高校“儀器分析”實驗教學改革

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了高校“儀器分析”實驗教學改革范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要結合儀器分析實驗課中電感耦合等離子體質譜儀的教學經驗，針對應用型本科高校實驗課程現狀及主要問題，探討如何激發學生的興趣、提高教學質量。為今后的儀器分析實驗教學提供一定的參考。

關鍵詞儀器分析教學改革實驗教學開放實驗

1福建工程學院儀器分析實驗課現狀

1.1大型儀器數量有限

儀器分析實驗教學需要的大型儀器包括電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）、高效液相色譜儀、紅外光譜儀、原子吸收光譜儀、氣相色譜儀、紫外可見分光光度計等。除了紫外可見分光光度計臺數較多，其他儀器由于價格較高只有一臺，因此，實驗基本都是以“演示實驗”為主，教師操作，學生觀看，學生幾乎沒有機會直接接觸儀器。學生始終處在被動的學習狀態中，同時由于每組學生人數較多（8-10人），只有站在前排的同學大概掌握了基本操作，站在后排積極性不高的同學，連儀器的基本結構都沒有了解，導致實驗效果非常差[2-4]。

1.2教學方式老舊

基礎化學實驗課涉及的儀器試劑較為簡單，在學生開始做實驗前，老師只介紹注意事項、實驗原理和實驗過程[5]。儀器分析實驗課與基礎化學實驗課最大的區別是使用的大型儀器，大型儀器的構造、原理以及前處理復雜，很難通過板書講清楚。固定的教學模式，讓學生在學習過程中較為被動，不能有效地培養學生的動手能力以及分析問題、解決問題的能力。

1.3重實驗操作技能，而輕樣品前處理

樣品的前處理是大型儀器檢測樣品的必要步驟，也是區別于基礎化學實驗的主要方面。對于不同的待測樣品、不同的儀器方法以及不同的實驗目的，都有相應的前處理方法[6]。樣品的前處理，都有嚴格的要求，但是由于實驗教學課時較少，前處理一般由老師準備，忽視了學生對待測樣品前處理能力的培養。學生在上課時，根據老師的講解，機械式地進行實驗操作，影響了教學質量。

1.4學生課前預習不足，不重視實驗課

因為儀器分析實驗主要借助大型儀器，而學生預習只能從書本上獲得理論上的理解，缺乏直觀直覺的認知，因此對于儀器結構以及操作方法等茫然一片，無所適從。學生在這種狀態下聽課，比較被動，沒法及時消化理解教師講解的內容，更談不上對于知識的內化。部分自主學習能力差的學生，更是敷衍了事、數據處理馬虎、不認真聽講，特別是儀器分析實驗課，儀器臺套數少，實驗為演示實驗。從學生的實驗報告上來看，數據處理還是一塌糊涂。針對上述問題本文以ICP-MS實驗為例，對儀器分析的實驗教學進行探索。ICP-MS具有干擾少、靈敏度高、檢出限低、動態線性范圍寬、可行性多元素快速分析等特點，廣泛用于環境、地質、化工等領域。國家也相應出臺了土壤及固體廢物、食品、大氣顆粒物、水等樣品中金屬元素的ICP-MS檢測方法[7-9]。

2實驗教學改革措施

2.1建立開放式教學模式，提高學生的參與度

建立開放式教學模式，主要為了培養學生的實驗興趣，提高學生的參與度、動手能力。開放式教學模式從實驗課前準備開始，貫穿整個教學環節。首先通過多媒體理論教學，使學生對ICP-MS有基本的認識。在實驗開始前，讓每組學生根據興趣，選擇不同的樣品，比如自來水、植物、污水、土壤或者自選其他樣品，并通過查閱資料，找出樣品前處理方法，與老師討論，前處理方法無誤后再動手做實驗。不同組的學生可以相互觀察、相互合作，相互學習不同樣品的前處理方法，并討論其中的原理和異同。使學生在樣品前處理時就開始參與，樣品前處理時間由學生利用課余時間完成，這樣可使學生不僅“知其然”，還“知其所以然”。

2.2教學與科研相結合，增加實驗的探索性

傳統的實驗教學模式是根據課本規定的理論內容來進行開展，不能充分結合學生的興趣愛好和實際研究需求，無法高效發揮學生在實驗過程中的積極性和創造性。結合現有的科研平臺開設探索性實驗，比如將老師拿來的待測樣品用來進行實驗教學，一方面可以節約實驗原料及時間成本。另一方面，結合實際樣品問題為學生開展探索性實驗，更加貼合實際，充分調動學生的主觀能動性，還能培養學生實事求是的科學態度和嚴謹的工作作風。另外，傳統的實驗教學模式都是為教學服務，以理論和演示實驗為主。當學生跟著老師做科研時，學過的儀器仍然不會操作。針對這種情況，提出科研反哺教學，科研與教學相融合，通過科研帶動教學，加大了教學中的未知因素和探索，進行研究型教學。這有利于學生在實驗過程中充分發揮創造性和積極性。學生獨立操作ICP-MS之前，先進行短期培訓，取得“上崗資格”。例如，完成樣品前處理后，學生需要檢查儀器及附件狀態是否正常，比如氬氣壓力、循環水水位、儀器真空度是否滿足要求，將儀器點火、使用調諧液調諧儀器參數、設定檢測方法、導出數據及報告。學生在科研項目中利用ICP-MS檢測，不僅對ICP-MS的應用和操作有深入了解，同時對儀器使用率和學生的科研創新能力都有所提高。

2.3教學與實驗技能大賽相結合，提高學生的學習熱情

實驗技能大賽不僅能培養學生的創新意識，還能提高學生的綜合能力。組織學生參加實驗技能大賽，班級先選拔，再進行全校比賽。學生將以前做過的實驗以及用過的儀器設備獨立操作，有興趣的學生可以參加培訓。在老師的悉心指導下，學生踴躍參與。獲獎的同學可頒發校級榮譽證書。學科競賽可激發學生學習興趣。每次獲獎的同學都能帶動下一屆同學的學習熱情[10]。

2.4改革評分模式，調動學生的積極性

傳統的評分主要以實驗報告為主，側重檢查實驗報告的完成情況以及數據處理情況。實際上，學生參與的實驗過程，例如原理的掌握、操作規范、儀器操作情況等都需要現場打分。除了最終的實驗報告，操作過程、實驗態度以及自行獨立設計實驗能力都應歸入評分細則，重點考核分析問題的能力、動手能力和創新能力[11,12]。新的實驗操作評分體系以多種形式對教學總體效果進行評分，即實驗平時成績綜合20%，綜合性設計實驗30%，實驗基本技能考核35%，實驗課程論文和實驗報告15%。

3結語

論文總結了“儀器分析”實驗課中存在的問題，結合儀器分析實驗課中電感耦合等離子體質譜儀的教學經驗，針對應用型本科高校實驗課程現狀及主要問題，提出了較為新穎的解決方案，以激發學生的學習興趣，提高實驗課教學質量，為今后的儀器分析實驗教學提供一定的參考。打破以往的“只能看不能摸”的教學模式，將課程中比較難懂的理論知識進行逐一的分解消化，建立開發模式提高學生在實驗環節的參與度，并結合科研成果、比賽來改善實驗課教學效果，提高學生積極性和實驗課教學質量，勇于探索，不斷實踐，積極開展相應的實驗研究，充分利用科研平臺資源來培養應用型人才。

參考文獻

[1]翟誠,賈艷東,孔祥清.材料力學實驗教學改革的探索[J].實驗室科學,2015,18(6):155-157.

[2]孔祥平,曲寶涵,呂海濤,等.基于應用型創新人才培養的實驗教學模式研究[J].大學化學,2016,31(7):24-28.

[3]孫萍.應用型人才培養模式在儀器分析實驗教學中探究[J].廣州化工,2017,45(12):201-202.

[4]蔡向忠,王秀紅,李銀生.改革儀器分析實驗教學培養學生創新能力實驗室研究與探索[J].實驗室研究與探索,2014(11):168-171.

作者：劉志鵬 吳宜鍇 林小英 單位：福建工程學院生態環境與城市建設學院 福建工程學院信息科學與工程學院