儀器分析教學改革的探索

賈海浪 李中春 林麗霞

摘 要：儀器分析內容繁多，信息量大，尤其涉及多種大型儀器的結構、元件、應用技術等，傳統的教學模式已很難適應學生的實際需要。本文探討如何進行教學改革以激發學生的學習興趣，引導學生由被動式學習轉變為主動式學習，從而全方位提高教學質量。

關鍵詞：儀器分析 教學改革 主動式學習

中圖分類號：G424.31 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（b）-0246-02

現代科技的飛速發展使得儀器分析的應用日益廣泛，許多新的分析方法也在不斷涌現，生命科學、材料科學、環境科學等眾多熱門領域的快速發展也對儀器分析提出了更高的要求與挑戰，這就迫切需要我們培養出更多的符合社會實際需要的應用型人才。儀器分析課程涉及許多大型儀器的原理、結構、聯用技術等，學生在學習過程中恰恰需要真正掌握這方面的知識，傳統的板書式教學已然不能滿足學生的實際需要。多媒體教學手段在如今的儀器教學改革中已扮演著越來越重要的角色[1]，這些先進的設備和軟件可以將教師從繁瑣的板書教學中解放出來，給予學生更加直觀的感受。然而普通的多媒體教學如PPT圖片講解在講述大型儀器工作原理、聯用技術、新的分析方法建立等重點方面也存在很大的不足，這些都需要進一步的改進。針對以上問題，結合實際的教學經驗積累，本文對目前儀器分析教學存在的問題和如何改進教學質量進行了討論，并進行了具體的闡述。

1 儀器分析課程教學的特殊性和目前普遍存在的問題

（1）在眾多的化學類課程中，儀器分析課程具有非常明顯的特征，它有別于一般的理論基礎課程，教師單純的依靠教材講解遠遠不能滿足學生的實際需要，諸多大型儀器復雜的工作機理、結構組成等都需要實物對照才能加深學生的理解和運用，因此緊密聯系相關的實驗課程也是必不可少的重要環節。

（2）儀器分析內容涉及眾多交叉學科，需要學生了解物理化學、有機化學、無機化學、光電化學、材料化學等很多學科方面的知識，因此對教師和學生都有更高的要求。

（3）儀器分析雖然內容繁多，但是缺少邏輯性，各章節之間銜接不好，學生需要一定的時間去消化理解。比如在進行授課時發現色譜方面的內容花費了很多學時去講解，然而緊接著學習的電化學方面的知識卻和色譜并沒有關聯性。

（4）儀器分析內容豐富，信息量非常大，尤其涉及多種大型儀器的結構、元件、應用技術等。但是目前大多還是傳統的教學模式，對于大型儀器的講解比較抽象，即使是多媒體的運用也只是簡單的圖片展示，這其實遠遠不能滿足實際授課的需要。

（5）儀器分析已不僅限于測定物質的組成和含量，更追求瞬時追蹤、在線監測、過程控制等，因此熟練掌握分析技術和創新分析方法非常重要[2]。傳統的教學模式在講解儀器工作原理、聯用技術的本質、新的分析方法建立等方面存在先天性的不足，這些方面都急需改進。

（6）儀器分析是應用化學、環境工程、環境科學、化學工程等專業的主干課程，實際授課訪談學生發現學生學習本門課程缺少熱情，甚至出現厭學情緒，大多主要因為眾多大型儀器的講解比較抽象枯燥，理解難度較大，使學生失去了學習的興趣，完全是一種被動式的學習。

2 教學改革的一些探索

（1）課程章節根據相關性進行重新安排設計；本校使用的是朱明華主編的第四版儀器分析教材，共14章內容。根據實際授課經驗總結，在進行本門課程的學習過程中，可以對課程章節的設置做些調整，可以增添或刪減部分章節。比如我們根據需要授課的內容總結儀器分析課程主要包含色譜學、電化學、光譜學3塊內容，那么在實際授課中我們增添了色譜學導論、電化學導論和光譜學導論3個章節，使得學生在學習各個部分之前有一定的大概了解，根據本科生的接受能力以及實際應用的廣泛性，刪減了庫倫分析和拉曼光譜分析，獲得了較好的授課效果。

（2）增加翻轉課堂模式；傳統的教學模式是教師在講臺授課，學生在座位上聽課。這種是比較常規的授課模式，也可以獲得相對較好的教學效果，但是我們也可以增加適當課時的翻轉課堂章節，調節教師與學生之間的互動模式，由學生上臺講課，鍛煉學生自我學習、主動查找相關文獻的能力，同時也能培養學生上臺演講的能力，使學生體驗學習的樂趣。

（3）改進多媒體教學，增添相關動態圖形演示講解大型儀器的結構與工作機理；多媒體教學手段已經引入到了現代教學模式之中，但是調研發現很多儀器分析教師雖然也應用了PPT課件進行授課，然而大多還是單純的圖片展示與文字講解，并沒有考慮到大型儀器的復雜性，學生在理解儀器構成與工作原理方面難度很大，知識過于抽象。對此，針對儀器的構成與工作原理部分，我們可以設計Flash圖片進行動態圖形演示，給予學生更加直觀的認識，加深印象，幫助其對相關知識的理解與運用[3]。此外，增添相關的動態圖形還可以激發學生的學習興趣，使他們體驗出學習的樂趣，使得他們由被動式學習轉變為主動式學習，從而提高教學質量。

（4）增加實用型的相關儀器實驗，做到理論與實際相結合；儀器分析已經融入到了國民的日常生活之中，與人們的衣、食、住、行等息息相關，因此在設計相關儀器實驗的時候可以多結合日常生活的實際應用，以提高學生的學習興趣，體驗主動式學習的樂趣[4]。比如，我們國家的水體污染已經非常嚴重，水污染已危害到人們的身體健康，色譜在水質監測方面有著非常廣泛的應用[5]，那么我們在進行色譜理論授課的同時，就可以設計一個利用色譜檢測水質中的苯系物、鹵代烴等相關的實驗，既貼近生活又能激發學生學習的意愿。此外，相關儀器的實驗課程可以選擇部分實驗作為學生自行設計的實驗模式，避免學生形成慣性思維，如果所有的實驗課程都是教師安排設計好，那么學生照本宣科的做實驗也不會起到較好的效果。將個別實驗作為自行設計的實驗可以發散學生的思維，激發學生的求知欲，鍛煉其學以致用的本領，更好地鞏固所學習的知識。例如我們學院在進行紫外-可見吸收光譜相關實驗的時候，將分光光度法測定環己烷中苯含量的實驗作為學生自行設計實驗，經過實際實施效果來看學生對此體現出了極大的熱情，很好地將本章的知識運用到了此實驗之中，收到了非常好的效果，真正做到了理論與實際相結合的目的。

通過對儀器分析實際授課過程中遇到的問題的總結，我們進行了上述的教學方法改革，這些方法的實施極大地激發了學生的學習熱情，提高了學生們的學習興趣，大多數學生由被動式學習轉變成了主動式學習，獲得了較好的效果，從而整體提高了教學質量。教學方式不能一成不變，要順應時代的變化，跟進時代發展的潮流，不斷創新，才能探索出更好的教學模式，提高教學質量，培養出符合社會實際需要的應用型人才。

參考文獻

[1] 吳菊，常文貴，謝成根，等.多媒體輔助《儀器分析》課程教學的實踐與思考[J].科技創新導報，2011（4）：154-155.

[2] 楊瑞芬，彭加鋼.醫學檢驗儀器分析教學改革探討[J].教育改革，2007（10）：80-81.

[3] 李玲，董昕，呂狄亞，等.虛擬實驗室在儀器分析教學中的應用[J].基礎醫學教育，2016，18（7）：584-586.

[4] 馬祥英，陳其鋒，許海棠.儀器分析實驗課程改進與實踐[J].實驗科學與技術，2013，11（2）：76-78.

[5] 閆澤，劉軍站.氣相色譜分析的重要作用[J].中國高新技術企業，2015（14）：93-94.