理工科院校仪器分析课程教学改革探索

陈景文

(盐城工学院化学与生物工程学院 江苏盐城224051)

理工科院校仪器分析课程教学改革探索

陈景文

(盐城工学院化学与生物工程学院 江苏盐城224051)

仪器分析是理工科院校化学及相关学科本科生的专业基础课程。本文针对仪器分析课程具有的前沿性、发展性、实践性和应用性等特点及在教学中存在的问题，提出了仪器分析课程教学改革的思路。

仪器分析是理工科院校化学及相关学科本科生的专业基础课程，主要包括电化学分析法、光学分析法、色谱分析法、质谱分析法、热分析法和核磁分析法等。本课程的任务是使学生掌握常用仪器分析方法的原理和基本操作，并能正确选择分析方法，解释实验现象和处理实验数据。由于仪器种类及分析方法繁多，每种仪器又有相对独立的工作原理和结构特点，要想在有限的学时内使学生掌握多种分析仪器，为将来解决生产、科研中的实际分析问题打下坚实基础，就需要对教学方式和教学内容进行改革。本文针对仪器分析课程的基本特点及在教学中存在的问题，提出教学改革的思路。

(1)注重课堂讲授方法，提高教学效果。仪器分析课程包括多种仪器的工作原理、仪器结构、使用方法及分析方法的建立等教学内容，每种分析仪器都不尽相同，而且有些仪器原理及结构部分的内容很抽象，教师讲课难，学生学习也难。这就导致了一些院校中的仪器分析课程出现教师不愿意教，学生没兴趣学的状况。其原因是课堂教学方法存在问题。由于不同仪器有不同的工作原理、结构及使用方法等，从而使得综合对比教学法在仪器分析课堂教学中显得比其他课程重要。在教学中，应以仪器的工作原理或结构为主线，对相对独立的不同分析方法进行归纳与分类，通过对比、分析，找出不同分析方法在工作原理、仪器结构和应用方面的共性，适当淡化单个仪器的内容讲解，总结出课程教学内容的连贯性和系统性，然后突出各类分析法之间的差异［1］。这样，学生在学习时就不会感到不同分析方法间的孤立，有利于掌握所讲授的内容。如光谱分析的内容可以按照下列几种分类方法进行对比教授:①按照与电磁辐射作用的粒子不同，可分为原子光谱分析、分子光谱分析和核磁共振波谱法3大类，其中原子光谱分析法包括原子吸收光谱法和原子发射光谱法;分子光谱分析法可分为紫外－可见吸收光谱法、红外吸收光谱法和荧光光谱法等。②按照电磁辐射与粒子的作用过程不同可分为发射光谱法(发射过程)、吸收光谱法(吸收过程)、拉曼光谱法(散射过程)、衍射光谱法(衍射过程)、旋光色散法和圆二色光谱法(光的偏振特性)等。然后再强调不同分析法的特点，突出他们的不同之处。这种综合对比的教学方法，可使学生不但能掌握不同仪器分析法的原理、分析方法的共性，对诸多分析法形成全面、总体的认识，而且能够了解其各自的特性，从而对各分析法之间的联系与区别有较好地理解。这种教学方法要求对教材的章节进行合理的调整，打破单个分析独立成章、逐一描述的情形。

(2)利用好现有仪器资源，多安排现场教学。仪器分析课程讲述的内容涉及比较复杂或特殊的仪器设备，在学生了解了仪器的基本原理之后，教师在进行各种分析法的特点讲授时，可利用现有仪器资源，将教室移到仪器室，进行现场教学。这种教学方式直观、生动，有助于提高学生的学习兴趣和学习主动性，有利于对课堂所授内容的理解和掌握，并可进一步加深学生对学习内容的记忆。

(3)加强仪器设备硬件建设，强化实验教学。仪器分析是一门实践性很强的课程，在仪器现场开展教学可加强学生对仪器工作原理的理解及其结构特征的感性认识，但要利用不同仪器建立物质的测定方法及对方法进行优化，就必须亲自动手操作。如果学完了仪器分析课程，却对于如何制备样品、如何处理数据、如何判断测定结果的可靠性，甚至如何进样都不会，这样的教学效果无疑是不符合要求的。要解决上述问题，就必须加强仪器设备硬件的建设，这是提高仪器分析课程教学质量的基本保证。但分析仪器的价格普遍比较昂贵，在仪器数量有限的情况下，仪器分析实验往往采用教师演示、学生旁观的方式，或将一个班的学生分成若干组，每个组安排1～2个学生操作，其余学生旁观，而不是让每个学生都实际进行操作。对于这种情况，可以学习麻省理工学院的做法，充分利用报废或淘汰的旧分析仪器，组建分析仪器实验室。麻省理工学院有一个发动机实验室，几乎集中了来自不同渠道的全世界各个历史时期的发动机。该实验室为机械及相关专业的学生开设实验，让学生在拆装过程中学习发动机的基本结构、各部件的功能和工作原理，了解发动机的设计和生产技术变迁。这种做法很值得我们参考。为了适应社会发展的要求，我国很多院校添置了大批先进教学仪器，同时报废了一批仪器，各院校应该珍惜这些退下来的仪器设备资源，加以充分利用，组建相关仪器实验室，让学生在了解仪器发展的历史过程中认识人类科学技术的发展，同时锻炼自己的动手能力。

(4)合理安排实验课。目前，各院校一般都开设了仪器分析实验课程，但有些实验的内容及时间安排不够合理，未能达到理想的教学目的。如有的实验项目与无机及分析化学实验中的项目基本相同，导致学生失去兴趣;有些实验安排的时间与理论课不同步，学生在做实验时对理论课上所学知识的记忆已经模糊;还有些实验项目孤立，缺乏综合性，使学生只知其一，不知其二，等等。针对上述情形，可以采取如下办法加以解决:①安排同一个教师讲授理论课和实验课，这样比较容易按照理论课的进度安排实验课的开设时间，达到理论与实践教学相辅相成的目的。②改革教材，将仪器分析和仪器分析实验合二为一，编写《仪器分析及实验》，在教材中，根据需要在适当的章节后安排相关实验。③改变现行《仪器分析实验》教材中一种仪器分析法安排一个实验项目的做法，参照上述在理论课教学中综合对比的方法，将原理相同或相近的分析方法安排成一个综合的实验项目，在其中突出各方法的差异，以达到触类旁通的教学效果。④适当增加实验课的课时。在实验课中，教师应加强对学生预习报告和实验报告的审核，培养学生求真务实、科学严谨的作风。

(5)打破一门课由一名教师独揽的传统，适当调整师资，让精通某种仪器的教师承担该仪器的教学工作。仪器分析课程与其他理论课不同，教师应具有扎实的专业理论知识，还应具有丰富的仪器分析经验，否则，他可能就只会照本宣科地讲理论或者只凭经验给学生传授操作技能，而无法保证这门课程的教学质量。

(6)采用现代多媒体教学手段，形象、生动地开展仪器分析课程教学。这种教学方法目前已普遍实行，其优缺点也已在很多文章中有论述［2］。有必要在这里指出的是加强课件制作的质量及其他资源的利用必须引起人们的高度重视。课件的内容不应该仅仅是仪器图片的粘贴、仪器工作流程的转载以及一套电子教案使用数年的做法，还应充分利用仪器厂家附赠的模拟软件，同时要不断跟踪国内外专业教学软件开发的最新动态，使用高水平的教学资源。此外，应尽可能多地利用网络课程和虚拟实验室帮助学生理解课程的重点和难点，开设部分虚拟仪器分析实验，以激发学生的求知欲望。

(7)改革考核方式。考核方法在一定程度上是学生平日怎么学、怎么做的指挥棒，必须引起教师的重视。传统的考核方式是学生背几天书，教师出一份试卷，闭卷笔试，教师给学生打个分数。这种考核方式并不适合仪器分析课程的考核。如前所述，仪器分析是一门实践性很强的课程，仪器分析课程的考核应适当减少原理部分的内容，而侧重对学生实验能力的评价。原理部分的理论知识可采用口试与笔试相结合的方法，避免学生考前突击、死记硬背。在授课期间，可拟定若干有前沿性或应用性的题目，让学生自主选择，安排学生课余到图书馆或网络上查阅，了解国内外相关仪器及分析方法的发展动态，提出解决方案，撰写小论文，以培养学生独立思考和解决问题的能力，同时巩固课堂教学成果。学生的考核成绩可以是本课程理论部分的笔试与口试成绩、实验成绩及论文成绩的综合。这种考核方法有助于学生重视理论与实践的结合，真正学好仪器分析课程。

［1］ 何金兰.湛江师范学院学报，2003(6):122

［2］ 刘海燕，贾安强，杨旭哲，等.中国现代教育装备，2006(10):122