化工类研究生仪器分析及实验课程改革成果与展望

2023-11-28 理论教育版权反馈

【摘要】：改革化工类研究生“仪器分析及实验”课程，更新教学内容，采用现代化教学手段，注重研究生创新能力的培养是目前形势下亟待解决的任务。要实现这一目标，必须对“仪器分析及实验”的理论授课、实践教学和考核等环节进行改革。目前，“仪器分析及实验”作为基础课面向化学专业的开设已经得到大多数培养单位的认同和实施。

探讨化工类研究生“仪器分析及实验”课程改革

●(吉首大学，张朝晖)

摘　要　在我国继大学生扩招之后，化工类研究生招生的规模也不断扩大，创新型化工类人才的培养在国民经济发展和科学技术进步中的地位至关重要。作为化工类研究生创新培养的一个重要基础课程，“仪器分析及实验”的改革显得尤其重要。改革化工类研究生“仪器分析及实验”课程，更新教学内容，采用现代化教学手段，注重研究生创新能力的培养是目前形势下亟待解决的任务。

关键词　仪器分析、化工类、研究生、课程改革

“仪器分析及实验”是研究物质组成、状态和结构分析测试方法的一门课程，也是其他学科获取相关化学信息的重要科学研究途径。该课程教学一般由理论教学和上机实践等环节组成。随着化工类研究生招生规模的不断扩大，研究生入学资格的不断降低，具备研究生入学资格的学生在入学前的创新能力有所降低。许多化工类研究生在本科阶段的学习过程中，由于多方面的原因，仪器分析课程的学习仅仅停留在书本知识，甚至仅对书本知识中几个简单的分析仪器进行学习，对大型分析仪器的了解很少。由于分析仪器价格昂贵，很多高校不可能配备充足的大型分析仪器，所以研究生在入学前对仪器分析实验操作很少，甚至有些研究生对一些大型分析仪器，比如液相色谱仪、红外光谱仪和质谱仪没有见过，更谈不上熟练操作。而在当今培养创新型研究生的新时期，各种新型分析仪器的应用日趋普遍，仪器分析原理和实验技术已成为化学工作者必不可少的基础知识和基本技能。如何使扩招后的研究生教育质量得以保证，化工类研究生的创新能力培养是一项复杂的系统工程。要实现这一目标，必须对“仪器分析及实验”的理论授课、实践教学和考核等环节进行改革。

一、理论课程改革

教学内容上，研究生的“仪器分析及实验”授课内容不能再仅仅停留在重复本科阶段的以红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱、质谱四大谱加上色谱和电化学教学内容；而更多地讲述各种分析仪器的综合应用以及新的联用技术。研究生与本科生的培养目标不同，研究生主要任务是科学研究，将所学的知识综合应用，去创新。但是各个研究领域的专业性差别很大，研究领域有各自独特的分析方法和研究手段，所讲授的课程内容对某些专业的学生来说，也许只用到很少的一部分或根本用不到；同时有些特殊的研究方法甚至还没有形成一个完整的理论体系。这就要求授课教师在课程内容选择上应该围绕授课的对象选择所重点讲述的内容。例如:当授课对象是从事色谱分离分析研究的研究生，那么授课内容应该重点围绕色谱分离分析内容展开，多讲述各种新型色谱技术，除了常用的气相色谱和液相色谱外，应该再将超临界色谱、色谱与其他仪器的联用，包括色谱－质谱联用、色谱－红外联用以及色谱－电化学联用等新技术。将最新的科研成果介绍给研究生，这样不但可以增加授课内容的新意，也可以调动研究生上课的积极性。

教学形式上，为了提高授课内容的生动性，结合培养单位的实际情况，对一些特殊的部件可以采用现场教学。例如在讲述仪器的检测器时，可以打开仪器的窗口，取出检测器给学生进行实物讲述。除此之外，研究生课程应该采用多媒体辅助教学。从黑板教学转变到计算机辅助教学的改革，再转变到网络课堂建设的深入改革，课本知识不再是学习的唯一内容。互联网上的文献资料应该成为研究生学习新知识的重要来源，成为培养研究生自主解决问题提供强有力的支持。随着科学技术的迅速发展，人类积累的知识量越来越多，知识更新的速度也越来越快，课本知识往往落后于文献报道的新分析方法。只有结合互联网上的文献报道，不断更新教学内容，结合多媒体其声、形、景、动、静结合等多样的表现形式，扩宽研究生的知识面，使其更多地掌握最新的仪器分析方法，为培养研究生的创新能力奠定基础。

当然对于不同的分析仪器，一个授课老师因为研究领域的局限而对其不能展开同样的深度讲解。授课教师不仅备课难，授课面也太窄，这样在研究生的授课过程中，应该分别由多个不同研究领域的教师来授课。不同的授课教师根据各自研究的领域，就会有针对性地传授知识。随着现代科学技术的发展，各种新型分析仪器应运而生，大量新概念新理论如雨后春笋般出现，只有在该领域进行研究的教师才会对其有深刻的认识，才能容易做到与最新的科研前沿经常接触，体会深刻。

二、上机实践改革(www.chuimin.cn)

在“仪器分析及实验”课程中，上机实践对于研究生教学来说是必不可少的。目前，“仪器分析及实验”作为基础课面向化学专业的开设已经得到大多数培养单位的认同和实施。然而一些大型仪器的数量不足和短缺，特别是一些昂贵的超大型仪器，如核磁共振谱仪、激光拉曼光谱仪、X射线电子能谱仪、质谱仪等。仅就四大谱相关仪器设备而言，很多培养单位都无法全部满足教学需要。因此，教师通常将这一关键步骤缩减为参观或者演示实验，不让学生动手，生怕学生把仪器弄坏了。这种现象很普遍，上机实践的预期目的往往不能实现。鼓励研究生注重技术、方法、工具的创新是当前研究生创新培养中亟待解决的问题。在实验中，结合研究生的研究方向，可以让研究生独立查阅文献资料，自行设计实验方案，独立运用所学知识和实验技术解决实际问题，熟练操作大型实验仪器，提高他们的创新能力。

对于培养单位没有的大型试验仪器，在学生的实践操作中，可以借助网络资源共享平台，每个研究生可通过模拟的实验室课件立刻进入“虚拟实验室”，“实地”反复在仿真软件上进行仪器操作。北京大学等高校从2002年就开始筹建“研究生精品课程资源共享网络”。充分利用网络资源共享平台，可以在计算机上进行实验操作，就会收到投资少，收效好，省时省力的良好效果。不必再担心将昂贵仪器用坏的问题，反复练习也不用考虑实验成本，极大地提高学生的学习兴趣，使其对所学知识有更深入、直观的理解和掌握，拓展研究生的学习视野及知识面，提高研究生的综合素质和创新能力。

三、考核方法改革

研究生的“仪器分析及实验”的课程考试不应该只检测研究生的理论学习效果，同时更多的是将采用分析仪器解决实际样品分析的能力作为考核的重点内容。这样可以体现研究生掌握仪器并能在实际样品中灵活运用作为该课程教学的目的；对于有创见性的答案，师生共同讲评；增进研究生创造性学习以及与教师之间的双向交流，最终达到增强研究生综合素质、提高研究生创新能力的目的。

参考文献

[1]宋吉英.仪器分析实验教学探讨.教法探究，2009，147:99－100.

[2]冯杰，论化工类研究生“仪器分析”课程教学体系的建设.太原理工大学学报，2002，20:77－79.

[3]研究生院.研究生精品课程资源共享网络建设的探索与思考.学位与研究生教育，2005，1:12－14.

化工类研究生仪器分析及实验课程改革成果与展望

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