儀器分析實(shí)驗教學(xué)探討的論文
論文摘要：本文結合儀器分析教學(xué)實(shí)踐，針對教學(xué)中的具體問(wèn)題，對儀器分析實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行了多方位的探討，提出了相應的改革措施，以求培養社會(huì )需要的創(chuàng )新人才。
論文關(guān)鍵詞：儀器分析實(shí)驗教學(xué)
儀器分析實(shí)驗是分析化學(xué)課程中必不可少的一部分，是化學(xué)實(shí)驗的重要組成，是對學(xué)生進(jìn)行基本技能訓練的重要環(huán)節。通過(guò)儀器分析實(shí)驗的教學(xué)，不僅可以對學(xué)生的基礎理論知識加以檢驗、鞏固和提高，做到理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生創(chuàng )造能力，同時(shí)也可以使學(xué)生掌握實(shí)驗的基本原理、方法、操作技能，提高他們分析、解決問(wèn)題的能力，培養他們的創(chuàng )新精神和嚴謹的科學(xué)態(tài)度。在實(shí)驗過(guò)程中，學(xué)生可以充分發(fā)揮分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，掌握先進(jìn)的分析測試方法和大型精密儀器的使用，為以后的工作打下良好的基礎。
儀器分析是采用比較復雜或特殊的儀器、通過(guò)測量某些物質(zhì)的物化性質(zhì)的參數和變化來(lái)確定物質(zhì)的化學(xué)組成、成分含量及化學(xué)結構等信息的一門(mén)學(xué)科。因其簡(jiǎn)便、快速、靈敏、準確、易實(shí)現自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于新材料、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫藥、食品科學(xué)等領(lǐng)域。由于其應用的廣泛性和先進(jìn)性，我國絕大多數高校都將其作為基礎課向相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設。青島農業(yè)大學(xué)將其作為化學(xué)、材料化學(xué)、食品質(zhì)量與安全、生物工程、環(huán)境科學(xué)、水產(chǎn)養殖、農業(yè)資源與環(huán)境等專(zhuān)業(yè)的必修課或選修課。如何在較短的時(shí)間內，使學(xué)生了解各種儀器的結構，熟悉各種儀器的使用方法，掌握各種儀器的原理，充分理解課堂上的理論知識，是儀器分析實(shí)驗教學(xué)的重點(diǎn)。本文就儀器分析實(shí)驗課教學(xué)進(jìn)行了探討。
1.培養學(xué)生將理論知識應用于實(shí)踐。在實(shí)驗教學(xué)中，采取講解——提問(wèn)——講解的教學(xué)方法。即在實(shí)驗開(kāi)始前的講解過(guò)程中，就學(xué)生學(xué)習過(guò)的理論知識提問(wèn)，讓他們把問(wèn)題“帶”到實(shí)驗中，認真對待實(shí)驗，爭取運用學(xué)習過(guò)的理論知識，然后通過(guò)實(shí)驗，自己解決問(wèn)題。對于學(xué)生無(wú)法解決的問(wèn)題，教師再逐一加以解答。這樣，在實(shí)驗過(guò)程中，學(xué)生就有了一個(gè)認識——實(shí)踐——再認識的過(guò)程，從而實(shí)現認識的飛躍。
2.實(shí)驗和規范基本操作同步進(jìn)行。儀器分析實(shí)驗中使用的基本上是大型精密儀器，自動(dòng)化程度較高。儀器運行過(guò)程中，學(xué)生往往感到無(wú)事可做。因此，針對學(xué)生在實(shí)驗室里操作技巧較薄弱這一情況，完全有必要在某些實(shí)驗中，將這部分時(shí)間充分利用，規范學(xué)生的基本操作，強化實(shí)驗技能�；静僮鞯恼_與否，是否規范化，是完成實(shí)驗的前提條件。如氣相色譜實(shí)驗，進(jìn)樣后樣品的出峰時(shí)間有的在20～30min左右，在這段時(shí)間里，就可以讓學(xué)生空針在另外的色譜柱上進(jìn)行進(jìn)樣操作，熟悉微量進(jìn)樣器的使用方法。紫外分光光度實(shí)驗中，譜圖掃描的時(shí)間也可以讓學(xué)生練習比色皿的使用，發(fā)現操作不規范現象，應該及時(shí)糾正，培養他們嚴謹的科學(xué)態(tài)度。
3.補充數據處理在分析中的應用。數據處理是數據分析中一項必不可少的工作，而儀器分析實(shí)驗要求較強的數據處理功能。很多學(xué)生是初次接觸儀器分析，對此不甚了解。因此，在實(shí)驗的空隙時(shí)間內，給學(xué)生介紹幾種數據處理的方法、教他們如何用數據處理的方法解決一部分問(wèn)題很有必要。同時(shí)，實(shí)驗中得到的數據，讓學(xué)生手動(dòng)記下來(lái)，實(shí)驗結束后自己分析處理，而不是直接打印儀器軟件上得到的結果。努力做到活學(xué)活用，并且將學(xué)到的知識及時(shí)加以鞏固。這樣他們在做畢業(yè)論文時(shí)，遇到數據處理的問(wèn)題就不會(huì )覺(jué)得陌生，而是可以把數據處理得比較熟練。
4.配合輔助教學(xué)手段，培養學(xué)生的獨立操作能力。儀器分析實(shí)驗與普通的化學(xué)實(shí)驗相比，具有很強的直觀(guān)性，同時(shí)還有其特殊的危險性。比如，原子吸收中乙炔氣體的點(diǎn)燃、高壓鋼瓶的開(kāi)啟和關(guān)閉、氣相色譜中氫火焰離子化檢測器氫氣的點(diǎn)火等，都有一定程度的危險性。另外，除了上述危險之外，在開(kāi)啟大型精密儀器的過(guò)程中，如果學(xué)生操作不當，也會(huì )對儀器造成損害。為此，儀器分析實(shí)驗室的每臺大型儀器都配備了輔助教學(xué)手段，即把儀器的具體操作規程和注意事項都寫(xiě)在紙上并壓膜塑封，放在儀器旁邊，讓學(xué)生在開(kāi)機之前仔細閱讀，按照說(shuō)明做到獨立開(kāi)機進(jìn)行操作。這樣，不僅可以使學(xué)生盡快熟悉儀器，而且也提高了動(dòng)手能力和獨立操作能力，為他們在以后從事類(lèi)似的工作時(shí)獨立調試儀器打下了基礎。
5.實(shí)行開(kāi)放式教學(xué)。儀器分析實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中要涉及一些交叉學(xué)科，它結合了大量的現代科學(xué)技術(shù)和信息，科技含量較高，需要掌握的知識多。學(xué)生在規定的學(xué)時(shí)內進(jìn)行實(shí)驗，不可避免地會(huì )遇到這樣或那樣的問(wèn)題，實(shí)驗結果的部分數據可能不是很理想。在這種情況下，要求學(xué)生尊重實(shí)驗結果，實(shí)驗報告中不能編造數據，而是認真查找問(wèn)題，在教師的指導下找出原因，并提出解決問(wèn)題的辦法。為此，在教學(xué)中實(shí)驗室應對學(xué)生全面開(kāi)放，在計劃學(xué)時(shí)內沒(méi)能完成實(shí)驗內容或者實(shí)驗失敗的學(xué)生，提前同教師聯(lián)系時(shí)間和實(shí)驗室，鼓勵他們參加開(kāi)放實(shí)驗，培養學(xué)生在科學(xué)研究中實(shí)事求是的品質(zhì)。同時(shí)，實(shí)驗室的開(kāi)放，為學(xué)生開(kāi)展創(chuàng )新型實(shí)驗提供了堅實(shí)的基礎，也為畢業(yè)論文設計做好了準備。
6.引進(jìn)考試機制。儀器分析實(shí)驗操作復雜，實(shí)驗周期長(cháng)，而且大型精密儀器數量相對而言比較少，因此，一般該實(shí)驗課沒(méi)有考試內容。為了達到實(shí)驗教學(xué)目的，可考慮引進(jìn)合理的考試機制。具體操作內容為：考前約一周公布試題，考試分小組進(jìn)行，提前抽簽，學(xué)生根據題目可查閱資料，組內共同討論設計實(shí)驗方案，教師給予適當指導，增強學(xué)生的團隊意識和合作能力。
考核成績(jì)要注重實(shí)驗過(guò)程，將實(shí)驗過(guò)程考核和實(shí)驗后期工作有機結合，將目標考核轉變?yōu)檫^(guò)程考核，這樣能夠真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)際水平，符合課程的培養要求。這種考核對學(xué)生的心理素質(zhì)也是一次考驗，對他們綜合利用所學(xué)知識分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、培養創(chuàng )新能力也是一種很好的嘗試。
7.對實(shí)驗內容進(jìn)行探索和改革。儀器分析不僅是一種測試手段，還應該為實(shí)際生產(chǎn)服務(wù)。作為測試手段，須能解決實(shí)際問(wèn)題。儀器分析實(shí)驗內容多數為驗證性實(shí)驗，有必要對實(shí)驗內容進(jìn)行探索和改革。為了培養學(xué)生的實(shí)際工作能力，結合周?chē)h(huán)境的實(shí)際生產(chǎn)情況，氣相色譜中選擇了“水果農殘含量的測定”的實(shí)驗項目，并且要求學(xué)生用兩種方法測定（歸一化法和標準工作曲線(xiàn)法），使他們充分認識通過(guò)先進(jìn)的儀器分析手段解決實(shí)際問(wèn)題的重要性。他們受到實(shí)物樣品測定的訓練，同時(shí)又學(xué)到了新的實(shí)驗方法。只有兼顧驗證性和應用性實(shí)驗，才能為學(xué)生開(kāi)設綜合化學(xué)實(shí)驗及畢業(yè)設計打下良好基礎。因此，在設計儀器分析實(shí)驗內容計劃時(shí)，必須兼顧驗證性和應用性實(shí)驗的數量。
8.將最新的儀器分析手段引入實(shí)驗。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，更高效率的分析儀器如雨后春筍般出現。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，液（液相色譜）——質(zhì)（質(zhì)譜）聯(lián)用——氣（氣相色譜）——質(zhì)（質(zhì)譜）聯(lián)用的儀器在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)有了很大的應用，離子化效率更高的檢測器也被不斷開(kāi)發(fā)并廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域。這些最新的科技成果應及時(shí)、系統地介紹給學(xué)生，并盡可能地引入實(shí)驗課堂，有效地調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性。
9.及時(shí)更新實(shí)驗內容。目前的儀器分析實(shí)驗，一部分內容有些陳舊，不適應現代社會(huì )發(fā)展的要求。所以在儀器分析實(shí)驗的教學(xué)中，應盡量增加一些新的儀器分析方法，條件允許時(shí)可增加先進(jìn)的儀器設備，同時(shí)開(kāi)設與之相關(guān)的實(shí)驗�？梢酝ㄟ^(guò)幾個(gè)典型實(shí)驗來(lái)掌握現代儀器，分析實(shí)驗的原理和操作方法。這種實(shí)驗應盡量選擇與學(xué)生專(zhuān)業(yè)關(guān)系比較密切的內容。如質(zhì)檢專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可以安排液——質(zhì)聯(lián)用、氣——質(zhì)聯(lián)用，進(jìn)行食品安全方面的有關(guān)檢測。
儀器分析是一門(mén)實(shí)驗性很強的課程，是儀器分析課中非常重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節。它對于培養學(xué)生實(shí)踐能力、綜合應用能力具有非常重要的作用。要提高教學(xué)質(zhì)量，完成培養目標，就必須在教學(xué)中不斷積累和總結經(jīng)驗，并加以研究和探索，以培養社會(huì )需要的創(chuàng )新人才。
參考文獻：
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