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
致学发表论文生注重理论轻实验,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
[1] 郭英凯.仪器分析[M].北京:化学工业出版社,2006:28-30.
[2] 曹书杰.分析化学实验教学改革与创新人才培养[J].中国科学教育,2004(10):39-40.
[3] 宋健,史晓敏.《仪器分析》课程教学改革的探索[J].科技资讯,2011(9):196-198.