仪器分析课程教学改革与探索

摘 要 仪器分析是分析化学的一部分，它是借助于精密的分析仪器，依据物质的物理性质或物理化学性质来确定物质的化学组成、含量及结构的分析方法。随着电子技术、计算机技术、激光技术等新技术应用于仪器中，经典的化学分析不断被仪器化。仪器分析的应用领域也越来越广泛，它不仅应用于医药、化工、冶金还应用于食品、地质、环保、国防等领域。

关键词 仪器分析 教学改革 教学方法

中图分类号：G424 文献标识码：A

Instrumental Analysis Course Teaching Reform and Exploration

ZHANG Lihua

（Chifeng Industry Vocational Technical College， Chifeng， Inner Mongolia 024005）

Abstract Chemical analysis is a part of the instrument， it is by means of sophisticated analytical instruments， according to the physical or physicochemical properties of the substance to determine the chemical composition analysis of the content and structure. As electronic technology， computer technology， laser technology and other new technologies applied to the instrument， classical chemical analysis continue to be instrumented. Instrumental analysis applications are increasingly being used， it is not only used in pharmaceutical， chemical， metallurgical also used in food， geology， environmental protection， national defense and other fields.

Key words instrumental analysis； teaching reform； teaching method

仪器分析课程在教学过程中存在以下问题：其一，因一些大型精密仪器价格昂贵，普及较困难。而学校仪器的数量又有限，特别是精密贵重仪器，有时只有一两台，由于仪器娇贵，担心学生使用过程中误操作而损毁，所以，上课时学生只能观摩或者观看教师演示，学生直接动手操作机会很少。其二，目前职业学生文化知识基础薄弱，而仪器分析所包括的分析方法很繁多，如：电化学分析法、光学分析法、光谱分析法、质谱分析法、差热分析法等分析方法。而每一种分析方法根据被测物参数和原理的不同又有不同的分析方法，就以光学分析法为例，又可分为紫外-可见光谱法、红外光谱法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、荧光光谱法、核磁共振波谱法，自然，每一种分析仪器的操作过程及应用情况也不同。怎样把繁多而难懂的理论简单明了化成为仪器分析课教学的一大难题。其三，通过对食品和化工两个不同专业学生仪器分析的教学，笔者发现仪器分析教材很多，绝大多数是不分专业，不论学生水平而通用的，想选择适合本专业本校学生的的仪器分析教材却很难。其四，目前仪器分析课程教学仍然是一种以教师讲授为主、课堂学习为主、书本内容为主教育方式，“教师讲得辛苦，学生听得疲劳”， 使仪器分析教学陷入了一种两难的境地。

针对这些问题，应从以下几个方面进行教学改革。

1 利用多种教学方法，提高教学质量

对于容易普及而又相对便宜的仪器，学校要多配置一些，并采用现场教学，也就是直接把学生带到实验室，对着仪器进行讲解，边观察边讲解，利用直观教学的方法来提高教学质量。这样，在增加学生感性认识的同时增进学生对仪器工作原理的理解。还要尽可能地用一些报废的旧仪器来进行结构原理的讲解。比如，在讲可见分光光度计时，就可用报废的721型可见分光光度计，首先让学生观察仪器外部控制按键并熟悉其用途和操作方法，再拆开仪器，让学生观察可见分光光度计的内部结构和主要部件，教师进一步讲解每一个零部件的作用，再让学生试着组装仪器，并画出仪器的光学系统简图。这样就会使学生对这个仪器结构和原理充分理解，对内部光路印象深刻。像酸度计、离子计、旋光仪等常用仪器都可采用类似的教学方法。

对于价格昂贵且操作复杂的大型仪器，本身仪器数量有限，又担心学生操作过程中损坏，所以往往是教师在课堂上以黑板加粉笔的形式讲解结构和原理，有时用图片辅助教学，之后在实验室里教师操作演示学生观摩，学生自主操作仪器的机会是少之又少，也就不能做到熟练操作。笔者认为应采用现代多媒体教学手段，将复杂的方法原理、仪器结构、内部构造、分析流程、图谱及数据分析等制成图片、动画或视频材料，再结合声、形、色等，将复杂难懂的内容形象直观的表现出来，通过多种感觉来刺激学生的想象力，加深学生的理解，活跃课堂气氛，激发学生学习热情，提高教学效果。例如，在讲解高效液相色谱时，先让学生观看图片熟悉仪器外观，理解每个分仪器的作用，然后让学生观看每个分仪器的剖面图，理解其工作原理，再将整个仪器的工作流程制成动画，演示流动相流动过程。浅显易懂地描绘了复杂的结构和原理，最后用自制的视频演示所使用的高效液相色谱仪操作过程。多次观看视频至学生能熟练掌握为止，之后让学生进入实验室进行实际动手操作，学生操作起来就容易上手。在仪器数量有限的条件下，采用分组实验协同合作的方式，增加学生对仪器的操作机会，争取做到人人动手多次演练。也可以通过模拟实验对大型仪器进行多次演练，例如通过气相色谱虚拟实验室，了解仪器内部结构和原理并熟悉操作过程。

2 合理选择仪器分析教材

首先，仪器分析教学内容最主要的是光谱学、电化学和色谱学三部分内容，并应该按这一顺序来编写，大部分教材正是采用这一顺序编写的，较为合理。因为这样做，可以使学生在懂得光学分析法和电学分析法后，更容易接受色谱分析的学习，因为光谱检测器和电化学检测器是色谱学中常用的检测器，所以在讲色谱部分之前应该先有光谱学和电化学知识的准备。

其次，选用教材时要考虑到学生的专业情况。不同专业的学生仪器分析课程学习的要求不同：食品类专业的学生，要讲求课程内容的实用性，通过仪器分析课程的学习让他们知道在面临某一项分析任务时应选用何种仪器，并掌握常任分析仪器的基本操作方法。尽量选择理论浅显易懂实验内容较多的教材，且以光学分析法和色谱分析法为主而以电化学分析法为辅的教材。比如详细讲授紫外、可见、原子分光光度仪、红外光谱仪，色谱分析中主要讲授气相色谱和液相色谱，离子色谱仪，电化学分析中只选酸度计、电位滴定仪等有限的几个详细讲解，其他不做重点讲授，再结合仪器连用内容。化工类专业的学生，需要对基础理论、分析原理、仪器构造及数据处理都必须熟练掌握，选择教材时要注重理论知识的介绍，且要以电化学分析法为主，结合光学分析法和色谱分析法等分析技术。必要时可以介绍新的分析方法和新的分析技术给学生作为知识的扩展。

再次，选用教材还要考虑理论教学与实验教学相结合的问题。现在许多仪器分析教材以大篇幅的理论为主，涉及的实验内容却很少。对于职业院校学生来说，培养的目标是培养技能型的实用人才或操作人才。更应该重操作轻理论，这就要求教材选用上既要注重理论课的教学内容更要注重实验课的教学内容。

最后，教材选定后，在实施教学前，要根据专业特点、学生知识结构水平和学校仪器配置情况对教材内容进行合理的取舍，节选出与专业密切相关的教学内容。选讲部分内容、精讲重点内容、减轻教学压力。为了弥补学校实验条件的不足，补充教材内容，让学生接触到学科前沿的知识，可以考虑其他办法传授给学生。可充分利用网络信息资源进行教学，通过网络学堂，给学生推荐一些视频网站，如气相色谱质谱联用技术操作视频，或者将教学内容录制成教学录像上传至网络以供学生自学，再或者，以课下作业的形式，把需要学生补充学习的内容布置下去，让学生通过查找参考书或网络，在完成作业任务的过程中学会这部分知识，教师通过检查批阅，找出学生自学过程中的不足或欠缺，课上利用几分钟的作业讲评时间予以补充。

3 加大实验教学的比重，培养学生的实验动手操作能力

详细讲解重点内容，简单讲解次要内容，这样可适当减少理论课时，从而加大实验课时内容。在学校条件允许下多购置常用仪器，采用在实验室中授课的方法，边讲解边操作来减少常用仪器的实验课。加大精密分析仪器的实验课时，并将学生合理分组进行动手操作。可以让学生参与教师的科研项目，通过与教师共同完成科研内容提高动手能力。也可以与企业和当地检测机构合作，让学生不计报酬去顶岗实习，增加学生实际动手操作的机会。

传统的教学手段及教学内容已经不能满足高职学生对实践操作及知识更新的需示，所以有必要进行教学改革的探索，以提高学生的学习兴趣和动手能力。