俞嵐 (正大天晴藥業集團股份有限公司 江蘇 連云港 222062)
如何通過改進細節提高儀器分析實驗教學水平
俞嵐 (正大天晴藥業集團股份有限公司 江蘇 連云港 222062)
結合實際的教學經驗,本文主要探討了儀器分析實驗教學方面存在的主要問題,并且分析了如何通過改進細節提高儀器分析實驗教學水平的各項措施,希望能夠對于今后的儀器分析實驗教學發展起到一定幫助。
儀器分析,實驗教學,存在問題,細節改進
在發展十分迅速的儀器分析技術背景下,對于分析的準確度和精度要求也越來越高,分析化學中的儀器分析方法已經非常重要,已經成為化學化工專業學生必然要掌握的一門課程。儀器分析課程中最為重要的包括儀器分析實驗課,能夠在儀器分析課程中被廣大學生所了解和掌握,課堂上所學理論知識則能更好的被理解,所以,其是非常重要的實踐教學[1]。
在此課程的學習中,學生能夠培養相應的應用現代儀器分析測試技術能力,了解數據與圖譜的分析處理方法,對于各類儀器的應用范圍和分析對象更好地進行掌握。但是,在現階段中,在儀器分析實驗課程中表現出來高校教育資源不足的問題,主要表現在,面對人數眾多的廣大學生,部分大型儀器的價格昂貴,數量比較少,這樣就不能夠保證學生的具有足夠的實踐操作時間。另外,教師大都通過演示實驗為主進行教學,害怕由于學生的操作不當引起設備儀器的損壞,這樣則很難使得學生的學習興趣得以激發。另外,不同學校的側重專業存在不同,這樣就可能存在不同型號和類型的儀器設備,很難使用統一的實用的教材,相應的所開設的實驗課程也具有一定區別,這樣有時也影響到儀器分析實驗的教學,造成理論課和實驗課存在一定程度上的脫節問題[2]。所以,為了增強學生的創新意識和能力,使得在儀器分析實驗課程中充分發揮學生的主動性,這是進行儀器分析實驗教學所要解決的重要問題。
在相關幾年的教學實踐基礎上,通過實驗各環節中的細節問題來加強器分析實驗教學效果的提高,通過強化各個方面的靈活措施,來有效促進實驗教學效果。
第一,學生的課前預習需要進一步加強。其中重視的一個環節就是堅持學生要進行課前預習,這樣可以有效使得實驗機時的利用率得以提高,避免出現實驗過程中的一些錯誤,良好的課前預習可以起到這樣的效果。在實驗教材的要求下,學生來寫預習報告則是原來基本預習方式,學生往往通過抄寫相應的教材上的實驗步驟,難以對于學生的預習效果進行評價。當前,在儀器分析實驗當中已經應用越來越多的應用相關的虛擬實驗室、虛擬儀器,我們可以把主要儀器的操作過程的課件利用互聯網絡在網站上展示,通過課件學習,學生重點了解了需要操作的重點內容,也能很好評價學生對于實驗操作的熟悉情況,通過學生對于問題的回答能夠進行一定的成績評判,教師通過登錄系統就可以了解學生的掌握情況,以及統計處容易出現問題的地方。這樣在實際教學中就可以進行有的放矢的調節,能夠做到心中有數的教學。
第二,對于實驗內容進行精心優選。針對特定的試驗,在實驗過程中盡量體現出實用性強、信息量大的特點。比如,對于核磁共振波譜實驗來說,鹵代烷烴的氫譜實驗曾經在我們的課堂中進行,為了讓學生對于電負性不同的取代基對化學位移的影響具有更好的理解,這里通過氯、溴、碘代正丁烷的氫譜進行實驗,但是,課堂教學效果并不好,學生興趣不大,反應信息量比較少。這里,我們一般要求實驗室中常用的幾種溶劑讓學生進行利用氫譜來進行辨析,常用的有溶劑乙酸乙酯、甲苯、異丙醇、乙醇等。三組譜峰都能在四種溶劑中顯示,但是不同的化學位移和耦合信息則是由于不同的排列方式和不同官能團所表現,存在明顯加大的信息量。另外,學生能夠更好學習分析復雜化合物的譜圖中排除溶劑峰干擾相關內容,更加了解了常用溶劑的譜峰作用,同時,使得本實驗的實用性大大增強,實驗效果能夠取得。
第三,課堂講授效果應該能夠通過多種形式進行強化。為了保證學生充分預習,教師就可以改變單一的課堂教學方式,可以采用積極的交互式的教學方法。比如,可以采用學生提出問題,教師解答;以及教師提問,學生回答;或者學生能夠互相進行討論,以及采取學生進行講解。在這樣的條件下,要想取得比較好的講課效果,教師只需要重點強調易于出錯和關鍵步驟。所以,教師在講授課程中則不必花費過多精力來進行原理和過程方面,而可以就關鍵重點問題進行分析。
第四,為保證實驗機時的利用率,應該進行靈活實驗安排。比如,在進行相應的核磁共振波譜和氣相色譜實驗過程中,往往一個班的學生僅用一臺質譜聯用儀來進行一種實驗,這樣就不能很好保證每個學生能夠進行儀器操作。我們在實際教學過程中,分流學生為兩種實驗,同樣在同一種實驗中,有對于實驗進行分解,這樣滿足不同實驗內容的交叉進行。比如,核磁實驗過程中,一部分學生進行儀器操作,另一部分學生在計算機上學習相關的圖譜處理軟件,并進行相關的譜圖處理,使得機時的利用率大大提高,每個學生在實驗中都有事情做。
第五,實驗室開放程度應該進一步擴大,對于試驗設計進行改進。在傳統的試驗中,學生僅按照教師設計好的步驟去進行,這是一種驗證性的實驗,得到實驗結論并不能提高學生的興趣,學生表現出的不高的主觀能動性,使得實驗的積極性大打折扣。為了使得教學效果更加明顯,使得學生興趣得以大大激發,鼓勵學生能夠根據已有的實驗樣品,進行自主選擇實驗方法和實驗儀器,使得學生自身的實驗能力可以大大提高,設計性實驗鍛煉的學生的實驗動手能力普遍提高。
經過相關的實踐,上述方面能夠有效提高儀器分析實驗課程教學,另外,還應該進一步提高設計性實驗比例和實驗室開放程度,這樣能夠優化細節,使得學生的創新能力通過本課程得以更好發揮,使得學生素質有所全面提高。
[1]鄧享棟,王志恒,朱仲良.譜圖降噪處理軟件的編制及其在儀器分析實驗教學中的應用[J].計算機與應用化學,2012,29(8).
[2]陳旭,雍克嵐.儀器分析實驗教學的改革[J].實驗室研究與探索,2009,28(4).