摘 要： 以服務(wù)地方經(jīng)濟為出發(fā)點，培養(yǎng)各類創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才是地方高校的主要培養(yǎng)目標(biāo)。結(jié)合地方高校和學(xué)生的特點，本文提出《儀器分析》課程培養(yǎng)學(xué)生興趣的一些方法和教改方面的一些措施，以培養(yǎng)創(chuàng)新性強、應(yīng)用性強的“雙強”人才。
　　關(guān)鍵詞： 《儀器分析》課程 興趣培養(yǎng) 課程改革
　　
　　儀器分析大多采用現(xiàn)代分離和表征技術(shù)，其方法具有簡便、快速、靈敏、準(zhǔn)確、選擇性高、易實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，在動植物、土壤、肥料、農(nóng)藥、食品工程、農(nóng)林生態(tài)、環(huán)境保護(hù)、品種選育、資源開發(fā)及利用、衛(wèi)生檢驗等方面發(fā)揮著重大作用。近年來，儀器分析已成為現(xiàn)代實驗化學(xué)的重要支柱。目前，我國絕大多數(shù)的大專院校都為化學(xué)、環(huán)境、食品、藥學(xué)、生物等專業(yè)的學(xué)生開設(shè)儀器分析理論及實驗課程。然而，分析儀器價格昂貴、操作費用高、培訓(xùn)時間長、設(shè)備維護(hù)難等主客觀條件的限制，大大影響了教學(xué)質(zhì)量的提高，導(dǎo)致學(xué)生在遇到實際問題時無從下手。為培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識，為向地方社會輸送創(chuàng)新性強和應(yīng)用性強的“雙強”人才，我們有必要對儀器分析及其實驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。
　　1.《儀器分析》課程現(xiàn)狀
　　《儀器分析》課程具有以下特點：（1）儀器分析抽象，涉及的知識面廣，難于理解，學(xué)生難以記憶和掌握，進(jìn)而對該門課不感興趣。（2）儀器分析課所用的儀器通常價格昂貴，大多數(shù)高校配備數(shù)量有限，造成學(xué)生在課堂上實踐機會比較少。（3）儀器發(fā)展、更新速度快，常常造成理論和實際應(yīng)用相脫節(jié)。（4）由于實驗課時有限，且儀器價格昂貴，儀器分析實驗主要為演示性實驗，由教師獨立完成，學(xué)生僅是觀摩和寫實驗報告，或在教師詳細(xì)介紹了實驗內(nèi)容、儀器結(jié)構(gòu)和使用方法后，在將實驗藥品、器材全部準(zhǔn)備好的情況下由學(xué)生進(jìn)行實驗，學(xué)生很少有發(fā)揮主觀能動性的空間。因此，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)習(xí)主動性和積極性，是教學(xué)改革的關(guān)鍵。
　　此外，部分學(xué)校為節(jié)約開支，將實驗分組減少，每組學(xué)生人數(shù)偏多。大部分同學(xué)只是走馬觀花，對整個實驗過程不甚理解，更談不上掌握。學(xué)生完全缺乏主動性，能力得不到培養(yǎng)和提高。理論課抽象枯燥，實驗課被動單一，嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量，違背了高校人才培養(yǎng)理念，難以為社會輸送合格的應(yīng)用性人才。因此應(yīng)改革現(xiàn)行教學(xué)方法，使學(xué)習(xí)內(nèi)容由枯燥乏味變生動有趣，使學(xué)習(xí)方式變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。
　　2.注重學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)
　　2.1介紹儀器發(fā)展歷史背景
　　如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣成為儀器分析教學(xué)改革的關(guān)注點之一［１］—［２］。分析學(xué)習(xí)對象是硬生生、冷冰冰的儀器，如教師能在教學(xué)過程中加入一些人文知識、儀器發(fā)展歷程或歷史背景的內(nèi)容，恰當(dāng)?shù)卮┎逡恍┛茖W(xué)史料，讓學(xué)生暢游在儀器分析的時間長廊里，沿著分析儀器發(fā)展的足跡去認(rèn)識其發(fā)展的迫切性和必要性，必將會激起學(xué)生學(xué)習(xí)儀器分析的興趣和熱情。比如在講氣相色譜或液相色譜時，可以從1906年俄國植物學(xué)家茨維特以碳酸鈣粉末分離葉綠素的實驗開始，從最早的液固色譜講到液液色譜，再講到氣相色譜，以至后來所發(fā)展的超臨界流體色譜、毛細(xì)管色譜、毛細(xì)管電泳等，將整個色譜的發(fā)展過程向?qū)W生進(jìn)行簡要的介紹；在講述原子吸收光譜時，向?qū)W生介紹1955年澳大利亞科學(xué)家Walsh和荷蘭科學(xué)家Alkemade發(fā)明第一臺原子吸收光譜的情景。向?qū)W生介紹諾貝爾獎設(shè)立至今，眾多科學(xué)家得獎都離不開先進(jìn)儀器的應(yīng)用，甚至許多物理學(xué)家、化學(xué)家、醫(yī)學(xué)家直接因為發(fā)明儀器而獲獎。學(xué)生在聽完這些故事后會精神振奮，興致倍增。
　　2.2利用多媒體課件
　　儀器分析課程內(nèi)容抽象枯燥，難以記憶和理解，如果教師僅僅用“粉筆+黑板”的模式向?qū)W生傳授知識，則往往難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)不到良好的教學(xué)效果。多媒體具有聲、形、景、動、靜結(jié)合等多樣的表現(xiàn)形式，信息量大、有良好的誘發(fā)性和易接受性［３］。如將儀器的結(jié)構(gòu)和原理以Flash動畫的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，借助多媒體的多樣性、交互性、集成性，就會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如能把儀器的整個工作過程演示出來，則可以增加學(xué)生的理解和記憶，學(xué)習(xí)效果會更佳，學(xué)生通過簡單的電腦操作就能在數(shù)分鐘內(nèi)完成模擬實驗。計算機能力強的教師或教學(xué)組可以自行編寫相關(guān)儀器演示的多媒體動畫，或從網(wǎng)站下載儀器分析教程相關(guān)動畫。教師也可錄制有關(guān)儀器的標(biāo)準(zhǔn)操作方法的錄像供學(xué)生觀看，以便學(xué)生做好上機前的準(zhǔn)備工作。同時，由于儀器分析課時有限，而學(xué)習(xí)內(nèi)容相對較多，故多媒體的運用還可為教師節(jié)省板書時間，使授課的信息量加大，知識容量擴大，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。
　　2.3與現(xiàn)實生活相聯(lián)系
　　讓學(xué)生認(rèn)識到所學(xué)知識的重要性，必須與生活緊密聯(lián)系起來。在向?qū)W生講授某大型儀器時，可以先向?qū)W生發(fā)問：應(yīng)該用哪些儀器開展這種分析？比如在講授原子發(fā)射或原子吸收光譜前，問學(xué)生如何知道河流里面的重金屬是否超標(biāo)；在講授氣相色譜前，問學(xué)生如何知道河水中有機物的種類及其含量，不同品牌和香型的白酒其成分和含量的差異，蔬菜和水果的農(nóng)藥殘留如何測定；在講授高效液相色譜前，詢問學(xué)生用什么方法可以檢測出紅心鴨蛋里的蘇丹紅，以及嬰幼兒配方奶粉或其他乳制品中三聚氰胺的含量。這些與食品安全或生活實際關(guān)系緊密的話題很容易引起學(xué)生的興趣，使他們感受到儀器分析這門課的重要性，明白儀器分析在人們生產(chǎn)生活中的重要地位，從而認(rèn)真踏實地學(xué)習(xí)。在這種情況下，教師可進(jìn)一步要求學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識的基礎(chǔ)上，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)使用儀器。最好能夠安排對實際樣品的檢測實驗，達(dá)到學(xué)以致用，讓學(xué)生經(jīng)過艱苦的勞動后體會成功的快樂，增加學(xué)習(xí)信心和動力，激勵他們?nèi)W(xué)好這門課程。
　　2.4開設(shè)專題講座
　　結(jié)合學(xué)生專業(yè)特點，可聘請有關(guān)專家或由任課老師向?qū)W生開設(shè)一些專題講座，其內(nèi)容可以是涉及某一儀器分析領(lǐng)域?qū)ｎ}的最新發(fā)展和研究動態(tài)等，也可以是利用儀器分析原理去解決一些生產(chǎn)生活中的實際問題，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲，拓寬學(xué)生的視野。比如，可向環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)“室內(nèi)空氣污染的檢測分析”、“河流底泥中重金屬形態(tài)的測定分析”等專題講座。由于講座內(nèi)容既有深度廣度，又能結(jié)合學(xué)生實際，因此能收到較好的教學(xué)效果。
　　2.5充分利用網(wǎng)絡(luò)資源
　　當(dāng)今世界是知識大爆炸的信息時代，網(wǎng)絡(luò)資源的普及為信息的獲取和知識的飛速傳遞提供了不可替代的平臺。針對大學(xué)生喜愛在網(wǎng)絡(luò)上學(xué)習(xí)和休閑的特點，可建立學(xué)生學(xué)習(xí)知識的公共平臺，將一些儀器標(biāo)準(zhǔn)操作和應(yīng)用實例的視頻放到平臺上共享。儀器分析任課老師還可分學(xué)科專業(yè)開辟不同的QQ群，將一些有關(guān)儀器分析方面的知識、相關(guān)科學(xué)家生活趣聞、相關(guān)儀器最新發(fā)展動態(tài)等都可以放到群里共享。這些信息的搜集和資料的上傳不限于教師，學(xué)生也可以自己在網(wǎng)上搜集素材上傳，在知識學(xué)習(xí)和共享的同時，培養(yǎng)和增加對課程學(xué)習(xí)的興趣，任課老師也可以從平臺上獲取一些他所不知的知識點，從而形成教學(xué)相長的良好氛圍。
　　2.6組織參觀學(xué)習(xí)和聽取學(xué)術(shù)報告
　　學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和任課老師不定期地組織帶領(lǐng)不同專業(yè)的學(xué)生參觀本市研發(fā)或主要使用分析儀器進(jìn)行檢測的企事業(yè)單位，如組織環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生參觀污水處理廠、水文監(jiān)測站、環(huán)保局等單位。這樣一方面可拓展學(xué)生視野，彌補學(xué)校儀器設(shè)備不全面無法實踐的問題，另一方面實驗檢測與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，可為學(xué)生將來的工作或科研打下基礎(chǔ)。另外，利用學(xué)?；蛑苓叺貐^(qū)舉辦大型儀器展示會的機會，組織學(xué)生參觀，開闊視野，緊跟儀器發(fā)展前沿。
　　請有關(guān)專家或知名儀器廠商到校作學(xué)術(shù)報告，介紹學(xué)科發(fā)展前沿知識、生產(chǎn)實踐對科研儀器的要求，以及儀器發(fā)展的最新動向等也是不錯的選擇。
　　
　　3.課程改革措施
　　3.1運用比較和總結(jié)教學(xué)法
　　由于儀器分析課程內(nèi)容眾多，涉及知識面廣，包括色譜分析（氣相色譜、液相色譜）、電化學(xué)分析（電位分析、伏安分析、庫侖分析）、光譜分析（紫外、紅外、分子發(fā)光、激光拉曼、核磁共振波譜、原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜），以及質(zhì)譜分析等內(nèi)容，因此在學(xué)習(xí)中應(yīng)注意運用比較和總結(jié)教學(xué)法，以比較為出發(fā)點，將原理、條件選擇和應(yīng)用等一并講授。如將氣相色譜與液相色譜比較、原子吸收與原子發(fā)射相比較。注意及時總結(jié)歸納各類儀器分析方法的共性和個性特點，抓住學(xué)習(xí)主線和核心內(nèi)容，使學(xué)習(xí)內(nèi)容層次清楚、融會貫通，以達(dá)到事半功倍的效果。教師應(yīng)向?qū)W生介紹各類儀器、分析方法的原理及應(yīng)用的差異與聯(lián)系，盡可能避免孤立地介紹各種分析方法和分析儀器，及時對章節(jié)、課程進(jìn)行總結(jié)，使學(xué)生對課程內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu)及其之間的聯(lián)系更加清楚，深化知識的學(xué)習(xí)與理解，提高和培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和歸納能力。
　　3.2課堂教學(xué)與演示實驗緊密結(jié)合
　　儀器分析課程理論知識較為抽象，而地方高校的學(xué)生普遍基礎(chǔ)薄弱、底子不好，對理論性強的知識易產(chǎn)生畏難心理。高校課程安排通常每次是兩個課時，如能在第一節(jié)課時進(jìn)行理論知識傳授后，隨堂或下一節(jié)課時即帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入儀器實驗室進(jìn)行演示性實驗教學(xué)，則效果會好很多，能使學(xué)生在理性認(rèn)識的基礎(chǔ)上增加許多感性認(rèn)識。例如，在課堂上向?qū)W生講授了高效液相色譜（HPLC）背景知識、分離原理、儀器構(gòu)造等后，立即帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入HPLC實驗場地，對照儀器實物進(jìn)行觀摩教學(xué)，向?qū)W生重點介紹儀器的工作原理，對照儀器講述儀器各部分模塊的功能特點，并講述儀器的應(yīng)用領(lǐng)域和典型的應(yīng)用實例，如可分析奶制品中的三聚氰胺，從而引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后，任課老師再從頭到尾做一次演示性操作，在儀器各部分運行的同時，再次講解各部分構(gòu)造及其功能，使學(xué)生能夠獲得更多的感性認(rèn)識，印象也會更加深刻，如可以請經(jīng)驗豐富的儀器操作人員按標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行演示操作，并制作成光盤資料后放至該課程網(wǎng)絡(luò)共享資料空間，供學(xué)生反復(fù)觀看學(xué)習(xí)，在加深理解的同時也降低了學(xué)生操作儀器不當(dāng)?shù)娘L(fēng)險。
　　3.3專業(yè)側(cè)重式教學(xué)
　　由于儀器分析課程內(nèi)容涵蓋面廣，儀器種類較多，而理論課往往只有30—40個學(xué)時，如將所有內(nèi)容向?qū)W生講授既不現(xiàn)實又無必要，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也不會好。地方高校主要為地方培養(yǎng)應(yīng)用型人才，因此應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)的學(xué)科特點，充分考慮相關(guān)企業(yè)的實際需求，向?qū)W生選擇性地講授某種儀器的理論知識，并開設(shè)一些代表性地實驗內(nèi)容。如環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生，主要培養(yǎng)的是城市和城鎮(zhèn)水、氣、聲、固體廢物、給排水工程等污染防治和控制規(guī)劃專業(yè)人才［４］，應(yīng)重點向其講授高效液相色譜、氣相色譜、原子吸收光譜等相關(guān)儀器的分析技術(shù)及方法應(yīng)用。同時，削減與環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在實際工作中應(yīng)用甚少的相關(guān)儀器分析理論，如伏安分析法、紫外、紅外、分子發(fā)光、激光拉曼、核磁共振波譜、質(zhì)譜分析等，與環(huán)境工程專業(yè)貼合度不高，應(yīng)以學(xué)生自學(xué)為主。
　　3.4建立綜合實驗體系
　　以往的實驗教學(xué)方式采用的是“三定式”，即在實驗手段上采用規(guī)定好的實驗線路和步驟，使用規(guī)定的儀器并在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗。采用這種教學(xué)方式，學(xué)生只是機械單調(diào)地重復(fù)實驗過程，其思維能力和創(chuàng)造能力均受到局限，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高。此外，理論教學(xué)與實踐教學(xué)相脫節(jié)也是儀器分析課程的一個主要問題。如教師在原理部分通常會花上5—6個學(xué)時才能講透徹，而真正的應(yīng)用實例部分只有1學(xué)時甚至不到1學(xué)時。因此，應(yīng)在課余時間向高年級學(xué)生實行開放實驗室制度，對一些價格昂貴的儀器，規(guī)定學(xué)生必須在觀看標(biāo)準(zhǔn)操作視頻后或由有經(jīng)驗的學(xué)長帶領(lǐng)下進(jìn)行實驗，以避免發(fā)生誤操作。
　　地方高?？梢詫⒄n程實驗、開放性設(shè)計實驗、課外科技活動實驗、畢業(yè)論文設(shè)計實驗有機地結(jié)合在一起，逐層遞進(jìn)，這樣有利于提高學(xué)生綜合利用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，是培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力的有效途徑，同時拓寬了學(xué)生的知識面，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力［５］。在實際從事課外科技活動或畢業(yè)設(shè)計的過程中，教師應(yīng)因材施教，根據(jù)每個學(xué)生的實際情況，為其量身選定難度適宜的并具有一定水平的課題，認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生利用相關(guān)儀器設(shè)備完成實驗。如實驗設(shè)計難度太大，在實施過程中常會讓學(xué)生產(chǎn)生挫折感，以致產(chǎn)生厭煩心理，從而失去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的興趣。
　　通過專業(yè)側(cè)重式教學(xué)和綜合實驗體系的構(gòu)建，學(xué)生主動汲取知識的能力將得到提高。后進(jìn)生在先進(jìn)生的帶動下，也能逐步加入到開放性設(shè)計實驗、課外科技活動實驗、畢業(yè)論文設(shè)計實驗中來。學(xué)生通過自己的實踐，將書本上“死理論”變成“活應(yīng)用”。這使學(xué)生能夠觸類旁通，點面結(jié)合、溫故知新，充分體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位和教師的主導(dǎo)作用，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，可以在較短的時間內(nèi)提高學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識的能力，以及創(chuàng)新能力。
　　4.結(jié)語
　　儀器分析是一門實踐性很強的課程，地方高校應(yīng)針對學(xué)生能力基礎(chǔ)和專業(yè)特點，充分培養(yǎng)和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，重視儀器分析的實踐應(yīng)用，加大開放性設(shè)計實驗、課外科技活動實驗、畢業(yè)論文設(shè)計實驗的比重，使學(xué)生既具備扎實的理論基礎(chǔ)和較強的儀器操作技能，又具有較強創(chuàng)新意識及創(chuàng)業(yè)能力，進(jìn)一步增強學(xué)生就業(yè)和發(fā)展的競爭力，初步實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，為地方經(jīng)濟建設(shè)作出貢獻(xiàn)。
　　
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