食品科學與工程專業《儀器分析實驗》教學改革研究

陳尚龍 巫永華 李 超

徐州工程學院食品工程學院，江蘇 徐州 221111

食品科學與工程專業《儀器分析實驗》教學改革研究

陳尚龍 巫永華 李 超

徐州工程學院食品工程學院，江蘇 徐州 221111

儀器分析是根據被測物質的物理或物理化學性質來分析物質的成分及其含量的分析方法，隨著科學技術的快速發展，快速準確的新設備不斷涌現，使得儀器分析成為了分析化學最重要的分支，在食品、生物、化工、環境等領域的作用尤其重要[1,2]。儀器分析實驗是儀器分析的重要組成部分，也是一門實踐性和實用性很強的學科，已成為我校食品科學與工程專業一門獨立設課的專業基礎實驗課。如何更好地利用這一實驗課來培養和提高學生分析問題和解決問題的能力、使其成為高素質應用型人才，是我校教育工作者一直研究的課題。筆者和同事通過多年的儀器分析實驗教學，針對教學中存在的問題，進行了一些探索和改革。

1 儀器分析實驗教學中存在的不足

傳統實驗教學模式都是老師設計實驗，講解實驗內容，學生按照老師要求機械地完成實驗步驟，被動應付，興趣不高，缺乏對學生綜合素質的培養[3]。這些在儀器分析實驗教學中尤表現為突出，儀器分析實驗在教學中存在著許多不足。

1.1 儀器設備數量不足

由于資金不足和設備價格較高，導致部分大型儀器設備數量相對偏少，而學生數量較多，不可能有那么多學時讓每一個學生都親自上機操作，使得學生動手機會較少，很難在規定的學時內掌握這些大型設備的使用方法。

1.2 學生的重視度不夠

由于大多數學生認為實驗課是理論課的附屬部分，況且一般都是考查，并不單獨考試，所以學習的積極性不高，重視程度不夠。

1.3 預習質量不高

隨著科學的進步，儀器設備的自動化程度和價格越來越高，內部機構越來越集成化、封閉化，導致學生對價格比較昂貴的精密儀器具有一定的神秘感和恐懼感。按照傳統教學模式，學生在實驗前，只能通過實驗教材進行預習，而很難對所涉及的儀器設備有一定的直觀認識，這樣會導致學生對儀器設備的結構、原理以及操作方法等一片茫然，甚至相互抄襲，應付差事，預習質量不高[3]。

1.4 缺少設計性實驗

實驗教學內容單一，以驗證性實驗為主，缺少設計性和綜合性實驗，不能有效地培養學生做實驗的興趣，很難發揮學生實驗時的主觀能動性，導致學生發現問題，主動解決問題的能力差[4,5]。

1.5 教材通用性不強

由于各學校、各學院所擁有的儀器設備廠家和型號很難保證相同，類型相同而廠家或型號不同的儀器設備操作步驟也會有一定的差別，這就導致沒有一本完全符合我校的儀器分析實驗課教材。隨著科學技術的快速發展，更快更準確的新設備不斷涌現，這樣常常導致教材上介紹的與實際教學中所用的儀器設備型號脫節，進而影響學生預習的效果[6]。

2 儀器分析實驗教學的改革措施

2.1 根據現有儀器設備，合理安排教學內容和教學時間

在儀器分析實驗課上所用的儀器一般價格比較昂貴，導致儀器設備數量有限，不同院校擁有的儀器設備的種類、數量、型號參差不齊，因此能夠開設的實驗內容、實驗個數都不一樣，根據我校的具體情況，我們教學組編寫了一本符合我院實際情況的儀器分析實驗教材。

在教學內容上，保留了一些經典、成熟的內容。同時，與實際應用密切聯系，根據當前社會熱點，與時俱進，適當增加或修改一些實驗項目。比如，當前社會比較關注食品安全問題，在液相色譜實驗中，開設了牛奶中三氯氰胺的檢測；在原子吸收實驗中，將牛奶中銅含量測定修改為膠囊中鉻含量測定。

在教學時間上，根據現有儀器設備數量，對儀器設備數量較少的實驗項目，適當增加學時并減少每批人數；而對于儀器設備數量較多的實驗項目，適當增加每批人數。比如，在液相色譜、氣相色譜實驗中，由于設備臺數有限（各有兩臺），將首次使用該設備的實驗項目學時增加至3學時，每批人數減少至12人；在電位分析實驗中，由于設備數量充足，每批人數增加至20人。

讓每一個學生都有機會親手操作設備，掌握設備的使用方法，同時了解儀器分析的應用范圍，真正調動了學習積極性，培養了學習興趣，提高了解決實際問題的能力。

2.2 強調課前預習，確保預習質量

為了提高預習質量，要求老師指導學生進行課前預習。首先，我們從直觀入手，在每一批學生完成上一個實驗后，由我們統一帶領這批學生去下一個實驗項目所涉及的設備房間進行參觀，讓學生零距離地觀察設備，同時我們會充分利用這段時間給學生簡單地介紹設備的結構和操作，并提出預習要求。其次，我們通過互聯網，將編輯好的視頻或圖片教程發至公共郵箱，讓每一位學生都可以通過郵箱獲得這些較為直觀的教程，便于他們了解設備的結構及操作方法和注意事項。最后，再預習本次實驗內容，這樣學生就更容易理解實驗目的，確保了預習質量。

2.3 增加設計性實驗，建設開放性實驗室

現階段，我院食品科學與工程專業的儀器分析實驗課已經增加兩個綜合設計性實驗項目，隨著教學條件的不斷完善，綜合設計性實驗項目數量還會增加。綜合設計性實驗項目通常是指導老師給出多個題目，學生根據意愿選擇其中一個，選擇相同實驗項目的學生可以自愿組成實驗小組，通過自己查閱文獻資料和小組討論，確定實驗方法，通常理論上可行的方法不止一個，然后再根據實驗室實際能提供的儀器設備以及這些方法的優缺點，確定最終的實驗方法，設計實驗路線和具體的實驗步驟，最后在指導老師的協助下完成整個實驗過程，這樣有利于提高學習主動性、也有利于培養創新力。

我院開放性實驗室正在建設之中，現階段已經完成門禁系統的建設，實驗室對跟著老師做課題和做畢業設計的學生已經做到完全開放，但對其他學生還沒有做到完全開放，這是因為實驗室大型儀器設備價格昂貴，若對其他學生也完全開放，則需要專職老師全程陪護，以防學生操作不當，導致儀器設備損壞，造成不必要的經濟損失和影響實驗的正常開出。開放實驗室可以更好地讓學生熟悉實驗儀器，根據自己的意愿選擇實驗內容、設計實驗方案，可以更好地培養學生獨立思考的能力，激發學生的求知欲，有利于培養學生的動手能力和創造思維能力。隨著我院實驗室的不斷建設和完善，實驗室的開放范圍會越來越廣，實驗條件也會越來越好。

2.4 完善儀器分析實驗考核制度，加強學生的重視程度

作為一所應用型本科院校，我校尤其重視實驗教學。對于食品科學與工程專業的儀器分析實驗課，已經成為一門與理論課并重的必修課程，而不僅僅是理論課的附屬部分?，F階段，儀器分析實驗課的成績由三部分構成，即技能操作成績占40%，實驗報告成績和期末筆試成績各占30%。技能操作成績主要考查學生在實驗過程中對儀器設備的操作是否規范以及對其掌握的程度；實驗報告成績主要包括四個方面，即實驗預習、書寫、數據處理和思考題的作答；期末考試是以實驗項目為基礎，考查學生對各種儀器設備的操作和注意事項，這樣既能考核學生，又能促使他們把整個操作再溫習一遍，以考代學，有效提高了學生的學習積極性和學習效率。

3 結語

對于食品科學與工程專業的儀器分析實驗課的改革還在不斷進行中，改革的目的不僅要培養學生的動手能力，更重要的是培養學生解決實際問題的能力。我們只有與時俱進，不斷地積累教學經驗，積極創新，調動學生的積極性和主動性，提高實驗教學質量，才能達到教學改革的目的。

[1]宋健, 史曉敏. 《儀器分析》課程教學改革的探索[J]. 科技資訊, 2011, (9): 196-198.

[2]李金淑, 張琳霞, 周珊珊. 儀器分析課程教學改革探索[J]. 中央民族大學學報:自然科學版, 2010, 19(3): 90～93.

[3]王煥英. 儀器分析實驗教學改革研究[J].衡水學院學報, 2011, 13(1): 79～84.

[4]顧斌, 黃余改, 方夏. 儀器分析實驗教學改革探究[J]. 江蘇教育學院學報:自然科學版, 2011, 27(2): 66～67.

[5]徐小艷. 食品質量與安全專業《儀器分析實驗》教學改革初探[J]. 中國科教創新導刊, 2010, (2): 49.

[6]潘自紅, 陳麗華, 劉巧茹. 普通高校儀器分析實驗教學改革探索[J]. 廣東化工, 2011, 38(1): 199～223.

Study on Teaching Reform of Instrumental Analysis Experiment for Food Science and Engineering Major

Chen Shanglong Wu Yonghua Li Chao
College of Food Engineering, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221111, China

針對當前食品科學與工程專業儀器分析實驗課教學的現狀，指出教學過程中普遍存在的問題，結合儀器分析實驗課教學的實踐探索，闡述了該課程改革所取得的初步成果以及將來改革的思路和設想，以培養更為出色的應用型人才。

食品科學與工程；儀器分析實驗；教學改革

According to teaching current situation of instrumental analysis experiment for food science and engineering major, some common problems in the teaching process were put forward in this paper. On the basis of the teaching practice and exploration of instrument analysis experiment, preliminary results and the basic ideas and plans of teaching reform were stated to cultivate better applied talents.

food science and engineering；instrumental analysis experiment；teaching reform

G642.0

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.103

陳尚龍(1982—)，男，助理實驗師，碩士，研究方向為食品分析。