浅谈农林院校仪器分析教学重点与教学设计方法

□佟珊珊 韩晓军

浅谈农林院校仪器分析教学重点与教学设计方法

□佟珊珊 韩晓军

仪器分析作为农林院校食品、林学、环境、生命、应化、化工等本科专业的核心专业基础课，对学生后续课程学习及进一步深造的研究生阶段学习起着非常重要的作用。我们通过对几年来仪器分析教学工作的思路整理，总结出几点适合我校本科生的教学方法和教学心得。

仪器分析；教学设计；教学改革

一、学校课程总体情况介绍

农林院校仪器分析课程渗透至各个专业、学科，例如食品、林产化工、资环、制药等，是一门多学科交叉的前沿科学。同时，仪器分析课程教学也为学生未来的深造学习，奠定了非常重要的基础。我们不可能在短期内让学生掌握所有仪器的原理和应用，我们教学中有个非常重要的目标是让学生学会获得知识的方法和途径，以及在以后的学习、研究中要用到某方面的知识时，能调出以前的记忆，知道该去找哪方面的书籍去仔细学习。我们不是要学生把所有的知识点、重点、难点都记住，高等教育的一个重要教学目的是培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，发挥学生的主观能动性，实现创新人才的培养。

二、课程的特殊性分析

当前学校仪器分析课程在教学过程中有着其独特的方面：

1.学时少，内容多，变换快

本科生仪器教学是48学时理论和16学时的实验课，研究生的课程是72学时，对于本科生课程来讲，想在短时间内完成仪器分析六大章节的理论教学和实验教学，学时任务非常紧张，所以教师在课程教学过程中要做出取舍。另外，随着当代科技的发展，各种新仪器、新设备、新方法不断出现，势必会造成学生产生“所学无用”的情绪。此时，教师要及时疏导学生的心理，不管新仪器怎么发展，其原理性的东西不会变的，其实仪器的发展也会遇到瓶颈，现在仪器很少有革命性的更新换代，如果是更新换代基本可能就是软件上更加智能化，更加完善，或者就是仪器的某一点或两点的改进，这样清楚地向学生解释后，自然会消除他们的疑惑。

2.需要记忆的内容多，内容缺乏主线

我们在教材的编写及教学过程中总结出学习的主线。例如，对于某种仪器的分析，大多分为三部分，分别是：分析条件的优化、仪器结构流程与主要部件、谱图数据分析。另外，仪器分析的教学内容可分为：光谱分析、电分析化学、色谱分析、波谱分析。在材料与表面分析这部分内容中，主要包含以下几大块内容：紫外、红外、核磁、质谱、流动注射分析等。只有抓住这些主线才能高效地学习。

3.内容抽象，涉及多种仪器，多学科交叉

仪器分析涉及的内容非常广，多学科综合性非常强，有的院校将仪器分析单独设课，选派经验丰富的教师授课，目前我国清华大学、武汉大学等院校在这方面走在全国的前列。仪器分析课程虽然设在化学系，但其所研究的内容并不局限于化学科学，一些基本的理论和概念涉及生命科学、环境科学、物理学、光学、电工电子、计算机、概率统计等学科。仪器分析是一种测量的课程，主要是基于物质的物理和物理化学性质进行测量。

4.理论课与实验课脱节

众所周知，仪器分析是基于实验的科学，但现代教育的发展使各教学职能部门的分工更加清楚。因此，设立分析实验中心使得仪器分析的实验课由实验中心独立授课，理论课教师不参与实验课教学过程，可能会造成教师的侧重点不同，理论课与实验课脱节。

三、课程教学中的重点、难点与教学设计

1.课程内容的核心点

我们在多年教学中总结以下几个核心点：建立量的概念；分析方法的原理与技术、选择与应用；分析问题、解决问题的方法；仪器分析的研究方法等。把握住这些核心点有助于学生对课程学习和理解。

2.课程的基本内容

本校的仪器分析课程主要包括：光学分析、电化学分析、色谱分析、波谱分析。这些内容之间也存在着联系，不是独立的，教师在教学过程中要做好承上启下的讲解工作。

3.毕业生缺乏解决实际问题的能力

从以往的教学效果来看，当学生学完本课程后都能很好地掌握各部分重点内容，但是，当学生毕业后走向了工作岗位，却不知如何运用所学知识来解决实际工作遇到的问题。教师在实际教学中要多将理论与实验相联系，与工程实际相联系，与生产生活相联系，与高新技术相联系，与人类文明进步相联系，重点突出应用。应试教育带来的问题表现在教与学的两个方面。应在教学过程中注重培养学生的动手能力、思考能力、解决问题的能力。为此，在教学中，我们设计科创项目，让学生几人一组，给学生一个课题，根据所学的仪器分析方法，让其自己查找资料，设计实验方案获得数据，分析数据。我们拿出一部分实验课的学时，让学生能按时完成这项任务，最终由几位任课老师共同给出评价，这部分成绩也纳入到学生最终成绩中。我们的这种尝试也收到了学生的一些反馈，下一步将根据以往的经验，继续完善这个工作。

4.教师容易出现的问题

在仪器分析课程的重点、难点与教学设计这方面，教师也容易出现一些问题，为什么会出现这样的问题？我们认为：

（1）课程的难点不清楚，教学设计不到位。往往讲仪器分析课的教师会认为只要能操作分析仪器的人就能讲课，这是一个误区。会操作仪器的人也有可能不会教学设计、不懂教学策略，这样是得不到好的教学效果。另外，在内容编排设计上，我们由滴定分析到电化学分析，再到色谱分析，最后是光谱分析，各部分内容逐步过渡。但是，如何由电分析过渡到色谱分析？可以总结电分析不是万能的，不能满足所有检测分析需求，也是存在问题的。例如，复杂混合物的分析、有机物质的分析、复杂有机物质分析等，这些问题该如何解决，这样就自然引入下部分内容。色谱讲完之后，怎么过渡到光分析？因为色谱里定性很难，便引出由光分析来解决。光分析是物质与光的相互作用，物质能级，电子层结构。环环相扣，一气呵成。

（2）对内容的整体掌握不够，无中心，无逻辑。青年教师可能在授课过程中往往缺乏主线，缺逻辑。例如下面的主线，特征—原理—仪器结构—操作条件选择—应用，利用特定的现象来研制仪器，有这样的原理，必定出现这样的结构，原理和结构都是相互联系的。教学中教师要多讲为什么这么做，少讲必须怎么做，这是语言的艺术。例如，极谱分析内容部分，溶液保持静止，传质扩散，避免对流。为什么保持溶液静止？溶液极化，为什么选择滴汞电极？这些原理解释清楚了，学生自然很好地记住了重点。例如，色谱理论，如何才能提高柱效？塔板理论只能表征柱效能，没有给出提高柱效的途径。如果要提高柱效，从塔板理论上来讲，要增加柱子数量，而从速率理论上分析，要减少速率方程中的a、b、c三个项目。

（3）教材没有吃透。建议授课教师买多种教材看，仔细研究，我们发现写过教材的老师，课也上的好，建议青年教师参与编排教材。

（4）语言平淡、不生动。语言不生动，语言缺乏逻辑性，讲台是教师表演的舞台，切忌不要坐着上课。

总之，我们要多积累经验，通过学生课程试点，科学设计不同层次的问题和方法，循序渐进地增加利用课外学习部分内容在总教学内容中的比例，同时结合先进的网络技术和多媒体技术，不断优化网络教学平台，有效推进教学改革。此外还要在教研室内部召开教学讨论会，及时交流分享教学经验，以老教师带动青年教师尽快成长，从而更好地开展教学工作。大胆创新，开展教学改革，使教学工作更加与时俱进，更加符合我校学科发展。

[1]汪尔康.21世纪的分析化学[M].北京:科学出版社，1999.

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[3]鲍长利,贾琼,陈博,等.仪器分析实验教学改革的探讨[J].实验室研究与探索,2009，28,(10)：123-125.

[4]刘志广,王艳嫱,王姣姣,等.三维高仿真HPLC虚拟实验室的构建与研究[J].计算机与应用化学,2012,29,(12)：1483-1487.

[5]佟珊珊,王林,陈淑伟,等.农林院校分析化学教改与教学中的几点认识与思考[J].广东化工,2016,43,(4)：153-154.

（编辑：郝 婵）

本文系黑龙江省高等教育科学研究立项课题（编号：14G012）、哈尔滨工业大学省级研究生教育成果奖培育项目“化学化工类研究生创新能力培养研究与实践”（编号：CGPY-201420）和西北农林科技大学教学改革项目“分析化学‘五位一体’创新人才培养教学模式的构建与实践”（编号：JY1503038）的研究成果。

G420

A

1671-0568（2016）29-0034-02

佟珊珊,博士，西北农林科技大学讲师。研究方向：仪器分析教学和研究工作；韩晓军，博士，哈尔滨工业大学教授、博导。研究方向：生物膜、靶向给药、药物控释、生物传感器、微流控芯片内化合物合成等。