基于创新人才培养的仪器分析实验教学改革研究

摘要：随着科学技术的日益更新发展，现代仪器分析技术已经成为科研探索、产品研制和开发、产品质量评价的重要手段，许多科研单位和企业都拥有相当先进的大型精密分析仪器，这就要求即将成为科研型人才和技术型人才的大学生必须掌握这些先进仪器设备的应用。仪器分析实验能够促使学生对仪器分析理论知识、仪器构造与主要部件功能的直观理解和掌握，对学生专业技能的提升和工程实践能力的培养至关重要。

关键词：创新人才培养；仪器分析；实验教学；改革研究

导言：随着科学技术的发展，仪器分析的应用日益普遍。为满足国家对分析测试技术人才的迫切需要，国内很多高校都开设了仪器分析这门课程。在高校相关专业中，仪器分析课在学生分析问题、解决问题能力的培养，创新意识的树立以及现代研究手段与方法的掌握等诸多方面起到一个非常重要的作用。鉴于以上种种原因，这门课程已日益受到重视和加强。其中，仪器分析实验是仪器分析课程中一个不可或缺的构成，是学生了解各种仪器的组成结构、懂得各种仪器的使用原理、熟悉各种仪器的操作方法、理解课堂上所学相关理论知识的重要途径 。

1、仪器分析实验教学的现状分析

目前，仪器分析实验教学的主要模式有：

1.1演示教学，以老师讲授，演示实验为主，注重对理论知识的巩固而非基本实验技能的掌握；

1.2虚拟教学，利用软件仿真模拟操作；

1.3开放式实验教学，以学生为主导，独立设计、主动参与实践操作完成实验。从教学的效果及学生创新能力的培养来看，只有开放式实验教学的效果最好。但实际上受到大型仪器数量的限制，每组学生人数多，每个学生个体实际上机操作时间仍然偏少。考虑到大型仪器大多比较贵重，一旦不当操作导致损坏后维修成本大，且无法保证后续教学的正常进行，因此课程基本上选择成功率高、现象明显的验证性实验为主，涉及实验条件优化的内容和设计实验的探索性实验很少，教师倾向于把实验流程讲得非常详细，学生被动的按部就班，记忆性的机械操作，整个实验犹如仅将理论课堂搬到实验室演绎一遍流水线过程而已，学生没有主动性的参与到其中，得不到发挥探索的空间，对整个实验的原理、实验方案印象模糊，动手能力得不到相应的提高，更谈不上独立自主的分析解决问题，无法激发对科学研究的兴趣 。

2、仪器分析实验教学改革措施

针对目前仪器分析实验课程教学效果不佳的现象，必须加强仪器分析实验教学在教学内容和方式上的改革，理论和实践相结合，让学生在有限的教学时数内，掌握基本理论和一定的实验技能，激发学生的学习兴趣、拓宽学生的知识面，加强学生创新思维能力的培养，引导学生开拓创新，培养良好的科学素养。具体措施有：

2.1 实验课以学生为主体

实验课堂以学生为主体，老师在实验讲授过程应尽量减少讲解时间，将更多时间留给学生了解仪器构造、熟悉仪器操作。以提问的方式考察预习情况，着重讲解仪器构造、实验操作要点和注意事项，并作出示范。学生可以现场提问，以便老师及时解答。

2.2改革实验内容

针对化学、材料、环境工程等不同专业的学生，改革原有的实验教材和实验内容，结合现实中的一些热点问题，开展一些和食品安全、环境监测等相关的实验，如利用液相色谱法测定牛奶中三聚氰胺的含量、原子荧光光谱法测定大米中的重金属镉的含量、原子吸收光谱法测定人发中铜的含量、电位分析法测定自来水中的氟含量等，使学生充分认识到仪器分析在现实生活中的作用，激发学生的学习兴趣和求知欲，调动学生的学习主动性。

2.3开设综合性、设计性实验

在验证性实验的基础上，增加综合性、设计性实验，针对各种类型的实际样品，鼓励学生查阅相关文献，拟定实验方案（包括样品的分解、分离富集方法、优化测定条件）并展开讨论、进行分析测定和分析数据处理等。让学生参与到整个实验过程中，一方面有利于培养学生严谨认真的科研态度和实事求是、团结协作的科研精神，另一方面激发了学生的科研兴趣，开拓了科研思路，提高了分析问题和解决问题的科研能力。

2.4开放实验室

由于实验室部分大型仪器的配备数量较少，学生在实验课堂上不能完全熟练掌握仪器的操作，我们对实验室实行开放制度，让学生利用自己的课余时间进入实验室，通过多次实践操作来提高操作能力。

2.5采用多媒体教学手段

通过多媒体教学设备，举行有关新仪器、新方法、分离富集新技术的讲座，利用图片展示和教学视频等手段，将抽象的理论具体化，帮助学生加强对理论知识的理解。同时，结合分析化学发展的前沿进展，进一步开拓学生的学术视野。

2.6调整考核方式

加强对仪器分析实验课程的考核，考核内容包括课前预习程度，实验过程中动手操作能力，课后数据处理能力。学生的实验成绩由基础实验成绩、综合性实验成绩两部分组成。基础实验成绩由实验预习报告、基本操作、实验报告三项表现综合评分。对于综合性实验，学生 3～5 人组成一个小组，按照各人承担的实验内容、实验技能、实验结果进行评分。

结束语：高等院校是人才培养和科技创新的场所，培养创新人才离不开科研的支撑。无论是对个人还是研究团队甚或是一个专业、一所高校来说，教学与科研从根本上是统一的 。然而，目前高校中普遍存在着科研与教学相脱离，重科研、轻教学，重理论、轻实践，培养出的人才缺乏创新力等问题。因而，正确把握好教学与科研的内在關系，有效推动人才培养和科技创新，使高等教育真正服务于社会是当前一项紧迫任务。

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作者简介：姓名： 刘学国，性别：男，出生年月：1987.06.04，民族：汉，籍贯：河南省新蔡县，学历：博士研究生，职称：讲师，研究方向：分析检测，工作单位：南阳理工学院生物与化学工程学院。

基金项目：南阳理工学院教育教学改革研究项目“《仪器分析实验》课堂教学模式研究与实践”，项目编号NIT2017JY-012。