提高仪器分析课程教学效果的几点体会

黄利强 林 鹏

摘要 结合仪器分析课程的教学特点,介绍仪器分析课程教学过程中的一些体会,对各种教学方法和手段进行初步尝试,取得良好的教学效果。

关键词 仪器分析;教学方法;教学效果

中图分类号:G642.4 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2009)30-0080-02

Several Experience for Increasing Teaching Effects of Instrument Analysis//Huang Liqiang, Lin Peng

Abstract According to the features of instrument analysis course, a series of experience in the teaching were introduced. By improving teaching methods better teaching results was made.

Key words instrument analysis; teaching methods; teaching results

Authors address Fisheries College, Jimei University, Xiamen, Fujian, 361021, China

仪器分析作为现代化的分析测试手段,近年来发展非常迅速,广泛地应用于科学技术和国民经济的各个领域,已成为高等学校中许多专业的重要课程之一,集美大学水产学院也于近年将其列为一门专业基础课。然而由于仪器分析是一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的学科,其内容涉及物理学、电子技术、计算机技术、精密仪器制造等许多知识,学生必须学好无机化学、分析化学、物理学、高等数学及计算机基础等先修课程后才能较好地掌握该门课程,而且现代仪器分析技术在原理和技术上均采用当今最先进最前沿的科技,因此对学生的综合素质要求较高。但是,大部分学生的基础知识功底相对薄弱,知识面较为狭窄,因此在学习的过程中普遍感觉深奥、抽象、难于理解和掌握。通过积极的教学改革和探索,对各种教学方法和手段进行初步的尝试,总结出一些较好的教学方法,在实际课堂教学中取得良好的教学效果。

1 针对专业需求,精选教学内容

由于课程理论课和实验课的总课时比较少,根据水产学院培养应用型人才的培养目标,对教材进行合理的取舍,选出与本学院各专业密切相关的几种分析仪器,把课程重点放在水产养殖生产科研中应用最广、普及率最高、实用性最强的紫外—可见分光光度分析法、分子荧光光谱法、原子吸收分光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法等常用仪器分析方法上,着重讲解这些仪器的基本理论、基本结构和基本实验技术。这样就可以使学生把有限的精力投入到重点内容的学习上来,从而牢固掌握每一种分析方法,为今后工作奠定基础。

2 精心讲好绪论课,激发学生学习兴趣

绪论是课程内容的开端,讲好绪论是上好仪器分析课程的关键性一环,能有效地激发学生的学习兴趣和热情。为此精心准备绪论课的内容,侧重介绍仪器分析在生产、生活、社会、军事等诸多领域中的广泛应用,让学生了解到仪器分析不仅仅是本专业的基础课程,更与人们的社会生活和日常生活密切相关,已经渗透到人们生活中的方方面面,从而使学生感到这门课学了很有用处,激发起对这门课强烈的好奇与学习兴趣。以三聚氰胺事件为例,说明仪器分析与日常健康生活息息相关;结合电视上热门的寻宝节目,举例介绍荧光分析法、红外光谱法在鉴定古文物上的应用;以及介绍原子光谱在宇宙研究中的应用等例子,来说明仪器分析在诸多领域都有着广泛应用。并结合已经毕业的学生在求职、考研中碰到仪器分析应用问题的实例,使学生在课程一开始就深刻感受到学习和掌握仪器分析的重要性和必要性,从而激发起学习兴趣。

3 结合仪器分析发展史,激发学生学习热情和创新思维

在各种分析仪器的发明和研制过程中,无数科学家做了大量艰苦卓绝的探索工作,每一种分析仪器都是汗水和智慧的结晶,在各种分析仪器的发明和研制过程中处处体现着科学家的智慧。在围绕教学中心内容讲授课程时,适当地插入一些有趣的仪器分析发展的历史故事,不仅有助于活跃课堂气氛,激发学生学习仪器分析课程的热情,而且回顾和追踪科学家走过的足迹,能极大地提高学生的学习兴趣,激发学生参与科研和追求创新的热情。

例如在讲述原子光谱时,介绍基尔霍夫和本生共同发明原子光谱法的过程,并选取他们在发明过程中遇到的一些有趣问题,让学生设身处地思考问题的答案,体会原子光谱法的发明过程。这种教学设计不仅让学生深刻地了解到原子吸收光谱和发射光谱的基本原理,而且能锻炼学生动脑筋想问题的能力,可以激发学习兴趣,培养探索科学真理、大胆追求创新的精神。

又如在教学中,通过查找相关资料,向学生介绍分析仪器的发展史,介绍各分析仪器创始人的发明历史,如色谱方法由植物学家茨维特发明,原子光谱法由化学家本生和物理学家基尔霍夫共同发明。通过这些史实,让学生了解到分析仪器的发展是多学科交叉发展的结果,各行各业的研究者都可能为仪器分析研究做出自己独特的贡献,从而鼓励学生勇于创新,大胆应用各种奇思妙想,进而培养学生的创造能力,提高学生的综合素质。

4 深入浅出、直观形象地组织教学

仪器分析内容交织着数学、物理、生物、医学、电子技术和化学等学科基础知识,内容非常广泛,对学生基础知识要求很高,然而由于学生的知识功底相对薄弱,而且课程学时短,这使得许多学生在学习的过程中感觉困难。为此,在教学中特别注意深入浅出地组织教学,努力采用通俗易懂、直观形象的教学方法,使得学生能够在最短的时间内理解和掌握课程内容。例如介绍色谱原理时,以生活实例来比喻色谱的基本原理:几个学生一起去逛街,由于他们爱好不同,在商店里待的时间也不同,最后离开街道的时间有先有后,据此将街道比作色谱柱,街上的人流比作流动相,将离开街道的时间比作样品保留时间。这一比喻较为形象地说明了色谱的基本原理,学生也觉得通俗易懂。

由于仪器分析所涉及的许多内容在生活中没有实践体验,非常抽象,单靠语言讲授很难掌握,因此,讲课之前最好先让学生看一遍实物,利用直观教学以增加学生的感性认识,然后再进行讲解。例如学习分光光度计时,让学生亲自动手拆解报废的721分光光度计,直观地观察仪器内部结构,摸清各部件的功能,不仅有助于学生理解其工作原理,而且能消除学生对仪器的陌生感和畏惧感,真正做实验时,学生会打消顾虑、很快上手。对于一些不能拆开供学生观看的精密仪器,可运用多媒体教学方法,用图片、电脑动画方式来展现仪器内部结构和具体工作过程。

5 运用多媒体辅助与电脑模拟

仪器分析教学分析内容繁多,原理抽象,仪器结构复杂,只靠传统的教学手段学生难以理解和掌握。因此,要充分运用多媒体教学手段,把各种仪器的结构图、检测原理、图谱、使用流程等制作成形象直观、图文并茂的课件,让学生通过多种感觉接受知识,从而在多媒体教学中得到深刻的理解,用最少的时间达到最佳的效果。在多媒体辅助教学的过程中,还可运用各种仿真软件,让学生在电脑上模拟仪器操作。例如气相色谱仿真软件能让电脑模拟一台气相色谱仪,学生可以通过电脑界面选择样品、流速等参数,模拟开机、点火、进样、测定等过程。学生通过亲身的仿真操作,不仅可以形象地理解气相色谱仪的基本原理,而且能掌握仪器操作章程和注意事项,获取直观的感性经验,并且节约实验成本。

6 结合专业特点,注意理论联系实际

仪器分析是一门应用学科,绝大多数知识学生以前没有接触过,因此在课程中要注意结合应用实例进行讲解。在教学过程中结合专业特点,插入介绍一些与专业有关、事关百姓的热点事件,比如三聚氰胺事件、虾仁氯霉素事件,介绍各种仪器分析方法在本专业的重要应用和测试方法,使学生能理论联系实际。在实验内容选择上,结合专业特点尽可能安排一些有实际意义的实验项目,比如原子吸收光谱法测定自来水中重金属含量,高效液相色谱测定水产品中农药残留等,这些实验项目贴近生活,与健康、环境密切相关,学生很感兴趣。另外,也可适当地介绍一些仪器分析在其他领域的有趣应用,例如介绍原子吸收光谱法在投毒案侦破中的应用,气相色谱法在笔迹鉴定上的应用,这些拓展内容虽与本专业关联不大,但却有助于开拓学生视野,启发学生思维,学会融会贯通、学以致用的方法。

总之,仪器分析发展速度飞快,内容丰富,应用的领域多,对于培养学生实践能力、综合应用能力具有非常重要的作用。要提高教学质量,就要针对课程本身的特点,在教学中不断积累和总结经验,不断学习新知识,充实教学内容,综合运用各种教学方法和教学手段,不断探索和实践,努力提高理论教学和实践教学的效果,从而适应现代教学的要求。

参考文献

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