《儀器分析》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐與探索

閆合

（西北農(nóng)林科技大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，陜西 咸陽712100）

《儀器分析》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐與探索

閆合

（西北農(nóng)林科技大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，陜西 咸陽712100）

針對儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，對儀器分析實(shí)驗(yàn)課程體系、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段和實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方法三個(gè)方面進(jìn)行改革。實(shí)踐證明，通過改革可有效地提高學(xué)生操作能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合質(zhì)。

儀器分析；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

0 引言

儀器分析是一門針對科研儀器的原理、儀器結(jié)構(gòu)、使用方法的專業(yè)課，在眾多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，自20世紀(jì)80年代以來很多高校都開設(shè)了該門課程[1]。西北農(nóng)林科技大學(xué)制藥工程專業(yè)，設(shè)置在植物保護(hù)學(xué)院，具有以農(nóng)藥制藥為重點(diǎn)的特點(diǎn)，所開設(shè)的植物化學(xué)保護(hù)、農(nóng)藥合成、農(nóng)藥加工與分析、制藥工藝、農(nóng)藥生物測定等多門課程都需要應(yīng)用儀器分析課程所講授的儀器。儀器分析課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)是儀器分析教學(xué)的重要組成部分[2]。筆者作為農(nóng)林院校制藥工程專業(yè)儀器分析課程教師，在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在內(nèi)容的過度細(xì)化問題，主要表現(xiàn)在課程間實(shí)驗(yàn)內(nèi)容交叉和重復(fù)、占用學(xué)時(shí)數(shù)多、以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主、教學(xué)方法過于單一等。要使儀器分析實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)人才創(chuàng)新能力中起到應(yīng)有的作用，必須深化教學(xué)改革，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)跟上科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的步伐。

1 構(gòu)建科學(xué)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系

1.1 合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

西北農(nóng)林科技大學(xué)制藥工程專業(yè)儀器分析課程教學(xué)時(shí)數(shù)為24學(xué)時(shí)，除緒論外，主要講授色譜學(xué)方法（氣相色譜、高效液相色譜）、電化學(xué)方法（電位分析法、伏安分析法、庫侖分析法）和光譜學(xué)方法（原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜、紫外-可見分光光度法），共8章。實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)為16學(xué)時(shí)，可設(shè)計(jì)4個(gè)實(shí)驗(yàn)，每實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)。這就存在課堂所講授的每種方法不能都設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)沖突。因此，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)尤其重要。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中，應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則：（1）突出本專業(yè)后續(xù)課程經(jīng)常使用的儀器方法；（2）設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)。圍繞第一個(gè)原則，氣相色譜實(shí)驗(yàn)和液相色譜實(shí)驗(yàn)必須開設(shè)；圍繞第二個(gè)原則，可設(shè)計(jì)綜合性大型實(shí)驗(yàn)。如將原實(shí)驗(yàn)內(nèi)容《苯環(huán)衍生物紫外-可見吸收光譜測定》和《應(yīng)用pH計(jì)指示終點(diǎn)的酸堿滴定》兩個(gè)試驗(yàn)替換為《酸性染料比色法測定苦參中總生物堿含量》。替換后的試驗(yàn)會(huì)用到紫外-可見分光光度計(jì)和pH計(jì)，同時(shí)還涉及標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制、添加回收試驗(yàn)等內(nèi)容。這種改革對學(xué)生解決實(shí)際問題能力的提高有重要的促進(jìn)，還與本校專業(yè)特色相關(guān)。

1.2 大力開展綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)

按照實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為以下幾種形式：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性試驗(yàn)和研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)[3]。在以學(xué)生為主體的指導(dǎo)思路下，儀器分析教師需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)方案，增加綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比重，精簡驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，做到精講多練，使綜合性實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比重達(dá)至60%左右，在保留經(jīng)典的傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，對過去傳統(tǒng)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行認(rèn)真的篩選和更新。如在氣相色譜教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，將原實(shí)驗(yàn)《歸一化法測定混合溶劑中甲醇含量》更新為《苦參提取物中苦參堿的含量測定》實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法由學(xué)生以小組形式自行設(shè)計(jì)，可采用歸一化法、內(nèi)標(biāo)法、外標(biāo)法等。通過對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的優(yōu)化和擴(kuò)充，加深學(xué)生對氣相色譜儀的使用、含量測定方法的掌握。

2 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段

實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是一個(gè)綜合體，教師和學(xué)生都是主體[5]。儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，主要目的在于兩個(gè)方面：（1）老師應(yīng)靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法，引發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，從而完成對知識(shí)的掌握；（2）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立提出問題、分析問題、解決問題的能力，尤其是培養(yǎng)獨(dú)立動(dòng)手能力。相對與第一個(gè)目的，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立提出問題、分析問題、解決問題的能力更為重要。課堂上老師講述各種儀器的分析方法，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，通過學(xué)生對儀器直觀了解、實(shí)踐操作，是對理論課講述知識(shí)的一種鞏固和復(fù)習(xí)，同時(shí)也訓(xùn)練了學(xué)生的動(dòng)手能力和科研能力。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生照著實(shí)驗(yàn)教材機(jī)械地操作，片面追求結(jié)果的準(zhǔn)確性，而不明白實(shí)驗(yàn)具體的設(shè)計(jì)原理，不懂得結(jié)合理論知識(shí)分析操作步驟，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題。針對此問題，在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增設(shè)大量設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，僅是給出實(shí)驗(yàn)主題，要求學(xué)生課前去圖書館查找資料，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，列出實(shí)驗(yàn)原理和具體操作步驟，可達(dá)到充分發(fā)掘?qū)W生的獨(dú)立思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，以及把理論課堂產(chǎn)生的表象思維和實(shí)驗(yàn)的形象思維結(jié)合的作用。通過調(diào)動(dòng)學(xué)生創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)，最終達(dá)到很好的教學(xué)效果。

3 總結(jié)

筆者針對儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題，進(jìn)行了初步的改革。這些改革使學(xué)生不僅熟練掌握基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)，而且促進(jìn)了學(xué)生的綜合分析能力和創(chuàng)新能力的提高。但在探索過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革要與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)安排、實(shí)驗(yàn)室的管理改革配套，增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)發(fā)生變動(dòng)，在安排實(shí)驗(yàn)試點(diǎn)和地點(diǎn)有些弊端。今后，只有通過不斷完善實(shí)驗(yàn)改革過程中出現(xiàn)的問題，努力為學(xué)生營造一個(gè)能提高實(shí)驗(yàn)技能、激發(fā)其創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)氛圍。

［1］徐守芳,陸宏志.以問題為導(dǎo)向以學(xué)生為主體的儀器分析教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2015,18(5):112-118.

［2］曹紅,劉紅,陳思羽,薛梅.關(guān)于儀器分析教學(xué)改革和大學(xué)生創(chuàng)新培養(yǎng)的探討[J].兵團(tuán)教育學(xué)院學(xué)報(bào),2009,19(1):82-84.

［3］趙宏霞,趙萬鵬.深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考與實(shí)踐叨[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2009,(5): 58-60．

［4］孟磊,鄭先福,寧愛民.興趣教學(xué)法在非化學(xué)專業(yè)儀器分析教學(xué)中的應(yīng)用[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,24(2):201-203．

［5］朱元春.深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考與實(shí)踐叨.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2007,26(12): 137-139.

［責(zé)任編輯：朱麗娜］

閆合（1983—），男，山東棗莊人，博士，講師，主要從事農(nóng)藥學(xué)相關(guān)研究。