化学工程与工艺专业仪器分析实验教学改革初探.doc

化学工程与工艺专业仪器分析实验教学改革初探第3l卷第2期淮北煤炭师范学院(自然科学版)Vo1.31No.22010年6月JournalofHuaibeiCoalIndustryTeachersCollege(NaturalScience)Jun.2010化学工程与工艺专业仪器分析实验教学改革初探张国平,訾言勤(淮北师范大学化学与材料科学学院,安徽淮北235000)摘要:文章对化学工程与工艺专业仪器分析实验教学中存在的问题进行分析,提出教学改革措施,采用仪器分析仿真实验及开放实验克服实验学时不足,仪器操作机会少的问题,产学研项目研究培养学生解决实际问题的能力,通过教学实践取得满意的教学效果.关键词:仪器分析;实验教学;教学改革中图分类号:0652.1文献标识码:C文章编号:16727177(2010)02008403化学工程与工艺专业培养目标是具有良好的思想道德素质,身体心理素质,文化素质和科学素养,系统掌握化学工程和工艺的基本理论和基本实验技能,具有一定的创新精神和实践能力,能在无机化工,有机化工,精细化工,生物化工和煤化工等化工领域从事化学工程设计,技术开发,生产技术管理和科学研究等方面的高级工程技术人才.仪器分析实验是化学工程与工艺专业的一门基础实验课,广泛应用在化工生产过程中检测原料的优劣,测定生产过程中中间产物的浓度表征反应的程度,检验产品质量合格程度.为适应21世纪人才培养的需要,鼓励学生以创新的态度对待每一项仪器分析实验,培养应用型和创新型人才nJ.本文结合以往仪器分析实验教学中存在的一些问题和现状,提出化学工程与工艺专业仪器分析实验的改革方案,希望有助于该专业仪器分析实验更好的开展,有助于培养学生的应用和创新能力旺-41.1目前仪器分析实验教学中存在的问题(1)仪器设备老化,仪器套数不足,造成学生在课堂实践机会较少;(2)仪器发展更新速度快,常常造成课堂教的与实际工作岗位上所用的仪器型号相脱节;(3)化学测量实验课采取循环式,有些实验内容比理论超前,造成实验老师要在实验课上花一定时间讲解理论课内容,从而间接地缩短学生实验操作时间,也不利于学生对实验内容的接受;(4)实验学时不足,使学生对每种仪器只有一次学习机会,没有巩固练习的机会;(5)教学方式上,一般老师就实验讲实验,造成学生只能机械地知道一些做过的实验原理和应用,没有教学生应用同一仪器做不同实验的方法,不利于学生应用和创新能力的培养;(6)传统的教学体系造成学生为完成实验而做实验,从而失去做实验的积极性.2仪器分析实验教学改革2.1采用多媒体仿真模拟实验课件教学,激发学生学习兴趣仪器分析实验由于仪器套数少,实验学生多,很难满足实验时每位同学从实验仪器的开启,调整,实验条件的优化到实验及数据的采集和处理进行一个完整的实验过程,往往使学生只能处于被动应付状态,不能发挥自身的能动性,从而使学生使用分析仪器的能力得不到相应的提高.针对此情况,本教研室购置气相色谱,原子吸收光谱和极谱分析等仪器分析多媒体仿真模拟实验课件,有计划安排学生观看多媒体仿真模拟实验内容.通过教学实践表明:多媒体仿真模拟实验课件教学不仅可使学生在课前就对实验所用的分析收稿日期:20100l一25作者简介:张圉平(1978一),女,江苏盐城人,讲师,硕士,研究方向为有机物合成及工艺研究第2期张国平等:化学工程与工艺专业仪器分析实验教学改革初探85仪器的原理,结构,规范操作方法和实验条件选择及实验全过程有一定的了解,为做好实验做好准备工作,而且可以通过高科技教学技术和手段,激发学生做好仪器分析实验的热情和学习兴趣,为提高仪器分析实验教学质量打下良好的基础.2-2改进教学方法,重视培养学生的创新能力在仪器分析实验教学中,老师既需要把理论课上讲述的有关测量方法的基本原理和基础知识与实验教学内容有机结合起来,又需要把实验中所要应用的仪器操作的基本技能传授给学生,同时还需要把从事科研工作的基本思路和方法传授给学生,真正做到授人于渔.针对此,我们采取如下措施:第一,在学生进行循环式实验前一周,安排各实验指导教师对各自所带实验的理论内容进行集中授课,避免实验内容比理论课超前带来的问题,同时间接地为学生延长实验课上的操作时间;第二,在实验课上,教师针对实物,讲清仪器的基本原理,并指出采用同一原理设计的不同型号仪器之间的相同点和不同点.例如分光光度法实验中使用的722S型可见分光光度计与TU一1901型紫外可见分光光度计,设计的原理都是基于物质对光的选择性吸收,定量的依据均基于光吸收定律,可以进行物质的定性和定量分析,但722S型可见分光光度计仅能测量对可见光有选择性吸收的物质,而TU一1901型紫外可见分光光度计能测量对紫外和可见光有选择性吸收的物质;共同点是都有光源,单色器,光吸收池,光电检测器和显示装置五个主要部件组成;TU一1901型紫外可见分光光度计的光源使用钨灯和氘灯,722S型可见分光光度计仅使用钨灯作光源等;TU一1901型紫外可见分光光度计是微机化分析仪器,按实验需求,菜单提示输入实验参数,半自动化完成实验过程,而722S型可见分光光度计是手工操作.让学生注重理解仪器原理,应用范围及一般操作方法,避免学生到社会上遇到不同型号的同一仪器,不知所措,培养学生的学习方法;第三,教师教会一个实验,相类似实验学生也要会,做到”举一反三”,教会学生具有发散思维,学而致用,灵活运用知识的能力和初步的科研创新能力.例如植物叶色素的提取与表征实验,在详细讲解实验的原理,提取方法,分离方法和表征方法,实验注意事项后,穿插讲解利用同样方法还可以对各种植物,动物中天然活性成分提取,分离和表征,目前,应用研究最多的是植物色素食品添加剂的提取,中药活性成分的提取.2.3加大开放实验的力度,拓宽学生实践能力近年来招生人数不断扩大,仪器分析实验开设的主要是验证性实验,通过实验培养学生的实验技能;为保证学生学习的内容与生产实践相结合,一方面在安排测量实验时,精选与生产,生活相关的实验.如葡萄中有机氯农药残留的测定,工业废水中COD含量在线测定,黄酒中铜含量的测定,水中铅,镉和氟含量的测定.但与工业生产实验室的需求相差甚远,远不能满足社会,经济发展需要.为了不断提高学生的动手能力和满足社会的需求,通过开放第二课堂,学生们利用课余时间,充分发挥自己的科研创新能力.近年来仪器分析课程提供下列一些开放式实验项目(见表1),通过实验掌握更多分析仪器的结构,原理和实验方法原理,拓宽学生实践能力.表1分析教研室开放实验项目编号12345678910开放实验项目名称紫外一可见分光光度法测定食盐中碘的含量紫外一可见分光光度法测定毒奶粉中三聚氰胺的含量分子荧光光谱法测定人血清中血红蛋白的含量原子荧光光谱法测定水中微量铁火焰原子吸收法测定幼儿头发中铁锌钙镁铜的含量蟾蜍皮中活性成分的提取,分离和表征气相色谱法测定室内有害气体甲醛和芳香化合物的含量气相色谱法测定大米中稻瘟灵农药残留量高效液相色谱法测定氯霉素注射液的含量高效液相色谱法测定杀菌剂氟硅唑原药的含量2.4应用产学研项目实验,培养学生解决实际问题的能力随着我国经济的快速发展,社会对人才素质的要求越来越高,作为化学化工类专业仪器分析实验课程86淮北煤炭师范学院(自然科学版)2010年为必修课,我院化学与材料科学学院与淮北农药厂,安徽金蟾股份有限公司,淮北污水处理厂等企事业单位进行产学研合作教育尝试,如与淮北农药厂开展”新型杀虫剂苯氧威含量的测定”实验项目,与安徽金蟾股份有限公司开展”用高效液相色谱检测华蟾素注射液中蟾蜍噻咛含量”实验项目,与淮北污水处理厂开展”城市污水处理水质快速监测”等实验项目,像这样进行产学研合作,以互惠互利,优势互补的方式使学生接触到社会,将所学知识应用于社会,感觉到自己所学知识不够,进一步推动对所学知识的渴求性,这不仅培养学生的操作技能,又进一步消化理论知识,同时激发了学生的学习兴趣.2.5建立多元化考核体系,客观评价学生掌握仪器分析实验水平目前我校实验考核以平时实验操作成绩占70%,笔试成绩占30%,这种考核体系比以往的单纯通过批改实验报告给出实验成绩或单纯通过考核给出实验成绩的考核模式更加客观,公平.若再添加实验论文的考查,不仅培养学生查阅资料和创造思维能力,还能促进和深化课堂学习,培养学生应用及科学研究的能力.3小结通过化学工程与工艺专业仪器分析实验教学改革的初探,有如下教学心得:(1)通过采用多媒体仿真模拟实验课件教学手段,激发学生学习兴趣,同时解决仪器套数不足,造成学生在课堂实践机会较少的问题;(2)改进教学方法,可以培养学生融会贯通,举一反三的创新能力;(3)加大开放实验力度,改革教学内容,可以拓宽学生仪器分析实践能力;(4)实行产学研项目实验,可以培养学生解决实际问题的能力,适应社会对应用型人才的需求;总之,通过教学改革的探索和实践,有效地提高仪器分析实验的教学质量,初步达到培养应用型和初步具有科学研究能力人才的教育目的.我们将继续努力探索,推进仪器分析实验精品课程建设成为省级精品课程.参考文献:【1】朱广华,鞠幌先.仪器分析发展史在大学教学中的应用探讨J1.大学化学,2003,18(4):3032.【2】李志洲,赖普辉,刘军海,等.应用化学和化学工程与工艺跨专业人才培养模式研究与实践fJ】.科技信息,2009,33:216217.【3郑建东,薛连海,葛秀涛.化学工程与工艺专业建设及人才培养方法的探讨【J.滁州学院,2009(2):9799.【4】单绍军.化学工程专业结构与布局,培养方案改革【J】.教学改革,2008(1):9697.ExplorationontheExperimentTeachingReforminInstrumentalAnalysisofChemicalEngineeringandTechnologyZHANGGuoping,ZIYanqin(SchoolofChemistryandMaterialScience,HuaibeiNormalUesofoperationswereoverc