工程化背景下《仪器分析》实验教学改革探讨

2014-03-25盛蒂朱兰保丁艳蚌埠学院化学与环境工程系蚌埠233030

长江大学学报(自科版) 2014年1期

盛蒂，朱兰保，丁艳（蚌埠学院化学与环境工程系，蚌埠233030）

所谓 “工程化”教育，是指不仅要向学生传授现代化的科技知识，更应该在知识的传授过程中渗透工程技术的内容，使之体会和掌握工程设计、工程实践的一般规律和基本分析方法，避免教学理论化脱离实际的倾向［1］。在 “工程化”背景下的应用型人才培养中，要注重激发学生对科研工作的兴趣和热情，培养学生的创新精神和团队精神，提高学生的综合素质，培养符合社会和企业需要的工程应用型人才。

仪器分析作为现代的分析测试手段，在多个学科领域都有着广泛应用，已成为高等学校中许多专业的重要课程之一。而实验教学是《仪器分析》课程的重要组成部分，通过实验可以使学生加深理解有关仪器分析的基本原理，掌握必要的实验基础知识和基本操作技能，培养和提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力［2，3］。蚌埠学院自2011年以来提出了 “工程化”应用型人才培养模式，“工程化”教学改革对《仪器分析》实验教学提出了更高的要求。3年来，《仪器分析》课程组不断地对该实验教学进行改革与实践，取得了较为显著的效果❶❶蚌埠学院重点课程建设项目（ZDKC1106）；蚌埠学院教学研究项目（JYLY1009；JYLC1014）；蚌埠学院优秀人才计划项目；蚌埠学院重点实验室资助项目。。

1 《仪器分析》实验教学存在的问题

1.1 仪器设备资源短缺，实验教学面临 “僧多粥少”的困境

仪器分析实验设备多为大型精密仪器，价格昂贵，操作环境条件要求较高，需要专人管理，因此实验室不可能购置多套同类仪器设备。受实验室场地、仪器台数和实验学时的限制，有个别实验20人共用一台仪器，有些仪器操作复杂，学生独立操作的可能性较小，又无重复实验的机会，在实验过程中，不能让每个学生充分地进行实验操作，而且学生有依赖感，因此大多数学生都是走马观花，很难达到预期的教学效果。

1.2 仪器分析实验安排与讲课内容不能同步进行

受仪器数量和试验场地限制，仪器分析实验教学，一般多采用轮转的方式，因而实验安排与讲课内容通常不能同步进行。虽然经过精心安排，基本保证实验内容比理论课滞后，但是有的组滞后时间较长，而且大型仪器结构复杂，原理抽象，单凭课堂教学时的印象同学们往往难以理解，致使实验时同学仍然是一头雾水［4］。

1.3 学生对于实验课程重视不足

《仪器分析》实验课程一般为理论课的辅助课程，学生对实验的重要性认识不够，常常处于一种应付状态。课前不预习，实验过程中仅仅按照实验指导书机械模仿，实验过程中出现的问题不思考，缺乏主动性，实验结束后，实验报告的撰写往往也是敷衍了事，甚至相互抄袭。

1.4 实验内容与专业和生产实践脱节

相比新技术、新仪器的出现，《仪器分析》实验教材内容一般都比较滞后，而且往往是通用教材，缺少与专业和生产实践的紧密结合，学生积极性不高。另一方面，现代仪器的更新发展比较迅速，学校的仪器更新严重滞后，与现代新仪器的全自动化操作相差甚远，即使选择一些新的实验内容，仪器也无法满足。

1.5 教师实践能力有待提升

由于条件限制，许多教师对新仪器、新方法的接触和使用很少，对仪器的使用仍然停留在过去的水平，或者只是对众多仪器分析方法中的某类或某种分析方法比较熟悉，很难做到深入阐述各类试验参数的理论影响。另一方面，许多教师自身没有参加过实践教学培训或者企业工作背景，理论水平相对较高，实践能力薄弱，传授给学生的操作经验非常有限。

1.6 仪器分析实验考核方式不完善

由于仪器分析实验往往是多人一组，实验过程中很多同学是 “走马观花”式，而最终学生实验成绩的判定主要以实验报告或简单结合课堂表现后给出成绩，易使学生产生 “实验做与不做一个样，做好做坏一个样”的心理，出现学生最终对实验不够重视、敷衍了事的状况。

2 《仪器分析》实验教学体系改革

2.1 整合仪器设备资源，打破常规实验安排与分组方式

针对实验中由于仪器数量不足，不能每位同学都充分参与实验的问题，课程组打破以往实验分大组的方式，而是转变为以2～3人一小组，让学生充分参与到实验中来。同时，为避免实验课内容比理论课滞后时间过长，可根据课程进度，在理论课后及时安排相关实验，而不再束缚于学校的实验课表安排，尽量缩短理论与实践之间的衔接时间。在实验指导中，结合教师自身的经历和背景，尽量发挥教师特长，一人负责某个或某类实验内容，达到 “人尽其才，物尽其用”的目的。

2.2 加强实验全过程的管理

严格执行实验课前预习制度，实验过程中教师全程指导、规范实验操作，实验课后及时收阅实验报告。这样既避免了学生实验课上 “照方抓药”现象发生，又能够及时发现学生在数据规范处理、结果讨论等方面的不足并加以指导，培养学生的良好实验作风。

2.3 加强实验项目与生产实际结合的紧密程度，提高学生实验兴趣

在实验内容选择上，结合学生所学习的专业参照不同的教材，选择学生较为感兴趣的内容。如环境科学专业学生的色谱分析实验，可以选择测量地下水和地表水中多环芳烃（PAH）这类数量最多、分布最广的一类环境致癌物质。这样既能激发学生的实验兴趣，又能加强学生所学内容与专业的联系，让学生体会到学习的内容不再是空洞、孤立的理论。

2.4 完善实验考核制度

考核是检验教学效果的必要手段，科学合理的考核方式有利于全面掌握学生的学习情况，对教师的实验教学改进、学生的学习主动性提高具有重要意义。而仪器分析实验力求注重培养学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。因此，将实验课单独考核，将操作考试与平时成绩按照一定的比例相配合的方式进行，不完全依赖于实验报告，操作考试期末采用抽考的方式，这样很好的调动了学生学习的积极性。同时，根据专业设置课程实习，结合所学习的仪器分析方法，学生在老师的指导下利用实验室现有仪器设备解决一些具有挑战性的实验课题，这样一方面加深了学生对于仪器分析实验理论知识的掌握程度，另一方面也锻炼了学生动脑动手的综合能力。