工科仪器分析课程教学改革浅探

赵建波，孙雨安，刘应凡，谢 冰，郑先君

（郑州轻工业学院材料与化工学院，河南郑州 45OOO2）

工科仪器分析课程教学改革浅探

赵建波，孙雨安，刘应凡，谢 冰，郑先君

（郑州轻工业学院材料与化工学院，河南郑州 45OOO2）

针对工科仪器分析课程学时少、偏应用等特点，通过总结多年的教学经验，从优选课程教学内容、撰写小论文、以科研促进教学、注重实验教学等环节对仪器分析进行了教学改革，取到了良好的教学效果。

工科仪器分析；教学改革；实验教学

仪器分析是我校化学工程与工艺、高分子材料、环境工程以及食品科学、生物工程、生物技术、食品质量与安全专业学生的必修课或必选课。由于仪器分析课程本身内容繁多，涉及电化学分析法、光学分析法、色谱分析法、质谱分析法、核磁共振分析法及热分析法等，且每种分析仪器都有相对独立的工作原理和结构；加之工科仪器分析具有自身的特点和教学要求如学时少，偏应用等，因而不能同理科专业一样面面俱到，内容丰富。如何在有限学时内，使学生掌握常用仪器分析方法的基本原理和结构特点，并能正确地选择分析方法，解释实验现象和处理实验数据，培养学生思考问题和解决问题的能力，是工科院校教师同行们经常思考的问题。笔者从优选课程教学内容、撰写小论文、以科研促进教学、重视实验教学等环节对仪器分析课程进行了教学改革，收到了不错的教学效果。

1 优选课程教学内容

课堂教学是整门课程教学的核心环节，精心处理教材，优选教学内容对提高理论课堂教学质量至关重要。在教学实践中，主要根据各专业的特点和实际需求安排内容，比如食品相关专业仪器分析的检测对象主要是六大营养素、食品添加剂、兽药以及农药等，因此侧重于讲授光学分析法和色谱分析法，而很少涉及电分析法；而对于化学工程与工艺、高分子材料、环境工程专业仪器分析的检测对象为各种无机物、有机物及聚合物等，电分析方法占有较重要的地位，因此在教学内容上会有所体现。此外，同一门课可能有不同的授课顺序，这在该门课程中尤为突出。教师可以先讲授电分析法，而后光学分析和色谱分析法。为了便于学生接受和消化，我们将光学分析法放在第一方法模块讲，在光学分析法模块，又将紫外可见吸收光谱法作为重中之重给予精讲细讲，讲授分析方法的基本原理、仪器结构、工作过程以及定性定量分析方法等内容，而后面红外吸收光谱、原子发射光谱和原子吸收光谱等要与前者进行对照讲解、学习。在实际测试中遇到的更多的是组成十分复杂的物质，比如分析测试法国香水中的致香成分，必须先分离再测定，从而引入色谱分析法的内容，这就使整个仪器分析的内容体系逻辑性强、思路明晰，从而提高学生的学习兴趣和学习效果。

2 撰写小论文

教师在主持、设计和调整教学的过程中，应把调动学生的学习主动性放在首位，使学生经常保持较高的学习兴趣和饱满的精神状态，特别要培养其勤于思考、敢于质疑和勇于创新的精神。撰写小论文便是为达这一目的而进行的一项改革尝试[1]。在实施该项措施时，会遇到一些问题如部分学生不重视、存在抄袭现象等。为使其发挥更大的作用，笔者结合自己的经验，认为须把握以下三点：

2.1 把握好布置小论文的时间

撰写小论文是学生在比较熟练掌握理论知识的基础上，通过查阅相关文献资料，就某一问题进行归纳总结并阐述自己的见解。因此布置小论文的时间不宜放在课程刚讲授不久，而应该放在仪器分析课程内容基本讲完时为宜。

2.2 提出明确要求

为有效保证小论文的撰写质量，须对小论文提出明确的要求比如论文的题目、关键词、字数（通常不少于2OOO字）以及杜绝打印版等。

2.3 给予适当奖励

为了使学生们重视并高质量的完成小论文，我们对优秀小论文也给予了适当的奖励，比如在班上口头表扬小论文撰写优秀的同学，并将其作为平时成绩的一个重要组成部分。

3 以科研促进教学

教学与科研之间是“一体不二、相辅相成”的辩证统一关系。真正高质量的教学，不仅依赖于教师的教学经验和专业知识的积累，还在于他们亲自参加本领域的科研活动，并在课堂教学中融入自己的科研成果。比如，孙雨安老师利用气相色谱和高效液相色谱开展了药物中间体的合成工艺改进等工作，贾春晓老师利用气相色谱—质谱联用仪开展了天然产物的分离及分析等方面的工作，均取得了显著的成绩；笔者在讲授红外光谱分析时，结合自己在管理、使用傅里叶变换红外光谱仪方面的心得以及科研成果，告诉学生红外光谱仪不仅用于有机化合物/高分子化合物的鉴定和分析，现在已经成为化学反应的原位表征以及机理研究的有效工具。正是科研的有效开展及融入教学中，才使我们的课讲得更具体、更生动，从而促进了教学质量的提高。当然，过犹不及。将科研成果融入教学中时，应注意把握好信息量。不宜过多，否则学生可能理解不了，犹如上了一堂“高级科普课”，达不到预期效果。

4 注重实验教学

仪器分析实验不仅仅是帮助学生加深和掌握仪器方法原理，更重要的是让学生在实验中养成实事求是的科学作风，培养和提高学生将学到的理论知识应用到实践中的能力，提出问题、分析问题和解决问题的能力，以及正确的思维方式，培养学生的创新精神和团队精神，提高学生的综合素质[2]。为了实现上述目标，经过多年的教学实践和探索，并借鉴兄弟院校的经验，我们重点从以下两个方面来对仪器分析实验进行改革，并收到了不错的效果。

4.1 重视已有实验，适当增加实验数量

仪器分析所用仪器大都比较昂贵，如分子荧光、红外光谱、原子吸收、气相色谱、高效液相色谱仪等价格都在2O万以上，且同类仪器比较少，不可能像化学分析那样，一人一组进行试验，一般是几人或十几人一台仪器，大家轮流操作，这些直接影响仪器分析教学质量的提高。鉴于这样情况，我们首先保证已有仪器分析实验的数量和质量，如严格要求学生认真预习实验并写出预习报告，规范实验操作，并做好实验数据的记录和总结等。其次，充分利用大型精密仪器，适当增加仪器分析实验的数量。以我校为例，河南省表界面科学重点实验室于2OO7年5月批准成立。经过连续几年的投资和建设后，目前已经拥有多台大型贵重仪器如HPLC、ICP－MS、FTIR、XRD、AFM、SEM、TEM等。通过同院系及重点实验室申请和协商，我们已经为部分专业学生增加了1～2个仪器分析实验，这样既能提高仪器的利用率，又受到了学生们的普遍欢迎。目前我们正积极努力，争取在不久的将来增开更多的仪器分析教学实验，并使更多的学生受益。

4.2 建立虚拟实验室

为了解决仪器套数不足的局面和提高仪器分析的学习效果，我校谢冰等老师在学校教改项目的资助下，经过多年的艰苦努力建立了仪器分析虚拟实验室。借助于仪器分析虚拟平台，学生们可通过计算机软件模拟仪器分析的过程，并通过改变仪器分析的参数，得到相应的结果。如使用模拟气相分析过程，可以完成白酒中若干微量成分含量的测定等实验。通过仪器分析虚拟实验室，学生不仅可以加深对仪器分析方法的原理的理解，更直观、更形象的了解仪器的结构，而且可以掌握仪器的调试和操作方法，同时大大降低了实验成本[3]。

[1]潘祖亭，刘 欢.小论文在分析化学教学改革中的应用[J].大学化学，2OO3，18（4）：21－22.

[2]李红枝，陈伟强.加强实验教学改革不断提高学生的综合素质[J].中国实用医药，2OO8，3（6）：138－139.

[3]肖新生.食品质量与安全专业《仪器分析》课程教学的讨论[J1].湖南科技学院学报，2OO8，（12）：47－49.

G42O

B

1OO3－3467（2O1O）17－OO58－O2

2O1O－O6－22

河南省教育厅自然科学基金项目（2O1OA53OO13）；郑州轻工业学院科研基金项目（2OO9xjjO43）；郑州轻工业学院教学改革项目

赵建波（1975－ ），男，硕士，讲师，从事化工教学与科研工作，E－mail：zjianb1124@163.com。