提高儀器分析課程教學效果的幾點體會

黃利強 林 鵬

摘要 結合儀器分析課程的教學特點,介紹儀器分析課程教學過程中的一些體會,對各種教學方法和手段進行初步嘗試,取得良好的教學效果。

關鍵詞 儀器分析;教學方法;教學效果

中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2009)30-0080-02

Several Experience for Increasing Teaching Effects of Instrument Analysis//Huang Liqiang, Lin Peng

Abstract According to the features of instrument analysis course, a series of experience in the teaching were introduced. By improving teaching methods better teaching results was made.

Key words instrument analysis; teaching methods; teaching results

Authors address Fisheries College, Jimei University, Xiamen, Fujian, 361021, China

儀器分析作為現代化的分析測試手段,近年來發展非常迅速,廣泛地應用于科學技術和國民經濟的各個領域,已成為高等學校中許多專業的重要課程之一,集美大學水產學院也于近年將其列為一門專業基礎課。然而由于儀器分析是一門具有多學科交叉性、發展性和前沿性的學科,其內容涉及物理學、電子技術、計算機技術、精密儀器制造等許多知識,學生必須學好無機化學、分析化學、物理學、高等數學及計算機基礎等先修課程后才能較好地掌握該門課程,而且現代儀器分析技術在原理和技術上均采用當今最先進最前沿的科技,因此對學生的綜合素質要求較高。但是,大部分學生的基礎知識功底相對薄弱,知識面較為狹窄,因此在學習的過程中普遍感覺深奧、抽象、難于理解和掌握。通過積極的教學改革和探索,對各種教學方法和手段進行初步的嘗試,總結出一些較好的教學方法,在實際課堂教學中取得良好的教學效果。

1 針對專業需求,精選教學內容

由于課程理論課和實驗課的總課時比較少,根據水產學院培養應用型人才的培養目標,對教材進行合理的取舍,選出與本學院各專業密切相關的幾種分析儀器,把課程重點放在水產養殖生產科研中應用最廣、普及率最高、實用性最強的紫外—可見分光光度分析法、分子熒光光譜法、原子吸收分光光度法、氣相色譜法、高效液相色譜法等常用儀器分析方法上,著重講解這些儀器的基本理論、基本結構和基本實驗技術。這樣就可以使學生把有限的精力投入到重點內容的學習上來,從而牢固掌握每一種分析方法,為今后工作奠定基礎。

2 精心講好緒論課,激發學生學習興趣

緒論是課程內容的開端,講好緒論是上好儀器分析課程的關鍵性一環,能有效地激發學生的學習興趣和熱情。為此精心準備緒論課的內容,側重介紹儀器分析在生產、生活、社會、軍事等諸多領域中的廣泛應用,讓學生了解到儀器分析不僅僅是本專業的基礎課程,更與人們的社會生活和日常生活密切相關,已經滲透到人們生活中的方方面面,從而使學生感到這門課學了很有用處,激發起對這門課強烈的好奇與學習興趣。以三聚氰胺事件為例,說明儀器分析與日常健康生活息息相關;結合電視上熱門的尋寶節目,舉例介紹熒光分析法、紅外光譜法在鑒定古文物上的應用;以及介紹原子光譜在宇宙研究中的應用等例子,來說明儀器分析在諸多領域都有著廣泛應用。并結合已經畢業的學生在求職、考研中碰到儀器分析應用問題的實例,使學生在課程一開始就深刻感受到學習和掌握儀器分析的重要性和必要性,從而激發起學習興趣。

3 結合儀器分析發展史,激發學生學習熱情和創新思維

在各種分析儀器的發明和研制過程中,無數科學家做了大量艱苦卓絕的探索工作,每一種分析儀器都是汗水和智慧的結晶,在各種分析儀器的發明和研制過程中處處體現著科學家的智慧。在圍繞教學中心內容講授課程時,適當地插入一些有趣的儀器分析發展的歷史故事,不僅有助于活躍課堂氣氛,激發學生學習儀器分析課程的熱情,而且回顧和追蹤科學家走過的足跡,能極大地提高學生的學習興趣,激發學生參與科研和追求創新的熱情。

例如在講述原子光譜時,介紹基爾霍夫和本生共同發明原子光譜法的過程,并選取他們在發明過程中遇到的一些有趣問題,讓學生設身處地思考問題的答案,體會原子光譜法的發明過程。這種教學設計不僅讓學生深刻地了解到原子吸收光譜和發射光譜的基本原理,而且能鍛煉學生動腦筋想問題的能力,可以激發學習興趣,培養探索科學真理、大膽追求創新的精神。

又如在教學中,通過查找相關資料,向學生介紹分析儀器的發展史,介紹各分析儀器創始人的發明歷史,如色譜方法由植物學家茨維特發明,原子光譜法由化學家本生和物理學家基爾霍夫共同發明。通過這些史實,讓學生了解到分析儀器的發展是多學科交叉發展的結果,各行各業的研究者都可能為儀器分析研究做出自己獨特的貢獻,從而鼓勵學生勇于創新,大膽應用各種奇思妙想,進而培養學生的創造能力,提高學生的綜合素質。

4 深入淺出、直觀形象地組織教學

儀器分析內容交織著數學、物理、生物、醫學、電子技術和化學等學科基礎知識,內容非常廣泛,對學生基礎知識要求很高,然而由于學生的知識功底相對薄弱,而且課程學時短,這使得許多學生在學習的過程中感覺困難。為此,在教學中特別注意深入淺出地組織教學,努力采用通俗易懂、直觀形象的教學方法,使得學生能夠在最短的時間內理解和掌握課程內容。例如介紹色譜原理時,以生活實例來比喻色譜的基本原理:幾個學生一起去逛街,由于他們愛好不同,在商店里待的時間也不同,最后離開街道的時間有先有后,據此將街道比作色譜柱,街上的人流比作流動相,將離開街道的時間比作樣品保留時間。這一比喻較為形象地說明了色譜的基本原理,學生也覺得通俗易懂。

由于儀器分析所涉及的許多內容在生活中沒有實踐體驗,非常抽象,單靠語言講授很難掌握,因此,講課之前最好先讓學生看一遍實物,利用直觀教學以增加學生的感性認識,然后再進行講解。例如學習分光光度計時,讓學生親自動手拆解報廢的721分光光度計,直觀地觀察儀器內部結構,摸清各部件的功能,不僅有助于學生理解其工作原理,而且能消除學生對儀器的陌生感和畏懼感,真正做實驗時,學生會打消顧慮、很快上手。對于一些不能拆開供學生觀看的精密儀器,可運用多媒體教學方法,用圖片、電腦動畫方式來展現儀器內部結構和具體工作過程。

5 運用多媒體輔助與電腦模擬

儀器分析教學分析內容繁多,原理抽象,儀器結構復雜,只靠傳統的教學手段學生難以理解和掌握。因此,要充分運用多媒體教學手段,把各種儀器的結構圖、檢測原理、圖譜、使用流程等制作成形象直觀、圖文并茂的課件,讓學生通過多種感覺接受知識,從而在多媒體教學中得到深刻的理解,用最少的時間達到最佳的效果。在多媒體輔助教學的過程中,還可運用各種仿真軟件,讓學生在電腦上模擬儀器操作。例如氣相色譜仿真軟件能讓電腦模擬一臺氣相色譜儀,學生可以通過電腦界面選擇樣品、流速等參數,模擬開機、點火、進樣、測定等過程。學生通過親身的仿真操作,不僅可以形象地理解氣相色譜儀的基本原理,而且能掌握儀器操作章程和注意事項,獲取直觀的感性經驗,并且節約實驗成本。

6 結合專業特點,注意理論聯系實際

儀器分析是一門應用學科,絕大多數知識學生以前沒有接觸過,因此在課程中要注意結合應用實例進行講解。在教學過程中結合專業特點,插入介紹一些與專業有關、事關百姓的熱點事件,比如三聚氰胺事件、蝦仁氯霉素事件,介紹各種儀器分析方法在本專業的重要應用和測試方法,使學生能理論聯系實際。在實驗內容選擇上,結合專業特點盡可能安排一些有實際意義的實驗項目,比如原子吸收光譜法測定自來水中重金屬含量,高效液相色譜測定水產品中農藥殘留等,這些實驗項目貼近生活,與健康、環境密切相關,學生很感興趣。另外,也可適當地介紹一些儀器分析在其他領域的有趣應用,例如介紹原子吸收光譜法在投毒案偵破中的應用,氣相色譜法在筆跡鑒定上的應用,這些拓展內容雖與本專業關聯不大,但卻有助于開拓學生視野,啟發學生思維,學會融會貫通、學以致用的方法。

總之,儀器分析發展速度飛快,內容豐富,應用的領域多,對于培養學生實踐能力、綜合應用能力具有非常重要的作用。要提高教學質量,就要針對課程本身的特點,在教學中不斷積累和總結經驗,不斷學習新知識,充實教學內容,綜合運用各種教學方法和教學手段,不斷探索和實踐,努力提高理論教學和實踐教學的效果,從而適應現代教學的要求。

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