仪器分析课程教学探索*

陈毅挺 林棋 张庆守

(1闽江学院化学与化学工程系 福建福州 350108; 2闽江学院科研处 福建福州 350108)

仪器分析是化学类、环科类、生化类专业及其相关专业的公共基础课，课程具有一些其他课程所不存在的特点，如多学科交叉性、课程的实践性、发展速度快等[1-2]。当今仪器分析方法发展日新月异，新仪器新技术不断出现，在教学中，也随之出现了各种各样的问题，如教材内容越来越多，而教学效果却不好等。如何适应现代仪器分析的发展与教学改革新形势，在有限的学时范围内，合理安排仪器分析课程内容，既让学生打下坚实的理论基础，又激发他们的学习兴趣，是仪器分析教学工作者需要解决的问题之一。笔者根据多年的理论和实验教学的经验，在下面谈一些教学体会。

1 合理调整教学内容

由于仪器分析课程内容多、课时量相对不足，从适应学生将来工作的实际需要出发，应合理选择授课内容，避免面面俱到。

由于我院学生的培养目标定位于实际应用型人才，因此我们在讲授内容上的选择上有所侧重。在课时分配中适当加大色谱及光谱分析的比例，特别是对于一些常用的分析方法，如紫外可见分光光度法、气相色谱法、液相色谱法、原子吸收法等进行着重的介绍。由于目前电化学分析法在各单位使用相对较少，我们就适当减少其在授课中的比例，对于一些常用的电化学方法，如库仑分析、电位分析等，仍然保证了充足的教学课时；但对于一些新型的现代伏安分析方法，则仅对其进行简介。对于一些有志攻读研究生的学生，我们通过课外辅导的形式帮助他们加强对相关部分的认识。对于一些有关大型仪器如红外、核磁共振、质谱、电镜、X射线衍射的章节，则整合到其他课程中介绍，这样可以缓解仪器分析课程内容多、课时量不足的问题。此外，从注重应用的角度出发，对于教材中的公式推导，除一些重点公式外，一般不作要求，学生只要能灵活应用公式解决问题即可。

另外，随着仪器分析技术的发展，一些教材原有的内容相对比较陈旧。例如色谱分析法的信号处理中，现在基本上都用工作站来采集和处理色谱信号，记录仪一般已不再使用。因此，对于课程中相关内容(如记录仪、峰面积手工测量与计算等)进行了删减，这样既可解决仪器分析课时不足的问题，又能避免学生在今后工作中感到所学知识与现实脱节。

2 改进教学方法

对于仪器分析课程，有些学生反映比较枯燥、知识点过多且琐碎，复习难度大。因此，应充分发挥课堂教学的重要作用，提高教学质量，改变教学偏重知识记忆、偏重教师灌输的传统教学模式，创建一种能充分发挥学生学习主观能动性和发展个性的教学模式。

在课程教学中，使用主线法与比较法并重的方式。实际上，教材中各章的内容虽然看似琐碎，但基本都可以找到一些主线。在单个章节的教学中，主要应抓住各种仪器分析方法的原理、所用仪器的基本结构、定性定量方法、干扰及其消除方法这一主线进行教学。这样可使知识层次分明，条理清楚。另外，在不同的章节间可采用比较法进行教学。比如，在进行色谱法教学时，有程序升温和梯度洗提这两个概念，它们分别是气相色谱法与高效液相色谱法中提高分离效果的有效手段，可谓目的相同，但实现的方法不同，可以在教学中进行适当的对比。在进行光谱分析法的教学过程中，可以对比各光谱仪结构的异同点，并与方法原理相结合。如原子发射光谱仪与原子吸收光谱仪，它们虽然都具有光源这个部件，但由于两种光谱分析法的原理不同，使得光源部分的作用和要求却大不相同；同时，由于原子吸收光谱法测定的是气态的基态原子，因此光谱仪中必须有原子化器，而这是原子发射光谱仪所没有的。在教学中，应注意对这些容易混淆的内容进行比较，这样有助于学生理清知识脉络。在对比原子发射光谱仪与原子吸收光谱仪的同时，也可以进行知识的延伸。如在原子吸收光谱仪中出现的原子化器这个部件，在原子荧光光谱仪中也出现，不同的是，原子荧光光谱仪中光源、原子化器、单色器是呈90°角排列的。此外，虽然原子荧光光谱仪的仪器结构与原子吸收光谱仪类似，但是原子荧光光谱的产生原理却又与原子发射光谱类似……通过教学过程中的一系列比较，将各章节内容有机地联系起来，有助于学生的理解与掌握。

随着学习的深入，及时总结是很必要的，可由教师布置作业，列出提纲，鼓励学生自己总结。笔者在色谱法与光谱分析法的教学结束后，就要求学生以大作业的形式分别对色谱法(气相色谱、液相色谱)和光谱分析法(原子发射、原子吸收、荧光、紫外可见分光光度法)中类似的方法进行比较，而且不限形式、字数。以光谱分析法为例，引导学生从各个方面，如各种光学分析方法的原理、仪器、定性定量方法、干扰的产生与消除的异同等进行比较，从而加深理解。

重视课堂教学的导入，抓好绪论及每一章的概论教学，可以激发学生的学习兴趣。讲好绪论可以告诉学生为何要学，学有何用，如何去学[3]。在绪论教学中，可以结合身边的一些具体事例来激发学生的学习热情。比如食品安全、环境污染物的监控等。同时，在每个章节开始都有概述部分，这部分内容经常被教师忽略，而实际上却是引起学生学习兴趣的重要一环，应好好把握。比如可以从该分析方法的发展历程讲起，引出其特点和应用范围，再引出其原理等知识。

此外，由于仪器分析课程知识点多，因此在每章节教学结束前对本章节内容进行总结，以帮助学生完成该章节的复习与理解，同时注意与以往学习过的仪器分析方法进行比较，在引入新知识的同时复习旧知识。实践证明该步骤对于提高学生的学习效果有较好的作用。

在考前复习方面，笔者也进行了一些尝试，安排学生分成若干个小组，以大作业的形式让每组出一份仪器分析的期末考卷，要求考卷的考查内容囊括课堂教学的部分，并且注意每章分数的合理分布，避免出现有的章节考得过多，而个别章节却几乎不考查的现象。该项尝试收到了意想不到的效果，学生的热情很高，为了出一份合格的试卷，他们对教材进行了认真的复习，查阅了大量的参考书与习题集，在完成任务的同时，也完成了对教材的复习、归纳，变以往的押题、猜题为主动、全面、细致的复习。收齐学生所出试卷后，笔者将其中具有代表性的题目作为习题课的内容进行讲解，并将各组的考卷汇编后印制给每个学生，让他们将自己的考卷与其他组的考卷相比较，找出差距。该活动总的作用是发挥学生的主观能动性，变应付考试为自觉学习。

3 合理应用多媒体教学手段

将多媒体技术引入仪器分析教学中，可以在授课时增大信息量、更好地突出教学重点和突破教学难点，同时可以在不增加巨大经费的前提下，使学生更好地理解仪器分析的基本原理和仪器结构，提高了仪器分析的教学效果[4]。多媒体技术的使用一般有两种形式，一是将其用于课堂教学，常使用的是PowerPoint等软件，另一种则是将课件制成软件用于学生自学，常使用Flash、Authorware、ActionScript或一些专业的课件制作软件。

在课堂教学中使用多媒体课件，对于提高课堂教学的效果是有很大帮助的，可以避免多次交换使用幻灯机、实物投影仪、挂图等教具，既节约了宝贵的授课时间，又大大提高了信息输出量。此外，还能更好地突出教学重点和突破教学难点，利用二维、三维动画技术和视频技术使抽象、深奥的仪器原理简单化、直观化，缩短了客观实物与学生之间的距离。但是要注意多媒体辅助教学不能代替学生的主体作用，如果使用不当，会减少学生运用所掌握知识解决实际问题的机会，给学习造成不良影响。在制作课件时，应切忌全盘照搬教材或将教师口述讲解内容原封不动地显示在课件中，这样一方面会使学生无暇听讲、思考，而忙于记录，另一方面会降低学生课堂的兴奋度，吸引学生的注意力于显示屏，而非教师授课。教师在授课过程中，还要引导学生学会如何做笔记，对于课件中教材上已有的内容，应提醒学生在教材上作页数、位置的批注，不必忙于抄写课件上的内容。

在课堂教学之外，笔者从课程大纲出发，设计了仪器分析以及仪器分析实验两种CAI课件，供学生课前与课后使用。在课件中针对不同的仪器分析技术采用了不同的表现手法，对难理解的实验原理和过程使用动态模拟的方式介绍。

此外，有条件的单位或教师可以自行构建或购买相应的虚拟实验室，让学生进行模拟仪器实验，间接地加强其实际操作能力。在这方面有代表性的工作是大连理工大学设计的仪器分析多媒体虚拟实验室。

4 注重实验教学的每个环节

在我院应用化学专业的教学计划中，虽然仪器分析实验课程与仪器分析课程已经各自独立，但实际上实验课程开展的情况直接影响着仪器分析课程的教学效果[5]。近几年，随着我系仪器设备的添置，学生已可以进行仪器分析课程中涉及的大部分仪器的实验操作，这对提高学生的学习兴趣，加深对理论课程的理解有重要作用。对于仪器分析的实验教学，要抓好从学生预习到实验开展再到实验报告总结的每一个过程，从督促学生提高实验预习质量、规范实验基本操作与养成良好实验习惯、认真对待实验报告等方面入手,提高实验课程的教学效果，并通过合理的考核来促进学生的学习主动性。

同时，可以将理论与实验教学有机地结合起来。比如理论教学中关于仪器分析方法的应用细节和数据处理的内容可以放在实验教学中完成；而在实验教学中，对照仪器进行结构的详细讲解，可以补充、完善理论知识，提高学生对仪器分析课程的学习兴趣。

5 努力提高教师的业务水平

仪器分析的研究发展很快，作为一名合格的仪器分析课程教师,必须要表达清晰、知识渊博、掌握分析化学领域的前沿动向。因此，教师应不断完善自己的知识结构，掌握足够的教学内容；应经常与同行、学生相互交流,探讨教学中出现的问题，想方设法提高学生的学习效果；利用业余时间不断查阅国内外书籍及期刊，把化学、化工、药物、生化、环境、石油、食品等领域涉及的仪器分析新动向和新技术不断融合进教学内容中，使仪器分析课程更加丰富多彩。

以上是笔者在仪器分析课程的教学工作中的一些体会及探索。总之，搞好仪器分析课程的教学不是一朝一夕的事，需要教师综合运用各种教学方法和教学手段，积极改革，深入研究。

参 考 文 献

[1] 王琦,张思锐.大学化学,2006,21(2):22

[2] 陈浩,李庆,李胜清,等.大学化学,2006,21(3):20

[3] 张智宏.江苏工业学院学报(社会科学版),2006,7(2):78

[4] 张小燕,许豪杰,张粉燕,等.大学化学,2003,18(6):39

[5] 陈旭,雍克岚.实验室研究与探索,2009,28(4):118