《仪器分析》课程教学改革探析

徐加应+柏云杉+王伟

摘 要： 为提高仪器分析课程教学质量，文章针对仪器分析课程特点和现状，在具体实践基础上提出课程教学改革措施。

关键词： 仪器分析 教学方法 教学改革

仪器分析是在化学分析基础上发展起来的具有多学科交叉性、发展性和前沿性特点的一门学科，是采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学参数及其变化，获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。其内容繁多，学科交叉明显，对学生基础知识要求较高。仪器分析是化学类、生化类、环科类专业及其相关专业的公共基础课程之一。笔者针对目前教学过程中存在的问题，根据自己讲解仪器分析课程的经历，不断总结归纳实际教学活动过程，对《仪器分析》课程教学方法进行探讨。

一、《仪器分析》课程教学特点和现状

1.《仪器分析》课程特点。

《仪器分析》课程是大学化学、环境相关专业学生必修的专业基础课，其特点是：（1）它是由看来毫不相关的许多分支学科组成的一个密不可分的整体，涉及近代光学、电子学、计算机技术，并融合当代一些重大科学发现等许多知识。因此该课程具有知识、技术密集和多学科交叉的特点，学生普遍感到这门课难点多。（2） 《仪器分析》课程包括的分析方法众多，如原子吸收光谱、原子发射光谱、极谱、色谱等，这些方法名称只一字之差，但原理完全不同，在众多分析方法中，各种方法之间没有明显联系，知识点显得散，学生学习时容易抓不住重点。（3）由于所讲都是大型精密分析仪器，价格昂贵，对工作条件和环境要求高，不能随意搬动和拆开，因此讲到仪器组成结构及工作原理这部分内容时只能纸上谈兵，学生认为这门课太抽象。

2.《仪器分析》课程教学现状。

随着计算机技术的飞速发展，分析仪器的面貌日新月异，仪器的更新周期越来越短，但是目前教材内容的更新速度远远落后于新型仪器的更新速度。如新的原子吸收仪基本采用了塞曼效应等扣除背景技术，而教材上很少讲其基本原理。在分析数据的处理上，现在的分析仪器基本上带有专门的数据处理系统，如色谱分析法通常配备色谱工作站。过去较复杂的数据处理，现在也许只是按一下按键就可以完成，但许多仪器分析教材还是花了相当大的篇幅介绍手工处理数据的技巧。

目前《仪器分析》教学还是以板书为主，老师讲得辛苦，学生听得疲劳。虽然近年来，《仪器分析》课件大量使用投影、幻灯、录像等电教手段，使教学效率得到一定的提高，部分内容由抽象变具体，但是它仍然是一种以教师为中心，课堂为中心，书本为中心的“三中心”论教育方式，不符合现代教学观念，不利于提高教学质量，因此《仪器分析》课程教学改革势在必行。

二、《仪器分析》课程教学改革措施

1.优化课堂教学，突出教学内容的重点和时效性。

仪器分析理论部分比较抽象，仪器结构比较复杂，教学过程中必须打破传统教学模式，采用多种课堂形式，激发学生学习热情。在讲解各种分析方法的具体分析过程时，通过模拟被测化学物质的微观结构，以形象直观的图片或动画演示抽象的变化过程，从而给学生留下深刻的印象。我们还在授课中通过展示大量新型仪器的图片和视频，使学生对相关仪器有较为直观的了解，其中各大仪器公司精心制作的宣传资料最受学生欢迎；我们将课堂中难以讲解的实验装置、光路图、电路图、仪器外观图、仪器操作步骤制作成幻灯片、录像、Flash动画等，以直观、立体的授课方式提高学生的学习积极性与数据分析能力。这些方法的综合利用，提高了学生的学习热情，从而使学生积极思考，改被动听讲为主动求知。

为了充分运用现代化教学资源进行仪器分析课程教学，我们从国际著名仪器公司的网站大量搜集相关仪器的多媒体培训软件，如美国安捷伦公司的高效液相色谱仪的培训教材和日本岛津公司的傅立叶变换红外光谱仪的培训软件，这些资料的应用有效解决了仪器分析教材内容存在的滞后性问题，从而帮助学生了解和学习国内外先进分析仪器的新理论、新技术、新方法和新应用。

2.引入比较法教学方式。

仪器分析课程内容中包含许多分析方法，由于各种方法具有比较独立的理论基础、实验技术和应用特点，因此课程各章内容之间联系较少，显得庞杂、难学，为教学带来一定的困难。比较法是认识对象间异同点的逻辑方法，通过比较各种对象的相同点和不同之处，加深人们对事物的理解，正确区分事物类别，掌握事物之间的相互联系和内在规律。

我们在仪器分析教学中应用了比较法，做到小范围小比较，大范围大比较，方法之间进行类比，方法内部进行比较，以简化繁，以易化难，综合概括，及时总结，恰当运用，贯穿始终，有效传授知识，培养学生的逻辑思维能力和归纳综合能力，取得较好的教学效果。

3.重视实验教学，加强理论结合实际。

优化实验内容，删减重合和类似的实验，减少验证型实验，增加综合型、研究型和设计型实验。使实验内容相互独立又有牵连，同时与以前实验相互配合，适当加深和延伸。多给学生动手动脑的机会，同时增强科研能力。规范学生基本操作，强化实验技能，养成良好的实验习惯，但由于仪器分析实验中大型实验仪器使用较多，学生操作难免出现错误和失误，要求教师认真指导，并使学生分组，加以配合，协助完成。实验结束后，认真撰写实验报告，一定要对实验过程中产生的问题加以描述，并进行解释，提出改进措施和方法，提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。

4.建立多元化的考核体系。

针对目前高等教育中主要采用闭卷考试的考核模式，我们对考核方式进行了有益尝试，建立了多元化考核体系，收到了好的效果。考核方式和内容包括6大部分（共100分）：

（1）平时作业（每章交一次作业，占10%）。

（2）读书报告（题目由教师出，写2000字左右，占10%）。

（3）学生讲课（题目由教师出，学生可以任选，制成多媒体课件，讲课时间不超过10min，学生参与评分，占10%）。

（4）外文文献翻译（5000个印刷符，占10%）。

（5）课堂练习、小测验、提问（占20%）。

（6）实验课成绩（占40%）。实验课中，对每次实验都评分，评分标准细化到各个方面，如预习报告（包括预习提问）占10%，实验操作占40%，原始数据占10%，数据处理、结果及标准差占20%，讨论及思考题20%。

《仪器分析》是一门实践性很强的课程，涉及仪器分析方法种类较多，新仪器新技术不断涌现，目前实验教学设备落后且不完善，靠传统教学手段及教学内容已不能满足学生对基本知识及新知识更替的需求，必须通过教学改革，大力促进高校之间教改方法的探讨，以提高学生的学习兴趣，深入、直观地理解和掌握所学知识，提升学生综合素质。

参考文献：

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[2]王安亭，孙雪萍.仪器分析课程教学改革调查及对策分析[J].大学化学，2008，23（5）：20-24.

[3]蔡向忠.改革仪器分析实验教学培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2014，33（11）：168-171.