饒通德 梁麗嬌 張麗瑩

（重慶三峽學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，重慶萬州 404100）

21世紀(jì)是能源科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和信息科學(xué)迅猛發(fā)展的時(shí)代，而解決這些問題的關(guān)鍵手段之一是儀器分析方法及技術(shù)[1]．儀器分析是化學(xué)相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，也是我校化學(xué)教育、化工工藝及環(huán)境科學(xué)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程．儀器分析實(shí)驗(yàn)是儀器分析課程中非常重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過儀器分析實(shí)驗(yàn)的教學(xué)可使學(xué)生掌握各種儀器的基本知識(shí)和操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和分析、解決問題的能力，使學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)運(yùn)用到具體的實(shí)踐中，為其將來從事化學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境保護(hù)、食品保健等相關(guān)領(lǐng)域分析檢測(cè)工作打下扎實(shí)基礎(chǔ)[2]．因此，其教學(xué)質(zhì)量的高低直接影響著學(xué)生對(duì)儀器分析課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)、理解和知識(shí)的掌握，甚至影響著后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)．但長(zhǎng)期以來“重理論、輕實(shí)踐，重知識(shí)傳授、輕能力培養(yǎng)”的思想仍然束縛著實(shí)踐教育，且由于儀器分析實(shí)驗(yàn)課程本身的特點(diǎn)，如理論抽象、儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜；大型儀器數(shù)量有限，學(xué)生實(shí)際上機(jī)操作時(shí)間較少，嚴(yán)重影響了教學(xué)的效果和質(zhì)量．因此，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢(shì)在必行．

1 儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

目前，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題：（1）受“重理論、輕實(shí)踐”傳統(tǒng)教育觀念的影響，學(xué)生實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)不夠充分，實(shí)驗(yàn)積極性不高；（2）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占的比重過大且內(nèi)容陳舊，與生產(chǎn)生活實(shí)際的相關(guān)性較小，不能達(dá)到提高學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)；（3）教學(xué)模式單一，普遍采用在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按照實(shí)驗(yàn)講義，利用已準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備一步步去做，甚至有些實(shí)驗(yàn)僅能通過演示講解，很少發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，更談不上實(shí)施創(chuàng)新教育和個(gè)性化教育；（4）隨著辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大，人多機(jī)少的現(xiàn)象普遍，實(shí)驗(yàn)儀器的硬件限制難以保證教學(xué)效果；（5）實(shí)驗(yàn)考核模式相對(duì)比較簡(jiǎn)單，主觀性強(qiáng)，難以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性．

2 深化改革，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

2.1 改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

儀器分析實(shí)驗(yàn)主要分為：驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性三大類．原先我們開設(shè)的實(shí)驗(yàn)主要偏重于驗(yàn)證性，內(nèi)容也比較陳舊，我們根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況做了以下改進(jìn)．

2.1.1 壓縮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維，打破傳統(tǒng)的重理論輕實(shí)踐的觀念，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，本著強(qiáng)化動(dòng)手、動(dòng)腦能力及學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，壓縮了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)數(shù)，現(xiàn)開出驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)，綜合性實(shí)驗(yàn)14學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目6學(xué)時(shí)．

2.1.2 增加貼近生活的實(shí)驗(yàn)

增加了密切聯(lián)系實(shí)際、貼近生活的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如奶粉中三聚氰胺含量的測(cè)定、地溝油中脂肪酸類的測(cè)定、湖泊水樣中重金屬銅、鎘含量的測(cè)定等與健康、環(huán)境密切相關(guān)的問題．如我們讓學(xué)生檢測(cè)長(zhǎng)江水樣中重金屬銅的含量，并讓其進(jìn)行評(píng)價(jià)，從采樣、樣品的保存和處理及測(cè)定全程讓學(xué)生親自參與，并要求學(xué)生將測(cè)定結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，讓其分析評(píng)價(jià)所采水樣是否達(dá)標(biāo)，從好奇心出發(fā)激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，讓學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力和操作技能，培育學(xué)生的社會(huì)責(zé)任心和創(chuàng)新能力．

2.2 利用現(xiàn)代教學(xué)手段，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

由于分析儀器存在原理抽象、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)脫節(jié)等問題，在儀器分析實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中借助多媒體技術(shù)可以降低學(xué)習(xí)難度，突破教學(xué)難點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)基本理論、儀器結(jié)構(gòu)和微觀過程的理解，使抽象的內(nèi)容具體化，復(fù)雜的內(nèi)容簡(jiǎn)單化．

在光學(xué)分析實(shí)驗(yàn)中，我們比較了紫外—可見吸收分光光度計(jì)和熒光光譜儀的結(jié)構(gòu)，將這兩種儀器的結(jié)構(gòu)流程圖、各元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和測(cè)試原理通過多媒體圖片向同學(xué)們講解，使學(xué)生掌握了熒光光譜儀的光源與檢測(cè)器成直角型，而紫外—可見吸收分光光度計(jì)的光源與檢測(cè)器成直線型，同時(shí)還比較了它們?cè)趩紊鞣矫娴牟町悾?/p>

又比如質(zhì)譜儀、核磁共振波譜儀和毛細(xì)管電泳等學(xué)校暫時(shí)沒有的儀器，采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的方式，通過多媒體課件讓學(xué)生觀看了解這些儀器的結(jié)構(gòu)流程、各部件的作用、操作規(guī)程等，彌補(bǔ)了大型儀器不足的問題．多媒體技術(shù)圖、文、聲、像并茂，生動(dòng)活潑，可以化靜為動(dòng)、化虛為實(shí)、化抽象為直觀，具有表現(xiàn)形式多樣化、感染力和吸引力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能激發(fā)學(xué)生興趣，活躍思維，顯著提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[4]．

2.3 完善考核辦法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

實(shí)驗(yàn)考核是研討教學(xué)規(guī)律、檢查教學(xué)質(zhì)量、改革教學(xué)內(nèi)容及方法的重要依據(jù)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功的有力保障[5]．科學(xué)的考核手段可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生向良好的方向發(fā)展．為此，我們根據(jù)儀器分析實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)，制定了能客觀反映學(xué)生綜合素質(zhì)的多元實(shí)驗(yàn)考核辦法：平時(shí)成績(jī)與期末考試成績(jī)相結(jié)合的方法，期末考試包括理論筆試和實(shí)驗(yàn)操作技能．具體辦法如下：（1）平時(shí)成績(jī)?yōu)?0%，主要包括：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、原始數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)作風(fēng)、數(shù)據(jù)結(jié)果處理及誤差等．實(shí)驗(yàn)報(bào)告強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)步驟描述的準(zhǔn)確性、書寫的規(guī)范性；實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)要與原始實(shí)驗(yàn)記錄的一致性；（2）理論考試為20%，對(duì)實(shí)驗(yàn)涉及的分析儀器的原理、結(jié)構(gòu)、使用對(duì)象及條件進(jìn)行考核；（3）操作考試為20%，在事先出好的10套操作測(cè)試題中由學(xué)生抽簽決定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在給定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，改變傳統(tǒng)“照方抓藥”的實(shí)驗(yàn)方式，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，以考代學(xué)，有效提高了學(xué)習(xí)效果．

2.4 加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研素養(yǎng)

為適應(yīng)新的人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，激活學(xué)生創(chuàng)新潛能，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的發(fā)展，我們加大了實(shí)驗(yàn)室大型儀器向不同層次學(xué)生開放的力度，完善了開放實(shí)驗(yàn)室管理?xiàng)l例．其中，開放實(shí)驗(yàn)主要分為兩種形式．

2.4.1 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

鼓勵(lì)學(xué)生在掌握基本實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，完成自己感興趣的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)．設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)一般由老師列出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)題目供學(xué)生選擇，學(xué)生根據(jù)自己興趣選定一個(gè)題目后查閱資料[6]．以“三峽庫區(qū)水樣中有機(jī)污染物熒光光譜特性”這一實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)老師首先向同學(xué)們講解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和要求，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料能力．學(xué)生根據(jù)老師提出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念查閱相關(guān)文獻(xiàn)寫出實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)與指導(dǎo)老師討論并經(jīng)指導(dǎo)老師審查和驗(yàn)收合格后利用課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．學(xué)生可通過自由組合的方式成立實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，統(tǒng)籌安排好實(shí)驗(yàn)儀器和試劑，實(shí)驗(yàn)過程中盡量體現(xiàn)學(xué)生的自主性，對(duì)實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的問題要求及時(shí)記錄并想辦法解決，最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告．實(shí)驗(yàn)完成后，指導(dǎo)老師及時(shí)的組織同學(xué)們進(jìn)行交流總結(jié)，升華同學(xué)們的研究性學(xué)習(xí)成果．

2.4.2 科研型實(shí)驗(yàn)

讓專業(yè)知識(shí)扎實(shí)、操作技能嫻熟的同學(xué)參與相關(guān)教師的科研課題和課外科技活動(dòng)項(xiàng)目（如大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，“挑戰(zhàn)杯”等），整個(gè)實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主，教師為輔．實(shí)驗(yàn)室在時(shí)間和空間上為學(xué)生提供寬松的學(xué)術(shù)環(huán)境和氛圍，目的是讓學(xué)生了解本學(xué)科的科學(xué)前沿，引導(dǎo)學(xué)生去思考問題，以增強(qiáng)學(xué)生求知欲，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)．如教師結(jié)合其研究成果，開設(shè)了科研型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“磁性四氧化三鐵用于環(huán)境水樣中亞甲基藍(lán)的吸附研究”．實(shí)驗(yàn)需應(yīng)用共沉淀法制備納米材料，并研究其對(duì)水樣中亞甲基藍(lán)的吸附等．要求學(xué)生通過文獻(xiàn)查閱了解納米材料的主要化學(xué)制備技術(shù)，重點(diǎn)掌握共沉淀法；研究納米材料對(duì)染料亞甲基藍(lán)的吸附性能并熟悉紫外—可見分光光度計(jì)、紅外光譜儀等儀器的原理和操作技能．學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)方案，獨(dú)立實(shí)驗(yàn)及論文寫作，把所學(xué)的理論、實(shí)踐及相關(guān)知識(shí)綜合運(yùn)用，使學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)三者融合發(fā)展，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性和積極性；加強(qiáng)師生間的溝通，培養(yǎng)了學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新思維及科研素養(yǎng)．學(xué)期末教學(xué)質(zhì)量調(diào)查結(jié)果顯示學(xué)生普遍對(duì)此類實(shí)驗(yàn)具有濃厚興趣，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)研究興趣和動(dòng)手能力均得到了提高．

3 結(jié) 語

隨著以素質(zhì)教育為核心的科教興國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科研素養(yǎng)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生“知識(shí)、能力和素質(zhì)”全面協(xié)調(diào)發(fā)展中起著獨(dú)特且不可代替的作用，這就更要求我們從事儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工作者努力探索和實(shí)踐，深化儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，在教學(xué)過程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，努力提高教學(xué)質(zhì)量，使實(shí)驗(yàn)室真正成為激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的基地和培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的主戰(zhàn)場(chǎng)．

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