仪器分析教学改革的探索

贾海浪 李中春 林丽霞

摘 要：仪器分析内容繁多，信息量大，尤其涉及多种大型仪器的结构、元件、应用技术等，传统的教学模式已很难适应学生的实际需要。本文探讨如何进行教学改革以激发学生的学习兴趣，引导学生由被动式学习转变为主动式学习，从而全方位提高教学质量。

关键词：仪器分析 教学改革 主动式学习

中图分类号：G424.31 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（b）-0246-02

现代科技的飞速发展使得仪器分析的应用日益广泛，许多新的分析方法也在不断涌现，生命科学、材料科学、环境科学等众多热门领域的快速发展也对仪器分析提出了更高的要求与挑战，这就迫切需要我们培养出更多的符合社会实际需要的应用型人才。仪器分析课程涉及许多大型仪器的原理、结构、联用技术等，学生在学习过程中恰恰需要真正掌握这方面的知识，传统的板书式教学已然不能满足学生的实际需要。多媒体教学手段在如今的仪器教学改革中已扮演着越来越重要的角色[1]，这些先进的设备和软件可以将教师从繁琐的板书教学中解放出来，给予学生更加直观的感受。然而普通的多媒体教学如PPT图片讲解在讲述大型仪器工作原理、联用技术、新的分析方法建立等重点方面也存在很大的不足，这些都需要进一步的改进。针对以上问题，结合实际的教学经验积累，本文对目前仪器分析教学存在的问题和如何改进教学质量进行了讨论，并进行了具体的阐述。

1 仪器分析课程教学的特殊性和目前普遍存在的问题

（1）在众多的化学类课程中，仪器分析课程具有非常明显的特征，它有别于一般的理论基础课程，教师单纯的依靠教材讲解远远不能满足学生的实际需要，诸多大型仪器复杂的工作机理、结构组成等都需要实物对照才能加深学生的理解和运用，因此紧密联系相关的实验课程也是必不可少的重要环节。

（2）仪器分析内容涉及众多交叉学科，需要学生了解物理化学、有机化学、无机化学、光电化学、材料化学等很多学科方面的知识，因此对教师和学生都有更高的要求。

（3）仪器分析虽然内容繁多，但是缺少逻辑性，各章节之间衔接不好，学生需要一定的时间去消化理解。比如在进行授课时发现色谱方面的内容花费了很多学时去讲解，然而紧接着学习的电化学方面的知识却和色谱并没有关联性。

（4）仪器分析内容丰富，信息量非常大，尤其涉及多种大型仪器的结构、元件、应用技术等。但是目前大多还是传统的教学模式，对于大型仪器的讲解比较抽象，即使是多媒体的运用也只是简单的图片展示，这其实远远不能满足实际授课的需要。

（5）仪器分析已不仅限于测定物质的组成和含量，更追求瞬时追踪、在线监测、过程控制等，因此熟练掌握分析技术和创新分析方法非常重要[2]。传统的教学模式在讲解仪器工作原理、联用技术的本质、新的分析方法建立等方面存在先天性的不足，这些方面都急需改进。

（6）仪器分析是应用化学、环境工程、环境科学、化学工程等专业的主干课程，实际授课访谈学生发现学生学习本门课程缺少热情，甚至出现厌学情绪，大多主要因为众多大型仪器的讲解比较抽象枯燥，理解难度较大，使学生失去了学习的兴趣，完全是一种被动式的学习。

2 教学改革的一些探索

（1）课程章节根据相关性进行重新安排设计；本校使用的是朱明华主编的第四版仪器分析教材，共14章内容。根据实际授课经验总结，在进行本门课程的学习过程中，可以对课程章节的设置做些调整，可以增添或删减部分章节。比如我们根据需要授课的内容总结仪器分析课程主要包含色谱学、电化学、光谱学3块内容，那么在实际授课中我们增添了色谱学导论、电化学导论和光谱学导论3个章节，使得学生在学习各个部分之前有一定的大概了解，根据本科生的接受能力以及实际应用的广泛性，删减了库伦分析和拉曼光谱分析，获得了较好的授课效果。

（2）增加翻转课堂模式；传统的教学模式是教师在讲台授课，学生在座位上听课。这种是比较常规的授课模式，也可以获得相对较好的教学效果，但是我们也可以增加适当课时的翻转课堂章节，调节教师与学生之间的互动模式，由学生上台讲课，锻炼学生自我学习、主动查找相关文献的能力，同时也能培养学生上台演讲的能力，使学生体验学习的乐趣。

（3）改进多媒体教学，增添相关动态图形演示讲解大型仪器的结构与工作机理；多媒体教学手段已经引入到了现代教学模式之中，但是调研发现很多仪器分析教师虽然也应用了PPT课件进行授课，然而大多还是单纯的图片展示与文字讲解，并没有考虑到大型仪器的复杂性，学生在理解仪器构成与工作原理方面难度很大，知识过于抽象。对此，针对仪器的构成与工作原理部分，我们可以设计Flash图片进行动态图形演示，给予学生更加直观的认识，加深印象，帮助其对相关知识的理解与运用[3]。此外，增添相关的动态图形还可以激发学生的学习兴趣，使他们体验出学习的乐趣，使得他们由被动式学习转变为主动式学习，从而提高教学质量。

（4）增加实用型的相关仪器实验，做到理论与实际相结合；仪器分析已经融入到了国民的日常生活之中，与人们的衣、食、住、行等息息相关，因此在设计相关仪器实验的时候可以多结合日常生活的实际应用，以提高学生的学习兴趣，体验主动式学习的乐趣[4]。比如，我们国家的水体污染已经非常严重，水污染已危害到人们的身体健康，色谱在水质监测方面有着非常广泛的应用[5]，那么我们在进行色谱理论授课的同时，就可以设计一个利用色谱检测水质中的苯系物、卤代烃等相关的实验，既贴近生活又能激发学生学习的意愿。此外，相关仪器的实驗课程可以选择部分实验作为学生自行设计的实验模式，避免学生形成惯性思维，如果所有的实验课程都是教师安排设计好，那么学生照本宣科的做实验也不会起到较好的效果。将个别实验作为自行设计的实验可以发散学生的思维，激发学生的求知欲，锻炼其学以致用的本领，更好地巩固所学习的知识。例如我们学院在进行紫外-可见吸收光谱相关实验的时候，将分光光度法测定环己烷中苯含量的实验作为学生自行设计实验，经过实际实施效果来看学生对此体现出了极大的热情，很好地将本章的知识运用到了此实验之中，收到了非常好的效果，真正做到了理论与实际相结合的目的。

通过对仪器分析实际授课过程中遇到的问题的总结，我们进行了上述的教学方法改革，这些方法的实施极大地激发了学生的学习热情，提高了学生们的学习兴趣，大多数学生由被动式学习转变成了主动式学习，获得了较好的效果，从而整体提高了教学质量。教学方式不能一成不变，要顺应时代的变化，跟进时代发展的潮流，不断创新，才能探索出更好的教学模式，提高教学质量，培养出符合社会实际需要的应用型人才。

参考文献

[1] 吴菊，常文贵，谢成根，等.多媒体辅助《仪器分析》课程教学的实践与思考[J].科技创新导报，2011（4）：154-155.

[2] 杨瑞芬，彭加钢.医学检验仪器分析教学改革探讨[J].教育改革，2007（10）：80-81.

[3] 李玲，董昕，吕狄亚，等.虚拟实验室在仪器分析教学中的应用[J].基础医学教育，2016，18（7）：584-586.

[4] 马祥英，陈其锋，许海棠.仪器分析实验课程改进与实践[J].实验科学与技术，2013，11（2）：76-78.

[5] 闫泽，刘军站.气相色谱分析的重要作用[J].中国高新技术企业，2015（14）：93-94.