劉麗來(lái)+丁慧賢+劉翀+宋微娜+董永利

摘要：現(xiàn)代儀器分析技術(shù)是化學(xué)化工類專業(yè)本科畢業(yè)生必須掌握的基本技能，而儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生專業(yè)技能的提升和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。本文針對(duì)化學(xué)化工類專業(yè)特點(diǎn)，總結(jié)了化學(xué)化工類專業(yè)在儀器分析實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題，在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法、教學(xué)手段及考核方式等方面進(jìn)行探索與改革。實(shí)踐證明，改革讓學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性有了明顯提高，實(shí)踐創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)，實(shí)踐教學(xué)效果更為顯著。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代儀器分析；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）51-0095-02

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代儀器分析技術(shù)已經(jīng)成為化工產(chǎn)品研制和開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要手段，是化學(xué)專業(yè)及化工專業(yè)本科畢業(yè)生必須掌握的基本技能?，F(xiàn)代儀器分析技術(shù)對(duì)學(xué)生專業(yè)技能的提升和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。儀器分析實(shí)驗(yàn)具有更強(qiáng)的實(shí)用性。儀器分析實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)，不僅能讓學(xué)生進(jìn)一步了解儀器的基本原理和構(gòu)造，還能夠在有限的學(xué)時(shí)里掌握儀器的基本操作及其注意事項(xiàng)。本文針對(duì)我校化工專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合化工專業(yè)在儀器分析實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的一些問(wèn)題，在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法、教學(xué)手段及成績(jī)考核等方面進(jìn)行探索與改革，以期達(dá)到更佳的實(shí)踐教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，達(dá)到因材施教的目的。

一、儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)及存在問(wèn)題

儀器分析實(shí)驗(yàn)是儀器分析課程的重要組成部分。目前，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有以下特點(diǎn)：（1）儀器分析方法的原理比較抽象，涉及化學(xué)、物理學(xué)及電子學(xué)等方面知識(shí)，知識(shí)點(diǎn)分散，交叉性強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)比較枯燥，實(shí)驗(yàn)技術(shù)難于掌握。（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器數(shù)量少，每組學(xué)生人數(shù)多，不能確保學(xué)生都能自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，參與度不高。（3）課程內(nèi)容陳舊，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容側(cè)重實(shí)驗(yàn)步驟、儀器操作及軟件操作等技能，綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱，學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合能力有待提高。（4）實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核方式單一，過(guò)于強(qiáng)調(diào)分析測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性及實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)的規(guī)范性，而報(bào)告的真實(shí)性難于辨別，不能反映學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和知識(shí)的掌握程度。

二、化學(xué)化工專業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革措施

1.舉辦大型儀器設(shè)備培訓(xùn)班，實(shí)行組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。由于實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備少，上課學(xué)生人數(shù)較多，不能保證良好的教學(xué)效果，因此在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，我們采取了小組授課方式，4—5名學(xué)生一組，確保每名學(xué)生都能動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器數(shù)量少、每組學(xué)生人數(shù)多、學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與度不高的問(wèn)題。同時(shí)，為減輕教師重復(fù)授課的教學(xué)負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)學(xué)生融入課堂的積極性，開(kāi)展組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制的小組授課模式。定期選擇專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生，參加學(xué)院組織的大型分析儀器設(shè)備技能培訓(xùn)班，對(duì)培訓(xùn)班的學(xué)生進(jìn)行儀器設(shè)備原理、操作及應(yīng)用等的系統(tǒng)培訓(xùn)，經(jīng)理論考核及上機(jī)考核合格后頒發(fā)合格證書(shū)。獲得培訓(xùn)合格證書(shū)的學(xué)生在儀器分析實(shí)驗(yàn)課上可以擔(dān)任小組組長(zhǎng)，授課前授課教師進(jìn)一步對(duì)所有組長(zhǎng)進(jìn)行擬定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講授和實(shí)驗(yàn)操作培訓(xùn)。

2.依托科研課題和專業(yè)特色，擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合性。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，不利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性、自主學(xué)習(xí)的積極性及學(xué)生的創(chuàng)造性，因此我院以現(xiàn)有儀器設(shè)備為基礎(chǔ)，結(jié)合應(yīng)用化學(xué)和化學(xué)工程的專業(yè)特點(diǎn)，依托負(fù)責(zé)儀器及實(shí)驗(yàn)講授專職任課教師的科研項(xiàng)目，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)充。教師在選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，一方面從化學(xué)化工領(lǐng)域的實(shí)際檢測(cè)需求出發(fā)，另一方面從服務(wù)科研項(xiàng)目的新技術(shù)出發(fā)，注重儀器的實(shí)際應(yīng)用和學(xué)生綜合能力素質(zhì)的培養(yǎng)。依托科研課題及專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，開(kāi)設(shè)氣相色譜內(nèi)標(biāo)法分析樣品中苯酚含量的實(shí)驗(yàn)、紫外-可見(jiàn)光譜法測(cè)定廢水中羅丹明B含量的實(shí)驗(yàn)、石墨烯及其復(fù)合物的紅外光譜檢測(cè)及譜圖解析實(shí)驗(yàn)、油頁(yè)巖樣品的高效液相色譜分析、原子吸收光譜法測(cè)定煤泥水中重金屬含量等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)不僅包含具體的實(shí)驗(yàn)儀器操作，也包括樣品的前處理和最終的數(shù)據(jù)處理和解析。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展和修訂，大大增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合性，進(jìn)而提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3.建立仿真教學(xué)基地，開(kāi)展模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的扎實(shí)性。由于儀器分析方法原理比較抽象，涉及化學(xué)、物理學(xué)及電子學(xué)等方面的知識(shí)，知識(shí)點(diǎn)分散，交叉性強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)比較枯燥，實(shí)驗(yàn)技術(shù)難于掌握，因此學(xué)院建立了大型分析儀器設(shè)備仿真教學(xué)基地，由專職教師進(jìn)行管理和指導(dǎo)教學(xué)。學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下，通過(guò)模擬仿真實(shí)驗(yàn)加深對(duì)儀器設(shè)備檢測(cè)原理、分析方法、操作手冊(cè)、檢測(cè)范圍、應(yīng)用領(lǐng)域、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行預(yù)習(xí)，能夠比較容易地理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)試劑等內(nèi)容，但是學(xué)生對(duì)儀器結(jié)構(gòu)構(gòu)造及其操作方法的學(xué)習(xí)深度不夠，對(duì)儀器分析技術(shù)及其應(yīng)用的學(xué)習(xí)不夠全面，而且學(xué)生預(yù)習(xí)的方式方法枯燥，也會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師借助模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，將實(shí)驗(yàn)講義、儀器設(shè)備操作規(guī)程、儀器操作視頻、實(shí)驗(yàn)演示視頻及相關(guān)多媒體課件等上傳到模擬仿真機(jī)房的系統(tǒng)中，通過(guò)這些內(nèi)容的自主學(xué)習(xí)和模擬仿真實(shí)驗(yàn)的操作，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)?，F(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)課程中的部分儀器屬于大型精密儀器，價(jià)格昂貴，日常維護(hù)維修麻煩，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易出現(xiàn)由于學(xué)生操作不當(dāng)而導(dǎo)致的儀器設(shè)備損壞等問(wèn)題。通過(guò)多媒體技術(shù)進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的預(yù)習(xí)，學(xué)生能夠通過(guò)圖片、視頻等方式提前了解儀器的內(nèi)部構(gòu)造，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)習(xí)，能夠有效減少實(shí)驗(yàn)課堂上由于實(shí)驗(yàn)步驟及儀器的錯(cuò)誤操作導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)失敗，避免儀器設(shè)備損壞現(xiàn)象的發(fā)生。實(shí)踐證明，模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，使學(xué)生的預(yù)習(xí)效果更好，對(duì)知識(shí)的掌握更加扎實(shí)，減少現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。

4.完善考核制度體系，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面考評(píng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。改革后的實(shí)驗(yàn)成績(jī)包括模擬仿真實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成績(jī)、出勤及課堂表現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及課程總結(jié)等部分。其中，模擬仿真實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)主要考核學(xué)生在模擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上查閱資料、自學(xué)內(nèi)容及上機(jī)模擬仿真實(shí)驗(yàn)的情況，占總成績(jī)的10%；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成績(jī)重點(diǎn)考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、分析方法的理解及應(yīng)用情況的了解，考核小組在擬定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性、可行性及運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理和分析方法的能力，占總成績(jī)的20%；出勤及課堂表現(xiàn)主要考核學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的基本操作能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，占總成績(jī)的20%；實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)主要考核實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)的記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析、書(shū)寫(xiě)的規(guī)范性及思考題的討論，占總成績(jī)的40%；實(shí)驗(yàn)課程總結(jié)主要以小論文的形式體現(xiàn)，重點(diǎn)考查學(xué)生學(xué)習(xí)的收獲和心得體會(huì)，以及學(xué)生對(duì)現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在化學(xué)及化工專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用的認(rèn)知程度，占總成績(jī)的10%?？傊ㄟ^(guò)成績(jī)考核方式的改革，能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全面的考評(píng)，激勵(lì)他們認(rèn)真對(duì)待學(xué)習(xí)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，徹底解決實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核方式單一、學(xué)生報(bào)告真實(shí)性難于辨別、不能真實(shí)反映學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和知識(shí)掌握程度的問(wèn)題。

隨著儀器設(shè)備的日新月異和檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)方法的不斷進(jìn)步，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革對(duì)化學(xué)及化工類專業(yè)學(xué)生能力素質(zhì)的培養(yǎng)至關(guān)重要。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法、教學(xué)手段及考核方式等的改革，能夠促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。只有在教學(xué)實(shí)踐中不斷創(chuàng)新和改革，才能夯實(shí)學(xué)生的理論基礎(chǔ)，提升專業(yè)技能，激發(fā)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)出專業(yè)特色突出的創(chuàng)新型高素質(zhì)人才。只有靈活運(yùn)用現(xiàn)有的教育教學(xué)資源，根據(jù)學(xué)生專業(yè)合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式方法，才能更好地培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)的綜合性人才。

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Exploration of Reform for Instrumental Analysis Experiment Teaching of Chemistry and Chemical Engineering Specialty

LIU Li-lai，DING Hui-xian，LIU Chong，SONG Wei-na，DONG Yong-li

（College of Environmental and Chemical Engineering，Heilongjiang University of Science and Technology，Harbin，Heilongjiang 150022，China）

Abstract：The modern instrumental analysis technology is a basic skill for the chemistry and chemical engineering specialty students. And the instrumental analysis experiment teaching is very important for the professional skills upgrading and cultivation of engineering practice ability of students. In this paper，some problems of instrumental analysis practice teaching are summarized according to the characteristics of chemistry and chemical engineering specialty. Some explorations and reforms have been carried out in the practice teaching content，teaching methods，teaching means and examination methods. The results show that learning enthusiasm，initiative，practice innovation ability of students are obviously improved. The effect of practice teaching is strengthened，and the goal of the students according to their aptitudes is achieved.

Key words：modern instrumental analysis；experimental teaching；teaching reform