仪器分析实验开放性教学初探

宋晓芳，张超，史玉敏

摘要：本文以仪器分析实验的现有教学模式为切入点，针对实验教学中存在的弊端和不足，从实验课程的重视程度、教材的编写、实验教学、实验考核及实验室的开放与管理等方面进行分析，期望改善实验教学现状，提高教学质量，增强学生的思维能力和动手操作能力，为他们更好地适应多用型人才的社会奠定基础，也为其他高校实验开放性教学提供参考。

关键词：仪器分析实验；教学；开放性；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）48-0279-02

一、普通高校仪器分析实验教学模式

多媒体教学模式，单纯借助多媒体教室播放幻灯片、图片及音响视频等资料，侧重于讲解仪器的构造。少数学校采用这种教学模式；观摩和示范教学模式，由参观仪器设备和教师操作示范两种方法构成，但学生的实践机会少，积极性不高，教学质量差，普通本科及地方高校学校因仪器设备数量少，实验条件简陋，所以多采用这种教学模式；实际操作教学模式，由教师讲解、学生操作进行实验两个阶段构成，使得学生不但能掌握仪器的工作原理，也能初步掌握仪器的应用和使用方法；动画模拟教学方式，借助图形图像、Flash动画、仿真软件部分或全部虚拟现实操作流程，有针对性地熟悉和操作各类大型仪器设备，具有较好的教学效果，并且能初步显示出其现代化的教学辅助性作用。借助虚拟仪器进行教学和实验室开放，均具有较多的优点，是一种新型的教学模式。

二、实验教学过程中存在的问题

1.仪器设备问题。自从计算机技术与仪器相结合后，仪器的发展速度加快，越来越多的精密仪器已经自动化或半自动化，告别了按键和旋钮的时代，降低了实验操作中手工操作产生的误差，提高了实验结果的精准度和准确度。随之而来的就是，仪器价格增长，自动化程度越高、越精密的仪器，价格也就越昂贵。普通高校科研教育经费有限，所购买仪器的种类和数量较少。当仪器出现故障时，很难找到专业的维修人员，造成维修不及时，影响到教学工作的正常进行，导致理论课程与实验课程不统一，满足不了实验教学需求，学生的动手能力得不到培养。

2.教材问题。优秀教材种类繁多，侧重点不同，很难具有通用性。内容编排多而全，各章节内容分散，知识点多，跨度大，每一部分都需要较深的相关专业基础知识。现代的大学生理论基础差，偏科严重，知识面窄，学习起来比较吃力，打击了学生的积极性。仪器设备因设备类型、设备型号和生产厂家的不同而有所差异。教材与学校现有仪器不配套，导致教师备课困难，学生理解吃力，直接影响到教学质量。

3.学生对仪器分析实验课的认识问题。仪器分析课程虽说是基础课程，开设的主要目的是扩展学生的知识面，掌握一种实验技能，对专业相关实验操作的顺利进行具有重要意义。

4.教学方式及考核问题。实验课程课时一再被压缩，大多数实验只是粗略操作，草草收尾，走个过程。实验多以教师示范或在教师的指导下进行，學生对实验原理及操作过程印象不深。实验安排只是验证，实验成功的概率大，学生只负责记录数据，根据公式计算结果，忽略技能的培训，在实验考试评价中只注重实验报告的书写和结果，造成实验报告互相抄袭，应付差事。

5.实验室开放与管理问题。对于存放精密、昂贵仪器的实验室，都有专门的实验员进行管理。这些实验室承载着教师和部分学生的科研工作，很少面向全体学生。如果面向全体学生，对实验室的管理和仪器的维护会造成困难，两者产生矛盾。实验室低效性、封闭性的弊端，严重影响了教学工作安排和实验教学质量。

三、实验开放性教学的必要性

仪器分析实验教学虽然存在种种问题和困难，但实验的开放性教学还是很有必要的。实验教学本是与理论教学相互补的，将理论知识应用于实验实践中，是教学过程不可缺少的一部分。实验室的开放及其管理模式的改变，提供了充裕的实践时间，解决了课时不足的问题，为培养学生的创新意识提供了可靠的保障。它也加强了师生间的沟通，为探究式学习提供了理想条件，可以充分利用学校实验资源，避免产生实验资源的“季节性”浪费现象。

四、实验开放性教学探究

1.重视实验课程。学校管理部门应重视实验课程，合理安排实验课时，精心挑选实验教材；增加资金投入，建立虚拟实验室和实验室的开放管理系统；改善队伍结构，以多种形式引入或聘用高层次人员充实实验室队伍，要能够招得来、留得住。教师可以改革考核方式，增加实验课在综合成绩中所占的比例，邀请从事与仪器分析有关的技术人员给学生做讲座，使他们重视实验课程。

2.精选教材，自编讲义。仪器分析实验教材内容相对固定、单一，更新速度慢，仪器设备因类型、型号、生产商家不同而有所差异，很难具有通用性。学生又比较依赖教材，这使得高校必须精选教材，选择较为适合在本院校使用的教材，并根据院校现状和特色，自行编排讲义。实验教材中所用的仪器型号、性能指数及用途，均按照该校现有的或5年内仪器采购计划编写。

3.实验教学的开放性。（1）基础实验。基础实验是学生必须掌握和进行的实验，一般比较简单。教师可以根据理论课程进度和学生的掌握情况安排实验。上课前，学生必须认真预习实验教材和理论课程教材，书写预习报告。课堂中，教师先检查学生的预习效果，播放仪器构造、原理、操作的视频，配合讲解，使学生对该实验的原理操作有较深的印象。接着进入实验场地，学生进行分组，多名实验员示范观摩教学，每名实验员为一组学生教学，介绍仪器工作原理，从头至尾边示范边讲解实验操作步骤及注意事项，降低仪器教学的操作风险。（2）综合设计性实验。综合设计性实验应基于基础实验，进行多个二级学科的交叉，可以是原有实验项目的延伸，也可以把毕业论文实验、教师科研项目、学生毕业论文及创新项目与仪器分析实验结合起来。在一个综合实验中，会涉及多个学科的相关知识，学生自选课题，利用检索文献查找自己所需的文献资料，设计合理的实验方案，毕业指导教师要分析实验的可行性，也可缓解师生之间的紧张气氛。通过设计性实验，学生应初步掌握科研的一般步骤，培养和提高综合设计能力、实验动手能力、数据处理能力及查阅文献资料的能力。

4.实验室的开放和管理。（1）实验室和及其管理的开放。由于教学课时的限制，实验安排紧凑，部分学生没有机会亲自动手操作，创新性实验所需课时较长，若实验失败，学生没有机会重复实验，实验问题遗留得不到解决，长期会使学生养成解决学习中的问题不彻底、不了了之的坏习惯。因此，必须开放实验室。（2）特色实验室运营模式。学校实验室的开放与管理，也可以通过互联网实现，形成有特色的运营模式。陈民助等在四川大学化学学院的仪器分析实验室，就利用校园网、数据库和测控部件建立了实验室开放与安全管理系统。利用这一系统，他们加强了科学管理，提高了工作效率，保障了实验室和大型仪器的开放安全和管理制度的有效实行，准确统计实验室和大型仪器的使用率、学生考勤、实验人员工作量等，为开放性教学的质量评估提供了依据。

五、结束语

仪器分析实验是一门综合性、实践性较强的学科，在社会中的应用领域也比较广泛。掌握其实验操作技能，是相关专业本科生必备的一种能力。对仪器分析实验课程的现状和存在问题加以改善，重视实验课程，合理安排实验，针对性开放实验室，调动学生的积极性和主动性，提高实验教学质量，为培养社会所需的应用型人才努力。实验教学方式会随着社会的发展而进步，是需要长期的关注和实践的，要在实践中继续改革、变化，向社会输送优秀人才。

参考文献：

[1]王世雄，赵亮，高贵珍，等.生物技术专业《仪器分析》课程立体化教学模式探索[J].安徽农学通报，2015，21（5）：153-155.

[2]崔连义.仪器分析实验教学改革之实践[J].实验室研究与探索，2011，30（2）：189-192.endprint