仪器分析课程教学探讨

吴世芳++高利波

【摘要】从仪器分析课程的特点及教学现状出发，探索教学过程中的改革突破点，以激发学生的学习兴趣，提高教学质量，培养学生创新和实践能力。

【关键词】仪器分析 教学现状 改革

【中图分类号】O65-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）19-0137-01

引言

仪器分析是化学分析的一个分支，是指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化学性质的参数及其变化来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[1]。仪器分析在工业分析、食品分析、药物分析、油品分析及环境监测等领域得到广泛应用，已成为生产和科研中不可或缺的分析手段。目前，《仪器分析》课程已被列为化学化工、食品药品、医药环保等专业的一门必修课。为适应现代仪器分析的发展与教学改革新形势，如何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。

一、《仪器分析》课程教学现状

1.仪器分析与多学科交叉，课程内容较多

仪器的原理方面涉及物理光学、电子、计算机技术等知识[2]，学生学习时感觉知识面需求广，难点较多，理解有点困难。每本教材都包括光化学分析、电化学分析、色谱分析、核磁共振分析、质谱分析等项目，各种分析方法之间关联性小，每一种分析方法下又包含不同的仪器，例如光化学分析就包括紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、红外吸收光谱法等，不同的仪器原理不同、结构不同。因此，学生需要理解记忆的知识点散而多，在学习过程中容易疲乏枯燥，学习兴趣渐失。

2.理论课程与实训课程进度不同

仪器分析课程分为理论课程和实训课程。在实际授课过程中，一般在同一学期排课。受课时、实训室、教师等因素的影响，实训课程在进行下一项目时，理论课往往刚刚进行到实验技术部分，理论明显落后于实训，这样会使实训教师在基本原理上消耗较长的时间讲解，否则学生一片茫然。

3.实验课程开展有难度

随着现代技术的发展，仪器价格逐渐走高。教学单位对一些昂贵的实验仪器，例如气相色谱、液相色谱、原子吸收光谱仪等，拥有量很少，每种只有一台甚至没有。因此在开展实验教学时，不能像有机、无机化学实验那样独立操作，只能两人或多人小组形式进行。学生在操作过程中，大多会一人操作，其余人旁观，从而使动手能力得不到锻炼。另外，为了防止学生误操作把仪器弄坏，在实验开展之前，实验老师通常先将仪器的参数设好，所以学生接触到的是进入正常运行状态的仪器，甚至实验结束后也搞不清楚仪器开关在哪里，实验结束后学生往往感觉自己什么都没学到。比如有的学生在做完气相色谱的实验后，唯一的印象就是自己拿着微量进样器进了个样品，然后就输出谱图了[3]。

随着分析仪器的更新换代，仪器面貌越来越美观，但对仪器的内部结构都包裹很严。另外，仪器的精密度越来越高，且价格昂贵，不能随意搬动和拆开。在介绍仪器结构时只能无奈的略过。

二、《仪器分析》课程教学改革探索

1.合理整合教学内容

仪器分析课程内容多、课时相对较少，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的选择上有所侧重，不同的专业，教授的内容范围及重点不同。在课时分配中适当加大常用分析方法，如紫外可见分光光度法、气相色谱法、液相色谱法、原子吸收法等的课时比例。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，仅对其进行简介。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。

2.改进教学方法

在课程教学中，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[4]。每章节的教学内容安排都是按照仪器分析方法的原理、仪器的基本结构到定性定量方法、实验技术这一主线进行，然后逐块分层次说明。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，色谱定性、定量分析方法是完全相同的。而针对气、液色谱，反映具体仪器结构部件上会有很大差别，比如气相中的流体输送系统由高压载气钢瓶完成输送气体流动相的功能，而液相中则由高压输液泵用于输送液体作为流动相。程序升温和梯度洗脱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。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。

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，可以提高仪器分析的教学效果。在制作课件时，尽量避免大量的文字堆积，这样会使学生无暇听讲、思考，而忙于记录，另一方面会降低学生课堂的兴奋度。教师在授课过程中，可以依靠图片、制作动态视频或某些仪器厂家的维护视频给学生直观认识，或让学生课下自由观看相关视频，提高学生的学习主动性及兴趣。

4.合理配置教学资源

鉴于理论课和实训课的不同步，可以由同一名教师承担。这样既可以使理论课和实训课在知识点的重大难点上互相补充，又可以合理调节理论课和实训课的教学进度。或者整个课程分仪器分项目分教师进行，实行理实一体，项目教学。目前，很多学校都引进了仪器分析仿真平台，弥补了因设备欠缺导致的实验项目无法开展的不足。学生可以在仿真界面按照操作流程进行操作，配备的评分系统可以随时进行操作判定，及时发现错误。但使用仿真系统时仍有不足，毕竟是虚拟实验，学生的安全意识降低，需要教师时刻提醒。

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。仪器分析的研究发展很快，教师应利用业余时间不断查阅国内外书籍及期刊，把化学化工、食品药品、生化环境、石油等领域涉及的仪器分析新动向和新技术不断融合到教学内容中，使仪器分析课程更加丰富多彩。

参考文献：

[1]魏培海，曹国庆.仪器分析[M]. 北京：高等教育出版社，2014

[2]杜甫佑，阮贵华，李建平等.以《仪器分析》教学改革为契机，培养学生创新能力[J]. 广州化工，2011，39（3）：177-178

[3]甄淑君.仪器分析课程教学改革思考[J].西南师范大学学报（自然科学版），2013，38（3）：168-170

[4]陈毅挺，林棋，张庆守.仪器分析课程教学探索[J].大学化学，2011，26（3）：11-13