浅谈仪器分析教学改革探索

曹鑫+孙建华+贺香红

摘 要：仪器分析课程是高校中很多专业均开设的重要专业基础课程。针对课程自身的特点，结合教学过程与经验，探索在教学过程中引入新的教学方法和手段，以培养学生学习兴趣和提升教学效果。

关键词：仪器分析 教学 改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（c）-0179-02

仪器分析是现代分析化学中最重要的分支之一，是一门理论和技术含量都很高的应用性学科，也是一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的学科[1]。仪器分析现代仪器分析发展至今，充分利用了物理、电子、光学、制造科学等相关学科的新理论、新技术，形成了以电化学分析、色谱分析、热分析、光谱分析等为支柱的体系，仪器技术趋向灵敏、快速、准确和自动化[2-3]。仪器分析已成为研究各种化学理论和实际问题的重要手段，它在基础化学、生命科学、环境科学、新材料科学等学科领域的应用十分广泛，因此在化工、医药、生物、环境及材料等多类学科专业教学中均被视为重要的专业基础课，在众多高等院校中均有开设。熟悉和掌握各种仪器分析的原理和技术已成为科研型人才必须具有的基本素质，因而仪器分析的教学工作也变得越来越重要[4-6]。

近年来笔者承担过应用化学、化学工程与工艺、环境工程、资源循环科学与技术等多个专业学生的《仪器分析》以及《仪器分析实验》课程的教学工作。通过教学实践，对该课程的教学工作有一些思考，现探讨如下。

1 课程的特点

《仪器分析》是一门实用性很强的学科，完整的教学工作应该包含理论课教学和实验课教学两部分，两者相辅相成，理论课主要侧重原理和方法，实验课侧重实践和应用。《仪器分析》还是一门多学科交叉的课程，内容涉及到多个科学技术的领域，再加上原理较为抽象，因此理论课的内容对学生具有一定的难度，而其实验课程又对学生的应用理论知识解决实际问题和动手能力提出了一定的要求，因此课程的教学具有一定难度。同时，随着科技的进步，已有的仪器分析技术发展迅速，新的仪器不断涌现，知识的更新换代相比其他课程更为迅速，具有鲜明的“与时俱进”的特点，这就要求我们老师要坚持学习专业知识，了解前沿技术的发展动态。

2 教学的内容和目标

笔者承担过多个专业的《仪器分析》理论课，由于不同的专业特点、专业需求不一样，主要涉及的分析仪器也会有所侧重，因此在制定教学内容和目标时应该充分考虑到专业特点，结合专业需求和教学实际具备的条件，精选教学内容，以应用为目的，突出课程的实用性和专业性。对于资源循环科学与工程的学生来说，主要分析目标是一些贵、重金属元素，因此在安排教学内容时着重加强了原子吸收光谱、原子发射光谱等相应仪器分析方法的比重。而对于化学工程与工艺专业的学生来说，其专业特点决定了学生更需要掌握有机物的分析鉴定方法，因此在安排教学内容时加强了色谱、红外光谱、紫外-可见光谱等内容的比重。课程的教学目标上，理论课要求学生能够理解各类仪器的功能和原理、掌握各仪器的结构、分析测定的方法，而实验课则要求学生能够熟悉各种仪器分析的基本操作技能，具备数据处理分析和撰写报告的能力，并且能将所学的理论知识应用在实际工作中。

3 教学过程中存在的问题

在《仪器分析》理论课及实验课的教学工作中，我感到存在一些较为普遍的问题，损害了学生的学习积极性。（1）在理论课教学中，《仪器分析》教材普遍采用仪器概述、基本原理、仪器的主要结构、仪器的分析方法及应用这样的编排方式，侧重于理论体系，但对学生来说直接接触较枯燥的理论，一定程度上使学生失去学习兴趣。（2）理论课内容较多，但课时相对较少，而《仪器分析》作为一门专业基础课，涉及知识面广，知识点多且较零散，课时过少会导致课堂教学质量下降，难以把内容讲全讲透，学生就难以对知识做到融会贯通、灵活应用。（3）由于分析仪器大都价格昂贵，经费有限的情况下难以保证仪器的配备，因此学生在没有实际接触过仪器的情况下开始学习理论课，这就很容易造成理论与实践脱节、原理与仪器剥离的现象，学生很难对仪器产生深刻的印象，经常学了就忘。（4）在实验课程教学中，由于仪器配套与学生人数不匹配，学生多而仪器少，很多大型仪器只有一台，因此在实验过程中难以保证每位学生都得到操作的锻炼，从而影响部分学生的参与积极性，这是各学校在仪分实验教学中普遍会遇到的问题，我们学校也不例外。

4 改进的方法

针对发现的问题，除了一些仪器数量上的实际困难，我对自己的理论课教学设想了一些改进的方法。首先，在讲解课程内容时不应拘泥于教材中的顺序，可以将项目教学法引入课堂，实行启发式教育。先提出一个时事热点的分析项目来引发学生的思考，引起学生的学习兴趣，例如食品安全的分析检测、运动员兴奋剂的检测等相关的话题，然后再逐渐引导学生进入分析仪器的原理、结构等理论知识的学习。其次，对于学生来说，如果没接触过相关仪器，仅听理论是很枯燥和较难理解的，因此可以通过图片、视频、虚拟实验室等多媒体手段来帮助学生对分析仪器形成直观的印象。积极合理地运用现代信息技术和多媒体技术，能够提高教学效率，使课堂教学形象化、具体化。再次，在学时无法增加的情况下，对教学内容进一步凝练，突出教学的重点、难点，针对学生的专业特点进行“私人定制”。最后，仪器分析的理论课和实验课要充分结合，我们目前实验课均采用分组循环的方式进行，学生有更多的机会直接操作仪器，实验课程除了让学生学会使用仪器，更重要的是要让学生理解原理，将理论课所学的知识灵活的运用到实践中去。如果条件允许，可以设计一些开放性的实验，来让学生培养学生独立思考能力、创新实践的能力和良好的動手能力。

综上所述，《仪器分析》课程是多个学科领域开展工作不可或缺的工具。作为一名教师，希望能够通过我的教学工作传递课程的重要知识，同时培养学生学以致用的能力。

参考文献

[1] 朱明华，胡坪.仪器分析[M].4版.高等教育出版社，2008：1-3.

[2] 刘英菊，陈实，熊亚红，等.仪器分析教学改革初探[J].广东化工，2008，35（7）：168-170.

[3] 李郤里.现代仪器分析课程教学方法的改革探索[J].河南化工，2014，31（12）：55-57.

[4] 孟磊，郑先福，宁爱民，等.兴趣教学法在非化学专业仪器分析教学中的应用[J].江西农业学报，2012，24（2）：201-203.

[5] 沈明月，丛培盛，张宇琦，等.现代仪器分析 “趣味性开放实验”探索[J].实验室科学，2011，14（6）：153-155.

[6] 孙素莉，赵文英，范志先.化工等专业本科仪器分析实验教学改革[J].实验科学与技术，2015，13（1）：106-108.