基于認知規(guī)律的儀器分析課程教學模式的改革

基于認知規(guī)律的儀器分析課程教學模式的改革基于認知規(guī)律的儀器分析課程教學模式的改革

文章編號：ISSN1006―656X〔2022〕01-0092-01

儀器分析作為分析化學的一個分支，其主要作用是通過實驗檢測出物質的組成、含量、結構和形態(tài)等信息，因此在醫(yī)藥衛(wèi)生、工業(yè)、農業(yè)、資源開發(fā)等許多領域中都有廣泛的應用。隨著科技的開展，越來越多的先進儀器設備應用于分析檢驗，更加苛刻的分析要求也使我們對物質的分析更依賴于儀器；同時，企業(yè)對具備一定的理論知識同時又掌握現代化操作技能的高端技能型人才的需要越來越迫切，這對我們儀器分析的教學提出了更高的要求：學生理論知識的理解、操作技能的掌握與否以及是否具備獨立運用儀器完成分析任務的能力，這對他們今后相關課程的學習以及未來的就業(yè)競爭力和持續(xù)的開展?jié)摿λa生的影響不可無視。

一、儀器分析課程教學難度及存在的問題

作為一門承前啟后的課程，儀器分析是將物理、化學、電子技術等學科知識進行綜合應用，相對于化學分析所波及的知識內容更加復雜多元；同時，各種分析辦法的知識體系又相互獨立，其原理、操作辦法各不相同，因此理解掌握起來難度相對較大；另外，由于課程所波及到的儀器設備種類繁多、設計精密，儀器采購及運行本錢相對較高，因此不可能像化學分析那樣具備充足齊全的教學設備。因此，在教學過程中怎樣利用相對緊缺的教學資源更為出色的完成教學任務，使學生在較短的時間內掌握儀器根本原理，熟悉儀器根本結構、操作辦法并能夠利用儀器解決實際檢測問題，對任課教師來說本身就是一個重大的挑戰(zhàn)。

除了以上的客觀情況外，不同任課教師的“教〞與不同層次學生的“學〞也使得掌握這門課程的難度加大。示例在一些學校，儀器分析的理論與實踐教學不是同一個老師完成，往往導致理論與實踐教學不能夠很好的相互銜接；一些擔任實踐教學的年輕教師，本身就不足實踐經驗，不免在教學過程中出現照本宣科、按部就班的情況，從而導致學生不能得到真正的鍛煉。同時，學生的知識水平層次不齊，大局部學生不喜歡學習干燥的理論知識，造成了他們對較為抽象的理論知識掌握不夠到位，從而也影響了實驗教學的效果。雖然很多學生喜歡做實驗，但不知為何做實驗，為什么要這么做實驗，最后造成了學生對知識的掌握不夠通透，不會舉一反三等。另外，現有的一些儀器分析教材在編寫上存在知識點分散、知識層次性不強，理論和實踐相脫節(jié)的情況，這在一定程度上也給學生自學復習造成了困難。

顯然這些問題的存在，在一定程度上影響了教學效果，使學生失去學習的興趣，教學的結果往往是學生只知道有這樣一些儀器，但對這些儀器可以用來檢測什么物質，怎么檢測全然不知。這樣的培養(yǎng)結果對學生的可持續(xù)開展，未來在職業(yè)道路上的成長深造是十分不利的，也違背了我們培養(yǎng)高素質的高端技能型人才的初衷。面對這些的確存在的問題，儀器分析的教學改革在一定程度上來說是必須的。

二、儀器分析課程的改革創(chuàng)新舉措

通過對分析專業(yè)畢業(yè)生的調查發(fā)現：在進入工作崗位一段時間后，他們都會有一個比擬深刻的體會：在學?；巳陼r間都沒學明白的知識到了工作中幾個月就能搞懂，經過一年半載的磨練，他們都可以成為一個獨立思考解決問題的職場高手。這個現象在一定程度上反映了我們現在的教學模式存在的主要問題就是理論和實際之間不足銜接，因此結合現有的條件和自身的情況，我們在教學過程中做了一些創(chuàng)新和嘗試。

〔一〕打破理論和實驗課程設置的明顯界限，遵循學生的接受規(guī)律設計教學內容。根據高職學生喜歡動手，感性認識強于理性認識的學習認知規(guī)律，在每個新知識的理論講述前進行一次感性認識的實驗。示例，在講述色譜局部的知識前，先完成植物學家Tsweet〔茨維特〕發(fā)現色譜現象的實驗，讓學生首先有一個感性認識：色譜可以別離混合物，形成不同顏色的色帶；之后在講解色譜最根底的理論知識，讓學生知道為什么混合物可以在這樣的條件下發(fā)生別離，同時找出該實驗的缺點，從而引出現代色譜儀器，進入下一個實驗內容。通過“實踐―理論―實踐―理論〞這樣的循環(huán)模式，由易到難，每個實驗都能緊扣一個理論知識點，每一個實驗現象又能被理論充沛解釋，層層遞進，重點各不相同，真正將理論和實踐做到有機結合。通過這樣的理實一體工程化的課程設計，我們將儀器分析課程分為4個教學模塊分類教學，15個工程訓練各有重點，從而達到30個教學重點一一學習，60個知識難點全部掌握的知識目標的實現。

〔二〕以經典的實驗教學教會學生使用儀器，以實際的樣品測定教會學生應用儀器。在現有的這些實驗工程中不乏一些非常經典且具有示范效果的實驗，從當選擇一些與理論有比擬強聯系又有具體操作內容的實驗，讓學生掌握并熟悉最根本的儀器操作，培養(yǎng)他們正確使用儀器、獨立進行實驗的能力。示例，在可見分光光度法的教學中，選擇幾種不同顏色的溶液，讓學生測定這些溶液的濃度。通過這個實驗，讓學生掌握吸收曲線、最大吸收波長以及規(guī)范曲線等這些根本知識點，并在實驗中熟悉儀器的操作、掌握物質含量的測定辦法。在具備了這樣的根底后，就可以結合儀器的實際應用領域以及當地各類企業(yè)的生產情況，選擇一些與實際生產以及日常生活比擬貼近的應用型實驗，以常見的實驗設計思路教會學生如何針對某個樣品的具體檢測工程，應用某個儀器完成分析任務。通過幾個這樣的實驗，學生不僅穩(wěn)固了儀器的操作，更多的是對理論局部更深一步的理解，同時也掌握了如何建立實驗條件、完成實際樣品分析檢測的技能。

〔三〕強化儀器應用領域，獨立完成綜合性實驗，升華學生組織與設計實驗的能力。在以往傳統的教學辦法下經常會出現這樣一種情況：一些比擬優(yōu)秀的學生能夠很熟練的把全部儀器操作都掌握了，但是拿到真正的樣品時仍然束手無策。針對這種情況，在每個儀器工程結束后讓學生總結檢測樣品的共性，加強學生對儀器、辦法應用范圍的理解掌握，同時，在課程內容的設計上參加一些綜合性的實驗：選擇一些簡單的實際樣品，設定某個檢測工程，要求樣品的檢測可以通過多種儀器辦法完成，由學生自己選擇儀器辦法、擬定實驗計劃，完成檢測任務。通過這樣的方式培養(yǎng)學生樹立一種觀念：在實際的檢測中，通常是根據樣品的性質、檢測的要求及檢測工程選擇儀器、辦法，有時會存在多種辦法都可以檢測的情況。通過這種方式的鍛煉，才能使學生在面對不同樣品的具體分析任務時真正的充斥自信，游刃有余；同時也培養(yǎng)了學生科學嚴謹的工作作風以及良好的團隊合作能力。

按照上述的改革思路，我們在儀器分析課程的教學過程中進行了初步探索和嘗試，獲得了學生的歡迎、企業(yè)的認