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探析提升仪器分析专业课程教学质量的对策

2021-06-26 92 上传者：管理员

摘要：仪器分析是许多专业的基础课程。该课程主要介绍各类仪器的分析方法、原理、特点及应用范围等。本文针对仪器分析课程教学中遇到的一些问题,进行了思考与探索,实现在有限的课堂教学时间内,将更多的信息传授给学生。并提出一些授课建议,旨在增加学生对专业的兴趣,提高仪器分析课程的教学质量。

关键词：
仪器分析
基础课程
多媒体
教学方法
课程教学
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仪器分析是以测量物质的物理性质为基础的分析方法，是化学专业、生化专业和环境科学专业等本科专业必修的基础课程，具有多学科交叉性、发展性和前沿性等特点的一门学科[1,2]。随着科学技术的持续发展，新技术和新方法不断涌现，随之不断创造出新的分析仪器和分析方法。分析仪器被广泛的应用于化学、环境、生物、医药和材料等领域[3]。由于仪器分析方法随着科学技术的日新月异而快速发展，在教学中，教师需要讲授的内容和知识点越来越多[4]。但每台仪器的原理相关性较差，出现教师难讲，学生难学，教学效果不佳等问题。如何在有限的授课时间内，让学生能够学习掌握好仪器分析这门课程，进行了一些思考与探索。

1、利用多媒体辅助教学，使教学形象生动

要学好仪器分析不仅需要学好分析仪器相关的理论知识，还需要有充分的仪器分析的实践环节，学会操作仪器解决具体的问题。但是由于分析仪器的价格较昂贵，每所大学购买仪器的类型及数量有限，学生单独操作仪器完成实验内容的机会较少。同时，随着科学技术的飞速发展，具有高灵敏、快速、智能、自动化的新仪器持续出现，学生可以对每台仪器进行面对面的了解也不现实。另外，由于仪器分析课程涉及仪器种类繁多，每种仪器原理相关性较差，且部分仪器理论知识抽象难懂，如果仅仅靠板书授课，学生较难理解和接受。

因此，在有限的教学时间内，要使学生了解分析仪器的基本组成部分，理解分析仪器的检测原理，掌握一定的仪器操作技能，并了解仪器发展的最新科技成果，仅靠传统的板书及说教授课的方式是无法达到好的教学效果。为了解决这个重要问题，多媒体辅助教学提供了较好的解决办法。对于仪器的原理、组成部分及一些难于理解的知识点，通过计算机多媒体不仅能将分析仪器的立体图、工作原理及操作过程形象生动地演示出来，还可以开通网上虚拟实验室进行实际模拟操作，甚至可以包括实验全程模拟，使授课内容直观、形象[5]。因此，利用多媒体辅助教学，可以使教学内容形象生动，学生在学习的过程中对重点难点更容易理解，更快更好的掌握课程内容。

2、强调课前预习，提高学生学习的积极性

仪器分析内容涉及化学、物理学、电子技术和计算机技术等综合性知识，内容复杂、知识点多，学生较难掌握。现阶段的学生总体习惯高中的授课方式，即课堂中教师经常会用大量时间详细讲解每个小知识点，学习主要是背诵和记忆为主。而大学授课总体课堂讲授内容知识点多，学习以理解思考为主。学生如果在听课的过程中没有及时理解讲授内容，找不到知识点和突破口，就会对所学内容不感兴趣，降低了学习的主动性和积极性。由于仪器分析理论比较抽象，难度大、学生很难理解并掌握，为了提高学生学习的积极性，课前预习显得尤为重要。

因此，在仪器分析授课中，注重给学生强度预习的重要性。把每一章节的重点内容提前布置给学生预习，比如各种分析仪器的仪器结构、基本理论、基本原理及定性定量方法，布置预习任务，提出目标要求。教师在课堂授课的过程中就可以在学生预习的基础上，分析和解决学生预习中遇到的难题，引导学生从庞杂的知识体系中提炼出最有价值的信息，讲解本章节重点和难点内容。这样可以使学生在课堂上及时理解知识点，掌握每章的重点内容，提高学生学习的积极性，提升了学习效果。

3、指导学生对课程内容及时进行归纳总结

仪器分析课程内容复杂，上课内容涉及数十种仪器的讲解。如果不对仪器根据仪器原理进行相关的归纳总结，学生会觉得课程内容知识点繁杂、互相之间没有联系、难于理解记忆。因此，在教学过程中，我们根据分析仪器的原理，将授课内容主要分为四个模块：光谱分析、色谱分析、电化学分析和其他。光谱分析根据产生光谱的原理不同，又分为分子光谱(紫外可见吸收光谱、红外光谱)和原子光谱(原子吸收光谱、原子发射光谱、原子荧光光谱)。电化学分析根据仪器检测原理又分为电位分析、伏安分析和库伦分析法。色谱法主要包括气相色谱(GC)和液相色谱(HPLC)。

其他检测技术主要包括质谱法和核磁共振等。必须让学生把仪器分析的光、电、色等各部分的各个知识点之间的关系理顺，使学生始终理清仪器分析理论的整体框架。在讲解仪器的原理、组成部分和分析方法时，需要及时总结课堂内容。如介绍气相色谱和液相色谱时给学生讲解这两个仪器的最大特点就是作为混合物分离的主要手段，而分离是在色谱柱中完成的，因此色谱柱是两台仪器的核心部件之一。

两台仪器之所以分别叫气相色谱和液相色谱是根据流动相的不同而命名的，而使用不同的流动相最主要的原因是两台仪器的分析目标化合物不同。因此，根据分析的目标混合物性质的不同，需要选择不同的色谱柱、流动相和检测器。内容相互独立、相互关联，使整个仪器分析内容系统化。引导学生学习从庞杂的知识体系中提炼出最有价值信息的能力，使他们能从不同的仪器分析方法中归纳出共性和个性，从中学会举一反三、触类旁通。

4、通过第二课堂培养学生的思维能力

随着科学技术的快速发展，分析仪器的发展也日新月异，涉及到的分析仪器及分析方法内容也越来越丰富。在仪器分析的授课过程中除了讲授课程内容，更重要的是培养学生的思维能力、获取知识的能力以及认识问题、分析问题和解决问题的能力。要注重培养学生良好的学习习惯和科学精神。因此，通过开展内容丰富、形式多样的第二课堂，作为课堂教学的必要补充，有利于培养学生自主获取知识、了解学科前沿、开阔视野的能力。第二课堂可以采用专家学术讲座的形式进行，让学生及时了解仪器分析不同领域的最新发展方向。

由于教材的滞后性，分析仪器的最新发展信息无法及时反映在教材中。所以，学术讲座可以让学生及时了解国内外仪器分析技术的新发展和新应用，引导学生把课堂所学的基本理论和当前的学科实践，尤其是本学科最新的科研成果有机地结合起来，提高了学生的学习兴趣。同时，结合目前社会关注的食品安全和环境保护等热点问题给学生布置任务，如遇见食品中苏丹红的检测和环境中重金属污染检测时应该选择哪个分析仪器可以完成分析任务，培养学生遇到问题进行思考及分析问题和解决问题的能力。

5、结论

总之，仪器分析课程教学应该体现以学生为中心的理念。如何上好仪器分析这门课程，是一项长期而艰巨的工作，需要我们不断地探索与尝试、总结与完善。

参考文献:

[1]朱明华.《仪器分析》(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2008.

[2]彭霞,汪莉,宋永海.理论与实验教学相融合的仪器分析教学模式改革[J].广东化工,2020,47(2):199-200.

[3]于俊生,郑修文,张剑荣,等,关于仪器分析课程教学的思考[J].大学化学,2002,17(4):13-15.

[4]王霆,张锋,李暲,等.基于不同专业背景的仪器分析教学改革初探[J].化学教育,2014,2:41-43.

[5]祁文静,胡萍萍.虚拟仿真技术在地方师范院校仪器分析教学中的应用研究[J].广东化工,2020,47(19);237.

文章来源：符继红.仪器分析教学的思考与探索[J].广东化工,2021,48(12):250+264.