仪器分析实验课（精选12篇）
仪器分析实验课 篇1
摘要：针对当前化学专业研究生仪器分析实验课教学的现状,提出了理论与实践相结合,以实践操作为核心,提高了学生的动手能力和学习兴趣,对仪器分析实验课的教学内容和教学方式进行了比较深入的探讨。
关键词：仪器分析实验,实验教学改革,实践教学
化学是以实验为基础的科学,实验教学是化学教学中的重要组成部分,对于培养学生的专业素质、分析问题的能力、解决问题的能力、动手能力、学习兴趣和巩固理论知识都具有非常重要的作用[1,2,3]。其中仪器分析实验对于研究生来说是一门必修课,它对于培养研究生的科研素质和能力以及独立从事科学研究的能力尤为重要,现行的仪器分析实验课教学在培养学生动手能力方面还有所欠缺,在教学内容和方式上进行改革势在必行。
1 仪器分析实验课教学现状
当前的仪器分析实验课面临诸多问题,如理论讲述时间过多,导致学生实际操作时间减少。部分老师唯恐自己讲的不清楚、不全面,以致留给学生亲自动手操作仪器的时间太少,不利于学生熟练掌握仪器的使用方法。也没有针对学生的专业进行合理的分组。对于不同专业的学生来说,在以后研究过程中经常使用的仪器是基本固定的,因此没有必要学习实验室所有科研仪器的使用[4]。另外由于近几年研究生招生规模的扩大,对于一般院校,用于实验教学的仪器设备无法满足仪器分析实验教学的需要,不利于学生在有限的学时内掌握仪器的使用方法。而且实验分组也欠合理。主要是每组的学生人数比较多,这样老师在现场演示仪器操作的时候,在有限的空间内无法保证每一位学生都看的很清楚,无形中也压缩了每位学生操作仪器的时间。最后是考核流于形式。教师没有严格把关,导致学生在心理上没有引起足够的重视。部分老师以完成教学任务为目标,没有对每一个环节都严格要求,不利于学生真正掌握仪器的使用方法。
2 仪器分析实验课教学改革的探索
(1)以实践动手操作为核心。
我们应该完全相信一个研究生独立学习的能力,教师应尽量减少理论讲述的时间,可以适当加重演示操作的时间,力求每一位学生都看清楚并掌握仪器操作的步骤和要领,留出尽可能多的时间让学生们独立练习操作,苦练基本功,让学生打下坚实的基础,对学生在操作过程提出的问题,要耐心辅导,加以引导,训练学生积极探索的能力,让学生在学会正确操作的同时懂得仪器的原理。
(2)以学科专业特点作为分组的依据。
我们在实验内容的安排上可以突出不同专业的特点。比如无机专业的研究生主要用到红外光谱仪、元素分析仪、热分析仪、荧光光谱仪和磁测量系统等;有机专业的研究生主要用到核磁、质谱、高效液相色谱和液(气)质联用等。对于不同专业的学生应该突出重点,与专业相关的必须熟练掌握,相应的学时可以多一点,对于用的少的仪器,在学时上可以安排少一点。
(3)以规范基本操作为重点。
首先要求教师在演示仪器操作的过程中加强示范,要做到简练、准确和详尽。简练就是要求在演示操作过程的时候,以学生最快、最容易接受的方式演示,不要过于繁杂。准确要求教师熟练的演示规范化的操作过程,不要对学生有误导的嫌疑。详尽要求教师在示范与讲解结合的过程中,要尽可能的讲的详细,要随时做好回答学生提出的任何问题,同事也要控制好演示的速度,以便学生更好的消化每一个操作细节。事实上,目前的仪器基本都是与电脑联用的,操作已经很简单了,教师也可以把课件和视频等资料共享给学生,这有利于学生课后的复习[5]。
(4)以反复训练为抓手。
实践证明,在规定的学时内完全熟练的掌握仪器的使用方法是没有问题的,但是要保证以后自己亲自动手操作的时候也这么熟练就必须多安排几次训练。经过近几届学生的教学实践,发现仪器实验课以后,多安排学生自己动手操作仪器,可以有效保证学习的效果。教师可以灵活安排,要求学生在仪器实验安排的学期内,自己运用周一至周五的空余时间练习仪器的操作,一般每台仪器不少于五次,当然越多越好。这一方面靠学生的自觉性,另一方面老师也要积极支持。
(5)以严格考核为保障。
对于仪器实验课的考核,实践操作必须占更多的比例,一方面是引起学生的重视,另一方面是促使学生真正掌握仪器的使用。所以考核的时候必须在任课教师的监督下用仪器表征实际样品为准,重点考察学生实际操作中的每一个环节,以观察他们的基本功是否扎实。
3 结 论
仪器分析实验课的教学对于学生打好科研基础,提高实践动手操作能力,培养学生科学文化和技能素质,甚至提高仪器的使用效率,促进科学发展都是非常有意义的,我们应该在教学过程中不断积累和总结经验,使仪器分析实验课不再枯燥,让学生学到更多实用的知识,是每一位老师的职责。
参考文献
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仪器分析实验课 篇2
仪器分析化学实验总结
仪器分析法是测定物质化学组成、状态、结构的重要方法，也是监测物理、化学等过程的重要手段之一。由于物理学、电子学的发展促进了分析仪器的发展，从而分析化学已经由以化学分析为主的经典分析向以仪器分析为主的现代分析过渡，仪器分析的应用也逐渐扩展到许多相关学科中，因此《仪器分析》已被列为化学专业（本科）必修的基础课程之一，一些非化学专业也逐渐将仪器分析列为必修课或选修课。仪器分析是一门实验技术性很强的课程，需要严格的实验相关知识与实验技能训练，在《仪器分析实验》课程的教学过程中是理论可以指导实践，通过实验可以验证和发展理论。仪器分析实验中一些大型仪器的操作较复杂、影响因素较多、信息量大、技术要求高，还需要通过对大量实验数据细致的分析与图谱解析来获取有用的信息。通过本门实验课的学习，可以培养学生如何使用分析仪器正确地获取精密实验数据，进而对实验数据进行科学地处理得出有价值信息的能力。掌握所用仪器的结构和各主要部件的基本功能，理解和掌握相关仪器的实验技术、方法，增强学生独立操作该类仪器进行科学研究的能力。
本学期按照本科教学大纲的要求并结合授课班级2004级化学本科的实际基础，我们共开设了八个实验：火焰原子吸收法测定钙、镁的含量；气相色谱法进行混合物的定性、定量分析；721-分光光度法测定微量铁；分子荧光法测定奎宁含量；紫外分光光度法测定苯甲酸含量；单扫描极谱法测定自来水中的铅和铬；液相色谱法测定樟脑球中萘含量，综合热分析法对热分析过程的测定。实验覆盖面广，仪器设备先进。学生在实验过程中更进一步地理解了各种分析方法所依据的原理、该方法的技术特点及操作要领。学会了一些常规分析仪器的使用方法，并能够掌握运用仪器对实际物质进行分析分离的基本思路。
仪器分析是让学生以分析仪器为工具亲自动手去获得需要的信息，是在老师指导下所进行的一种特殊形式的科学实践活动，是学生未来走向社会独立进行科学实践的预演。为此我们每次上课前都要求学生要通过仪器分析实验课的学习对具体的实验过程有一个直观、感性的认识，在此基础上再通过认真、严格、细致的操作练习，在获取实验数据的过程中培养良好的科学作风和独立从事科学实践的能力。具体方式为：
1.要求学生在实验之前，应做好预习工作，仔细阅读仪器分析实验教材中的规定与要求，弄清楚方法的原理、实验操作的程序和应注意的事项，特别是安全事项。
2.在实验前我们会先检查学生的预习情况，结合当次实验内容中涉及的操作要点对学生进行简要讲解，然后指导学生做好实验准备工作。
3.学生实验开始后，要求学生细心观察和详细记录实验中发生的各种实验现象，记录的原始数据不能删改，如有疑问可与同组学生进行现场讨论，并通过与指导老师的探讨解决疑问，必要时可重做 1
实验，最后经指导老师认可后完成实验内容。
4.认真、及时写好实验报告。撰写实验报告是仪器分析实验的重要环节，实验数据的处理与分析都要在报告中体现出来。报告的内容除了实验名称、实验日期、实验仪器型号、实验操作条件等规范内容外，还要包括学生对该实验的总结与讨论，对少数实验异常现象进行解释，老师必须认真批改实验报告并给出报告成绩。
5.所有实验结束后，要以口试、操作技能考核方式予以期末考核，将结果计入总成绩。
综上所述，仪器分析化学课实验，无论教还是学，都必须坚持客观、严谨、认真、扎实的作风，教师才能教好，学生才能学好；也只有这样，才能真正发挥实验教学的作用，达到预期的教学目的和效果。
仪器分析实验课 篇3
关键词：《仪器分析》；课程；实验；教学；探讨
中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）02-0208-02
《仪器分析》课程从上个世纪六七十年代就作为化学化工、物理以及电子学等学科必选的重要课程，学生通过对该课程的学习可以掌握科学仪器的原理、构造和分析方法，进而在实践过程中能利用大型仪器解决传统方法无法解决或很难解决的测试问题。进入21世纪后，几乎所有的理学及工学专业都非常重视该课程对专业培养的需要，相继在环境科学及工程、生物科学等领域作为专业选修科[1]。但是，通过对若干院校及相关专业的《仪器分析》课程教学的信息反馈，教学过程与教学方法还是存在很大的问题，比较突出的就是《仪器分析》课程的教学与相应实验不能够相应促进，从而导致所学理论不能够很好地应用于实际。针对这种情况，结合笔者多年对该课程的教学实践，可以从以下两个方面改善。
一、《仪器分析》理论课程设置以实验为基础，专业培养方向为导向
过去《仪器分析》课程所占学时较多，个别“211学校”（例如厦门大学）该课程的理论教学课时达到80学时以上，但是由于人才培养模式的变化或专业培养方向的调整，大多学校对于该课程的学时都进行了大大的压缩，基本控制在40学时左右，随之而带来的问题就是对授课内容的缩减。但是为了保证学生对该课程学习的完整性，许多研究者进行了大量的探索[2]。由于学校之间的教学条件差异性很大，不可能提出一套适合所有学校的教学模式。笔者认为，《仪器分析》课程是以培养学生动手能力为目的的学科，所以应该根据实验的开设情况合理安排理论课程的教学。而另一方面，由于专业培养方向的差异，《仪器分析》理论课程的教学就可以作出适当的调整。以我校《仪器分析》的实践教学为例，该课程主要在化学师范、环境科学以及应用化工技术专业开设。三个专业的人才培养方向有很大差异，化学师范主要培养化学教学的教师和教学研究人员，环境科学专业主要培养环境监测与分析的人员，应用化工技术专业主要培养化学工程及生产过程的在线检测与控制人员。化学师范专业的该课程教学必选的实验只要是电位法、紫外—可见吸收光谱、原子吸收光谱以及红外光谱，环境科学专业主要是除了上述实验以外还要选择气相色谱、液相色谱分子荧光光谱等实验，而应用化工专业还要学习热重、X射线衍射等内容。与之相对应的，每个专业根据专业背景，对该课程的理论教学也作出了调整。
二、《仪器分析》实验教学模式由演示到开放、互动的转变
多数高校《仪器分析》课程及实验教学都是重理论轻实验，一方面是由于大型分析仪器价格比较昂贵，稍有操作不当就很难维修，且成本很高；另一方面，仪器种类虽然比较齐全，但是就单一种类的仪器数量却不多，无法满足多人同时操作。所以，多数高校实验的模式都是以教师演示操作为主，由此带来的问题就是学生理论基础再好也很难独立完成实际工作[3]。经过多年的教学摸索，《仪器分析》课程必须实现由演示到师生活动的模式转变。实现这种转变的关键主要在于两个开放。其一，是实验室的开放程度。即对实验室的资源进行整合，对现有大型仪器进行分类规划。例如，我校将气相色谱仪、液相色谱仪、离子色谱、气-质联用仪等为一组，紫外-可见吸收光谱仪、荧光分光光度计、红外光谱仪等为一组，放置于同一大型实验室内。进行登记预约制度，由理论课教师与实验室管理人员协调沟通，合理安排师生同时上机。其二，建立实验分组轮换制度。即对教学班进行分小班，5~6人一组，按照实验安排内容，实验前需与相关实验教师沟通协调，但是可同时在一组仪器实验室同时从事多种仪器的操作训练。例如化学师范专业有学生35人，分为6组，每组5~6人，分别与光学仪器实验室、电化学教学实验室、色谱教学实验室、结构分析实验室的老师预约时间，第一组同学第一周做色谱实验，第二组同学第一周做电化学实验，依次类推，错开相应时间，并在学期期末前进行轮换完毕。这样做的好处就在于，不仅避免了很多同学同时做一个仪器实验而很难有动手机会的局面，增加了接触大型仪器的机会；而且，由于同一时间，上机操作的同学不是很多，实验教师可以针对性较强地向同学们讲授仪器的操作和使用，从而同学们掌握的知识更具有完整性。
三、创新实验体系的建立与考评体系的重塑
由于《仪器分析》理论课的教学是以实验的安排为基础的，所以实验课的安排就显得尤为重要。过去的实验课的设计基本上是实验教师在课程开设之前就确定实验目标、实验内容与考核方式，学生很少能够根据自己的兴趣选择实验项目，也就不能对所学知识有足够的兴趣，所以始终处于被动接受的状态，也就不能保证理论学习和实践教学的有效促进。针对这种情况，同时为了增强同学们的独立思考能力，对实验体系进行大胆革新。即对于《仪器分析》实验的目标和内容作出调整。首先，将实验体系分为基础实验操作和创新实验两个部分[4]，其中基础实验操作主要根据学科培养方向确定。例如化学师范专业主要培养从事基础教育的人才，所以更为强调仪器的基本原理部分，而环境科学专业主要培养环境监测人员，所以在基础操作上更为注意操作细节的培养。其次，将学生的成绩考评体系也分为基础技能考核和创新考核两个部分。经过多年的摸索实验，基础技能占60%，创新考核占40%的比例比较适合该课程的考核。基础技能实验安排在5~6个实验，而创新实验安排1~2个实验即可。采用5~6个同学一组，独立完成所有实验过程。建立创新体系需要对于该课程的教学目标进行调整，不仅要学生掌握《仪器分析》的基本原理、构造与应用，更为强调的是利用大型仪器解决实际问题的能力。例如，在讲授《仪器分析》课的同时，对于近期备受关注的塑化剂问题，要求同学们通过查阅相关资料，自主设计监测食品中塑化剂的实验方案，教师只辅助指导完善细节。结果，很多同学利用学习的有关色谱、质谱以及电化学的方法设计了相对合理的分析方案，并尝试了方法的可行性。
通过对如上三个方面的改革探索，实现《仪器分析》课程的体系改革，有效地促进了该学科的教学，特别是改变了以往重理论轻实验的教学模式，能够更为有效地培养学生的动手能力。但是，同时也应该看到，如此的改革也面临硬件、师资等问题。一方面需要对于课程的具体设置提出大胆的改革，另一方面实验室的配备还需要完善，同时相应制度的建立也需要付出大量的努力。
参考文献：
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仪器分析实验课 篇4
关键词：仪器分析,实验课,教学质量
实验教学在培养研究生的创新能力和科学素质上起着重要的作用。当今高等教育提倡培养厚基础、宽知识、高素质、强能力的创新型人才,这就要求我们转变教育观念,坚持教学改革,不断提高教学质量,使学生不仅具有扎实的基础知识,同时具有较强的实践能力和创新能力。
仪器分析课程是我校食品科学、林产化学、材料科学、环境科学、生物技术、森林培育、森林保护等专业研究生的选修课。仪器分析实验课是仪器分析课程中非常重要的实践教学环节,是学生了解各种仪器的结构、熟悉各种仪器的操作方法、懂得各种仪器的原理、理解课堂上所学到的理论知识、更好地学习仪器分析课程的坚实基础,其教学质量的高低直接影响着学生对仪器分析课程内容的学习、理解和知识的掌握,甚至影响着后续相关课程的学习。
实验教学是培养高素质人才的途径之一,仪器分析实验教学是全部实验教学体系中的重要组成部分,关于怎样提高仪器分析实验课的教学质量以及通过实验课的改革来提高学生的实验能力及创新意识,培养创新型人才的讨论已引起广泛的关注。笔者结合近几年从事仪器分析实验课教学的体会,对怎样提高仪器分析实验课的质量进行讨论。
一、教师对于教学质量的提高起主导作用
教学改革的重点是以提高教学质量,培养创新意识,增强探索能力为中心。如何在教学中培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,学生从被动地接收知识变为主动地学习知识,学生与教师有双向信息交流过程,教师在其中起着重要主导作用。
仪器分析实验课采用的是实践教学方式,教学过程是研究生认识、了解、掌握仪器分析基本原理和基本操作的过程,是培养研究生实验能力的重要环节,也是培养具有创新能力高素质人才的重要途径之一。作为教师,要认识到实验课的重要性,要深入了解教学内容,要有扎实的专业基础和实验技能,有良好的实验作风和科学道德素养,懂得“身教重于言教”,以身作则,以自己的言行去感染学生,以教师自身的品质、知识和能力赢得学生的信赖和尊重,同时教师要有责任感。例如每年都会有80~90位研究生选择仪器分析课程,为了使每位研究生都有足够的时间接触仪器和操作仪器,教师将学生细分至3~4人一组进行实验教学,这就意味着教师对同一实验要讲授20次以上,虽然教学工作对于教师是重复而繁重的,但对于研究生很好地掌握实验课程的内容起到了重要作用,在此过程中教师也以认真、负责的教学态度感染着学生。
整个仪器分析实验课程中,教师应对学生预习该实验课、听教师讲课、做实验、写实验报告等几个环节做出正确指导,侧重点在实验前的讲课、实验过程中对学生的观察指导和对实验报告的批改方面做出指导。仪器分析实验课的目的,一方面要对理论课上的知识进行巩固和消化,另一个重要方面是要让学生熟悉仪器的基本结构及掌握仪器的基本操作,使得研究生能将仪器分析顺利地应用于今后的科研工作中。在仪器分析实验课中要求研究生在实验前要了解实验基本原理;在实验过程中要规范操作,仔细观察,如实记录实验现象,并会用所学理论知识解释实验现象;在实验报告中要对实验中的问题和结果等进行分析总结和讨论。
比如气相色谱实验中,为了加深学生对气相色谱仪结构的认识,使学生对气相色谱的进样口、色谱柱、检测器的功能和结构有更深的领悟,教师专门将进样口、色谱柱和检测器从报废的气相色谱仪上拆卸下来,然后再将各个部件彻底分解开,讲述各个部件的结构及工作原理,使得学生从认知仪器结构的角度去理解仪器的基本原理,使枯燥的原理变得形象化,提升学生对实验课的兴趣,从而达到提高教学质量的目的。
在实验过程中要反复强调实验记录的重要性,实验记录是进行实验的第一手资料,也是对实验中具体情况进行了解的途径之一。虽然对实验现象的观察和记录说起来简单,但要学生认识其重要性并不容易,因为大部分学生是按照实验指导书的实验步骤去做实验,容易忽视对实验的观察和记录。比如在液相色谱实验中,学生如果能对柱压的数值进行详细记录,便可以间接地跟踪整个实验过程中是否有异常现象(如样品进样前是否过滤除掉细小颗粒物质、流动相选择是否合适、色谱泵是否有气泡进入等)发生,而学生在实验过程中对这些细节的注意程度却不够高。
在实验课中,除了教师巡视观察每位学生的操作,同时还安排了个别好学生作为助研,时时参与到实验中,带领其他学生做正确的实验操作,否则有些学生的错误操作如不能及时发现,很可能将错误延续到实验课结束。例如使用气相色谱仪,在进样时需要用手扶着注射器的针杆,防止样品汽化后的蒸汽压力将注射器的针杆顶出,出现这种情况时样品进样量就不准确,实验过程中如果教师不能及时发现学生的误操作,这种误操作延续在整个实验中,实验结果可想而知。再如液相色谱实验中,学生在用注射器吸取标准样品溶液时,有的学生没有注意到针是否清洗干净而直接吸取标准样品溶液,以致在色谱峰中出现杂峰,这些细节的操作都需要教师及时提醒,反复强调才会使实验顺利进行。
另一个重要的方面是对实验报告的批改。批改要仔细,应指出报告中的错误和问题,引起学生重视,认真批改每份实验报告对于实验课教学质量的提高很重要:一是教师可及时准确地了解学生对实验的理解和掌握程度;二是让学生自己对所做实验的理解、操作过程、结果的正确与否有准确的认识,最终得出正确的结论。
二、合理编排实验内容,开设设计型实验
教师在教学中不仅要向学生传授知识,更重要地是引导学生主动地学习。我们开设的研究生仪器分析实验课内容包括下述几种类型:仪器调试实验、仪器最小检测量的测定实验、农林院校常常涉及的检测项目而开设的实验等。不同的实验有不同的内容和目的,对培养学生综合实验素质方面各有侧重。以气相色谱实验安排为例,开设了气相色谱氢火焰检测器调试实验、气相色谱仪最小检测量测定实验、植物种子中脂肪酸含量测定实验,第一个实验目的是为了让学生熟悉气相色谱仪的结构,在此基础上学会最常用的F I D检测器的调试技术,为下面的实验成功进行奠定基础。第二个实验是在第一个实验基础上的深入,使学生认识到最小检测量是衡量仪器灵敏度的重要数据,并教会学生如何测定最小检测量,且让学生认识到这个实验在今后学生的科研工作中具有普遍性。第三个实验选择的测试指标是农林院校常常测试的项目—脂肪酸,通过这个实验让学生了解气相色谱仪样品前处理的程序、学会如何去优化气相色谱分离条件、掌握如何使用气相色谱对化合物进行定性及定量。不同的实验有不同的内容和目的,达到培养学生综合实验能力的目的。
教师针对实验中出现的一些现象和学生的提问不是立即作出回答和解释,而是让学生自己思考,然后再给出答复,鼓励学生在实验报告中对实验进行总结并对实验中的问题加以讨论,以提高学生对实验的兴趣和培养科学的思维方法。
为了提高学生的实验能力和创新意识,我们在较少的实验学时内,在完成上述必要的基础实验之后,又安排了设计型实验,即以学科或专业为单位,6~10位学生1组自行设计实验。如在气相色谱实验中,学生结合自己的专业及科研的需要,先确定研究目标,再分组查阅资料,设计适用于气相色谱的实验方案,经师生讨论后,确定不同实验方案。学生有的设计“苹果中有机氯农药残留的测定实验”,也有的设计“油松针叶中芳香性成分的测定实验”,还有的设计“木材降解过程中挥发性化合物的测定实验”等。设计型实验增加了学生动脑动手、独立思考问题的机会,实验过程主要由学生自己完成,设计实验中需要设计样品前处理程序、仪器工作条件及定性定量数据处理方法,不仅提高了学生对实验课的兴趣,同时还培养了他们查阅资料、拟定实验方案、解决实际问题的能力,学生反映良好。
三、实验教材、实验内容与时俱进
随着现代科学技术的快速发展以及计算机的广泛应用,不论从分析仪器本身还是其控制软件技术都得到了迅速发展。以往许多仪器分析实验教材,编写内容多数涉及的是旧仪器的工作状态。旧仪器大多是旋钮、笔记记录仪、手工记录、手工处理数据等;近期发展的新仪器则是以全自动化的工作站控制整个系统,显示器代替了记录仪,键盘、鼠标代替了旋纽,图形和数据可用打印机自动打印。根据实验室具体条件,本着与时俱进的思想,对原有的20世纪90年代编制的仪器分析实验课教材做了很大的改动。例如在气相色谱实验中,几次实验分别使用了20世纪80年代的日立163,2003年购置的Varian3800及最新的安捷伦7890A气相色谱仪,所用的仪器由年代久远向近期靠近,积木式的老仪器便于仪器结构及基本原理的讲解,新仪器更能高效地工作,仪器年代的阶梯性也能使学生体会到分析仪器的发展历程。
结合学校添置的仪器设备及社会对人才的需求,对实验内容不断进行补充,把新仪器、新方法、新知识引入实验教学中去,才能更好地提高教学效果。例如原有气相色谱讲义中最小检测量的测定是根据公式计算出来的,而现今权威期刊更能接受的是实际测试出来的数值,即LOD为3倍信号噪音,LOQ为10倍信号噪音。教师在授课环节将这一过程给学生讲解清楚,今后学生遇到相关问题就能更好地把握自己的科研方案。又如,由于仪器分析实验课的课时有限,分析测试平台的某些仪器没有机会使用,因此教师特意在实验之前的讲解中安排一部分仪器的介绍,利用有限的时间对这类没有用到的仪器进行讲解及简单介绍,丰富学生的阅历。
四、通过仪器分析实验课,提高学生的素质和能力
科学实验是人们主动地探索自然、适应自然并利用自然的过程,是科学知识的主要源泉之一,因此仪器分析实验课对研究生来说是非常重要的。提高仪器分析实验课的教学质量,不仅要让学生学到人类从生产实践和科学实验中总结出的知识,而且要让学生在思想观点、意识品德方面受到熏陶,提高素质。学生只有在严肃认真、有条不紊的环境下进行实验,抱着求真求实的学习态度,勤奋好学,在实践中反复锻炼并不断总结,才能逐步掌握科学的方法。通过实验可以培养学生的科学态度,科学态度又是人们能够正确对待客观事物的基本态度,因此,培养科学态度是实验课的目的之一。要弘扬严谨认真,实事求是的实验作风和科学态度,在此基础上,学会勇于实践,善于思考,通过仪器分析实验课,学生的综合能力将逐步提高。例如在设计型实验中,学生自查资料,提出了实验方案,师生共同讨论,确定实验方案,经过各组同学的实验,得到了各自的结果,经过这种实验使学生直接感受到了科研的氛围,对前处理方法、仪器测定条件等因素对实验结果的影响有了直观的认识。在实验中,要给学生提供一个发挥他们富有创造力的才能的机会,学生们用所学知识技能,提出的每一个设想或方案,对实验的某些步骤给出的每一点改进,对学生来说都是创新,是培养创新能力的具体体现。
五、结束语
近年来,随着我国经济和科学技术的飞速发展,分析仪器得到爆炸性发展。一方面,利用大型精密仪器进行科学研究得到急速提升,缺少国际承认的大型精密仪器的检测数据就很难被权威期刊接受;许多国际标准的检测方法也必须用新型、大型精密仪器完成;另一方面,全国科研院所和检测部门的仪器拥有量呈指数增长之势,对相应的高水平人才的培养也提出了更紧迫的要求。作为研究生专业基础课的仪器分析实验课在此大背景下,结合我校分析中心新购置的仪器设备对仪器分析实验课进行改革,通过实验掌握仪器分析技术,提高研究生的实验技能,增强研究生与国际接轨的能力,为培养高层次的研究生人才做出贡献。
参考文献
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仪器分析实验双语教学体会论文 篇5
教学向来是教学相长，“教”与“学”是互动的。因此，即使教师使出浑身解数，学生不配合，也达不到教学的目的和要求。但实验课有调动学生积极性的优势所在。实验课通常比较随意轻松，老师和学生的距离拉得相对较近，很容易就某件事某个观点进行交流。我们可以就双语教学是否有必要开展、其意义如何、收效怎样共同进行探讨，很随意地交流，允许学生保留自己的意见，不搞一言堂。不高高在上，灌输大道理，那么学生会觉得我们处于平等的角度，感到他的意见受到了尊重，反过来，他也会尊重我们双语教学的开展的。这样首先从心理、从情绪上解决了一个难点。
由于双语教学对学生有着较高的语言要求，因此，双语教学过程中普遍会出现的问题是——时间不够用。实验课针对这个问题的解决办法是，要求学生对每一个实验都认真做好预习，在母语基础上熟悉实验内容和原理。即推动学生复习了理论课知识，又鼓励了自学，一举两得。
仪器分析实验课 篇6
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、規范的实验操作技能，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。
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仪器分析实验课程改革初探 篇7
1 仪器分析实验课存在的主要问题
1.1 实验学时少
目前西安科技大学仪器分析教学课时64学时,实验课时16学时。实验课时短,学生对于仪器分析实验只是走马观花,没有真正动手进行操作,达不到仪器分析实验的实践效果,不足以使学生充分掌握仪器的基本使用方法,不能达到实践和理论相结合的目标任务。因此,研究如何将宝贵的课时利用好,在有限的课时之内提高学生的仪器分析实验效果,成为新形势下的紧迫课题。
1.2 实验内容陈旧
随着现代科学技术的发展,各种高灵敏度、高选择性、自动化、智能化、信息化、微型化的分析仪器及相关的新技术、新方法不断涌现,分析手段和方法朝着原位、实时、在线、智能化、微型化的方向发展,为化学、生命、能源和材料科学的发展提供了强有力的分析工具。而西安科技大学现在的一些仪器分析实验内容没有随着仪器发展做进一步调整,在实验内容的选材上过于传统和陈旧,如单扫描极谱分析方法同时测定样品中铅镉以及应用紫外吸收光谱验证物质纯度等实验内容已经过于陈旧,不能有效地提高学生的实验积极性,不能充分发挥学生的主观能动性和创造性,不利于学生综合素质的提高和培养。而且许多实验课内容只是按理论课设置,在实验内容上也是以验证理论课的内容为主,新的实验方法、实验技术等不能及时进入实验课。
1.3 两地办学仪器设备数量少
由于西安科技大学目前两地办学,仪器分析实验所用大型仪器大部分在雁塔校区,学生做仪器分析实验需要从临潼乘车前往雁塔校区,路上耽误时间较长,有效实验时间变短;此外由于仪器设备价格相对较高,同类仪器设备数量相对偏少,而学生人数较多,即使学生分组做实验,每一个实验小组学生动手机会较少,得不到应有的实验操作训练,教学效果不佳。
1.4 仪器自动化程度高
西安科技大学雁塔校区的大型仪器主要是服务于科研,所以仪器设备自动化程度较高、内部结构多为集成化,且大多带有自动进样功能,操作简便,学生实验时只是机械地按步骤操作,被动地做实验,知其然不知其所以然,很难掌握仪器的结构,做完实验仍然是一知半解
1.5 缺少特色实验
目前仪器分析的实验内容多以验证性实验为主,缺少综合性和创新性实验,也没有文献实验与设计性实验部分,所以学生的实验兴趣不高,不利于培养学生分析问题和解决问题的综合能力。导致学生实际应用能力低,解决问题能力差。西安科技大学是煤炭院校,对于煤质分析的资源有着得天独厚的优势,但仪器分析实验内容都没有涉及这一部分内容,没有彰显出西安科技大学的特色。
鉴于西安科技大学仪器分析实验课程目前存在的问题,仪器分析实验的教学提出改革建议。
2 仪器分析实验改革建议
2.1 适当增加实验学时
建议增加仪器分析实验课时由原来的16学时增加到48学时,使学生有充足的时间完成仪器分析实验,真正掌握仪器的基本构造、操作方法和基本原理,为以后进一步深造和就业打下坚实的基础。
2.2 加大资金投入重视仪器分析实验教学
建议学校应当增加资金投入,为临潼校区购置仪器分析实验所用基本仪器,如荧光仪、紫外可见分光光度计、红外光谱、原子吸收、液相、气相色谱等仪器设备,并适当增加仪器设备的台套数。此外建议将雁塔校区部分陈旧仪器用于仪器分析实验教学中,一般情况下老式仪器的自动化程度低,学生在教学上采用较为原始的仪器,可以让学生充分动手操作,有利于加深学生对仪器构造、原理的理解。这样将雁塔校区的新仪器和临潼校区的旧仪器结合起来使用,克服了学生“贵重仪器怕弄坏,不敢动手”的心理,又使学生了解了仪器的更新过程
图1
2.3 精心设计实验授课内容
兴趣是最好的老师。为了充分调动学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性和实验技能,真正达到通过实验教学巩固和加深对各类常用仪器分析方法基本原理的理解,根据实际情况以及现有的仪器设备及现代分析技术的发展,适当减少一批陈旧的实验,开设一些能紧密联系生活实际、应用性强、学生感兴趣的实验。适当增加新技术新方法综合型实验、设计型实验以及创新型实验内容。如电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定水样中铬、砷、汞等重金属的含量,高效液相色谱法测定奶粉中三聚氰胺的含量、气相色谱法测定白酒中的甲醇等实验项目。西安科技大学的前身是煤炭类院校,可以适当增加一些大型仪器在煤质分析中的应用,例如用同步热分析仪研究煤的燃烧,计算活化能;用气质联用仪研究煤的热解成分等实验。学生也可以根据自己的兴趣选择实验课题,查阅相关文献资料,设计完整的实验方案,在教师指导下进行实验探索并总结得失,通过这些过程提高学生学习实验课程的主观能动性,增强创新能力、科研能力,以及分析问题和解决问题的综合能力,为将来所从事相关工作打好坚实的基础。
2.4 改变教学模式应用现代教育技术手段
鉴于目前的实际情况,选择循环实验方式授课,尽量保证在实验过程中,每名学生都能够亲自动手操作,独立完成实验。使学生充分参与到实验过程中,避免被动服从,能够发挥学生的主体地位,培养了学生动手操作、独立思维和解决问题的能力
建议仪器分析实验课采用理论知识和实验同步进行的方法。在上完理论课后,紧接着借助多媒体对学生进行演示性实验教学,看完演示教学后,将学生带入实验场地,实地对仪器进行观摩教学,可以让学生直观地看出仪器的基本构造,熟悉仪器的工作原理。然后教师对仪器的基本操作过程进行从头到尾做演示性操作,并重点强调仪器使用过程中的注意事项,讲解完后,这样使学生能够获得更多的感性认识,使理论知识印象更加深刻,达到了理论知识与实际知识相结合。
2.5 开放实验室实行开放式教学
开放实验室是当代高校实验的一个趋向,可以弥补课时不足的现象
3 结束语
通过对西安科技大学仪器分析实验课现状分析,探讨了教学中存在的一些问题,提出了针对性的改革意见。提出通过精心设计实验,使教学内容更加合理;通过应用现代教育技术手段改变教学模式,使实验教学模式更加科学;通过开放实验室,实行开放式教学等方式使仪器分析实验教学不断提高到新的层次,为提高学生的综合素质提供更好的教学平台。
摘要：以西安科技大学仪器分析实验课程教学现状及实验课程中存在的问题为例,探讨了仪器分析实验课程改革,旨在增强学生的学习兴趣,提高仪器分析实验的教学质量,培养学生的实践能力和创新能力,提高学生的综合能力和素质。
关键词：仪器分析,实验教学,教学改革
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仪器分析实验教学改革初探 篇8
高职教育担负着培养应用型技术人才的重任, 以培养岗位针对性强, 适应工作快的应用型人才为目标, 注重学生应用能力与创新能力的培养。实践教学是高职教育中的一个非常重要的环节, 既区别于中职的“经验技术”和“动作技术”, 又能够给学生以支持岗位技术与技能再学习的笃实基础。实践教学的好坏, 直接影响到应用型技术人才的培养质量。
一、仪器分析实验教学存在的问题
1. 实验教学方法单一、刻板。
现行仪器分析实验教学方法普遍以教师为主体, 以知识的灌输为基本方式。每次实验由实验员课前将实验材料准备好, 老师课上详细讲解原理、步骤, 然后让学生按部就班地做某些规定项目。学生的学习是被动的, 这与高职培养目标所要求的以学生为主体教学存在着差异, 不利于学生实践与创新能力的提高。这样, 学生只能重现教师思维的过程, 死记教师讲授的内容。不少学生上实验课积极性不高, 经常敷衍了事, 实验过程中弄虚作假, 拼凑数据的现象时有出现, 原因固然是多方面的, 但与教学中学生学习的主动性、积极性得不到发挥有较大关系。
2.“照方抓药”现象比较严重, 解决实际问题的能力不强。
学生对实验重要性认识不够, 上实验课比较随意, 主要表现为:纪律涣散、实验准备不足, 有的学生上实验课不带本和笔, 连实验数据都懒得记录;由于实验教材详尽地交待了实验原理、实验方法、实验步骤, 学生只要“照方抓药”便可。对教材的依赖性, 造成很多学生, 只注重模仿, 操作不认真, 应付了事, 遇到反常现象或实验中出现什么故障。
3. 实验考试方式具有局限性。
现有实验考试的方式采用期末学生抽取四个实验中任意一个, 独立完成实验来评价学生的实验成绩。这种考核方式导致一些学生照着别人做, 也能完成实验, 易使学生产生“平时不努力, 考试侥幸过”的想法, 对学生没有压力, 使学生对平时实验够不重视。强调实践够用的同时, 强化实践教学环节, 培养学生动手能力, 提高实践教学效果, 在高职教育中显得尤为重要。针对上述问题, 我们根据实际工作的需要来确定实践环节的教学要求, 强调技术应用能力, 深化知识的学习和运用, 对仪器分析实验教学进行了一系列的改革。
二、仪器分析实验教学改革策略
1. 严格执行实验课前预习制度。
学生课前对实验进行预习, 是杜绝出现“照方抓药”现象的重要途径之一。在实验教学中, 我们坚持没有预习报告就不准进行实验室和不准带实验指导书进实验室的制度。课前预习除了学生课前对实验进行预习外, 还包括教师做预实验。教师做预实验, 一方面可以熟悉实验内容, 做到心中有数, 自己时时明白, 才能对学生进行正确的指导, 让学生清清楚楚;另一方面可以获取样品的准确测定结果, 以便对学生的实验结果进行正确的评价。做预实验虽然需要教师额外多花费一定的时间, 但可以确保实验教学工作高质量运行。
2. 教师严格管理, 培养学生良好的实验作风。
首先对实验台编号, 学生依据编号在固定位置做实验。教师在实验前集中讲解要点、演示;指导实验时, 及时发现学生的不足之处加以引导, 使每个学生的操作都达到规范要求, 认真、细致、精益求精的态度对待实验的每个细节。此外, 根据学生不同情况, 随时提出具有针对性的问题让他们回答, 以启发他们认真观察和分析实验现象, 增强他们独立思考和解决问题的能力。指导教师对学生的实验操作记录、原始数据记录及仪器使用情况进行检查, 学生必须把原始数据经老师检查签字实验才算完成, 防止少数学生篡改伪造数据, 这样让学生从实验一开始就养成尊重实验现象、尊重实验数据、实事求是和严谨的科学态度与习惯, 杜绝伪造和抄袭他人数据现象的发生, 为今后的工作打下坚实的基础。课后, 要认真批阅学生的实验报告, 结合学生实验操作表现, 给出本次实验成绩, 并根据实验过程中和实验报告里反映出的问题, 进行分析总结。
3. 加强学生的基本操作规范训练。
对实验仪器的正确操作是完成实验教学的重要保证, 为此我们单独开出一定的学时, 狠抓基本操作规范训练。首先利用课件, 视频组织学生观看仪器基本操作过程并进行讨论, 讲清操作要领和注意事项, 然后实验中, 教师操作进行现场示范, 同时让学生通过多次严格训练, 反复规范操作, 熟能生巧, 使学生逐步正确熟练地掌握分析仪器的基本操作技能技巧。
4. 完善实验考核制度。
加强实验课成绩的考核, 既能即时反馈实验教学与质量, 直接地发现实验教学中存在的问题, 又能真正反映出学生在实验教学中的综合能力, 正确评价学生实际操作的准确性、规范性与创新性, 有利于强化实验技能的训练。我们对实验课的考核方式进行了一些改革, 以“化整为零, 重在平时, 全面考核”的原则, 将分为实验成绩平时成绩 (占60%) 和期末考核 (40%) 两个方面, 平时成绩主要从两个途径去考核:一是通过实验报告之类的书面材料去考核, 即根据实验报告中列出的测定数据等来评定部分实验平时成绩 (占30%) , 另一个途径是在学生做实验时进行现场观察和考核, 及时记录学生实验情况 (占30%) , 通过这两方面综合得出平时成绩。期末考核包括两个方面:一是理论口试, 教师随机从所做实验中提出几个问题, 考核学生对实验的理解程度 (占10%) , 二是任意抽出一个实验, 在规定的时间内让学生完成实验操作, 根据实验过程、实验结果得出学生的操作成绩 (占30%) 。
以上是我们几年来在仪器分析实验课程教学改革中的一些初步探索, 取得了一定的成绩。为了使高职教育适应社会发展的需求, 培养高质量的从事一线生产、建设、服务与管理的应用型人才, 我们考虑进一步深化改革的思路:一是调整实验内容, 增加仪器分析综合性、设计性, 以发挥学生学习的主动性, 拓展其思维空间;二是整合实验室资源, 逐步建立开放式实验室。
摘要：针对仪器分析实验, 本文从实验内容、实验方法、实验考核等方面进行了一系列的探索和尝试, 强化了学生基本技能训练, 提高了实验课教学质量, 并提出了深化改革的思路。
关键词：高职教育,分析化学,仪器分析
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仪器分析实验课 篇9
新时期药学专业仪器分析实验教学改革应从优化教学内容、转变教学模式、丰富教学层次、重视教学实践、提高精准程度和改革课后考核等方面入手,改善当前课程专业特色不突出、学生独立思考能力差、实验小组人多不灵活、所得实验结果欠准确等问题,构建专业特色突出、仪器使用高效、学生进步迅速的教学模式,以期将药学专业学生培养成学科理论基础好、实验技能强的高素质人才。
一、药学专业仪器分析实验教学现状与问题
1. 课程专业特点不突出
仪器分析是现代主要分析手段,在化学、材料、生物、药物、食品、环境、地质等领域中均有重要应用,当前仪器分析实验教学使用的教材普适性较强,缺乏专业针对性,教师在教学过程中常由于对院校及专业培养目标把握不准,而不能使具体教学内容与药学专业相匹配,难以突出专业特色。
2. 教师讲得多,学生思考得少
仪器分析实验教学中使用的仪器购价昂贵、数量有限、构造复杂,一旦出现故障,除损伤仪器本身品质外,还须专业人员维修,影响学生实验进度。因此在实际操作前,教师会对实验原理、步骤等进行详尽解释,不愿让学生自主进行实验设计和准备,学生思考得少,只是在教师的指导下按部就班地执行,对教师形成依赖,难以独立思考形成完整的实验思路和分析流程。
3. 实验小组人数较多
部分高等仪器价格昂贵,实验室内可能只有一台或两台,以实验班级数十人计,若想在规定的实验课程时间内完成实验,势必要增加小组人数,严重影响小组实验的灵活性; 部分实验技能欠缺的学生易依附于同组学生获得实验结果,自身得不到锻炼,难以得到真正提升。
4. 学生实验结果准确性不高
高效液相色谱仪、气相色谱仪等仪器既可进行定量实验,又可进行定性分析,灵敏度较高,实验过程不经意的微小偏差都会影响实验结果的准确性。仪器分析实验课程知识内容多、课时安排少,部分教师对学生实验的要求是掌握简单操作过程,缺少对于实验结果的深入分析,导致学生习惯性忽视对实验结果的分析和对实验过程的反思,不利于形成严谨的科研态度。
二、新时期药学专业仪器分析实验教学改革探索
1. 突出药学专业特点,优化实验教学内容
根据人才培养目标和计划选择适宜教材,在通晓教材的基础上对实验教学内容精挑细选,重在结合药学专业特点,做到主次分明,根据专业领域发展新动态、新趋势、新方法,引入专题实验项目,以学以致用、服务生活为原则,依托现代分析仪器,鼓励学生通过自主查阅文献、设计实验,提高学生参与积极性。
注重课堂教学与社会生活的联系,根据药学专业特点从学生日常生活中取材进行仪器分析,如以荧光光度法进行维生素B2片中维生素B2的含量测定、以高效液相色谱法进行可乐饮料中咖啡因的含量测定等,以此来激发学生兴趣,提高学习效率。
2. 转变课程教学模式,提高仪器使用效率
在仪器设备稀缺的情况下提高仪器分析实验教学效率,除要加大投入增加仪器数量外,更重要的是通过转变课程教学模式、优化实验教学过程来提高仪器使用效率。在保证课程计划可操作性的情况下,尽量减少实验小组人数,采用轮转方式减少学生使用仪器的等待时间、加强实验结果的比较分析,可安排各小组在同一时间内进行不同实验,完成后进行轮转,保证每个学生都有动手操作的机会,以提高仪器使用效率。
3. 构建多层次教学体系,全面培养学生综合素质
根据教学目标将仪器分析实验分出验证性实验、综合性实验、创新性实验等多个层次,构建循序渐进式的教学体系,有计划地提升学生实验技能与科研能力。验证性实验,如高效液相色谱柱效能的测定,将熟悉基本仪器设备、掌握基础操作技能、培养严谨科研态度设定为教学目标,重在操作; 综合性实验,如阿司匹林片中乙酰水杨酸和水杨酸含量的测定,可将多个知识点进行串联,构成多维、有机的技能训练体系,校正仪器、样品制备、方法建立和应用、结果分析和讨论等各步骤均要学生亲自参与设计和完成; 创新性实验,鼓励学生自愿参与,采用导师带领制,使学生在教师引导下完成创新型课题。
4. 增加学生实践机会,突出学生主体地位
由教师准备和发放预习资料,详细介绍仪器原理、操作流程、注意事项等事宜,采用小组成员互相检测的方法来督促学生实验操作前进行认真预习,减少教师在课上的讲解时间,一方面,帮助学生养成良好的学习习惯;另一方面,留给学生更多的时间进行实践; 增强与社会的联系,与药学相关企业建立合作关系,定期组织学生到制药厂、医疗机构等参观、实习,增加实践机会和经验。
5. 注重实验准确性与精密性
实验操作过后,要求学生将实验结果及分析上报,内容包括学生对实验过程的反思、对实验结果中异常数据出现的可能原因的推测及依据,并通过增加机动课来指导学生改进实验,找到症结,直到获得理想的实验结果。
6. 改革课后考核模式
优化实验课程考核机制,改革课后考核模式,改变传统考核以实验报告为主的形式,提高实验成绩评测的公平性。仪器分析实验课程注重实践操作,但不能排除学生动手能力存在差异的客观事实,因此考核过程中要充分考量学生课上表现出来的实验态度、操作技能、实验结果处理能力,结合实验预习、实验报告、考试成绩等项目,可设置笔试之外的口试及附加项实验考试,以提高学生实验主动性。
三、结语
药学专业开设仪器分析实验课程,是对国家素质教育号召的积极响应。根据当前课程进行现状开展教学改革,是新时期提高仪器分析实验教学水平、提升学生科研与创新能力的必然要求。只有厘清专业学习要求、尊重学生主体地位、着力改善现存问题,才能充分调动学生积极性,促进学生形成严谨的科研态度和良好的科研习惯,使仪器分析实验教学成为药学专业学生走好专业之路、打造职业前程的强大助力。
摘要：随着药学领域科研工作和生产实践同仪器分析的关系日益紧密,作为一门实验课程,仪器分析实验在药学专业学习中的重要性越发突出。就药学专业仪器分析实验教学改革进行探析,在简要分析药学专业仪器分析实验教学现状与问题的基础上,进一步探索新时期该实验课程教学改革的路径与方法,旨在改善教学现状、提高教学质量,以促进药学专业学生全面、深入掌握各种分析仪器及分析手段,逐步提高专业素质。
仪器分析实验教学现状与改革路径 篇10
一、仪器分析实验课教学现状
大多数的仪器分析实验课程教学是以班级为单位分成若干小组的循环实验,因实验仪器有限,每名教师负责一个实验项目,共用一台实验仪器。由于每台实验仪器设备较为昂贵,仪器设备有限,只有少数学生能够进行操作。实验教学内容多以验证实验为主,缺少设计性和综合性实验。学生对实验仪器的原理和构造认识不深刻,加之实验预习不充分,以至于在实验过程中出现问题时无法自行解决,需要实验教师对实验准备及测试方法进行详细的讲解,这在一定程度上遏制了学生的自主学习能力。学生往往对实验数据的总结千篇一律, 多数没有对实验方法进行举一反三,学生的实验兴趣不高,解决问题的能力较差。在教学管理方面实验教学大都是在规定的时间和实验室内进行,教师参与的实验内容过多,学生很难发挥自己的思维空间和创新能力。理论课与实验教学不能够完全融合在一起,很大一部分学生会认为理论课是实验课的指导课,具有从属地位,因此多数学生重理论轻实验。实验的考核是根据学生出勤,课前预习情况,实验操作是否规范,数据是否合理, 实验报告是否完整等给出学生的实验成绩。
二、仪器分析实验教学的改革路径
在仪器分析实验的教学过程中,教师以学生为中心,不断总结并改进,以期有助于学生提高自主学习能力和开拓创新意识,让学生能够适应当代社会发展的需要,紧跟时代步伐。
(一)灵活运用不同教学方法与手段
1.运用启发式教学。学生是实验课的主体,在实验教学的过程当中把学生的个人知识、直接经验和现实世界作为教学的重要资源,改变以传授知识为主的学科本位思想。利用实验室现有的条件,在充分预习的情况下, 尝试学生主讲,教师引导,其他学生作为补充的互动式教学模式。这样每名学生都能对实验原理,实验方法,操作步骤,应用范围及注意事项了然于心,在具体实验操作的过程中能够得心应手。同时,由于不同学生在讲课时的侧重点不同,也扩宽了学生的知识面。
2.充分应用多媒体教学与实验教学相结合的模式。 由于学生在实验过程中不了解实验室仪器设备的内部结构及各个器件的用途,因此在仪器分析实验教学过程中引入模拟仿真设备的多媒体教学。一方面通过模拟仿真软件演示溶液的配比及操作的注意事项,使学生在实验过程中能够减少实验试剂及药品的浪费,以便节约实验成本及减少对环境的污染。另一方面扩展仪器分析实验课的教学内容,仿真软件可以以声音、图像、动画等丰富的表现力帮助学生进行多感观的学习[4,5]。
3.仪器分析实验与其他学科交叉融合。仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基层的分析方法。主要分为光化学分析方法,如光谱法,非光谱法;电化学分析方法,如伏安法,电导分析法;色谱分析方法,如气相色谱,液相色谱,毛细管电泳。按分析的任务分为:定性分析,定量分析,结构分析。按分析的对象分为:无机分析, 有机分析,生物分析等。教师在仪器分析实验授课的过程中,要注意知识面的扩展,使学生能够对各学科的知识融会贯通。
(二)丰富实验教学内容
仪器分析实验分验证性、设计性和综合性3种类型[6,7]。 在以往的实验教学过程中验证性试验的内容所占的比重较大。学生往往按照实验课本的操作步骤按部就班地进行实验,在实验过程中分析问题,解决问题的能力相对较差,从而导致学生缺少创造性能力。为此在具体实验过程中,积极引导学生动脑,对同一个实验要有举一反三、灵活运用。比如在紫外—可见吸收光谱仪直接测定水中酚的实验过程中,有的学生做出来的标准曲线偏差较大。小组成员分析其原因可能是在配备标准溶液的过程中,苯酚没有完全溶解就拿来测试,导致吸光度较小,随着测试的进行,苯酚逐渐溶解,所以工作曲线偏差较大。教师在与学生的讨论中进行引导,既然苯酚在水中的溶解性差且有毒,那么我们能否把它转变为另一种溶解性好而且又对环境污染小的物质,我们试着测一下这种物质的紫外—可见吸收光谱。小组成员想到了苯酚具有酸性与碱反应变成苯酚钠,于是我们按照与苯酚一样的操作步骤来测试苯酚钠的光谱曲线和工作曲线,结果同样浓度的苯酚钠的检出限较高而且工作曲线R2=0.9999。在整个实验的过程中,学生实验操作细致规范,抱着很大的热情来做自己设计的实验。当实验结果达到预期效果时,成就感油然而生。
针对以往验证实验的教学比例较大,近年黑龙江大学化工与材料学院组织学生开展设计性和综合性实验。 由于学生在大三年级开展学年论文,接着到大四要做毕业论文,这些同学的设计性和综合性实验主要表现在以下两个方面。一是以某种仪器分析实验作为论文题目, 自行设计实验内容,导师重点依据实验方案的创新性, 应用的广泛性,实验分析的准确性等指标给出学年论文或毕业论文成绩。二是大三、大四学生根据各自导师的实验课题的内容来实验室进行多种仪器分析的表征。另外,学院具有环评和环境监测资质,在监测的项目中有许多涉及用仪器分析的方法来测试,比如水中的铝、镉、 铁、铅、总铬、六价铬的测试分析使用原子吸收和分光光度计方法;空气中的非甲烷总烃、苯、苯乙烯、丙烯腈等采用气相色谱法分析;还有二氧化硫、氮氧化物采用定电位电解法分析等等。学院正在尝试有精力和能力的学生参与到环境监测的测试任务中来。
通过设计性实验和综合性实验的开展,在一定程度上提高了学生的创造性思维,为其就业提供了一项重要技能。开展综合性实验,使学生在具有一定理论知识和实验技能的基础上扩展了仪器分析实验的内容,把相互交叉的多学科内容融合在一起并独立地分析、理解和运用,这在很大程度上提高了本科生的科研能力[8,9]。
(三)优化教学管理
有差异的学习目标和不完全统一的学习内容决定了学生在学习的过程中不可能采用相同的教学管理模式,自主学习的学习形式和方法具有多样性和灵活性。 既可采取自主接受、自主探索的模式,也可以采取互相合作的学习形式[10]。开展开放性实验可根据自己的学习目标和学习内容做实验,把开放性实验室与学生的自主学习有机结合起来,一方面可以有效利用实验室的资源,另一方面有利于提高学生的自主学习能力和团队合作精神,这有利于设计性和创新性实验的开展。
(四)构建多元化考评体系
多元化的评价体系分为以下几个层面。(1)目标评价,主要是指在本门课程教学的过程中对学生学习的评价。培养德智体美全面发展的复合型人才不仅仅要看学习成绩,更要关注学生的情感和心理健康。(2)主体评价。我们仪器分析实验课改革的目标是把学生小组的评价与对小组中每个学生的评价结合起来,评价活动的重点环节是学生自评。在仪器分析实验课中,教师讲授环节完毕之后,小组成员在具体实验操作过程中,往往课前预习充分和学习积极性高的成员付出的比重大,而有些成员游手好闲,无所事事。(3)方法评价。以往的实验课成绩主要体现在学生的实验操作步骤,实验报告预习内容,实验数据等几方面,而学习态度、自主学习能力的比重较小。
三、结语
如何上好仪器分析实验课,其科学合理的教学方法和手段是前提,实验教学内容的安排和设计是关键,完善教学管理和多元化的教学体系是有力保障。在实验课的教学过程中,应以学生为本,积极引导,通过优化教学内容扩展学生的知识面,以实验室为依托开展自主能力的学习活动,通过开放性和综合性实验课提高学生的科研创新能力,通过定量和定性相结合的考评体系提高学生的兴趣。各项改革措施在具体实施的过程中受现有条件的限制,实验教学活动还有待于完善,相信通过各方努力一定能够达到预期效果。
摘要：文章从仪器分析实验课教学现状与存在的问题出发,从“灵活运用不同教学方法与手段、丰富实验教学内容、优化教学管理、构建多元化考评体系”等方面提出了仪器分析实验教学改革的路径。
关键词：仪器分析,实验教学,高校
参考文献
[1]崔连义.仪器分析实验教学改革之实践[J].实验室研究与探索,2011,(2).
[2]龙小玲,苏庆平,陈文等.仪器分析实验教学改革初探[J].实验科学与技术,2009,(2).
[3]王瑞英.《仪器分析》实验教学改革的初步探讨[J].中国科技信息,2010,(17).
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[6]范柳萍.基于创新型人才培养模式的仪器分析实验教学改革与实践[J].经营管理者,2011,(21).
[7]刘静,尚永辉,刘建波等.提高仪器分析实验教学质量,培养创新型人才[J].实验科学与技术,2010,(3).
[8]佟庆伟.创新型人才的基本特征及其培养途径[J].实验技术与管理,2008,(5).
[9]廖志豪.基于素质模型的高校创新型科技人才培养研究[D].上海:华东师范大学,2012.
仪器分析实验课 篇11
摘 要：介绍了建立案例索引的两种不同方法，通过分析将多级索引应用于聚类分析方法，将聚类分析方法应用于实验仪器设备预约问题中，具有重要的理论意义和实用价值。
关键词：案例索引;聚类分析;预约
1 案例索引的建立
1.1 单级索引
单级索引比较简单，适用于案例库中案例不太多的情况。可按某个属性的取值进行索引，如在仪器设备推荐预约服务系统中我们可以按照仪器设备的仪器类别这一属性进行索引。
1.2 多级索引
多级索引技术对于案例库较庞大的情况很有效，可以提高案例检索的效率。下面介绍采用采用聚类分析方法来为案例库建立二级索引时的案例组织方法，设整个案例库有N个案例，Casebase=＜casel，case2，…，caseN＞，首先对所有的案例进行聚类分析(即把相似的案例按某种方法先进行归类)，得到M类抽象案例：
AbstractCasebase=＜Acasel，Acase2，…，AcaseM＞，其中M≤N
这M类抽象案例作为第一级索引，每类抽象案例中又含有数个具体案例，Acasei=＜caseil，casei2，…，caseiS＞, S为第i类抽象案例中所含具体案例数量。这些具体案例再按照案例的某项属性的取值进行索引形成第二级索引，如图1所示。
2 多级索引中聚类方法的应用
聚类将数据对象分组成为多个类或簇，在同一个簇中的对象之间具有较高的相似度，而不同的簇中的对象差别较大。聚类分析的方法可以对相似案例进行归类，形成抽象案例以进行二级或多级索引。我们知道很多多聚类方法，如划分方法(Partioningmethod)、层次方法(hierarchical method)、基于密度的方法(density-based method)、基于网格的方法(grid-based method)、基于模型的方法(model-based method)，它们各有优点。聚类中常用的两类数据结构是数据矩阵和相异度矩阵。
数据矩阵(data matrix)：它用p个属性来表现n个对象(案例)，例如用年龄、身高、体重、性别等属性来表现对象“人”。这种数据结构是关系标的形式，或者表示为n×p的矩阵：
相异度矩阵(dissimilarity matrix)：存储n个对象两两之间的近似性，表现形式是一个n×n的矩阵。
在这里玠(i,j)是对象i和j之间相异性的量化表示，通常是一个非负的数值，当对象i和j越相似，其值越接近0；两个对象越不同，其值越大。
下面用划分方法进行案例聚类。
给定一个含N个案例的案例库，划分方法构建案例库的K个划分，每个划分表示一个抽象案例，并且K≤N。划分方法要求用户输入抽象案例的数目K，然后把案例库中案例划分为K类抽象案例。K值的确定可以采用统计的方法获得。
在实际应用中，绝大多数聚类过程采用了以下两个比较流行的启发式方法：
(1)K-平均法，该算法中，每个抽象案例用其所对应的具体案例的平均值来表示。
(2)K-中心点法，该算法中，每个抽象案例用接近聚类中心的一个具体案例来表示。
在CBR系统中使用聚类方法只需在系统初次运行时进行一次案例聚类，以后就可以快速地进行案例的检索，极大减少了案例检索的空间，有效地提高了案例检索效率。当有新的案例加入案例库后只需把它加入最相似的一类抽象案例即可。对于用户对检索到的具体案例不满意的情况，可以综合同一抽象案例类中的所有具体案例的解决方案，向用户提供一个综合的决策支持。
参考文献
［1］Jiawei Han，Micheline Kamber.数据挖掘概念与技术［M］．机械工业出版社，2005:223～254.
仪器分析实验课 篇12
1 仪器分析及实验教学现存的问题
(1)学生理论与实践完全脱节。大部分高职学生可以看作是高中教育阶段的失败品。他们的学习基础和主动性相对比较薄弱,普遍存在对理论学习根本不感兴趣,而对实验较感兴趣的现象。理论与实践完全脱节,出现实验课上只是机械地进行仪器操作,学生知其然,不知其所以然。最后结果是学生这次知道操作方法,下次就忘的一干二净。
(2)仪器分析及实验课程可以看成是在多种复杂仪器的基础上建立起来的各种分析方法的堆积。它包含了多种仪器的结构、工作原理、操作方法及分析方法的建立等教学内容,且每种仪器都不相同,很多仪器结构及原理部分的内容都很抽象,涉及到了电子线路、自动化、计算机及化学等知识,导致老师上课难,学生也不容易理解的问题。最后结果是这门课程出现大部分教师不愿意教,学生没兴趣学的现象。
(3)大多数学生和老师只重视实验实训课,学生不注重理论课,老师讲课也就不认真。目前,国内很多高职院校中三年制的高职生急于走向工作岗位,学校也急于将他们送出去,到了第五学期学生就开始到各单位顶岗实习,学生在学校学习的时间只有四个学期,学校便将各门课程的课时不断压缩,仪器分析及实验课程也不例外。最后结果是有些学校只安排几个仪器分析实验,没有单独的仪器分析理论课。
(4)仪器设备缺乏。仪器分析及实验是一门实践性很强的课程,要使学生完全掌握仪器的结构、性能、操作方法及利用其建立可靠的分析方法,学生必须要亲自实操。仪器分析及实验课程中用到的很多仪器普遍都比较昂贵,国产的小到一台仪器几千元,大到几十万。有些仪器零部件也是昂贵的耗材,一些实验需要的标准品也很贵。国内大多数院校的经费有限,无能力购买这些昂贵的仪器。最后结果是一些仪器分析实验往往采用老师演示、学生旁观的方式,或将一个班的学生分成若干组,每组若干个学生。甚至于有些仪器分析实验根本不开设。这样学生最多只能了解仪器结构,根本不能掌握仪器的操作。
2 仪器分析及实验教学改革的有效措施
(1)更新教学思想,注重教学方法,提高教学效果。
①传统的仪器分析及实验课程只关注知识的接受和技能的训练,一节课下来是满堂灌。这就导致绝大多数学生逐渐养成一种不爱问、不想问“为什么”、也不知道要问“为什么”的麻木习惯[1]。其原因是教学思想存在问题。在教学中,应十分注重知识与技能的全面结合,在理论知识讲解的同时,很好地培养学生的技能操作。如我们把两个课时可以完全分成两部分,利用前半个课时或一个课时在教室讲仪器的基本原理之后,剩余的课时转移到仪器室,针对仪器的结构进行讲解,加深学生对仪器工作原理的理解。这样既能在视觉上给学生新的感觉,提高学习兴趣和主动性,又能从根本上注重理论与技能的结合。这种教学思想的更新是仪器分析及实验课程成败的关键。②针对仪器分析及实验课程出现大部分教师不愿意教,学生没兴趣学的现象,其原因是课堂教学方法存在问题。在教学中,根据仪器分析及实验课程的特点,一方面进行模块化教学,将此课程分为光分析、电分析、色谱分析及质谱分析四大模块。每个模块安排熟悉相关仪器并具有一定分析经验的教师授课,相同的模块由同一教师担任相应的理论与实验。这种教学方式既能发挥各个教师的优势,又能使学生的理论与技能得到很好地结合。另一方面应以仪器的工作原理为主线,对仪器的结构以直观呈现的方式讲解,对不同的分析方法进行分析、类比、总结,找出不同分析方法在工作原理、仪器结构和应用方面的共性和差异。这样,学生就能感觉到不同分析方法间的联系,有利于掌握分析方法的选择。如色谱分析的内容可以按照下列几种分类方法进行对比教授:①按照流动相的状态可以分为气相色谱和液相色谱两大类,其中气相色谱包括气-固色谱和液-固色谱;液相色谱包括液-固色谱和液-液色谱。②按照分离原理的不同,可分为分配色谱和吸附色谱。③按照固定相的形式可分为填充柱色谱、毛细管柱色谱、纸色谱、薄层色谱等。④按照固定相材料的不同,可分析离子交换色谱、凝胶色谱、键合相色谱等。然后再强调不同分析法的特点,寻找他们的共性,突出他们的不同之处。这种分类对比的教学方法,使学生不但对各分析法有了全面、总体的认识,而且了解了各方法之间的联系与区别,使学生有了深层次的理解。这种教学方法要求教师对教材章节的安排进行合理调整,打破教材原有的编排。
(2)更多的将多媒体教学手段引入仪器分析课程教学中。
使用多媒体,既可活跃课堂气氛,又能使仪器分析课程中抽象的理论问题简单化,从而化难为易。目前,多媒体教学已经普遍实行,可关键问题在于课件的质量上。很多教师随便在网上下载课件,不经加工就直接用于教学。这样课件的思路和教师的讲课思路并不匹配,结果是多媒体可能成为摆设,教师自己讲自己的,或着教师一节课下来按照课件的内容读下去,最总导致多媒体的优势完全没有发挥出来,教师的课也没讲好,学生也是昏昏欲睡。在使用多媒体教学上,课件的制作至关重要,课件的内容决不能是简单的复制粘贴,也不仅仅是几张仪器图片、仪器工作流程的转载或一套电子教案的粘贴,还应充分发挥自己的思路,做出质量更高的课件。
(3)将仪器分析仿真技术引入教学中。
目前,国内已有少部分学校开始将仪器分析仿真实验引入仪器分析教学中,以弥补仪器的昂贵与匮乏[2]。在整个仪器分析教学中,我们先讲解理论,再进行相应地仿真实验实训,学生可以通过仿真软件了解仪器的结构性能,并能模拟具体实验进行完整的实验操作,对实验中的一些仪器参数、实验条件参数进行优化以选择合适的实验方法,对于学校已经有的实验仪器,我们紧接着让学生进行具体完整的实验教学。这种仪器分析仿真软件的引入,既可以弥补我们仪器的匮乏,又可以对一些已有的仪器设备在使用之前进行了保护,最终能达到让学生熟练掌握仪器的结构、性能、操作方法及利用其建立可靠的分析方法。我们系从去年开始引入东方仿真公司开发的仪器分析仿真教学软件,经过一年的教学,我们收到了良好的效果,师生对该课程体系给予了一致好评。
(4)改革考核方式。
传统的考核方式是教师出一份试卷,闭卷考试,并告诉学生复习范围,学生利用考前的几天时间突击背书,有的学生甚至做夹带,教师给出试卷分数。这种考核方式既不适合仪器分析课程的考核,又给学生养成了平日不学考试同样过关的坏习惯,最终大多数学生什么也没学到。如前所述,仪器分析是一门实践性很强的课程,那么考核应该减少理论部分的内容,重点放在实验技能的考核。最终学生的考核成绩可以分为理论部分笔试与实验技能成绩的综合,实验技能成绩比例可占到70%。这种考核方式有利于理论与实践的结合,有利于学生技能的培养,既符合高职教育的特点,又可以让学生学好仪器分析及实验课程。
参考文献
[1]陈景文.理工科院校仪器分析课程教学改革探索[J].大学化学,2010,25(1):29-31.
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