关于《气体分析》教学改革的思考与探索

张凯　胡茂官　吕海波

摘要：本文根据本科生培养计划和教学大纲要求，笔者从《气体分析》课程现状和特点进行分析，探索以提高本科生气体分析技术理论与实践的应用能力的教学方法、教学内容和教学手段，重点提出了一些课堂教学以及实验教学的改革性建议。

关键词：气体分析；本科生培养；教学改革；实践应用能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0109-02

一、引言

《气体分析》是安全和消防等相关专业的学科基础必须课，它是一门研究和监测作业场所空气和生活环境空气质量及安全指数的学科。通过对作业场所空气和生活环境中空气的采样及定性定量分析，确定有毒有害气体的类别和浓度，从而实现安全生产、预防火灾以及保护环境中人群的安全健康。《气体分析》作为一门以实践应用为主的学科，而目前的教学却仍然以理论教学为主，教师讲授为主，学生被动学习的一种老套的、僵化的教学模式，但是，这种传统的教学模式已经无法满足教学的需求以及培养大纲的要求。因此，本文提出结合现有的多媒体技术平台以及计算机应用等，改革原有的教师为主的“三中心论”，采用以提高学生自主学习和动手能力的实践应用教学方式。此教学方式的改革和使用，大大提高了学生的课堂积极性以及独立思考问题的能力。

二、《气体分析》课程教学的特点和现状

1.《气体分析》的教学特点。《气体分析》课程是大学安全、消防相关专业学生必修的专业基础课，其特点是：①它是一门由大学化学、分析化学、仪器分析、环境学及环境监测学等，相关学科知识交叉组成。因此，该学科具有知识、技术密集及多学科交叉的特点[1]。②《气体分析》同《仪器分析》一样包含众多的分析方法，如化学分析法、分光光度法、气相色谱法、红外分光光度法、紫外分光光度法、原子发射光谱法、质谱法、色谱质谱联用（GC-MS）等，这些方法有的虽然只有一字只差，但是原理和使用却有很大的区别[1]，对于初次接触这些知识的学生来说，很难抓住课程的重点。③目前，仪器分析方法的发展日新月异，很多新的分析方法和分析技术层出不穷，而在教学中，就需要将一些新的并且常用的技术方法纳入教学的范围，同时，会使所需讲授的知识和内容会越来越多，这样会给有限的课时带来“教师难讲，学生难学，教学质量不好”的问题。④由于课堂上所讲授的都是一些比较大的精密仪器，且学校实验条件有限，只有4学时实验课，所以，课堂上的教授就变成了纸上谈兵，让学生很容易在本来就困难的课堂上变得迷茫、困惑。（5）为使《气体分析》与矿业安全、矿业消防专业紧密结合，课程增加了煤矿开采与加工利用过程中气体检测及分析的相关知识，如增加了煤矿瓦斯气体的监测，有限课时内增加的内容无疑增加了课程的负担。

2.《气体分析》课程教学现状。①《气体分析》教材与行业仪器发展不相匹配：一方面，目前在普通高校教材序列中没有符合煤炭行业气体分析的教学教材可用。另一方面，随着计算机技术的飞速发展和广泛应用，分析和监测过程中的仪器也日新月异，更替周期也越来越短[1]。但现有的教材内容的更新却远远落后于新型仪器的更新速度。例如色谱分析法通常配备色谱工作站。过去较复杂的数据处理，现在只需要按下按钮就可以进行数据处理[1]，而许多教材上却还是在大篇幅的讲述一些处理数据的原理与方法。②《气体分析》课程受教学条件限制，教学效果不符合高精密仪器的教学要求：目前，《气体分析》的教学已经借助多媒体教学平台，比以前的板书教学有了很大的提高[2]，能够用一些形象的图片来展现一些抽象的东西，但对于现在这些常用的高精密仪器来说，是远远不够的。③学生对气体分析的认知有很大的误区，兴趣不足：大部分学生错误的认为，“气体分析是一门独立的学科，没有多大的实际意义”，“学习这门课程完全可以凭借记忆，不需要花太多功夫去理解就可以学会”等等。而这些不正确的观念使学生对这门课程认识产生了很大的偏差，同时，也大大降低了学生的学习兴趣和积极性。④现有教学模式和当下大学生的特点不相符：目前，大部分高校的教学模式仍采用传统的教学模式——“三中心论”（以课堂为中心，以教材为中心，以教师为中心）[3]。该模式以“教师讲授—学生接受”为主[3-4]，虽然在教的方面具有很高的效率，但是却没有做到课堂上老师和学生的积极互动，大大降低了学习效率，也忽略了学生的自主学习能力以及思考能力的培养。⑤考核方式的单一化[6]：目前，许多课程都在学期末以闭卷的方式进行单一考核学生的学习情况，并没有涉及平时表现情况及实验成绩等，这就造成学生学习的过程中普遍存在“课堂上埋头记笔记，不参与课堂互动”“不注重实验环节的学习”等不良现象。同时，试卷客观题比例较大，容易造成学生“平时松、考前紧、考后忘”[6]的现象，缺乏对学生综合知识和能力的考察，不利于学生综合分析能力的提高。

三、《气体分析》课程教学改革措施

1.做好课程总结和梳理，尽快出版具有矿业安全特色的《矿业工程气体分析》。教材是教师与学生之间教与学的桥梁，是体现教学内容的载体[5]。因此，经过梳理近三年来的教学总结和教学内容，以近三年积累的教学成果和已有的《气体分析自编教材》为基础，编写并出版《矿业工程气体分析》教材。教材除符合《仪器分析》和《环境监测学》中气体监测的一般原则，应重点增加煤矿开采、加工和利用过程中气体污染物的产生、危害和检测的基本原理和手段。以体现我校本科生的学科背景，紧扣矿业安全工程和消防工程专业的特色和行业背景。

2.针对课程特点，调整授课方式。由于本课程中讲解了许多精密的仪器分析方法，但是这些抽象的知识很难用语言来讲述清晰明白，因此就要凭借现有的资源来进行多媒体教学。在使用多媒体平台教学的过程中，力所能及制作动态图或者视频来使一些抽象的仪器分析知识具体化，同时也达到活跃课堂氛围的效果。比如，在讲解气相色谱仪的工作原理时，在课堂上播放“次维特实验”动态视频，气相色谱的工作原理以及动态流程图，学生通过这些动态的形象化的实验原理和操作步骤，并且经过老师讲解。这些抽象复杂的知识就会变得易于接受，并且会记忆深刻。还可以借助网络上的资源，比如，在实验前让学生观看实验视频等。与此同时，老师应和化环、资源学院专业实验室联系，课下学生可参观和观摩的实验室。另一方面，老师应该根据课程的重难点，合理分配授课时间，尽量在有限的教学时间内，以最高的效率完成教学任务。endprint

3.明细课程特点，积极调动学生自主学习能力，突出课程重点。针对该课程知识点较散以及过于抽象的特点，在课堂积极调动学生的自主性，根据每章教学特点，引导学生已提问的形式构建师生教学题库；具体方式是：每章结束后课程作业将全班分为若干小组，每个小组自主提问并将题目和答案提交至题库，并随机下载其他组所出的题目进行作答，全程由任课教师建立网络资源库并全程掌握进度。目的是让学生去主动的思考学习，而不是简单跟着老师的安排去学习。另一方面，在各个分析方法的讲解过程中，对比各个方法的相同点和不同点，强调对比和功能对比记忆；在众多分析方法中应该分清重点和非重点，如分光光度法，气相色谱法、红外分光光度法，GC-MS等常用的方法应做较详细的介绍，而像原子发射光谱法等分析方法做简单的介绍即可。

4.加强实验教学，提高创新技能。气体分析是一门理论和实验相结合的学科。实验是培养学生科学作风，动手能力和创新精神的重要手段，同时也是学生主动地将实践和理论相结合的重要途径。我们主要是在实验内容和教学模式上做出相应的改革，打破传统的僵化封闭的教学模式，向开放、主动、多元的新型教学模式积极地转变。引导分组，根据教师提供的器材和研究对象，结合教材所讲授的内容，由学生自主设计实验方案和实验内容，教师同堂做一组标准实验。实验后，每组实验与教师标准实验进行对比，找出实验差异，并进行优缺性对比。提出改进方案。每组的实验报告，要求有独特性和创新性，以提高学生的学习兴趣。鼓励学生可以带着自己的课题去实验室，实验室将在材料、仪器设备上给予支持，并且有老师指导完善设计方案等。

5.转变考核方式，提高综合分析能力。期末考核是对学生学习情况的一个检查和总结，所以，应当改变原有的单一化的考核方式[7]，采用多元化的考核评价方式。学期考试、课堂参与互动情况、出勤率以及作业完成情况等相结合的考核方式，能够有效的避免因单一化的考试模式带来的弊端，并且能有效的提高的学生的自主学习和综合分析能力。

四、结论

《气体分析》是一门重视动手能力和分析能力的课程，课程涉及多个学科，因此，要在多媒体教学的基础上，采用改革式的教学模式，突出“实践教学”调动“学生兴趣”、突出“教学重点”和优化“教学手段”的教学方法，调动学生自主学习的兴趣，提高学生独立思考以及动手的能力，使学生得到全面发展。

参考文献：

[1]崔志芳，李春露，刘晓东.《仪器分析》课程教学改革的探索[J].实验科学与技术，2006，5（4）.

[2]廖桂英，夏华.大学生化学课程的创新教学实践[J].科技创新导报，2011，（07）.

[3]康艳.创新教学模式转变教师角色——大学英语教学改革中教学模式和教师角色转变的策略[J].通化师范学院学报，2007，28（7）.

[4]陈翠莲，谢建华，沈淑君.《分析化学》课程教学改革初探[J].漳州职业技术学研学报，2005，7（4）.

[5]蔡河山，黎晓霞，易芬云.环境工程专业《仪器分析》教学改革探讨[J].广东化工，2010，4（37）.

[6]聂力.大学数学教学质量现状及提高对策[J].首都经济贸易大学学报，2014，6（20）.

[7]李升福，闻海波.浅谈仪器分析教学改革[J].中国科教创新导刊，2010，10（28）.endprint