[精編]應(yīng)用化學(xué)和環(huán)境科學(xué)專業(yè)《儀器分析》課程教學(xué)的改革

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1、 應(yīng)用化學(xué)和環(huán)境科學(xué)專業(yè)《儀器分析》課程教學(xué)的改革 　　摘要：本文論述了《儀器分析》（含實驗）課程教學(xué)體系的建設(shè)與改革。我們以激發(fā)全體學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)綜合性、研究性與創(chuàng)新性人才為基本目標(biāo)，強調(diào)理論聯(lián)系實際，倡導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué)，通過改革使教學(xué)結(jié)構(gòu)更趨于合理，體現(xiàn)出儀器分析教學(xué)計劃的科學(xué)性和教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性及教學(xué)手段的連貫性?！　￡P(guān)鍵詞：儀器分析；課程體系；教學(xué)改革　　　　分析化學(xué)是一門對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)測量與表征的科學(xué)，是人們認(rèn)識物質(zhì)世界的重要手段之一。[1]它包括化學(xué)分析和儀器分析兩大部分，兩者相輔相成，缺一不可?！秲x器分析》課程是綜合性大學(xué)和高等師范院校中一門新穎的交叉

2、學(xué)科。[2，3]《儀器分析》（含實驗）課程目前是我?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境科學(xué)和工程以及化學(xué)教育專業(yè)本科生的主干基礎(chǔ)課程。儀器分析是一門集化學(xué)、物理學(xué)、生物化學(xué)、數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)等多學(xué)科為一體的綜合性學(xué)科。[4]由單純提供分析測試數(shù)據(jù)，上升到從原始的分析測試數(shù)據(jù)中最大限度地獲取有價值的靜態(tài)和動態(tài)物質(zhì)信息，以解決自然科學(xué)各領(lǐng)域中的關(guān)鍵問題。作為自然科學(xué)研究領(lǐng)域中物質(zhì)的信息科學(xué)，儀器分析的發(fā)展被寄予越來越大的期望，并提出越來越高的要求。因此，作為本科生的儀器分析理論與實驗課程體系的教學(xué)，也越來越顯示其重要性?！　〗Y(jié)合目前的化學(xué)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀和教學(xué)要求，我們深刻認(rèn)識到儀器分析課程的教學(xué)涉及面

3、較廣且綜合性較強，在課堂教學(xué)中既要傳授各種現(xiàn)代儀器分析方法的基本原理，又要介紹儀器的基本結(jié)構(gòu)、測試原理和定性定量的分析方法，尤其是各種方法的特點及其應(yīng)用范圍。而就目前我校的儀器分析課程教學(xué)現(xiàn)狀來看，尚與國內(nèi)其他院校存在一定的差距，無論是教學(xué)內(nèi)容，還是教學(xué)方法，都缺乏及時更新，這本身與儀器分析方法的飛速發(fā)展是相矛盾的。因此，通過對《儀器分析》課程體系進(jìn)行改革和實踐，更新教學(xué)思想、改革教學(xué)方式、采用多媒體教學(xué)手段、理論與實驗密切結(jié)合等途徑，合理優(yōu)化課程的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，對培養(yǎng)綜合性、研究與創(chuàng)新性人才具有十分重要的意義?！　〗陙?，隨著儀器分析方法的迅速發(fā)展和更新，我國各高校都普遍增大了《儀器分析》課程

4、內(nèi)容的比重，并且結(jié)合儀器分析方法的發(fā)展趨勢來更新教學(xué)內(nèi)容，以便培養(yǎng)知識結(jié)構(gòu)較新、動手能力頗強的學(xué)生。同時，各高校按照教育部《關(guān)于對基礎(chǔ)課實驗室進(jìn)行合格評估的通知》精神，建設(shè)了一批合格實驗室和實驗中心，對于推動實驗教學(xué)改革、突出本科教學(xué)在學(xué)校的中心地位起到了很好的促進(jìn)作用。其中，北京大學(xué)的《儀器分析》課程教學(xué)的總學(xué)時數(shù)達(dá)到60學(xué)時，實驗有18個，涵蓋了11種儀器分析方法。南京大學(xué)的《儀器分析》實驗開出時間為大學(xué)二年級的兩個學(xué)期，共有26個實驗項目以供選擇，課程教學(xué)的總學(xué)時數(shù)達(dá)到48學(xué)時，其中前13個實驗項目為必選實驗，后13個實驗項目為選修實驗。中山大學(xué)的《基礎(chǔ)儀器分析》課程教學(xué)的總學(xué)時數(shù)達(dá)到5

5、4學(xué)時，開設(shè)基礎(chǔ)性實驗17個，綜合型實驗9個。其中選做實驗與現(xiàn)實生活相結(jié)合，例如鉛鋅礦煙道灰中鍺的光譜定量分析，單掃描示波極譜法——廢水中鎘的測定和中藥沖劑中有效成分的分析等。此外，還組織實驗每8人一組前往分析測試中心、化學(xué)院實驗中心和各研究所進(jìn)行大型儀器教學(xué)參觀。因此，我們亟需根據(jù)自身專業(yè)特點將《儀器分析》課程的改革放到極其重要的位置?！　∫弧⒀芯楷F(xiàn)有課程體系，重視教學(xué)實踐內(nèi)容　　我們必須了解課程自身的特點，這樣才能有針對性地加以改進(jìn)。首先，儀器分析理論課程涉及的學(xué)科和領(lǐng)域非常廣泛，儀器工作原理往往是多學(xué)科交叉，比其他基礎(chǔ)課更抽象、更枯燥，化學(xué)和環(huán)境專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)起來存在一定難度。學(xué)生感到最

6、困難的是由于課堂上介紹儀器原理時未能見到實物，故常理解不透，印象也不深，單靠語言和文字描述儀器的工作原理又很難達(dá)到預(yù)期效果，不容易激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。由此可見，要充分發(fā)揮課堂教學(xué)的重要作用，提高教學(xué)質(zhì)量，就必須把教學(xué)從偏重知識記憶、偏重教師灌輸?shù)膫鹘y(tǒng)教學(xué)模式中解放出來，創(chuàng)建一種充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性和發(fā)展其自身個性的教學(xué)模式。教師可采用形式多樣的教學(xué)方法，如啟發(fā)式教學(xué)法、比較式教學(xué)法、課堂討論、實驗演示等，或者按照儀器分析方法發(fā)展歷程的方法，再結(jié)合相關(guān)國際刊物文獻(xiàn)資料學(xué)習(xí)探討等方式，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性?！　∑浯危瑑x器分析實驗作為儀器分析教學(xué)的重要組成部分，與其他化學(xué)課程相比較

7、，儀器分析實驗教學(xué)存在嚴(yán)重的三多三少的矛盾，即班次多、人數(shù)多、實驗組多，而老師少、儀器少、實驗室少。此外，還存在重復(fù)驗證實驗多，綜合實驗少；合作完成實驗多，獨立操作的實踐機會少等情況。儀器分析實驗教學(xué)以前主要集中在驗證性實驗和規(guī)范化操作，缺乏科學(xué)的思維訓(xùn)練和創(chuàng)造性激勵。大多數(shù)學(xué)生在畢業(yè)前根本沒有閱讀過儀器使用說明書，遇到問題時通常依靠老師來解決，在實驗中完全缺乏主動性，能力得不到及時地培養(yǎng)和提高?！　〈送猓婕暗拇笮唾F重儀器實驗或是演示實驗，學(xué)生操作時間短，不能達(dá)到提高學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。受到大型儀器數(shù)量的限制，雖然采取大循環(huán)（每組2～4人）做實驗，但學(xué)生實際上機操作時間依然偏少。為提高學(xué)生

8、上機的時間利用率，所開出的12個實驗基本上都是成功率高、現(xiàn)象明顯的驗證性實驗。在實驗課中，許多學(xué)生反映獨自操作的機會少，不利于培養(yǎng)他們的實驗動手能力。希望實驗室能隨時對外開放，能有更多的實驗機會，能讓他們自己設(shè)計、驗證實驗。往往給學(xué)生自己動手的空間和機會，他們的自學(xué)能力才能得到提高，學(xué)習(xí)才能成為一種自覺性行為，懂得“教是為了不需要教”，“不教是為了養(yǎng)成學(xué)生有一輩子自學(xué)的能力”（葉圣陶語）的道理。　　二、多種教學(xué)方法結(jié)合，突出多媒體教學(xué)　　興趣才是學(xué)生學(xué)習(xí)最好的老師，很多教學(xué)模式從主觀能動性出發(fā)，就是為了在更大程度上激發(fā)或者提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，為此我們就需要對教學(xué)手段進(jìn)行改進(jìn)，多媒體就是目前最普

9、遍、最直接的教學(xué)途徑。通過多媒體教學(xué)，就能很好地解決一些實際教學(xué)問題。多媒體教學(xué)能夠展示平時課堂上難以在黑板上完成的實驗裝置、光路圖、電路圖或儀器外觀形狀等，還可以對實驗進(jìn)行模擬操作，讓學(xué)生對儀器有直觀感覺的認(rèn)識，一目了然。不但可以將大型精密儀器的形狀、各部分結(jié)構(gòu)、工作原理甚至操作技術(shù)，以圖片、影片等形式形象直觀地表現(xiàn)出來，而且可以把各方法原理以動畫形式模擬出來，甚至還可以借助模擬仿真實驗，讓學(xué)生了解各種儀器分析方法的影響因素，大大增強了課堂的表現(xiàn)力。多媒體教學(xué)的優(yōu)勢在于可以直觀形象地表達(dá)教學(xué)主題，[5]當(dāng)然，僅僅依靠多媒體教學(xué)手段也會存在不足，主要體現(xiàn)在：聽課的環(huán)節(jié)上，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法常常

10、可以做到聽課和記筆記兩不誤，而采用多媒體上課后，往往讓學(xué)生感覺講課進(jìn)度加快，來不及記筆記。此外，在講解分析方法的原理時，涉及到公式的推導(dǎo)，有些學(xué)生思考速度跟不上講課速度。因此，在聽課這一環(huán)節(jié)上，要求學(xué)生上課前結(jié)合課本中的思考題進(jìn)行預(yù)習(xí)，上課時有目的、有針對性地認(rèn)真聽，適當(dāng)作些記錄，無須照抄筆記，課后再利用課件進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固。傳統(tǒng)的教學(xué)模式能一直延續(xù)下來，說明必然有它不可忽視的優(yōu)勢，而《儀器分析》的課程內(nèi)容的特點又決定了需要多媒體這種教學(xué)手段，那我們就應(yīng)該把二者有機地結(jié)合起來，取長補短，使我們的課堂達(dá)到最佳的效果?！　∪⒗碚撆c實踐相聯(lián)系，滲透課程的重要性　　要學(xué)好一門課程，取決于學(xué)生對這門學(xué)科

11、的重視程度。在教學(xué)過程中，要根據(jù)不同的專業(yè)制訂教學(xué)計劃，實行分層次教學(xué)，有選擇、有重點地介紹不同的儀器及其應(yīng)用實例。其中，對于化學(xué)專業(yè)的學(xué)生要重點學(xué)習(xí)各種有機化合物和微量元素等的分析檢測以及蛋白質(zhì)、酶、氨基酸等生物分子的分析等；應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生，要求他們重點掌握生產(chǎn)過程的監(jiān)控，如化工生產(chǎn)方面原材料、中間體和出廠成品的質(zhì)量檢測等；環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生要重點學(xué)習(xí)大氣、水、土壤等污染物的檢測。要使學(xué)生認(rèn)識到這門課程的學(xué)習(xí)會給自己將來的工作或者科研帶來很大的幫助，并從內(nèi)心重視這門課程。同時，在教學(xué)過程中將儀器分析的原理方法與現(xiàn)實社會密切相關(guān)的熱點問題結(jié)合起來。例如，涉及食品安全的毒奶粉事件、蘇丹紅事件，涉及環(huán)境安全問題的水體重金屬污染、空氣中污染物的監(jiān)測等，不但可以幫助學(xué)生認(rèn)識儀器分析在現(xiàn)實生活中的意義和作用，從而誘導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的強烈愿望，而且可以促使學(xué)生從儀器分析課程中去尋求解決問題的方法，主動去學(xué)習(xí)，帶來的效果是任何一種其他教學(xué)方法所無法比擬的。 此資料由網(wǎng)絡(luò)收集而來，如有侵權(quán)請告知上傳者立即刪除。資料共分享，我們負(fù)責(zé)傳遞知識。