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隨著知識經濟和科學技術的迅速發展，儀器分析在化學化工、食品科學、制藥工程和生物技術等學科中的應用越來越廣泛，已成為科學研究中重要的分析與檢測手段。因此，在高校教育中“儀器分析”課程已受到越來越多的重視。實踐教學把理論、抽象的知識具體化，使學生對理論知識有更深層次的理解，從而達到培養學生學習動力和激情的目的。“儀器分析”是一門技術理論與實踐相結合的綜合性課程，是化學、生物、食品及醫藥等專業的基礎課，而“儀器分析”實驗是本課程中重要的實踐教學環節。通過“儀器分析”實驗課的學習，使學生在實踐中掌握各種儀器的結構、工作原理、應用范圍及操作規程，增強學生分析問題、解決問題、動手操作和創新能力并可培養學生的合作精神，為其從事相關工作夯實基礎。為了充分發揮儀器分析實驗的作用，根據學院的實際情況，相關教師在“儀器分析”實驗教學中進行了嘗試性改革，并初見成效。

1實驗教學改革的必要性

近年來，隨著現代分析新儀器、新技術和新方法的不斷發展，儀器分析在現代分析方法中起著主導的作用，掌握其技術和方法有利于學生今后的發展。傳統的“儀器分析”實驗教學方式和實驗內容已不能適應時代和科技發展的需要。因此，“儀器分析”實驗的改革尤為重要。由于實驗課所使用的大型儀器設備價格昂貴，數量少（大部分只有1臺）。儀器的操作采用計算機控制，且操作軟件大多為英文軟件，而學生在進行實驗以前從沒有接觸過這樣的儀器設備。在以往的實驗課教學中，將學生按照7~10人/組進行分組，采用循環式實驗教學。實驗時學生圍在一起看教師講解儀器的構造、使用注意事項和操作規程（邊演示邊進行實驗），而學生實際操作儀器的時間短、機會少。由于部分學生看不清或不認識軟件中的英語單詞，導致學生對實驗缺乏興趣，甚至依賴同組同學，抄襲實驗報告。另外，實驗課所開出的實驗相對較為簡單，實驗前教師已將實驗所需的試劑配制好，把儀器提前預熱好，導致學生發揮的空間較少。這樣，直到一次實驗課結束，部分學生仍是一知半解，從而達不到理想的實驗教學效果和培養學生自主創新的能力。因此，必須對現有的實驗教學方式和內容進行改革，使學生掌握現代分析儀器的技術和方法。

2“儀器分析”實驗教學模式的建立

2.1合理安排實驗內容，建立“階段性”的實驗教學模式根據學院擁有的儀器設備情況，把“儀器分析”實驗分為2個階段來進行。第1階段為基礎實驗，在基礎實驗中主要以教師命題的驗證性和綜合性實驗為主，減少陳舊實驗，增加新技術、新方法在實驗中的應用。第2階段為設計性實驗，讓學生結合身邊實際情況，選擇較熟悉、與日常生活密切聯系、試驗樣品易獲得、應用性強的實驗項目，以提高學生的學習興趣和解決實際問題的能力。通過學生自己查閱與實驗內容相關的資料，并設計出實驗方案，由負責教師審核并組織學生對所設計方案進行講評后，確定實驗題目，根據實驗室儀器的實際情況，安排實施實驗。

2.1.1基礎性實驗此階段主要通過驗證性和綜合性實驗，使學生掌握儀器的結構、工作原理、操作規程，以及定性、定量和結構分析的方法，為下一階段開放式的設計性實驗打下基礎。例如，精選紫外分光光度法測樣品中苯甲酸含量、氣相色譜法鑒定檢測飲品中的醇、紅外吸收光譜測繪及圖譜解析、氣相色譜-質譜聯用技術鑒定分析杏仁香精中化學成分的基本方法等8個經典實驗，其中驗證性實驗3個、綜合性實驗5個，由8名實驗教師各負責1臺儀器和1個實驗，采用2~3人/組的循環式教學。對實驗難度較大、涉及大型精密儀器的實驗，先由教師進行實驗演示講解,學生再分別動手操作[4]。這樣既保證了學生獨立動手實驗，又有利于實驗技能的提高。

2.1.2設計性實驗此階段主要在教師指導下，采用5~6人/組，由學生自己查閱資料、設計實驗方案、自行準備實驗，進行試驗樣品預處理、測定數據、分析數據、撰寫實驗報告，以培養學生在實驗中發現問題、分析問題、解決問題的能力及團隊合作精神和創新實踐能力，為以后的學習、工作打下堅實的基礎。近年來，先后開設了飲料中山梨酸和苯甲酸含量的測定、火腿腸中亞硝酸鹽含量的測定、果蔬中VC和VB含量的測定、茶葉中VC的測定、牛奶和奶粉中三聚氰胺的測定、餅干中黃曲霉毒素的檢測等50多種設計性實驗。同時在實驗中根據實際情況，通過選擇不同儀器測定同一樣品成分的方法，進行對比性實驗。例如，采用高效液相色譜（HPLC）法和熒光分光光度法測定果蔬飲料中VC的含量；采用薄層色譜（TLC）法和熒光光度法測定餅干中的黃曲霉毒素。通過對比性實驗，以確定不同測定方法的優缺點。實踐表明，通過設計性實驗的開設，整合了多個知識環節，充分調動了學生學習的主動性和積極性，培養了學生的創新能力[5]，增強了學生的學習主動性和自信心，培養了學生分析和解決問題的能力，促進了知識的融會貫通。

2.2實行開放式教學，鼓勵學生參與教師科研活動“儀器分析”實驗作為培養學生實踐能力的重要課程，單憑實驗課較短的學時，學生無法完全掌握儀器的使用，需要利用課余時間來繼續進行探討。因此，由實驗中心統一調度儀器和指導教師，實行工作日白天全天開放、晚上和節假日網上預約開放，由實驗教師輪流值班的制度，使學生有充分的時間補做實驗課上沒有完成或失敗的實驗，也可以使學生對沒熟悉掌握的儀器操作再進一步加強，做到了“時間與空間相結合”的開放。另外，實驗室的開放，增加了學生們積極參與教師科研活動的熱情，培養了學生的科研興趣。部分大二和大三學生參與科技創新課題，幫助教師完成了雜糧餅干主要成分的測定、松茸餅干質構的測定、紫山藥飲料黏度和色度的測定等實驗。通過開放式教學，為學生的實踐學習提供了便利，奠定了其從事科研工作的基礎，又充分發揮了實驗室現有儀器的作用，提高了儀器的利用率。

2.3強化預習環節，完善實驗考核實驗預習是進行實驗的重要環節，學生通過預習可了解實驗目的、實驗原理、實驗內容以及實驗需要解決的問題。但在實驗進行之前，學生完全沒有接觸過實驗所需的儀器，從而對實驗儀器缺乏直觀的認識。那么，采用什么樣的預習方法才能使學生達到預習實驗的效果呢？為了便于本科生、研究生及教師使用大型儀器，了解大型儀器的結構和工作原理。實驗中心拍攝了氣相色譜儀、原子吸收光譜儀、紅外光譜儀、紫外光度計、熒光光度計、質構儀、熱分析儀、黏度計等大型儀器的實際操作視頻，放在實驗中心的網站上。在視頻中，實驗教師詳細講解了儀器的構造、工作原理、應用范圍及儀器的操作過程，使學生在進行實驗之前，通過觀看視頻，對儀器的使用有較詳細的了解。為了考查學生的課下預習情況，教師采用課上提問的方式對學生進行考核，作為實驗總成績的一部分。實驗時，學生在教師的指導下就可以直接對儀器進行操作，這樣既增加了學生學習儀器分析實驗的緊迫感和積極性，也為實驗課的安排和儀器的使用提供了便利。實驗考核是對學生掌握實驗情況的檢驗，考核主要包括出勤、預習、實驗報告、操作技能考試4個方面，分別按照出勤5％、預習5%、實驗報告60％（其中基礎性和實驗性各30%）、實驗技能考試30％的比例，計入學生的實驗總成績。其中，實驗報告包括實驗目的、原理、實驗步驟、數據記錄及處理和問題討論，通過實驗報告及時發現、糾正學生在實驗中出現的問題，培養其嚴謹的科研態度；操作技能考試以教師命題、學生抽題的方式對學生進行考核，要求學生在規定時間內獨自完成實驗內容，從而對學生動腦思考和動手操作能力進行綜合評價。

2.4加強師資建設，提高科研素養教師是人才培養的主體，教師實驗能力的強弱對學生實驗能力的培養起著決定性的作用。一直以來，學院十分重視實驗教學隊伍的建設，加強教師的各項培訓，鼓勵實驗教師積極參加科研實踐活動，提高實踐能力，逐步形成了一支實踐經驗能力強、教學科研豐富，擁有嚴謹的治學態度和勇于創新的實驗教學隊伍，在實驗教學中發揮著重要的作用。

3結語

通過對食品科學與工程專業儀器“分析實驗”教學改革，使學生由“照方抓藥”的被動式學習轉變為“尋方制藥”的主動式學習，激發了學生的學習興趣和創新能力，培養了學生的科研素養，提高了學生分析、解決實際問題和動手操作大型儀器的能力，為其設計畢業論文和從事相關性工作打下了良好的基礎。同時，實驗教學的改革也使教學質量總體提高，初步達到培養創新型人才的教育目標。但是，“儀器分析”實驗改革是一項長期工作，在教學中，必須不斷更新和改進實驗教學內容與方法，激發學生的創新熱情，培養學生的創新能力，充分發揮“儀器分析”實驗在實驗教學中的作用。

作者：李素芬 劉建福 單位：天津商業大學 生物技術與食品科學學院