教學改革儀器分析論文范文

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1現(xiàn)代儀器分析課程面臨問題

分析化學、儀器分析和波譜分析等專業(yè)課已經(jīng)成為很多高等院校的必修課，將現(xiàn)代儀器分析課程納入研究生學習的基礎課，如果在教學模式與授課對象上沒有隨著相應轉變，將涌現(xiàn)出大量問題［1］:一些教師對于教學方法選擇不當，他們將現(xiàn)代儀器分析的課程像本科時期一樣僅局限在分析方法的原理或籠統(tǒng)地介紹應用的范圍這些層面上。針對研究生這類從事科研工作的人才，通過這些課堂上獲得知識，不能及時結合實踐來應用在自己的科研工作中，則只能將知識掌握到一知半解的程度。因此產(chǎn)生理論與實踐的脫節(jié)、原理與儀器的剝離，嚴重制約著研究生邁入實驗室從事科研的步伐［3］。現(xiàn)代儀器分析課程所涉及熒光光譜儀、紫外分光光度計、傅里葉變換紅外光譜分析儀、原子吸收光譜、X－射線單晶衍射儀和粉末多晶衍射儀、質譜分析儀等。這些大型儀器均有著造價高、數(shù)量稀少的特點。因此，學生難接觸這些實物，老師課堂上所描述的工作原理和操作流程僅能在腦海中想象畫面，而不能親身經(jīng)歷與親自動手實驗。眾所周知，解決任何問題都必須經(jīng)歷以下過程:理論方法、處理過程、結果分析。現(xiàn)代儀器分析技術應用在解決科研中所遇見的問題時勢必經(jīng)歷方法選擇、儀器實驗、數(shù)據(jù)結果分析幾個階段。目前，很多高等院校承擔現(xiàn)代儀器分析課程的老師都忽視了對儀器測試結果分析的相關軟件的介紹。這方面，沒有專門的課程來傳授，現(xiàn)代儀器課程中僅局限在對圖的簡單分析，而對從實驗結果到圖的來歷只字不提，如紅外光譜圖、核磁共振圖譜、質譜圖等。在用到時只能自學這些化學軟件(如Nuts、Origin、Shelxtl等)，其過程費時費力，甚至有時找不到教學資料。

2現(xiàn)代儀器分析教學改革建議

2．1優(yōu)化授課內容，突出教學重點盡管現(xiàn)代儀器分析的方法多種多樣，儀器種類多、更新快，但不少的分析方法和實驗儀器有著相似的原理與特點。為了更好的講解，在教學的過程中可以將現(xiàn)代儀器分析課程的內容分為電化學分析法、色譜法、光學分析法、熱分析法、核磁共振波譜法及質譜法等幾大系統(tǒng)。在各大系統(tǒng)的講解過程中又可分為:發(fā)展歷程、基本原理、儀器結構、操作流程和注意事項，以及實際應用這五大模塊。將每個系統(tǒng)分模塊教育的過程中，不僅能使學生各個擊破知識點，又能在這五個模塊中，側重地介紹原理和實踐應用這兩大模塊［4］。還可采用比較法的教學方法，以比較為出發(fā)點，將原理和應用等一并講授，使知識層次分明，條理清楚，學生感到主線清楚，更容易理解，起到事半功倍的效果。隨著不同類型分析方法的學習和同類分析方法學習的深入，再結合理論與實踐、原理與儀器的融合，讓學生從中學會舉一反三、觸類旁通。

2．2推進實驗改革，提高動手能力現(xiàn)代儀器分析所涉及的儀器都有數(shù)量少和造價高的特點，而且隨著科技信息化與智能化的發(fā)展，現(xiàn)代儀器改革與更新迅速。針對這些情況，在課堂的教學過程中應采取相應措施:百聞不如一見，無論在課堂上實驗儀器講解的原理多么詳細、操作流程如何清晰，也沒有親自動手完成整個行程來得實際。因此，盡本校所有資源的最大利用率來滿足教學，在理論課程外組織學生分小組進入實驗室，有時即使不能每人都動手操作，也可以通過實地觀摩或者老師的操作來深刻地認識和了解本儀器的知識。對于本校沒有的現(xiàn)代大型儀器，可以結合多媒體的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的書面教學。換句話講，應用幻燈片將儀器的操作流程做成視頻，學生在學習觀看的過程中猶如身臨其境，達到置身在整個儀器操作過程中的目的。在課程教學過程中，對那些更新迅速，處在世界前沿的大型儀器，教師可以利用一些圖片來做簡單地介紹，使研究生了解前沿知識的同時跟上時代的步伐。

2．3重視數(shù)據(jù)分析，促進學以致用眾所周知，現(xiàn)代儀器分析是應用大型分析儀器做檢測，有時并不能直接得出所需的結果。這就需要借助特定的軟件來對數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)化的處理，得出直觀的表格和圖畫，以便形象地分析實驗結果。例如應用核磁共振波譜法獲得有關化合物分子結構時，采用脈沖傅里葉變換核磁共振波譜儀(FT－NMR)，這一實驗在幾分鐘內即可完成。但所得實驗數(shù)據(jù)并不能直接用于分析化合物分子結構，首先需要應用Nuts軟件，將實驗所得到的原始數(shù)據(jù)轉換成NMR譜圖，再通過這個譜圖直觀地分析出化合物分子結構的信息。除此之外，像Origin軟件常常用于將表格轉化成圖表，使數(shù)據(jù)的增幅走勢比較直觀。尤其粉末多晶衍射儀和X－射線單晶衍射儀所涉及的解晶體軟件更是多種多樣。由此可見，將現(xiàn)代儀器分析課程所學的知識應用到現(xiàn)實科研工作中，所需要掌握的學問領域很廣。一方面，將原始數(shù)據(jù)轉換成直觀數(shù)據(jù)的工作范疇，需要多種多樣的軟件和計算機知識作支撐。故在學校有條件的情況下，應盡可能開設與現(xiàn)代儀器分析相配套的化工軟件課程，利于學生今后對所學內容的學以致用。另一方面，現(xiàn)代儀器分析課程教學過程中，盡可能將直觀數(shù)據(jù)分析納入重點，達到能從中分析出自己所需的信息，或者找出與預測結果相悖的原因。

2．4結合成功案例，增強學習興趣結合當代成功案例以及自己的科研案例，教師在課堂上通過選擇其中典型案例進行解剖分析，并組織研究生有針對地進行研究討論，進而引導他們從個別到一般，從具體到抽象，在實際案例中循序漸進地去理解和掌握現(xiàn)代儀器分析方法的原理與試驗結果的分析等。另外，儀器分析是應用性學科，或者說是科研過程中的一種工具手段，與生產(chǎn)實踐以及生活緊密聯(lián)系。在傳授課程內容時，教師可以適時地引入當時社會的熱點事件。比如當年三聚氰胺奶粉相關的知識:奶粉質量檢測指標之一的蛋白質含量測量;通過“凱氏定氮法”測量蛋白質的含量，以測定含氮量來估算蛋白質的含量;現(xiàn)代儀器分析的多種分析方法綜合應用，來推測出三聚氰胺的化學式以及含氮量。針對地溝油的分析學習，也涉及到很多儀器分析法。

2．5用多媒體教學，使內容形象化針對現(xiàn)代儀器分析理論教學內容上抽象、繁瑣的特點，結合多媒體技術，在授課的PPT中通過添加大量新型儀器的原理剖視圖和模擬視頻的展示，使學生對相關的儀器有較為形象直觀的認識了解。這種方式不僅可以吸引學生，新型儀器原理剖視圖的展示讓學生對分析方法的原理產(chǎn)生深刻認識，他們還能從模擬視頻中獲得操作流程的知識，學習和掌握后達到學以致用的目的。總之，運用多媒體教學技術，對理論內容和儀器操作進行動態(tài)的、交互式的學習，以直觀立體的授課方式提高學生的學習積極性。

2．6創(chuàng)建網(wǎng)絡平臺，加強師生互動信息化、網(wǎng)絡化紛呈的21世紀，大學教師應該緊跟時代的潮流，順應當今社會的發(fā)展，學會將這些高科技的網(wǎng)絡化成果應用在自己的實踐教學中來。比如QQ軟件、微博、小木蟲和其他聊天軟件，不僅教師與學生共聚一堂各抒己見來延長課堂上的寶貴時間，還能討論學術知識和求助科研中遇到的問題。另外，從另一層次來看也打破一屆為師的局面，即促進各屆學生間交流，在長期的交流與互動過程中建立和諧的師生關系。因此要積極探索拓寬師生交往的渠道與方式，從制度上保證師生有一定的交往頻率，使師生的思想在交往中交流、碰撞和整合。

3結論

綜上所述，現(xiàn)代儀器分析課程是多個學科領域開展工作不可或缺的工具，儀器的最大價值就是使用。作為教師，教學的目的是為了讓研究生掌握分析方法的原理知識和儀器的操作技能，同時重點培養(yǎng)學生的學以致用的能力。實踐證明，通過采用理論與實驗協(xié)同教學、多媒體與成功案例融入課程、數(shù)據(jù)處理軟件和師生互動走進教學課程，可以使學生的實踐動手能力、獨立思考能力和創(chuàng)新能力在開放性實驗中得到極大的鍛煉，為后續(xù)的科研、工作打下堅實的基礎。

作者：李郤里單位：鄭州輕工業(yè)學院材料與化學工程學院