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仪器分析实验教学探讨
论文关键词：仪器分析实验 教学
论文摘要：本文结合仪器分析教学实践，针对教学中的具体问题，对仪器分析实验教学进行了多方位的探讨，提出了相应的改革措施，以求培养社会需要的创新人才。
仪器分析实验是分析化学课程中必不可少的一部分，是化学实验的重要组成，是对学生进行基本技能训练的重要环节。通过仪器分析实验的教学，不仅可以对学生的基础理论知识加以检验、巩固和提高，做到理论联系实际，提高学生创造能力，同时也可以使学生掌握实验的基本原理、方法、操作技能，提高他们分析、解决问题的能力，培养他们的创新精神和严谨的科学态度。在实验过程中，学生可以充分发挥分析问题和解决问题的能力，掌握先进的分析测试方法和大型精密仪器的使用，为以后的工作打下良好的基础。
仪器分析是采用比较复杂或特殊的仪器、通过测量某些物质的物化性质的参数和变化来确定物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一门学科。因其简便、快速、灵敏、准确、易实现自动化等优点，广泛应用于新材料、生命科学、环境科学、医药、食品科学等领域。由于其应用的广泛性和先进性，我国绝大多数高校都将其作为基础课向相关专业开设。青岛农业大学将其作为化学、材料化学、食品质量与安全、生物工程、环境科学、水产养殖、农业资源与环境等专业的必修课或选修课。如何在较短的时间内，使学生了解各种仪器的结构，熟悉各种仪器的使用方法，掌握各种仪器的原理，充分理解课堂上的理论知识，是仪器分析实验教学的重点。本文就仪器分析实验课教学进行了探讨。
1.培养学生将理论知识应用于实践。在实验教学中，采取讲解——提问——讲解的教学方法。即在实验开始前的讲解过程中，就学生学习过的理论知识提问，让他们把问题“带”到实验中，认真对待实验，争取运用学习过的理论知识，然后通过实验，自己解决问题。对于学生无法解决的问题，教师再逐一加以解答。这样，在实验过程中，学生就有了一个认识——实践——再认识的过程，从而实现认识的飞跃。
2.实验和规范基本操作同步进行。仪器分析实验中使用的基本上是大型精密仪器，自动化程度较高。仪器运行过程中，学生往往感到无事可做。因此，针对学生在实验室里操作技巧较薄弱这一情况，完全有必要在某些实验中，将这部分时间充分利用，规范学生的基本操作，强化实验技能。基本操作的正确与否，是否规范化，是完成实验的前提条件。如气相色谱实验，进样后样品的出峰时间有的在20～30min左右，在这段时间里，就可以让学生空针在另外的色谱柱上进行进样操作，熟悉微量进样器的使用方法。紫外分光光度实验中，谱图扫描的时间也可以让学生练习比色皿的使用，发现操作不规范现象，应该及时纠正，培养他们严谨的科学态度。
3.补充数据处理在分析中的应用。数据处理是数据分析中一项必不可少的工作，而仪器分析实验要求较强的数据处理功能。很多学生是初次接触仪器分析，对此不甚了解。因此，在实验的空隙时间内，给学生介绍几种数据处理的方法、教他们如何用数据处理的方法解决一部分问题很有必要。同时，实验中得到的数据，让学生手动记下来，实验结束后自己分析处理，而不是直接打印仪器软件上得到的结果。努力做到活学活用，并且将学到的知识及时加以巩固。这样他们在做毕业论文时，遇到数据处理的问题就不会觉得陌生，而是可以把数据处理得比较熟练。
4.配合辅助教学手段，培养学生的独立操作能力。仪器分析实验与普通的化学实验相比，具有很强的直观性，同时还有其特殊的危险性。比如，原子吸收中乙炔气体的点燃、高压钢瓶的开启和关闭、气相色谱中氢火焰离子化检测器氢气的点火等，都有一定程度的危险性。另外，除了上述危险之外，在开启大型精密仪器的过程中，如果学生操作不当，也会对仪器造成损害。为此，仪器分析实验室的每台大型仪器都配备了辅助教学手段，即把仪器的具体操作规程和注意事项都写在纸上并压膜塑封，放在仪器旁边，让学生在开机之前仔细阅读，按照说明做到独立开机进行操作。这样，不仅可以使学生尽快熟悉仪器，而且也提高了动手能力和独立操作能力，为他们在以后从事类似的工作时独立调试仪器打下了基础。
5.实行开放式教学。仪器分析实验教学过程中要涉及一些交叉学科，它结合了大量的现代科学技术和信息，科技含量较高，需要掌握的知识多。学生在规定的学时内进行实验，不可避免地会遇到这样或那样的问题，实验结果的部分数据可能不是很理想。在这种情况下，要求学生尊重实验结果，实验报告中不能编造数据，而是认真查找问题，在教师的指导下找出原因，并提出解决问题的办法。为此，在教学中实验室应对学生全面开放，在计划学时内没能完成实验内容或者实验失败的学生，提前同教师联系时间和实验室，鼓励他们参加开放实验，培养学生在科学研究中实事求是的品质。同时，实验室的开放，为学生开展创新型实验提供了坚实的基础，也为毕业论文设计做好了准备。
6.引进考试机制。仪器分析实验操作复杂，实验周期长，而且大型精密仪器数量相对而言比较少，因此，一般该实验课没有考试内容。为了达到实验教学目的，可考虑引进合理的考试机制。具体操作内容为：考前约一周公布试题，考试分小组进行，提前抽签，学生根据题目可查阅资料，组内共同讨论设计实验方案，教师给予适当指导，增强学生的团队意识和合作能力。
考核成绩要注重实验过程，将实验过程考核和实验后期工作有机结合，将目标考核转变为过程考核，这样能够真实地反映学生的实际水平，符合课程的培养要求。这种考核对学生的心理素质也是一次考验，对他们综合利用所学知识分析问题、解决问题、培养创新能力也是一种很好的尝试。
7.对实验内容进行探索和改革。仪器分析不仅是一种测试手段，还应该为实际生产服务。作为测试手段，须能解决实际问题。仪器分析实验内容多数为验证性实验，有必要对实验内容进行探索和改革。为了培养学生的实际工作能力，结合周围环境的实际生产情况，气相色谱中选择了“水果农残含量的测定”的实验项目，并且要求学生用两种方法测定（归一化法和标准工作曲线法），使他们充分认识通过先进的仪器分析手段解决实际问题的重要性。他们受到实物样品测定的训练，同时又学到了新的实验方法。只有兼顾验证性和应用性实验，才能为学生开设综合化学实验及毕业设计打下良好基础。因此，在设计仪器分析实验内容计划时，必须兼顾验证性和应用性实验的数量。
8.将最新的仪器分析手段引入实验。随着科学技术的飞速发展，更高效率的分析仪器如雨后春笋般出现。随着科学技术的进步，液（液相色谱）——质（质谱）联用——气（气相色谱）——质（质谱）联用的仪器在实际生产中已经有了很大的应用，离子化效率更高的检测器也被不断开发并广泛应用于各个领域。这些最新的科技成果应及时、系统地介绍给学生，并尽可能地引入实验课堂，有效地调动学生的学习积极性。
9.及时更新实验内容。目前的仪器分析实验，一部分内容有些陈旧，不适应现代社会发展的要求。所以在仪器分析实验的教学中，应尽量增加一些新的仪器分析方法，条件允许时可增加先进的仪器设备，同时开设与之相关的实验。可以通过几个典型实验来掌握现代仪器，分析实验的原理和操作方法。这种实验应尽量选择与学生专业关系比较密切的内容。如质检专业的学生可以安排液——质联用、气——质联用，进行食品安全方面的有关检测。
仪器分析是一门实验性很强的课程，是仪器分析课中非常重要的实践性教学环节。它对于培养学生实践能力、综合应用能力具有非常重要的作用。要提高教学质量，完成培养目标，就必须在教学中不断积累和总结经验，并加以研究和探索，以培养社会需要的创新人才。
参考文献：
[1]冷桂华,伍晓春,刘紫英.仪器分析实验·辅助教学系统的研制[J].宜春学院学报(自然科学),2007,(29).
[2]颜戊利等.在仪器分析实验中开展设计性实验考试的探索与实践[J].广东药学院学报,2007,(23).
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