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仪器分析教学重点(3篇)

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第一篇:环境工程专业仪器分析课程教学改革的思考

【摘要】仪器分析是高等学校环境类专业的一门专业基础课,是具有多学科交叉的课程。文章根据该课程理论教学及实践教学过程中遇到的问题,结合相关文献学习,从优化教学内容和实验内容、改进教学方法和手段及改进考评成绩三方面提出了对该课程教学模式改进的思考及建议,提高学生学习效果和教师的教学效果。

【关键词】仪器分析;教学实践;课程改革

党的“十九大”报告中提到“像对待生命一样对待生态环境”、“保护生态环境就是保护未来”,证明我国对环境的保护力度还将继续加大,对于高等学校环境工程专业人才的培养要紧跟“十九大”指示,为我国环保事业培养优秀的中坚力量。由于大量的环境问题都是由污染源造成的,对污染源的化学性质、毒性、含量等进行分析非常必要,而将这些物质进行仪器分析是不可缺少的手段。因此,对于环境工程专业的学生来说,仪器分析课程十分重要,不仅能够使学生学习到高精尖仪器的专业知识,还可以提高实践能力,拓展视野。

1仪器分析课程教学过程中存在的问题

由于仪器分析课程的开课单位是湖北工业大学的一个独立学院,针对的是该独立学院环境工程专业的学生,该课程总共课时设置为32课时,其中理论24课时,实验8课时。仪器分析课程涉及较多的内容,如色谱分析、电化学分析、光谱分析、质谱分析等,由于理论课课时所限,必须对课程内容进行精简,并且该独立学院没有仪器分析课程的实验室,实验课程内容的选择也受到很多限制。因此,在该门课程教学中遇到了几个问题:

(1)理论课只有24课时,要对授课内容进行筛选和精简,教学计划和教学大纲必须按照理论课时要求来安排和编写,最终该课程的教学内容确定为色谱分析(包括气相色谱和高效液相色谱)、光谱分析(包括原子发射、原子吸收、紫外吸收光谱和红外吸收光谱)。

(2)该课程涉及的学科较多,属于交叉学科,涉及到无机及分析化学、有机化学、物理化学、化工原理等学科的知识,学生很难把这几门学科的内容融会贯通,因此教学过程中学生会出现听不懂的情况,影响学生对知识的接受。对于有些学生来说,学习内容较为枯燥,学习积极性不高,听不懂了就干脆不听课了。

(3)教材涉及一些公式,理论性较强,范围广。采用传统的教学方式的话,学生学习起来较为困难,而且知识点较多,需要形成系统的知识体系,否则很难掌握。仪器分析的实践内容较多,需要理论结合实际,如果单纯的理论教学,学生很难直观的掌握理解。此外,实际操作能力不足,很难达到工作用人单位的要求。

(4)仪器分析的开课学期和其先修课程开课学期重叠了,导致学生缺乏部分先修知识,影响教师教学效果和学生学习质量。

(5)实验课程受限。由于该独立学院没有仪器分析本科生实验室,缺乏实验仪器和场地,需要向学校本部借用实验室来开展实验,因此实验课程的时间和内容需要跟学校本部的仪器分析实验室进行协商,需要遵从校本部仪器分析实验室已经开展的实验内容,自主选择的余地很小。而且大型仪器较少,学生人数较多,实验过程中需要分组,很难保证每个学生都能实际操作,有些学生实验课上就是在抄写实验报告,反正有同组的其他学生做实验,自己根本就没有动手,对仪器工作原理根本就没有领会。

(6)该课程的考核方式是期末开卷考试,由于课程涉及的理论知识点较多,开卷考试的本意是希望学生不要只死记硬背,而是能够灵活运用并充分理解。有些学生觉得开卷考试比较简单,考试的时候可以看书,很多东西都不用去记忆,也就不好好复习了,只要把书上能找到答案的题做完卷面及格就行了,至于考查能力的综合题就置之不理。这样的考核结果并不是教师希望看到的,无法达到提高学生的综合能力的目的,将来走上工作岗位,也很难达到用人单位的要求。因此,本文针对目前仪器分析教学过程中遇到的具体问题,运用经验总结法和文献资料调研法,从教学内容和实验内容、教学方法和手段及考评成绩体系对仪器分析课程改革进行探讨,提高教学质量。

2对现有问题的改革措施

2.1优化理论教学和实验教学内容,增强知识的可接受性

在教学内容方面,根据学院安排的课时合理的选择授课内容,并且要保证主干教学内容完整性和合理性。摒弃照本宣科的传统教学方式,对具体教学内容要理论联系实际,并且适时提出问题,引出相关知识的讲解,让学生在老师的引导下,参与问题的回答及思考,激发学生的兴趣。根据资料的查阅和对其他专业仪器分析课程内容的调查,课程主要讲述仪器分析理论知识中非常重要的两大系统内容,即色谱法和光谱法,确定内容后将全课程分为“仪器分析绪论”、“气相色谱分析”、“高效液相色谱分析”、“原子发射光谱分析”、“原子吸收光谱分析”、“紫外吸收光谱分析”、“红外吸收光谱分析”七个专题进行教学。在绪论中为学生讲述仪器分析发展历程、应用领域、分析仪器类型与性能指标,并说明仪器分析在环境、生物、医学、化工等领域的运用及重要性,课堂举例内容可接近日常生活所接触到事项,比如,询问学生是否去医院拍过胸片、是否做过CT和核磁共振等,这些接地气的问题学生一般很有兴趣,此时再给他们解释这些医学检查其实就是属于仪器分析的范畴,顺势讲解分析仪器的组成部分和各自的功能作用,这样的讲授内容学生接受起来就比较容易,而且一门课学生有没有兴趣继续听下去,第一次课的绪论内容非常重要,能起到抛砖引玉的作用。

在每一个专题章节的教学中,需要考虑到教学内容的系统性和规律性,比如在色谱法教学专题先用色谱法的发现过程的小故事引入,从色谱法的原理,到色谱法的发展历程,再到气相色谱和高效液相色谱的异同点,让学生充分理解色谱法的原理及应用。根据该课程理论知识划分为色谱法和光谱法,因此实验内容要紧跟理论课程并且要根据环境工程的专业需求,在仅有的8课时实验中尽量选择适合的内容,因此两次实验内容定为高效液相色谱实验和原子吸收实验,因为高效液相色谱应用要比气相更为广泛,可检测分离多种有机物,原子吸收则可以检测土壤、水体、食品药品中的重金属,十分契合环境专业的培养目标。对于独立学院缺乏大型分析仪器和实验室的情况,除了需要学院投入资金加强实验室硬件建设之外,还可以与学校本部协商,借助校本部硬件条件较好的实验室,合理有序的安排实验课。另外仪器少、人数多的情况会造成学生不愿意动手,有懈怠情绪,因此为了增加学生的动手机会,提高实验教学效果,就需要合理地分配每组实验人数,每组三人,避免每组人数过多导致有些学生逃避实验。每个实验课每组轮流进行,三人必须同时到仪器前进行操作,实验过程中简单复述该仪器的实验原理及操作步骤,让学生充分了解仪器的组成及原理,在做完实验后能够融会贯通,将理论课与实践结合起来,加强学生的动手能力,提高实验教学的质量。

2.2丰富的教学方法,实现课堂形式的灵活和多样

目前多媒体教学已经是大学课堂中不可或缺的教学辅助手段,仪器分析课程中涉及多种仪器的组成、工作原理和操作流程,因此,在教学过中,可用图片、视频等多媒体手段帮助学生形成直观的印象,有利于学生理解相关的仪器构造和工作原理。课堂讲授中要摈弃填鸭式教学方式,要基础知识讲授和实际例子相结合,并提出问题引导学生思考。采取灵活的教学手段丰富课堂,提高教学效率,使课堂内容形象化。由于仪器分析课程涉及较多的基础理论,通常不好理解,直接照本宣科的话,学生理解困难,例如色谱法中的塔板理论,非常的抽象,此时找一些形象的例子作为比喻可帮助学生理解,可以把色谱法的原理比喻成很多人赛跑,跑得快的就先从柱子里出来,慢的后出来,此时就形象许多,学生会形成具体的想象,此时再解释为什么有的出来的快,什么原因造成的,学生就非常容易理解了。为了避免课堂上学生听课出现疲劳,要避免千篇一律的讲课方式,要充分调动学生的热情和积极性,要使用灵活的授课方式,增加课堂的趣味性,让学生感兴趣,觉得仪器分析是一门非常实用且有意思的课程。比如课堂讲授时可以引入热点事件做例子,如运动员兴奋剂的检测,还有毒大米中金属镉超标、毒胶囊事件等,重金属是食品药品的必检项目,可用原子吸收光谱分析来检测,顺便强调原子吸收的原理,加强学生对该知识点的记忆和理解。比如真假酒怎么辨别,此时引入高效液相色谱的相关知识,学生的接受度高的多,这样用实例引入知识点的方式比直接讲理论知识学生被动地接受课堂效果要好。每一章节课程结束后要对课后习题进行提问,让学生加深本章学习内容,巩固知识,对于较难的题目要详细的讲解,还可在课后题的基础上进行扩展,让学生充分了解仪器分析在环境监测和环境保护方面的应用,将理论课程与实际应用结合起来。

2.3改革综合考评方式,提高学生的综合能力

综合考评是检验学习质量和效果的重要手段,仪器分析课程需要对基础原理的理解,不能死记硬背,因此需要建立多元化的考核体系,能全面考察学生对课程的掌握和运用。前期仪器分析主要采用开卷考试,从前期的考评成绩来看卷面考试及格率较高,卷面成绩占总成绩的70%,实验成绩和平时成绩只占30%,因此总评成绩的评价并没有充分考虑实践环节,没有达到对学生综合素质的全面考察。为了增强学生的综合能力及创新能力,需将到课率、课堂提问、实验成绩、平时作业、卷面成绩作为综合考评成绩,降低卷面成绩所占的比重,构建多元化的考评系统,全面的对学生理论知识和实践能力进行考察,达到提升教师教学质量和学生综合运用知识的能力。

3结束语

仪器分析是一门理论知识和实践并重的课程,需要夯实理论基础,突出实践环节和应用能力,这些都依赖于新的教学实践和课程改革的构建。优化理论教学和实验教学内容是课程改革的基础,教学方法的改革是激发学生的学习兴趣,摆脱枯燥的讲授方式,实现理论和实践并重的教学目的,是课程改革的核心,综合考评方式的改革是完成课程改革的保障。因此,仪器分析教学实践从优化理论教学和实验教学内容、教学方法、综合考评方式等方面入手,从而在教学过程中取得更好的效果,培养出适应社会需要的卓越人才,为我国的环保事业添砖加瓦。

【参考文献】

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[3]赵东宇.仪器分析课程教学方法的创新与实践[J].高教学刊,2017(4):64-65.

作者:岳晓丽 单位:湖北工业大学土木建筑与环境学院

第二篇:仪器分析实践教学改革方案分析

摘要:仪器分析是一门实用性极强的课程,是化学化工、环境、食品、材料等从业人员必备的一项技能,是解决生产、研发环节的必要工具。因此,针对本科教学中仪器分析存在的问题,作者根据自身的工作和授课经验,从教学内容、考核体系等方面进行了改革和实践,取得了较好的教学效果。

关键词:仪器分析;实践教学;改革

仪器分析实验是化学、化工、材料、食品等相关专业本科生开设的主要课程之一,主要是利用一些先进和特殊的仪器设备,通过测量物质或体系的形貌、组成等参数来确定物质的化学组成、含量,是一门实用性较强的课程[1-4]。主要任务是通过各种仪器的使用,使学生进一步理解各种分析仪器的原理、仪器结构、测试范围等。通过各种仪器分析实验,使学生进一步理解课堂所学的理论知识,培养学生发现、分析、解决问题的能力,为学生继续深造或从事化工等相关产品生产、开发和研究奠定良好的科学基础[5-7]。但就笔者近几年在仪器分析实践教学中发现,学生对仪器分析的重要性认识不够,理论学的不够扎实,动手操作机会偏少,因此从以下几个方面提出一种仪器分析实验改革方案。仪器分析与常规的化学分析不一样,主要以精密仪器为主,仪器较贵,对操作者的要求较高,而且许多高校面临着仪器少、学生多、仪器运行维护费用高、学生操作生疏易损伤仪器等。为了尽量减小上述问题的出现,因此许多高校不允许学生亲自操作,均采取演示实验的形式,为了解决上述问题,我们采取以下的教学管理措施。

1开放实验室、鼓励学生亲自操作

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,因此根据学生的兴趣爱好,学生自己选择感兴趣的仪器,教师采取先一讲解、二观看、三操作的模式来提高学生的动手操作能力,这样不但提高了学生对仪器的认识和使用,同时由于采取了逐级深入的模式,保证了仪器的正常使用,降低了仪器的故障率[7-8]。

2根据就业取向进行精准选课

为了提高教学效果和实验的操作技能,我们采取三人制小组授课,根据学生的就业取向采取自由组合的方式,合理安排实验人数,实行小班化教学,每班三人,不用所有仪器都接触到,可以根据将来的就业取向和兴趣爱好,选择3~5种仪器进行精准学习。比如,某个小组将来的就业取向是药厂,那我们可以引导学生选择高效液相色谱、气相色谱、红外光谱、紫外光谱四种仪器作为重点学习,讲授药厂化验室常用仪器的使用方法及工作范围。再比如某小组的就业意向是冶炼厂,那么我们可以引导学生选择:原子吸收、电感耦合等离子体发射光谱、X射线衍射仪和热分析四种仪器作为重点学习。所有仪器同时开机,教师进行集体讲解,分别指导,让每个同学各尽其能,都有任务,都有实际操作仪器的机会。这样既提高了仪器的使用效率,同时也提高了学生的专项实验技能,对就业和将来的工作岗位都是有实际意义的。

3串联式授课

实验课堂主要采取讲授、演示、提问、思考和互动的方式进行,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、应用范围、适合的体系。以提问的方式考察该仪器能和哪些仪器并用来解决实际的分析问题,进而来提高学生对仪器的应用范围的拓展,比如在讲授XRD在物相分析中的应用时,我们可以带着问题进入课程,例如问学生元素分析和物相分析的区别和联系是什么,哪些仪器用来做元素分析,哪些仪器用来做物相分析,物相分析的前提需要知道哪些背景。再比如讲授高效液相色谱测定咖啡因的试验中,我们可以比较和提出:高效液相色谱、气相色谱、紫外光谱和红外光谱的功能和适用范围是什么,他们之间有什么联系等,当学生学完这四种仪器以后,自然会掌握他们的适用范围和联系,这样会达到活灵活用、举一反三的目的。

4针对实际应用展开教学

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,开展一些和材料鉴定、成分分析等相关的实验,如利用X射线衍射、能谱仪综合鉴定无机化合物,红外光谱仪结合专业的检索软件对纯的有机化合物进行定性分析、高效液相色谱法测定药物的有效成分、原子吸收光谱法测定寝室自来水里面的铁含量等。针对各种类型的实际样品,鼓励学生亲自查阅相关文献,拟定实验方案并以小组的形式展开讨论,最后跟指导教师探讨实验方案的可行性。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。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[10-13]。

5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,实验设计的可行性,是否独立思考、数据的可靠性等几个方面进行考核。

6学校加大对仪器分析设备和实验课的投入

应该进一步加强仪器分析设备的使用和投入,采取相应的政策,提高仪器分析老师的积极性,提高大型仪器的利用率,使得更多学生受益。为调动和提高学生对仪器分析的兴趣,结合仪器分析化学实验课程的特点以及分析测试中心现有的实验条件,我们在教学过程中采取了上述一系列改进措施。总之,仪器分析是一门实践性为主的课程,对于培养学生的实践能力和解决问题的综合能力具有重要作用,是应用型学生成为高素质人才的必要工具。

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作者:刘治刚1;高艳1;于世华2 单位:1.吉林化工学院,2.吉林化工学院

第三篇:仪器分析实验教学的改革和创新

[摘要]针对仪器分析实验教学的特点与现状进行详细分析,结合教学实际情况,对教学实验的内容进行改革,以提高学生的学习积极性。并在教学方法上进行创新,引进微课等新的教学模式,更好的辅助学生理解和掌握知识。

[关键词]仪器分析;教学改革;教学创新

仪器分析是在分析化学的重大变革中发展起来的,与人们日常的生产生活密切相关,如食品中有毒物质的检测、药品质量监控和环境污染分析等。仪器分析实验则是培养学生理论联系实际及动手操作能力的重要途径,对提高学生综合素质、增强学生科研能力、促进现代化教学起到关键的作用。

1仪器分析实验教学的特点与现状

1.1仪器分析实验教学的特点

仪器分析实验是由许多分支学科组成的一个整体,涉及的知识范围较广,比如光学、化学、电子学等,因此,该学科具有多学科交叉,知识、技术密集的特点。且仪器分析实验的分析方法众多,包含电导、光谱、色谱等,知识点零散,不易掌握。

1.2仪器分析实验教学的现状

1.2.1实验课与理论课存在时间差,不易学生直观的理解和学习

由于教学课程的安排,仪器分析往往是先理论后实验的教学模式,学生在理论学习的时候,通过模拟演示实验,在课堂上对所学习的仪器和方法有一定的初步了解,但由于实验课与理论课存在着时间差,等实验课开课的时候,学生已经不能将所学的理论知识与实验仪器相联系,因此,学生普遍都是一脸茫然,不知所措的状态。

1.2.2教材更新不及时,与实验室配备的新型机器相脱节

随着技术的发展,很多精密仪器也在不断的改进,比如由手动进样改为自动进样、用工作站直接连接机器设置参数、用计算机直接拟合数据等,这些改变使得一些复杂的测试变的更为便捷。但目前教材的更新远远赶不上新型仪器的更新速度,在教材中大篇幅讲述的样品处理方法或者仪器设置过程,在新型仪器上可能一个按钮就搞定了。虽然工作原理相同,但学生在进入实验室操作时,通常都会觉得课堂上所学的知识与实际操作大相径庭,不能很快的进入实验状态。

1.2.3精密仪器设备价格昂贵,分组实验模式减少学生动手机会

仪器分析实验所配套的仪器多为大型精密仪器,由于精密仪器的价格昂贵,且对安装条件的要求较严格,因此,受到场地和经费的限制,精密仪器设备相对较少,而学生又较多,因此采用6~7个学生为一组的分组实验模式。在有限的实验课时内,无法满足学生一人一机的实验需求,动手操作机会大大减少,降低了学习效果。

1.2.4实验场地配套不足,无法购置新仪器改善实验条件

随着高校的扩招,开设仪器分析实验课的班级越来越多,因此,原有配套的实验场地明显不足。但由于实验场地的分配存在着审批难、程序多等问题,申请一间实验室较为困难,精密仪器没有地方安装,因此,无法购置新仪器改善实验条件来应对日益增多的开课班级。

2仪器分析实验教学的改革与创新

2.1仪器分析实验教学内容的改革

2.1.1认真筛选实验内容,提高学生对实验的兴趣

仪器分析实验的原理及分析方法较为抽象,学生在学习理论知识的过程中就理解困难,对实验操作更是望而生畏。因此,要认真筛选实验内容,来提高学生的兴趣。选择的实验内容应多与实际相结合,并告知学生该门实验在工作和科研中的作用,用事实来调动起学生的积极性。如:在进行气相色谱实验时,因学生本身对气相色谱的概念较为模糊,单一的给学生讲授其原理、操作方法及注意事项,那么学生理解和掌握的内容可能不足一半。但如果结合装修污染物、大气污染物的检测等实际案例进行讲授,学生的关注度和兴趣就会提升,学习效率也会事半功倍。因此,在实验内容的选择上,一定要认真筛选,找准切入点,与实际应用相结合,提高学生的学习兴趣。

2.1.2合理安排实验顺序,循序渐进的引导学生掌握实验内容

仪器分析开设6个实验内容,其中包括电化学分析实验2个、光谱实验2个和色谱实验2个,在安排实验顺序上,要按照由简单到复杂,且每一类实验不能交叉安排的原则进行开设课程,循序渐进的引导学生掌握实验内容。如果开设的实验顺序较为混乱,电化学、光谱和色谱交叉进行,那么学生就不能针对每一类的2个实验进行系统的理解和比较,思路较为混乱,大大较低的学习效率。

2.2仪器分析实验教学方法的创新

2.2.1将微课应用于实验教学中,让学生更直观、更生动的理解和掌握

微型视频课程简称微课,是一种新型的教学模式,其核心是时长不超过15分钟的微视频,内容围绕着具体的知识点、具体的操作步骤及相关注意事项进行有机的整合,包含的内容多样化,且影视图像较书本上的文字更容易在学生的脑海中产生深刻的印象,能够使学生更直观、更生动的理解所学习的内容。在开设实验课前,让学生观看微课视频进行预习,如一遍没听懂,还可以反复播放。在上课时,老师只要进行必要的讲解,学生就能很快的理解,操作起来也得心应手,大大提高了实验教学的效率和质量。

2.2.2在实验教学中加入实际的样品标本,引导学生进行案例分析

在实验教学中只有将学到的知识应用到实际中,让学生体会到所学知识的价值,才能更好的调动起学生学习的积极性。以“原子吸收分光光度计法测定水中的钙、镁”这个实验为例,按照实验流程,让学生配置标液、绘制标准曲线,并计算待测溶液的钙镁含量,这一系列步骤做完,学生可能只认为自己完成了一次实验,并没有更深刻的印象。为了调动学生的积极性,我们让学生自己准备自来水样品,水样分别来自河源、韶关、汕头、云浮等不同地方,在实验中进行样品的检测,并让学生对不同地域的水质进行案例分析,出具结果分析报告,理论与实际相结合,激发学生的探索欲和创新力,真正做到“学以致用”。

3结论

随着科技的发展,出现了许多新的测试方法和测试仪器,为了与时俱进,跟上新时代的步伐,仪器分析实验教学的改革与创新迫在眉睫。我校根据自身的特点,在教学内容和教学方法等方面进行了改革,引进新形式的教学模式以提高实验教学的效率和质量,并采用理论与实际相结合方法,调动学生学习的积极性,提高学生的实践能力和创新能力,为培养高水平人才做贡献。

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作者:曾燕艳;王玥婷;梁志辉;叶领云 单位:东莞理工学院

仪器分析教学重点(3篇)责任编辑:张雨    阅读:人次