基于认知规律的仪器分析课程教学模式的改革
文章编号：ISSN1006―656X（2015）01-0092-01
仪器分析作为分析化学的一个分支，其主要作用是通过实验检测出物质的组成、含量、结构和形态等信息，因此在医药卫生、工业、农业、资源开发等许多领域中都有广泛的应用。随着科技的发展，越来越多的先进仪器设备应用于分析检验，更加苛刻的分析要求也使我们对物质的分析更依赖于仪器；同时，企业对具备一定的理论知识同时又掌握现代化操作技能的高端技能型人才的需要越来越迫切，这对我们仪器分析的教学提出了更高的要求：学生理论知识的理解、操作技能的掌握与否以及是否具备独立运用仪器完成分析任务的能力，这对他们今后相关课程的学习以及未来的就业竞争力和持续的发展潜力所产生的影响不可忽视。
一、仪器分析课程教学难度及存在的问题
作为一门承前启后的课程，仪器分析是将物理、化学、电子技术等学科知识进行综合应用，相对于化学分析所涉及的知识内容更加复杂多元；同时，各种分析方法的知识体系又相互独立，其原理、操作方法各不相同，因此理解掌握起来难度相对较大；另外，由于课程所涉及到的仪器设备种类繁多、设计精密，仪器采购及运行成本相对较高，因此不可能像化学分析那样具备充足齐全的教学设备。因此，在教学过程中怎样利用相对紧缺的教学资源更为出色的完成教学任务，使学生在较短的时间内掌握仪器基本原理，熟悉仪器基本结构、操作方法并能够利用仪器解决实际检测问题，对任课教师来说本身就是一个重大的挑战。
除了以上的客观情况外，不同任课教师的“教”与不同层次学生的“学”也使得掌握这门课程的难度加大。例如在一些学校，仪器分析的理论与实践教学不是同一个老师完成，往往导致理论与实践教学不能够很好的相互衔接；一些担任实践教学的年轻教师，本身就缺乏实践经验，不免在教学过程中出现照本宣科、按部就班的情况，从而导致学生不能得到真正的锻炼。同时，学生的知识水平层次不齐，大部分学生不喜欢学习枯燥的理论知识，造成了他们对较为抽象的理论知识掌握不够到位，从而也影响了实验教学的效果。虽然很多学生喜欢做实验，但不知为何做实验，为什么要这么做实验，最后造成了学生对知识的掌握不够通透，不会举一反三等。另外，现有的一些仪器分析教材在编写上存在知识点分散、知识层次性不强，理论和实践相脱节的情况，这在一定程度上也给学生自学复习造成了困难。
显然这些问题的存在，在一定程度上影响了教学效果，使学生失去学习的兴趣，教学的结果往往是学生只知道有这样一些仪器，但对这些仪器可以用来检测什么物质，怎么检测全然不知。这样的培养结果对学生的可持续发展，未来在职业道路上的成长深造是十分不利的，也违背了我们培养高素质的高端技能型人才的初衷。面对这些确实存在的问题，仪器分析的教学改革在一定程度上来说是必须的。
二、仪器分析课程的改革创新举措
通过对分析专业毕业生的调查发现：在进入工作岗位一段时间后，他们都会有一个比较深刻的体会：在学校花了三年时间都没学明白的知识到了工作中几个月就能搞懂，经过一年半载的磨练，他们都可以成为一个独立思考解决问题的职场高手。这个现象在一定程度上反映了我们现在的教学模式存在的主要问题就是理论和实际之间缺乏衔接，因此结合现有的条件和自身的情况，我们在教学过程中做了一些创新和尝试。
（一）打破理论和实验课程设置的明显界限，遵循学生的接受规律设计教学内容。根据高职学生喜欢动手，感性认识强于理性认识的学习认知规律，在每个新知识的理论讲述前进行一次感性认识的实验。例如，在讲述色谱部分的知识前，先完成植物学家Tsweet（茨维特）发现色谱现象的实验，让学生首先有一个感性认识：色谱可以分离混合物，形成不同颜色的色带；之后在讲解色谱最基础的理论知识，让学生知道为什么混合物可以在这样的条件下发生分离，同时找出该实验的缺点，从而引出现代色谱仪器，进入下一个实验内容。通过“实践―理论―实践―理论”这样的循环模式，由易到难，每个实验都能紧扣一个理论知识点，每一个实验现象又能被理论充分解释，层层递进，重点各不相同，真正将理论和实践做到有机结合。通过这样的理实一体项目化的课程设计，我们将仪器分析课程分为4个教学模块分类教学，15个项目训练各有重点，从而到达30个教学重点一一学习，60个知识难点全部掌握的知识目标的实现。
（二）以经典的实验教学教会学生使用仪器，以实际的样品测定教会学生应用仪器。在现有的这些实验项目中不乏一些非常经典且具有示范效果的实验，从中选择一些与理论有比较强联系又有具体操作内容的实验，让学生掌握并熟悉最基本的仪器操作，培养他们正确使用仪器、独立进行实验的能力。例如，在可见分光光度法的教学中，选择几种不同颜色的溶液，让学生测定这些溶液的浓度。通过这个实验，让学生掌握吸收曲线、最大吸收波长以及标准曲线等这些基本知识点，并在实验中熟悉仪器的操作、掌握物质含量的测定方法。在具备了这样的基础后，就可以结合仪器的实际应用领域以及当地各类企业的生产情况，选择一些与实际生产以及日常生活比较贴近的应用型实验，以常见的实验设计思路教会学生如何针对某个样品的具体检测项目，应用某个仪器完成分析任务。通过几个这样的实验，学生不仅巩固了仪器的操作，更多的是对理论部分更深一步的理解，同时也掌握了如何建立实验条件、完成实际样品分析检测的技能。
（三）强化仪器应用领域，独立完成综合性实验，升华学生组织与设计实验的能力。在以往传统的教学方法下经常会出现这样一种情况：一些比较优秀的学生能够很熟练的把全部仪器操作都掌握了，但是拿到真正的样品时仍然束手无策。针对这种情况，在每个仪器项目结束后让学生总结检测样品的共性，加强学生对仪器、方法应用范围的理解掌握，同时，在课程内容的设计上加入一些综合性的实验：选择一些简单的实际样品，设定某个检测项目，要求样品的检测可以通过多种仪器方法完成，由学生自己选择仪器方法、拟定实验方案，完成检测任务。通过这样的方式培养学生树立一种观念：在实际的检测中，通常是根据样品的性质、检测的要求及检测项目选择仪器、方法，有时会存在多种方法都可以检测的情况。通过这种方式的锻炼，才能使学生在面对不同样品的具体分析任务时真正的充满自信，游刃有余；同时也培养了学生科学严谨的工作作风以及良好的团队合作能力。
按照上述的改革思路，我们在仪器分析课程的教学过程中进行了初步探索和尝试，获得了学生的欢迎、企业的认可并体现出了良好的教学效果。同时，为了适应课堂创新变化的需要，任课教师也需要不断提高自身的专业能力和水平：既要了解专业领域学术发展前沿，又要与行业及企业保持密切联系、了解企业工作岗位对学生的要求，不断更新课堂教学内容，与时俱进。这样的良性循环对学生、教师、企业都有积极的意义。
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