摘要:随着高校教育经费的大幅度提高,各个高校购置了各种大型仪器,这些大型仪器往往操作简便,使得处理数据相对便捷。高校中开设大型仪器教学目的在于让学生获得将大型仪器分析技术并应用于自身科研课题中的能力。并且现代仪器分析技术已经成为化工产品研制开发、产品质量评价的重要手段,是化学等专业本科毕业生必须要熟练掌握的基本技能之一。然而由于本科生课时少,能力差别,缺少主动性和积极性,没有更多机会深入了解并使用这些仪器等原因,导致现今的分析测试技术教学已远远不能满足学生今后的发展。因此,为了改善目前本科生现代测试技术的培养,笔者在结合自身教学实践的基础上提出了一些见解。
关键词:现代分析;测试技术;普及
近年来,信息、计算机、电子、传感与控制等新技术及现代设计、制造技术的发展极大地推动着现代分析测试技术的发展,最典型的是电子学、计算机以及激光等科学技术的突飞猛进,带来了分析技术的变革。而今现代分析技术越来越多样化:包括光谱分析法、电子能谱分析法、衍射分析法、电子显微分析法、色谱分析法、表面分析技术以及分析仪器联用等等技术,集中类型具体有:原子力显微镜(AFM)、原子发射光谱(ICP-AES)、激光拉曼光谱(LRS)、扫描探针和隧道显微镜(SEM和TEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重(TGA)、核磁共振(NMR)、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、质谱(MS)、气相色谱(GC)、液相色谱(LC),液相、气相色谱与质谱联用(GC/MS和LC/MS)技术。
1 分析课程教学现状及存在的问题
1.1学生的状况
近年来,我国的高等教育改革取得了长足的进步,但是我们也必须清醒地看到其中存在的问题。一方面,高校的本科生扩招直接导致学生整体质量的普遍下降。另一方面,学校教育片面追求升学率使应试教育成为中小学教学的主旋律,学生沦为做习题的机器,直接导致学生学习兴趣、思考能力和知识结构的严重下降。尤其是进入大学后,学生摆脱了“老师严抓、父母严管”的中学教育模式,逐渐走向独立,于是有相当一部分学生受各种外界思潮的影响,本末倒置,对学习缺乏自觉性、主动性,因而学生对于通过仪器分析操作实验解决问题的能力也在下降。相反,现今企业随着先进科学技术的引入,对于仪器分析技术也越来越重视,这就导致了企业更加注重仪器分析技术人才的吸纳和培养,而学生却恰恰缺乏相关的仪器分析能力。
1.2教学现状
长期以来,各个学校所设分析测试技术课时较少,很多教师更多的是注重知识点的传授,而忽略了学生动手能力的培养,学生对于仪器的认识限存在于课本上仪器的介绍。仅仅开设了一些简单的仪器操作实验让学生掌握基本实验技能,很多情况是教师操作分析仪器,而学生只是观摩操作过程,导致学生学了仪器操作的基本原理和简单操作却不能应用在实际中的分析。而且如今大型仪器设备的自动化程度越来越高,其操作步骤并不复杂。但是由于课时紧张等原因,任课教师对于学生的实际操作规范并没有足够的重视,没有强调正确使用仪器的规范性,使得学生对仪器的操作规范程度不够,甚至不重视仪器的正常使用,因而对于实验数据结果分析不够透彻。
2 分析测试技术教学模式优化改革与实践
化学学科是一个以实验为主的学科,化学的许多重大发现和研究都是通过实验获得,因此化学实验有着重要地位,而实验分析是一个重要过程。因此为了培养具有科研能力的新一代高水平高层次的化学技术人才,需要加强对仪器操作的能力,主要可以通过以下几种方式来强化。
2.1提高实验室仪器管理老师的专业素养
由于现代大型仪器越来越复杂,其功能越来越强大,因此需要重视提高仪器实验教学中教师的专业素养。一方面,需要及时关注新设备的引进,另一方面,需要培训或者加强教师的业务水平,本实验中心开展教师间仪器教学的比赛以及开设仪器专业讲座,以此提升实验教师的实力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2开设相应选修课增加课时量
鉴于仪器分析课时较少的现状,本实验中心开设了现代分析测试技术以及分析仪器数据解析等选修课供本科生学习。选修课的时间定在周六上午,这样避免了平时上课课时紧张等问题。并且通过选修课的学习也保证了学生的上课时间,也能够尽量做到每位同学都能操作仪器。
2.3利用寒假和暑假开放实验室
大型分析仪器在寒暑假期间往往闲置无人使用,而且现在有一部分学生专心科研,更希望进一步深造,因而他们对于大型分析仪器的需求比较强烈,本实验中心利用放假后一到两周的时间为学有余力的学生开放分析仪器供其使用,并且在开放实验室期间,实验中心教师也参与指导,不仅可以及时规范学生的仪器操作,更重要的是及时地解决学生仪器操作中出现的问题。
2.4分小组进行学习
如今各个专业的学生人数众多,采用大班化教授仪器分析课程效果往往不佳。本实验中心现将化学大类本科生分成8组每组4~5人,每周由一位专业教师进行指导操作一种大型仪器技术,给予每人充分上机操作的时间,实验操作结束后,教师要求学生养成及时对实验数据进行分析的习惯以及按时完成实验报告。在实验中遇到的问题由老师组织大家一起交流讨论,启发思维,引导学生不断地修正实验思路,突出学生在实验操作中的主观能动性。任课指导老师采用基本原理提问的方式,带领学生了解仪器的基本构造,通过已知化合物的结构为例演示进行分析。在这个过程中,教师需特别强调操作的规范性,例如:红外光谱中样品的研磨要在红外灯下进行,防止样品吸水;紫外光谱需要注意保护好吸收池只能用手触摸两侧的毛玻璃,不可接触光学面;XRD需要注意将样品粉末研磨成合适的粉末并制成十分平整的平面试片。
2.5设立相应的课题供学生参与
为了培养本科生,本实验中心的授课可与各任课教授老师的课题相结合,不仅设立了一些让学生验证性的实验,也开辟了一些探索性课题供大三、大四的学生参与:例如利用热重分析仪探讨草酸钙中结晶水的组成,利用原子力显微镜观察单分子和分子纳米的结构,利用扫描电镜观察低碳钢板表的氧化膜形貌,也有紫外光谱在污水化合物测定中的应用。通过这些验证以及探索性实验可以激发学生的学习兴趣和主动性,培养学生的主观能动性和创新意识,也能够让学生在未来的就业道路上脱颖而出。
3结论
通过对化学大型仪器技术教学的实践探索,我们发现教师本身需要综合解析仪器实验讲义,保证实验顺利进行,精心设计仪器实验对象,让学生抓住每一个仪器分析实验的特点来收集数据,让每一个学生都能够熟悉仪器的操作和分析,并且投入实际的应用。学生在学习仪器分析技术过程中,充分锻炼了其动手能力,培养了主观能动性,教师也大大提高了教学质量,为培养具有科研能力的新一代高水平高层次的化学技术人才夯实了基础。
参考文献:
[1]祁景玉.现代分析测试技术[M].上海:同济大学出版社,2006:16-33.
[2]李发美.分析化学[M].北京:人民卫生出版社,2011:20-35.
[3]汪静,曾荣昌.综合利用高校大型精密测试仪器提高学生的科研创新能力[J].中国教育技术装备,2012,33:29-30.
[4]余传柏,韦春.高分子材料近代测试技术教学改革初探[J].广东化工,2010,37(10):200-201.
[5]计亚军 . 大学化学实验教学要点之我见[J].广州化工,2014,42(15):253 -256.
[6]张元静 . 目前我国高等教育存在的问题与对策[J]. 石家庄学院学报,2011,13(5):117 -119.
论文作者:潘贵娟
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/22
标签:仪器论文; 学生论文; 技术论文; 操作论文; 教师论文; 光谱论文; 测试论文; 《基层建设》2017年4期论文;