《仪器分析》实验教学改革与实践

张 玲，吴景梅，郭春燕 （蚌埠学院应用化学与环境工程系，安徽 蚌埠233000）

仪器分析技术以其分析速度快、准确度和精密度高以及易于实现分析过程的自动化而备受青睐，在石油、化工、冶金、医药、食品、环保等领域广泛应用［1］。作为一门专业基础课，《仪器分析》汇集了化学、物理学、仪表电子学、数学和计算机科学等学科的最新成就，是一门理论与实践紧密结合的课程。与其他实验课程不同，仪器分析实验具有仪器设备种类多、分析方法更新速度快等特点［2－3］，如何在有限学时内让学生掌握更多的仪器分析实验技能，是一个亟需解决的问题。为此，笔者结合教学实践情况，对 《仪器分析》实验教学改革进行了探讨❶❶蚌埠学院教育教学研究项目 （2013gcjy24）。。

1 《仪器分析》实验教学中存在的问题

《仪器分析》实验教学中存在如下问题：①仪器分析实验教学需要大量仪器设备，其中很多都具有价格昂贵、对环境要求严格、设备维护费用高等特点，导致个别仪器无法购买，教学中只能开出部分实验课程，使实验教学与理论教学脱节。②同种大型仪器的数量一般很少，基本都是一台，同时受实验课时的限制，很难保证每个学生均能上机操作，从而使得学生的仪器操作技能不能得到很好锻炼。③由于分析仪器型号多样、更新速度快，且不同院校共同采用不同教材，这样导致教材的针对性欠佳。④实验内容多以验证性实验为主，导致学生对实验原理掌握不充分，其学习积极性也不高。

2 《仪器分析》实验教学改革措施

2．1 合理编排实验内容

传统的仪器分析实验所设立的实验项目基本为验证性实验，虽然实验方法成熟，但实验内容陈旧，不能体现技术的发展，且学生是在实验仪器运行正常、实验条件确定的情况下被动地 “按方抓药”，依照实验步骤一步步机械地完成，不容易发现实验当中的问题，最终不能达到提高学生创新能力的目的。为了改善上述状况，可适当增加综合性实验。例如在传统的气相色谱归一化定量分析实验中，一般通过给定相对定量校准因子的方法求样品含量，导致学生只是机械地验证归一化法定量的理论，内容枯燥无味。若将纯物质对照法定性分析、定量校正因子的测定及归一化法定量3个实验有机结合起来，可使学生对整个气相色谱的定性和定量分析过程进行宏观系统地把握。再如在用分光光度法测定微量铁的实验中，通常采取给定显色条件的办法让学生完成样品的测定，但对为什么选择这些显色条件以及如何对显色条件进行优化等问题，学生却一无所知。如果将分光光度法测定微量铁的条件实验补充进去，实验内容则更加系统完整，这样既能够理解该方法的原理，同时又可以了解影响因素及优化方法，从而充分锻炼学生分析和解决问题的能力。另外，为了激发学生的求知欲，增加实验的应用性，可尽量选择贴近生活的探索性实验素材。如 “原子吸收仪测定黄酒中微量铜和镉”，“牙膏中氟离子含量的测定”等实验能引导学生将所学知识应用到生活和实践中。

2．2 调整实验预习方式

《仪器分析》课程的教学内容主要包括色谱分析法、电分析化学法、光学分析法3大部分，每一部分的分析方法都有其独特的原理和与其相对应的仪器，如何正确并熟练地操作各种仪器是进行样品定性和定量分析的关键，因此课前对仪器分析实验进行预习显得格外重要。为此，可以借助计算机辅助教学设备，利用图片和视频介绍分析仪器的结构和操作流程，从而使学生更直观地了解各种仪器的特点和使用方法，为实际上机操作打下良好的基础。由于很多分析仪器都有配套的工作软件，可以在实验课前向学生演示其操作方法，并让学生反复练习直至熟练操作为止。通过以上计算机辅助预习方式不仅保证实验课程快速有效的进行，也为更多学生上机操作争取时间，同时又加深学生对理论知识的理解和记忆，一举三得。

2．3 采取大循环教学模式

由于大型分析仪器价格昂贵，在高校实验室中通常数量较少。此外，作为一门交叉学科，《仪器分析》涉及到化学、物理、仪表及计算机等学科，而且不同分析仪器其结构、原理和操作过程均不相同，若让一名教师精通所有仪器并顺利完成教学任务，其难度较大。针对上述问题，可采取分小组、多个教师同时进行多个实验的大循环教学模式，这样既可以提高实验设备的利用率，又可以为学生提供更多动手操作的机会。

2．4 加强教材建设

目前，分析仪器种类和型号多样，操作方法也不尽相同。此外，每个实验中相关仪器对实验条件的设置、参数的确定都有特定要求，因此编写一套针对各种特定仪器的实验教材十分必要。在教材内容编排上，可将全部实验分为必做实验和综合性选做实验，前者包括色谱分析、电化学分析和光学分析等，主要锻炼学生操作各种大型仪器的实际动手能力，后者由师生根据教学情况自由选择，让学生在掌握仪器分析原理和设备基本操作技能的基础上进一步提高对理论和实践知识的综合运用能力。

2．5 建立多层次的考核与评价体系

要实现 “工程化”教育教学改革目标，培养应用型人才，必须构建与其对应的考核机制。针对 《仪器分析》实验课程，应建立既能反映学生的操作技能、又能反映学生综合应用能力的考核体系，为此将考核内容设置为4个部分：实验报告 （占20%）；平时实验操作 （占40%）；笔试 （占10%）；实验技能考核 （占30%），其中实验技能考核可分小组进行，题目由学生提前抽签决定，通过查阅资料，设计实验方案并进行实验，最终提交相关实验总结。该评价体系加大了实验技能考核比重，旨在培养学生的团队意识，能够很好地考察学生对各种分析仪器的实际应用能力。

3 结 语

在高等教育 “工程化”改革的全新视角下，为实现应用型人才培养目标，实施了相应改革措施，提高了分析仪器的使用率，激发了学生的学习兴趣，很好地培养了学生的综合实践能力。今后，要在教学实践中不断积累经验，充分发挥学生的主体作用，大胆创新，最终形成更系统、更科学的 《仪器分析》实验教学体系。

［1］徐光宪 ．对分析化学教学的两点初浅看法 ［J］．大学化学，2008，23（2）：3－10．

［2］李爱峰 ．仪器分析实验教学改革实践 ［J］．大学化学，2012，27 （5）：26－28．

［3］董毅 ．实施工程化教育教学改革提高应用型人才培养质量 ［J］．应用型高校探索，2006，20（1）：1－4．