摘要:《仪器分析》作为一门应用性和实践性较强的课程，具有知识点多、涉及面广、理论知识晦涩，使其在实际教学过程中常存在一系列问题，急需对该门课程的教学进行改革。本文根据环境工程专业自身的特点，分析该门课程目前在教学内容、教学方法及考核评价方法中存在的突出问题，提出解决相关问题的办法，旨在提高环境工程专业学生对该课程的掌握和应用能力，为学生今后就业应用打下基础。
关键词:仪器分析;环境工程专业;教学改革
《仪器分析》是基于物质的理化学性质，利用科学仪器对被测物质进行定性、定量、形态或结构等分析的一门课程［1］，它涵盖了一系列分析方法，如电化学分析法、质谱分析法、色谱分析法、光谱分析法，等等，是分析化学的一个分支。同时，该课程也是环境工程专业的一门必修课程，是《环境监测》、《环境影响评价》及其他专业课程的基础，在环境工程专业的专业基础课程及专业课程中具有举足轻重的地位。《仪器分析》是一门涉及多个学科领域的、复杂的、交叉性强的课程，如光学、机械学、电子学、计算机学、数学、化学，等等，具有课程知识点多、涉及面广、原理多样等特点［2－3］。以上特点常造成学生在学习过程中认为《仪器分析》是一门仅需记忆的课程，缺乏对课程整体的理解和掌握，更难以将学习内容付诸以实践［4－6］。本文将对近年来在教授环境工程专业《仪器分析》课程过程中存在的问题进行总结，并提出解决的方案，以期为该课程的教学实践提供参考性建议。
1《仪器分析》在教授过程中存在的问题
1.1课程内容
如上所述，由于《仪器分析》课程涉及的内容相对较多，需要掌握的知识点多，且不同方法之间的关联性弱，若要在有限的课时内将所有内容涵盖，可能造成内容讲解不够深入并浮于表面，学生无法真正掌握相关内容。同时，对于环境工程专业学生而言，部分仪器分析方法在今后的相关领域工作或深造过程中较少涉及，若讲授所有内容，对于学生而言在时间成本和精力成本上均存在较大浪费。并且，由于现代仪器分析手段更新较快但课程内容更新较慢，从而使学生在学完本门课程后仍无法在实际工作中应用，造成学习内容与社会需求相脱节。
1.2教学方法
《仪器分析》课程包含理论知识和实验两部分内容，两部分相辅相成、相得益彰。但理论知识部分由于内容较多，且内容的关联度不强，学生常常无法将不同分析方法的原理弄清楚，易将不同仪器的功能混淆。传统的教学方式常常采用教师满堂讲，学生作为接受者在下面听，对于生涩的理论内容学生无法将其真正理解透并应用，进而造成学习兴趣逐渐下降甚至厌学;并且对于部分理论内容，教师若采用传统的教学方式，无法通过板书或者PPT等文字或者图片形式将其讲清、讲透。实验部分是对理论知识的进一步应用，但实际操作过程中，由于受到条件、实验场地以及学生操作熟练度的限制，学生无法独立操作一台仪器开展实验，大大削弱了实验的最终效果，无法真正达到教学目的。
1.3考核方式
《仪器分析》课程是一门实用性相对较强的课程，其最终目的是使学生通过该门课程学习后能够根据实际对象，选择相应的仪器并能够根据对象的理化性质选择合理的仪器参数，进而对物质进行定性或定量等分析。若采用常规的考核方式如笔试对相关概念性内容及其相关原理进行考核，无法真实反映学生对该门课程学习，也不能真正评价学生对相关仪器掌握情况，进而出现学生在学完本门课程一段时间后，易将以往学习的内容逐渐淡忘，无法在实际应用中发挥出该门课程应有的作用。
2问题解决办法
2.1课程内容的选择
环境工程专业毕业生在从事相关行业时主要针对环境中一些有毒、有害物质及介质的物理化学性质进行定性或定量分析，其中尤以环境中有机污染物和重金属污染物最为突出。针对以上情况《仪器分析》课程内容的选择就相对简单化，即以分析有机物污染能力最强的色谱法部分为重点，以紫外－可见分光光度法和红外光谱法为次要点，展开对相关内容的讲授;以分析重金属能力最强的原子吸收光谱法和原子发射光谱法为主，以原子荧光光谱法为辅，并在其中穿插介绍相关物质的化学测定方法。并且，随着现代仪器发展，仪器更新日新月异，课程内容也需要进行及时更新。例如随着质谱技术的不断发展，色－质联用技术得到广泛应用，成为目前检测的主流技术之一。因此，应逐步加强学生对相关内容的学习，如质谱原理、质谱定性、色－质联用技术，等等。基于以上，环境工程专业《仪器分析》课程内容应涵盖如图1所示内容。主要包括三大部分内容:光谱分析、色谱分析和质谱分析，其中光谱分析中包含光谱法原理、红外光谱分析法、紫外－可见光光谱分析法、原子吸收光谱和原子发射光谱法;色谱分析法中包括色谱法原理、气相色谱法和液相色谱法;质谱分析法包括质谱法原理、质谱仪和联用技术，并且在讲授过程中穿插讲授各种方法的定性和定量分析方法。通过上述内容的讲解，让学生学会能够根据不同物质的特点选择特定仪器进行检测和分析，使其真正可用于实际工作。
2.2教学方法的选择
《仪器分析》课程内容主要为方法原理和仪器结构与使用，其中有关原理部分内容涉及相对较为广泛且呈现不关联性，课堂教学时学生对相关内容的理解相对较为困难，如色谱法中涉及的塔板理论、速率理论、分离度及其相关术语。笔者通过多年教学发现，为了使学生更好更快的掌握相关内容，在采用讲授过程中应多采用多媒体动画，直观反映相关原理。而对于仪器结构的讲授，单单通过图片形式无法真实感受仪器实物，因此在讲授过程中可以采用实物演示法，让学生直观感受仪器结构及其作用原理。对于仪器操作方法，传统的讲授可能无法达到熟练地对仪器参数进行调节，而虚拟仿真技术可真实反映仪器各参数的联动，因此，在实际教授过程中采用任务法教学并结合虚拟仿真技术以达到真实操作效果。根据上述内容，我们在讲授过程中主要采用以下方法讲解:直接传授法、直观感受法、实训法和引导法。其中对于常规内容可直接采用课堂讲授和课堂讨论的方式进行;对于难以理解的内容采用动画演示和直接对实物进行讲解;但以上讲解只能让学生对过程有一定了解，与实际操作还有一定距离，因此引入实训法(实验操作和虚拟仿真);并且，为了让学生能够解决实际问题，可以通过设定固定课题让学生自主探究，让学生能够根据实际问题提出解决方案;同时学生可以自主提出问题，再分组对相应问题进行讨论。通过以上方法，学生不仅可对理论内容的理解更加容易，同时通过实践操作加深对理论知识的理解。
2.3课程考核方式的选择
《仪器分析》是一门非常注重应用和实践的课程，其核心在于培养学生掌握仪器工作原理并熟练使用和应用，培养学生能够应用理论知识指导实践操作的能力。常规试卷考试已经无法真实反映学生对实际问题的解决能力，尽管在试卷考核中设计了一定的计算题和案例题，但实际应用部分很难设置相应题型。因此，在该门课程考核过程中应将理论部分考核和实际应用结合相结合进行考察，具体操作方式如下:将理论知识部分采用试卷考察方式进行，重点考察学生对基本原理、常见术语的掌握情况;同时利用虚拟仿真软件，以任务形式让学生完成相应分析，结合最终分析结果进行判分。
作者：杨基峰 郑丽英 张松柏 何敏 陈远道 单位：湖南文理学院化学与材料工程学院
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