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现代仪器分析课程教学改革实践

来源:用户上传      作者:付国妮 宋春霞 陆瑞利

  摘 要:为激发学生对现代仪器分析课程的学习兴趣与主动性,提升教学质量,结合教学实践,对该门课程的教学内容、教学手段、教学方法及考核体系进行了尝试性的改革,以期提高学生的学习兴趣,提升教学效果。
  关键词:现代仪器分析;教学过程;改革
  Abstract:In order to stimulate students'interest and initiative in the course of modern instrumental analysis,and improve the teaching quality,combining the teaching practice,the teaching content,teaching means,teaching methods and assessment system of this course have been tentatively reformed,so as to improve students'interest in learning and improve the teaching effect.
  Key words:Modern instrumental analysis;Teaching process;Reform
  仪器分析是以测量物质的物理性质和物理化学性质为基础的分析方法,是分析化学的发展趋势。随着生产的发展和需要,现代仪器分析结合了计算机、数学、物理、统计学、生物医学、天文、材料、环境、农学、精密仪器制造等多门学科,在高校尤其是农林院校的很多专业中具有举足轻重的地位。因此,现代仪器分析课程在高等农林学校化学相关专业培养体系中占据相当重要的地位[1-5]。安徽农业大学自2005年设立应用化学专业以来,现代仪器分析在应用化学专业人才培养方案中一直作为专业核心课程,这也足以体现现代仪器分析的重要性。
  21世纪以来,科技和生产中出现的新问题对现代仪器分析这门学科提出了更高的要求,需要新方法、新技术或新仪器提供更复杂、更全面的信息,以迎接不断遇到的挑战。目前,仪器分析方法已有数十种,但各方法的性质基础和原理各不相同,之间也没有关联性,因此要熟练掌握每种方法还是存在一定难度。在教学过程中,学生也经常反映课程内容不易掌握,学生学习兴趣不高。笔者结合自身教学实践,对该门课程的教学过程进行尝试性的改革,以期提高学生的学习兴趣,提升教学效果。
  1 调整教学内容
  安徽农业大学应用化学专业的现代仪器分析课程选用的教材是华东理工大学主编的仪器分析,内容主要包括色谱分析法、电化学分析法、光学分析法以及核磁共振波谱法、质谱法等,总共14章。根据安徽农业大学应用化学专业的特点、现代仪器分析发展趋势及该课程的学时数,结合其他课程的讲授内容,对教学内容进行了合理筛选,将色谱法、电化学法和光学分析法这3种分析方法作为该校应用化学专业现代仪器分析课程的教学内容。根据实际情况对每种分析方法的内容进行了取舍。色谱法是分析化学中应用最广泛的仪器分析法,适当增加了其课时,从色谱法的起源开始,延伸到色谱法的理论基础、色谱分析仪器的基本结构、色谱分析的定性定量方法及应用等,逐一进行详解;近年又适当增加了毛细管电泳部分,让学生了解更多的色谱分离方法。电化学分析法和光学分析法的内容则适当减少。电化学分析法主要讲授电位分析法,光学分析法主要讲授原子发射光谱分析和原子吸收光谱分析这2种方法。在介绍每种仪器分析方法时,适当给学生讲解常用的样品前处理技术,让学生明白样品尤其是实际样品需要经过样品前处理达到除杂或富集等目的,然后才能进行样品分析。同时,在讲解每一种分析方法的仪器时,都给学生介绍最先进的仪器,以帮助學生掌握该方法的科技前沿。
  2 丰富教学手段
  充分利用多媒体设备开展教学活动。对于每一种仪器分析方法,尽可能通过多媒体课件将抽象枯燥的基本原理、仪器构件以实物照片或动画等更直观的形式呈现给学生,从而激发学生的学习兴趣,更好地掌握所学内容。2019年安徽农业大学在选用的《现代仪器分析》教材中加入了很多的二维码,学生可以使用手机扫描相关的二维码,以动画、视频、彩色图片或文档等多种形式更直观地学习该内容,如色谱法的起源、发展过程、气相色谱仪的流程等。
  3 改进教学方法
  3.1 联系实际生活 现代仪器分析内容较为抽象,尤其是每种分析方法的应用领域,如果只是泛泛介绍,学生会感到很茫然,但如果通过介绍一些具体实例引出该方法的应用,学生就很容易领会。比如在介绍高效液相色谱法(HPLC)的应用时,可以先给学生播放一些因水果或蔬菜中农药残留超标而引起的中毒事件,由此说明食品中农药残留检测的重要性,进而引出一些应用HPLC法测定常用农药残留的标准方法。由于所列实例与日常生活密切相关,学生容易理解且印象深刻。同时,在授课过程中适时介绍该专业科研平台的有关内容,鼓励学生从事创新项目的研究,从而真正地理论联系实际,激发学生的创造思维,提高实践能力。
  3.2 注重课堂互动 现代仪器分析教学过程中,如果自始至终都是老师进行一味的讲解,学生往往学得索然无味,教学效果也不甚理想。为调动学生的学习兴趣,可以在讲解某一内容之前,通过具体实例,巧设与该内容有关的问题情境,让学生去讨论、思考,从而激发学生的学习兴趣,课堂教学效果也事半功倍。比如在讲解色谱法分离原理时,可以让学生先观看“色谱法的起源—茨维特实验”的视频:叶绿素的石油醚提取液通过石油醚的淋洗,在活性碳酸钙柱上由1种绿色带慢慢变为绿、黄2色带,再到青、浅绿、浅橙3色带,最后呈青、绿、黄、橙4色带,然后让学生去思考、讨论“为什么原来只是1种绿色溶液(色带),经过活性碳酸钙柱后会分为4种不同颜色的色带”,最后让学生上台解释这种现象。借助实例讲解,学生更容易理解、接受、掌握色谱法分离原理的内容。
  3.3 结合实验教学 现代仪器分析课程不仅要让学生通过理论课的学习掌握所学的仪器分析方法,更要培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,因此必须开设对应的仪器分析实验课程。尽量保持仪器分析实验教学与理论教学同步,经常带领学生到不同科研平台参观学习各种大型分析仪器的使用方法。通过实验课的具体仪器操作或在科研平台的参观学习,融理论于实践中,不仅激发了学生学习的积极性,而且锻炼了学生发现问题、解决问题的能力。
  4 完善考核体系
  改变以往的单一考试模式,建立多元化考核体系。由于现代仪器分析方法较多,且之间没有关联性,因此学生容易出现厌学情绪,对知识的掌握度不够。多数学生在考试前才开始突击复习,以应付考试,对所学内容并没有真正掌握、领会及应用。为使学生积极主动地学习该门课程,可以提高平时成绩比例,加强对学生的平时考核,如课堂出勤、课堂互动、作业优劣以及平时小测试等。
  参考文献
  [1]沈洁,商少明,李娟.《仪器分析》实验教学的改革探讨[J].广东化工,2017,44(11):291,302.
  [2]李卫华.仪器分析课程教学模式改革研究[J].高教学刊,2015(1):37,39.
  [3]栾芳,冯艳茹,李秋萍,等.在仪器分析教学中培养学生的创新能力[J].高师理科学刊,2007(1):82-84.
  [4]王瑞勇,石杰.仪器分析课程教学改革实践与初探[C]//大学化学化工课程报告论坛论文集,2009:182-184.
  [5]汪小强,白玲,李铭芳,等.仪器分析课堂教学的探索与实践[J].广东化工,2019,46(24):111,120.
  (责编:徐世红)
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