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仪器分析课程大全11篇

时间:2022-04-12 17:00:03

仪器分析课程

仪器分析课程篇(1)

【中图分类号】G420

仪器分析是用精密仪器测量表征物质的某些物理或物理化学性质的参数,以确定其化学组成、含量及化学结构的分析方法,是化学、物理、数学、光学、电学、机械、自动控制、计算机等多门学科相互渗透、相互促进的重要学科。随着现代科学技术的发展,仪器分析的应用日益广泛,在化工产品检验、药品检验、医学检验、卫生检验、环境保护、食品保健和生物监测等各领域都发挥着重要作用,这也是我校并校以来一直坚持开设这门课程的原因。

仪器分析课程是我校化工等专业必修课,其任务是使学生学习并掌握光谱分析法、电化学分析法、色谱分析法等的基本知识和技能,培养学生的实际操作能力和分析、解决问题的能力,为其将来从事企业产品质量检测相关工作打下扎实基础。该课程在我校已经有了5年的教学实践,本文分析教学过程中存在的一些问题,并就此提出进行课程教学改革的措施和观点。

1.《仪器分析》课程教学中主要存在的问题

1.1《仪器分析》理论课难

课程理论内容繁杂,涉及电子、数学、计算机、光学、机械及量子化学等内容,而且有些内容还涉及一些学科前沿性的知识,不仅是学生不易理解,而且对于新的任课教师也是一个难点。如何在现有条件下将抽象的理论变得易于接受、枯燥的课堂教学变得轻松有趣,最大限度地提高教学质量和效果,这些都是我们需要研究和探索的问题。

教育部《关于加强高职高专教育人才培养工作的若干意见》指出,高职“教学内容要突出理论知识的应用和实践能力的培养,基础理论教学要以应用为目的,以必须、够用为度,专业课教学要加强针对性和实用性。”[1]

在高职教育中,理论教学是否成功关键在于学生是否能够将理论知识与技能操作有机结合,是否能够自觉将学到的理论知识运用于分析问题、解决问题。课程对学生综合运用基础化学等课程知识的能力要求较高,且内容更新较快,因而被学生视为难点,这一点在相对学习基础差一些的高职高专学生尤为突出。对于课程本身理论部分内容又是十分重要,因为不同型号的同类型仪器操作虽有所区别,但理论方面相对成熟,所以如果掌握好必要的理论基础,一通百通,今后工作上遇到同类型仪器,那么掌握起来也十分快速。

1.2《仪器分析》实训课对设备的要求高

《仪器分析》课程不同于其它基础课程,其所涉及的贵重仪器设备比较多,这些设备往往比较精密,还需要专人维护。高职院校普遍存在着实训设备投入不足的现象,随着高职院校招生规模的不断扩大,设备数量不足、大型设备缺乏、关键设备落后等现状与技能型人才培养实际需要的矛盾更加突出。

我校开设这门课程已经超过5年时间,但这方面的问题仍然十分突出。所以在有限的资金、有限的设备下怎么样把课程上好,让学生从中学习到更多的东西,这就相当考验任课教师的教学能力和工作态度。

我校分析仪器从最初的一两台721型可见分光光度计,发展到目前超过十台722型分光光度计、4-5台PH计以及电导率仪、紫外-可见分光光度计、傅立叶红外、差热分析仪、原子吸收光度计、气相色谱、高效液相色谱等常见的分析仪器。但后几种仪器数量只有一台,还是仍然难以满足一个教学班同时开展实训教学,所以需要任课教师对课程实训项目进行精心的取舍和准备。并且高职层次学生的化学基础相对较差,这也影响了课程的教学效果。

2.《仪器分析》课程教学改革实践

根据高职高专教学和用人单位的需要,教学改革我以为应当以学生职业能力培养为目标,使学生形成以下职业能力和素质:掌握常用仪器分析方法的基本原理、定性定量方法和应用范围;具有查阅国家标准和其他相关文献资料的能力;能按说明书操作仪器及其工作软件,设计合理的分析方案,完成检验分析任务,并解决分析过程中出现的一般性技术问题。同时,注重素质教育,培养严谨认真的工作作风、科学求实的态度、严明的法律意识,使学生具有良好的职业道德、团队协作精神和实验室安全意识,逐步树立全面药品质量监测意识。教学改革方案如下。

2.1精心取舍内容,优化教学过程。

我国高职教育高速发展已经经过了二十多年的历程,最早在高职教育使用的教材一般都是将本科生用教材进行适当的增减,而没有专用的高职教材。“十一五”、“十二五”规划出版了一系列的高职高专教材,这种情况已经大大缓解。我校前后一共使用过3套不同的教材,本着“够用、适用”的原则,我校目前采用的是吕方军的《分析化学》以及刘旭峰的《分析化学实训》,都属于“十一五”规划教材,从目前的教学效果看来还是比较适合的。

当今仪器分析方法飞速发展,学生需要学习的内容也就需要增加,但教学不能包罗万象要有所侧重和取舍。教学前要按教学大纲要求,根据教学对象的变化,对现行教材内容进行适当的调整与补充。

基于此我们对教学内容进行整合,以适应社会对人才的实际需要,把仪器分析课程的教学内容设置为紫外-可见分光光度法、电化学分析法、原子吸收法、色谱法及其他仪器分析法等5个学习模块。同时适当减少仪器分析理论知识的讲解,较大幅度增加仪器的维护与保养方面的知识;补充一些前沿性知识,使学生在学好基础理论的同时,拓宽知识面,提高科学文化素质和创新意识,掌握最新科技信息。如讲授“紫外-可见分光光度法”这一章时,将基本原理、定量方法和应用列为重点内容详尽讲解,而紫外光谱与分子结构的关系只作一般阐述;定性方法等内容则扼要讲解或让学生自学,再以课堂提问方式抽查学生掌握情况。在“色谱分析”这一部分时,注意联系当下的仪器分析发展动向,分析仪器的联用,有目的的介绍气-质联用技术及其应用。同时还注重课堂内容与社会热问题的结合,如提问“当前大都市的雾霾天气是什么引起的?”“可以用什么方法来监测?”等等,引导学生关注新仪器、新方法、新进展。

2.2优化实训项目,加强实训教学过程管理。

仪器分析是一门实验科学,一切用实验研究的科学都不能脱离实践。以往实验教学只是机械地按书本的实验步骤进行操作,片面追求结果,学生不明白实验原理,达不到实验应有的效果。因此,需要按照“实践-理论-实践-理论”的认知规律,由浅入深、由易到难的教学规律,将理论作为实践的背景,学中做,做中学,在学习中构建理论体系,以分析方法的应用和仪器的使用作为教学的切入点,实施理论与实践一体化的教学模式,以仪器分析方法为依据构建教学模块。

我们在加强实验操作和数据原始记录规范的基础上,调整教学计划,大幅度增加学生实验、设计性实验和现场分析的内容,使学生有更多的时间动手操作。但由于目前江职的分析仪器一方面比较贵重,一方面又比较少,红外、紫外、原子吸收、气相、液相等只有一台仪器,所以每个学生的操作和动手时间机会并不多,也没有办法设置情境实验和开放实验。

众所周知,精密仪器维护最好能做到专人专用。由于我校化工专业在近两年实验场地和设备都快速增多,而实验室管理员编制未能增加,从而导致设备不可能得到很好的维护。为了防止仪器故障等原因而耽误课程的情况发生,对于开放给学生的实训用仪器一般选择了一些易操作、耐操作的设备来安排项目,对一些操作上要求高的、设备昂贵的则进行了删减。如紫外和红外都属于易于操作不易损坏的设备,实训项目考查的重点放在样品的准备和检测结果的分析上;又如原子吸收的操作相对复杂,实训主要是通过教师的演示和提问来提高学生的认识;差热分析由于操作精细,旁观人员多时易出现失误而损坏设备,且主要用于科研,所以就没有安排进实训项目。

此外,实训设备和时间都非常有限的情况下,根据笔者的实践经验做好实训管理能够极大的促进学生对知识的掌握并保证教学质量。要求学生做好实训的预习,在开始实训前先交预习报告;实训时按设备多寡对学生进行适当的分组,安排小组任务,并要求学生在规定的时间内完成实训内容,每小组将原始纪录汇总,协作完成实训报告。这样能够即时发现问题并解决,避免学生课后抄袭,又能时时考查学生做为平时成绩的一项重要依据。

2.3开发和引进现代化教学手段,优化教学形式。

心理学家特奇勒曾说:“我们的学习,1%通过味觉,1.5%通过触觉,11%通过听觉,83%通过视觉”[2,3]。在有限的教学时数内,要使学生理解仪器分析测试原理,了解分析仪器的基本组成构造及基本原理,并掌握一定的实验技能,仅靠传统的教学方式是难以达到较好的教学效果。为解决这些问题,在仪器分析的教学中,为了让学生能够在有限的课时内更好的学习并掌握该门课程的内容学以致用,合理的利用现代教学乎段,提高教学质量、改进教学模式是完全必要的。

任课教师需要运用多媒体教学将课堂中难以讲解甚至根本无法在黑板上画出的实验装置、光路图、电路图、仪器外观图制作成Power-Point幻灯片或Flas,让学生一目了然。这样不仅增加了课堂教学的信息量,而且提高了学生的学习热情,活跃了课堂气氛。如在“色谱分析法”的学习中,通过Flas展示经典的茨维特植物色素分离实验,使学生了解柱色谱分析、流动相、固定相和色谱柱,避免机械记忆,明显提高学习效率。

应用仪器分析仿真系统虚拟实验环境,这是课程十分必要和有益的补充。学生通过操作这台虚拟分析仪器,可以获得与操作真实仪器一样的丰富经验[4]。为培养和强化学生的实验技能,建议学院购买和采用“仪器分析虚拟实验室”教学软件,如色谱分析法中现气相色谱、高效液相色谱的仪器结构和工作流程,包括流动相系统、进样系统、柱分离过程、检测系统等整个分离检测过程。通过教师引导、讲解和生动的视觉效果,学生可在较短时间内掌握仪器结构、色谱分离过程、仪器测定原理和操作方法。学生完成了模拟实验后,进入真实实验室可更快、更好地投入实际操作。

2.4改革考核方式,采用新的评价体系。

新的课程体系是否能达到教学目标,考核评价是关键。传统的“期末一张卷”的单一考核方法只重结果,不重学生的学习过程,试题记忆性成分比例过大,不能够很好地发挥积极的引导作用,束缚了学生自主学习的积极性。仪器分析可采取灵活多样的考核方式,在保证基本知识的基础上,突出对学生创新精神和个性特长的培养。为此,在实践环节的考核上采用标准参照模式,对每位学生进行独立考核,并保证评价的公平、公正,从而确保教学质量。

笔者根据实践经验,对课程考核体系进行了大胆的改革,在保留知识考核的基础上增加了技能考核的权重。期末考试以开卷方式进行,成绩占50%;平时成绩主要考核考勤、作业情况,占20%;而实训成绩占30%,主要考查操作、实训预习和实训报告的完成情况。技能考核权重的增加和开卷考试均体现了结合高职高专学生的特点。

3.结语

仪器分析是一门实践性很强的同时发展变化较快学科,如何教会学生从不同的仪器分析方法中归纳出共性和个性,举一反三、触类旁通,从而提高分析、解决问题的能力;如何运用现代教学手段提高仪器分析教学质量,如何建立公平、公正的考核评价体系,确保教学质量,还需教师同仁共同努力探索与不断实践。

【参考文献】

[1] 栾崇林, 高职《仪器分析》课程理论教学之思考[J]. 广东化工, 2005,(10):72-73

[2]Dori,YJ.,Banrea,N. In-service chemistry teahcers’training: The impact of introducing computer technology onteaehers’ attitudes and classroom implementation[J]. International journal of science education. 1997,19(5):577-592.

仪器分析课程篇(2)

[关键词]

仪器分析;药物分析;综合性课程;教学模式;设计与探索

仪器分析是我校制药工程专业的基础课,其教学目的在于使学生掌握仪器分析的基本原理、基本方法和仪器操作技能。随着中成药成分分析、生物制剂、药物代谢、药物动力学等新型药物分析任务的不断出现,仪器分析方法在药物分析中扮演着越来越重要的角色[1-2]。药物分析是制药工程专业的专业课,其教学目的在于使学生利用多种仪器分析方法进行药物的鉴别、含量检测及质量控制,掌握常用代表性药物的分析方法并运用理论知识解决实际问题。从某种意义上讲,药物分析可以看成是仪器分析课程的实际应用和衍生[3]。仪器分析与药物分析是制药工程专业的必修课程,两者教学内容、教学方法具有深度交叉[4-5]。通过调查研究,结合在实际教学过程中积累的经验,笔者发现,深入探究两门课程的共同点和一般规律,对两门课程进行整合是必要且可行的。

1综合性课程教学模式设计与探索的必要性

目前,我校制药工程专业设置药物分析课程72学时、仪器分析课程81学时,我们在教学过程中发现诸多困惑和问题。首先,教材针对性较差,仪器分析教材多针对化学类专业,药物分析教材多针对药学类专业,对制药工程等工科专业无明显的针对性;其次,不同课程间教学方法、内容相对独立,教师多聚焦于某一门课程的教学,忽略与其他学科之间的联系,导致不同课程间授课内容重复、脱节,并未合理利用有限的学时。比如仪器分析、药物分析、波谱分析等多门课程重复讲解“紫外分光光度法”的内容;再次,实验课设置无连续性,药物分析实验一般强调药品功效、作用机理及待测样品的预处理和多种检测方法,难以具体介绍某种仪器的使用;仪器分析实验强调单一的仪器结构、使用方法,忽略测试对象。这种相对独立的实验课教学并未启发学生从制药过程入手,建立合适的药物分析和仪器分析方法进行综合性实验,导致实验课教学与日后的科研或就业工作缺乏衔接,难以实现对学生动手能力、实践创新能力的培养;此外,传统的考核方式多是教师出一张试卷,学生“考前突击、死记硬背”,教师根据卷面成绩对教学效果及学生成绩进行评价,评价指标单一,无法真实反映教学效果。针对以上情况,教师有必要深入开展课程调整及教学方法的研究,建立创新型课程教学模式,把零散的知识条理化、系统化,提高两门课程的教学效果,让学生普遍感到知识易于理解、易于掌握、易于运用,在学习的过程中达到综合能力的提升,从而满足学生需求,契合专业培养目标,适应学科发展。

2综合性课程教学模式实施的具体思路

2.1整合教学内容,提高教材针对性根据制药工程专业特点及学科特点,对教材取精去粕。适当调整教材内容,搭建合理的理论框架,把两门课程内容总体设计成三个教学模块:基本原理模块,包括仪器分析基本原理、大型仪器的使用和维护及药物分析基本方法;药物质量研究模块,包括药品质量标准、国内外药典、各种药物鉴别、药物杂质检查、含量测定方法;药物分析各论模块,包括常见药物的分析方法、常用的理化鉴别测定指标、药物质量控制的方法及一般规律。根据模块设置,将药物分析课程定位于药物的鉴别、杂质检查、含量测定及常见药物的分析,侧重介绍药物结构、作用机理、药品质量标准;将仪器分析课程定位于电化学、色谱分析、光学分析三部分内容,侧重介绍各种药品生产及开发过程中涉及的分析仪器原理及应用,比如与中药成分研究、复方制剂分析、生物样品分析等药物分析手段密切相关的色谱技术。在两门课程的整合中,形成“基本原理—仪器结构—药物分析—质量控制—综合运用”的科学化教材设计、知识传授模式。

2.2创新教学方法,注重知识融会贯通将讲授法、讨论法、探究法、演示法、任务驱动法等教学方法融入仪器分析与药物分析课堂中。通过以学生为主体、教师为主导的原则,合理安排教学进度,灵活运用教学方法,避免教学资源浪费和教学内容脱节。在药物分析教学过程中不断渗透仪器分析的基本方法、基本原理和仪器构造,例如介绍中药及其制剂分析时,引导学生思考不同分析对象所对应的仪器分析方法:重金属及有害元素分析对应原子吸收分光光度法,农药残留分析对应气相色谱法。在仪器分析教学中把药物分析案例贯穿始终,依托药物分析案例辅助仪器分析教学,例如介绍红外光谱时,以阿莫西林的红外光谱图为例揭示红外光谱法在β-内酰胺类抗生素分析中的应用。组织学生结合社会热点、医药领域前沿,以两门课程为内容建立讨论话题,课下完成调研,分小组讨论,自发地探究课程间的联系,达到熟练掌握、灵活运用。每节课前设置问题环节,结合现代药物分析发展趋势,提出问题并鼓励学生利用仪器分析知识解决药物分析问题;以药物分析为出发点,探究仪器分析方法,倡导“发现问题、探究问题、解决问题”的自主学习模式。

2.3调整实验课程设置,注重动手能力培养实验课程设计着重从常用药物的作用机理、合成提纯到含量检测、质量监控等一系列制药过程,把药物分析和仪器分析内容相衔接,形成“药物功效—基本结构—预处理方法—检测方法—仪器结构及使用方法—质量监控”的综合性、科学化教学流程。适当调整实验课教学进度,比如把仪器分析实验“高效液相色谱检测维生素C含量”与药物分析实验“维生素类药物的分析”合并,将各自的3个课时合并为6个课时,让学生对维生素类药物的功效、作用机制及质量标准,样品的预处理,紫外光谱法、高效液相色谱法仪器结构及应用有一个全局把握。由传统的验证性实验教学模式转向探究性实验教学模式,鼓励学生设计综合性实验,发挥实践课学习中的主观能动性。例如教师给出某一类药物的名称和化学结构,鼓励学生查找文献和资料,了解药物作用机理和预处理方法,充分利用仪器分析知识,设计合理的分析方法并分享设计思路。实验教学过程中,让学生全程参与动手操作,验证所设计实验的可行性。此外,将实验教学模式与制药工程专业导师制培养模式相结合,将科研方法、科研思路引入两门课程的教学,鼓励学生进入教师实验室参与科研活动,引导学生利用所学的药物分析及仪器分析理论知识指导实践,锐意创新。

2.4改革考核方式,切实反映教学效果建立多样化的考核方式,避免“应试性”教育,试卷考核兼顾闭卷与开卷两种形式,适当地将药物分析与仪器分析考核内容合并、相互穿插。仪器分析采取闭卷形式,考察学生对两门课程基本原理、基本概念、基本方法的掌握。药物分析采取开卷形式,考察学生的综合应用能力。同时,将实验课表现和实践能力考核纳入期末总成绩核算,并且覆盖综合性实验设计报告书写、文献阅读、课堂讨论发言、参与导师科研活动状况、实验操作技能考试等考核指标。提高考核方式的科学性,切实反映教学效果,同时引导学生重视实验课学习、注重团队协作能力、实践能力的锻炼,促进学生全面发展。

3结语

综合性课程教学模式的设计,将繁杂的知识点相互穿插、融会贯通,改变以往不同课程之间相对独立、知识传授零散、实验实用性差、学生接受知识困难、考核方式单一等状况,同时提高教师的整合教材能力、教学组织能力,达到教学相长的良好效果。今后有望推广到制药工程及其它相关学科,让课程教学更加系统化、科学化、有效化。

[参考文献]

[1]方惠群,于俊生,史坚.仪器分析[M].北京:科学出版社,2002:1-2.

[2]谢苗,蓝海.天然药物分析方法的研究进展[J].安徽农业科学,2014,42(29):10059-10062,10065.

[3]杭太俊,于治国,范国荣.药物分析[M].北京:人民卫生出版社,2011:144-152.

仪器分析课程篇(3)

一、仪器分析课程中课程思政的教学现状

(一)现代社会学生新特点带来新机遇

当前高校的主体已逐渐转变为“00后”学生,这一代学生对现代信息技术、设备都能够灵活运用。随着现代科学飞速发展,网络时代逐渐到来,其中蕴含着丰富的资源,信息量巨大,但从整体上来讲质量参差不齐,如果学生无法对互联网信息科学、合理地筛选、分析、利用,很有可能会造成价值观的偏差,影响其思想发展,阻碍其创新。同时,“00后”学生受到家庭和社会环境的影响,更注重对现实的追求,希望实现自身的个性化发展。在课堂中,其敢于发言,勇于创新,思想前卫,要求与教师站在平等的角度上进行对话交流,也要求教师能够与时俱进,结合当前社会发展的趋势向其传递更具有实用性和创造性的知识、技能。

(二)教师缺乏对课程思政的系统认知

学生在入学之后,会由辅导员通过专门的思政课程提高其价值理念,树立正确的价值观,因此,在实践中,很多专业课教师认为学生的思政教学工作与自身并不相关,由辅导员完成即可,自己不应当过多地干涉,只需要引导学生掌握专业知识、技能。有的教师则认为专业课的内容较多,自己的工作任务极其繁重,没有多余的时间对学生进行思政教学。

(三)专业教学与课程思政脱节

立足于教学育人,课程思政并不是新增的课程内容,而是将思政教学的目标任务渗透到不同专业课程的教学过程中,以此实现全方位育人,打造教学新局面。根据实践调查研究,大多数高校的思政教师都是经过正规训练的教师,所掌握的思政课程内容全面,不管是备课还是准备素材都具有一定的优势。但专业课教师并没有受过系统化的训练,也没有专业课程与思政教学渗透、融合的相关教材,导致很多专业教师认为无法将思政教育有针对性地渗透到课堂中,本质上是缺乏对理论的全面掌握,不知道采用何种方式进行深度融合,无法实现思政与专业教学共同发展。

二、课程思政建设的主要目标

(一)政治思想目标

从某种意义上来讲,高校开展课程思政本质上是为了实现政治教育的目标,真正贯彻落实立德树人的宗旨,帮助学生坚定信念,树立美好理想。在课堂教学过程中,教师通过多种方式激发学生的爱国主义精神,使其在未来生活和工作中艰苦奋斗、积极进取,通过四项基本原则及社会主义教育引导当代大学生拥党、爱党,始终保持对社会主义的信仰,坚定中国特色社会主义信念,树立民族自信、文化自信、国家自信。因此,专业课教师必须将专业内容与思政课程有机地渗透、融合,将马克思主义、列宁主义的思想方法融入自然及社会科学中。

(二)价值引领目标

大学时期是学生树立正确价值理念的关键时期。帮助学生养成良好的理想信念,使其坚定不移地朝着目标艰苦奋斗,利用信仰力量实现其成长、成才,并且在学习过程中获得荣誉感、自信心,是目前大多数高校教师的教学任务,也是思想政治教学工作的关键所在。为了对学生进行积极、正确的指导和帮助,教师首先应当提升自我、完善自我,利用自身丰富的知识、高尚的品德影响学生。具体而言,教师要以价值引领作为核心任务,以德立身、以德立学、以德施教,规范自身言行举止,将自身作为学生的榜样形象,在专业课程的教学过程中融入思政教学的相关内容知识,明确其重难点及关键。在培养、提高学生的科学精神、端正学习态度的同时树立起崇高的人生理想,使其自觉、主动地承担发展社会主义的重任,成为优秀的社会主义接班人。

(三)职业精神目标

现代科学技术的飞速发展使信息的传递收集和共享变得日益便捷,网络中充斥着各种信息及思想,都在一定程度上影响着当代学生的价值理念,久而久之,很多学生崇尚金钱主义,具有较强的功利观念,不愿意艰苦奋斗,缺乏理想支撑,认为自身只需要掌握课本知识就能够获得高分,这样的错误理念在一定程度上也是由于应试教育导致的。在这样的背景下,通过多元化的专业课程培养并提高学生的职业理念、职业精神及工匠精神,是课程教学的核心目标任务,也是目前国家及社会对优秀人才的本质要求。只有引导学生树立社会责任感,爱岗敬业,才能自觉、主动地承担发扬我国优秀历史文化的重任,最终成为国家和社会发展的根本动力。

三、课程思政在仪器分析教学中的渗透、融入方式方法

(一)仪器分析教学与爱国主义教育融合

仪器分析是目前为止推动人类社会进步发展的重要手段,其帮助人们更为全面、系统化地认知物质世界,了解世界的本质,并且人们能够拥有一个公平、公正的世界。例如,在进行色谱这一环节的教学时,教师可以引入2022年将在我国举办的冬季奥林匹克运动会,通过奥林匹克运动会积极引入色谱这一课程内容。众所周知,运动会的举办成功必须营造出公开、公平、公正的环境,通过色谱的运用可以对赛前兴奋剂进行有效的分析,利用高效分离效能的色谱实现检测。在具体的教学开展过程中,教师也可以有针对性地利用一些视频课件、PPT作为辅助教学工具,向学生介绍展示兴奋剂的相关知识及兴奋剂的检测方式方法,帮助学生更为系统化、直观地了解色谱相关知识内容。值得注意的是,教师也可以积极引入爱国主义精神。2022年冬季奥林匹克运动会的圆满成功,能够进一步提高我国的综合实力,对外展示强大的软实力,提高国际地位,从而巩固中华民族在世界的地位。基于此,教师应当引导学生将自身的成长、成才与国家的繁荣、富强紧密联系,使其正确认识中国梦、复兴梦的伟大历史任务,不断提高自身的综合素养。

(二)仪器分析教学与工匠精神融合

在传统的礼仪认知中,工匠具备一定的高超技能技巧,专注于自身的工作,愿意为了提高自身的综合能力、解决生活中的实践问题不懈追求技术的提升,热爱自身从事的行业,由此可见,工匠的特征在于具备高超的专业能力、良好的职业态度、高尚的人文素养。例如,在进行原子吸收光谱这一环节的实践教学时,教师可以采用任务教学法的方式,积极引入与学生生活息息相关的实际案例,即检测超市中大米的重金属铬镉(Cd)的含量。学生通过亲自操作的方式了解具体检测的过程及步骤,提高自身的职业意识,从真正意义上感受到专业学习与自身职业发展中的内在联系。再在具体的操作过程中对所有的原始数据必须第一时间进行可靠的、如实的记录,一切实验都应当以实事求是作为基础和原则,通过实操帮助学生提高自身的职业精神,以严格的要求提升自我,培养良好的工作态度及严谨的工作作风。与此同时,还应当在实践教学开展过程中有针对性地渗透、融入相关法律、法规,使学生意识到任何单位及个人都不能做出损害人民利益的事情,以此提高学生的责任意识。在这一环节中,教师必须立足于课程思政,引导学生实事求是、精益求精,在自身未来的工作中做到专业极致、不懈追求。

(三)仪器分析与环境保护融合

环境的污染会造成严重的生态破坏,危害人类的持续发展。近年来,国家明确提出了环境保护的重要举措,以科学发展、持续发展作为核心目标任务。在进行紫外可见吸收光谱这一环节的教学时,教师可以将水体苯污染检测事件作为案例,引入课堂教学中,使学生充分意识到现代城市化的不断发展以及工业化的发展都在一定程度上造成了严重的水污染。通过检测快速实现水资源的分析,促使国家大力研发循环利用技术。这一环节的教学,教师的目标任务在于培养学生的环保意识,使其充分意识到资源的循环利用也是社会持续发展的关键途径。

(四)仪器分析与社会主义核心价值观“诚信”融合

诚信是立身之本,如果一个人失去了诚信就不会获得他人的诚信,也无法在社会中实现持续发展。诚信是课程思政的主要教学内容,为了将其在仪器分析课程中有效渗透、融入,教师可以基于毛细管气相色谱这一环节的教学,向学生展示出当前社会中反映强烈的一些不诚实案例,鼓励学生在课堂中进行集中讨论,通过这样的方式加强其对专业知识的理解和掌握,同时在课堂思政中树立诚信的核心价值观。学生如果在未来从事检测分析工作就应当发挥自身的责任感和使命感。

参考文献:

[1]杜娟,潘加亮.医学院校仪器分析类课程思政融入点的挖掘[J].广东化工,2020(10):210-211.

[2]来守军,关晓琳,费翔,等.理工科专业课程思政的探索:以《仪器分析课程为例》[J].化学工程与装备,2019(1):314-315.

[3]温嘉.课程思政在药学专业《仪器分析》课程教学中的实践初探[J].广东化工,2020(21):196,205.

[4]肖新生,唐珊珊.基于课程中心平台的《仪器分析》课程思政研究与实践[J].广州化工,2020(6):184-185,194.

[5],孟瑾,赵变.课程思政在仪器分析教学中的实践探讨[J].中文信息,2019(12):72,92.

仪器分析课程篇(4)

中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)29-0214-02

仪器分析是高等学校化学化工类专业必修专业课之一,也是环境科学、食品科学、生物工程、制药工程等专业相当重要的专业基础课,无论是对化学化工类专业还是对相近相关专业而言,仪器分析对专业知识体系的构建和学生素质能力的培养均具有重要作用。仪器分析课程的教学改革研究在许多大学中均有开展,围绕着课程教学体系的改革、实践教学模式的创新、教学方法的优化、学生创新能力的培养等各个方面展开了许多研究。然而,由于高校层次的不同、信息技术的发展、培养目标的差异和教学思想的不同,教学研究活动的开展方式和最终所取得的课程教学改革效果不尽相同。总体来看,仪器分析课程在理论教学改革方面,提出了多媒体教学、以教学过程为导向的教学、研究性教学等各类教学模式;在实践教学改革方面,提出了仿真教学、观摩演示和现场实验教学等模式,这些改革均取得了较好的教学效果。

然而,目前对于仪器分析课程教学内容的深层次改革明显不足,亟待加强。主要表现在两个方面:第一,课程章节多,内容繁杂,且各章节重复内容较多,并且与预修课程和后续课程联系紧密,需要无机化学、分析化学、有机化学、物理化学等作为课程基础开展学习,同时在教学中还要注意与专业相结合拓展学生实际应用仪器分析技术进行检测和分析的能力,这就导致现有的课时量不能很好地完成教学任务,不利于系统构建知识体系。第二,仪器分析课程属于理论和实践并重的课程,在学习中不但需要理论知识体系作为课程的支撑,还需要开展丰富的实验教学来培养和锻炼学生的实践动手能力和分析检测能力。然而现有的实验教学与学科前沿及实际应用结合不紧密,没有充分考虑产业界的需求,学生在学习过程中对于实践技能的培养还有所欠缺,这就导致了学生的实践应用能力和创新能力培养明显不足。综上,仪器分析课程教改不能固步自封,满足于现有成就,而是应该继续加强与相关行业的联系,从教学内容改革和学生应用能力、创新能力的培养方面入后,尽量培养出市场满意的仪器分析专业人才。因此,本文旨在针对仪器分析课程教学现有问题,以建构主义为指导,重新构建了仪器分析课程教学新体系。

一、建构主义理论对课程教学的指导作用

建构主义(constructivism)也称为结构主义,是认知心理学派中的一个分支。建构主义理论的内容非常丰富,但其主要内涵可以概括为:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构,而不是像传统教学那样,只是把知识从教师头脑中传送到学生的笔记本上。因此建构主义认为:学习者依靠自身建构自己的知识,新的学习依赖于现有的知识水平,社会性互动能够促进学习,有意义的学习发生于真实的任务和情境(或者模拟情境)之中。其学习理论强调以学生为中心,认为学生是认知的主体,是知识意义的主动建构者;教师只对学生的意义建构起帮助和促进作用,并不要求教师直接向学生传授和灌输知识。在建构主义学习环境下,教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大的变化。因此,基于建构主义的教学设计需要遵循以下六个原则:(1)强调以学生为中心。(2)强调“情境”对意义建构的重要作用。(3)强调“协作学习”对意义建构关键作用。(4)强调对学习环境(而非教学环境)的设计。(5)强调利用各种信息资源来支持“学”。(6)强调学习过程最终目的是完成意义建构。

建构主义理论是为一种重要的西方教育理论,在传入我国后对我国高等教育教学改革和课程教学改革发挥了巨大作用,许多教研活动都是以建构主义理论为指导逐步展开的。从建构主义理论出发,传统的仪器分析教学存在着种种不足,而这种不足恰好能够采用建构主义的理论和观点予以改善,因此建构主义理论对于仪器分析课程教学改革来说是重要的、有指导意义的。

二、仪器分析课程教学体系的重新构建

根据建构主义理论对课程教学的指导作用,从以下四个方面重建仪器分析课程教学新体系。

1.重构课程体系。现有的仪器分析教材章节繁多,如果教师逐一进行讲解,不但课时紧张,而且由于内容交叉重合会导致主线不明。因此教师在把握课程主脉时,必须要把知识主线提出来,突出教学重难点,并讲清仪器分析几种主要不同方法之间的关联与差异。仪器分析的核心内容即是仪器所产生的信号与物质性质及浓度之间的关系。光谱分析、色谱分析、电分析是仪器分析三个主要的构成部分,以这三种方法为例,讨论信号与物质性质与浓度之间的关系。首先可以统合认知,通过光、电、色对仪器分析产生整体性认识,在此基础上再对三种方法进行具体的、细致的分析和对比。这样,学生即可以宏观地获得仪器分析的整体认知,也可以了解光、电、色三种分析方面的相同点和不同点。接下来,对同类分析方法,可以突出这种方法实施的基本原理、所采用的主要仪器的基本构造,从微观上加强对课程内容的了解和把握。另外,仪器分析课程是学科体系中的一个有机构成部分,需要注意本课程发展与相关学科之间的关联,尤其要注意相关学科的发展对仪器分析发展所产生的实时影响,并适度纳入到课程教学中。

2.强化实验教学。仪器分析是一门理论与实践并重的课程,实验教学效果的好坏将会显著影响课程的整体教学水准。在实际的科研工作中,分析检测除了学生最熟悉的实验室具体检测分析外,还包括样品的采集、样品的处理、数据的取舍及统计分析。仪器分析的课程教学目标之一就是为了强化学生分析和解决问题的能力,那么为完成一项工作所需要全部流程都必须要让学生参与到。由于学生的宏观把握能力不强,除了上述已经提到的要求外,还需要教师适当引导,学生自主设计实验方案。只有完成了前期调研、样品采集和处理、分析检测、数据分析等环节,学生才能够全面了解实验究竟是什么,才能了解广义上的实验。仪器分析是一种重要的检测手段,如何有效地应用这一手段来解决实际问题是教学关注的重点,切不可一味地陷入实验室检测环节而忽略了其他步骤。为了培养学生独立完成实验操作的能力,教师不妨根据社会热点问题和科研课题,设计一些实验项目,强化学生分析和解决实际问题的能力。由于仪器分析是无机、分析、有机、物化等四大基础化学的后续课程,原理验证性实验可以适当减小,综合设计性实验适当增加,强调实验方案的可操作性和实验结果的可分析性。

另外,在实验教学中,尽量和理论教学步调一致,确保学生在学完该门课程后,既能够清楚实践依托的理论基础和理论知识对实践的指导,又能够通过实验或实践进一步地验证原理,加强对理论知识体系的认知和了解。

3.改革考核方式。考核方法包括教学过程和教学结果的考核,最终的评价结论是伴随学生一生的记录,这必然是学生关注的重点。那么,怎样给出这个评价结果呢?以前,我们常用的方法就是期末考试的时候一张试卷,闭卷笔试,再结合课堂情况,得到一个评价分值。这种考核方式可能适合于纯理论的课程考核,但显然并不适于仪器分析课程的考核。仪器分析实践性相当强,那么闭卷考试考核的什么呢?非操作性的、非延展性的东西。这种方式限定了考试的内容和时间,对于仪器分析课程来说,这是一个明显的弊端,并不能体现出一个学生对该门课程的整体把握。因此,可以把考核可划分为三个部分,第一是原理考试,笔试;第二是课程论文或课程设计,评价学生实验能力。

4.创新教学方式。教学方式改革的脚步从未停止,如何能够激发学生学习的兴趣,是所有教育工作者关心的问题。从仪器分析的课程特点出来,可以侧重采用以下三种教学方法,比较式教学能够帮助学生掌握课程的区别与联系,问题式教学能够直观地引发学生对某一问题的兴趣,研究式教学能够激发学生深入探索的乐趣。当然还有很多方法均可以应用于仪器分析的教学。无论是哪一种教学方法,都还是要围绕着“因材施教”四个字来展开,最终的目标是为了学生构建良好的知识体系和培养创新能力。这些方法可以交叉运用,只要能够获得好的教学效果,就是好的教学方法。

参考文献:

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[3]赵桂红,薛丽梅,江传力,宋春来,秦华,白云起.仪器分析教学改革实践与探索[J].黑龙江科学,2011,(02).

[4]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,(02).

[5]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,(03).

仪器分析课程篇(5)

中图分类号:G424 文献标识码:A

Abstract Instrumental analysis is applied widely and practiced strongly. This course has many questions easily occurred in teaching such as the single teaching method, the content of disjunction, the large capacity of class, less instruments and more students, which restrain the improvement of teaching. In this paper, our core is to strengthen the development of the practical ability and the specialization quality training of students. So we make reformation and exploration on practical teaching of instrumental analysis course for pharmaceutical specialty.

Key words Pharmacy; Instrumental analysis; teaching reform

药品是关系到人的生命的特殊商品,其质量是关键。世界各国都非常重视药品质量控制,对药品采取准确有效的分析手段进行检测以控制其质量,杜绝假药劣药流向市场,是保障消费者用药安全至关重要的环节。①仪器分析是现今分析化学的主要内容,作为现代的分析测试手段,具有高灵敏度、高选择性、专属性强、试用量少等优点,②目前已成为药物质量控制与分析、药物作用机制研究与药物治疗监测必不可少的研究手段。仪器分析在药学专业课程学习中占有重要地位,与药剂学、药物分析学和药物化学等课程有着密切的联系,它也成为高等医药院校药学专业重要的必修课之一。学生对仪器分析理论的掌握,可对药学相关课程的学习及药学学科领域的探索奠定扎实的基础。③在教学过程中,我们依据药学专业的学科背景和学生学习特点,对仪器分析课程的教学进行了改革与探索。

1 突出专业教学特点,合理安排教学内容

仪器分析课程内容较繁杂,涉及知识面广,但其分析方法自成体系,相对独立,课程内容上需要体现时代性、基础性和选择性。由于药学专业的教学特点,仪器分析需要利用分析测试方法来研究物质的化学组成、状态和结构,侧重于仪器方法的应用与实践。在授课的32学时中,合理地安排包括电位法、光谱法、色谱法、质谱法等共计十四章的学习内容,其中以紫外-可见分光光度法、气相色谱和高效液相色谱法为讲授重点,有利于强化学生实践能力和专业素质培养。

2 充分运用多媒体,化学相关软件辅助教学

仪器分析学习的方法原理抽象,仪器设备结构复杂,传统的教学手段已不能适应现代教学需要,因此可以开展多媒体教学,以便提高教学效果,④其优势主要体现在四个方面。第一,多媒体可解决内容多课时少的矛盾,增大授课信息量。如果将平时授课过程中无法在黑板上展示的实验装置、电路图、光路图等制作成图文并茂的多媒体,辅以动画、声音等演示,可提高学生学习速度,并增加课堂信息量。第二,采用动画和视频演示方式,让学生在形象生动的情景下学习,利于激发学生学习兴趣。第三,加入师生互动环节,通过提问可活跃课堂气氛。第四,仪器分析课程所涉及到的仪器大都价格昂贵,因此不可能让每个学生都有操作的机会,通过观看实验过程或计算机模拟操作,可以使理论与实际有机结合。

现代社会,计算机的发展衍生出各种化学软件,它们对分析数据结果归纳和计算起到了相当大的帮助作用。⑤现有的软件工具十分专业,如表示晶体结构式的Diamond,绘制分子式的Chemoffice,绘制器件图形的Solid-Works,绘制曲线谱图的Origin等软件都应用广泛。今天的仪器分析课程教学,在教授学生专业分析方法的同时,应普及一些用法简单、应用广泛的基本化学软件。这样既能够引导学生主动寻找对于学习和工作有利的科学资源,也能够培养让学生受益终身的能力。

3 建立网络教学平台

随着教育信息化进程的推进以及网络教学技术的不断发展,网络教学不仅可以打破传统的时空限制,也可以满足教学的需要,这也将成为21世纪主流的教学方式。⑥网络教学能够培养学生良好的信息素养,为适应现代信息社会的生活、学习和工作打下坚实基础。网络教学实现方式多种多样:如多媒体课件、WEB教材、视频广播、BBS论坛等。

其中Blackboard 网络教学平台(BB平台)是由美国毕博与赛尔网络公司共同开发的一种集文字、声音和图像为一体,集成网络教与学的环境,专门用于补充课堂教学、加强虚拟学习环境并提供师生互动的网络教学平台。仪器分析课程教学团队进行了基于此平台的网络课程建设,主要(下转第134页)(上接第90页)按照教学安排、课程信息、互动交流、作业与讨论等几个方面进行,受到学生的欢迎,取得了较满意的教学效果。

4 与药物分析课程有机结合

仪器分析与药物分析两门课程在内容和实验上深度交叉,药物分析甚至可以看成是仪器分析的实际应用和衍生。⑦仪器分析方法在药物分析中扮演着重要的角色,当前最新版药典中许多分析方法都是基于仪器分析方法提出的。特别是随着中药材成分、中药制剂、生物制剂和药代动力学等新型药物分析的不断涌现,以往的化学分析方法已不能满足该类药品的分析要求。鉴于此,我们应将仪器分析方法的基本原理、具体操作和药物分析课程的内容有机结合起来,使二者互为补充。

在药物分析的授课过程中增加新型仪器分析方法的介绍,并针对各类药物分析的方法进行深入讲解,充分实现仪器分析和药物分析的有机融合,增强学生对学科交叉的创新思维,提高其分析问题的能力,必将实现两门课程的最佳教学效果。开设以仪器分析为教学手段、药物分析为教学目标的综合性实验课程,这必将有利于复合型、创新性药学人才的培养。

5 双语教学的搭配使用

仪器分析是一门体现较强应用性的学科,由于国外新仪器、新技术的不断涌现,其使用频率不断提高,且这些仪器及技术的说明书或应用软件几乎采用英文,若要掌握它们,就必须具有一定的专业英语能力,于是开展仪器分析双语教学势在必行。⑧我们在探索过程中发现,双语教学的开展应该由浅入深,需要不断地研究和探讨,如果能从双语教学的实际出发,不断加强师资培养,更新教学手段,因材施教,那么就有可能开辟出一条新路子适用于仪器分析双语教学。

6 重视实验课教学,提高学生操作水平

实验课程是仪器分析授课中至关重要的环节,是使学生了解各种仪器结构、熟悉方法基本原理和操作技术等最重要的途径,实验教学效果的好坏直接影响到整个课程的教学效果,因此仪器分析教学的重中之重便是实验课程。如何针对药学专业的特点,使学生适应仪器分析学科发展的需要,加强仪器分析实验教学的效果,培养学生实践和创新的能力,这将是我们任课教师在今后的教学过程中始终要思索的问题。

注释

① 付志锋,周全.药学专业仪器分析教学改革的探索与实践[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2009.11(1):42-43.

② 丁晓红,郭文峰.药学仪器分析实践教学优化探讨[J].齐鲁药事,2011.30(10):616-617.

③ 管潇,张惠静,张梦军,郭嘉伟,曹文轩,肖正华.药学专业仪器分析实验教学探讨[J].基础医学教育,2012.8.14(8):597-599.

④ 毕承路,李卫华,刘玉海.仪器分析课程教学改革探索[J].江苏技术师范学院学报,2011.17 (12):139-141.

⑤ 费旭,王秀英,田晶,徐龙权,于玲,寇自农.化学相关软件在仪器分析教学中的应用研究[J].教育教学论坛,2013.51:275-276.

仪器分析课程篇(6)

中图分类号:O65 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(a)-0190-01

仪器分析实验是以实验操作为主的实践课程,是研究物质组成、状态和结构的分析测试方法,是化工、环境、海洋技术、食品工程、生物工程、制药工程等专业基础实验课程,也是其他学科获取化学信息的科学研究手段[1]。学生通过实验课程的学习,可以了解各种仪器的结构,掌握仪器基本操作和进一步理解仪器原理、消化理论知识,从而培养学生实验技能,提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力[2、3]。如何适应仪器分析学科发展的需要,优化仪器分析实验教学体系,加强教学效果,培养学生的实践能力和创新能力,已成为任课教师面临的重要课题。

1 仪器分析实验教学现状及存在的问题

1.1 仪器配置落后,数量不足

随着科学技术的发展和时代的进步,分析仪器的应用越来越广泛,仪器更新换代也越来越快,这就需要实验室及时更新仪器设备,以保证实验教学质量。实验教学中所用得到大型分析仪器较为昂贵,不易维护,数量有限,再加上本科生扩招,每年人数逐年增加,学生实验课时有限,动手机会少,这意味着实验室需要加大仪器设备的投入,并增加仪器设备的数量,才能满足仪器分析课程的需要。

1.2 学生对预习不够重视

仪器分析课程是一门实践性很强的技术基础课,其理论性强,涉及面广,内容比较抽象,学生学起来难以理解和记忆。由于实验中所用的大型精密仪器价格昂贵,结构复杂,注意事项较多,操作有难度,如果不重视实验的预习,到实验室后会感到手足无措。可见,实验预习是否充分对学生是否能成功完成实验操作起着十分关键的作用,但这一环节很容易被学生忽视。

1.3 教学内容设计不合理

目前,仪器分析实验教学内容上存在理论验证型实验较多。而验证型实验往往是将实验目的、原理和步骤做详细叙述,学生做实验时按照实验步骤机械地操作一遍,学生思维受到限制,思路得不到扩展,创新能力得不到锻炼。随着仪器分析领域的快速发展,实验教学中一部分实验内容过于老套,已经不适应社会发展的要求了。

1.4 实验考核体系不完善

由于仪器分析实验成绩考核指标单一,过分注重实验报告,强调实验结果的准确性,导致学生注重理论轻实验,课前不做预习准备,上实验课时不认真操作或只是为了获得分数而应付了事,实验报告存在严重抄袭的现象,这样不能调动学生的积极性和主动性。针对此种情况,应改革考核形式,培养以能力为目标,注重实验过程,将考核工作贯穿于整个实验过程中,全面评定成绩。

2 教学体系改革探究

2.1 优化实验内容

作为学科教学的重要组成部分,实验教学不能单纯满足于验证相关理论的单纯验证型实验教学的现状。教师在更新实验内容方面要贴近生活,应在精选实验教材的基础上,结合学校实际情况,编写自己的教材,做到实验课与理论课相结合,再根据仪器设备及社会对人才的需求,对实验内容重组整合,精选验证型实验,开设综合型实验,增加设计型实验,形成教学要求与层次逐级递增的实验教学体系,突出创新能力和实践能力的培养。

2.2 充分利用多媒体教学设备

随着教育体制及教学改革的不断深入发展,仅仅只靠传统的教学模式及教学手段,已远远不能适应教育快速发展的需要。在课堂教学的多样化、趣味化的过程中,多媒体与常规教学方法相结合,可有效地提高实验教学质量。利用多媒体制作文字、图形、动画、声音及视频等内容丰富的电子教案,并应用于教学实践,使学生对仪器有感性认识,可充分吸引学生的眼球,使原来难以理解的仪器结构、原理变得较好理解,原来看不到摸不着的仪器变为可看的,可进一步加深理解。如对电位分析法中的离子选择性电极测定的原理,如果教师采用多媒体教学,就能很好地说明电极浸泡后由于玻璃层变为水化层,膜电位与溶液中被测离子的关系,从而得出其电位与被测离子的关系。如果没有采用多媒体教学,学生便很难理解。

2.3 开放实验室

如果在实验室没有实验课时开放实验室,学生可以按照自己的兴趣和知识储备,结合实验条件,利用课余时间选做一些教学内容以外题材的实验,如“奶制品中微量元素铜和锌的测定”,“室内环境空气检测”等。学生通过查阅相关资料,写出实验目的、实验原理、实验仪器和试剂材料、实验过程、实验注意事项等,制定出实验方案,经过实验教师指导后由学生独立完成实验。这样学生在找到自己对胃口的课题后,对实验的积极性更高,也更主动参与其中。这样的自主实践不但能锻炼学生的实验操作能力,让学生在实践的过程中巩固理论知识,而且能增加学生对实验的激情,激发学生的学习兴趣和求知欲,培养学生的动手能力和创造思维能力。

2.4 构建更加科学的实验考核体系

考核是对教师的教学效果和学生的学习效果的检验,科学评价实验教学效果和学生学习效果是十分必要的。实验成绩的综合考评应包括平时的出勤,实验预习报告,实验操作,实验报告和期末的技能考核和试卷考核,把分值分解到各个环节当中。将实验预习纳入考核体系的目的是让学生重视实验预习,因为预习是学生自主学习的体现,同时预习能够培养学生发现问题,分析问题和解决问题的能力。只有重视实验操作才能使学生掌握规范化的操作技能。期末技能考核可从平时所做的几个实验中由学生随机抽取实验项目,在不看实验指导的情况下并在规定的时间内完成。技能考核应重视实验操作的规范性、熟练程度和实验结果的准确性。试卷考核应重视实验原理、过程、分析条件的选择及注意事项。

3 结语

为提高仪器分析实验教学质量、深化和巩固理论知识,调动学生学习的自觉性和积极性,培养学生从事科学研究的能力,造就跨世纪人才,不仅需要学校层面加大资金投入,还需要改革实验室的管理模式,同时也需要从教学上不断下功夫。

参考文献

仪器分析课程篇(7)

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(b)-0000-00

Construction and Practice of Environmental Instrument Analysis and Experiment Curriculum

Lingling WU, Ling CHEN, Lifang ZHAO, Hao CHEN, Yuan YUAN

(College of Environmental science and engineering, Tongji University, Shanghai 200092)

Abstract Environmental instrumental analysis is one of basic courses for graduates whose major are environmental science and engineering in Tongji University. According to the features of environmental graduates and the advantages of self-development of our college, a series of experiences in the teaching were introduced in this paper, including rational structure of the teaching staff, diversification of teaching methods and teaching models, combination of theory and practice teaching, as well as diversified evaluation system, and so on.

keywords Environmental instrumental analysis; Curriculum construction; Curriculum practice

随着工业化进程的加快,环境污染已经由点源污染转向面源污染,由单一的环境介质转移到大气、水体、土壤以及生物体等多介质,发生了不少震惊世界的污染事件,如举世闻名的“公害”事件。20世纪80~90年代,又发生了一些突发性的严重公害事件,如印度博帕尔农药事件和前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事件等[1]。这些事件无疑给人类的生产生活带来了巨大影响。隐藏在这些事件背后的环境问题直接或间接的与化学物质有关。究竟哪些是污染物质、有毒物质?这些物质从何而来?其进入环境之后会发生什么变化?可靠的仪器分析技术能为上述系列问题的正确解答提供依据,也能为环境标准的制定和科学研究、环境管理提供技术支持。

1. 课程开设的必要性

在现代分析化学和分析仪器及其功能不断完善、高灵敏度的新型分析仪器不断涌现的今天,伴随着全球环境问题、污染事件频发,大型分析仪器在污染源解析、污染扩散途径追踪、污染与健康关系以及在环境污染治理效率评价、工艺技术路线改进等多领域发挥着越来越重要的作用,先进高效的化学、生物分析手段已成为环境分析科学的重要工具。这些技术手段涵盖了微量和痕量污染物的识别、污染物形态、价态、结构分析(表面和微区)分析。因此,培养具备先进仪器分析能力是环境教育领域人才培养的重要环节。

同济大学环境科学与工程学院承担着国家、省部级重点科研攻关项目,作为科研一线主力群体的研究生都将在导师的指导下,独立完成某个研究方向上的论文实验研究。为了使学生能够顺利开展论文研究并提升论文质量,掌握分析方法的基本原理和应用技能十分重要,这也是在研究生学习阶段开设环境仪器分析课程的重要原因。

2. 课程建设的特点

“环境仪器分析”是同济大学环境类专业研究生专业学位课程,始于1999年。伴随着环境科学研究的需求,经过十多年课程内容和形式的与时俱进,2011年成为同济大学首批研究生精品课程。本课程重点介绍如何运用现代仪器分析和样品预处理的理论与技术来鉴别和测定环境介质中化学物质的种类、含量、结构和状态。通过本课程的学习,可以使学生依据待测环境样品中各组分的物理、化学性质的不同,选择合适的仪器分析方法进行目标物的分离与富集,建立起准确的“定性”及“定量”的概念,并掌握与此相关的基本理论、测定原理及实验技术,为后继的论文科研和质量提升打好基础。另一方面,研究生在学习本课程后,可以增强对近代仪器分析的发展趋势以及新方法、新技术的理解,掌握环境分析方法和技术的研发技能。

(1) 组建教学团队,丰富教学资源

该课程教学团队有教师7人,其中教授3人,副教授等年青教师4人,其中实验教师2人。教师学历、年龄及学缘结构合理、教学任务分工明确,理论教学与实验教学人员配备合理,为理论教学和实验教学的顺利开展奠定了坚实的基础。各位任课教师的研究领域各具特色,兼顾环境领域多学科融合,因此在教学中能够突出重点。

污染控制与资源化研究国家重点实验室拥有各种光谱类、色谱类和生物类大型仪器,如GC/MS、HPLC/MS、ICP/MS和实时荧光定量PCR等,并且拥有网络平台,可以为学生提供相关课件以及实验室仪器的操作、维护及实验讲解录像。实验教学课程由骨干教师承担,开设有光谱实验、色谱实验和生物实验,可以满足教学需求。由研究生可依据今后论文研究方向选择实验内容,共享国家重点实验室的各类分析仪器的丰富资源,实现了学有所用,学有专用。该课程深受学生欢迎,成为论文实验研究的“预备”课,学生们受益匪浅。

(2) 理论应用相结合

依托同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室的丰富资源,该课程的教学按理论授课和实践相结合的方式进行,更注重分析仪器的基本原理、操作使用要点以及在环境科学研究、环境监测等领域的应用价值。

在学习掌握了相关仪器分析理论后,学生有机会面对分析仪器,训练操作技能,旨在培养学生掌握仪器基本操作技术和基本实验技能。通过实践课程的开展,让同学亲身体验各种分析仪器的功能,以理论指导实践,彰显理论的重要性。动手实践,也能充分调动学生学习基础专业知识的积极性,让学生更有目的地进行理论学习[2-3]。这样的教学方法,不但减少了学生在学习基础知识时的盲目感,也大大提高了学习的主动性,对学生的动手能力也是很好的培养。

(3) 尊重自主,注重实效

鉴于学生兴趣点的不同以及论文研究的需要,该实验课程分光谱、色谱和生物分析技术三个模块供学生自主选择。这在一定程度下,实现了小班教学,使得每个学生都能接触操作自己迫切需要使用的仪器。另一方面,尊重学生自主性,有利于学生的学习兴趣培养。在大方向区分的基础上,又进行了小组模式,使得每位同学参与到其中,并且可以互相讨论,共享不同途径捕获的信息。

通过本课程的学习,使研究生对仪器分析这一领域有较全面的了解,基本掌握仪器分析的各类方法,初步具备根据分析对象选择合适的分析方法及理解相应问题的能力,从而顺利开展科学研究。据研究生反馈,该课程强化了学生的理论基础知识,提高了学生自主分析设计实验的能力,并且减少了研究生论文研究中实验方面的问题。

(4) 撰写教材重实用

随着计算机技术的飞速发展,分析仪器的面貌日新月异,仪器的更新周期越来越短,但是目前教材内容的更新远远落后于新型仪器的更新速度[4]。为了把最先进的内容和教学科研的需求和特色相结合,我们在自编实验讲义的基础上,撰写并于2008年由科学出版社出版了《现代环境分析技术》,并于2013年6月更新出版了《现代环境分析技术》(第2版)。环境分析涉及的分析仪器种类多,面对的环境样品也十分繁多和复杂。因此,该教材根据我国环境领域的实际需求和应用现状,重点围绕环境领域应用范围广、理论与技术相对成熟的方法,具体包括四个方面的内容:① 环境样品分析中常用大型分析仪器的基本原理及其应用;② 环境样品预处理技术的基本原理及其应用,如高效富集、分离方法等;③ 多种仪器和方法的联合技术;④ 环境分析技术的发展,包括新理论、新方法和连续自动化技术等。教材编写过程中注重先进方法的理论性与应用性相结合,科学性、适用性强,更贴近学生的实际需求。

(5) 学习考核多方位

考核是对教师的教学效果和学生的学习效果的检验, 而考核方式也起着引导学生改变学习方式的作用,科学的考核方式会推动学生的学习向最佳方向发展[5]。本课程的期终考核成绩由平时参与和期末考试两部分组成。平常参与通过学生课堂表现(随堂考试、课堂提问)或实验情况(实验操作、实验数据处理等)等各方面综合评定。针对目前大学课程知识容量大,容易出现满堂灌,老师又很难及时、准确了解每一个学生对当堂课所授知识点的掌握情况的现状,我们在随堂考试中引入了同济大学自主研发的“智能交互反馈系统”。该系统可以在课堂上即时了解学生对知识点掌握程度,以减轻学生在学期末的考试压力。期末考试包括基础理论知识考试和实验部分考试。基础理论知识考试旨在考查学生对仪器分析基础理论知识的掌握情况;实验部分考试重在考查学生掌握仪器操作的能力。这种多元化的考评体系, 更加注重评价学生主动参与的过程、善于思考的能力,可以科学合理、全面公正地反映学生课程学习的真实水平。

3. 结语

针对环境类专业研究生开设的“环境仪器分析”课程,为硕士研究生论文质量的提升打下了坚实的基础。“师资队伍多元化,教学模式多样化”是课程教学质量提升的根本保证,充分挖掘和利用高校大型仪器实验平台,为教学服务,是不断提高教学质量的重要举措。

参考文献

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仪器分析课程篇(8)

[中图分类号]G64 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2012)32-0141-02

仪器分析是高职制药专业、生物技术、精细化工等多个专业开设的一门重要专业基础课程,是学生今后学习药物分析、食品分析和工业分析等专业课程的基础。课程的主要内容是使用现代分析仪器,根据物质的物理化学性质对物质进行定性和定量分析的一种分析方法,主要包括电化学分析法、光学分析法和色谱分析法等。课程内容与其他学科相互交叉渗透,具有很强的实践性和理论性。课程的教学目标是能够熟练操作使用以及维护保养常见的分析仪器(pH计、分光光度计、气相色谱仪、高效液相色谱仪等),能够利用现代分析仪器完成制药、食品、化工等行业原料、半成品、产品的分析检验任务。然而,仪器分析研究内容广泛、知识面宽、发展又快,这无疑会给学生的学习带来一定的难度,甚至会给后续学科的学习造成不良影响。鉴于此,笔者仔细研究课程标准与教材,通过几个学期的探索与实践,总结出了一些有关仪器分析教学策略的心得体会,在此与大家探讨一下。

1 有效利用多媒体技术辅助教学

多媒体辅助教学具有传统教学手段所没有的直观性、形象性、趣味性和信息量大等优点。它可以使抽象的教学内容直观化,从而更具有说服力;它可以让课堂生动起来,更好地调动学生的参与兴趣,从而突破教学的重难点,能更容易达到教学目的。因此多媒体辅助教学逐渐成为目前教学手段的主流,充分利用多媒体这种教学手段能有效提高仪器分析课程的教学质量。

1.1 充实教学内容,更全面地展示学科知识,提高教学效率

仪器分析课程内容多,信息量大。所讲授的内容主要是大型精密分析仪器,价格昂贵,对工作条件和环境要求高,不能随意搬动和拆卸。许多内容如仪器组成结构及工作原理尤其复杂和抽象,只有通过图示的形式才能展示清楚。在传统的教学中,老师要花大量的时间在黑板上板书,学生要花大量的时间抄笔记,没有足够的时间去讲、去听。老师不能把更深更广的内容讲授给学生,学生则只关心考试的内容,对于本课程的核心内容却没有真正掌握。比如火焰原子吸收分光光度计的结构,通常由光源、原子化器、分光系统和检测系统四大部件组成,在介绍火焰原子吸收分光光度计的工作原理时,必须针对每个组成部分进行分析,只有将其各结构组成一一画出来,才能很好地组织教学。而利用多媒体,教师可以迅速地将事先准备好的结构图展示在投影上,既节约时间,又能保证信息的完整性和规范性。利用节省下来的时间,还可以补充一些课外知识,增大信息输出量,扩展教学深度和广度。

1.2 激发学生的学习兴趣,提高教学效果

仪器分析课程篇(9)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)14-0014-02

一、仪器分析课程的特点

《现代仪器分析》课程是一门要求综合能力很强的应用型课程,与其它应用学科相比,有其显著的特点:既有很强的理论性,又需要大量实验作为课程的支撑。而现代科学仪器已成为许多发达国家未来发展的战略重点,人类基因组计划之所以能提前完成,也是得益于先进分析仪器的应用。仪器分析课程渗透着大量力学、光、电、磁和计算机等交叉学科的基本理论与前沿性技术,它涉及到的化学学科知识,理论性强、内容广泛,几乎涵盖了所有的化学学科专业及与各专业相关的新领域和边缘学科。因此,仪器分析课程起点较高。如何用发展的眼光看待仪器分析教学,做好教学的改革,构建现代分析仪器中的认知结构,有效灵活地利用启发式教学,合理利用实践教学环节,将理论教学与实验教学很好地衔接,为国家培养有一定创新能力的专门人才,是当今课程教学改革的重点。

在工科大学中,许多课程的教学包含两个教学过程,即理论教学和实验教学。但由于各方面的原因,许多课程的理论教学和实验教学不能很好衔接,造成理论教学和实验教学的严重脱节,其教学效果受到一定影响。为了探讨仪器分析课程理论教学和实验教学的关系,以我院环境科学专业学生的专业基础课《现代仪器分析》为试点,探讨了多模式的课堂教学方法,并结合实验教学,研究其与理论教学的合理衔接及促进作用。

二、教学方法的探索

教学是高等院校培养人才的基本途径,而教师则是教学活动的设计者和组织者,在教学过程中起着主导作用。教师的教学思想更新将会导致教学方法的变革,教学方法的改变必然会让学生的学习能力和学习兴趣提高。长期的教学实践并结合仪器分析课程特点及学生的学习特点,在教学过程中注重如下教学环节,收到了良好的教学效果。

1.根据专业特点,明确课程定位,优化教学内容。仪器分析课程内容烦杂、枯燥难懂,并且随着通识课程课时的增加,专业课不断压缩,所以课时相对较少。若每一种分析技术都平分课时讲授,学生对各种分析方法便只能肤浅掌握,教学效果往往事倍功半。为了更好的培养合格的以有机污染与防治为主的环境专业人才,精选必备的知识,优化教学内容,提高教学质量,在课堂讲授内容上进行整合,以适应人才培养的实际需要。对于我校学生来说,掌握有机物分析技术是主要目的。如:色谱分析、质谱分析、红外光谱及核磁共振波谱等是以后的相关专业的工作中均会经常用到,这就要求教师在讲课过程中有所侧重,将这些内容的课时数增加,对于技术相对简单和落后的极谱分析法等则改用自学的方式,而像紫外光谱、原子发谢光谱等这些不常用的方法课时数适当减少,仅作简单介绍即可。

2.丰富教学手段与方法,提高教学质量。前苏联教育家巴班斯基的教育理论认为:“教学方法的最优化程序中一个最重要的、也是最困难的问题是合理地选择各种教学方法并使之达到合理的结合,即在有限的时间内获得最好的教学效果。”随着信息和网络时代的到来,现代教育技术已成为新世纪教师必备的职业技能,多媒体教学可以改变过去一成不变的单一教学方法,以其信息存储量大、图文声并茂、形式新颖,博得广大教学参与者的厚爱。因此,在有限的学时条件下,根据教学大纲的要求,设计丰富多彩,内容合理的多媒体课件进行仪器分析课堂教学就显得尤为重要,另外,现代仪器分析课程所涉猎的学科知识面广,特别是在讲解一些仪器组成、结构和比较各种分析方法的异同点时,借助多媒体技术教学可以更形象和直观了。而为了让学生明了各仪器物理原理时,用Flash制作丰富的视频、声音、图形和动画,达到事半功倍的效果。

3.用灵活多样的授课方式,激发学生的学习兴趣。课堂授课方式除了正常的课堂讲授、提问外,课堂讨论式教学模式是我们进行教学改革的重要内容之一。课堂讨论教学属于启发式教学,更适于在仪器分析课程这样高年级学生中开展,我们不仅设定了讨论这种教学形式,更要求在每章课堂讲授完成后,专门开辟时间让学生自主思维、提出本章内容中的疑问和难点,通过全班或分组讨论的方式对问题进行深入讨论,最后由老师进行总结和点评。从几年的试验效果来看,学生通过这种教学模式,不仅能系统地掌握学科知识,而且能获得独立学习与更新知识的能力。因此,在教学过程中尝试着不断地扩充教学方式,适当地多安排一些讨论课是很有必要的。

三、实验课与理论教学的合理衔接与促进作用

实验教学是仪器分析教学的一个重要环节,开展实验课的目的就在于使学生更直观的了解现代分析仪器的结构特点和技术关键,体验其使用方法,巩固课堂理论知识。为了充分发挥实验课的作用,我们在完成基本教学内容的同时,按照创新型人才培养模式,明确目标,积极探索,全面地推进仪器分析实验教学改革,并取得了较好的效果。

根据课程内容和实际条件,我们安排了25%的演示实验,对高端精密仪器的工作过程进行直观演示。50%综合性验证性实验,让学生在实验技能和实验方法上进行综合训练。着重培养学生的实验动手能力、综合分析能力及数据处理能力的能力。在实验教学中发现除了掌握基本的学习方法与学习能力,综合性实验更能激发学生对科学研究的兴趣,使学生对实验充满了自信和积极性。

对于仪器原理和操作较简单的方法,我们安排了25%的设计性实验,结合课程教学或独立于课程教学而进行的一种探索性实验,既考察每个学生的综合能力,也挑战他们团队协作的能力。实验过程不但要求学生综合运用所学知识设计实验方案,且要求学生能在实验过程中发现问题、分析问题、解决问题,培养学生独立解决实际问题的能力,探索创新能力及组织管理能力。在整个实验中,小组的同学要协作共同设计、分工完成实验,对实验中产生的问题要及时独立或协商解决;通过设计性实验教学,我们发现不仅提高了学生个人素养,培养他们创新能力,提高他们团队合作精神,最重要的是增加了对课程的兴趣并加深理论教学内容的理解。事实证明,实验课程对理论教学内容有很大的促进作用。

参考文献:

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仪器分析课程篇(10)

二、应用多媒体技术,优化教学手段

仪器分析涉及的学科较多,知识面很广,实践性很强,课时又有限。再加上实验仪器设备不足等原因,在学习过程中,学生很容易造成理论和实践想脱节的窘境。因此,要拜托这种困境,我们将多媒体技术引入课堂,利用生动的画面来展示仪器设备的构成和运行原理,学生可很容易理解枯燥的概念和抽象的设备原理。

三、借助科研活动,促进课堂教学

要使课堂有活力,有感召力,有深度,教师不仅要渗透一些学科信息,还要将的自己的科研成果融入课堂。比如,作者利用化学发光仪开展了光生物传感器的研究,江虹老师利用紫外分光光度计开展了很多光谱的研究工作,张树琼老师用液相色谱开展了环境、生物和药物的研究工作,杨季冬老师用荧光仪开展了共振锐利散射的探索研究,刘艳老师利用电化学工作站开展了许多电化学传感研究工作,研究成绩显著。因为我们有科研,在课堂上才讲得更生动,更具体,更自信。此外,我们还鼓励学生跟老师或者自己申报学生课题做相关的科学研究,亲身感受各种大型仪器的使用,为其后期的毕业论文打好基础。然而,我们要注意科研成果的引入要恰如其分,不能太多,不能太深奥,否则,学生难于理解,脱离了教学的初衷。

四、强化综合设计,增强学生创新能力

我校在人才创新能力的培养上出台了诸多措施,如鼓励学生提早介入教师的科研项目研究,积极参加国家举行的大学生“挑战杯”,参加市级和校级各类型的大学生创新创业大赛以及申请校内的学生科研项目。实践证明,这些举措能够很好的锻炼学生的创新能力。然而,由于教师数量、教师科研项目、学校学生课题项目以及各级学科竞赛的有限性,不能保证所有的学生都能有机会参与这些项目,最终只能使一部分同学得到了训练,而大部分同学没有机会参与创新项目研究。为克服这一难题,本教学团队提出了在仪器分析实验中强化综合设计型实验的开设,使学生在正常的课堂教学中得到创新能力的锻炼。随着社会的发展,对学生综合素质要求越来越高,所以在新的人才培养方案中,大大削减了专业课课堂教学的学时数,然而又要求学生的培养规格和培养质量不能降低。为此,我们提出在仪器分析实验教学过程中提出“一体化”教学。所谓的一体化即将仪器分析所涉及到各类仪器分析方法的基本原理、仪器的基本操作和基本应用都考虑进来,设计一个大综合的实验,要含盖光谱分析、电化学分析、色谱分析、波谱分析及其他的表征手段(如电镜、能谱等)。以前学生做分析化学实验是按照实验项目来做的,比如光谱分析主要做分光光度法对混合物中铬、锰含量的同时测定、荧光法测定维生素B2片剂中核黄素含量、苯甲酸红外吸收光谱的测绘-KBr晶体压片法制样、流动注射-化学发光分析法测定维生素B1和火焰原子吸收光谱法测定水中钙、镁的含量,电化学分析中主要做溶液中pH的滴定、离子选择性电极F-离子的测定,在色谱分析中主要做高效液相色谱法测定碳酸饮料中的苯甲酸、气相色谱法测定乙醇中乙酸乙酯的含量等。这些实验项目虽然设计合理,但是学生是在不同的时间分别完成这些实验项目的,出现做完了把实验报告写好了交给实验老师,没有统筹考虑这些实验项目之间的联用,不能能够全盘解决实际问题。比如,拿到一个纳米材料要学生来表征,它不知道要表征哪些项目,所以导致学生思维的不够开阔,能力得不到提高。基于此,我们教学团队通过设计一个课程大综合的实验来把仪器分析实验的绝大多数类型的分析方法连接起来,学生完成了这个实验以后能够把绝大多数分析方法都利用到。比如,聚丙烯酸修饰纳米二氧化铈的制备及其催化H2O2降解环境水样中的罗丹明B。通过这个实验学生首先要学会纳米粒子的合成方法、纳米粒子的表征方法、罗丹明B降解前后的测定方法。在纳米粒子的合成过程中学生要涉及到溶液的配制、合成过程中仪器设备的选择、合成参数的优化、合成纳米粒子的后期表征(用红外光谱、透射电镜、X-光电子能谱、ICP原子发射、热重分析法等)等,在纳米粒子催化H2O2降解罗丹明B的过程中,学生要涉及到降解酸碱环境的选择(pH计)、催化剂和氧化剂用量的选择、催化产物量的确定(用紫外可见分光光度法、荧光分光光度法和化学发光法等)和种类的确定(紫外可见分光光度法、荧光分光光度法、液相色谱-质谱联用法、元素分析法等)。通过这一综合性实验的训练学生基本上可以将仪器的所有方法联系起来,达到融会贯通的效果,对提高创新能力具有极大的帮助。

仪器分析课程篇(11)

[中图分类号]G642.423 [文献标识码]A [文章编号]1005-4634(2012)02-0085-03

0 引言

仪器分析课程涉及内容广泛,较为抽象,难于理解,是化学类学科中难度较大的一门学科。而仪器分析实验是仪器分析课程中非常重要的实践教学环节,其目的是使学生进一步理解各种分析方法所依据的原理、技术特点及操作要领,学会一些常规分析仪器的使用方法,掌握运用仪器对实际物质进行分析分离的基本思路。通过本门实验课的学习,使学生掌握所用仪器的结构和各主要部件的基本功能,理解和掌握相关仪器的实验技术、方法,增强学生独立操作该类仪器进行科学研究的能力,培养学生使用分析仪器正确地获取精密实验数据,进而对实验数据进行科学处理得出有价值信息的能力,在获取实验数据的过程中也培养了良好的科学作风和独立从事科学实践的能力,是学生未来走向社会独立进行科学实践的预演。

随着我国高等教育体制改革不断深入,培养高素质、高质量的专业人才成为新世纪对大学生提出的更高要求。面临时代挑战,仪器分析实验课程的设置更要着眼于提高当代大学生的综合素质,培养全面发展的优秀人才。因此高校都在积极全面地推进仪器分析实验教学改革,不断调整仪器分析实验项目设置,最有效的培养适应时展的应用型人才。本文采用网络调查和部分高校实地调研的方法,对全国30所985重点高校仪器分析实验课程的开设情况进行调查,探讨仪器分析实验课程的发展趋势,以期能为一般普通高校提供借鉴。

1 仪器分析实验项目设置情况调查

仪器分析实验,是在学生学习掌握仪器分析课程的基本原理之后,将仪器分析理论与操作应用技能融合在一起的一门独立开设的基础实验课程。实验内容主要包括光谱分析法、电分析化学方法、分离方法等方面的仪器分析实验,下面分别对各部分实验项目设置状况进行调查分析。

1.1 光谱分析方法实验项目设置情况

光谱分析法是基于检测能量(电磁辐射)作用于待测物质后产生的辐射信号或所引起变化的分析方法,也就是利用特征光谱研究物质结构或测定化学成分的方法,包括红外、荧光、紫外分光光度法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、核磁共振波谱法、质谱法等。随着光学分析仪器的不断发展,在应用方面发挥越来越大的作用,因此光谱分析法在理论和实验教学中占有较大比例。在所调查的重点高校中,光谱分析法实验项目设置基本都在4个以上(见表1),而且紫外分光光度法、荧光分光光度法、原子吸收光谱法、红外分光光度法都是必做的实验项目。比如厦门大学、山东大学、四川大学等院校分别对紫外分光光度法开设了两个实验项目,中山大学对原子吸收光谱法开设了两个实验项目,实验中还要求学生掌握最佳条件的选择方法等。而中国科学技术大学在分别开设了紫外、荧光分光光度法的同时,还增加了综合性实验如《芳香类化合物的紫外与荧光光谱比较分析》,对两种分析方法进行分析比较,使学生得到更深入和全面的锻炼。在红外光谱分析法实验中,山东大学、武汉大学、厦门大学、上海交通大学等院校分别对液体和固体样品进行了红外光谱测试实验,拓宽了学生视野。光谱分析法中核磁共振波谱法和质谱法,因受到仪器操作复杂和实验环境的限制,开设的学校较少,只占到所调查985重点高校的五分之一。

1.2 电分析化学方法实验项目设置情况

电分析化学是分析化学的一个重要分支,它是根据溶液或其它介质中物质的电化学性质及其变化规律来进行分析的一种方法,它把测定的对象构成一个化学电池的组成部分,通过测量电池的某些物理量,如电位、电流、电导或电量等,求得物质的含量或测定物质的电化学性质。根据不同的测量方法可以分为电导分析法、电位分析法、电解分析法、库仑分析法、极谱法和伏安法。电化学方法因其分析速度快、灵敏度高、测量范围宽,而且仪器设备较简单、经济,仪器的调试和操作都较简便,容易实现自动化,所以高校对电化学设备的配置较为齐全,实验项目基本上在电导分析法、电位分析法、电解分析法、库仑分析法、极谱法和伏安法中选择三种进行实验教学(见表2)。

1.3 分离方法实验项目设置情况

化学分离是指试样在进行测定(或检出)以前,常常需要使待测(或检出)物质与干扰物质彼此分离。在仪器分析理论教学中主要学习了色谱分离技术,利用欲分离的各组分在体系中两相的分配有差异(即分配系数或吸附等温线不同),当两相作相对运动时,这些组分随着移动,可反复进行多次的分配,组分的分配系数虽然只有微小差异,但在移动速度上却有颇大的差别,于是这些组分得到分离。色谱法两相中,一个相是固定不动的,称为固定相;另一相是移动着的,称为流动相。根据流动相和固定相的不同,分为气相色谱法和液相色谱法。该法通常处理量较少,故很适合于作微量组分的分析分离。通过对30所985重点院校调查(见表3),可以看出这些院校均对气相色谱法和液相色谱法开设了实验,而且山东大学、厦门大学等对气相色谱法开设了两个实验,其中有8所高校还开设了综合性实验,比如气相色谱/质谱联用法或液相色谱/质谱联用法,占所调查高校比例的26,7%。但高校中开设毛细管气相色谱实验的并不多,仅仅包括北京大学、山东大学、武汉大学在内的3所高校,只占所调查高校比例的10%。因受到实验环境、设备等条件的限制,其它的分离方法如毛细管电泳、毛细管电色谱法、超临界流体色谱法和超临界流体萃取法等在所调查高校中基本没有开设。

1.4 其它分析技术的开设情况

其它的一些分析技术比如热重法、差热分析、差示扫描量热法、流动注射分析法、X-射线衍射分析法等,在所调查的全国30所985重点高校中,开设这些实验课程的寥寥无几,仅仅发现四川大学和中国科学技术大学开设了《CaC2O4・H2O的差热分析和热重分析》实验项目,厦门大学开设了X-射线衍射分析法定性分析实验,其中包括等轴晶系试样单胞常数、晶面指数、点阵类型的测定等。

2 调查结果分析

2.1 实验仪器设备和实验教材

随着国家科教兴国战略的实施,我国高等教育事业得到了迅速发展,各高校为了提高办学水平和增强竞争力,购置了很多大型仪器设备,极大地改善了高校的办学条件,为从事高水平的科学研究及培养高素质的创新型人才创造了有利条件。于是先

进的分析仪器逐渐取代了老仪器,并随着计算机软件突飞猛进的发展及其在仪器分析中的广泛应用,使得仪器的性能大幅度提高,也因此建立了表征测量的新方法、新技术,并开拓了新领域,于是现有的仪器分析教材内容落后于新仪器发展的现象更为显著。一方面要求高校管理者要与时俱进,开阔视野,勇于创新,加大发展步伐,及时引进先进的实验仪器设备和及时更新实验仪器中的计算机软件系统;另一方面也要及时更新仪器分析教材内容,使得仪器更新发展和教材内容趋于同步。同时也因仪器分析实验教材通用性不强,不同院校拥有的仪器设备的种类、型号和数量参差不齐,因此开设的实验内容、实验个数、实验要求也不尽相同,在借鉴其他高校成功经验的同时,更重要的是能够探索出一种适合本校具体情况、易于实施、具有可操作性的方案,从而更有效的培养出高素质、高质量的专业人才。

2.2 实验内容

研究型和应用型实验在高校仪器分析实验课程中的主导地位日益显现。传统的仪器分析实验所设立的实验项目基本为验证性实验,虽然实验方法成熟,但实验内容陈旧,与现实生活和实际生产关系不大,这些内容已不能适应当前科学技术的发展和人才培养的要求。而且实验内容单一,验证性实验较多,缺少培养学生将理论知识应用于实践、解决实际问题的能力。当中所涉及的大型贵重仪器实验,或是演示实验,或是学生短时间操作,不能适应科技发展的需要,不能达到提高学生创新能力的目的。在所调查的985重点高校中,可以显著的看到这方面的改进和提高,研究型和应用型实验比例明显加大,而且实验过程趋于完整合理,有别于传统的使用现有的药品试剂。比如在分离方法实验中,四川大学、北京师范大学、中山大学等开设的APC药片中各组分(阿司匹林、咖啡因和非那西丁)的测定实验,就增加了一些实际样品(药品)的前处理过程,使得整个实验的应用性和科学性得以提升。但也存在不足的地方,比如还可以紧密结合现实生活中所遇到的一些热点问题,如奶粉中三聚氰胺的检测,蔬菜中农药残留的检测及中草药成分的测定等实用性较强的实验内容,帮助学生认识到仪器分析在现实生活中的地位和作用,意识到某些分析方法的作用和重要性,从而激发学生的兴趣和求知欲。同时使得仪器分析实验更加贴近社会和生活,更能调动学生的积极性,最有效的培养适应时展的研究型、应用型、创新型人才。

2.3 实验方法和实验策略

注重构建学生从事科研工作的基本思想和方法。在仪器分析实验教学中,教师既需要把理论课上讲述的有关仪器分析方法的基本原理和基础知识与实验教学内容有机结合起来,又需要把实验中所要应用的仪器操作的基本技能教授给学生,同时也通过整个实验过程,启发和培养学生的独立思维和创造能力,塑造和发展学生的科研思想和方法,真正做到授之以渔,为学生今后在从事教学、科研、分析检测等工作方面奠定一定的基础。

2.4 实验考核体系