仪器分析实验教学改革与实践（精品）.docx

仪器分析实验教学改革与实践随着知识经济和科学技术的迅速发展，仪器分析在化学化工、食品科学、制药工程和生物技术等学科中的应用越来越广泛，已成为科学研究中重要的分析与检测手段。因而，在高校教育中“仪器分析课程已遭到越来越多的重视。实践教学把理论、抽象的知识详细化，使学生对理论知识有更深层次的理解，进而到达培养学生学习动力和激情的目的。“仪器分析是一门技术理论与实践相结合的综合性课程，是化学、生物、食品及医药等专业的基础课，而“仪器分析实验是本课程中重要的实践教学环节。通过“仪器分析实验课的学习，使学生在实践中把握各种仪器的构造、工作原理、应用范围及操作规程，加强学生分析问题、解决问题、动手操作和创新能力并可培养学生的合作精神，为其从事相关工作夯实基础。为了充分发挥仪器分析实验的作用，根据学院的实际情况，相关老师在“仪器分析实验教学中进行了尝试性改革，并初见成效。1实验教学改革的必要性近年来，随着当代分析新仪器、新技术和新方法的不断发展，仪器分析在当代分析方法中起着主导的作用，把握其技术和方法有利于学生今后的发展。传统的“仪器分析实验教学方式和实验内容已不能适应时代和科技发展的需要。因而，“仪器分析实验的改革尤为重要。由于实验课所使用的大型仪器设备价格昂贵，数量少大部分只要1台。仪器的操作采用计算机控制，且操作软件大多为英文软件，而学生在进行实验以前从没有接触过这样的仪器设备。在以往的实验课教学中，将学生根据710人/组进行分组，采用循环式实验教学。实验时学生围在一起看老师讲解仪器的构造、使用注意事项和操作规程边演示边进行实验，而学生实际操作仪器的时间短、时机少。由于部分学生看不清或不认识软件中的英语单词，导致学生对实验缺乏兴趣，甚至依靠同组同学，抄袭实验报告。另外，实验课所开出的实验相对较为简单，实验前老师已将实验所需的试剂配制好，把仪器提早预热好，导致学生发挥的空间较少。这样，直到一次实验课结束，部分学生还是一知半解，进而达不到理想的实验教学效果和培养学生自主创新的能力。因而，必须对现有的实验教学方式和内容进行改革，使学生把握当代分析仪器的技术和方法。2“仪器分析实验教学形式的建立2.1合理安排实验内容，建立“阶段性的实验教学形式根据学院拥有的仪器设备情况，把“仪器分析实验分为2个阶段来进行。第1阶段为基础实验，在基础实验中主要以老师命题的验证性和综合性实验为主，减少陈旧实验，增加新技术、新方法在实验中的应用。第2阶段为设计性实验，让学生结合身边实际情况，选择较熟悉、与日常生活密切联络、试验样品易获得、应用性强的实验项目，以提高学生的学习兴趣和解决实际问题的能力。通过学生本人查阅与实验内容相关的资料，并设计出实验方案，由负责老师审核并组织学生对所设计方案进行讲评后，确定实验题目，根据实验室仪器的实际情况，安排施行实验。2.1.1基础性实验此阶段主要通过验证性和综合性实验，使学生把握仪器的构造、工作原理、操作规程，以及定性、定量和构造分析的方法，为下一阶段开放式的设计性实验打下基础。例如，优选紫外分光光度法测样品中苯甲酸含量、气相色谱法鉴定检测饮品中的醇、红外吸收光谱测绘及图谱解析、气相色谱-质谱联用技术鉴定分析杏仁香精中化学成分的基本方法等8个经典实验，其中验证性实验3个、综合性实验5个，由8名实验老师各负责1台仪器和1个实验，采用23人/组的循环式教学。对实验难度较大、涉及大型精细仪器的实验，先由老师进行实验演示讲解,学生再分别动手操作4。这样既保证了学生独立动手实验，又有利于实验技能的提高。2.1.2设计性实验此阶段主要在老师指导下，采用56人/组，由学生本人查阅资料、设计实验方案、自行准备实验，进行试验样品预处理、测定数据、分析数据、撰写实验报告，以培养学生在实验中发现问题、分析问题、解决问题的能力及团队合作精神和创新实践能力，为以后的学习、工作打下坚实的基础。近年来，先后开设了饮料中山梨酸和苯甲酸含量的测定、火腿肠中亚硝酸盐含量的测定、果蔬中VC和VB含量的测定、茶叶中VC的测定、牛奶和奶粉中三聚氰胺的测定、饼干中黄曲霉毒素的检测等50多种设计性实验。同时在实验中根据实际情况，通过选择不同仪器测定同一样品成分的方法，进行比照性实验。例如，采用高效液相色谱HPLC法和荧光分光光度法测定果蔬饮料中VC的含量；采用薄层色谱TLC法和荧光光度法测定饼干中的黄曲霉毒素。通过比照性实验，以确定不同测定方法的优缺点。实践表明，通过设计性实验的开设，整合了多个知识环节，充分调动了学生学习的主动性和积极性，培养了学生的创新能力5，加强了学生的学习主动性和自自信心，培养了学生分析和解决问题的能力，促进了知识的融会贯穿。2.2实行开放式教学，鼓励学生介入老师科研活动“仪器分析实验作为培养学生实践能力的重要课程，单凭实验课较短的学时，学生无法完全把握仪器的使用，需要利用课余时间来继续进行讨论。因而，由实验中心统一调度仪器和指导老师，实行工作日白天全天开放、晚上和节假日网上预约开放，由实验老师轮流值班的制度，使学生有充分的时间补做实验课上没有完成或失败的实验，可以以使学生对没熟悉把握的仪器操作再进一步加强，做到了“时间与空间相结合的开放。另外，实验室的开放，增加了学生们积极介入老师科研活动的热情，培养了学生的科研兴趣。部分大二和大三学生介入科技创新课题，帮助老师完成了杂粮饼干主要成分的测定、松茸饼干质构的测定、紫山药饮料黏度和色度的测定等实验。通过开放式教学，为学生的实践学习提供了便利，奠定了其从事科研工作的基础，又充分发挥了实验室现有仪器的作用，提高了仪器的利用率。2.3强化预习环节，完善实验考核实验预习是进行实验的重要环节，学生通过预习可了解实验目的、实验原理、实验内容以及实验需要解决的问题。但在实验进行之前，学生完全没有接触过实验所需的仪器，进而对实验仪器缺乏直观的认识。那么，采用什么样的预习方法才能使学生到达预习实验的效果呢？为了便于本科生、研究生及老师使用大型仪器，了解大型仪器的构造和工作原理。实验中心拍摄了气相色谱仪、原子吸收光谱仪、红外光谱仪、紫外光度计、荧光光度计、质构仪、热分析仪、黏度计等大型仪器的实际操作视频，放在实验中心的网站上。在视频中，实验老师具体讲解了仪器的构造、工作原理、应用范围及仪器的操作经过，使学生在进行实验之前，通过观看视频，对仪器的使用有较具体的了解。为了考察学生的课下预习情况，老师采用课上提问的方式对学生进行考核，作为实验总成绩的一部分。实验时，学生在老师的指导下就能够直接对仪器进行操作，这样既增加了学生学习仪器分析实验的紧迫感和积极性，也为实验课的安排和仪器的使用提供了便利。实验考核是对学生把握实验情况的检验，考核主要包括出勤、预习、实验报告、操作技能考试4个方面，分别根据出勤5、预习5%、实验报告60其中基础性和实验性各30%、实验技能考试30的比例，计入学生的实验总成绩。其中，实验报告包括实验目的、原理、实验步骤、数据记录及处理和问题讨论，通过实验报告及时发现、纠正学生在实验中出现的问题，培养其严谨的科研态度；操作技能考试以老师命题、学生抽题的方式对学生进行考核，要求学生在规定时间内单独完成实验内容，进而对学生动脑考虑和动手操作能力进行综合评价。2.4加强师资建设，提高科研素养老师是人才培养的主体，老师实验能力的强弱对学生实验能力的培养起着决定性的作用。一直以来，学院特别重视实验教学队伍的建设，加强老师的各项培训，鼓励实验老师积极参加科研实践活动，提高实践能力，逐步构成了一支实践经历能力强、教学科研丰富，拥有严谨的治学态度和勇于创新的实验教学队伍，在实验教学中发挥着重要的作用。3结语通过对食品科学与工程专业仪器“分析实验教学改革，使学生由“照方抓药的被动式学习转变为“寻方制药的主动式学习，激发了学生的学习兴趣和创新能力，培养了学生的科研素养，提高了学生分析、解决实际问题和动手操作大型仪器的能力，为其设计毕业论文和从事相关性工作打下了良好的基础。同时，实验教学的改革也使教学质量总体提高，初步到达培养创新型人才的教育目的。但是，“仪器分析实验改革是一项长期工作，在教学中，必须不断更新和改良实验教学内容与方法，激发学生的创新热情，培养学生的创新能力，充分发挥“仪器分析实验在实验教学中的作用。