儀器分析實踐教學改革方案研究

劉治剛, 高 艷，于世華

(1. 吉林化工學院 分析測試中心,吉林 吉林 132022；2. 吉林化工學院 化學與制藥工程學院，吉林 吉林 132022)

儀器分析實驗是化學、化工、材料、食品等相關專業本科生開設的主要課程之一，主要是利用一些先進和特殊的儀器設備, 通過測量物質或體系的形貌、組成等參數來確定物質的化學組成、含量，是一門實用性較強的課程[1-4]。主要任務是通過各種儀器的使用，使學生進一步理解各種分析儀器的原理、儀器結構、測試范圍等。通過各種儀器分析實驗，使學生進一步理解課堂所學的理論知識，培養學生發現、分析、解決問題的能力，為學生繼續深造或從事化工等相關產品生產、開發和研究奠定良好的科學基礎[5-7]。但就筆者近幾年在儀器分析實踐教學中發現，學生對儀器分析的重要性認識不夠，理論學的不夠扎實，動手操作機會偏少，因此從以下幾個方面提出一種儀器分析實驗改革方案。

儀器分析與常規的化學分析不一樣，主要以精密儀器為主，儀器較貴，對操作者的要求較高，而且許多高校面臨著儀器少、學生多、儀器運行維護費用高、學生操作生疏易損傷儀器等。為了盡量減小上述問題的出現，因此許多高校不允許學生親自操作，均采取演示實驗的形式，為了解決上述問題，我們采取以下的教學管理措施。

1 開放實驗室、鼓勵學生親自操作

由于實驗室部分大型儀器的配備數量較少，學生在實驗課堂上不能完全熟練掌握儀器的操作，因此根據學生的興趣愛好，學生自己選擇感興趣的儀器，教師采取先一講解、二觀看、三操作的模式來提高學生的動手操作能力，這樣不但提高了學生對儀器的認識和使用，同時由于采取了逐級深入的模式，保證了儀器的正常使用，降低了儀器的故障率[7-8]。

2 根據就業取向進行精準選課[9]

為了提高教學效果和實驗的操作技能，我們采取三人制小組授課，根據學生的就業取向采取自由組合的方式，合理安排實驗人數，實行小班化教學，每班三人，不用所有儀器都接觸到，可以根據將來的就業取向和興趣愛好，選擇3～5種儀器進行精準學習。比如，某個小組將來的就業取向是藥廠，那我們可以引導學生選擇高效液相色譜、氣相色譜、紅外光譜、紫外光譜四種儀器作為重點學習，講授藥廠化驗室常用儀器的使用方法及工作范圍。再比如某小組的就業意向是冶煉廠，那么我們可以引導學生選擇：原子吸收、電感耦合等離子體發射光譜、X射線衍射儀和熱分析四種儀器作為重點學習。所有儀器同時開機，教師進行集體講解，分別指導，讓每個同學各盡其能，都有任務，都有實際操作儀器的機會。這樣既提高了儀器的使用效率，同時也提高了學生的專項實驗技能，對就業和將來的工作崗位都是有實際意義的。

3 串聯式授課

實驗課堂主要采取講授、演示、提問、思考和互動的方式進行，老師在實驗講授過程應盡量減少講解時間，將更多時間留給學生了解儀器構造、應用范圍、適合的體系。以提問的方式考察該儀器能和哪些儀器并用來解決實際的分析問題，進而來提高學生對儀器的應用范圍的拓展，比如在講授XRD在物相分析中的應用時，我們可以帶著問題進入課程，例如問學生元素分析和物相分析的區別和聯系是什么，哪些儀器用來做元素分析，哪些儀器用來做物相分析，物相分析的前提需要知道哪些背景。再比如講授高效液相色譜測定咖啡因的試驗中，我們可以比較和提出：高效液相色譜、氣相色譜、紫外光譜和紅外光譜的功能和適用范圍是什么，他們之間有什么聯系等，當學生學完這四種儀器以后，自然會掌握他們的適用范圍和聯系，這樣會達到活靈活用、舉一反三的目的。

4 針對實際應用展開教學

針對化學、材料、環境工程等不同專業的學生，改革原有的實驗教材和實驗內容，結合現實中的一些熱點問題，開展一些和材料鑒定、成分分析等相關的實驗，如利用X射線衍射、能譜儀綜合鑒定無機化合物，紅外光譜儀結合專業的檢索軟件對純的有機化合物進行定性分析、高效液相色譜法測定藥物的有效成分、原子吸收光譜法測定寢室自來水里面的鐵含量等。針對各種類型的實際樣品，鼓勵學生親自查閱相關文獻，擬定實驗方案并以小組的形式展開討論，最后跟指導教師探討實驗方案的可行性。讓學生參與到整個實驗過程中，一方面有利于培養學生嚴謹認真的科研態度和實事求是、團結協作的科研精神，另一方面激發了學生的科研興趣，開拓了科研思路，提高了分析問題和解決問題的科研能力。使學生充分認識到儀器分析在現實生活中的作用，激發學生的學習興趣和求知欲，調動學生的學習主動性[10-13]。

5 調整考核方式

加強對儀器分析實驗課程的考核，考核內容包括課前預習程度，實驗設計的可行性，是否獨立思考、數據的可靠性等幾個方面進行考核。

6 學校加大對儀器分析設備和實驗課的投入

應該進一步加強儀器分析設備的使用和投入，采取相應的政策，提高儀器分析老師的積極性，提高大型儀器的利用率，使得更多學生受益。

為調動和提高學生對儀器分析的興趣，結合儀器分析化學實驗課程的特點以及分析測試中心現有的實驗條件，我們在教學過程中采取了上述一系列改進措施。總之，儀器分析是一門實踐性為主的課程，對于培養學生的實踐能力和解決問題的綜合能力具有重要作用，是應用型學生成為高素質人才的必要工具。

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