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论独立学院仪器分析实验教学改革

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摘要:仪器分析实验是化工、材料、食品、生物等专业学生所必须具备的专业理论和技能。从独立学院仪器分析实验教学现状出发,对其存在的问题作出了分析。根据独立学院应用型人才培养目标的要求,通过改革教学方法,将基础及综合层次的仪器分析实验相结合,将实验员引入教师队伍,规范实验过程考核管理等手段,提高学生学习兴趣,培养了学生的分析问题、解决问等综合实践能力。

关键词:独立学院;仪器分析实验;教学改革

随着分析化学学科的不断进步,仪器分析相关理论与技术已在生命、环境、化学、材料、食品及许多交叉学科等诸多领域成为重要的分析手段。仪器分析实验是仪器分析课程的重要组成部分,通过仪器分析实验,学生能在了解相关仪器分析方法原理的基础上,学习仪器设备的主要构造,进而掌握分析仪器的操作方法及数据处理过程,由此巩固了理论课堂上所学的专业知识。随着社会的不断发展,仪器分析设备越来越趋于智能化与简单化,操作起来越来越简捷。但仪器分析实验内容广泛,涉及物理、化学、电子、计算机等各个领域,如何通过仪器分析实验教学,让学生掌握先进的研究方法和手段,培养学生形成系统、综合的知识和科学逻辑思维能力,是仪器分析实验教学的最终目标[1-3]。根据我校教学现有仪器分析实验教学状况和应用型人才培养目标的要求,分析了当前实验教学存在的问题,并提出了相应的对策。

1存在问题

对于电子科技大学中山学院而言,在仪器分析实验教学过程中,目前还存在着一些不足与矛盾之处。第一是的仪器设备少而学生人数多之间的矛盾,在我校的大型仪器中,如紫外、红外、原子吸收光谱及色谱等均只有一台仪器,而每次授课对象为30~40人,分成实验小组后学生的动手机会极少,得不到应有的实验操作训练,教学效果不佳。第二是仪器实验理论较深、难度大与仪器分析设备自动化程度相对较高、操作简便之间的矛盾。学生往往是在无需了解实验基本理论的基础上,通过简单的实验操作就可以将实验完成,但其后果是盲目的按说明书操作,知其然不知其所以然,很难到实验教学的真正目的。第三是教师在仪器分析教学中无法真正兼顾大部分学生的实验预习、实验操作及实验报告撰写等一系列真实情况;进而无法准确地发现实验教学中出现的问题,无法检验教学效果,也无法及时作出相应的调整。第四是实验考核模式相对比较简单,主观性强,很难体现学生的真实水平。此外还存在仪器设备更新速度快,常常造成课堂传授的与现实仪器型号脱节的问题,教师需要更多地对学生进行实验操作能力的培养。以上现象出现的原因主要在于两个方面。其一,实验设备及教师数量相对较少,教学内容过于单调及陈旧,缺乏有效的组织及补充。如何将有限的师资及设备充分利用,达到最优化效果是仪器分析教学改革的关键之一。其二,教学的手段过于单一,缺乏一套仪器分析实验有效的组织、评价系统。传统的实验教学操作模式通常是先由教师统一讲述各项操作规范与注意事项,学生按教师讲述内容同步完成各个程序。这种教学方式固然有利于学生掌握操作要领,顺利完成实验并打下扎实的基础,但却往往会使学生缺少独立思考问题的意识,更缺少创新思想;而对于老师来讲,这种教学方式缺少与学生的互动,使老师无法更好地了解学生对知识的掌握情况;也更不适应我校学生的实际情况。基于以上原因,对仪器分析实验的教学改革势在必行。

2改革措施

2.1改革教学方法,将基础及综合层次的仪器分析实验相结合,提高学生学习兴趣

在仪器分析实验教学过程中要采用问题式教学,激发学生兴趣及好奇心,将要解决问题的方法、过程与仪器的基本原理、操作步骤联系起来,将相对固定的实验内容与现实生活联系起来,并在一定程度上进行改进。充分利用学校现有的仪器分析设备,并与我院应用化学、材料工程、生物制药、食品科学与工程及环境工程等专业的特色相结合,利用开放性实验、毕业设计、科技创新等形式给学生提供一些紧密贴近生活实际、社会关注度高的自主性、综合性实验内容。在讲解实验时可以结合现实生活中所遇到的一些热点问题,如食品安全、环境保护等,增强学生对本课程的认同感,从而激发学生对仪器分析实验的学习兴趣与信心。例如利用原子吸收法测定大米中的镉元素、气相色谱法测定假酒中甲醇的含量、利用高效液相色谱法测定奶粉中三聚氰胺的含量、利用极谱法测定饮料中食用色素的含量等。随着社会科技日新月异的发展,各种分析仪器不断推陈出新,从而使得分析技术更为高效与准确[4]。因此,必须根据现实状况补充一些新的研究方法及分析设备,例如ICP分析技术对原子发射光谱法而言是一次飞跃,而色谱-质谱联用技术对原有的气相色谱及质谱分析技术也是重大的进步,将这些原本只用于教师科研的先进仪器引入到学生实验,不仅对学生是一种开拓视野,增强学习兴趣的途径,对教师本身而言也是一种促进。

2.2将实验员引入教师队伍,提高分析仪器利用效率

师生比例较低,专任教师数量较少的局面是目前独立学院存在的共同难题。为缓解这一矛盾,我院专门引进了几名年轻的实验员。结合年轻人主观能动性高、接受及动手能力强的特点,在仪器分析实验的准备过程中,由专任教师首先就仪器操作及保养等问题对他们进行培训与学习。然后让其走出去,在仪器经销商培训班、省市分析测试中心、质监局等部门学习仪器的理论知识、操作方法、样品及数据处理等相关知识,待学成归来后,协助课程教师进行教学与管理。该方法具有较强的可行性与合理性,将年轻实验人员引入协助教学,不仅缓解了教师多次重复教学,教学效果低下的现状。由于相应仪器有专人管理,一堂实验课就可以同时开设几个实验,学生的学习及操作仪器的时间也可以相对延长,达到提升教学效果的目的。通过将实验员引入教师队伍,还将开放性实验落到了实处,提高了大型分析仪器的利用率。对专任教师而言,由于受其自身课程安排所限,不可能有充分时间来指导学生在其余时间来指导学生来操作分析仪器,而在实验员的帮助下,专任教师可以将实验教学的内容,以各种形式与理论课程融合并以课题的形式提出,学生课后可在实验员的引导下,对相关仪器操作、方法原理,分析流程进行进一步的深入学习,从而加深对所学知识的理解和运用,提高学生的创新能力。

2.3加强实验过程管理,规范考核手段

(1)预习检查与实验讲解结合,培养学生助手以往检查学生的预习情况只是简单的检查预习报告,实际上大部分的学生都只是大段抄袭书本的内容,应付老师的检查,在上课老师讲解时,没有真正达到预习的目的。为调动学生的积极性,将实验部分内容交给特定的学生进行讲解。每次课前一周教师预先指导两到三名学生进行实验,而到真正实验时则充当教师的角色,为一部分学生讲解实验的原理、内容、注意事项等相关内容,学生讲述完后,教师再强调重点内容和注意事项。此举措主要在于重点培养几名较好的学生,起典型示范作用,同时在实验过程中及课后可作为教师的助手,代替教师与同学进行更方便的交流,由点及面,提高教学效果。

(2)实验过程的操作考核与结果评价、实验报告批改仪器分析实验教学中一项重要的任务是培养学生的实验操作技能。在实验过程中,加强了实验巡查力度,以便及时发现和纠正学生在操作过程中出现的问题,同时对学生的操作技能作出适当的评价,并将评价结果告知学生,以督促学生及时改正与提高自身的动手能力。同时,对学生出现的问题及时进行记录,以便下次课及时进行总结。对每次的实验结果及时与学生进行交流,交流要点不仅仅在于实验结果的好坏,而重点在于学生在该次试验中总结出的经验和教训。实验报告可以让教师了解学生掌握知识情况,更重要的是让学生在分析实验结果的同时,发现问题并解决它,从而提高他们解决问题的能力。因此,专门设立了问题登记表(见表1),及时对学生在实验及报告撰写过程中发现的问题进行总结与归纳,通过学生助手,利用网络的方式,如QQ、微信在群里公布,引起大家注意。

(3)实验考试的改革方案实验考试是检查学生学习效果的必须手段,由于仪器分析实验的实验时间过长,而且每个班级人数众多,现场进行考核不实际。因此,根据自身实际情况,我们以所做过的实验作为基础,采取学生进行现场抽签,然后结合学生自己的描述,就相关的仪器进行结构认识、操作流程考核(此两部分站主要内容)及应用知识考核。需要强调的是,由于受场地及仪器限制,因此暂时未采取综合性、创新性实验的考核方式。

3结语

仪器分析实验教学改革应结合我校独立学院实际及应用型人才培养目标的要求,适应当前社会市场及企业需要,培养出综合素质高、实践能力强的人才。在改革过程中还要注意根据当前学生实际水平,循序渐进,由点及面。切实执行优化实验内容、改进教学手段,扩充教师队伍、强化教师学识水平等手段,规范实验过程管理及课程考核标准,形成可行性高、实施效果优的规范化仪器分析实验教学体系。

参考文献

[1]杨小秋.现代仪器分析实验教学现状与展望[J].广州化工,2014,42(4):154-155,158.

[2]熊政委,邹晓川,王存,等.应用型高校食品专业仪器分析实验教学的改革与实践[J].食品工业,2016,37(7):240-242.

[3]李卉卉,张士伟,海锦慧.面向应用型人才培养的仪器分析实验教学改革[J].化学教育,2015,36(16):40-43.

[4]吕海涛.仪器分析实验教学改革的探索与实践[J].实验室科学,2011,14(3):16-18.

[5]蔡向忠,王秀红,李银生.改革仪器分析实验教学,培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2014,33(11):168-171.

作者:谢辉;刘建庄;王悦辉;黄增芳;张景强 单位:电子科技大学中山学院材料与食品学院

论独立学院仪器分析实验教学改革责任编辑:张雨    阅读:人次