基于实践教学的仪器分析实验教学改革探讨

张桂斋，李 静，董春艳，张玲玲

(山东农业工程学院 环境科学与工程学院，山东 济南 250100)

教育部在当前创新型人才培养的指导精神中明确指出：实践教学对于学生综合素质的提高、学生创新精神与实践能力的培养具有特殊作用[1]。近几年来，实践教学被教育界越来越重视，实践教学的比例已经成为评价和考核一个学校的重要指标[1-2]。实践教学是高校创新人才培养的重要环节和手段，在课程教学中，实验教学又是实践教学的重要体现，在学生实践及创新能力的培养过程中起到非常重要的作用。

近年来，现代经济快速发展，同时也带来了各种各样的环境问题，要认识和解决这些环境问题，首先必须对这些污染物质的形态、含量、性质、来源以及对人或其它生物的毒性等进行详细的分析和监测，这些问题的解决都需要通过仪器分析才能实现[3]。仪器分析也是解决环境、食品、化学及其他学科许多科研问题的重要手段，因此，对环境生态专业的学生来说，学好仪器分析是学好本专业的基础。

在仪器分析课程实践教学环节中，仪器分析实验起到非常重要的作用。因此，如何通过实验教学来提升学生的实践能力？从而使学生运用综合知识能力和创新能力得到相应的提高显得尤为重要。

1 仪器分析实验教学过程中存在的问题

在本课程实践教学环节中，仪器分析实验的作用显而易见，然而，在实际实验课程教学中存在以下几个问题：

1.1 大型仪器缺乏，导致学生实验动手机会不多

环境专业的仪器分析实验的特点是：多数实验项目几乎都需要使用大型精密仪器，大型仪器的价格昂贵，多数高校的环境学院同种大型仪器仅购买一台，现有的仪器现状，对于学生人数多、实验学时少的实验教学来说则远远不够，同时在试验过程中考虑到仪器稳定性及使用安全，大型仪器的开、关机流程也只能演示一遍，具有学习主动性的同学还能积极动手“打一针”，而大多同学是观摩或是应付实验，学生亲自动手的机会相对较少[4]。

1.2 实验内容缺乏新意

以往仪器分析实验主要目的是让学生了解仪器的结构及使用方法，因此，开设的实验以验证性实验为主，这些实验不能够与和现实中的热点环境问题相联系，只要按照试验步骤，不需要学生太多思考即可完成，学生学习的兴趣和积极主动性不佳。这与现代仪器分析实验的培养要求相差甚远。

1.3 实验教学方式单调

仪器分析实验教学大多是以教师讲授实验原理及操作过程，以教师为主体，个别学生操作的教学模式，使得学生成为仪器的操作员，学生没有去思考为什么，使得实验教学内容和理论教学内容仅多了一个具体仪器而已，缺乏独立思考和相互讨论的过程，抑制了学生的学习积极主动性。

2 仪器分析实验改革措施

在仪器分析实验教学中，如何充分体现实践教学的作用，充分发挥学生主体地位，真正达到仪器分析实验课程实践教学的目的。针对在仪器分析实验教学中存在的上述问题，在该课程实验教学中我们采取了一些相应的改革措施。

2.1 在仪器分析实验中微视频的应用

大多大型仪器操作较为复杂，再加上仪器分析实验课时有限，仅仅通过理论课的讲解和实验课的演示，大部分学生很难掌握仪器的使用和单独完成实验，因此，学生动手能力普遍偏弱。为了增加学生的动手的机会，获得较好的教学效果，学生自制微视频引入环境生态专业仪器分析实验教学模式中[5]。

通过学生自制微视频，可以提高学生学习的积极主动性。为了制作完整、满意的微视频，学生需要根据录制微视频的知识点，会主动查阅相关仪器的结构、原理、操作方法及注意事项的书目及文献资料，学习的方式由被动听变为主动学，同时也增加了同学之间、师生之间交流的机会。

通过自制微视频，还可以提升学生的综合素质。由于在制作微视频时，还要加上自己的讲解，除了需要对知识点非常熟悉外，还要求对仪器的操作也要非常熟练，同时，也锻炼了学生的表达能力及时间的控制能力。综合能力较强的学生还可以担任本课程的助教，课余时间带动、帮助其他同学学习使用大型仪器，因此，整个班级的学生的动手机会也相应增多。

2.2 与专业相结合，优化和更新实验项目

传统仪器分析实验主要目的是让学生了解仪器的结构及使用方法，因此，大多实验是一些验证性实验，很难调动学生的兴趣。

设计综合性、设计性实验。减少验证型实验，提高设计型、综合型实验比例。引导学生根据实验室现有的仪器设备，结合环境专业实际提出设计型实验内容，设立环境污染方面监测实验项目，如：室内空气污染检测、水体富营养化检测、土壤、蔬菜、水果中多种重金属、硝酸盐、持久性有机污染物检测等综合性实验[1]。学生可根据自己的兴趣选择实验题目，并查阅有关文献，独立设计出完整的实验方案，包含：采集样品、样品预处理、仪器最佳参数的设置及操作、数据分析、实验报告等全部过程。通过整个实验过程，不仅可以把学过的专业课程知识与仪器分析有机的结合起来，提高学生的学习主动性、动手能力和独立解决实际问题的能力。

结合本校科研条件开展实践教学。把仪器分析实验内容与学校科研进展紧密结合起来，充分利用学校已有科研平台，积极鼓励学生主动参与教师科研项目、激励学生积极申报科研项目等多种方式，在参与教师科研过程中开拓学生科研视角、同时掌握学科发展动态。充分发挥科研平台在仪器分析实践教学的作用。

2.3 多途径增加学生动手机会

开放实验室。国家教育部把高校实验室开放程度作为高校教学水平考核和评估的重要组成部分，因此，为了充分利用现有实验室资源，使学生也成为实验室的主体，要多给学生提供更多操作大型仪器的机会[6]。实验室的开放使学生成为实验的主体，这也必将激发大学生创新、创业活动、对科研活动的热情。

循环实验。目前现状是仪器少，学生人数多，因此，为增加学生的动手机会，为提高实践教学效果，可以开展循环实验。可采取同时开设2～3个实验，课前教师先把将理论部分、注意事项等内容进行详细讲解，然后合理分组。由于自制微视频和实验室开放，部分学生助教可以给予指导，彼此学习，这样既节约时间，也能保证每个学生都有机会亲自动手操作大型仪器。

3 总结

随着环境问题的日益增多，社会迫切需要综合性、复合型的环境专业人才。仪器分析是环境专业的专业基础课，在培养学生的实践能力和创新能方面起着重要作用，在面对仪器分析教学过程中诸多不足，应该从多角度进行教学改革的探讨和摸索，充分发挥仪器分析课程在人才培养过程中的重要作用。