高校化学类仪器分析实验的信息技术教学模式研究

2013-05-14杜群

卷宗 2013年2期

杜群

摘要：本文分析了化学类仪器分析实验教学的特点和难点，结合当前的高校教学现状和存在的问题，提出信息技术与仪器分析实验教学相结合的新教学模式。

关键词：信息技术；仪器分析实验；教学模式

1引言

大学化学类专业的一门重要课程是仪器分析实验。作为一种分析方法，它是以物质的物理和化学性质为核心，运用专业的仪器及设备，对物质进行包括定性、定量及形态的分析。此种方法是分析化学的重要组成部分，大量应用在科研和生产领域。仪器分析实验教学不仅可以培养学生分析、解决问题的能力，还可以为其以后的工作及研究夯实基础。虽然仪器分析实验知识的学习极其重要，但由于仪器在原理、构造及操作等方面复杂难寻规律，使得学习难度大，从而在实际的教学中效率低下。有鉴于此，可利用现代信息技术予以改善。

2 仪器分析实验教学的特点、难点、现状及其存在的问题

仪器分析实验是一门理论性、综合性、技术性、实践性很强的实验课程。现实中，一种物质必然具有多方面的特征。在分析中，可通过仪器分析多维度、多层次对其进行表示。由于自然界物质种类繁杂众多，使得仪器分析方法、种类、型号、操作等方面千差万别，在精度、测量范围等指标上存在不统一。此外，仪器分析实验也是一门极具操作性的课程，实验中往往需要操作众多的仪器来采集数据。而所得数据分析则需要用到各种不同的数学方法进行处理，最后经过处理的数据又需化学知识给予归纳解析。由此可以推论，仪器分析实验教学中的重难点主要是学生需要在有限的时间里掌握各类仪器的使用及众多实验数据的采集与分析等实验知识。

现代化学研究和生产过程中，使仪器分析技术不断发展。随着生产实践的需求增强，物理学、化学等自然科学不断进步，使得仪器分析技术不断得以发展和提高。仪器分析实验教学不可固步自封，也需要与时俱进，进行教学改革。目前，在仪器分析实验教学中主要存在下列问题：（1）仪器贵重，数量不多，不能满足实验过程中多名同学同时操作，一些特殊仪器学生接触不到，只是进行演示实验。所以，实验内容也比较单一，学生能熟练操作的仪器不多；（2）面对知识更新，实验技术也在不断进步且学生群体的类型也在不断的变化，陈旧的仪器设备及老套的教学方式难以提高教学质量；（3）教学内容少，常选用色谱分析、光分析、电分析等有限几种方法或几个典型的实验对学生象进行教学；（4）仪器原理和实验原理抽象，部分学生因前排人数多或其他原因不易准确观察到教师仪器讲解时的演示，使得后续的仪器操作错误；（5）学时限制使得实验指导教师在讲解内容时难以拓展，以至于有的学生学习效率低下，最终的实验教学目的很难实现。现实教学中面对的这些难题，看似很难解决，但在信息化逐步发展的今天，可使用信息技术来解决。

3 以信息技术为核心的仪器分析实验教学方法

目前，随着科学技术提高，以网络技术和计算机为代表的信息技术在教育界发挥举足轻重的作用，如使用图像、动画、声音、影视等教学方法，可以使抽象、枯燥、繁琐的知识变得具体、生动、简单，这样就提高了教学效率。虽然计算机在仪器分析实验中频繁运用，但在仪器分析实验中却没有充分发挥其功能。因此，有必要建立以信息技术为核心的仪器分析实验教学模式。

3.1基于仪器分析实验的信息检索体系的建立

仪器分析实验教学的一个重要的环节对于实验的预习和复习，而实验教材常常是数年才会更新一次，为弥补旧教材和最新分析仪器知识承载缺失的矛盾，应通过鼓励和指导学生提高信息技术检索知识，促进主动学生主动提高学习的积极性。比如，可以通过大型搜索网站或专业仪器分析网站来检索相应的实验知识，让学生知道在实验中需要做什么、如何做。

3.2多媒体技术在仪器分析实验教学中的应用

在教学中，可利用计算机和网络来制作文字、图像、声音、影视、动画等内容和其它形式丰富的多媒体教程，可显著提高教学效率：（1）用图文、动画等生动具体的形式来表述实验原理和仪器原理等抽象的内容，便于学生的理解。如用循环伏安法检测金属离子的实验中，可使用图片或动画将日常肉眼无法观察的金属离子与电子在电极之间和溶液状态下的转移情况，就会显得直观易懂。（2）多媒体具有放大实验中的重点、难点及教师实验演示操作过程中学生很难观察的地方，可防止学生实验知识出现漏洞。例如，在进行液相色谱的实验参数设置操作时，难以达到所有学生同时观看效果，但通过多媒体课件的不断讲解，学生就可知晓整个参数设置的原因及过程，而且可以同时讲解各参数的具体含义。（3）学生通过重复观看多媒体技术播放的规范性实验操作视频，可弥补自身的操作失误。（4）一些仪器分析实验虽然不属于教学大纲要求，但对学生非常重要而学校却没有提供条件。这样的情况就可以制成多媒体课件，用在实验课内讲解或学生课外学习，以弥补了教学条件的不足，确保仪器分析实验教学的连贯性和完整性，如和核磁共振仪这些实用但学生通常难以接触的仪器分析实验。

目前，有很多方法可用作制备仪器分析实验多媒体课件，常用的有：（1）Photoshop、PowerPoint、Flash等软件进行图片、文字或动画制作；（2）数码相机用来进行图片制作而摄像机可进行视频影像

制作。

3.3 建立师生互动交流的仪器分析实验教学平台

以网络通信技术核心的教需要充分利用信息交流工具，如校园网、腾讯QQ、E-Mail、各种论坛等作为现代交流平台，全力推动师生交流，解疑答惑，提高知识，并及时更新和发布与仪器分析实验相关的知识和信息。

3.4 其它信息技术的应用

除了一些常用的信息技术外，也可开发掌上实验室技术、虚拟现实技术、多媒体积件等新技术应用于仪器分析实验。

4 信息技术在仪器分析实验教学中的注意事项

1）信息化教学作为真实科学实验的补充不能完全替代真实的科学实验化学类仪器分析实验，尽管信息技术能将一些不易直接观察和重要实验现象展现给学生，但信息技术则无法模拟真实实验中不可知的一面。另外，真实实验在培养学生分析、解决问题及动手能力等方面有特殊作用，信息技术无法替代。

2）优秀的传统教学手段不能完全被取代无论教学手段如何创新和完善，仪器分析实验教学中“教与学”的目的不会改变，目前，教材、语言、板书、示范操作等传统教学手段仍具有重要地位。

5 结束语

由以上可知，高校化学类的仪器分析实验的信息结束教学还有待我们进一步的探索。

参考文献