張 輝

（唐山師范學(xué)院 化學(xué)系，河北 唐山 063000）

儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)探討

張 輝

（唐山師范學(xué)院 化學(xué)系，河北 唐山 063000）

儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在教材相對(duì)陳舊、教學(xué)方式簡(jiǎn)單、學(xué)生主觀能動(dòng)性與創(chuàng)新意識(shí)不足等問(wèn)題。針對(duì)性的改進(jìn)措施包括自編實(shí)驗(yàn)講義、積極利用多媒體技術(shù)、豐富教學(xué)方法、增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)以提高學(xué)習(xí)積極性、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)考核方式多樣化以及嘗試開展開放性實(shí)驗(yàn)等。實(shí)踐證明，改進(jìn)措施激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，同時(shí)也增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。

儀器分析；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改進(jìn)

儀器分析廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。作為我?；瘜W(xué)類專業(yè)學(xué)生的必修課程，儀器分析實(shí)驗(yàn)是繼化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)后，平行于儀器分析理論課而開設(shè)的以學(xué)習(xí)儀器使用為主的實(shí)驗(yàn)課程。作者根據(jù)多年的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析了儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出針對(duì)性的改進(jìn)措施。

1 當(dāng)前儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足

1.1 教材內(nèi)容普遍比較陳舊

隨著科學(xué)技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，分析儀器的面貌可謂日新月異，儀器的更新?lián)Q代周期越來(lái)越短；同時(shí)隨著國(guó)家對(duì)高校實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的加大投入，許多高校的分析儀器也都進(jìn)行了更新[1]。而現(xiàn)在的儀器分析實(shí)驗(yàn)教材多是幾年甚至十幾年前的，教材中所涉及的儀器型號(hào)就更加落后。學(xué)生閱讀十幾年或者二十年前的儀器操作說(shuō)明，導(dǎo)致操作新型儀器時(shí)卻一無(wú)所知、無(wú)從下手。而且很多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容陳舊，既跟不上現(xiàn)實(shí)要求也不符合綠色化學(xué)的理念。新儀器與原有實(shí)驗(yàn)教材中儀器的使用、儀器的型號(hào)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等存在的矛盾日益突出。這就對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教材編寫提出了很高的要求，與時(shí)俱進(jìn)應(yīng)當(dāng)成為當(dāng)前儀器分析實(shí)驗(yàn)的最基本要求。

1.2 教學(xué)方法相對(duì)簡(jiǎn)單

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式由教師給出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作講解并演示儀器的使用，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)照方抓藥。實(shí)踐證明，在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采用這種傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法效果并不好。這種教學(xué)方法使學(xué)生始終處于被動(dòng)狀態(tài)，對(duì)教師產(chǎn)生依賴心理，師生缺乏互動(dòng)，機(jī)械呆板。沒(méi)有留給學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)思考、探索創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提高。

1.3 考核模式單一

實(shí)驗(yàn)課主要采用平時(shí)成績(jī)加筆試成績(jī)的考核模式，平時(shí)成績(jī)主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)?yōu)橹?，缺乏?duì)學(xué)生能力測(cè)試的內(nèi)容。往往讓學(xué)生停留在抄書、抄講義、機(jī)械背誦儀器結(jié)構(gòu)、原理以應(yīng)付考核的層次上。這種考核模式導(dǎo)致不少學(xué)生“應(yīng)付”做實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不去分析，忽視了實(shí)驗(yàn)的實(shí)際意義。日積月累，學(xué)生主觀能動(dòng)的思考活動(dòng)越來(lái)越少，綜合分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力和科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究能力得不到有效提高。

1.4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員任務(wù)繁重

隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大，生師比日益攀升，我系所有專業(yè)學(xué)生都開設(shè)了儀器分析實(shí)驗(yàn)課程，而從事儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的人員卻很有限，其中大部分老師還有繁重的理論教學(xué)任務(wù)，這導(dǎo)致儀器的利用效率略顯不足。例如實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，學(xué)生還想使用儀器完成一些感興趣的實(shí)驗(yàn)的想法得不到及時(shí)滿足。經(jīng)常有學(xué)生拿著家鄉(xiāng)帶來(lái)的水樣想分析其中的污染物，想分析個(gè)人發(fā)樣中的微量元素。從培養(yǎng)學(xué)生的角度出發(fā)，增加實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員與開放實(shí)驗(yàn)室是很有必要的。

2 改進(jìn)措施

針對(duì)當(dāng)前教學(xué)實(shí)踐中所發(fā)現(xiàn)的上述問(wèn)題，結(jié)合教學(xué)實(shí)際提出如下的改進(jìn)措施。

2.1 自編實(shí)驗(yàn)講義

根據(jù)儀器分析實(shí)驗(yàn)大綱的要求自行編制符合社會(huì)需求與實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器條件的實(shí)驗(yàn)講義。這要求實(shí)驗(yàn)主講人員要勤于對(duì)現(xiàn)有舊實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，在加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能教學(xué)的前提下，隨時(shí)將新儀器、新理論、新技術(shù)結(jié)合進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中并且作重點(diǎn)介紹。同時(shí)編寫實(shí)驗(yàn)室所有儀器的操作規(guī)范并且附于講義之中，達(dá)到簡(jiǎn)單、明了、易學(xué)，使學(xué)生一看就明白、一操作就見效。要在教材中盡量補(bǔ)充圖片和實(shí)例，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合實(shí)際，提高訓(xùn)練的針對(duì)性。

2.2 在教學(xué)實(shí)踐中積極應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)

在實(shí)驗(yàn)講解的過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合儀器，充分利用多媒體CAI（多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）手段[2,3]。實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中不可避免的要涉及理論知識(shí)，同時(shí)有些儀器內(nèi)部構(gòu)造由于種種原因也無(wú)法直接查看，雖然這些內(nèi)容在理論課上可以學(xué)習(xí)，但不如結(jié)合儀器學(xué)習(xí)印象深刻，容易理解。由于現(xiàn)在的分析儀器基本都配備了大屏幕電腦，所以CAI手段在現(xiàn)場(chǎng)講解分析儀器的方法原理、儀器內(nèi)部構(gòu)造和工作原理的教學(xué)中大有用武之地 。比如在講解空心陰極燈的結(jié)構(gòu)原理及分光系統(tǒng)分光原理時(shí)，就可以充分地在電腦上增添聲音、動(dòng)畫等多媒體元素，調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性與求知欲，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐結(jié)合的目的。再者，必要時(shí)可以適當(dāng)采用應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)技術(shù)，教師和學(xué)生可以利用校園網(wǎng)分享國(guó)際教育資源，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的儀器分析新理論、新技術(shù)、新方法和新應(yīng)用。

2.3 改變學(xué)生在課堂上的角色，變配角為主角

儀器分析實(shí)驗(yàn)課中有一些內(nèi)容是對(duì)學(xué)過(guò)的理論加以驗(yàn)證，教師在講實(shí)驗(yàn)原理時(shí)，如果講得過(guò)細(xì)，學(xué)生會(huì)感到厭煩；講得太粗，有些學(xué)生又聽不懂。針對(duì)這種情況，我們采取讓學(xué)生講實(shí)驗(yàn)的方法解決上述矛盾。具體做法是每次課每組指定學(xué)生負(fù)責(zé)講解該部分內(nèi)容。學(xué)生講實(shí)驗(yàn)心理緊張?jiān)谒y免，我們要鼓勵(lì)學(xué)生大膽講。講完后讓同學(xué)評(píng)課，指出其優(yōu)缺點(diǎn)，有哪些問(wèn)題沒(méi)講清楚。學(xué)生們還可以就不懂的問(wèn)題展開討論。最后教師再對(duì)學(xué)生講授中的遺漏問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)充和總結(jié)。

不僅如此，支股或條目的內(nèi)容可以隨意變更或增刪，使傳統(tǒng)小學(xué)數(shù)學(xué)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被一個(gè)脆弱的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所取代；給課程標(biāo)準(zhǔn)的制定者提供了很大的空間與自由度，以進(jìn)行所謂的‘創(chuàng)新’，從而設(shè)計(jì)出了諸多不同版本的‘發(fā)現(xiàn)式數(shù)學(xué)’.

對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，也要避免學(xué)生亦步亦趨的傾向。應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作儀器，教師從旁指導(dǎo)。學(xué)生完成一組操作后，其他學(xué)生可以幫助查找其中的漏洞，教師負(fù)責(zé)最后的點(diǎn)評(píng)，雖然這樣做需要較多的課時(shí)，但是效果良好。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要有自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)體會(huì)，如果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有自己總結(jié)、歸納的內(nèi)容而只是照書抄的，報(bào)告成績(jī)要降等。這樣一來(lái)，學(xué)生在完成報(bào)告時(shí)，不僅要看實(shí)驗(yàn)書，還要把相關(guān)的理論也搞得十分透徹，并且真正動(dòng)腦寫出對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解。這樣也可以改變學(xué)生事事被動(dòng)依賴?yán)蠋煹牧?xí)慣。

教師可以設(shè)置若干思考題，激發(fā)學(xué)生的興趣。比如在完成“原子吸收光譜法測(cè)定環(huán)境水樣中的鈣”后，教師可以提出如下幾個(gè)問(wèn)題：原子吸收光譜法如何測(cè)定環(huán)境水樣中的鎂（鈉）？原子吸收光譜法如何測(cè)定牛奶中的鈣？原子吸收光譜法如何測(cè)定環(huán)境水樣中的鎘？原子吸收光譜法如何測(cè)定大米中的鎘？教師對(duì)這些問(wèn)題的關(guān)鍵之處進(jìn)行點(diǎn)撥，鼓勵(lì)學(xué)生在此基礎(chǔ)上有目的地去利用圖書館或者互聯(lián)網(wǎng)檢索查閱相關(guān)的內(nèi)容。

2.4 建立多元化的考核體系，重視課后問(wèn)題的設(shè)置，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定由兩部分組成：一部分是學(xué)生的平時(shí)成績(jī)（實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)+報(bào)告成績(jī)），另一部分是期末考核成績(jī)。

2.4.1 實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)考核

實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果的好壞與學(xué)生課前預(yù)習(xí)的情況是密切相關(guān)的。為此，我們要求每個(gè)學(xué)生必須做好課前預(yù)習(xí)報(bào)告。預(yù)習(xí)報(bào)告不是提前照抄實(shí)驗(yàn)講義、實(shí)驗(yàn)后再填寫數(shù)據(jù)，而是在吃透實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、在自己的理解上寫出綱要式預(yù)習(xí)報(bào)告，在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中要求學(xué)生提出1-2個(gè)問(wèn)題。在每次上課時(shí)首先對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)，檢查他們的預(yù)習(xí)情況，并計(jì)入成績(jī)?cè)u(píng)定。大部分學(xué)生都能進(jìn)行積極主動(dòng)的預(yù)習(xí)，很多同學(xué)有備而來(lái)，給老師提出了很多實(shí)際問(wèn)題，這些問(wèn)題在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中基本都可以解決。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意觀察學(xué)生是否認(rèn)真聽課，是否與老師積極互動(dòng)，實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是都達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，教師及時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行課堂總結(jié)。具體做法是每組選出一名學(xué)生負(fù)責(zé)該次實(shí)驗(yàn)的體會(huì)總結(jié)。講完后讓同學(xué)指出他（她）的優(yōu)點(diǎn)和不足以及沒(méi)講清楚的問(wèn)題，學(xué)生們還可以就不懂的問(wèn)題展開討論，由教師進(jìn)行補(bǔ)充和總結(jié)。

2.4.2 期末考核形式：

（1）基本操作考試：主要考核儀器的基本操作?？己藭r(shí)一個(gè)學(xué)生操作另一個(gè)學(xué)生評(píng)判，之后兩個(gè)同學(xué)再交換。最終的考核成績(jī)由自身操作成績(jī)和給別人評(píng)判的成績(jī)（沒(méi)有挑出錯(cuò)誤同樣扣分）組成。

（2）學(xué)生采取抽簽的方式在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按要求設(shè)計(jì)出所給題目的實(shí)驗(yàn)方案，考查學(xué)生系統(tǒng)運(yùn)用知識(shí)、分析問(wèn)題的能力。

（3）測(cè)定未知試樣：學(xué)生采取抽簽的方式對(duì)不同濃度不同種類的樣品進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)學(xué)生測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度給出分?jǐn)?shù)，考查學(xué)生對(duì)實(shí)際樣品測(cè)定的能力。

（4）筆試：考查學(xué)生對(duì)做過(guò)實(shí)驗(yàn)的原理、步驟、操作的掌握情況。

2.5 增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，積極探索開放實(shí)驗(yàn)室

在一般實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基礎(chǔ)上設(shè)置設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，具體做法是教師擬定設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目，要求符合專業(yè)培養(yǎng)需要，有益于開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，并有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義；學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：學(xué)生根據(jù)教師給定的實(shí)驗(yàn)題目及要求借助有關(guān)參考用書，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并交教師檢查、指導(dǎo)、修改，使之成為合理可行的實(shí)驗(yàn)方案；學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生按照設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的疑難問(wèn)題及有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案的新設(shè)想，應(yīng)及時(shí)向教師提出，以便進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)方案。認(rèn)真總結(jié)：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師對(duì)學(xué)生測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行細(xì)致的檢查和總結(jié)。對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行講評(píng)矯正。學(xué)生普遍反映，要完成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的任務(wù)，從原理到步驟到藥品的配制，每一步都要深思熟慮，一步出錯(cuò)都可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論，這樣的實(shí)驗(yàn)做起來(lái)具有挑戰(zhàn)性，收獲也特別大。

最后可以在本科生完教學(xué)大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn)之外，由學(xué)習(xí)有余力、有興趣的同學(xué)自由、自愿組成一個(gè)或若干興趣小組，利用開放實(shí)驗(yàn)室，在大型儀器設(shè)備負(fù)責(zé)老師的指導(dǎo)下，開展具有一定創(chuàng)新性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生發(fā)揮才能的空間。

3 結(jié)論

儀器分析實(shí)驗(yàn)作為高校面向化學(xué)類專業(yè)學(xué)生所開設(shè)的一門實(shí)驗(yàn)課程，具重要意義，有必要盡可能的提高其實(shí)踐效果和學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)。為此，在教學(xué)實(shí)踐中我們需要正視當(dāng)前存在的問(wèn)題，修改教材和講義，不斷充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)方法，建立完善多元化的考核體系，開展綜合、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)和開放性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)一步提高對(duì)主講人員的講授水平的要求。只有這樣，才能充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動(dòng)性，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)他們的思考能力和創(chuàng)新意識(shí)，為他們成為真正意義上具有較高專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的合格人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 鄭小軍,謝躍生.從儀器分析技術(shù)的某些發(fā)展趨勢(shì)看儀器分析課程教學(xué)改革[J].廣西師范學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2000,17(1):79-82.

[2] 劉海燕,賈安強(qiáng),楊旭哲等.多媒體技術(shù)在儀器分析教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2006(10):122-123.

[3] 李彥鵬,劉大鵬,劉樹文等.材料化學(xué)專業(yè)高等儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)的思考[J].化工時(shí)刊,2010,24(7):69-71.

（責(zé)任編輯、校對(duì)：琚行松）

Exploration and Reform about Experimental Teaching of Instrument Analysis

ZHANG Hui

(Department of Chemistry, Tangshan Teachers College, Tangshan 063000, China)

Problems on experimental teaching of instrumental analysis include teaching materials aging, teaching means simple, subjective initiative and innovative consciousness insufficiently. Measures include self-designed experimental materials, the active use of multimedia technology, teaching method, increasing students' hands-on opportunities to enhance the learning enthusiasm, experimental evaluation way diversification and trying to develop the open experiment. The improvement measures not only stimulate the students' enthusiasm and improve the students' practical ability and innovative ability, but also enhance students' professional accomplishment and social competence.

experimental teaching; instrument analysis; reform

G642.423

A

1009-9115(2012)02-0125-03

唐山師范學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2007002005）

2012-04-01

張輝（1972-），男，黑龍江佳木斯，碩士，講師，研究方向?yàn)樯V分析和環(huán)境分析。