仪器分析论文新版多篇

仪器分析论文新版多篇

仪器分析论文 篇一

关键词:仪器分析 实验教学 创新型药学人才

中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)09(a)-0146-01

《仪器分析实验》是一门多学科、相关联、实践性很强的学科,且具有一定完整性和独立性的课程。它不仅为药学、中药学学科提供了根本的保障,而且也广泛应用于食品、化妆品、环境等多个领域。实验教学不仅使学生加深和掌握仪器分析基本理论,培养学生正确、规范的实验操作技能,更重要的是提高分析解决问题的能力[1],培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度,促进学生全面发展。因此,该文基于河南中医学院仪器分析实验教学为例,探讨仪器分析实验教学优化培养创新型药学人才。

1 仪器分析实验教学现状及存在的问题

仪器分析实验课程是我校中药学、药学等各相关专业必修基础课。以往的仪器分析实验教学存在较多的问题:实验教学仪器设备落后、短缺,造成实验内容更新困难,学生人数较多,不能保证每名学生能动手操作仪器;一些大型贵重分析仪器,如红外光谱仪、原子吸收光谱仪、气-质联用仪、液-质联用仪等,学校购置只有1台,组织学生实验教学相对困难;重视程度不够,实验课时偏少,忽视了对学生基本技能的训练;部分学生学习缺乏主动性,在实验过程中只是袖手旁观;缺乏有效的实验教学方法,制约着实验教学效果。

此外,传统的仪器实验考核方式主要根据实验报告提供的信息评定实验成绩,学生只需要记录实验数据,按公式给出实验结果,这容易使学生养成学习惰性。这种考核方式缺乏全面性和科学性,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力,也不利于提高学生的综合创新素质。

2 优化仪器分析实验教学,培养学生的综合创新素质

2.1 结合教学课时,合理规划实验项目

仪器分析实验课程涉及内容宽泛,包括各种电化学分析法、光谱法、色谱法及联用技术等。每种仪器方法所涉及的原理、仪器构造、定性定量分析的方法以及操作方法、注意事项都不尽相同,知识面涉及非常广泛,这对于以前从未接触过这些内容的学生来说,仪器分析课程抽象难懂、不易理解。

随着新仪器、新方法的不断涌现,各种新检测技术的出现和旧检测技术的淘汰也应该在我们的课堂中体现出来。面对有限的课时,在讲课的过程中应该针对目前应用广泛、时效性强的方法作为重点讲解,而对于一些不常用或将被淘汰的方法则一带而过甚至不讲,从而节省出时间对新方法新技术重点讲解,对主要实验让学生多加练习,直至学生真正的理解、领悟、掌握。对于一些比较前沿的仪器、检测技术,可以结合社会生活的研究和应用穿插在课堂上,这样学生既能对课堂的内容提高兴趣,也了解了仪器分析的发展趋势,对以后的就业选择或者继续深造都有一定的帮助。在课下可以安排作业,督促学生能充分利用网络资源查阅文献,了解相关领域的最新动态,提高学生的自主学习能力和接受新知识的能力[2]。

2.2 改革仪器分析实验

仪器分析相对于其他学科来讲属于一门科技比较前沿的学科,学生在平时生活中接触不多,对于授课过程中抽象的原理难以理解,所以授课过程中往往是老师讲的津津有味,学生听的昏昏欲睡,这种授课结果可想而知。为此我们应该提倡启发式、对比式教学[3]在课堂上多提问、多举例,使学生能参与思考讨论。针对一些价格昂贵又不能拆卸的大型实验仪器的结构的讲解,可以由动画的模式模拟真实的仪器,使仪器的每一部分、组装方式、操作方式都能清晰的呈现在学生面前,使学生能真正地掌握实验原理、仪器构造、操作步骤,从而加深对理论课的理解掌握。教师则根据实验的内容有针对性地讲解实验原理、仪器的构造,以及可能遇到的问题及解决方案。实验课可对仪器分析实验教学内容进行创新,如可以在原有实验的基础上,开设综合性、自主性等创新型实验[4]。

2.3 改革仪器分析实验考核

仪器分析实验教学不仅要从理论课上进行改革,更应该在实验考核中加强改革。一直以来学生都是重视理论课,实验课只是按步骤操作,阻碍了学生的思考和创新能力,所以只有加强实验考核才加强学生对实验的重视,实验成绩的评定,应以既能反应学生实验的综合能力,又能提高学习仪器分析实验的兴趣为标准[5]。因此,实验成绩考核的内容分为五项:实验报告(占30%)、实验操作及结果质量评价(占30%)、学生互评(占10%)、考勤(占10%)、实验操作考试(占20%)。即实验评价成绩包括两部分:一部分为实验报告成绩,包括预习、报告书写、结果、数据处理等方面。第二部分主要为实验操作成绩,包括实验操作是否规范、实验的态度是否端正、实验结果是否准确等,通过实验考核使学生注意实验中的每一个环节,培养学生严谨的学风。

2.4 搭建实验教学平台,指导学生创新实验

仪器分析实验多为验证性实验,可以多增加一些创新性的实验,丰富实验内容,增加学科间的交叉,从而提高学生的创新和实践能力。为改变这种状况,学校建立开放性实验室,鼓励学生申报参加大学生创新项目、苗圃工程、挑战杯等公共研究课题。学生根据兴趣自愿报名参加,由老师带队指导,有条件性的进入开放性实验室进行研究。实验完成后整理数据及实验记录,并对实验进行分析、总结,写出研究报告。通过这样的研究过程,使学生进一步掌握常用分析仪器的原理、操作及数据处理过程,培养自身分析问题和解决问题的能力,从而实现培养学生综合创新能力的教学目的。

3 结语

总之,仪器分析分析是一门实践性很强的学科,在中药学方面对药物的质量分析,未知物结构的推测等方面有很重要的意义,通过仪器分析实验的优化,运用现代化教学理念,提高仪器分析的教学质量,不断地加强仪器分析实验教学的创新尝试,调动学生的主动性和积极性,促使学生在知识理论的层面上不断地巩固,同步提高实验技能,并培养学生自主创新思维、能力和科学素养,达到培养更加优秀的药学人才的目标。

参考文献

[1] 陈旭,雍克岚。仪器分析实验教学的改革[J].实验室研究与探索,2009,28(4).

[2] 刘素芹,刘慧宏。地方本科院校仪器分析教学改革探讨[J].襄樊学院报,2009,30(8):60-62.

[3] 韩莉锋,张永辉,陈俊利,等。仪器分析实验教学过程中学生主体作用的培养[J].河南化工,2012,29(7):62-64.

仪器分析论文 篇二

手机测试

挑战:

中国的手机市场发展迅猛,世界各大手机厂商竞相争夺手机用户。在如此激烈的竞争中,手机的功能日趋丰富,比如摄像头、MP3、FM调频收音机等等。同时,手机通讯协议也层出不穷,GSM、CDMA、GPRS、CDMA2000、EDGE、WCDMA等等。为了应对产品的不断变化,工程师面临着提高效率并缩短产品市场化时间的挑战,他们需要一个灵活而强大的通用测试平台。我们先来看一个通用测试平台针对手机通讯协议的变化而表现出来的优势。大家知道,2G的协议比如GSM和CDMA都已被成功地运用于市场了,而3G的协议比如WCDMA,CDMA2000等等是未来的必然趋势。在从2G到3G的转变中,面临客户群、设备置换、技术的成熟度风险等等问题。运营商希望能够进行平滑的过渡,在不丢失已有手机用户的情况下,首先升级交换网络部分,这使得用户可以使用过渡期的2.5G产品,然后等时机成熟时再升级无线网络部分达到3G的标准。2G的测试仪器已经比较成熟,3G的测试产品正在加紧开发,2.5G的专用测试设备却由于传统仪器制造商考虑到研发成本和市场前景的问题而匮乏。

一家著名的手机制造商制造了支持EDGE(EnhancedDataratesforGSMEvolution)协议的2.5G手机产品,需要针对这一产品的测试方案。EDGE是一个专业协议,由于它的出现时间比较短,了解它的人也比较少,要在短期内构建一个EDGE测试系统是一个巨大的挑战。为了在市场上与同行竞争,需要在一个月内能够使用这套测试设备。

应用方案:

利用TestStand模块化,兼容性强,可自定义的特点,根据生产测试的需要对其进行修改与完善,并结合LabVIEW,GPIB卡,以及相应的测试仪器,创建百分之百符合自己需要的CDMA基站测试系统。

使用的产品:

硬件上整个系统包含了一个PXI机箱,其中有:

NIPXI-8186

2.2GHzIntel奔腾4处理器的嵌入式PC,预装WindowsXP操作系统

NIPXI-5660

2.7GHzRF信号分析仪,9kHz到2.7GHz,20MHz实时带宽,80dB真实动态范围

NIPXI-5670

RF信号源,250kHz到2.7GHz,16位,100MS/s任意波形发生,22MHz实时带宽

NIPXI-5122

14位数字化仪,100MS/s实时采样,2GS/s随机间隔采样,100MHz带宽

NIPXI-4070

6位半数字万用表,6ppm精度

其中,NIPXI-5660被用作矢量信号分析仪,NIPXI-5670被用作射频信号源,NIPXI-5122被用作示波器,NIPXI-4070被用作数字万用表。

软件上使用了LabVIEW图像化开发环境和NI-DAQmx驱动程序。

仪器分析论文 篇三

仪器分析教学过程中学生通过听、说、读、写全方位、多途径发展语言智能的同时,理解仪器分析中概念、原理的涵义,并能用文字准确表述。例如,讲授《绪论》第一章时,以当前社会广泛关注的食品安全问题作为案例引入。学生在教师引导下搜集资料,以学生为主体展开讨论,确保每个人都能表达自己的意见。讨论中每个学生的发言时间有限,要求言简意赅,用词恰当,把握重点,并具有说服力。此过程不仅提高了学生的语言感知、把握和表达能力,更让学生直观地了解学习目的,避免对仪器分析课产生厌学心理。另外,还可通过其他途径提升学生的语言智能并促进仪器分析教学。比如开设专题讲座,介绍学科最新进展,以此来开阔学生视野,拓宽专业知识面;介绍专业文献的查阅方法,借助网络资源优势,鼓励学生看中外专业文献;组织学生撰写小论文,如“仪器分析与化学分析的关系”、“仪器分析的发展方向”、“发射光谱法和原子吸收光谱法的异同点”等,培养学生语言表达、逻辑推理和探索创新能力;对大三学生有针对性地进行“科研训练项目”等,学生在老师的指导下查文献、翻译资料、处理数据并写出论文式报告,并在这个过程中提出自己的见解和观点。

2锻炼逻辑数理智能,促进仪器分析教学

逻辑数理智能强的学生有较强的逻辑推理和计算能力,喜欢对所学的分析方法、分析仪器、分析过程进行分类,并热衷于化学实验设计。仪器分析教学中适时地提出一些探究性问题,有利于学生发现认知的差距,激发学生利用已有知识探索未知世界的兴趣。例如,在讲授《电位分析法》一章时,向学生介绍多种学科交叉产生的新装置—生物传感器,并让学生预测它的应用前景。要确保教学整体思考过程能够沿着正确的方向进行,适时设定一些控制性问题,使学生的思维相对集中,便于学生在思维活动过程中得出正确的结论。同时,在教学过程中也提出一些促进学生发散性思维的问题,让学生思维天马行空,任意驰骋,激发学生的创新意识。通过热点性问题联系课程内容来促进学生知识的更新,有利于促进学生趋近学科的前沿。比如在讲授《伏安与极谱分析法》一章时,向学生介绍新型电极修饰材料,请他们思考关于纳米材料电化学性能、光化学性能、纳米材料有序组装、纳米材料生物相容性等相关的分析化学问题。鼓励学生创造性思维的发挥,鼓励学生敢于提出新问题,发表新见解,对于那些见解独到、简捷巧妙、概括力强的方法予以肯定和表扬。通过与学生一起讨论化学研究性学习计划、化学实验设计方案、化学小论文框架等,使他们充分体验化学实验规划、设计、整合的过程。

3培养音乐智能,促进仪器分析教学

音乐可使浮躁的心情平静,音乐也可使沮丧的心情振奋。重视化学学科中音乐智能的培养,是重视化学学科中人文教育的一种体现。音乐智能发达的学生可将这种智能运用于减缓压力、提高学业成就。仪器分析课程内容较多、难度较大,课时安排容易使学生疲劳,利用课间休息时间,用多媒体播放节奏轻缓的音乐,一方面能够让同学们放松心情,另一方面也可以和学生拉近距离。在一些仪器分析实验中,通过播放背景音乐,可以起到集中学生注意力,创造良好氛围的作用。

4开发视觉空间智能,促进仪器分析教学

开发视觉空间智能有助于学生思维能力和实验能力的提高。有视觉空间智能强项的学生能够良好地观察实验现象,得出实验结论。仪器分析课程中几乎每个章节都涉及实验装置、仪器组成及基本原理。这要求教师改进教学手段,应用现代化技术,多方收集资料,运用多媒体课件制作技术,制作出符合教学思想和学生认知规律的课件。例如,在讲授《原子吸收光谱法》中雾化室结构及工作原理、《色谱分析法导论》中两相分配原理时,通过向学生演示模拟动画,可以起到理想的教学效果。灵活应用多媒体课件中的图片、动画、视频和音频文件,可以向学生传递更多信息,有助于学生对所学知识的理解。在仪器分析实验教学中,学生要进行大量的实验设计,这不仅可以培养学生的具象思维,还可以培养学生的空间想象能力,是学生视觉空间智能在仪器分析课堂应用的有效方式。另外,我们重视教师身体语言的作用,教师的面部表情、手势、身体姿态、动作幅度、眼神接触等都显示着教师的态度和情感,学生通过观察接受这些信息可以调动提高学习情感。

5提高身体运动智能,促进仪器分析教学

仪器分析是建立在实验操作基础之上的学科。在仪器分析教学中身体运动智能集中表现为动手操作能力。有身体运动智能强项的学生喜欢承担具体的实验操作任务,并且能顺利地完成实验操作。实验中动手操作是感性地认识物质活动的过程,其目的在于把蕴含于化学实验目的和化学实验设计中的理论思维,通过物质的和实验操作方法外现于具体实践活动中。这是培养实验能力,养成科学态度和科学方法的最佳途径。在开设的包括光化学部分、电化学部分、分离分析部分共十五个综合性实验中,我们均确保每三至五人一个实验小组,一台仪器。要求每个同学都亲自动手操作实验仪器,在动手过程中学习、复习理论知识,并发现问题、解决问题。通过与科研机构、化工企业等建立友好联系,营造课堂外学习的良好氛围,通过参观、调研、实习等方式开拓学生的视野,了解化学与社会的关系。

6开启自我认识智能,促进仪器分析教学

自我认识智能指的是关于建构正确自我知觉的能力,其核心就是留心、反思与重建。仪器分析学习中的自我认识能力表现为:了解学习知识的方法是否科学,学习状态是否理想,以及清楚知道自己学习的潜能。在仪器分析教学中,教师帮助学生认识自己在知识理解和技能掌握方面存在的偏差并激励学生改进,指导学生对所学知识举一反三,及时纠正学生在实验操作方面的失误,对学生的实验设计方案提出表扬和恰当的修改意见等。通过实验,将学生带入科学探索的情景中。小组实验中,学生运用自我认识智能,在合作和交流中自主地建构关于仪器分析实验的知识体系,不断地权衡和评价自己的实验操作水平和实验结果。通过提问,指导学生对所学内容反思、对比、举一反三。如:紫外吸收光谱定性分析实验和红外吸收光谱定性分析实验的定性分析原理分别是什么?对于有机化合物的定性分析,红外吸收光谱法比紫外吸收光谱法更有利,原因是什么?在实验安排上,可采取先易后难的顺序,从基础实验、开放实验到研究型实验,逐步深入,使学生不断了解新知识、积累新知识、运用新知识。利用自我认识智能对整个实验过程进行反思总结是仪器分析实验的重要一步,主要从两个方面开展:(1)指导学生撰写实验报告时进行如下几个方面的总结:①本次实验研究的结果及所用几种测定方法的优缺点比较;②自己在本次实验中的成功经验或失败教训;③结合自己的实验操作过程,重新审视自己设计的实验方案,使之更加科学合理;④对本实验的改进或其他创新性想法。(2)教师对学生在实验过程中的总体表现进行评价(一般放在下次实验之前)。教师从学习态度、方案设计、实验操作技能、实验结果、实验报告等方面进行总结,对测定结果精确者予以肯定、鼓励,对误差较大者分析原因。

7塑造人际交往智能,促进仪器分析教学

人际交往智能的核心在于与他人之间的“理解与交往”,能够善于听取别人的意见。合作学习特别强调此项智能,仪器分析学习过程中,这种能力必不可少。我们通过让学生分组合作,小组成员一起讨论并与老师交流的方式,增加学生之间的互动、学生与老师之间的互动。《色谱分析法导论》一章和《气相色谱法》一章部分内容重叠。讲授完《色谱分析法导论》一章后,让学生课下预习《气相色谱法》一章,分组讨论后小组代表讲解部分内容。这样既可让学生在合作交往中锻炼自主学习能力、动手能力,更让学生有一种主导完成学习内容的成就感。教师在讨论中的角色体现多元化的特点,时而是组织者,时而是参与者,时而是批判者,时而是引导者。通过增加综合设计性实验、加强过程评价、整合常规实验内容、开发设计性、探索性和综合性实验来培养学生人际交往智能,由简到繁,由浅入深对仪器分析实验教学进行了改革。鼓励同学之间共同讨论实验步骤,合作完成实验操作,更进一步地讨论如何对实验装置进行改进,提高合作开发新实验的能力。同时,我们鼓励学生选取广播、电影、电视和报纸等大众媒体所反映的科技发展最新动态,制成多媒体课件,放在互联网班级共享文件夹中。学生浏览网页即可查阅相关的更新资料。这有利于学生养成交流、共享、合作的习惯,培养科研兴趣、拓宽科学视野。

8提高自然观察智能,促进仪器分析教学

仪器分析中的自然观察智能主要指的是观察实验并记录现象的能力。实验室中进行的学生实验、探究实验、设计实验等,是教师锻炼学生观察能力的有效媒介。通过对实验现象的观察和描述,培养自然观察智能是仪器分析教学的主要任务之一。我们开设多种形式的课程,除开设必修课和选修课外,还根据学校特色以及学校与周围环境的特点开设校本课程和内容丰富的活动课,将化学与社会、环境、食品、生产、生活等联系,作为研究性学习的课题。通过开放化学实验室,鼓励学生多做实验,改进或设计一些新的实验,培养学生的观察、创造能力。要说明的是,各智能之间并非彼此绝对孤立、毫不相干,而是相互作用、以组合的形式发挥作用。多元智能理论给教师的专业化发展提供了新的视角,要求教师的教学理念应由知识的传授为中心转向以学生发展为中心,教学模式应由单一性转向多样化,教学方法应由“满堂灌”转向灵活多样性,教学内容应由封闭性转向开放性,教师的知识结构应由局部转向全面,评价方式应由单一转向多元化。

仪器分析论文 篇四

分析化学是一门对物质的组成、结构和状态进行系统测量与表征的科学,是人们认识物质世界的重要手段之一。[1]它包括化学分析和仪器分析两大部分,两者相辅相成,缺一不可。《仪器分析》课程是综合性大学和高等师范院校中一门新颖的交叉学科。[2,3]《仪器分析》(含实验)课程目前是我校化学与材料科学学院应用化学、环境科学和工程以及化学教育专业本科生的主干基础课程。仪器分析是一门集化学、物理学、生物化学、数学和计算机科学等多学科为一体的综合性学科。

[4]由单纯提供分析测试数据,上升到从原始的分析测试数据中最大限度地获取有价值的静态和动态物质信息,以解决自然科学各领域中的关键问题。作为自然科学研究领域中物质的信息科学,仪器分析的发展被寄予越来越大的期望,并提出越来越高的要求。因此,作为本科生的仪器分析理论与实验课程体系的教学,也越来越显示其重要性。

结合目前的化学领域发展现状和教学要求,我们深刻认识到仪器分析课程的教学涉及面较广且综合性较强,在课堂教学中既要传授各种现代仪器分析方法的基本原理,又要介绍仪器的基本结构、测试原理和定性定量的分析方法,尤其是各种方法的特点及其应用范围。

而就目前我校的仪器分析课程教学现状来看,尚与国内其他院校存在一定的差距,无论是教学内容,还是教学方法,都缺乏及时更新,这本身与仪器分析方法的飞速发展是相矛盾的。因此,通过对《仪器分析》课程体系进行改革和实践,更新教学思想、改革教学方式、采用多媒体教学手段、理论与实验密切结合等途径,合理优化课程的内容和结构,对培养综合性、研究与创新性人才具有十分重要的意义。

近年来,随着仪器分析方法的迅速发展和更新,我国各高校都普遍增大了《仪器分析》课程内容的比重,并且结合仪器分析方法的发展趋势来更新教学内容,以便培养知识结构较新、动手能力颇强的学生。同时,各高校按照教育部《关于对基础课实验室进行合格评估的通知》精神,建设了一批合格实验室和实验中心,对于推动实验教学改革、突出本科教学在学校的中心地位起到了很好的促进作用。其中,北京大学的《仪器分析》课程教学的总学时数达到60学时,实验有18个,涵盖了11种仪器分析方法。

南京大学的《仪器分析》实验开出时间为大学二年级的两个学期,共有26个实验项目以供选择,课程教学的总学时数达到48学时,其中前13个实验项目为必选实验,后13个实验项目为选修实验。中山大学的《基础仪器分析》课程教学的总学时数达到54学时,开设基础性实验17个,综合型实验9个。其中选做实验与现实生活相结合,例如铅锌矿烟道灰中锗的光谱定量分析,单扫描示波极谱法——废水中镉的测定和中药冲剂中有效成分的分析等。此外,还组织实验每8人一组前往分析测试中心、化学院实验中心和各研究所进行大型仪器教学参观。因此,我们亟需根据自身专业特点将《仪器分析》课程的改革放到极其重要的位置。

一、研究现有课程体系,重视教学实践内容

我们必须了解课程自身的特点,这样才能有针对性地加以改进。首先,仪器分析理论课程涉及的学科和领域非常广泛,仪器工作原理往往是多学科交叉,比其他基础课更抽象、更枯燥,化学和环境专业的学生学习起来存在一定难度。学生感到最困难的是由于课堂上介绍仪器原理时未能见到实物,故常理解不透,印象也不深,单靠语言和文字描述仪器的工作原理又很难达到预期效果,不容易激发起学生的学习兴趣和动力。由此可见,要充分发挥课堂教学的重要作用,提高教学质量,就必须把教学从偏重知识记忆、偏重教师灌输的传统教学模式中解放出来,创建一种充分发挥学生学习主观能动性和发展其自身个性的教学模式。教师可采用形式多样的教学方法,如启发式教学法、比较式教学法、课堂讨论、实验演示等,或者按照仪器分析方法发展历程的方法,再结合相关国际刊物文献资料学习探讨等方式,充分调动学生的学习积极性。

其次,仪器分析实验作为仪器分析教学的重要组成部分,与其他化学课程相比较,仪器分析实验教学存在严重的三多三少的矛盾,即班次多、人数多、实验组多,而老师少、仪器少、实验室少。此外,还存在重复验证实验多,综合实验少;合作完成实验多,独立操作的实践机会少等情况。仪器分析实验教学以前主要集中在验证性实验和规范化操作,缺乏科学的思维训练和创造性激励。大多数学生在毕业前根本没有阅读过仪器使用说明书,遇到问题时通常依靠老师来解决,在实验中完全缺乏主动性,能力得不到及时地培养和提高。

此外,所涉及的大型贵重仪器实验或是演示实验,学生操作时间短,不能达到提高学生创新能力的目的。受到大型仪器数量的限制,虽然采取大循环(每组2~4人)做实验,但学生实际上机操作时间依然偏少。为提高学生上机的时间利用率,所开出的12个实验基本上都是成功率高、现象明显的验证性实验。在实验课中,许多学生反映独自操作的机会少,不利于培养他们的实验动手能力。希望实验室能随时对外开放,能有更多的实验机会,能让他们自己设计、验证实验。往往给学生自己动手的空间和机会,他们的自学能力才能得到提高,学习才能成为一种自觉性行为,懂得“教是为了不需要教”,“不教是为了养成学生有一辈子自学的能力”(叶圣陶语)的道理。

二、多种教学方法结合,突出多媒体教学

兴趣才是学生学习最好的老师,很多教学模式从主观能动性出发,就是为了在更大程度上激发或者提高学生学习的兴趣,为此我们就需要对教学手段进行改进,多媒体就是目前最普遍、最直接的教学途径。通过多媒体教学,就能很好地解决一些实际教学问题。多媒体教学能够展示平时课堂上难以在黑板上完成的实验装置、光路图、电路图或仪器外观形状等,还可以对实验进行模拟操作,让学生对仪器有直观感觉的认识,一目了然。

不但可以将大型精密仪器的形状、各部分结构、工作原理甚至操作技术,以图片、影片等形式形象直观地表现出来,而且可以把各方法原理以动画形式模拟出来,甚至还可以借助模拟仿真实验,让学生了解各种仪器分析方法的影响因素,大大增强了课堂的表现力。多媒体教学的优势在于可以直观形象地表达教学主题,[5]当然,仅仅依靠多媒体教学手段也会存在不足,主要体现在:听课的环节上,采用传统的教学方法常常可以做到听课和记笔记两不误,而采用多媒体上课后,往往让学生感觉讲课进度加快,来不及记笔记。

此外,在讲解分析方法的原理时,涉及到公式的推导,有些学生思考速度跟不上讲课速度。因此,在听课这一环节上,要求学生上课前结合课本中的思考题进行预习,上课时有目的、有针对性地认真听,适当作些记录,无须照抄笔记,课后再利用课件进行复习和巩固。传统的教学模式能一直延续下来,说明必然有它不可忽视的优势,而《仪器分析》的课程内容的特点又决定了需要多媒体这种教学手段,那我们就应该把二者有机地结合起来,取长补短,使我们的课堂达到最佳的效果。

三、理论与实践相联系,渗透课程的重要性

要学好一门课程,取决于学生对这门学科的重视程度。在教学过程中,要根据不同的专业制订教学计划,实行分层次教学,有选择、有重点地介绍不同的仪器及其应用实例。其中,对于化学专业的学生要重点学习各种有机化合物和微量元素等的分析检测以及蛋白质、酶、氨基酸等生物分子的分析等;应用化学专业的学生,要求他们重点掌握生产过程的监控,如化工生产方面原材料、中间体和出厂成品的质量检测等;环境科学专业的学生要重点学习大气、水、土壤等污染物的检测。要使学生认识到这门课程的学习会给自己将来的工作或者科研带来很大的帮助,并从内心重视这门课程。

同时,在教学过程中将仪器分析的原理方法与现实社会密切相关的热点问题结合起来。例如,涉及食品安全的毒奶粉事件、苏丹红事件,涉及环境安全问题的水体重金属污染、空气中污染物的监测等,不但可以帮助学生认识仪器分析在现实生活中的意义和作用,从而诱导学生学习的强烈愿望,而且可以促使学生从仪器分析课程中去寻求解决问题的方法,主动去学习,带来的效果是任何一种其他教学方法所无法比拟的。

四、改进实践教学的方式,多用启发式教学

目前传统的实验教学的指导方式是,告诉学生实验的原理、仪器、实验步骤,甚至连细节和注意点也一一交代,学生被动地按照实验的步骤一步步机械地完成即可,未能真正达到投入学习的目的,所学到的仪器分析知识及其他学科知识并未真正融合,使得学生不愿动脑筋,甚至不预习,实验时只需逐条看黑板、结合讲义也能完成实验,其结果只是使学生通过实验课巩固或验证所学的理论知识。多年的教学实践表明,尽管教师做得很细致很周到,但这样的实验很难激起学生主动学习的积极性,教学效果不甚理想,且对学生的动手动脑能力的培养极为不利,更不用说培养其创新能力了。

因此,老师们应把更多的思维空间留给学生自己,要求学生提前预习,让他们有独立思考的机会。而在课堂上开展启发式教学,重点介绍实验的基本原理和仪器结构,可以利用报废解剖后的仪器讲解结构原理,这种方式的教学才更加形象而又直观。这样就改变了教师讲学生听的传统的单通道输入知识信息的格局,起到了教师“举一”而学生“反三”的功效。[6]

五、强化学生实践能力,增添设计性实验

学习的过程已经不再是抄写黑板上的那些条条框框了,而是在于培养自己利用新的知识去找到解决问题的途径,这本身就是一场教与学的革命。为了提高仪器分析实验教学的质量,充分发挥分析仪器在培养学生创新实践能力中的作用,需要对仪器分析实验教学作较大幅度的调整。基本思路是将仪器分析实验的教学在12周内分两个阶段进行。第一阶段是以原有的基础知识和基本训练为目标的必做实验,第二阶段是以能力培养为目标的开放式设计性选做实验。

这种设计性实验要求学生根据老师给的课题,自行设计实验,通过独立查阅文献资料,验证实验方案,独立运用所学知识和实验技术解决实际问题,得出结论。在仪器分析实验中,可以把化学分析和仪器分析实验综合起来,例如,测量水样中金属离子,让学生先查阅文献,再进行水样(可自己采样)中一些金属离子的络合滴定分析和原子吸收测定,得出结果,然后写出类似科技论文的综合性实验报告。也可将老师的一些科研成果设计成仪器分析实验,使学生更深入了解一些前沿研究领域以及科技创新和论文撰写的全过程。教师主要起辅导答疑的作用,而学生才是自主学习的主人。

通过几年来对《仪器分析》课程体系进行改革和实践,更新教学思想、改革教学方式、采用多媒体教学手段、理论与实验密切结合等途径,合理优化课程的内容和结构,对培养综合性、研究与创新性人才具有十分重要的意义。开展多层次的实验教学,利用综合性、设计性实验锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力以及在撰写论文和答辩过程中的综合归纳能力、科技写作能力和语言表达能力。这种研讨式教学孕育了他们的创新意识,激发了其创新热情,培养了其创新实践的能力。