獻(xiàn)的情況。

同時(shí)，通過(guò)綜述的寫作，學(xué)生增強(qiáng)了查閱文獻(xiàn)的主動(dòng)積極性，鍛煉了文獻(xiàn)綜合能力和寫作能力，并通過(guò)對(duì)各種文獻(xiàn)的評(píng)價(jià)，更加明確設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的對(duì)于實(shí)驗(yàn)方案的擬定，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，通過(guò)討論，去偽存真，縮小從理論到實(shí)踐的差距，增加了理論分析能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)能力的感悟。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)所獲實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，最后通過(guò)寫作論文的形式，將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的各種訓(xùn)練匯于一體，學(xué)生的綜合寫作能力得到培養(yǎng)。

總之，通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的鍛煉。學(xué)生將相關(guān)知識(shí)綜合運(yùn)用起來(lái)，知識(shí)、能力、素質(zhì)三者得到了融合與發(fā)展。而且學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高，為畢業(yè)論文寫作打下了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，加強(qiáng)了任課教師間的相互溝通，增強(qiáng)了文獻(xiàn)課與其他課程的聯(lián)系。

(責(zé)編盧海)