- 相關推薦
儀器分析實驗教學模式探討論文
【摘要】文章介紹了儀器分析實驗教學的現狀及存在的問題，并分析了改革的重要性，圍繞提高教學質量，提出了層次化實驗的教學體系，討論式互動教學、學生代替老師主講等教學方式。
【關鍵詞】層次化實驗；互動教學；人才培養；實驗教學改革
大學應該成為培養人才的重要基地，培養具有創新精神和實踐能力的全面發展的人才。而在人才培養中，實驗教學是高等教育的重要組成部分,有它獨特的功能和作用，是其它教育環節無法替代的，它與理論教學一起構成教學的有機體，不僅具有向學生傳授知識、技能訓練的功能，而且有開發學生智力和探索未知、激發學生的創新實踐和熱情的功能，有利于學生綜合素質的培養。為適應面向21世紀人才培養的需要，我們的實驗教學必須主動適應時代要求，加速自身的改革和完善，滿足新型專業人才培養的需要。加強對專業人才創新精神和實踐能力的培養，是目前我國高等學校教育教學的重大課題。
一、儀器分析實驗教學現狀及存在的問題
儀器分析實驗課是儀器分析課程的一個重要組成部分，是一門實踐性很強的課程。它的任務是使學生掌握儀器分析化學的基本理論、基本實驗操作技能及其在有機和無機的監測方面的應用；學會應用儀器的監測分析方法，在實驗教學中真正實現知識和技能的傳授與能力和素質培養的相互促進和統一，為將來從事與分析專業有關的科學研究打下堅實的基礎。儀器分析實驗教學占很大的比重，因此教學效果的好壞直接影響整個課程的教學效果。
目前，我系儀器分析實驗中存在的主要問題有如下幾個方面：
1．由于實驗條件有限，每個實驗小組的人數較多，學生動手的機會少,不利于優秀學生的培養。
2．每次實驗后，由于教師批改實驗報告不夠及時、具體，反饋給學生滯后，導致學生在下次實驗中犯同樣的錯誤。
3．實驗成績的考核指標單一，重共性而忽視了個體之間的差異，過分強調實驗結果的準確性，導致部分學生重理論輕實驗，課前不做預習準備，上實驗課時不認真做或只是為了獲得分數而應付了事，課后實驗報告抄襲的現象。
4．由于沒有設置綜合性、設計性實驗，學生在做驗證性實驗時，學生只需按歩操作就行，這樣雖然保證了實驗的成功率，但學生在實驗過程中基本無需思考，更不需要創造性的探索，而且，大部分學生只知道這種儀器可以干什么，而不知道幾種儀器聯合起來還能干什么等等。
5.我系儀器分析實驗內容基本上只限于教材上規定的幾個有限的實驗，驗證性實驗占的比例過大，在所開的七個儀器分析實驗中，驗證性實驗就占了五個，設計性實驗幾乎沒有，難以把物質的特性、結構及檢測有機地統一起來。
6. 我系的大型儀器使用效率，除了紅外光譜儀的使用效率較高以外，其他幾臺的都較低，最近兩年來儀器分析實驗室的五臺儀器的使用時間及效率。
當今實際分析過程大部分趨向于采用儀器分析手段，如果不通過儀器分析實驗加深對學生職業技能和創新能力的培養，學生掌握的知識就會落后于社會需要，走上工作崗位后就會缺乏相應的適應能力和發展能力。因此，儀器分析實驗應當引起高度重視。在傳統的實驗教學中，正如我校校長李培根院士所說，我國學生存在嚴重的“被動實踐”問題，他們實踐的對象、方法、程序等關鍵要素往往都是由老師指定的，類似于“做習題”，他們很少主動、自由地探索。而現在不管是國內還是國外都越來越需要具有創新能力和實踐能力的人才，這就使得實驗教學的改革和探索勢在必行。
二、儀器分析實驗教學改革的一點想法
1．為了加強對學生的創新精神和實踐能力的培養，提高學生的獨立科學研究能力，應將驗證型實驗的學時壓縮，注重增加趣味性、實用性、探索性實驗比重，精心設計一些反映科學前沿和最新研究成果的新實驗，鼓勵學生通過查閱文獻資料，自行設計一些實驗，不要局限于教材上規定的幾個有限的實驗。
2．實驗室應向學生開放，讓學生隨時熟悉并接觸各種實驗儀器和設備，以便選擇適當的儀器和器材進行科學創新。
3．實驗教學方式應擺脫單一的學生動手做實驗的模式，應將演示實驗、微機多媒體實驗教學等與傳統的實驗課結合，使實驗教學增添趣味性、多樣性。
4．為了培養學生良好的科學工作作風，應該強調學生實驗前的預習及預習報告的填寫；實驗報告的批改要及時、具體，最好有評語及簽名；為了科學評價實驗效果，實驗成績的考核應進行改進等等。
三、儀器分析實驗教學改革的措施
1．優化實驗教學體系
針對學生基礎知識掌握的情況，可以設置“驗證性、綜合性、設計性”的層次化實驗教學體系，在實驗內容上，分為三個層次：驗證實驗、綜合實驗和設計實驗，在實驗方法上，分為必做實驗、選做實驗和設計實驗，在驗證實驗中，以必做實驗為主，安排一定數量的選做和設計實驗；在綜合實驗中，主要為選做實驗，在設計實驗中，當然主要為設計實驗。在三個層次實驗中，特別是在綜合實驗和設計實驗中，應考慮與科研的結合，培養學生的科研能力，特別是創新能力，可將系里有代表性的科研成果列為實驗內容。
（1）驗證性實驗。該層次的實驗是讓學生嘗試和利用實驗手段，對已知的現象和規律進行檢驗的一種實驗方法。其主要目的是對學生進行儀器設備的識別和操作以及基本測試方法等基本技能的訓練，如可將火焰原子吸收光譜法測定鈣，紫外吸收光譜法測定復方阿司匹林藥物(APC)片劑中乙酰水楊酸的含量等實驗作為驗證性實驗，以演示、操作性為主，培養嚴謹的科學態度和實事求是的優良素質。
（2）綜合性實驗。該層次的實驗內容較為復雜，它涉及的知識面廣，不僅要求學生有扎實的理論基礎，同時還要求有較強的實際動手能力和分析問題、處理問題的綜合能力。它是把知識點緊密相關的實驗內容連貫起來，體現出內容的系統性，通過該層次的實驗培養學生多維的、動態的、連貫的和有機組合的系列化操作技能，使學生綜合地接受知識，提高實際學做和運用的能力。本著加強基礎，拓寬專業口徑，培養創新精神和實踐能力，提高教學質量為原則，通過提高實驗內容起點，適當增加一部分前瞻性、應用性實驗。如可將阿司匹林藥物(APC)片劑中乙酰水楊酸和水楊酸的含量用紫外分光光度法和熒光光度法分別進行測定的實驗；也可將污水中的某些金屬元素如鎂、鉛、鎘等用原子吸收光譜儀和分子熒光光譜儀分別進行測定等實驗作為綜合性實驗。使學生能綜合運用所學知識，解決一些實際問題。一方面培養學生從事分析實驗的技能、技巧，獨立思維能力和分析解決問題的能力；另一方面，又可激發學生的學習熱情和求知欲，提高學生的學習主動性。
（3）設計性實驗。該層次的實驗是授之以“漁”的實驗教學新趨勢，與學生的個性化教育相結合，發揮學生的特長、調動學生的興趣，培養學生獨立思考、綜合運用知識能力和設計創新能力。它是根據實驗教學所提出的實驗目的，讓學生在已掌握基礎知識和實驗技能技巧的基礎上，選擇適當的方案來解決問題的過程。如可將礦泉水中微量金屬元素的分析，APC片劑中乙酰水楊酸和水楊酸含量的測定等實驗作為設計性實驗。教師先要把設計的內容布置給學生，提出若干要參考的數據和解決的問題，盡可能多地提供幾種參考文獻和方案讓學生選擇，或僅給出設計題目及設計要求，要求學生去查閱資料，寫出預習報告，并設計出實驗方案。因為教材中沒有現成的方案可循，學生就只有自己去搜集資料，開動腦筋，設計出可行的實驗方案。由于學生在驗證實驗和綜合實驗過程中已有基本操作和基本技能、技巧的充分訓練，分析解決問題能力提高。在設計實驗中，學生一方面要依據題目的要求，自己查閱文獻，自己制定實驗方案，自己做實驗；另一方面，許多設計性實驗在完成之前，學生并不知道實驗結果，因此，需要學生對自己的實驗成敗做出正確的評估，這對提高學生的實驗技能和素質，培養獨立的科研探索精神以及分析、解決問題的能力無疑是有益的。
2．改進實驗室的管理方法
實驗及實驗室的開放意味著進入實驗室的時間完全由學生自由選擇。為保證實驗的正常開展并獲得良好的教學效果，在采取預約實驗時間這一常規方法的同時，要尊重學生意見，充分發揮學生的能動性、積極性和創造性。允許學生自由組合形成一個實驗合作群體，學生可以自主決定實驗內容，在教師的指導下選擇實驗內容。實驗室要根據學生實驗內容和時間進行合理安排，在每一個具體的實驗過程中沒有結束時間的規定，允許失敗后重做，直至成功。開放實驗室和開放實驗，有利于加強學生的獨立思考能力、動手能力以及科學研究方法的培養和訓練，這對提高學生的技能和素質，培養獨立的科研探索精神以及分析、解決問題的能力是有益的。同時，開放實驗可為優秀學生的脫穎而出創造良好的外部條件。
3．改進教學方法
（1）討論式互動教學。通過討論式互動方式，學生分組討論，教師總結；教師提問，學生答辯；學生提問，教師答辯等，充分調動學生的積極性，使學生更好地理解實驗要求、掌握實驗原理。同時，教師對學生的實驗報告批改要認真、仔細、及時，最好明確指出問題，如數據記錄不規范、有效數字概念不清、實驗數據處理不當等等，且應有評語和簽名，并及時反饋給學生，每次在實驗前，教師應抽出一點時間把上次在實驗報告中發現較多的問題提出來，并給予講解，這樣一來，學生就可以根據教師的批閱情況及講解，增長不少見識，同時也可避免在下次的實驗中犯同樣的錯誤。
（2）現場演示教學。利用多媒體仿真技術，對實驗儀器設備的操作進行演示，多媒體教學可以增加教學信息量，解決教學內容增多與學時減少的矛盾以及保證教學內容與缺乏儀器的矛盾。多媒體色彩逼真的畫面，使學生能夠從多角度直觀、形象、生動地進行實驗觀察，使學生對儀器分析實驗有初步的感性認識，如現代大型分析儀器的結構和基本操作等等。
（3）學生代替老師主講的教學。 在實驗教學中，每次或抽次由學生自薦或他薦一名學生來講解，其他學生和老師一起當聽眾，并可適時提問，如果學生實在講解不了的問題，由老師給予補充講解，這樣一來，學生在實驗教學中的被動地位就會被改變，這不僅對鍛煉學生的主動性和積極性相當有好處，而且也能起到教學相長的作用。
（4）開辟第二課堂，走進實際現場的教學。學生在學校的實驗室無論是操作上還是認識上都是最理想化的，為了開闊學生的眼界，提高學生的綜合素質，可以與當地的檢測部門或科研所合作開辟第二課堂，采取分組形式，參與分析檢測人員對實際樣品的測定工作，以此完成實驗任務。這樣，學生不僅可以了解和熟悉實際分析工作，而且可以了解實際工作者做檢測和研究的工作情景，在實踐中體會儀器分析實驗的重要性和要求，同時 也可獲得專業化職業技能訓練的機會。
4．改進實驗成績的評價方法
檢驗學生掌握實驗教學內容和實驗技術技能的程度，科學評價實驗教學效果是十分必要的。對于驗證性和綜合性實驗，實驗成績考核可按實驗態度、實驗預習、實驗操作、實驗報告等內容綜合考核；對于設計性實驗，實驗成績考核可按以下五個部分進行：預習實驗報告——實驗設計的合理性，約占15%；實驗過程——各實驗環節的實驗操作技能，約占25%；實驗結果及分析——實際解決問題的能力和對實驗數據的判斷、整理、歸納的能力，約占30%；實驗報告和問題分析——重（下轉第126頁）（上接第142頁）點細節的掌握，約占20%；實驗收尾工作——自我要求評價，約占10%。另外，對在實驗中有創見的學生，成績從優。
四、結語
我系已在無機、物化、有機、分析等實驗室進行了多層次實驗和開放性實驗的嘗試 （由于設計型實驗涉及的內容較深較廣，故它不適應在低年級中進行），效果非常好，學生們非常踴躍，熱情也非常高。我系申請的《大型儀器開放基金平臺建設》的項目，也正在建設中，因此，就我系來說，這種嘗試應該在儀器分析實驗中盡快推廣，并使之發揚光大。
【參考文獻】
[1]梁振江，劉朋軍，李華明，等．大學化學實驗教學的改革與實踐[J]．海南師范學院學報（自然科學版），2005，（2）．
[2]郭偉強，杜志強．開放式實驗教學模式的新探索[J]．實驗室研究與探索，2003，（5）．
[3]羅正祥．理論基礎與工程實踐并重，培養創新型人才[J]．實驗技術與管理，2006，23（2）．
[4]苗艷麗．關于提高學生創新精神和實踐能力的對策研究[J]．實驗技術與管理，2006，23（2）．
[5]陳振林，羅楊合．分析化學實驗教學改革的雙向構想[J]．廣西梧州師范高等專科學校學報，2006（9）．
【儀器分析實驗教學模式探討論文】相關文章：
開放式實驗教學模式的探討05-02
財政學專業實驗教學模式探討04-28
中專體育教學模式探討論文04-30
公共氣象服務模式探討論文05-02
職業教育模式探討與啟迪論文05-02
養殖污染治理模式探討論文04-30
幼兒教學及管理模式探討的論文04-27
大學體育教學模式分析論文04-28