实验教学与仪器
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国际刊号:1004-2326
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《仪器分析》实验教学改革的实践与探索

摘 要】针对仪器分析实验课程的特点和实验教学中存在的问题,对仪器分析实验课程体系、实验教学方法与手段和实验教学考核方法三个方面进行改革。实践证明,通过改革可有效地提高学生操作能力、实践能力、创新能力和综合质。

  【关键词】仪器分析;实验教学;教学改革
  0 引言
  仪器分析是一门针对科研仪器的原理、仪器结构、使用方法的专业课,在众多领域应用广泛,自20 世纪80 年代以来很多高校都开设了该门课程[1]。西北农林科技大学制药工程专业,设置在植物保护学院,具有以农药制药为重点的特点,所开设的植物化学保护、农药合成、农药加工与分析、制药工艺、农药生物测定等多门课程都需要应用仪器分析课程所讲授的仪器。仪器分析课程实验教学是仪器分析教学的重要组成部分[2]。笔者作为农林院校制药工程专业仪器分析课程教师,在教学中发现,实验教学存在内容的过度细化问题,主要表现在课程间实验内容交叉和重复、占用学时数多、以验证性实验为主、教学方法过于单一等。要使仪器分析实验在培养人才创新能力中起到应有的作用,必须深化教学改革,使实验教学跟上科学技术飞速发展的步伐。
  1 构建科学的实验课教学体系
  1.1 合理安排实验内容
  西北农林科技大学制药工程专业仪器分析课程教学时数为24学时,除绪论外,主要讲授色谱学方法(气相色谱、高效液相色谱)、电化学方法(电位分析法、伏安分析法、库仑分析法)和光谱学方法(原子发射光谱、原子吸收光谱、紫外-可见分光光度法),共8章。实验教学学时数为16学时,可设计4个实验,每实验4学时。这就存在课堂所讲授的每种方法不能都设计实验冲突。因此,实验内容的设计尤其重要。在设计实验内容中,应遵循以下两个原则:(1)突出本专业后续课程经常使用的仪器方法;(2)设计综合性实验。围绕第一个原则,气相色谱实验和液相色谱实验必须开设;围绕第二个原则,可设计综合性大型实验。如将原实验内容《苯环衍生物紫外-可见吸收光谱测定》和《应用pH计指示终点的酸碱滴定》两个试验替换为《酸性染料比色法测定苦参中总生物碱含量》。替换后的试验会用到紫外-可见分光光度计和pH计,同时还涉及标准曲线绘制、添加回收试验等内容。这种改革对学生解决实际问题能力的提高有重要的促进,还与本校专业特色相关。
  1.2 大力开展综合设计性实验性实验
  按照实验教学方式,实验教学分为以下几种形式:验证性实验、综合性实验、设计性试验和研究创新性实验[3]。在以学生为主体的指导思路下,仪器分析教师需要进一步优化设计课程实验方案,增加综合性实验和设计性实验比重,精简验证性实验,做到精讲多练,使综合性实验和研究创新性实验的比重达至60%左右,在保留经典的传统的实验项目基础上,对过去传统型实验项目进行认真的筛选和更新。如在气相色谱教学实验中,将原实验《归一化法测定混合溶剂中甲醇含量》更新为《苦参提取物中苦参碱的含量测定》实验,实验方法由学生以小组形式自行设计,可采用归一化法、内标法、外标法等。通过对实验内容的优化和扩充,加深学生对气相色谱仪的使用、含量测定方法的掌握。
  2 改革实验教学方法与手段
  实验课教学是一个综合体,教师和学生都是主体[5]。仪器分析实验教学过程中,主要目的在于两个方面:(1)老师应灵活运用各种教学方法,引发学生的主动性和积极性,从而完成对知识的掌握;(2)培养学生独立提出问题、分析问题、解决问题的能力,尤其是培养独立动手能力。相对与第一个目的,培养学生独立提出问题、分析问题、解决问题的能力更为重要。课堂上老师讲述各种仪器的分析方法,实验教学过程中,通过学生对仪器直观了解、实践操作,是对理论课讲述知识的一种巩固和复习,同时也训练了学生的动手能力和科研能力。在传统的实验教学中,学生照着实验教材机械地操作,片面追求结果的准确性,而不明白实验具体的设计原理,不懂得结合理论知识分析操作步骤,发现问题,分析问题。针对此问题,在仪器分析实验教学中增设大量设计性实验,仅是给出实验主题,要求学生课前去图书馆查找资料,独立设计实验方法,列出实验原理和具体操作步骤,可达到充分发掘学生的独立思维能力,培养学生的动手能力,以及把理论课堂产生的表象思维和实验的形象思维结合的作用。通过调动学生创造性地学习,最终达到很好的教学效果。
  3 总结
  笔者针对仪器分析实验教学中的问题,进行了初步的改革。这些改革使学生不仅熟练掌握基本实验技术,而且促进了学生的综合分析能力和创新能力的提高。但在探索过程中也发现了一些问题,如实验课教学改革要与实验学时安排、实验室的管理改革配套,增加设计性、综合性实验,使实验学时数发生变动,在安排实验试点和地点有些弊端。今后,只有通过不断完善实验改革过程中出现的问题,努力为学生营造一个能提高实验技能、激发其创新能力的实验氛围。
  【参考文献】
  [1]徐守芳,陆宏志.以问题为导向以学生为主体的仪器分析教学改革[J].实验室科学,2015,18(5):112-118.
  [2]曹红,刘红,陈思羽,薛梅.关于仪器分析教学改革和大学生创新培养的探讨[J]. 兵团教育学院学报,2009,19(1):82-84.
  [3]赵宏霞,赵万鹏.深化实验教学改革的思考与实践叨[J].实验室科学,2009,(5): 58-60.
  [4]孟磊,郑先福,宁爱民.兴趣教学法在非化学专业仪器分析教学中的应用[J].江西农业学报,2012,24(2):201-203.
  [5]朱元春.深化实验教学改革的思考与实践叨.实验室研究与探索,2007,26(12): 137-139.

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