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

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1、 應(yīng)用化學和環(huán)境科學專業(yè)《儀器分析》課程教學的改革 　　摘要：本文論述了《儀器分析》（含實驗）課程教學體系的建設(shè)與改革。我們以激發(fā)全體學生的學習興趣，培養(yǎng)綜合性、研究性與創(chuàng)新性人才為基本目標，強調(diào)理論聯(lián)系實際，倡導啟發(fā)式教學，通過改革使教學結(jié)構(gòu)更趨于合理，體現(xiàn)出儀器分析教學計劃的科學性和教學內(nèi)容的先進性及教學手段的連貫性?！　￡P(guān)鍵詞：儀器分析；課程體系；教學改革　　　　分析化學是一門對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和狀態(tài)進行系統(tǒng)測量與表征的科學，是人們認識物質(zhì)世界的重要手段之一。[1]它包括化學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》課程是綜合性大學和高等師范院校中一門新穎的交叉

2、學科。[2，3]《儀器分析》（含實驗）課程目前是我?；瘜W與材料科學學院應(yīng)用化學、環(huán)境科學和工程以及化學教育專業(yè)本科生的主干基礎(chǔ)課程。儀器分析是一門集化學、物理學、生物化學、數(shù)學和計算機科學等多學科為一體的綜合性學科。[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，以解決自然科學各領(lǐng)域中的關(guān)鍵問題。作為自然科學研究領(lǐng)域中物質(zhì)的信息科學，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，也越來越顯示其重要性。　　結(jié)合目前的化學領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀和教學要求，我們深刻認識到儀器分析課程的教學涉及面

3、較廣且綜合性較強，在課堂教學中既要傳授各種現(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，無論是教學內(nèi)容，還是教學方法，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》課程體系進行改革和實踐，更新教學思想、改革教學方式、采用多媒體教學手段、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)展趨勢來更新教學內(nèi)容，以便培養(yǎng)知識結(jié)構(gòu)較新、動手能力頗強的學生。同時，各高校按照教育部《關(guān)于對基礎(chǔ)課實驗室進行合格評估的通知》精神，建設(shè)了一批合格實驗室和實驗中心，對于推動實驗教學改革、突出本科教學在學校的中心地位起到了很好的促進作用。其中，北京大學的《儀器分析》課程教學的總學時數(shù)達到60學時，實驗有18個，涵蓋了11種儀器分析方法。南京大學的《儀器分析》實驗開出時間為大學二年級的兩個學期，共有26個實驗項目以供選擇，課程教學的總學時數(shù)達到48學時，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。中山大學的《基礎(chǔ)儀器分析》課程教學的總學時數(shù)達到5

5、4學時，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、化學院實驗中心和各研究所進行大型儀器教學參觀。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?！　∫?、研究現(xiàn)有課程體系，重視教學實踐內(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。首先，儀器分析理論課程涉及的學科和領(lǐng)域非常廣泛，儀器工作原理往往是多學科交叉，比其他基礎(chǔ)課更抽象、更枯燥，化學和環(huán)境專業(yè)的學生學習起來存在一定難度。學生感到最

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到預(yù)期效果，不容易激發(fā)起學生的學習興趣和動力。由此可見，要充分發(fā)揮課堂教學的重要作用，提高教學質(zhì)量，就必須把教學從偏重知識記憶、偏重教師灌輸?shù)膫鹘y(tǒng)教學模式中解放出來，創(chuàng)建一種充分發(fā)揮學生學習主觀能動性和發(fā)展其自身個性的教學模式。教師可采用形式多樣的教學方法，如啟發(fā)式教學法、比較式教學法、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)國際刊物文獻資料學習探討等方式，充分調(diào)動學生的學習積極性?！　∑浯危瑑x器分析實驗作為儀器分析教學的重要組成部分，與其他化學課程相比較

7、，儀器分析實驗教學存在嚴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。儀器分析實驗教學以前主要集中在驗證性實驗和規(guī)范化操作，缺乏科學的思維訓練和創(chuàng)造性激勵。大多數(shù)學生在畢業(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?，所涉及的大型貴重儀器實驗或是演示實驗，學生操作時間短，不能達到提高學生創(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，但學生實際上機操作時間依然偏少。為提高學生

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。往往給學生自己動手的空間和機會，他們的自學能力才能得到提高，學習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)成學生有一輩子自學的能力”（葉圣陶語）的道理?！　《⒍喾N教學方法結(jié)合，突出多媒體教學　　興趣才是學生學習最好的老師，很多教學模式從主觀能動性出發(fā)，就是為了在更大程度上激發(fā)或者提高學生學習的興趣，為此我們就需要對教學手段進行改進，多媒體就是目前最普

9、遍、最直接的教學途徑。通過多媒體教學，就能很好地解決一些實際教學問題。多媒體教學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，還可以對實驗進行模擬操作，讓學生對儀器有直觀感覺的認識，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。多媒體教學的優(yōu)勢在于可以直觀形象地表達教學主題，[5]當然，僅僅依靠多媒體教學手段也會存在不足，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，往往讓學生感覺講課進度加快，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，有些學生思考速度跟不上講課速度。因此，在聽課這一環(huán)節(jié)上，要求學生上課前結(jié)合課本中的思考題進行預(yù)習，上課時有目的、有針對性地認真聽，適當作些記錄，無須照抄筆記，課后再利用課件進行復習和鞏固。傳統(tǒng)的教學模式能一直延續(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　　要學好一門課程，取決于學生對這門學科

11、的重視程度。在教學過程中，要根據(jù)不同的專業(yè)制訂教學計劃，實行分層次教學，有選擇、有重點地介紹不同的儀器及其應(yīng)用實例。其中，對于化學專業(yè)的學生要重點學習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)用化學專業(yè)的學生，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)境科學專業(yè)的學生要重點學習大氣、水、土壤等污染物的檢測。要使學生認識到這門課程的學習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，不但可以幫助學生認識儀器分析在現(xiàn)實生活中的意義和作用，從而誘導學生學習的強烈愿望，而且可以促使學生從儀器分析課程中去尋求解決問題的方法，主動去學習，帶來的效果是任何一種其他教學方法所無法比擬的。 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，我們負責傳遞知識。