張潤坤 王景鑫 賀錦燦 毋福海

[摘? ? ? ? ? ?要]? 針對目前儀器分析實(shí)驗(yàn)課程存在的一些問題，從實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等方面，對科學(xué)合理設(shè)計(jì)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程提出了一些建議。旨在有效提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生更深入地了解儀器分析的特點(diǎn)和應(yīng)用，掌握相關(guān)分析技能。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 儀器分析實(shí)驗(yàn);教學(xué)課程設(shè)計(jì);教學(xué)質(zhì)量

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2020）10-0110-02

儀器分析是分析化學(xué)、衛(wèi)生檢疫和環(huán)境科學(xué)等專業(yè)的必修課程，儀器分析實(shí)驗(yàn)則是對理論教學(xué)的補(bǔ)充，是學(xué)生進(jìn)一步掌握儀器結(jié)構(gòu)和原理、熟悉儀器操作，實(shí)現(xiàn)從理論走向?qū)嵺`應(yīng)用的重要途徑。儀器分析涉及面廣，覆蓋光學(xué)、電化學(xué)及色譜等多種分析方法，主要的儀器設(shè)備有：紫外—可見分光光度計(jì)、紅外光譜儀、原子吸收分光光度計(jì)、原子發(fā)射光譜儀、氣相色譜儀、高效液相色譜儀和電化學(xué)分析儀等。儀器分析實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容繁多，但課時(shí)有限，某些學(xué)校還存在儀器種類不齊全、儀器數(shù)量和實(shí)驗(yàn)場地不足等問題，傳統(tǒng)的教學(xué)方式與理念已越來越無法適應(yīng)創(chuàng)新型人員培養(yǎng)的要求。因此，科學(xué)設(shè)計(jì)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，因材施教，充分利用有限的實(shí)驗(yàn)資源和實(shí)驗(yàn)課時(shí)，最大化地實(shí)現(xiàn)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義，對提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有重要意義。本文在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等方面為提高儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提出一些建議。

一、改善實(shí)驗(yàn)條件

儀器分析實(shí)驗(yàn)重在實(shí)踐，只有通過實(shí)踐，才能更好地掌握分析儀器的操作和應(yīng)用，改善實(shí)驗(yàn)條件、提供良好充足的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是保證教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)。然而，目前有些學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件仍然比較落后。例如：同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)放置多種儀器，并進(jìn)行多種類儀器同時(shí)教學(xué)，相互干擾;儀器設(shè)備種類不齊全，學(xué)生只能通過網(wǎng)絡(luò)或者老師的課件講解對某些儀器設(shè)備進(jìn)行粗淺的認(rèn)識(shí);教學(xué)儀器設(shè)備老舊，學(xué)生對儀器的認(rèn)識(shí)落后于分析儀器的發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生不能及時(shí)更新、擴(kuò)展知識(shí)，缺乏專業(yè)技能，因而不能滿足學(xué)科發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)的實(shí)際需求，甚至?xí)绊懢蜆I(yè)。此外，為了避免損壞價(jià)格昂貴的分析儀器，學(xué)生只能在老師設(shè)計(jì)好的程序下，簡單、機(jī)械地按照實(shí)驗(yàn)步驟操作儀器，不能很好地將理論知識(shí)與儀器設(shè)備實(shí)踐操作相結(jié)合，影響學(xué)生的積極性。

學(xué)校應(yīng)當(dāng)盡力改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境，滿足學(xué)生對分析儀器課程學(xué)習(xí)的基本需求。在實(shí)驗(yàn)條件較充裕的情況下，應(yīng)科學(xué)合理地設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，每間實(shí)驗(yàn)室盡量單獨(dú)配備同種類儀器，每種類儀器可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)套配備（包括適于教學(xué)的操作性強(qiáng)的低端儀器以及新型高端儀器）。同時(shí)應(yīng)當(dāng)在儀器實(shí)驗(yàn)室附近配備相應(yīng)的前處理實(shí)驗(yàn)室，以滿足儀器分析實(shí)驗(yàn)所需的試劑配制以及前處理操作。良好充足的實(shí)驗(yàn)環(huán)境可保證學(xué)生能切身操作儀器，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并可提高動(dòng)手能力。

對于實(shí)驗(yàn)條件較簡陋的院校，可改變只能本院校學(xué)生使用儀器或只能在本院校進(jìn)行教學(xué)的老舊觀念，與各院校、各機(jī)構(gòu)建立聯(lián)合公用平臺(tái)，進(jìn)行儀器設(shè)備共享，實(shí)現(xiàn)學(xué)校資源、教育資源的使用率最大化。從操作性強(qiáng)的低端儀器中學(xué)習(xí)儀器的基本構(gòu)造與原理，并從新型高端儀器中了解儀器的發(fā)展趨勢，有利于提高學(xué)生的發(fā)散性思維與創(chuàng)造性思維。此外，還可以引入操作視頻和虛擬仿真等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法，解決實(shí)驗(yàn)條件滯后以及儀器設(shè)備昂貴帶來的問題。根據(jù)課程專業(yè)特點(diǎn)及開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，模擬儀器分析系統(tǒng)，建立虛擬仿真課程。通過虛擬仿真網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，學(xué)生可以直觀了解儀器結(jié)構(gòu)及基本原理，強(qiáng)化理論基礎(chǔ)。

二、豐富教學(xué)內(nèi)容

一般而言，儀器分析實(shí)驗(yàn)教材所設(shè)計(jì)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多，很少有或沒有設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需根據(jù)設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)操作步驟按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)即可，這不利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。此外，由于色譜、光譜技術(shù)理論已趨于完善，部分教材內(nèi)容陳舊，與時(shí)代發(fā)展脫節(jié)，很難讓學(xué)生切身體驗(yàn)儀器分析與生活的相關(guān)性，較難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在教學(xué)內(nèi)容的選定過程中，應(yīng)具有層次性，既有傳統(tǒng)的經(jīng)典教學(xué)實(shí)驗(yàn)案例，也應(yīng)根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，選取與熱點(diǎn)問題相關(guān)的研究內(nèi)容，并設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)教材。讓學(xué)生既能從經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)儀器分析實(shí)驗(yàn)的相關(guān)基本知識(shí)，又能深入體會(huì)儀器分析對促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用，這有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有利于培養(yǎng)其解決實(shí)際問題的能力。

在教學(xué)內(nèi)容的制定中，除了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，還應(yīng)當(dāng)加入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，即學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，教師對其組織安排可行性論證后，學(xué)生自主獨(dú)立完成。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，可以是教師給定一個(gè)主題（主題可以是當(dāng)今社會(huì)或是當(dāng)?shù)仃P(guān)注的熱點(diǎn)，或是教師自身研究領(lǐng)域的前沿），學(xué)生則根據(jù)主題自主設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn);也可以是學(xué)生自定主題、自主設(shè)計(jì)并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的引入可培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、調(diào)研資料、將儲(chǔ)備的知識(shí)付諸實(shí)踐進(jìn)行創(chuàng)造、研究及解決問題的能力，可開拓學(xué)生的思維、拓寬學(xué)生的知識(shí)廣度，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主能動(dòng)性、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

三、多元化教學(xué)

在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于某些學(xué)校實(shí)驗(yàn)資源匱乏，學(xué)生只能在老師準(zhǔn)備好所有實(shí)驗(yàn)相關(guān)事宜的情況下，根據(jù)操作程序簡單地操作儀器，有的甚至僅允許安排一個(gè)學(xué)生代表操作儀器，其他學(xué)生只能扮演圍觀者。此類情況下的儀器教學(xué)缺乏普及性、專業(yè)性與針對性，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)儀器的熱情與主動(dòng)性，束縛了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，學(xué)生容易產(chǎn)生懶惰和依賴心理。因此，多元化教學(xué)方式的開展有利于發(fā)揮學(xué)生在課程中的主導(dǎo)作用，利于人才培養(yǎng)。

（一）分組教學(xué)

根據(jù)學(xué)生對理論知識(shí)的掌握情況和動(dòng)手能力合理編組，展開在不同實(shí)驗(yàn)儀器間輪換教學(xué)的分組教學(xué)模式。在教學(xué)中，每個(gè)小組針對每個(gè)儀器教學(xué)內(nèi)容分別合作完成一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，包括文獻(xiàn)調(diào)研、課題的建立及可行性論證、實(shí)驗(yàn)開展及數(shù)據(jù)分析等。分組教學(xué)可增加學(xué)生獨(dú)立操作儀器和對分析實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考與討論的機(jī)會(huì)，學(xué)生通過各項(xiàng)實(shí)踐，能更深入地學(xué)習(xí)儀器、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，加深對理論知識(shí)的理解，進(jìn)一步把握儀器分析實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，提高學(xué)生對儀器分析實(shí)驗(yàn)的興趣;可在滿足學(xué)生不同需求的同時(shí)，發(fā)揮學(xué)生的特長，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，利于各類型人才的綜合培養(yǎng)。

（二）開放性教學(xué)

利用現(xiàn)有師資優(yōu)勢、設(shè)備和場地等資源，建設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室，有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)及實(shí)踐能力，有利于設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開展。實(shí)驗(yàn)室的開放可促進(jìn)學(xué)生在教學(xué)時(shí)及課外，根據(jù)自己的能力、興趣、學(xué)習(xí)目標(biāo)去選擇并完成新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。教師在課堂教學(xué)中還可以恰當(dāng)?shù)剡x擇并引入自身研究領(lǐng)域相關(guān)的研究前沿科研成果和學(xué)術(shù)思想，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)術(shù)思維、激發(fā)學(xué)生的學(xué)術(shù)熱情，引領(lǐng)學(xué)生參與到自己的科研工作中。學(xué)生可在科研工作的參與中為后續(xù)工作或?qū)W習(xí)中的實(shí)驗(yàn)開展積累一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

四、完善考核方式

學(xué)生提交、教師批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告獲取儀器分析實(shí)驗(yàn)課程成績的方式是較為普遍的一種考核方式，但這種方式具有一定的不合理性，不能清晰地反映學(xué)生掌握知識(shí)的程度，不能真實(shí)地反映學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性與有效性以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)前后的思維變化，不能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情以及學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的探索精神。因此，完善考核方式也是促進(jìn)儀器分析實(shí)驗(yàn)課程良好發(fā)展的一個(gè)重要部分。儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的考核應(yīng)具有綜合性與靈活性，在對學(xué)生的考核中，可將實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況、具體操作表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)參與的積極性、實(shí)驗(yàn)過程中的思考與討論以及解決問題的能力等因素都納入考核范圍，進(jìn)行綜合評定，而不是僅以實(shí)驗(yàn)成敗、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞等某項(xiàng)單一結(jié)果或表現(xiàn)作為唯一判定依據(jù)。除此之外，還可給積極參與開放性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生加分，激發(fā)學(xué)生真正參與實(shí)驗(yàn)的積極性。

五、結(jié)語

儀器分析實(shí)驗(yàn)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的一門課程，在教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性、自主能動(dòng)性、創(chuàng)造力等，是學(xué)生學(xué)好、教師教好此門課程的關(guān)鍵。本論文結(jié)合當(dāng)前儀器分析實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中存在的一些問題，在教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及考核方式等方面，對科學(xué)合理設(shè)計(jì)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程提出了一些建議，旨在促進(jìn)課程教學(xué)質(zhì)量的提高與學(xué)生能力的培養(yǎng)。當(dāng)然，當(dāng)今社會(huì)日新月異，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)、緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行探索。

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◎編輯 武生智