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大學(xué)化學(xué)儀器分析演示實(shí)驗開(kāi)放與管理論文
摘要：大學(xué)儀器分析的教與學(xué)離不開(kāi)實(shí)驗的支撐，只有合理的安排與科學(xué)的實(shí)驗設計，才能使大學(xué)本科生通過(guò)實(shí)驗的操作與觀(guān)摩達到固化儀器分析的理論教學(xué)成果的目的。在實(shí)際中簡(jiǎn)單而短時(shí)間的儀器分析實(shí)驗教學(xué)很難保證學(xué)生能學(xué)會(huì )并熟練地掌握多種大型儀器的操作方法，因此，儀器分析的演示實(shí)驗在大學(xué)本科儀器分析實(shí)驗教學(xué)與課程學(xué)習中發(fā)揮著(zhù)極其重要的作用。結合多年的儀器分析與儀器分析實(shí)驗的教學(xué)經(jīng)驗，就儀器分析演示實(shí)驗的開(kāi)放與管理提出了一系列高效、靈活的教學(xué)與管理方法。
關(guān)鍵詞：大學(xué)化學(xué)；儀器分析；演示實(shí)驗；管理
隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展，先進(jìn)的分析儀器與大型儀器逐漸成為大學(xué)本科生必須學(xué)習的基礎知識與必須掌握的基本技能，而大學(xué)擴招以后又極大地增加了普通院校的硬件與經(jīng)費等方面的壓力，讓每一位大學(xué)生都能通過(guò)實(shí)驗操作達到熟練使用大型儀器的目的顯然是不切實(shí)際的[1]。因此，大型儀器的實(shí)驗教學(xué)更多的是采用演示實(shí)驗，特別是特大型儀器更是如此。演示實(shí)驗成為保障儀器分析教學(xué)質(zhì)量的重要手段，演示實(shí)驗室也是本科生儀器分析學(xué)習的重要場(chǎng)所。為了使儀器分析實(shí)驗室能夠有效地發(fā)揮功能，作者結合多年儀器分析理論與實(shí)驗的教學(xué)經(jīng)驗，就大學(xué)本科生儀器分析實(shí)驗室的開(kāi)放與管理以及演示實(shí)驗教學(xué)談?wù)勛约旱目捶�，希望能為相關(guān)工作人員提供一定的借鑒。
1儀器分析實(shí)驗的分類(lèi)
儀器分析包含的知識非常多，既有化學(xué)知識，又有物理知識；既有光學(xué)知識，又有電學(xué)與磁學(xué)知識[2-3]。此外，儀器的種類(lèi)也比較繁多，且價(jià)格也有很大的差異，有幾十萬(wàn)元一套的儀器，也有幾百萬(wàn)元一套的儀器。對一般院校來(lái)說(shuō)，在分析儀器的投入與建設上壓力都是巨大的。對于一般的儀器，可以有多臺套，但是對于超大型儀器一般保有一臺。因此，很有必要根據分析儀器的數量來(lái)合理地選擇教學(xué)方法，如對于一般的電化學(xué)實(shí)驗、紫外光譜實(shí)驗，由于這些儀器一般單臺套的價(jià)格不超過(guò)十萬(wàn)元，大多數院校都會(huì )保有多臺套，因此這些實(shí)驗可以采用小循環(huán)實(shí)驗增加本科學(xué)生的上機時(shí)間與操作次數，以達到熟練掌握的教學(xué)目標。而像質(zhì)譜、掃描電鏡等特大型儀器，這些儀器本身價(jià)格非常昂貴，運行成本高，只能采用大循環(huán)的教學(xué)方法，由教師設計演示實(shí)驗、學(xué)生觀(guān)摩的方式開(kāi)展比較適合，如針對本人工作單位的儀器分析教學(xué)任務(wù)重（近400人）的情況，采用分組循環(huán)的方式進(jìn)行演示教學(xué)比較合適；對于電化學(xué)中的循環(huán)伏安法實(shí)驗，就采用分組小循環(huán)方法進(jìn)行，保證每一位同學(xué)都能充分地操作儀器，熟練地掌握循環(huán)伏安法。只有在完成儀器分析實(shí)驗的分類(lèi)后，才能合理地安排實(shí)驗教學(xué)，并篩選出演示實(shí)驗的項目與內容。
2儀器分析演示實(shí)驗的開(kāi)放
由于演示實(shí)驗的操作者一般為實(shí)驗教學(xué)人員，所以會(huì )因為操作者具備非常熟練的操作技能而大大提高教學(xué)效率，從而使演示實(shí)驗[4]具有高效、安全、直觀(guān)與順利等特點(diǎn)，因此可以讓演示實(shí)驗變得更加開(kāi)放，提高演示實(shí)驗的次數增加本科生觀(guān)摩的頻次，從而提高教學(xué)效果[5-7]。首先，建立一個(gè)演示實(shí)驗的開(kāi)放系統。系統中要明確開(kāi)放的對象，如要確定面向全校理工科本科生，還是只限于化學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生。對演示實(shí)驗的開(kāi)放時(shí)間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )公布，方便本科學(xué)生們安排觀(guān)摩時(shí)間。充分利用計算機技術(shù)與多媒體技術(shù)，編制實(shí)驗導學(xué)視頻與動(dòng)畫(huà)，生動(dòng)形象地說(shuō)明儀器原理、操作要點(diǎn)、注意事項，最大限度地調動(dòng)本科生的主觀(guān)能動(dòng)性，提高他們對儀器分析的學(xué)習熱情[8]。其次，可以組織本科生開(kāi)展探究性的實(shí)驗教學(xué)活動(dòng)。由于探究性教學(xué)活動(dòng)形式多樣，可以不拘一格地鼓勵本科生討論、改進(jìn)與制作演示實(shí)驗。當代大學(xué)生身處于信息化時(shí)代的大潮流中，他們往往都具有一定的計算機技能水平，而且拍攝視頻的工具非常容易獲得，手機、相機均可完成，視頻制作與處理軟件也極易掌握，因此完全可以鼓勵他們參與自制演示實(shí)驗，提高其綜合能力，促進(jìn)演示實(shí)驗教學(xué)的發(fā)展。最后，演示實(shí)驗還應開(kāi)放于社會(huì )、開(kāi)放于網(wǎng)絡(luò )和開(kāi)放于周邊院校。只有全面地開(kāi)放，才能促進(jìn)交流，才能獲得真誠的評價(jià)，也將收獲有價(jià)值的批評與建議，促進(jìn)演示教學(xué)的發(fā)展與提高。同時(shí)，也能擴大學(xué)校的影響，宣傳學(xué)校的儀器分析硬件設備，使大型儀器更好地融入社會(huì )生產(chǎn)之中，并為社會(huì )生產(chǎn)服務(wù)。
3儀器分析演示實(shí)驗的管理
首先，根據不同的演示實(shí)驗項目，編制一個(gè)由易到難、由淺到深的順序表，對儀器分析實(shí)驗室的全部大型儀器進(jìn)行編號管理，并建立一個(gè)合理的信息庫。此外，還應完善管理日志，詳細記錄有關(guān)修改、增減、更新的工作。對演示實(shí)驗的崗位與人員進(jìn)行規范化的管理，并定期培訓，增加他們的進(jìn)修機會(huì )，提高理論與實(shí)踐水平，更好地滿(mǎn)足儀器分析實(shí)驗教學(xué)。其次，儀器分析演示實(shí)驗是儀器分析教學(xué)的重要組成部分，科學(xué)管理是全面提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證，因此，必須搞好演示實(shí)驗的管理工作，并不斷完善管理制度。由于演示實(shí)驗是教學(xué)活動(dòng)，它離不開(kāi)活動(dòng)的開(kāi)展者高校教師與活動(dòng)對象大學(xué)生，因此演示實(shí)驗的管理還必須遵循操作性強的原則和人性化的原則，操作的管理不能都是無(wú)效的管理，非人性化的管理既傷害演示實(shí)驗教師的積極性，又傷害本科生的學(xué)習熱情。為了提高儀器分析演示實(shí)驗的教學(xué)質(zhì)量和建立良好的運行機制，必須先建立科學(xué)、有效、合理的管理模式。
4結束語(yǔ)
儀器分析是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支，是利用比較特殊的儀器對物質(zhì)進(jìn)行定性、定量與形態(tài)分析。分析方法包括十多種，而且每一種方法所依據的原理、測量對象、過(guò)程與應用情況各不相同。常見(jiàn)的小型儀器對本科教學(xué)來(lái)說(shuō)，可以靈活地采用小循環(huán)多次操作使用，使本科生熟練掌握，而大型與特大型儀器往往臺套數非常有限，因此，在許多高校中儀器分析演示實(shí)驗在大學(xué)基礎教學(xué)中發(fā)揮著(zhù)極其重要的作用。高校演示實(shí)驗的公開(kāi)更大限度地使大型儀器更好地服務(wù)于社會(huì )，搞好儀器分析演示實(shí)驗工作，也能促進(jìn)高校教育教學(xué)水平的提高。
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