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仪器分析实验教学改革初探
作者：彭金云
关键词：仪器分析；实验教学；改革
构建新的实验教学体系，是解决当前实验教学问题的根本出路。仪器分析课程是化学化工类专业特别是分析专业重要的技术基础课程之一，它是研究物质组成、状态和结构的分析测试方法，也是其他学科获取化学信息的科学研究手段。在仪器分析实验教学改革中，把重点放在培养学生的动手操作能力、知识应用能力和创新能力上，围绕对学生进行系统的实践能力和创新能力培养，以便适应社会发展的需要，为促进大学生就业创造条件，已成为任课教师所要研究的重要课题。
传统仪器分析实验教学剖析
由于扩招后资源的限制，各高校课程授课时数均不同程度压缩。在这样的背景下，仪器分析专业课程也受到了冲击。仪器分析实验教学是根据理论课程设课，教学要求重在通过实验加深对理论和对实验技能的训练，课堂上一般采用“实验指导书+教师讲解+学生操作”的教学模式。由于受课时限制，许多实验环节必须由教师提前做好。学生多人一组，容易造成小组中只有少数或个别动手能力较强的学生积极主动操作，而操作仅按教师和教材所要求的进行，多为验证一些已知数据，缺乏动脑去研究实验方案。而实验中仪器故障、实验结果等都由教师解决，学生在实验操作中处于被动、服从的地位。在这样的教学模式中，学生抄讲义、互相抄袭实验数据的现象屡见不鲜。而教师因为担心学生在操作中有较多的疑难问题，总是把实验进程讲得过于详细。这种呆板的教学方法，使实验过程缺少思考、缺少提问、缺少讨论，抑制了学生的思维积极性，使学生对实验不感兴趣，甚至觉得预习实验指导书也是多余的。
上述不足，已严重背离了实验教学的本意。实验教学不仅是基本技能的训练，更重要的是突出综合性、设计性、创新性训练；不仅是分析问题，更重要的是要接受设计思想、设计技能、测试技能和实验研究技能的训练。实验教学内容必须体现重应用、重开发、重技能、重素质。为了提高学生运用理论知识解决实际问题和综合开发设计的能力，必须改革现行的实验教学体系、方法和手段。
仪器分析实验教学改革
激发学生的学习兴趣仪器分析课程的难度较大，涉及光谱分析法、电化学分析法、色谱法及其他仪器分析方法。各种方法自成一体，不具有系统性。学生想学好这门课程往往感到无从下手，经常出现教师，尽可能详尽地讲了半天，学生则仍是“一头雾水”的现象。学生在学习《仪器分析》时与前边学过的其他课程衔接不上，很容易挫伤学生的学习兴趣。要想使学生学好这门课，教师应首先培养学生的学习积极性。我所采用的办法是结合现实生活中所遇到的一些热点问题，如2007年中美玩具贸易摩擦中的玩具含铅量问题、中国产品出口欧盟所要应对的欧盟WEEE&ROHS指令、日益严重的土壤污染、化妆品安全问题等等进行讲解，帮助学生认识仪器分析在现实生活中的地位和作用，认识某种分析方法的作用和重要性，从而诱发学生学习的强烈愿望。
充分利用现有设备开好实验课实验无疑是仪器分析教学中极为重要的一部分。合理的实验教学安排可以使学生的动手能力、理论联系实际能力、统筹思维能力、创新能力、独立分析解决实际问题能力和相互协作能力、查阅手册资料并运用其数据资料的能力，以及归纳总结（实验报告）能力大大提高。然而，学生人数与仪器数量之间的矛盾是每个高校现实存在的。因此，应尽最大可能整合学校可以利用的资源，合理安排实验，确保每个实验单元内进行实验的人数在一个合理的水平。通过设计适当数量和难度的实验项目，让学生根据实验项目自行设计实验步骤、自行配制标准溶液和待测样品、学生自己动手操作分析仪器，例如气相色谱、原子吸收分光光度计、紫外可见分光光度计、精密离子计等。通过若干典型实验使学生掌握现代仪器分析实验的原理和操作方法。在教学中，教师要认真观察学生的操作，对学生提出的问题多用启发和引导的方式解决，应注重学生科学思维能力的培养，使学生通过掌握几种现代的科学仪器，将分析化学、仪器分析等理论知识与实验技术融会贯通。随时检查学生实验的实验数据、现象的记录情况，认真批改报告，注意报告的格式，严格训练学生撰写实验报告的能力，培养学生严谨的工作态度。仪器分析的实验教学在整个教学环节占有重要的地位，绝不能因设备少而少开或不开实验课。
开放验室提高学生职业技能教育实验室在完成仪器分析实验教学任务的同时，应该对相关学科全体学生开放，学生可以按自己的知识结构层次和兴趣爱好，利用课余时间选做一些教学内容以外题材的实验，或教师布置一些带设计性的实验，到实验室进行试验与探讨，开展创新与研究活动，扩大知识面，训练实验技能和创新能力，提高自身的综合素质和综合技能，这样有利于提升学生的综合分析能力。根据学校实际情况出发，如教师在实验教学过程中，除了完成书上的实验外，设计一些综合性的大型实验，这些就需要学生在基础实验的基础上，开放思维，合理设计实验步骤，充分发挥学习的主动性和创造性。如学生有需要，在休息时间实验室也可预约向他们开放，各专业的学生按自己的知识结构和兴趣选择实验内容，在预约的时间，到实验室进行操作与测量，达到拓展学生的知识面和培养综合能力的目的。
同有关单位签订协议，借用其设备，增强学生动手能力由于分析仪器大多都比较昂贵，对于一般院校来说，很难购买齐全，所以根据这一情况，可以采取同相关单位结合的方法，让学生到相关单位进行分析仪器的操作和学习。例如，让学生到环保局下属的环境检测站、技术监督局质检所、相关企业化验室等进行学习，弥补学校设备不足的情况。
利用毕业设计环节，让学生真题真做毕业设计是大学生在校学习的最后一个环节，也是对大学生在大学期间学习理论知识和实际动手能力的最终检验。所以充分利用毕业设计这个环节，可以很好地培养大学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，也是锻炼学生能够尽快适应工作岗位的重要环节。在毕业设计中，教师要根据学校现有设备条件认真选题，要真题真做，不能流于形式。例如，结合学校设备，让学生做“萃取光度法测定氧氟沙星的含量”、“微波消解原子吸收法测定电子产品中铅镉汞铬的含量”、“毛细管气相色普法测定胶粘剂中正己烷的含量”等题目。给学生以压力，让学生自己进行分析方法设计。这样，学生必须充分查找资料，了解分析的基本原理与所用仪器的结构、原理、分析方法，试剂的配置，分析条件的选择、定量计算等，并进行认真的筛选，从中选择一种合适的分析方法进行实验。实践证明，学生通过真题真做，无论是在动手能力上，还是在对理论的理解上都有极大的提高。学生反映通过毕业设计，真正体会到了实际与理论的有机结合，锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，为走向工作岗位积累了经验。
改革实验考核形式，促进学生的学习主动性考核是对教师的教学效果和学生的学习效果的检验，同时，考核方式也起着引导学生学习方式的作用，优化的考核方式会推动学生的学习向最佳方向发展。一般的实验考核是通过学生的实验过程表现、实验报告来进行评分，不能调动学生的积极性和主动性。针对仪器分析实验难学、不好理解的特点，应改革考核形式，培养以能力为目标，注重实验过程，将考核工作贯穿于整个实验过程，全面评定成绩。整个考核包括课前、课中、课后。课前考核包括现场预习、遵守规章制度情况、预习报告的书写质量，以及是否发现问题和提出问题等，其主要目的是检查和督促学生预习实验。课中考核是考核学生在实际操作中结合理论分析问题和解决问题的能力，是脑与手的有机结合。课后考核主要是实验报告和数据处理及分析问题情况等。将目标考核分解为过程考核能比较真实地反映学生实际水平，符合分析专业培养要求。同时，考核过程中，也要及时纠正其中出现的问题。
教学改革是提高教学质量永恒的主题，任重而道远，而实验教学改革是重中之重，最能从根本上改变大学生的知识能力与素质结构，所以，必须在现有的基础上继续努力深化教学改革，边研究，边实践，边总结，力求构建新的实验教学体系，努力培养出满足社会需要的高技术应用型人才。
参考文献：
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[3]周云，张四纯，李景虹.仪器分析开放实验室的教学与管理[J].实验室研究与探索，2007，26（2）：129-131.
[4]郭英凯.仪器分析[M].北京：化学工业出版社，2006.
作者简介：
彭金云（1972—），男，硕士，工程师，主要从事仪器分析教学与研究。