目前，由于学生人数的增加和受到实验教学时数、设备台套数限制，教与学的矛盾日益突出。仪器分析实验教学存在的主要问题有:(1)由于仪器分析实验设备普遍造价较高，国家下拨的实验仪器设备经费有限，分析仪器的台套数较少，实验分组人数较多，导致学生的参与度不高，影响学生的实验热情。(2)由于仪器分析实验涉及化学、电子学及物理学等方面的知识，是一门学科交叉较强的综合性学科，再加上仪器造价较高，学生平时很少有机会接触这些高端仪器设备，单靠3个学时的实验教学掌握起来有一定难度。(3)仪器分析实验涉及的仪器设备虽然自动化程度很高，操作起来不算复杂。但是学生平时缺少这方面的训练，操作规范化程度不高，影响实验结果的准确度。例如，气相色谱、液相色谱和离子色谱的进样都要求动作规范，特别是气相色谱对进样的规范性要求更是严格，否则会对结果的重复性和准确性有很大影响。(4)仪器分析实验数据处理虽然工作站能够自动分析，但是需要实验者建立方法。例如气相色谱的内标法，液相色谱及离子色谱的外标法，每个工作站各有不尽相同的建标方法和程序。虽然学生能够按照实验操作步骤完成建立方法及数据处理，但也是机械式地照单抓药，缺乏深刻理解及灵活掌握。(5)原来的仪器分析实验课程针对化学工程与工艺等化工类专业开设的实验项目及顺序如表1所示。经过多年的教学实践表明个别实验项目顺序不利于学生对实验方法的掌握和数据对比，有待调整。(6)仪器分析实验教学的成绩考核方式相对单一，以往只是根据实验报告给出成绩，不能全面反映学生的动手能力及实验探索精神和认真态度。
2仪器分析实验教学改革与探索
2.1注重实验安排操作细节实验时间和实验过程中操作细节的安排对实验教学效果会产生影响。具体调整工作有:(1)将原来每班的1天实验安排为2个半天进行，学生反馈效果较好;(2)原子吸收光谱实验开始前，先点火测定上一组配制的溶液，这样使学生对测试过程有一个大致的了解，提高了对绘制标准曲线的认识，进一步保证了测定结果的准确性;(3)鼓励学生自带家乡自来水样品的测试，这样可以提高实验的积极性和对实验结果的关心。
2.2挖潜现有仪器设备潜力，增加仪器台套数及实验项目随着化学工程与工艺及其他化工专业招生规模的扩大及学生对仪器分析及实验课程的兴趣增加，选修该课的人数日益增多，这样仪器台套数不足的矛盾更加突出。实验室多年来一直坚持将最先进的仪器设备用于实验教学，结合科研测试实际应用情况，增加了红外光谱实验观摩项目。另外，还升级改造了1台气相色谱仪用于教学实验。要求气、液相色谱实验正式采集数据之前，每名学生先进样一针，解决了“只有看的份，没机会打一针”的问题，也使学生对色谱分析的特点有了深入的了解。通过上述两项措施，使原来每个实验小组由6～7名减少至4～5名，基本符合专业认证的要求。通过整改，每个实验小组的人数减少，学生的参与度增加，不仅激发了学生的实验热情，同时也锻炼了动手能力，增加了学生创新技术能力的储备。
2.3坚持实验开放日制度根据每学期的实验安排，实验前一周安排两天作为实验开放日。学生可根据课程安排，随时到实验室预习准备实验，配制溶液，调试分析条件，就实验有关的问题和指导老师讨论交流。在保障仪器设备安全的状况下，尽量把能打开的仪器盖子掀开或卸掉，既满足了一部分学生的好奇心，也使学生对仪器设备的构造有了直观的认识。通过实验开放日制度，增加了学生接触仪器的机会，加深了对实验仪器构造及实验原理的了解。同时，针对三个色谱实验进样方式不同的情况，在实验开放日实验指导教师着重加强指导学生规范进样的练习。通过直观接触及强化练习，学生实验操作规范性大大提高，实验效果得到明显提高。
2.4充分利用辅助教学手段实验前，学生应对所做实验的实验目的、实验原理、实验步骤、实验所用的试剂、所用仪器设备的操作方法以及最终实验数据的处理方法等进行预习。但如果学生仅对着教材或讲义进行预习，对实验目的、实验原理等相对容易理解，而对仪器的结构、操作方法的理解有一定的难度，有纸上谈兵之感［6］。特别是仪器分析的实验仪器设备，几乎全部是大型精密仪器，造价昂贵，日常要求规范使用、定期保养。实验过程中如果违反操作规程，可能会损坏仪器，不仅维修麻烦，还会耽误正常的实验安排，所以实验前要求学生充分的预习非常重要。充分利用网站，把与实验有关的仪器设备的相关信息、实验讲义、课程PPT全部上传，学生可以随时上网查看。另外，全部实验的操作流程视频也提前发给学生，学生对照视频学习，就可以掌握实验目的、实验原理、实验步骤及实验数据处理方法。特别是三个色谱实验的建标方法，视频里有详细的步骤及说明，学生如果认真观看，基本能够掌握操作要领。因为预习充分，学生做实验时就会有信心，这不仅节约了实验时间，使实验更加顺利，同时也激发了学生的实验热情及扩展实验的想法。
2.5改革实验成绩评价体系开设的仪器分析实验是仪器分析课程的一部分，因不是单独设课，不用单独考试，实验成绩占课程成绩的40。以往的仪器分析实验成绩大多是根据学生的实验报告情况评定的，这样往往造成学生只重视写好实验报告，并且容易助长部分学生不认真做实验而抄袭实验报告的陋习，不利于培养学生良好的实验精神和严谨的科学态度。为了公平、公正地反映学生的实验能力、操作水平及分析问题和解决问题的能力，我们建立了多元化的考核体系，包括实验预习情况、预习报告、实验考勤、实验过程表现等环节，实验报告的书写情况只占成绩的较小部分，实验报告重点考查数据处理能力及思考题的回答情况。在每个实验报告的后面，均要求学生独立地讨论分析实验结果并对实验提出意见及建议，能提出合理的建议及可采纳性想法的实验报告才能获高分。通过改革实验课程考核形式和内涵，突出“重学生实验过程、重学生平时表现、重学生创新思维”的指导思想，能更加客观、公平地反映学生的仪器分析实验水平，并能提高学生学习仪器分析实验的兴趣，调动学生的学习积极性及创新思维［7］。
2.6适时调整实验项目及顺序根据工作实践及学生近几年提出的建议，及时调整开设的实验项目及顺序。调整前后的实验项目及顺序如表1所示。实验采取小组循环的方式进行，调整前按照表中的顺序从1到4的实验顺序进行。调整后，实验顺序中的2、3实验是一个小组，4、5是一个小组。安排实验时，先2、3小组内或者4、5小组内循环，小组内循环完成后再调换。这样安排的好处是同一个实验小组的学生在完成实验“火焰原子吸收法测定自来水中的钠”后，接着做“自来水中常见七种阳离子的测定—离子色谱法”。“离子色谱法阳离子的测定”里也有钠离子的含量，学生可以就同一个水样测定结果的差异来比较光谱法和色谱法的区别。同样，4、5小组内的学生也可以就气相色谱的内标法和高效液相色谱的外标法有一个清楚的比较和认识。实践表明，调整后的实验顺序更符合思维习惯，更容易激发学生的学习热情和探索精神。
3结束语
我校重点学科专业是化工制药、食品科学、环境科学和材料等，根据其专业涉及较多的检测，大体可分为色谱类、光谱类等，可对有机、无机化合物进行定性、定量分析和结构分析。还有一些新型纳米材料的性能评价和结构表征等，主要是靠高分辨率扫描电镜和X-衍射仪等仪器来完成。根据校内的各专业特色，学校集中配置了各类分析仪器。如何让这些高精尖的分析仪器和教学很好地结合，使学生不仅获得一定的理论知识，还掌握相应的实际操作技能。因此我们开展的现代仪器分析课程的内容也根据专业特色划分为以下几大类别，让这些仪器设备参与到教学当中。
1.色谱学类。高效液相色谱仪、气相色谱仪、液相色谱-质谱联用仪、气相色谱-质谱联用仪、氨基酸分析仪和离子色谱仪、毛细管电泳仪等仪器的原理介绍和操作使用。
2.光谱学类。原子吸收分光光度计、原子荧光分光光度计、电感耦合等离子体发射光谱仪、红外-拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计等仪器的原理介绍和操作使用。
3.波谱学。核磁共振技术的简介和实际应用。
4.材料学部分。高分辨率场发射扫描电镜、透射电镜、X-射线衍射仪、激光粒度分布仪的简介和实际应用。理论课程以“轻原理、重应用”的原则作为授课内容，使学生在理论课上适当了解各仪器的基本理论之后，着重介绍仪器的典型分析方法和实际应用。然后让学生走出教室，进入实验室。实验课上，以大型仪器为教具，以实际样品的测试过程为教学内容，让学生动手操作大型仪器，真正做到将仪器理论知识和实际操作相结合，一边操作一边讲解要点，让学生既加深了理论课上的分析原理的印象，又通过实际动手获得了技能方面的能力。通过这样教与学的互动，真正做到了理论和实际相结合。
二、分析测试中心的教学优势
1.采用多位专业教师协作授课的方式。分析测试中心首先实现了大型仪器设备的专管共享。所有仪器专人专管专用，责任落实到人，面向全校范围的各科研小组提供测试服务。这不仅有效提高大型仪器设备利用率，最大程度地发挥大型仪器设备的效益。同时中心也打破校内界限，走出了校门，面向全省乃至外省，面向企业和社会，作为第三方，申请了河北省计量认证资质，为社会提供公正数据，服务于区域经济建设。同时利用测试中心实验室自身“仪器全、人员专”的特点，开设《现代仪器分析课程》，针对现代仪器分析课涉及的多种分析仪器，由多位专业操作教师来分别承担此门课程的授课工作。根据每个老师精通的不同类型仪器，给学生介绍本领域最新的研究进展，介绍自身在科研和测试工作中遇到的各种实际问题和解决方案等宝贵的工作经验。同时开放实验室，让学生亲自动手，在老师的一对一个性化指导下，进行实际样品的操作，这样既丰富了授课内容，又有效地理论联系实际，提高了学生的学习积极性，学生普遍反映教学效果良好。
2.及时更新授课内容。目前对于各高等院校的现代仪器分析课程普遍存在一个教材滞后于时代的现状，教材上只反映出一些相对固定的内容，重点突出各仪器发展历史以及原理的讲解，很难展示这门学科的最新进展。而随着科学的进步，分析仪器的发展更是突飞猛进，仪器更新换代的周期也越来越短，仪器可开发的功能也越来越多，应用技术的范围越来越宽，传统的仪器分析教材内容知识更新速度慢，远达不到仪器发展的速度，更达不到应用技术的扩展速度。为此，中心在教学内容上做了大胆的尝试，抛开现有的仪器分析教材，各专业教师根据自己仪器发展特色自己编写课件，在课件准备中各主讲老师在授课内容中更多加入大量新型仪器图片和视频展示，使学生不仅对现代仪器有更加直观的了解，更关注仪器的最新动态和发展趋势。同时再引入社会热点的分析测试实例，例如：在高效液相色谱仪的授课中引入奶粉中三聚氰胺、瘦肉精、苏丹红等的检测；原子吸收仪器的授课内容中引入胶囊壳中铬、环境中的铅含量的测定等等。去除了大型分析仪器的神秘性，大大增强了学生的学习兴趣，并使其能更加积极主动地深入学习。
3.改进教学模式，引入开放性实验。除了课堂教学外，根据分析测试中心现有仪器设备的不同情况，设计了个性化辅导方案。具体为开放实验室，让学生带着问题或者样品进入到实验室，老师根据样品情况指导学生设计具体测试方案，并指导学生自己动手，大型仪器为教具，分析测试学生的样品，并对数据和图谱进行分析和讲解，使学生它不仅有理论上的认识，还学会具体问题具体分析，参与到样品分析的全过程。同时还学会对实验现象的合理判断，对数据的取舍的判断等。另外对于不同领域的实验室和大型仪器，安排一定学时的现场演示和参观，作为知识拓展方面的教学目的，使学生了解仪器分析方面发展的前沿。这样的教学方式和课程设计，学生链接并掌握更多的仪器运用和使用能力。学习和互动相结合的方式培养了学生的积极参与意识，使学生们了解并掌握更多仪器并能够熟练、灵活地运用这些仪器来分析解决问题。
4.引导学生参与科研实践。个性化培养和创新能力的开发是现代高等教育的发展趋势。对于部分有兴趣有能力的学生，对其开放仪器设备具有一定的针对性和方向性，引进个性化辅导的方式，让学生在专业老师的指导下，精选一部仪器，使其更深入地参与实际仪器测试，可以把自己在理论课上设计的测试方法进行实践应用，学会仪器的操作以增强学生的实践能力，并引导学生自助式设计科研题目，尝试进行科学研究，满足不同层次学生的需要。
三、小结
从材料化学专业的人才培养目标出发,结合仪器分析学科的特点,针对上海第二工业大学环境与材料工程学院实际情况,阐述了仪器分析课程教学体系的构建,从教学内容、教学方法等方面对仪器分析教学改革进行了探讨。
关键词:
材料化学专业;仪器分析;教学改革
材料化学专业是材料科学与现代化学相结合的新兴交叉边缘学科。上海第二工业大学材料化学专业以绿色电子材料为培养特色,与学院环境工程专业电子废弃物资源化方向互为补充,以社会需求为导向,为电子信息产业中电子产品制造及其废弃物资源化处理等重要领域培养具有宽厚材料化学专业知识、掌握科研技能和具备创新能力的应用型人才。“仪器分析”是一门介绍如何利用现代仪器分析手段来获得物质的组成、结构、性质以及某些化学过程的原理的课程[1]。科学技术的进步,在促进仪器分析技术飞速发展的同时,也使仪器分析手段在材料科学领域起到至关重要的作用。“仪器分析”已成为材料化学专业重要的专业基础课程。对仪器分析相关理论课程与实践课程进行教学探索,一直是当前教学改革的重点和热点[2-5]。以上海市为例,设置材料化学专业的院校共有4所,包括复旦大学、华东理工大学、上海第二工业大学及上海电力学院,每所学校均将仪器分析教学根据专业培养特点进行了系列规划。详见表1。为满足专业需求,构筑以学生为主体、以实践能力培养为中心的教学理念,探索符合应用创新型人才培养的教学模式,笔者从上海第二工业大学材料化学专业仪器分析相关系列课程多年的教学经验出发,对课程体系的构筑与实施进行了探索研究。
1仪器分析课程教学体系的构建
仪器分析是化学、物理学、数学和计算机科学等多学科交叉渗透、相互关联的综合性学科,是理论性和实践性很强的应用性学科,具有发展性和前沿性的特点,随着科学技术的发展,现代分析仪器汇集了众多学科的前言理论和最新成果。因此,仪器分析课程具有理论深、实践强、更新快的特点[6]。然而,在很多大学课程体系安排中,仪器分析课程教学面临着诸多的矛盾,如课时少与教学内容多的矛盾,教材内容更新慢与学科发展快的矛盾,教学设备严重短缺与学生人数多的矛盾,理论知识讲授多与实践应用安排少的矛盾[7]。上海第二工业大学材料化学专业“以适应学科发展需要,体现学科进展,提高素质能力,加强实践应用”为原则,在仪器分析课程体系安排中,精简化学分析,增加仪器分析的比重,特别是增加适应学科发展的仪器分析方法的应用实例,有利于培养学生创新能力和实践能力的培养。同时,随着近年来教育投入的增加以及为了积极适应现代仪器分析的发展和对学生实践能力、创新精神培养要求的提高，上海第二工业大学引进了大量分析仪器,将大型分析仪器培训与操作纳入仪器分析课程体系中,注重学生实践能力的培养,实现与材料相关领域仪器分析操作应用的零对接。该校材料化学专业仪器分析教学体系是由本科生第3学期的分析化学(包含仪器分析)理论与实践课程、第5学期的材料分析与测试课程,以及第2、5、6学期的仪器培训实践课程构成的,从大学二年级开始的学生参与教师科研的活动也是这个体系的重要组成部分。其中“分析化学”和“仪器培训”为必修课,“材料分析与测试”为限选课。目前,这一系列教学工作已初步形成了具有特色的实践教学新体系,在为学生打下坚实的仪器分析理论与实践基础的同时,充分发挥大型仪器对应用型创新人才的培养功能,基本上达到了预期的优生优培、因材施教的目的。
2根据培养目标组织教学内容
“仪器分析”作为材料化学专业本科生的专业基础课程,在内容上一定要保证学生掌握主要的、常用的分析仪器的原理、方法、性能、操作及应用等知识。如在分析化学课程的仪器分析部分要求学生掌握色谱分析、光谱分析等方法的原理、操作和应用。但是由于学时的原因,不能够面面俱到地进行介绍,由于后续还有仪器培训课程,故只需对部分内容重点讲授,使之与后续仪器培训课程成为互补。在内容选择时,主要使学生掌握各类基本仪器的原理、构造和应用特点,为将来的进一步实践操作和应用打好基础。由于“仪器分析”具有内容新、更新快的特点,教师在教学过程中应该根据教学和培养学生的需要,跟进仪器分析相关的研究前沿,以拓展学生的知识面,促进学生创新能力的培养。仪器分析学科具有系统性与完整性,但是仍然存在一些不足,例如在教学中主要注重理论论证,与实际就业岗位需求脱节;实验教学主要为学生提供感性认识,对学生能力培养的重视不足[8]。为此,我们提出利用仪器培训实践课程使课程内容贴近就业、贴近热点,反映学生未来工作的实际,教学原则以就业为导向,教学内容与学生未来就业领域关系密切。实践证明,这些与就业领域相关的教学内容不仅能激发学生的求知欲,还大大提高了学生在实际就业岗位的实践能力。
3教学方法与教学手段的改革与实践
开设“仪器分析”课程是为了让学生更好地掌握分析仪器的理论知识及相关仪器使用的方法,理解理论知识在实际操作中的运用。该课程着眼于学生素质、创新精神和创新能力的培养,实现学生的全面发展,使学生更好地适应未来社会对于人才的需要。因此,仪器分析课程在教学方法与教学手段上都应该适应新时期人才培养的需要。近几年来,笔者对“仪器分析”课程在教学方法与教学手段上进行了改革和实践,采用符合学生实际的教学方法和现代化的教学手段,取得了良好的效果。
3.1采用兴趣驱动教学方法,激发学生学习兴趣仪器分析的基本概念是基于化学、物理、数学等基础课程的,因此,要清楚透彻地理解此课程的基础理论就必须充分联系已学过的知识,这对学生综合运用基础知识的能力要求较高,学生学起来往往有些困难。为此,笔者采用兴趣驱动教学方法,将科学研究的新成果引入课堂教学,让学生了解到仪器分析发展的最新动向,开拓视野,激发学习兴趣。例如:红外光谱以往主要用于有机化合物/高分子化合物的鉴定和分析,然而随着科学技术的迅猛发展,红外光谱的应用不再局限于此,现在已成为原位表征、反应机理研究的有效工具。将这些新知识、新领域适时地反映到课堂上,对教和学都起到了很好的促进作用,并以动画、图片和音视频等形式展现给学生,调动他们学习的积极性和主动性,效果显著。
3.2采用启发式、讨论式教学模式在教学的过程中适当采用启发式、讨论式教学模式,使学生充分投入到课堂教学过程中,将教师的身份由知识供给者变为学习指导者,将学生由被动学习者变为主动参与者,力求每个学生以一个学习主体的身份出现。教师根据授课内容的需要编制一些讨论题,在课堂上以提问的方式,引导学生积极思考,并应用所学知识解决问题,使学生参与到教学过程中来。或者采用课堂讨论的方式,让学生将他们对知识的理解、解决问题的思路讲出来,教师则以倾听为主,通过点评及时纠正学生的错误,另一方面也有利于教师适时调整教学思路,不断提高教学水平。
3.3采用研究式教学方法,注重学生思维及创新能力的培养在学习分析化学(大二)期间,鼓励学生跟随教师开展科研活动,在研究中加深对基础知识的理解,利用现代分析仪器手段,充分提高利用理论知识解决问题的能力和实践创新的能力。在参与科研的过程中,多位学生获得了上海市和国家创新计划资助,并在国内外期刊发表了多篇论文。
3.4注重实践教学,强化理论知识在实践中的应用,锻炼学生动手能力在实践教学中,通过开设综合性、设计性实验,激励学生学以致用,在实践中加深对教学内容的理解。在实验过程中,学生始终是实验活动的主体,有利于发挥学生的主观能动性和创造性,给学生提供更多的适合自己特点的实践与创新的机会,使学生真正体会到从准备实验开始直到实验完成的全部过程,使实验过程更接近于实际分析工作过程,达到真正培养学生科学素养的目的,为后续毕业设计打下坚实的基础。3.5构建网络教学平台支持下的网络课堂面对仪器分析技术和手段的不断更新,笔者在教学中促使学生充分利用网络资源,鼓励他们利用中国期刊网及相关的英文网站查阅文献,了解本学科的发展动态,认识基础知识应用的实例,并知晓自己知识和能力的不足,进一步激发学生们的学习积极性和主动性。依托上海第二工业大学课程中心网站,不断丰富网络教学资源,为学生通过自主学习来掌握新知识创造条件。笔者在网站中放置了内容丰富的教学辅助材料,包括习题集、试卷库、课程教学录像、多媒体课件等教学辅助材料,让学生检索相关内容,以扩大知识范围,加深知识层次,同时满足少课时和大信息量的需要,提高学生自主学习的积极性。通过上海第二工业大学课程中心网站,学生可以方便地在网络上看到专业教学计划、课程教学大纲、授课教案、习题、实验指导等,以加强学习效果,提高教学质量。利用论坛、QQ和飞信等方式及时答复学生课程中的疑问。网络课堂的建设和使用,使更多的学生从中受益,充分发挥学生自主学习的能力。
4结语
随着材料行业的飞速发展,材料已广泛应用于科学技术的各个领域和日常生活的每个角落,材料科学的发展对人才培养提出了新的要求,需要大批高层次的掌握材料分析的科研和技术人员。为积极适应人才培养的需求,笔者通过构筑新型仪器分析教学体系,根据人才培养目标进行仪器分析教学内容改革,结合理论与实践教学,立足学科特点,顺应学科发展的前沿方向,改进教学方法,激发学生学习的兴趣,充分调动学生的主动性,培养学生良好的科学精神和创新意识,为后续专业课程的学习奠定坚实的基础,为电子信息产业中电子产品制造及其废弃物资源化处理等重要领域培养合格的分析检测人才,以及掌握科研技能和具备创新能力的应用型人才。
参考文献:
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1课程教学现状
1.1学生现状现时高职院校检测类专业招生一般文理兼收，对于文科考生，由于其理科知识较为缺乏，化学知识储备较少，逻辑思维能力和抽象思维比较欠缺，因而总体上生源质量参差不齐。此外，《仪器分析技术》课程具有理论艰深、实践性强等特点，学生由于自身理解能力或知难而退的想法，往往对理论知识的学习提不起兴趣，缺乏兴趣学习进而又影响了对理论知识的掌握理解，最终恶性循环。
1.2教师现状《仪器分析》课程任教老师大多数为研究生以上学历化学类教师，对于如环境监测、食品检测、药品检测等检测类专业，可能会在教学过程中面临上述领域知识的缺乏，要做到学科间的融会贯通有一定难度。同时，由于教师教学、科研任务繁重，旧的教学内容相对枯燥，教师往往容易忽略学生个体差异，对学生的指导评价不到为你，不利于调动学生学习兴趣，激发学习热情。
1.3仪器现状《仪器分析》课程所涉及的仪器一般较为昂贵，仪器的日常维护成本较高，一些高职院校可能由于资金、应用管理人才等因素，大型仪器的购置率和利用率都不高，使得在某些实践教学中，本课程不能像《基础化学》、《分析化学》等课程那样学生可以有更多的独立操作，限制了学生的动手能力。
1.4教材现状目前，《仪器分析》课程教材版本很多。本课程理论内容无论何种版本，基本都类似，而实验内容则各有长短。检测类专业涉及领域较广，高职院校中有如环境监测与评价、食品营养与检测、工业分析与检验等，不同专业均会对一些实验内容有所侧重或调整，以期能与专业紧密联系，这种教材既有优点如专业性强，也有缺点如综合性差。
2教改研究方式及效果
2.1研究方式
2.1.1课标改革以教育部《国家教育事业发展第十二个五年规划》、广东省中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020)结合各类检测专业各个方向的人才培养方案，综合考虑学生能力、师资队伍、硬件设备等情况，制定课程标准及教学方案，并依此新标准选取合适的教材。
2.1.2师资建设一方面，教学团队成员定期进行学术交流，集思广义，定期讨论研究教学计划，教学大纲，能形成从内容到形式的融会贯通，使得仪器分析课程能很好的在工业分析、环境监测、食品检测等专业中进行相互融合。另一方面，组织教师队伍集中学习，扎实专业理论知识；组织教师到高等院校分析测试中心，到科研检测机构以及到企业生产一线质量检测部门等单位的参观、学习、交流以及职业院校同行的教学交流等形式。
2.1.3授课形式建立《仪器分析》课程“讲座式”教学。所谓“讲座式”教学方法，顾名思义就是在职业教育教学中，一改传统的课堂讲授模式，也不同于实践操作教学，而是用“讲座”的模式，通过对所讲知识的全面介绍，从历史脉络到现实发展、从理性到实践、从成效与不足等全方位进行介绍，以形成讲授内容的系统性、操作性、发展性，讲授效果高效性的教学方法。授课时邀请高等院校分析测试中心、科研检测机构以及企业生产一线质量检测部门相关工作人员进行课堂讲座式教学。
2.1.4实训改革通过网络、报纸、电视等新闻报道，筛选出与当前社会生产热点相关的信息，并参阅书刊、论文等自主编制新式实验，从而丰富和优化教学内容。通过给定某一与所学知识有密切联系的实验题目，在教师的指导下，让自主在实验室内完成该实验，从而提升学生的操作仪器参与度和创新能力。
2.2教改效果
2.2.1课标改革效果通过课程教学经验，修订了《仪器分析》课程标准，总课时数变更为108节，并大大增加实践实训课时的比例，理论实践课比例为1.45∶1，改革后课时数既能覆盖电位分析、紫外—可见分光光度法、红外吸收光谱法、原子吸收光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法及离子色谱法等常用仪器分析技术，又能达到学生学习理解所需的时长。
2.2.2教师建设效果教学团队每隔一两个月到重点院校、高职院校、企业交流、参观、座谈，教学团队曾到某著名高校分析测试中心，某知名职业学院，业内知名检测公司等多处交流、座谈。教师个人应用知识面得到有效扩充，对标准化的化学分析、仪器分析实验以及国家检测标准有了更深入的了解，有效地提高了授课教师的课程教学质量。
2.2.3授课形式效果教学团队组织举办两期专家讲座教学，如省食品质量监督检验站某主任开展主题“光谱仪器分析技术的应用”，邀请某著名仪器公司工程师开展主题“色谱仪器分析技术的应用”等讲座。两次讲座完成后，对其中38名听了讲座的部分学生进行了网上问卷调查统计，调查问题为“你觉得这次仪器分析主题讲座是否值得一听”。结果显示，光谱分析仪器讲座中，约33%的学生反映非常值得一听，约64%觉得值得一听，只有约3%的学生觉得不值得一听。色谱分析仪器讲座中，约24%的学生反映非常值得一听，约67%觉得值得一听，只有约9%的学生觉得不值得一听。从讲座的分析中，讲座式教学有必要继续开展，但讲座内容应与主讲人事先有更多充分的沟通，力求更多偏向于通俗易懂的应用型实例分享，而不是原理性知识的讲述及扩展。
2.2.4实训改革效果教学团队汇编了实训实验教案，实训内容偏向职业技能方向，同时增加的实操能力考试。学生大多认为这样的考核更合理，也普遍反映，实操操作时间的增加，对他们参加化工检验工等相关职业技能证书帮助很大。另外，购买仪器分析大型仿真软件一套，对一些实操频率较低的分析仪器，通过课堂仿真让学生熟悉分析流程。最后，教师利用课外拓展项目实验，各带领一组学生开展诸如“水中有机物的气相色谱法分析”“废水样品中氨氮含量分析”“重金属污染土壤研究”等探索性实验。通过这次仪器分析课程的实训改革，学生的实验操作水平整体上有了提高，部分参与项目创新性实验的学生，其个人能力提高更为显著。
3结语
论文关键词：高校；大型仪器设备；人才培养
随着我国经济的发展及对高校教学科研的投入逐年增加，高校拥有的大型精密仪器设备也逐年增加，但是目前普遍存在的问题是仪器效益低，大型仪器专业操作人才缺乏。同时，大型仪器在教学中发挥的作用比较小。鉴于此，本文对利用学院大型仪器设备对本科学生进行仪器操作的人才培养进行探讨。
一、大型仪器设备在本科人才培养中的意义
高校大型仪器设备应该为人才培养服务。2003年起，教育部对全国的普通高校进行了本科教学评估，其中一项就是单位学生拥有的仪器价值，所以学校购置了许多大型精密仪器设备，可以说许多普通高校的大型仪器设备本是为本科教学评估而购买的，其目的也应该是为本科教学服务。本校的大型精密仪器设备管理制度也规定：大型仪器的使用应以本科教学优先。
高校大型仪器设备用于本科教学也是提高仪器使用效益的手段之一。目前高校大型仪器设备普遍存在的问题是仪器设备的使用效益低，而且主要是用于科研，用于本科教学则比较少。这主要是因为这些设备价格昂贵，数量少，学生只能走马观花地参观或简单使用，而且用于教学不像用于科研能马上出成果。用于本科教学不仅能提高仪器使用率，提高其价值，而且也符合仪器购买的初衷。
仪器设备是开展实验教学的关键支撑条件，大型精密仪器设备更是本科实验教学中开发学生的创新意识、培养学生的创新能力、提高学生的综合素质的基础条件之一。围绕大型仪器设备的功能开发与应用，调整验证性实验为主的实验教学体系，增加综合性、设计性和创新性实验项目，把学生作为实验教学的主体，强调学生的积极参与，利于形成师生互动的实验教学氛围，培养学生的创新能力。
大型仪器设备是培养学生科研能力的重要基础。培养未来的科技工作者是高校的重要任务，所以在本科生中开设介绍大型精密仪器设备的课程，尽早让学生了解生命科学研究中常用的大型精密分析仪器设备，为将来用于科学研究做好基础，有着重要的意义。精密仪器的购置首先应是为了培养人才。科学技术的飞速发展要求尽快地将先进的技术手段传授给学生。
在本科时期开设大型仪器的课程对培养大型仪器专业人才大有裨益。高校大型仪器效益低的一个重要原因是专业人才的缺乏，所以在本科生中开设大型仪器的课程，并采用分层次培养，也是培养大型仪器专业人才的很好途径。大型仪器专业人才培养难度大，主要是因为生物仪器分析技术汲取并融合了当代化学、物理学、数学、光学、电子学、计算机科学及信息技术等多学科的新成果与新技术，需要较宽的知识面，尽早开设此课对培养大型仪器的专业人才大有裨益。
二、“生命科学仪器分析”的课程设计
本院拥有显微镜，流式细胞仪，液相、气相色谱仪，荧光分光光度计，原子吸收分光光度计，实时荧光定量PCR等。尤其是显微镜，包括荧光显微镜、倒置显微镜、相差显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电镜、透射电镜，几乎包括所有常用生物显微镜。以此为基础，针对本院本科学生开设了“生命科学仪器分析”课程。
1.“生命科学仪器分析”课程的特点
生物仪器分析技术主要讲授生命科学领域常用大型仪器设备的运行原理、基本结构及其用途。本门课程是各种理论和实践的充分结合，能够服务于生产和研究等实用性很强的工作之中。对它的学习过程将是一个知识综合运用能力和分析解决问题能力的提高过程。本课程采用分阶段培养人才。前期课堂教学以激发学生兴趣为主，介绍各仪器的基本原理和结构及其运用，后期采用更加灵活多样的方式培养实践操作技能和高级技巧。
2.课程内容建设
“生命科学仪器分析”课程内容建设紧密结合科研和实际生活，以安徽师范大学生命科学学院综合实验中心大型仪器开放式科研教学平台为依托，选取在生产和科研中具有广泛用途的生物分析仪器作为该课程的主要内容，以影视剧情节和诺贝尔奖及实际生活中活生生的例子为引子，介绍生命科学仪器在生命科学研究和实际生活中的功用，以仪器的原理结构和基本操作为核心。
3.实验教材建设
高校介绍生物领域大型仪器的教材多为分析化学方向的指导教材，专门用于生命科学领域的生物仪器分析实验教材很少，且因仪器设备的种类和型号不同，导致生物仪器分析教材实用性受到限制。基于这种现状和本院生物分析仪器的配备情况编写了适合本校本科生使用的《生物科学仪器分析》。该教材涵盖了大型光学显微镜、激光共聚焦显微镜、电子显微镜、高效液相色谱、气相色谱及气质联用仪、流式细胞仪、荧光定量PCR仪、荧光分光光度计、原子吸收分光光度计等。
4.课程培养方式
“生物科学仪器分析”课程采用两个阶段培养：仪器基本知识、实践技能的基本培养和高级技能的培养。
（1）基础技能培养。初级阶段的培养主要采用采用理论课程讲授和现场参观以及仪器的简单操作，主要目的一方面是培养学生的兴趣，另一方面进行仪器概论讲解，讲述仪器之间的共同点，以达到融会贯通的效果。
由于课程讲授的仪器种类较多，每种仪器的结构和原理又不相同，而且往往会涉及到物理、化学、计算机软件和自动化等知识，靠课堂的时间难以讲授清楚，而且由于缺乏感性认识和相应的知识结构，学生也往往无法深刻理解，容易产生厌烦情绪，如果学生不愿意听，再有用的课程也没有意义。所以结合实践尤其重要，除了现场的讲解和功能演示外，课堂讲授尤其结合科研和生活实践，以影视剧情节和诺贝尔奖及实际生活中活生生的例子为引子。比如现在深受大学生喜爱的一部电视剧《法证先锋》，经常会检验一些成分、指标等，都会用到一些分析仪器。近来食品安全比较热门，三聚氰胺、瘦肉精事件、重金属超标、农残检验都要用到一些分析仪器。历年生物医学诺贝尔奖更是离不开这些分析检测仪器。
为使学生能够达到融会贯通的目的，该课程还重点阐述清仪器的原理和不同仪器结构的相通之处。大书法家王曦之苦练书法，始终不能悟出真谛，后来练剑，却悟出书法的真谛。讲解一些仪器不仅有利于学生更好的理解，还可能促进仪器的创新和仪器功能的开发。比如基本许多的自动化仪器，信号采集通常都采用光电倍增管来记录信号；质谱仪、电镜等都需要真空泵来制造真空环境；激光共聚焦和流式细胞仪都采用激光光源；显微镜、分光光度计类仪器都需要一些滤光片或光栅等。 转贴于
仪器技术是一门实践性很强的技术，理论知识必不可少，实践运用更是最终目的，理论结合实践是必不可少的，实验科学更是如此，但由于本科教学人数较多，每种仪器又仅有一台，学生只能简单了解和进行一些最基本的操作。所以，从学习此课程的学生中挑选一部分兴趣浓厚、知识结构基础比较好且责任心强、细致认真的学生进一步培养，意在培养能够独立操作大型仪器的人才。因为大型仪器价格昂贵，所以学生不仅要有知识结构，细心和责任心尤为重要，才能尽可能避免仪器的损坏。
（2）高级技能培养的程序和方式。
人员的选定：理论课程结束后，对希望进一步深入学习的人进行专门考核选拨，包括原理、结构和维护保养的相关知识等。因进阶培养更重要的是自学能力，故采用没有标准答案的开放题目，测试学生的自学和检索文献、解决问题的能力。
现场详细降解：此阶段由于人数较少，学生的目的明确，而且已了解仪器的基本情况，可以在仪器现场进行较详细的培训，包括仪器的基本结构、功能、基本操作、基本维护，使得学生能够进行基本的操作。
进一步补充相关知识。进行理论知识的系统深入培训，针对不同种类的仪器，为学生补充相关的背景知识。比如显微镜，是生命科学中使用很广泛的仪器设备，现在的大型显微镜功能强大，要用好维护好需要了解许多知识，包括显微镜的基本知识和概念、应用光学的一些知识、显微摄影的知识、光与色的知识、显微图像处理知识。色谱类仪器需要最基本的色谱理论、无机化学和有机物化学的基本知识、常用检测器技术、样品前处理技术、方法开发技术、色谱柱技术等，每一项都有很大的学问，需要学生能够较深入地了解这些，对深入开发仪器功能和遇到问题如何解决有非常重要的作用。
培养模式：专业培养采用类似于研究生的培养模式。
1）每年都选一批人，这样就可以上一届带下一届，这样不仅能减轻老师的负担，还能增加学习的效果，学生在课下还可以交流，类似研究生的培养。
2）课题培养。学校和学院开设开放课题、创新课题、大型仪器使用专项基金等。利用课题来使用仪器，增加实战经验，更深入了解仪器的使用，同时可以完成本科毕业论文。
3）大型仪器平台是共享的，平时就会对校内和校外共享使用，这也是学生锻炼的好机会。
4）仪器公司的技术支持人员大部分具有硕士或博士学位，既了解生物学问题又精通仪器原理和应用范围，在主观上十分愿意参与高校的教学活动，是一支重要的不可忽视的教师资源。
5）善用仪器公司的技术服务热线。目前大型精密仪器90%以上都是国外的大型跨国公司的产品，其售后服务，尤其是技术服务都很好。
三、促进教学效果需要的配套措施
兴趣是最重要的老师，但有时学生难免有惰性，对于选进来进一步学习的学生也需要有一定的奖惩措施来促进学习。
1.加分政策
进阶学习的学生如果学习效果经考核合格，能够独立操作一台大型仪器，可以加学分。
2.技术认证
经过2～3年理论和实践的培训，经考核达到一定水平，学院和学校可以颁发校级技术认证的证书，对学生的能力进行认证，增强学生就业的竞争力。
3.物质奖励
如果仪器共享效益较好，学生在帮老师完成测试任务、锻炼自己能力的同时，还可以获得经济上的奖励。
关键词：信息技术；仪器分析实验；教学模式
1引言
大学化学类专业的一门重要课程是仪器分析实验。作为一种分析方法，它是以物质的物理和化学性质为核心，运用专业的仪器及设备，对物质进行包括定性、定量及形态的分析。此种方法是分析化学的重要组成部分，大量应用在科研和生产领域。仪器分析实验教学不仅可以培养学生分析、解决问题的能力，还可以为其以后的工作及研究夯实基础。虽然仪器分析实验知识的学习极其重要，但由于仪器在原理、构造及操作等方面复杂难寻规律，使得学习难度大，从而在实际的教学中效率低下。有鉴于此，可利用现代信息技术予以改善。
2 仪器分析实验教学的特点、难点、现状及其存在的问题
仪器分析实验是一门理论性、综合性、技术性、实践性很强的实验课程。现实中，一种物质必然具有多方面的特征。在分析中，可通过仪器分析多维度、多层次对其进行表示。由于自然界物质种类繁杂众多，使得仪器分析方法、种类、型号、操作等方面千差万别，在精度、测量范围等指标上存在不统一。此外，仪器分析实验也是一门极具操作性的课程，实验中往往需要操作众多的仪器来采集数据。而所得数据分析则需要用到各种不同的数学方法进行处理，最后经过处理的数据又需化学知识给予归纳解析。由此可以推论，仪器分析实验教学中的重难点主要是学生需要在有限的时间里掌握各类仪器的使用及众多实验数据的采集与分析等实验知识。
现代化学研究和生产过程中，使仪器分析技术不断发展。随着生产实践的需求增强，物理学、化学等自然科学不断进步，使得仪器分析技术不断得以发展和提高。仪器分析实验教学不可固步自封，也需要与时俱进，进行教学改革。目前，在仪器分析实验教学中主要存在下列问题：（1）仪器贵重，数量不多，不能满足实验过程中多名同学同时操作，一些特殊仪器学生接触不到，只是进行演示实验。所以，实验内容也比较单一，学生能熟练操作的仪器不多；（2）面对知识更新，实验技术也在不断进步且学生群体的类型也在不断的变化，陈旧的仪器设备及老套的教学方式难以提高教学质量；（3）教学内容少，常选用色谱分析、光分析、电分析等有限几种方法或几个典型的实验对学生象进行教学；（4）仪器原理和实验原理抽象，部分学生因前排人数多或其他原因不易准确观察到教师仪器讲解时的演示，使得后续的仪器操作错误；（5）学时限制使得实验指导教师在讲解内容时难以拓展，以至于有的学生学习效率低下，最终的实验教学目的很难实现。现实教学中面对的这些难题，看似很难解决，但在信息化逐步发展的今天，可使用信息技术来解决。
3 以信息技术为核心的仪器分析实验教学方法
目前，随着科学技术提高，以网络技术和计算机为代表的信息技术在教育界发挥举足轻重的作用，如使用图像、动画、声音、影视等教学方法，可以使抽象、枯燥、繁琐的知识变得具体、生动、简单，这样就提高了教学效率。虽然计算机在仪器分析实验中频繁运用，但在仪器分析实验中却没有充分发挥其功能。因此，有必要建立以信息技术为核心的仪器分析实验教学模式。
3.1基于仪器分析实验的信息检索体系的建立
仪器分析实验教学的一个重要的环节对于实验的预习和复习，而实验教材常常是数年才会更新一次，为弥补旧教材和最新分析仪器知识承载缺失的矛盾，应通过鼓励和指导学生提高信息技术检索知识，促进主动学生主动提高学习的积极性。比如，可以通过大型搜索网站或专业仪器分析网站来检索相应的实验知识，让学生知道在实验中需要做什么、如何做。
3.2多媒体技术在仪器分析实验教学中的应用
在教学中，可利用计算机和网络来制作文字、图像、声音、影视、动画等内容和其它形式丰富的多媒体教程，可显著提高教学效率：（1）用图文、动画等生动具体的形式来表述实验原理和仪器原理等抽象的内容，便于学生的理解。如用循环伏安法检测金属离子的实验中，可使用图片或动画将日常肉眼无法观察的金属离子与电子在电极之间和溶液状态下的转移情况，就会显得直观易懂。（2）多媒体具有放大实验中的重点、难点及教师实验演示操作过程中学生很难观察的地方，可防止学生实验知识出现漏洞。例如，在进行液相色谱的实验参数设置操作时，难以达到所有学生同时观看效果，但通过多媒体课件的不断讲解，学生就可知晓整个参数设置的原因及过程，而且可以同时讲解各参数的具体含义。（3）学生通过重复观看多媒体技术播放的规范性实验操作视频，可弥补自身的操作失误。（4）一些仪器分析实验虽然不属于教学大纲要求，但对学生非常重要而学校却没有提供条件。这样的情况就可以制成多媒体课件，用在实验课内讲解或学生课外学习，以弥补了教学条件的不足，确保仪器分析实验教学的连贯性和完整性，如和核磁共振仪这些实用但学生通常难以接触的仪器分析实验。
目前，有很多方法可用作制备仪器分析实验多媒体课件，常用的有：（1）Photoshop、PowerPoint、Flash等软件进行图片、文字或动画制作；（2）数码相机用来进行图片制作而摄像机可进行视频影像
制作。
3.3 建立师生互动交流的仪器分析实验教学平台
以网络通信技术核心的教需要充分利用信息交流工具，如校园网、腾讯QQ、E-Mail、各种论坛等作为现代交流平台，全力推动师生交流，解疑答惑，提高知识，并及时更新和与仪器分析实验相关的知识和信息。
3.4 其它信息技术的应用
除了一些常用的信息技术外，也可开发掌上实验室技术、虚拟现实技术、多媒体积件等新技术应用于仪器分析实验。
4 信息技术在仪器分析实验教学中的注意事项
1）信息化教学作为真实科学实验的补充不能完全替代真实的科学实验化学类仪器分析实验，尽管信息技术能将一些不易直接观察和重要实验现象展现给学生，但信息技术则无法模拟真实实验中不可知的一面。另外，真实实验在培养学生分析、解决问题及动手能力等方面有特殊作用，信息技术无法替代。
2）优秀的传统教学手段不能完全被取代无论教学手段如何创新和完善，仪器分析实验教学中“教与学”的目的不会改变，目前，教材、语言、板书、示范操作等传统教学手段仍具有重要地位。
5 结束语
由以上可知，高校化学类的仪器分析实验的信息结束教学还有待我们进一步的探索。
参考文献
[1]易兰花；冯春生；周方钦.仪器分析实验教学模式的改革与实践.高校实验室工作研究.2010年02期
论文摘要：本文结合仪器分析教学实践，针对教学中的具体问题，对仪器分析实验教学进行了多方位的探讨，提出了相应的改革措施，以求培养社会需要的创新人才。
仪器分析实验是分析化学课程中必不可少的一部分，是化学实验的重要组成，是对学生进行基本技能训练的重要环节。通过仪器分析实验的教学，不仅可以对学生的基础理论知识加以检验、巩固和提高，做到理论联系实际，提高学生创造能力，同时也可以使学生掌握实验的基本原理、方法、操作技能，提高他们分析、解决问题的能力，培养他们的创新精神和严谨的科学态度。在实验过程中，学生可以充分发挥分析问题和解决问题的能力，掌握先进的分析测试方法和大型精密仪器的使用，为以后的工作打下良好的基础。
仪器分析是采用比较复杂或特殊的仪器、通过测量某些物质的物化性质的参数和变化来确定物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一门学科。因其简便、快速、灵敏、准确、易实现自动化等优点，广泛应用于新材料、生命科学、环境科学、医药、食品科学等领域。由于其应用的广泛性和先进性，我国绝大多数高校都将其作为基础课向相关专业开设。青岛农业大学将其作为化学、材料化学、食品质量与安全、生物工程、环境科学、水产养殖、农业资源与环境等专业的必修课或选修课。如何在较短的时间内，使学生了解各种仪器的结构，熟悉各种仪器的使用方法，掌握各种仪器的原理，充分理解课堂上的理论知识，是仪器分析实验教学的重点。本文就仪器分析实验课教学进行了探讨。
1.培养学生将理论知识应用于实践。在实验教学中，采取讲解——提问——讲解的教学方法。即在实验开始前的讲解过程中，就学生学习过的理论知识提问，让他们把问题“带”到实验中，认真对待实验，争取运用学习过的理论知识，然后通过实验，自己解决问题。对于学生无法解决的问题，教师再逐一加以解答。这样，在实验过程中，学生就有了一个认识——实践——再认识的过程，从而实现认识的飞跃。
2.实验和规范基本操作同步进行。仪器分析实验中使用的基本上是大型精密仪器，自动化程度较高。仪器运行过程中，学生往往感到无事可做。因此，针对学生在实验室里操作技巧较薄弱这一情况，完全有必要在某些实验中，将这部分时间充分利用，规范学生的基本操作，强化实验技能。基本操作的正确与否，是否规范化，是完成实验的前提条件。如气相色谱实验，进样后样品的出峰时间有的在20～30min左右，在这段时间里，就可以让学生空针在另外的色谱柱上进行进样操作，熟悉微量进样器的使用方法。紫外分光光度实验中，谱图扫描的时间也可以让学生练习比色皿的使用，发现操作不规范现象，应该及时纠正，培养他们严谨的科学态度。
3.补充数据处理在分析中的应用。数据处理是数据分析中一项必不可少的工作，而仪器分析实验要求较强的数据处理功能。很多学生是初次接触仪器分析，对此不甚了解。因此，在实验的空隙时间内，给学生介绍几种数据处理的方法、教他们如何用数据处理的方法解决一部分问题很有必要。同时，实验中得到的数据，让学生手动记下来，实验结束后自己分析处理，而不是直接打印仪器软件上得到的结果。努力做到活学活用，并且将学到的知识及时加以巩固。这样他们在做毕业论文时，遇到数据处理的问题就不会觉得陌生，而是可以把数据处理得比较熟练。
4.配合辅助教学手段，培养学生的独立操作能力。仪器分析实验与普通的化学实验相比，具有很强的直观性，同时还有其特殊的危险性。比如，原子吸收中乙炔气体的点燃、高压钢瓶的开启和关闭、气相色谱中氢火焰离子化检测器氢气的点火等，都有一定程度的危险性。另外，除了上述危险之外，在开启大型精密仪器的过程中，如果学生操作不当，也会对仪器造成损害。为此，仪器分析实验室的每台大型仪器都配备了辅助教学手段，即把仪器的具体操作规程和注意事项都写在纸上并压膜塑封，放在仪器旁边，让学生在开机之前仔细阅读，按照说明做到独立开机进行操作。这样，不仅可以使学生尽快熟悉仪器，而且也提高了动手能力和独立操作能力，为他们在以后从事类似的工作时独立调试仪器打下了基础。
5.实行开放式教学。仪器分析实验教学过程中要涉及一些交叉学科，它结合了大量的现代科学技术和信息，科技含量较高，需要掌握的知识多。学生在规定的学时内进行实验，不可避免地会遇到这样或那样的问题，实验结果的部分数据可能不是很理想。在这种情况下，要求学生尊重实验结果，实验报告中不能编造数据，而是认真查找问题，在教师的指导下找出原因，并提出解决问题的办法。为此，在教学中实验室应对学生全面开放，在计划学时内没能完成实验内容或者实验失败的学生，提前同教师联系时间和实验室，鼓励他们参加开放实验，培养学生在科学研究中实事求是的品质。同时，实验室的开放，为学生开展创新型实验提供了坚实的基础，也为毕业论文设计做好了准备。
6.引进考试机制。仪器分析实验操作复杂，实验周期长，而且大型精密仪器数量相对而言比较少，因此，一般该实验课没有考试内容。为了达到实验教学目的，可考虑引进合理的考试机制。具体操作内容为：考前约一周公布试题，考试分小组进行，提前抽签，学生根据题目可查阅资料，组内共同讨论设计实验方案，教师给予适当指导，增强学生的团队意识和合作能力。
考核成绩要注重实验过程，将实验过程考核和实验后期工作有机结合，将目标考核转变为过程考核，这样能够真实地反映学生的实际水平，符合课程的培养要求。这种考核对学生的心理素质也是一次考验，对他们综合利用所学知识分析问题、解决问题、培养创新能力也是一种很好的尝试。
7.对实验内容进行探索和改革。仪器分析不仅是一种测试手段，还应该为实际生产服务。作为测试手段，须能解决实际问题。仪器分析实验内容多数为验证性实验，有必要对实验内容进行探索和改革。为了培养学生的实际工作能力，结合周围环境的实际生产情况，气相色谱中选择了“水果农残含量的测定”的实验项目，并且要求学生用两种方法测定（归一化法和标准工作曲线法），使他们充分认识通过先进的仪器分析手段解决实际问题的重要性。他们受到实物样品测定的训练，同时又学到了新的实验方法。只有兼顾验证性和应用性实验，才能为学生开设综合化学实验及毕业设计打下良好基础。因此，在设计仪器分析实验内容计划时，必须兼顾验证性和应用性实验的数量。
8.将最新的仪器分析手段引入实验。随着科学技术的飞速发展，更高效率的分析仪器如雨后春笋般出现。随着科学技术的进步，液（液相色谱）——质（质谱）联用——气（气相色谱）——质（质谱）联用的仪器在实际生产中已经有了很大的应用，离子化效率更高的检测器也被不断开发并广泛应用于各个领域。这些最新的科技成果应及时、系统地介绍给学生，并尽可能地引入实验课堂，有效地调动学生的学习积极性。
9.及时更新实验内容。目前的仪器分析实验，一部分内容有些陈旧，不适应现代社会发展的要求。所以在仪器分析实验的教学中，应尽量增加一些新的仪器分析方法，条件允许时可增加先进的仪器设备，同时开设与之相关的实验。可以通过几个典型实验来掌握现代仪器，分析实验的原理和操作方法。这种实验应尽量选择与学生专业关系比较密切的内容。如质检专业的学生可以安排液——质联用、气——质联用，进行食品安全方面的有关检测。
仪器分析是一门实验性很强的课程，是仪器分析课中非常重要的实践性教学环节。它对于培养学生实践能力、综合应用能力具有非常重要的作用。要提高教学质量，完成培养目标，就必须在教学中不断积累和总结经验，并加以研究和探索，以培养社会需要的创新人才。
参考文献：
关键词： 《虚拟仪器》 教学方法 考试方式
1.虚拟仪器
1986年美国国家仪器公司（National Instruments Corporation，NI）研发推出了图形化编程环境的开发平台——LabVIEW软件，并首先提出了虚拟仪器（Virtual Instruments，VI）的概念。作为以计算机软件为核心的新型仪器系统，虚拟仪器具有功能强、测试精度高、测试速度快、自动化程度高、人机界面优异、灵活性强等优点，通常被认为是第三代自动测试系统的同义语[1]。使用虚拟仪器系统可以避免仪器编程过程中的大量重复性劳动，从而大大缩短复杂程序的开发时间，并且客户可以用不同的模块构造自己的虚拟仪器系统。虚拟仪器技术经过二十多年的发展，如今正沿着总线与驱动程序标准化、硬/软件模块化、编程平台的图形化和硬件模块的即插即用方向发展。LabVIEW采用图形化编程方案，是非常实用的开发软件，它整合了诸如GPIB、VXI、PXI、RS232、RS485及数据采集卡等硬件通信的全部功能，而且具有很强的分析处理能力。虚拟仪器的开发厂家为了扩大虚拟仪器的功能，在测量结果的数据处理、表达模式及其变换方面做了许多工作，建立了数据处理的高级分析库和开发工具库，使虚拟仪器发展成为组建得极为复杂的自动测量系统[2]。
随着PC、半导体和软件功能的进一步更新，虚拟仪器的功能和性能不断提高，如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。虚拟仪器的各种优点让用户可以放心地舍弃旧的传统测量设备，接受更新型、以计算机为基础的虚拟仪器系统。由于计算机的性价比不断提高，虚拟仪器的价格更为大众化，用户不再受限于传统仪器的使用限制和昂贵价格，进一步降低了使用成本，减少了开发费用和系统的维护费用。此外，新型笔记本电脑把虚拟仪器的便携性和强大功能推向一个新的水平。所有这些必将加快虚拟仪器的发展，它的功能和应用领域将不断增强和扩大。
2.虚拟仪器在教学中的应用
随着虚拟仪器系统的广泛应用，越来越多的教学部门开始用它建立教学系统，不仅大大节省开支，而且由于虚拟仪器系统具有灵活、可重用性强等优点，使得教学方法更灵活。教育的核心是素质教育，实施素质教育的重点是“培养学生的创新精神和实践能力”。随着高校扩招及学生实践动手要求的提高，出现了一些新的实验教学问题：（1）基于传统仪器实验教学的不足。当前大多数高校的实验教学仍然是基于传统仪器的教学方式，这种方式在一定程度上限制和阻碍了素质教育在实验教学中的实施，主要表现在如下几个方面：①学生需花费较多的时间组织、连接甚至搬动、更换仪器设备，一方面没有把实验课的时间完全用于实验能力的培养提高，另一方面增加了仪器设备的损坏机会；②实验基本上都是验证型实验，设计型、综合型实验少，需要学生发挥主观能动性的少；③由于实验设备的更新跟不上仪器工业的发展，实验教学与工程实际脱节。虚拟仪器在实验教学中的应用为解决这一问题提供了一条有效途径。（2）虚拟仪器技术在教学中的应用。虚拟仪器系统是测控技术和计算机技术相结合的产物，它是全新的仪器概念，打破了传统仪器的局限，在仪器的研究与制造中引起了一次重大的革新，是未来仪器产业发展的重要方向，目前在测试、控制等领域已被广泛应用[3]-[5]。虚拟仪器的特点主要在于其强大的数据分析与处理功能，并且，随着计算机硬件技术与接口技术的发展，虚拟仪器的实时数据采集与控制功能不断提升。一些高校对虚拟仪器在实验教学中的应用进行了开发，其中应用得较为广泛的有“ZK-3VIC型虚拟测试振动与控制多验装置”和“DRVI快速可重组虚拟仪器平台”等。不论哪种虚拟实验系统，归结起来，虚拟仪器应用于实验教学主要采用如下两种方式：一种方式是纯软件的虚拟仪器实验，如图1所示，即从信号的产生到信号的分析、处理和存储全音都由虚拟仪器进行仿真模拟，这种方式主要应用于理论验证性实验。
图1 虚拟实验方式之一
另一种方式的实验系统由“虚拟仪器+数据牙集卡+实测信号”组成，如图2所示。这种方式适用于操作性实验，对实验设备要求较高，除了PC机之外，还必须具备数据采集卡、实际被测对象和传感锹等。学生利用虚拟仪器平台构建扫频信号发生器、数据采集记录分析仪等虚拟书器，通过数据采集卡控制激振器和采集传感器的辅出信号，经过记录、分析，得出结论，完成实验。
图2 虚拟实验方式之二
3.虚拟仪器的教学方法
“虚拟仪器”作为一门应用技术课，其教学目标是要求学生了解虚拟仪器技术及其在各领域的应用，掌握虚拟仪器系统的基本构成及设计思想，学会系统软件开发工具LabVIEW，掌握虚拟仪器在测量仪器、过程控制、信号分析、远程控制等方面的应用技能，具有利用硬件设备快速构建研究、开发工作中需要的测试、实验系统的能力。虚拟仪器具有软件开发与硬件设计结合紧密、应用性强、涉及专业知识广等特点，采取合适的教学方法是完成课程教学任务、提高教学质量的重要途径[6]-[8]。
3.1课程内容的模块化设置。教学方法是针对教学内容制定的，教师要根据课程内容的特点采用不同的教学手段，将课程内容划分为三个模块：基础编程、应用开发、创新教学。基础编程模块：在介绍虚拟仪器的基本概念、构成和最新发展方向的基础上，把虚拟仪器前面板设计和程序框图设计、程序结构、图形显示、字符串与文件I/O、数据采集等作为教学的主要内容。应用开发模块：课程的主要内容从理论讲述转变为应用，以操作性、应用性项目为主，设计出测试、应用等一系列实验模块。创新教学模块：采用项目驱动教学方式，[1]-[3]教学内容取材于实际工程项目，根据知识点将整个项目分解开来，由简单到复杂、由局部到整体、由分立到综合。在整体结构上，将知识点与具体实例应用相融合，应用针对性更强。
3.2教学方法的选用。课程教学手段是否合理，直接影响学生对课程的学习兴趣与学习效果。鉴于“虚拟仪器”课程实践性强的特点，把课程教学由课堂搬到实验室，把讲授与学生动手实践灵活地融合在一起，让学生在实践过程中提高技能技巧，从而提高学习效率。根据课程内容的三个模块，以教、学、做为主线，以培养学生的实际动手能力为目标。
3.2.1讲授模式：主要针对课程中的理论教学，包括虚拟仪器技术背景知识、图形化编程语言原理、数据采集原理、硬件配置、仪器控制及软件工程，其目的是讲明讲透虚拟仪器的基本理论、基本知识和基本方法，使学生知其所以然。（1）讲练结合法，就是把教师讲授和学生练习有机结合起来，使讲和练互相促进，迅速而有效地实现教学目标。（2）实例教学法。实例教学法在教学过程中始终强调学以致用，在应用中学习。[4]根据教学内容和教学要求，设计多个精选实例，将所要学习的知识、操作、技能等融入实例中，通过对实例的分析、演示、讲解、讨论、学生练习及总结等环节，加深学生对基本概念、原理、方法的理解，提高学生的实际操作技能。
3.2.2实践实练：在课程教学中树立“理论重实践、实践重体验”的教育思想。综合能力的培养以一系列使用性、操作性、应用性项目为主，设计出认知、使用、测试、集成、应用等一系列实验和练习模块，让学生自己完成编程，教师指导学生自己发现和解决问题，提高学生自主学习和主动探究的积极性，提高学生的动手和创新能力。在整个环节中，任务书是关键性开始，既要有明确的实验目的和实验内容，又要给出各种规范要求、数字信号处理的新技术等。
3.2.3项目教学法：通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在教学过程中把理论与实践教学有机结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。项目教学法的内容要求有综合性、创新性和吸引力，因此，项目必须是精心设计和挑选的开放式课题，具有应用性或研究性，学生需要查阅资料、设计方案、软硬件设计、提交报告、演示汇报等完成本项任务。
4.虚拟仪器考试方式改革的探索
针对虚拟仪器课程的特点，结合本课程在我院几年来授课及考试方式的探索，通过对以往考试方式的改革，总结出以下几种考核方式，可以针对不同情况进行选择。
4.1上机操作考试。针对虚拟仪器课程操作性强的特点，首选上机操作考试，既能测试学生对软件的掌握程度，又能培养学生的创造性思维，充分体现实践动手能力培养的目的。如果班级比较多，而电脑台数不足，就可以分上下场考试，每场间隔10分钟，即第一个班级考完后，集体下课，第二个班级马上进入考场，使学生之间没有交流的可能性，保证考题的保密性。当一次上下场考试不能满足需求时，可出多套难度相当的考题解决漏题问题。
4.2半开卷考试形式。针对学生过多而机器过少的情况，在上机考试没有办法保证保密性时，可选择半开卷形式。可令学生在一页A4纸正反面上，以手抄写的形式记载自己不熟悉内容，可供答题参考，期间不再提供任何形式的参考资料，该方式能够杜绝学生为了一个公式而发生考试舞弊行为。在出题上，以机动灵活的题目为主，充分培养学生分析与解决实际问题的能力，既有严谨性又有机动灵活性。
4.3采用课程论文。这种方式能够培养学生利用因特网、数据检索、处理资料及应用所学知识分析问题的能力。课程论文以设计性题目为主，以解决实际工程中的案例为主，可以使学生多方面多角度地对工程实际提出多种解决方案，发挥学生理论联系实际的能力。不足之处是学生相互抄袭现象严重，可通过答道形式进行区别及判定。
4.4闭卷考试形式。这种考试形式有利于考查考生的识记、理解和应用能力，也是对考生多方面基本能力素质的考查，有利于培养学生思维的敏捷性和流畅性。闭卷考试侧重考查的识记、理解、理论应用诸方面的能力水平只能体现在书面表达和文字陈述之中，难以培养学生的创造力，学习的知识容易造成书本化。
5.结语
《虚拟仪器》的课程建设及教学实践、课程的教学方式及考核方法都需要具体分析，机器多学生少时宜采用以上机为主、重点培养学生的实践动手能力的方式；机器少学生多时，宜采用以理论教学为主，上机操作相辅的方式。教学实践证明，考核成绩可以从多方面着手，平时成绩体现学生对课程的学习态度和对基本知识点的掌握程度；实验成绩反映学生的实际操作能力和对知识点的灵活应用设计能力；课程大作业反映学生的综合分析能力和创新能力等。通过教学改革与尝试，都取得了较好的教学效果。
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摘要：《仪器分析》是食品类本科专业的一门重要基础课程。为适应食品类本科专业人才培养的需要，我们教学团队从教学方法、教学手段、第二课堂以及考核方式等方面进行教学创新实践和探索，提升教学效果。
关键词：仪器分析；教学改革；食品专业；
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0140-02
《仪器分析》是农业高校食品类专业必修的基础课程，一般在大学二年级第二学期开设。该课程不仅是《食品分析》和《食品化学》的先导课程，同时对食品类专业学生实践培养环节如毕业论文和大学生科学创新项目等起着重要支撑作用。因此，目前，食品类专业的《仪器分析》课程教学本身存在的一些问题，如内容繁杂、学时有限等，再加上现代信息技术对学生学习习惯的深刻影响，逼迫我们认真深入分析仪器分析教学中存在的挑战和制约因素。在此基础上，我们教学团队借鉴国内外经验并结合自身教学实践，从教学方法、教学手段、教学理念、第二课堂以及考核方式等方面，对仪器分析课程教学进行了创新实践和思考，并取得了一定的成效。
一、《仪器分析》教学方法――启发式教学和案例教学相结合
近几年来，在学校教改项目的支持下，我们教学团队有意识的将我们传统的启发式教学（“提出问题―分析问题―解决问题）与国外的案例教学法相结合，并融会贯通，初步形成了一种适合本课程的新教学方法：案例主导的启发式教学法。例如，在讲解紫外可见光谱法的定时，我们以雪碧中防腐剂的鉴别为主导案例，该案例贴近生活，学生很感兴趣，然后按照启发式教学进行课堂教学设计。
提出问题：饮料中常用的防腐剂有哪些？雪碧中的防腐剂是什么物质？
分析问题：让学生去查资料，讨论，得出结论：苯甲酸钠和山梨酸（或山梨酸钾）。若想知道雪碧中的防腐剂种类，就必须找到一种简便的鉴别方法，从而引出紫外可见光谱法中的吸收曲线、最大吸收波长等相关知识的讲解。在案例中，学生带着问题去学相关知识会得到较好的教学效果。
解决问题：利用紫外可见光谱法绘制出苯甲酸钠和山梨酸的吸收曲线，找出它们的最大吸收波长，然后测定雪碧的吸收曲线进行比对，得出雪碧中的防腐剂为苯甲酸钠的结论。让学生到超市中去核对雪碧瓶上的标签看该结论是否正确。更有趣的事情是该课堂教学设计会进一步激发学生的发散思维，比如在肯德基打工的学生会想着比较肯德基大桶雪碧和超市瓶装雪碧中苯甲酸钠的含量是否相同；有的同学会将可乐带入实验室，想验证可乐中的防腐剂是否也是苯甲酸钠。经过多轮教学效果的跟踪和调查，我们发现该教学方法受到学生的欢迎，教学效果良好。
二、《仪器分析》教学手段――经典手段和新兴技术相结合
近几年来，我们团队不断探索教学手段的多样化，及时解决课堂教学出现的新问题。例如，目前课堂出现了“低头族”和“教室前排空”的现象，我们恢复了经典的板书教学，发现该方法较好的解决了上述问题。在保留经典教学手段的同时，我们也注重分析现代大学生的学习习惯和特点，主动引进先进教育技术。目前，我们将刷卡考勤技术应用在分组仪器的管理上，既解决了学生老丢钥匙的问题，又将实验员老师解放出来，还不用点名考勤，一举多得。另外，我们与信息技术公司合作，将每台仪器的简要操作规程做成“二维码”贴在每台仪器旁边，方便学生扫描。这些新兴技术符合现代大学生的生活习惯，学生觉得简单方便，用起来也得心应手。
三、《仪器分析》教学理念――对分课堂和移动学习相结合
在注重引进先进教育技术的同时，我们教学团队时刻关注新的教学理念。对分课堂是现在时兴的一种课堂教学新理念。在课堂教学过程中，它将教师教学和学生讨论对分，提高学生课堂教学参与度，培养学生积极主动学习和独立思考能力。我们目前正在思考如何将该教学理念与我们的案例主导的启发式教学法结合起来，进一步提升我们的教学效果。移动互联网正在改变着人们的生活、交友以及学习方式。移动学习未来会成为大学生学习的常态化方式，因此，我们将以往课程网站做成相应的APP，便于学生在自己的移动设备上对课程的相关内容进行复习。上述两种教学理念对于学生参与学习和自主学习能力的培养将会起到重要作用。
四、第二课堂――体验式学习与大学生科学创新项目相结合
针对目前学生对仪器结构“知其然不知其所以然”的现状，我们教学团队小型仪器和大型仪器配件的“体验式”学习模式。利用报废的旧仪器，让有兴趣的学生自己动手拆卸和重新组装，通过这种亲身体验，复习和巩固课堂理论知识。同时，积极鼓励学生参与科学创新项目，为他们提供仪器平台，通过项目实施，让学生进一步深入了解课堂所学仪器，使科学创新项目成为仪器分析教学的第二课堂，有力支撑第一课堂。
五、考核方式――多样化作业、阶段式测验和期末考试相结合
要取得较好的教学效果，必须给学生布置适量的有压力、有挑战性的作业和测试。近年来，我们教学团队逐步尝试实施多样化的作业，包括自己作章节小结、课后作业、相关英文资料翻译以及相关文献阅读和讨论等；每一模块内容结束，实施阶段式测验；整个课程结束后，进行期末考试。这样能够保证学生学习任务饱满，每一阶段都不放松，所学知识能得到及时复习和巩固，从而避免原来的一个学期松松垮垮，最后考试前两天临时抱佛脚的情况。最后对期末考试情况进行目标达成度分析，找出问题，以便在后面的教学中加以改善。
六、教学质量控制――教学目标达成度分析
梳理《仪器分析》每一章节的知识点，期末试卷按照上述知识点和不同章节的分值比例形成期末考试试卷。考试后，从所有试卷中随机抽取30份试卷进行教学目标达成度分析。从近三年实施的效果来看，教学目标达成度的分析结果能够集中反映学生对各种仪器及分析方法方面的知识点掌握情况，对教师授课的效果起到一个监控作用。通过教学目标达成度分析，在下一学期的教学中，授课教师将会根据上学期教学目标出现的问题想办法和对策进行解决，这样教学效果就会变得越来越好。
总之，仪器分析的教学改革不仅从教学方法、教学手段、教学理念、考试测评等环节进行创新，任课老师还要有意识的激l学生学习的兴趣和内在驱动力，着重抓好学生独立思考和独立动手能的培养，突出食品特色，多管齐下方能获得较好的教学效果，进一步提高食品类本科生的教学质量。
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