独立学院仪器分析实验教学改革

朱 清 李成胜 周建成

(1.东南大学成贤学院，江苏 南京 210088；2.东南大学化学化工学院，江苏 南京 211189)

独立学院仪器分析实验教学改革

朱 清1李成胜1周建成2

(1.东南大学成贤学院，江苏 南京 210088；2.东南大学化学化工学院，江苏 南京 211189)

本文介绍了仪器分析实验的重要性，针对现行的仪器分析教学实验中教材内容死板、教学方式落后等问题提出了仪器分析实验教学改革建议。改革后提高了学生动手能力，观察能力和分析解决问题的能力。

仪器分析实验 改革 动手能力

仪器分析是化学学科中的一个重要分支，是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法[1]。仪器分析课程是东南大学成贤学院化工与制药工程学院中化工与制药专业的一门专业基础课程，也是一门实践性、应用性比较强的课程。仪器分析先导课程有无机及分析化学、有机化学；后续课程有波谱解析与药物分析。近年来，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，仪器分析充分吸收了相关学科的新理论、新技术，并逐步发展[2]。

在教学中观察到仪器分析无论是理论课程还是实验课程涉及的内容都很广泛，较为较为抽象，难于理解，属化学类学科中难度较大的一门学科。《仪器分析》课程的主要任务是使学生掌握常用仪器分析方法的基本原理、基本结构和使用方法，通过理论和实验技能培养与训练，鼓励学生勤动手，善观察，提高分析解决问题和创新能力，为解决生产、科研中的实际分析问题打下理论基础。学生对这门课理解不透彻，实验技术难以掌握，给仪器分析的理论和实验教学带来了一定的困难[3，4]。

1存在的问题

1.1 教材内容比较陈旧死板。我院开设的仪器分析实验采用学校老师自编教材，自编教材内容来源于几年前编写的某仪器分析实验书中的实验内容，仪器相关理论知识和现有的仪器不配套，且部分知识点陈旧。比如气相色谱实验，我院安排的相对应的实验为《乙酸正丁酯气相保留指数的测定》，2016年我院引进了一台安捷伦7200型气相色谱仪，全自动进样，而教材的仪器介绍仍然是旧版本的气相色谱仪器和实际课堂教学的仪器不配套。且气相色谱实验中仍然采用保留指数来进行定性，而实际很多研究所做科研工作或者工厂生产产品大多是用标样来进行定性分析。

1.2 教学方式较为落后。我院由于受实验条件限制，仍然采用的是传统的板书-实验教学方法，首先教师对仪器进行10～15分钟的简单介绍，然后教师对仪器设备进行演示，有的仪器是全英文版面介绍，学生学起来比较枯燥，学习兴趣降低。教师讲解完由学生来操作，学生对仪器没有系统的认识，只能照搬书本步骤来操作，一旦出现问题不能及时的解决。降低了学生做仪器分析实验的积极性。其实这样的教学方法存在很多弊端，教材空洞，仪器操作单调枯燥。

1.3 学生操作实验仪器的时间太短。我院仪器分析实验采用小班教学方法，一个班级40个人按照循环实验的方式同时开动红外、气相、分子荧光等8 项仪器分析实验，比如气相色谱仪器实验是5个人一组，4个学时，3 h内完成气相色谱实验的教学，教师要细致的讲解仪器的结构和原理，还要讲解气相相关实验《乙酸正丁酯气相保留指数的测定》实验的原理，完成气相色谱仪器的开机，启动和关机等操作。分配到每个学生实际操作仪器的时间很短。

2改进措施

针对当前教学实践中所发现的上述问题，本论文针对我院仪器分析实验中存在的问题提出如下的改进措施。

2.1 教学模式改革

(1)教师提前布置任务。实验之前教师提前布置任务，让学生有足够的时间去图书馆或者上网查阅相关仪器的原理和基本知识，教师可以给学生提供一些比较好的参考书籍或者网站等，指导学生如何去预习实验。比如讲解仪器分析气相色谱相关实验，教师可以提前布置任务，让学生去仪器信息网查询气相色谱仪器的相关知识包括仪器的原理、结构、生产厂家和仪器价格等，学生结合书本知识、网上查询到的相关书本或者文献内容，能够更加深入的了解到仪器的基本原理、使用方法和操作注意事项，等教师上课讲解实验时可以达到事半公倍的效果。

(2)仪器分析理论课程内容枯燥，实验教学亦是如此，都是对固定的仪器进行原理、结构、和操作步骤的讲解，如果在教学时增加课程的趣味性和互动性，可以激发学生的学习热情。比如讲解气相色谱的时候举例酒厂对白酒、红酒的成分鉴定要用气相色谱或者液相色谱仪器来分析检测；讲解电化学仪器的时候举例快速葡萄糖分析仪和血糖乳酸自动分析仪等生活中用到的电化学相关仪器设备；讲解原子发射光谱分析方法时介绍仪器在钢铁工业(炉前快速分析)、地矿部门的应用；讲解红外吸收光谱分析法是介绍仪器在药物分析成分鉴定或者合成实验中物质结构鉴定方面的应用。这些和生活息息相关的例子，可以提高学生学习的兴趣，让学生明白仪器分析课程以及实验的重要性，激发学生的学习热情。除了增加生动的例子以外，也可采用多媒体授课方式，对于仪器原理和结构的介绍，增加多媒体Flash或者视频讲解，使学生能够快速的了解相关仪器的基本知识。

2.2 实验成绩综合考评

在过去的仪器分析教学过程中仅仅是以实验报告衡量学生最终仪器分析课程的实验成绩，仪器分析共8个实验，实验成绩是8次成绩的平均值，这种考量学生实验能力的评价方式有所欠缺并且不准确。因为光靠实验报告不能衡量学生的实验能力，很多的学生在实验时候窜改数据、相互抄袭的现象愈演愈烈。所以今年来对仪器分析实验成绩的评定进行了改革，学生的实验成绩由预习、操作、实验结果、实验报告综合评定，预习占20%，课堂实验操作占20%，学生的实验结果占20%，实验报告占40%，综合得到学生的实验成绩，每个班级都有对应的各项成绩登分册，教师依次按照各项目打分算出学生的最终实验成绩，这样的实验成绩能够真实的反应学生的实际操作水平。实验操作过程中，如果遇到不认真或者实验出现较大失误的学生还可以酌情扣减分数；实验过程中起主要作用，课前查阅资料预习准备工作充分的同学还可以酌情加分。学生预习的基本情况、实验过程操作的细心程度、实验报告书写认真程度、实验数据的真实和可靠性，多方面考察学生的实验水平，这样得出的实验成绩更具有说服力且更加公平的反映学生的真实操作水平。此外，我系尝试增加一次创新型开放实验，比如利用学生药剂实验课自己合成的某些药物进行成分和结构分析，教师安排学生上网或者去图书馆查询相关仪器设备的实验条件如气相色谱检测器类型，检测时检测器温度、气化室温度，色谱柱柱温(要不要采用程序升温)等，实验课时让学生用气相或者液相色谱分析药物的组成和成分，也可利用红外吸收光谱分析药物的结构。

2.3 教师人员素质提高

结合我校目前的实际教学情况，这门实验课程主要是由四位老师承担，其中的两位教师同时承担《仪器分析》理论课程的教学。这门实验课程要求教师必须熟练的掌握仪器的操作流程步骤，为了保证最佳的教学效果，教师在工作之余必须要认真的备课，做好备课笔记，上网查阅相关仪器信息，上课时做到有条不紊、重点突出、讲解内容丰富有趣。因此对教师本身的能力提出了很高的要求。教师除了平时的正常备课以外还应多参加和仪器相关的各种国内外会议和研讨会，了解仪器的发展概况，或者注册一些仪器分析论坛在线听取各种相关仪器的讲座，丰富自己知识面。

[1] 周立敏, 杨桂朋, 高先池等. 仪器分析实验教学的思考与实践 [J]. 实验科学与技术, 2016, 14 (1): 148～152.

[2] 夏静芬, 唐力，叶汉侠. 以应用型人才培养为导向的仪器分析教学模式改革探索 [J]. 高等理科教育, 2012, (5):156～158.

[3] 蔡向忠, 王秀红, 李银生. 改革仪器分析实验教学 [J]. 实验室研究与探索, 2014, 33(11): 168～171.

[4] 陈岩, 高先池, 杨桂朋. 改进仪器分析实验教学的思考[J]. 实验科学与技术, 2012, 10(6): 104～108.

10.16597/j.cnki.issn.1002-154x.2017.05.014

2017-03-16

朱清(1987～)，女，硕士，讲师，研究方向：无机TiO2纳米材料的制备及其染料敏化太阳能电池性能的测试。