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篇1
仪器分析是用精密仪器测量表征物质的某些物理或物理化学性质的参数，以确定其化学组成、含量及化学结构的分析方法，是化学、物理、数学、光学、电学、机械、自动控制、计算机等多门学科相互渗透、相互促进的重要学科。随着现代科学技术的发展，仪器分析的应用日益广泛，在化工产品检验、药品检验、医学检验、卫生检验、环境保护、食品保健和生物监测等各领域都发挥着重要作用，这也是我校并校以来一直坚持开设这门课程的原因。
仪器分析课程是我校化工等专业必修课，其任务是使学生学习并掌握光谱分析法、电化学分析法、色谱分析法等的基本知识和技能，培养学生的实际操作能力和分析、解决问题的能力，为其将来从事企业产品质量检测相关工作打下扎实基础。该课程在我校已经有了5年的教学实践，本文分析教学过程中存在的一些问题，并就此提出进行课程教学改革的措施和观点。
1.《仪器分析》课程教学中主要存在的问题
1.1《仪器分析》理论课难
课程理论内容繁杂，涉及电子、数学、计算机、光学、机械及量子化学等内容，而且有些内容还涉及一些学科前沿性的知识，不仅是学生不易理解，而且对于新的任课教师也是一个难点。如何在现有条件下将抽象的理论变得易于接受、枯燥的课堂教学变得轻松有趣，最大限度地提高教学质量和效果，这些都是我们需要研究和探索的问题。
教育部《关于加强高职高专教育人才培养工作的若干意见》指出，高职“教学内容要突出理论知识的应用和实践能力的培养，基础理论教学要以应用为目的，以必须、够用为度，专业课教学要加强针对性和实用性。”[1]
在高职教育中，理论教学是否成功关键在于学生是否能够将理论知识与技能操作有机结合，是否能够自觉将学到的理论知识运用于分析问题、解决问题。课程对学生综合运用基础化学等课程知识的能力要求较高，且内容更新较快，因而被学生视为难点，这一点在相对学习基础差一些的高职高专学生尤为突出。对于课程本身理论部分内容又是十分重要，因为不同型号的同类型仪器操作虽有所区别，但理论方面相对成熟，所以如果掌握好必要的理论基础，一通百通，今后工作上遇到同类型仪器，那么掌握起来也十分快速。
1.2《仪器分析》实训课对设备的要求高
《仪器分析》课程不同于其它基础课程，其所涉及的贵重仪器设备比较多，这些设备往往比较精密，还需要专人维护。高职院校普遍存在着实训设备投入不足的现象，随着高职院校招生规模的不断扩大，设备数量不足、大型设备缺乏、关键设备落后等现状与技能型人才培养实际需要的矛盾更加突出。
我校开设这门课程已经超过5年时间，但这方面的问题仍然十分突出。所以在有限的资金、有限的设备下怎么样把课程上好，让学生从中学习到更多的东西，这就相当考验任课教师的教学能力和工作态度。
我校分析仪器从最初的一两台721型可见分光光度计，发展到目前超过十台722型分光光度计、4-5台PH计以及电导率仪、紫外-可见分光光度计、傅立叶红外、差热分析仪、原子吸收光度计、气相色谱、高效液相色谱等常见的分析仪器。但后几种仪器数量只有一台，还是仍然难以满足一个教学班同时开展实训教学，所以需要任课教师对课程实训项目进行精心的取舍和准备。并且高职层次学生的化学基础相对较差，这也影响了课程的教学效果。
2.《仪器分析》课程教学改革实践
根据高职高专教学和用人单位的需要，教学改革我以为应当以学生职业能力培养为目标，使学生形成以下职业能力和素质：掌握常用仪器分析方法的基本原理、定性定量方法和应用范围；具有查阅国家标准和其他相关文献资料的能力；能按说明书操作仪器及其工作软件，设计合理的分析方案，完成检验分析任务，并解决分析过程中出现的一般性技术问题。同时，注重素质教育，培养严谨认真的工作作风、科学求实的态度、严明的法律意识，使学生具有良好的职业道德、团队协作精神和实验室安全意识，逐步树立全面药品质量监测意识。教学改革方案如下。
2.1精心取舍内容，优化教学过程。
我国高职教育高速发展已经经过了二十多年的历程，最早在高职教育使用的教材一般都是将本科生用教材进行适当的增减，而没有专用的高职教材。“十一五”、“十二五”规划出版了一系列的高职高专教材，这种情况已经大大缓解。我校前后一共使用过3套不同的教材，本着“够用、适用”的原则，我校目前采用的是吕方军的《分析化学》以及刘旭峰的《分析化学实训》，都属于“十一五”规划教材，从目前的教学效果看来还是比较适合的。
当今仪器分析方法飞速发展，学生需要学习的内容也就需要增加，但教学不能包罗万象要有所侧重和取舍。教学前要按教学大纲要求，根据教学对象的变化，对现行教材内容进行适当的调整与补充。
基于此我们对教学内容进行整合，以适应社会对人才的实际需要，把仪器分析课程的教学内容设置为紫外-可见分光光度法、电化学分析法、原子吸收法、色谱法及其他仪器分析法等5个学习模块。同时适当减少仪器分析理论知识的讲解，较大幅度增加仪器的维护与保养方面的知识；补充一些前沿性知识，使学生在学好基础理论的同时，拓宽知识面，提高科学文化素质和创新意识，掌握最新科技信息。如讲授“紫外-可见分光光度法”这一章时，将基本原理、定量方法和应用列为重点内容详尽讲解，而紫外光谱与分子结构的关系只作一般阐述；定性方法等内容则扼要讲解或让学生自学，再以课堂提问方式抽查学生掌握情况。在“色谱分析”这一部分时，注意联系当下的仪器分析发展动向，分析仪器的联用，有目的的介绍气-质联用技术及其应用。同时还注重课堂内容与社会热问题的结合，如提问“当前大都市的雾霾天气是什么引起的？”“可以用什么方法来监测？”等等，引导学生关注新仪器、新方法、新进展。
2.2优化实训项目，加强实训教学过程管理。
仪器分析是一门实验科学，一切用实验研究的科学都不能脱离实践。以往实验教学只是机械地按书本的实验步骤进行操作，片面追求结果，学生不明白实验原理，达不到实验应有的效果。因此，需要按照“实践-理论-实践-理论”的认知规律，由浅入深、由易到难的教学规律，将理论作为实践的背景，学中做，做中学，在学习中构建理论体系，以分析方法的应用和仪器的使用作为教学的切入点，实施理论与实践一体化的教学模式，以仪器分析方法为依据构建教学模块。
我们在加强实验操作和数据原始记录规范的基础上，调整教学计划，大幅度增加学生实验、设计性实验和现场分析的内容，使学生有更多的时间动手操作。但由于目前江职的分析仪器一方面比较贵重，一方面又比较少，红外、紫外、原子吸收、气相、液相等只有一台仪器，所以每个学生的操作和动手时间机会并不多，也没有办法设置情境实验和开放实验。
众所周知，精密仪器维护最好能做到专人专用。由于我校化工专业在近两年实验场地和设备都快速增多，而实验室管理员编制未能增加，从而导致设备不可能得到很好的维护。为了防止仪器故障等原因而耽误课程的情况发生，对于开放给学生的实训用仪器一般选择了一些易操作、耐操作的设备来安排项目，对一些操作上要求高的、设备昂贵的则进行了删减。如紫外和红外都属于易于操作不易损坏的设备，实训项目考查的重点放在样品的准备和检测结果的分析上；又如原子吸收的操作相对复杂，实训主要是通过教师的演示和提问来提高学生的认识；差热分析由于操作精细，旁观人员多时易出现失误而损坏设备，且主要用于科研，所以就没有安排进实训项目。
此外，实训设备和时间都非常有限的情况下，根据笔者的实践经验做好实训管理能够极大的促进学生对知识的掌握并保证教学质量。要求学生做好实训的预习，在开始实训前先交预习报告；实训时按设备多寡对学生进行适当的分组，安排小组任务，并要求学生在规定的时间内完成实训内容，每小组将原始纪录汇总，协作完成实训报告。这样能够即时发现问题并解决，避免学生课后抄袭，又能时时考查学生做为平时成绩的一项重要依据。
2.3开发和引进现代化教学手段，优化教学形式。
心理学家特奇勒曾说：“我们的学习，1%通过味觉，1.5%通过触觉，11%通过听觉，83%通过视觉”[2,3]。在有限的教学时数内，要使学生理解仪器分析测试原理，了解分析仪器的基本组成构造及基本原理，并掌握一定的实验技能，仅靠传统的教学方式是难以达到较好的教学效果。为解决这些问题，在仪器分析的教学中，为了让学生能够在有限的课时内更好的学习并掌握该门课程的内容学以致用，合理的利用现代教学乎段，提高教学质量、改进教学模式是完全必要的。
任课教师需要运用多媒体教学将课堂中难以讲解甚至根本无法在黑板上画出的实验装置、光路图、电路图、仪器外观图制作成Power-Point幻灯片或Flas，让学生一目了然。这样不仅增加了课堂教学的信息量，而且提高了学生的学习热情，活跃了课堂气氛。如在“色谱分析法”的学习中，通过Flas展示经典的茨维特植物色素分离实验，使学生了解柱色谱分析、流动相、固定相和色谱柱，避免机械记忆，明显提高学习效率。
应用仪器分析仿真系统虚拟实验环境，这是课程十分必要和有益的补充。学生通过操作这台虚拟分析仪器，可以获得与操作真实仪器一样的丰富经验[4]。为培养和强化学生的实验技能，建议学院购买和采用“仪器分析虚拟实验室”教学软件，如色谱分析法中现气相色谱、高效液相色谱的仪器结构和工作流程，包括流动相系统、进样系统、柱分离过程、检测系统等整个分离检测过程。通过教师引导、讲解和生动的视觉效果，学生可在较短时间内掌握仪器结构、色谱分离过程、仪器测定原理和操作方法。学生完成了模拟实验后，进入真实实验室可更快、更好地投入实际操作。
2.4改革考核方式，采用新的评价体系。
新的课程体系是否能达到教学目标，考核评价是关键。传统的“期末一张卷”的单一考核方法只重结果，不重学生的学习过程，试题记忆性成分比例过大，不能够很好地发挥积极的引导作用，束缚了学生自主学习的积极性。仪器分析可采取灵活多样的考核方式，在保证基本知识的基础上，突出对学生创新精神和个性特长的培养。为此，在实践环节的考核上采用标准参照模式，对每位学生进行独立考核，并保证评价的公平、公正，从而确保教学质量。
笔者根据实践经验，对课程考核体系进行了大胆的改革，在保留知识考核的基础上增加了技能考核的权重。期末考试以开卷方式进行，成绩占50%；平时成绩主要考核考勤、作业情况，占20%；而实训成绩占30%，主要考查操作、实训预习和实训报告的完成情况。技能考核权重的增加和开卷考试均体现了结合高职高专学生的特点。
3.结语
仪器分析是一门实践性很强的同时发展变化较快学科，如何教会学生从不同的仪器分析方法中归纳出共性和个性，举一反三、触类旁通，从而提高分析、解决问题的能力；如何运用现代教学手段提高仪器分析教学质量，如何建立公平、公正的考核评价体系，确保教学质量，还需教师同仁共同努力探索与不断实践。
【参考文献】
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[2]Dori,YJ.，Banrea,N. In-service chemistry teahcers’training: The impact of introducing computer technology onteaehers’ attitudes and classroom implementation[J]. International journal of science education. 1997，19(5):577-592.
篇2
仪器分析;药物分析;综合性课程;教学模式;设计与探索
仪器分析是我校制药工程专业的基础课，其教学目的在于使学生掌握仪器分析的基本原理、基本方法和仪器操作技能。随着中成药成分分析、生物制剂、药物代谢、药物动力学等新型药物分析任务的不断出现，仪器分析方法在药物分析中扮演着越来越重要的角色［1－2］。药物分析是制药工程专业的专业课，其教学目的在于使学生利用多种仪器分析方法进行药物的鉴别、含量检测及质量控制，掌握常用代表性药物的分析方法并运用理论知识解决实际问题。从某种意义上讲，药物分析可以看成是仪器分析课程的实际应用和衍生［3］。仪器分析与药物分析是制药工程专业的必修课程，两者教学内容、教学方法具有深度交叉［4－5］。通过调查研究，结合在实际教学过程中积累的经验，笔者发现，深入探究两门课程的共同点和一般规律，对两门课程进行整合是必要且可行的。
1综合性课程教学模式设计与探索的必要性
目前，我校制药工程专业设置药物分析课程72学时、仪器分析课程81学时，我们在教学过程中发现诸多困惑和问题。首先，教材针对性较差，仪器分析教材多针对化学类专业，药物分析教材多针对药学类专业，对制药工程等工科专业无明显的针对性;其次，不同课程间教学方法、内容相对独立，教师多聚焦于某一门课程的教学，忽略与其他学科之间的联系，导致不同课程间授课内容重复、脱节，并未合理利用有限的学时。比如仪器分析、药物分析、波谱分析等多门课程重复讲解“紫外分光光度法”的内容;再次，实验课设置无连续性，药物分析实验一般强调药品功效、作用机理及待测样品的预处理和多种检测方法，难以具体介绍某种仪器的使用;仪器分析实验强调单一的仪器结构、使用方法，忽略测试对象。这种相对独立的实验课教学并未启发学生从制药过程入手，建立合适的药物分析和仪器分析方法进行综合性实验，导致实验课教学与日后的科研或就业工作缺乏衔接，难以实现对学生动手能力、实践创新能力的培养;此外，传统的考核方式多是教师出一张试卷，学生“考前突击、死记硬背”，教师根据卷面成绩对教学效果及学生成绩进行评价，评价指标单一，无法真实反映教学效果。针对以上情况，教师有必要深入开展课程调整及教学方法的研究，建立创新型课程教学模式，把零散的知识条理化、系统化，提高两门课程的教学效果，让学生普遍感到知识易于理解、易于掌握、易于运用，在学习的过程中达到综合能力的提升，从而满足学生需求，契合专业培养目标，适应学科发展。
2综合性课程教学模式实施的具体思路
2．1整合教学内容，提高教材针对性根据制药工程专业特点及学科特点，对教材取精去粕。适当调整教材内容，搭建合理的理论框架，把两门课程内容总体设计成三个教学模块:基本原理模块，包括仪器分析基本原理、大型仪器的使用和维护及药物分析基本方法;药物质量研究模块，包括药品质量标准、国内外药典、各种药物鉴别、药物杂质检查、含量测定方法;药物分析各论模块，包括常见药物的分析方法、常用的理化鉴别测定指标、药物质量控制的方法及一般规律。根据模块设置，将药物分析课程定位于药物的鉴别、杂质检查、含量测定及常见药物的分析，侧重介绍药物结构、作用机理、药品质量标准;将仪器分析课程定位于电化学、色谱分析、光学分析三部分内容，侧重介绍各种药品生产及开发过程中涉及的分析仪器原理及应用，比如与中药成分研究、复方制剂分析、生物样品分析等药物分析手段密切相关的色谱技术。在两门课程的整合中，形成“基本原理—仪器结构—药物分析—质量控制—综合运用”的科学化教材设计、知识传授模式。
2．2创新教学方法，注重知识融会贯通将讲授法、讨论法、探究法、演示法、任务驱动法等教学方法融入仪器分析与药物分析课堂中。通过以学生为主体、教师为主导的原则，合理安排教学进度，灵活运用教学方法，避免教学资源浪费和教学内容脱节。在药物分析教学过程中不断渗透仪器分析的基本方法、基本原理和仪器构造，例如介绍中药及其制剂分析时，引导学生思考不同分析对象所对应的仪器分析方法:重金属及有害元素分析对应原子吸收分光光度法，农药残留分析对应气相色谱法。在仪器分析教学中把药物分析案例贯穿始终，依托药物分析案例辅助仪器分析教学，例如介绍红外光谱时，以阿莫西林的红外光谱图为例揭示红外光谱法在β－内酰胺类抗生素分析中的应用。组织学生结合社会热点、医药领域前沿，以两门课程为内容建立讨论话题，课下完成调研，分小组讨论，自发地探究课程间的联系，达到熟练掌握、灵活运用。每节课前设置问题环节，结合现代药物分析发展趋势，提出问题并鼓励学生利用仪器分析知识解决药物分析问题;以药物分析为出发点，探究仪器分析方法，倡导“发现问题、探究问题、解决问题”的自主学习模式。
2．3调整实验课程设置，注重动手能力培养实验课程设计着重从常用药物的作用机理、合成提纯到含量检测、质量监控等一系列制药过程，把药物分析和仪器分析内容相衔接，形成“药物功效—基本结构—预处理方法—检测方法—仪器结构及使用方法—质量监控”的综合性、科学化教学流程。适当调整实验课教学进度，比如把仪器分析实验“高效液相色谱检测维生素C含量”与药物分析实验“维生素类药物的分析”合并，将各自的3个课时合并为6个课时，让学生对维生素类药物的功效、作用机制及质量标准，样品的预处理，紫外光谱法、高效液相色谱法仪器结构及应用有一个全局把握。由传统的验证性实验教学模式转向探究性实验教学模式，鼓励学生设计综合性实验，发挥实践课学习中的主观能动性。例如教师给出某一类药物的名称和化学结构，鼓励学生查找文献和资料，了解药物作用机理和预处理方法，充分利用仪器分析知识，设计合理的分析方法并分享设计思路。实验教学过程中，让学生全程参与动手操作，验证所设计实验的可行性。此外，将实验教学模式与制药工程专业导师制培养模式相结合，将科研方法、科研思路引入两门课程的教学，鼓励学生进入教师实验室参与科研活动，引导学生利用所学的药物分析及仪器分析理论知识指导实践，锐意创新。
2．4改革考核方式，切实反映教学效果建立多样化的考核方式，避免“应试性”教育，试卷考核兼顾闭卷与开卷两种形式，适当地将药物分析与仪器分析考核内容合并、相互穿插。仪器分析采取闭卷形式，考察学生对两门课程基本原理、基本概念、基本方法的掌握。药物分析采取开卷形式，考察学生的综合应用能力。同时，将实验课表现和实践能力考核纳入期末总成绩核算，并且覆盖综合性实验设计报告书写、文献阅读、课堂讨论发言、参与导师科研活动状况、实验操作技能考试等考核指标。提高考核方式的科学性，切实反映教学效果，同时引导学生重视实验课学习、注重团队协作能力、实践能力的锻炼，促进学生全面发展。
3结语
综合性课程教学模式的设计，将繁杂的知识点相互穿插、融会贯通，改变以往不同课程之间相对独立、知识传授零散、实验实用性差、学生接受知识困难、考核方式单一等状况，同时提高教师的整合教材能力、教学组织能力，达到教学相长的良好效果。今后有望推广到制药工程及其它相关学科，让课程教学更加系统化、科学化、有效化。
［参考文献］
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［3］杭太俊，于治国，范国荣．药物分析［M］．北京:人民卫生出版社，2011:144－152．
篇3
1.2仪器价格昂贵且高配备有限《仪器分析》涉及的精密仪器通常价格昂贵，学校配备数量有限，甚至有很多仪器就没有采购，西部的高校受财力困扰尤为突出。由于精密仪器较少，不是每个学生都有机会使用，且容易损害，所以学生实践的机会较少。
1.3高新尖仪器更新快，教材滞后随着高科技快速发展的需要，推动研发高科技的手段即新的分析仪器快速更新、快速推广，而教材内容则是多年不变，严重滞后，无法适应培养应用型人才的需要。
1.4课堂上学生难以发挥其学习的主动性本门课程，不论是理论课，还是实验课，均存在课时有限，并且实验仪器价格昂贵，结果，就使仪器分析实验课的上课方式主要为演示性实验，主要由上课教师独立完成，而学生仅仅是观摩者和写实验报告者。有的上实验操作课，先由教师详细讲解实验内容、仪器基本特点和实验步骤、注意事项后，再将实验所需要的东西全部准备好后，让学生到实验室操作实验，这种实验课对于学生来说很难发挥其主观能动性，窒息学生创新的动力。
2本课题组根据本门学科发展的趋势和教材的现行的内容
编排体系，以及学校的应用型人才的培养目标，对教学内容进行调整，进行必要的课程改革，培养学生的学习兴趣，促进教学质量和教学水平的提高
2.1改进课程教学手段因《仪器分析》内容枯燥、抽象难懂，且内容多课时少的矛盾，传统的教学方式无法达到良好的教学效果，采用多媒体教学，充分利用多媒体的优势，化抽象复杂为直观简单，激发学生学习兴趣，通过动画如实反映精密的、大型仪器的构造，详解仪器的工作原理，通过动画的形式，再现仪器的工作过程。也可以将教师的仪器操作步骤用录像录下来，挂在班级Q群、微信群或教师的微博上，让学生观看。也可联系附近的污水处理厂、化工厂，带学生前往参观，由教师讲解或请该厂工程师讲解，还可以带领学生到当地的质量检测中心参观，请其检测员讲解，既可讲解工作运行流程，也可讲解该领域的最新工艺流程。这些教学手段即可增强学生的理解和记忆，也提高了课堂效率。
2.2对课程内容进行取舍参照新教学大纲，结合我院实际编写了新的教学大纲，结合专业特点，补充新内容。在《仪器分析》中,介绍了现代分析仪器的原理和应用，如原子吸收分光光度计，激发了学生的学习兴趣。《仪器分析》课程是一门应用型的学科，和无机化学、有机化学这些基础学科不同，处理一些简单的问题用公式解决外，大部分的内容都是对实际样品的简化处理，忽略次要因素，抓住主要因素，在此基础上建立分析模型，以解决问题。从而实现准确性与经济性的统一。解决内容多课时少的矛盾，并且保证教学质量有效方法之一，就是需要根据授课对象的专业不同，对教材的内容进行取舍，重点讲解专业所需的实验仪器及分析方法，对其它进行略讲。
篇4
[3]赵广元，王文庆，蔡秀梅.创客教育视野下“计算机网络”课程实验设计[J].现代教育技术，2015（9）
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针对生物技术仪器课程本身的特点，欲解决教学过程中实际遇到的问题，首先得明确生物仪器分析课程的教学目标：通过对常见的分析仪器的原理、结构和应用的讲解，使学生在掌握分析原理的基础上理解相应仪器的用途，了解仪器的基本结构，能在具体的仪器操作教学过程领会仪器的使用方法。针对这一教学目标，可从如下几个方面进行教学改革。
2.1理清主线，点、线、面有效整合针对生物技术仪器分析教学内容繁杂的问题，应该首先明确本课程主线，将课堂教学的有限的具体点有效串联，并启发学生将所学内容向更广阔的面进行扩展。譬如我们从一个细胞的解析为例。其中描述细胞的形态和结构可作为主线之一，则包含的内容包括普通光学显微镜、倒置显微镜、荧光显微镜、扫描共聚焦显微镜、扫描电镜、透射电镜等诸多仪器，在课堂教学中不可能面面俱到，但可重点介绍普通显微镜这一点，在点上将原理、仪器结构、使用方法、应用实例等详细介绍，通过启发思维引导学生思考如何在更小的尺度上描述细胞的精细结构，在学生自己有兴趣的情况下，即可通过同样的方法自学其它显微镜的内容，将描述细胞的形态和结构的内容可扩展到更丰富的面。再比如测定有机物分子的结构作为主线，则包括紫外、荧光、红外、核磁共振和质谱等。兼具分离和分析特点的仪器，如电泳和色谱。总之一定要有一条线将相应的仪器串联起来，选择具体的仪器作点上的介绍，通过问题启发学生作面上的扩展。
2.2引入多媒体，加强教学资源建设高校的仪器分析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理论和实验教材并不多。化学类的仪器分析教材更偏重于化合物结构的解析，并不能完全适用于生物科学研究的特点，其直接作为生物仪器分析教材实用性受到限制，因此有必要编写通用的生物仪器分析教材。生物仪器分析教材应介绍生物分析仪器的构造、工作原理、分析方法等相关的理论知识。这些分析方法的原理抽象，难以理解，使用传统的教学方法很难讲述清楚，应该运用现代多媒体教学手段，将大型生物仪器的结构、工作原理以及操作技术以动画形式模拟出来，学生可以运用电脑、手机等多媒体终端直接观看，甚至可以采取游戏的方式提高学生的参与度，增进学生的学习兴趣，提高教学质量。这样既节约了课时，又使教师有充足的时间用于重点和难点的讲授。作为课堂理论教学的延伸，生物仪器分析的实验教学更应加强多媒体教学，在学生提前观看多媒体的情况下再进行试验操作的现场演示，必会有更好的效果。多媒体的制作应是实验室仪器分管人员针对自己分管仪器的基本工作，应避免多媒体上所演示的仪器与实际操作仪器的脱节问题。
2.3大班理论教学，实验教学循环开课生物仪器分析课与其他课程不同，内容包含理论教学和实验教学，因此要求教师不但要有专业理论知识，更要有丰富的仪器分析经验，只有这样才能保证理论与实践的有机结合，收到良好的教学效果。生物仪器分析课程理论教学可采用大班开课的方式，紧密结合生物科学生产研究的实际，介绍具体仪器的相关理论知识。实验教学应采取小班或小组教学的方式，以实际操作为核心，选取在生产和科研中具有先进性和实用性的生物分析仪器作为该课程的主要内容，应使每个学生都能参与具体实验操作。对于不具备操作条件的实验，演示过程可通过多媒体让学生自行学习。理论课老师与实验室负责仪器管理的实验技术人员共同商讨每台仪器需要讲授的内容，按时进行备课，编写教案，由实验室统一检查备课效果，以充分确保备课教案的质量和实用性。根据每台仪器的实际使用情况，具体安排讲课人员名单，让精通每种仪器的教师、研究生和仪器技术管理人员担任实验室仪器的实验教学任务。每台仪器可根据实际需要，每周或每月开课1-2次，循环教授，让学生通过预约的方式，根据自己的安排选择上课时间。
2.4引导学生关注热点，知用合一生命科学仪器的种类及仪器分析方法繁多、学科跨度大，往往会让学生感觉难以抓住重点，提不起兴趣。因此在讲解各种仪器的分析使用方法之前，必须做一个引导性的介绍，通过社会热点事件（如新的研究发现、食品安全等）或日常现实生活、生产中的应用，激发学生的学习兴趣。此外，通过各种渠道介绍学院教师使用该仪器及分析方法取得的最新科研成果，并展示教师科研成果的图片或结果给学生，使学生感受到科学研究就在身边，仪器分析无处不在，从而激发他们的亲近感。最后，也可以聘请相关专家、仪器厂家的工程师、学术专家、本院教师等以专题或学术讲座的形式介绍实验室拥有的仪器及生命科学领域相关仪器发展的前沿知识，激发学生对科学研究的热情。
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随着对生物产制品及食品质量与安全日益重视，《仪器分析》是当下多数生命科学学院相对重视的课程，作为实验性的课程，实验教学是其重要的组成部分，实验教学对于促进理论知识的理解运用，保证整体教学水平起着重要的作用。[1]以本校生命科学学院专业组成为例，含生物工程、生物技术、食品质量与安全和药学四专业，《仪器分析》均是重要的专业基础平台课，而鉴于本校与质量技术监督部门和出入境检验检疫局等相关部门有着非常密切的联系，在如何向有关部门输送和培养专业技能人才的问题上，有关人士一致认为《仪器分析》课程应该作为重点改革和实践的课程，本文就以苯甲酸的红外光谱实验为例，浅谈一下本院关于《仪器分析》课程的实践改革。
一、实验设计与内容
红外光谱实验是属于《仪器分析》课程中“吸收光谱”的教学内容，与“吸收光谱”法-紫外可见吸收光谱不同，后者广泛应用在其它课程如《有机化学》《食品检测技术》等，本文不再赘述。红外光谱分析是有机化合物结构定性的重要工具之一，该实验课程的设计主要包括理论课程准备、实验前期准备、实验进行及实验后的数据整理等四个方面。①理论课程的准备。红外光谱在课程中的位置是在紫外光谱之后，通过介绍其与紫外光谱的区别和联系，让同学们知道二者的异同点，由于要为实验环节做准备，故在理论课程中除了进行红外光谱基础知识的介绍，更重要的对红外光谱中重要的基频吸收峰进行详细的归属和解析，并要和相应的有机化合物进行反复的讲解，如苯甲酸中重要的基频吸收峰有羰基（C=O，νs1700cm-1附近强蜂）、羟基（O-H，νs3300cm-1附近强峰）、苯环的碳碳双键（C=C，s1400-1600cm-1附近2-4个中强吸收峰）以及指纹区的苯环单取代峰（vs700cm-1附近两个中等强度吸收峰）。②实验前期准备。掌握理论知识以后，将集中给学生观看红外光谱的仪器操作视频，重点给学生讲述实验过程中的知识点和要点，如苯甲酸的红外光谱是基于固体样品的分析，故包括固体样品研磨所需的器具-玛瑙研钵；固体压片所需的仪器-压片机以相应的压模；最后介绍红外光谱仪的结构和大致的操作步骤。在该环节中不仅要在课堂上给同学们做逐一讲解，还要求他们在课下利用“网络课程平台”中的视频资源，反复观看和熟悉，为进入实验室实际操作提供必要的准备。③实验进行。红外光谱仪属于价值较为昂贵的仪器之一，本实验采用的日本原装进口岛津IR-Prestige-21型傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR），整机价格达到近20万元人民币，而压片机也高达2万余元。所以在实验进行前要给学生普及安全知识，一定要珍惜仪器资源，特别是价值不菲的进口大型分析仪器更是如此。本环节主要包括两个步骤：第一步压片环节。教师将利用玛瑙研钵、压片机等设备现场示范苯甲酸的压片，并逐一讲解压片时注意的事项。示范完毕后，让学生以3人为一小组进行逐一压片，全部完成后，按照次序依次进行FT-IR样品扫描。第二步扫描环节。首先介绍FT-IR仪器的基本结构和操作方法，然后对压制的片子进行扫描，并对扫描得到的IR图谱与标准图谱库进行搜索和比对，并记录得分。④实验后的数据整理。将实验获得的苯甲酸红外光谱图整理后进行“网络课程”的上传和展示，并完成书面形式的实验报告以便归档。报告整理包括图谱的重要吸收峰归属和得分情况，教师将根据红外图谱吸收峰的明晰程度及得分情况进行分级，并选取结果良好的小组进行讨论和分析，以对红外光谱理论和实践能够得到更好的联系。
二、实验效果与反响
《仪器分析》与其它课程不同，依托的是价值昂贵的大型分析仪器，多年以来，大型分析仪器的实验教学大都采用“演示法”，教师提前做好实验设计和实验准备工作，从实验原理、步骤到注意事项、甚至实验结果都面面俱到地讲解。[2]因为内容量太大，基础知识难懂，且学生预习不认真或不预习，上课积极性较差，很难记住教师“苦口婆心”讲的内容，所以部分学生不可能在头脑里形成完整的分析流程和实验思路，未能收到令人满意的教学效果。而在利用压片法绘制苯甲酸的红外光谱实验课程中，根据实验的特点，利用理论课、实验课前、课中和课后等多方面的交叉实践，指引学生将红外吸收光谱的理论知识体系熟练地应用在实验过程和结果的分析报告中，此外，利用网络课程平台，积极地与学生互动，调动学生的学习热情，取得较好的效果，这是由于一方面学生有机会亲自动手操作红外样品制备中的压片机和傅立叶变换红外光谱仪，所以同学们几乎个个都热情高涨。另一方面同学们用亲手压的苯甲酸薄片，扫描得出相应的图谱，再根据图谱情况判断压制的片子是否最佳。整个过程都由学生独立完成，既培养动手操作能力，也培养了独立思考和信息处理的能力。
利用压片法扫描苯甲酸的红外吸收光谱图是本学院《仪器分析》实验课程中实践性和特征性最强的一次代表性的实验课程，并作为我院“食品与质量安全教育部示范中心”网络课程展示的甄选课程，虽取得了一定的优良效果，但还是有不足之处：①红外光谱样品的制备包括多种手段，除了压片法外还有液膜法、薄膜法等，由于时间和空间有限，不能集中设计实验环节；②亦作为整个《仪器分析》课程的薄弱环节，相应的大型仪器分析设备和实验室教师太少，远不能满足日益增长的本科生数量对本课程的教学要求。总之，《仪器分析》作为实践性非常强的一门专业平台基础课，对于提高学生的理论联系实际的能力、动手能力均有重要的促进作用，相比较枯燥的理论知识而言，如何科学和合理设计实验教学的内容和流程，将对提高这门课程的易懂性和学生的学习兴趣起到至关重要的作用。苯甲酸的红外光谱实验利用苯甲酸这一物质结构简单、容易辨析、重复性好的特点，是使学生熟练掌握固体样品的红外光谱样品制备方法的良好对象，本课程也着重发挥了“网络课程”的优势，上传数据不仅使实验结果得到非常好的反馈，也提高了学生们主动学习的积极性和创造力，对于缓解目前《仪器分析》课程中大型分析仪器匮乏以及师资资源的不足亦有着重要的支持作用。在培养面向21世纪人才的过程中，不仅要培养学生系统的理论基础和实验技能，更重要的是培养学生分析问题、解决问题的能力、创新精神、求职欲望和团队合作精神。[3]应当引导学生从学科交叉中得到创新的启发，学习从庞杂的知识体系中提炼出最有价值信息的能力，使他们能从不同的仪器分析方法中归纳出共性和个性，学会举一反三、触类旁通。
参考文献：
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二、双语教师队伍的培养
在高等教育面向二十一世纪的改革中，素质培养和能力培养受到了空前的重视。对非英语专业的学生而言，英语水平不仅是文化素质的重要组成部分，也是能力的补充和延伸。在此背景下，开设双语教学、拓展专业外语的实际应用成为许多高校的教学改革方向。双语教学对教师的专业知识背景、英语水平都有较高的要求，它要求教师在教学时要使用双语向学生传授知识，这对教师来说是一种新的挑战。我校一直非常重视双语教学的开设和双语教师的培养。辽宁省教育厅先后安排东北大学和大连理工大学举办双语教学培训班，我校积极安排双语教学教师的进修。
三、双语教学的定位与开展
二本院校培养的是具有扎实的专业课基础与较高操作技能的应用型人才。对于环境专业的学生而言，其必须看得懂现代分析仪器操作说明，能够独立进行产品中有毒有害物质的检测，?_展环境质量的监测，从而更好地为地方经济建设服务。因此，高校应在课堂中引入专门性英语，实施双语教学。由于我院优创班学生比普通班学生英语基础好、学风好，学生学习主动性较高，我院率先在优创班开展仪器分析的双语教学。但毕竟我校是二本院校，在学生层次上还是有别于一本院校和重点院校的，因此在双语教学中不能盲目追逐过高的目标，要将双语教学落到实处，准确定位，保证既定目标的实现。在仪器分析课程双语教学中，教师应根据学生的学习实际情况，灵活有效地选择教学模式，使教学效果最大化。
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仪器分析涉及的学科较多，知识面很广，实践性很强，课时又有限。再加上实验仪器设备不足等原因，在学习过程中，学生很容易造成理论和实践想脱节的窘境。因此，要拜托这种困境，我们将多媒体技术引入课堂，利用生动的画面来展示仪器设备的构成和运行原理，学生可很容易理解枯燥的概念和抽象的设备原理。
三、借助科研活动，促进课堂教学
要使课堂有活力，有感召力，有深度，教师不仅要渗透一些学科信息，还要将的自己的科研成果融入课堂。比如，作者利用化学发光仪开展了光生物传感器的研究，江虹老师利用紫外分光光度计开展了很多光谱的研究工作，张树琼老师用液相色谱开展了环境、生物和药物的研究工作，杨季冬老师用荧光仪开展了共振锐利散射的探索研究，刘艳老师利用电化学工作站开展了许多电化学传感研究工作，研究成绩显著。因为我们有科研，在课堂上才讲得更生动，更具体，更自信。此外，我们还鼓励学生跟老师或者自己申报学生课题做相关的科学研究，亲身感受各种大型仪器的使用，为其后期的毕业论文打好基础。然而，我们要注意科研成果的引入要恰如其分，不能太多，不能太深奥，否则，学生难于理解，脱离了教学的初衷。
四、强化综合设计，增强学生创新能力
我校在人才创新能力的培养上出台了诸多措施，如鼓励学生提早介入教师的科研项目研究，积极参加国家举行的大学生“挑战杯”，参加市级和校级各类型的大学生创新创业大赛以及申请校内的学生科研项目。实践证明，这些举措能够很好的锻炼学生的创新能力。然而，由于教师数量、教师科研项目、学校学生课题项目以及各级学科竞赛的有限性，不能保证所有的学生都能有机会参与这些项目，最终只能使一部分同学得到了训练，而大部分同学没有机会参与创新项目研究。为克服这一难题，本教学团队提出了在仪器分析实验中强化综合设计型实验的开设，使学生在正常的课堂教学中得到创新能力的锻炼。随着社会的发展，对学生综合素质要求越来越高，所以在新的人才培养方案中，大大削减了专业课课堂教学的学时数，然而又要求学生的培养规格和培养质量不能降低。为此，我们提出在仪器分析实验教学过程中提出“一体化”教学。所谓的一体化即将仪器分析所涉及到各类仪器分析方法的基本原理、仪器的基本操作和基本应用都考虑进来，设计一个大综合的实验，要含盖光谱分析、电化学分析、色谱分析、波谱分析及其他的表征手段（如电镜、能谱等）。以前学生做分析化学实验是按照实验项目来做的，比如光谱分析主要做分光光度法对混合物中铬、锰含量的同时测定、荧光法测定维生素B2片剂中核黄素含量、苯甲酸红外吸收光谱的测绘-KBr晶体压片法制样、流动注射-化学发光分析法测定维生素B1和火焰原子吸收光谱法测定水中钙、镁的含量，电化学分析中主要做溶液中pH的滴定、离子选择性电极F-离子的测定，在色谱分析中主要做高效液相色谱法测定碳酸饮料中的苯甲酸、气相色谱法测定乙醇中乙酸乙酯的含量等。这些实验项目虽然设计合理，但是学生是在不同的时间分别完成这些实验项目的，出现做完了把实验报告写好了交给实验老师，没有统筹考虑这些实验项目之间的联用，不能能够全盘解决实际问题。比如，拿到一个纳米材料要学生来表征，它不知道要表征哪些项目，所以导致学生思维的不够开阔，能力得不到提高。基于此，我们教学团队通过设计一个课程大综合的实验来把仪器分析实验的绝大多数类型的分析方法连接起来，学生完成了这个实验以后能够把绝大多数分析方法都利用到。比如，聚丙烯酸修饰纳米二氧化铈的制备及其催化H2O2降解环境水样中的罗丹明B。通过这个实验学生首先要学会纳米粒子的合成方法、纳米粒子的表征方法、罗丹明B降解前后的测定方法。在纳米粒子的合成过程中学生要涉及到溶液的配制、合成过程中仪器设备的选择、合成参数的优化、合成纳米粒子的后期表征（用红外光谱、透射电镜、X-光电子能谱、ICP原子发射、热重分析法等）等，在纳米粒子催化H2O2降解罗丹明B的过程中，学生要涉及到降解酸碱环境的选择（pH计）、催化剂和氧化剂用量的选择、催化产物量的确定（用紫外可见分光光度法、荧光分光光度法和化学发光法等）和种类的确定（紫外可见分光光度法、荧光分光光度法、液相色谱-质谱联用法、元素分析法等）。通过这一综合性实验的训练学生基本上可以将仪器的所有方法联系起来，达到融会贯通的效果，对提高创新能力具有极大的帮助。
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中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0085-02
测控技术与仪器专业是由教育部在1998年把计量仪器、光学仪器、计时仪器、分析仪器、热工仪表、航空仪表、电子测量仪器等11个仪器仪表类的专业合并而成的，发展至今已成为一门实用性非常强的学科。[1]它专业口径宽，涉及知识面广，整合了多个专业方向的知识，主要包含了电子、机械、计算机等方面。测控技术与仪器专业综合课程设计是西安交通大学测控专业大学四年级必修的一门专业课程，旨在提高学生综合应用所学专业基础理论，独立设计、构建、调试仪器与检测系统的能力，强化对仪器与检测系统工程的感性认识，培养学生在系统分析、设计、开发与研究等方面的基本能力。[2]
一、综合课程设计实训方案
测控专业综合课程设计被安排在大四的第一学期，是在所有必修课程和绝大多数选修课程学习完成后开设的，是对“模拟电子技术基础”、“数字电子技术基础”、“传感器原理及应用”、“电路分析”、“智能仪器”和“数字信号处理”等课程知识的进一步理解、巩固、加深和应用。
测控专业综合课程设计共64学时，其中上课16学时，实验48学时。上课部分是由老师各用2学时把各自的研究方向、在研课题以及相关理论向学生进行介绍和讲解，学生再结合自己的兴趣、能力选择课程设计的指导教师，教师以此为据分配课程设计的题目，提出具体要求，学生独立完成课程设计。指导教师和学生之间是双向选择，调动了学生自主学习的积极性。
综合课程设计是实践教学环节中除毕业设计的一次较大型实践训练，从元器件的选型到系统的构建以及放大、调理电路的选择与搭建、数据的采集及调试、接口程序的编制等全由学生自己去完成，而教师只起引导作用。这样，学生在完成实验后，不仅在系统设计能力、硬件选择能力和系统构建能力等方面大大增强和提高外，自信心和成就感也得到极大加强。[3]学生第一次遇到这种综合性强、设计的灵活性也较大的实践项目，要在48学时内完成是有一定难度的。首先对实验室实行了开放式管理，学生可根据自己情况自主选择实验时间。其次，为了引导学生尽快进入课题，将设计目标细化，分为几个小目标，学生可根据自己的实际情况一步一步完成，最后进行综合。本文以选题之一的“智能电子秤”的设计为例，介绍其实施的具体方案。
1.“智能电子秤”设计目标
“智能电子秤”的设计这个项目虽然功能简单，但涉及了从传感器电路、信号处理电路到显示电路的整个测量系统组建的相关知识。通过该项目使学生掌握智能仪器设计的总体思路和方法，将所学的基础知识进行综合应用，理论和实践相结合，培养学生的发现问题、分析问题和解决问题的能力。“智能电子秤”的设计目标：量程0～6.0kg，准确度1%，分辨力5g，输出方式为4位LED显示，并具有量程变换和超重报警功能。
2.总体方案设计
根据设计目标，学生在查阅大量相关资料的基础上，采用模块化的总体设计方案。把“智能电子秤”的总目标分解为5个内容相对单一的小目标，包括了软硬件两大部分：查阅相关资料，确定智能电子秤总体方案；搭建活塞压力计YS–6、压阻式传感器及供电电路组成的传感器电路；使用protel对单片机C8051f020构成的信号处理及数码管显示电路进行硬件设计；使用C语言进行程序设计，并使用keil c51仿真；对电子秤进行系统性能测试。智能电子秤组成框图如图1所示。
测量系统的组建这部分内容是已经学习过的“电气测量技术“课程的核心内容，学生通过自主设计，结合相关的理论知识，就可以很好地完成这部分设计。通过实践验证了相关的理论知识，可以激发学生进行探索的积极性。
3.“智能电子秤”硬件电路的设计
由图1可知，智能电子秤由压力传感器、信号调理电路、具有AD转换功能的单片机和显示等4个部分组成。
（1）压力传感器电路：选择的是实验室现有的由活塞式压力计YS–6、压阻式传感器及供电电路组成，其中压力计和传感器是集成到一起的，可直接使用。
（2）调理电路：包括差动全桥、放大电路和滤波电路三部分组成。与压阻式压力传感器相配的调理电路采用恒流源供电的差动全桥，其中供电电流为14mA。单片机的AD转换基准电压是2.403V，而压阻式传感器的输出信号为–5～55mV，这就需要对传感器的输出信号进行放大处理。根据计算可得放大器的放大倍数为25左右比较合适。传感器的输出阻抗很高，要求放大电路须有更高的输入阻抗，不从传感器输出端吸收电流，以免破坏传感器的工作状态。学生选择的AD620仪用放大器特点为：差动输入，单端输出，电压增益连续可调，并有效地解决了后级负载对地连接的问题。另外在AD620的输入与地、输出与地之间都接了10 F的滤波电容，增强抗干扰能力。
（3）AD转换电路：电子秤设计要求的分辨力为5g，量程为0～6.0kg，即可算出需要12位的AD转换，所以选择单片机C8051f020的12位AD来完成。
（4）显示电路：将单片机分析处理的数据显示出来，利用集成的四位共阳极数码管显示。数码管的位选是单片机的P0.0–P0.3端口，段选是单片机的P0.0–P0.7端口，采用的是动态显示。
学生最终完成的电子秤的硬件电路图如图2所示。
4.“智能电子秤”软件部分设计
智能电子称是采用Keil C51单片机软件开发系统进行程序编写，实现电压信号采集、12位AD转换、数据处理及四位数码管显示等功能。同时也在程序中加进了两个智能化功能：超重显示和量程变换。程序的流程图如图3所示。
二、电子秤的静态性能评价
这一部分内容对测控专业的学生来说是很重要的，它有助于学生判定所设计的仪器能否达到系统设计要求。通过分析可得，用于静态称重的电子秤主要误差来源有：压力传感器、传感器输出信号的处理系统（包括前置放大器、A/D转换器和机械承重系统等）。其中机械承重系统的误差、电源波动引入的误差以及称重传感器与测量线路引线带来的等不易定量计算误差可通过合理的设计、安装来削弱，并在误差分配时给予一定的冗余量来保证。[4]该电子秤的系统的量程为6.0kg，在满量程范围内标定点数l=7，正反行程循环次数n=4，标准砝码提供的标准值，总计标定值的个数N=56，如表1所示。xj表示标准重量，mj表示显示的重量，单位均为kg。
最后通过计算可得该电子秤的各静态性能指标：拟合直线方程：采用最小二乘法得拟合直线方程，，
可得测量系统零点为；独立线性度：=0.15%；滞后：=0.30%；重复性：取置信因子K=3，置信度为99.73%时的重复性=0.27%；准确度：在传感器或含有传感器的测量系统中，通常用精度A来表征准确度，它由线性度、迟滞、与重复性之和得出，即A=++=0.15%+0.30%+0.27%=0.72%；最大引用误差=0.33%。由此可确定，智能电子秤满足设计要求，其准确度是0.72%，可评定为Ⅳ级。
通过对“智能电子秤”的设计和制作，学生把学到的课本知识和实践相结合，对所遇到的困难能够积极解决，比如在发现测量误差比较大时，找原因，了解误差的来源。这一切都表明学生能够自主学习，而不是等着老师来解决问题。学生一旦能自己找到问题并解决，就会提升自信心，激发了学习的积极性。“智能电子秤”虽然是一套由传感器和单片机构成的简单智能仪器，但也充分体现了智能仪器的普遍设计思路和方法，为以后复杂智能仪器的开发打下了基础。
三、结论
测控技术与仪器专业综合课程设计已开出了5届，实践表明该课程的开设是较为成功的，有效培养了学生的实践能力和工程意识，提升了学生的专业认同度和学习积极性。学生根据自己的兴趣和能力选择课程设计的题目，更能激发自主学习的积极性，有助于学生有效地掌握所学知识，缩短从理论知识到实际应用的过程，使学生得到了一次完整的系统性的工程实战训练，大大加强了对理论知识的融会贯通和对实践动手能力的锻炼，为后续的毕业设计以及为将来走入科研工作岗位打下了一定的基础。
参考文献：
[1] 朱维斌，赵军，陆艺.测控技术与仪器专业传感器系列课程设计实验环节探讨[J].中国现代教育装备，2010，（21）：118-119.
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仪器分析实验是以实验操作为主的实践课程，是研究物质组成、状态和结构的分析测试方法，是化工、环境、海洋技术、食品工程、生物工程、制药工程等专业基础实验课程，也是其他学科获取化学信息的科学研究手段[1]。学生通过实验课程的学习，可以了解各种仪器的结构，掌握仪器基本操作和进一步理解仪器原理、消化理论知识，从而培养学生实验技能，提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力[2、3]。如何适应仪器分析学科发展的需要，优化仪器分析实验教学体系，加强教学效果，培养学生的实践能力和创新能力，已成为任课教师面临的重要课题。
1 仪器分析实验教学现状及存在的问题
1.1 仪器配置落后，数量不足
随着科学技术的发展和时代的进步，分析仪器的应用越来越广泛，仪器更新换代也越来越快，这就需要实验室及时更新仪器设备，以保证实验教学质量。实验教学中所用得到大型分析仪器较为昂贵，不易维护，数量有限，再加上本科生扩招，每年人数逐年增加，学生实验课时有限，动手机会少，这意味着实验室需要加大仪器设备的投入，并增加仪器设备的数量，才能满足仪器分析课程的需要。
1.2 学生对预习不够重视
仪器分析课程是一门实践性很强的技术基础课，其理论性强，涉及面广，内容比较抽象，学生学起来难以理解和记忆。由于实验中所用的大型精密仪器价格昂贵，结构复杂，注意事项较多，操作有难度，如果不重视实验的预习，到实验室后会感到手足无措。可见，实验预习是否充分对学生是否能成功完成实验操作起着十分关键的作用，但这一环节很容易被学生忽视。
1.3 教学内容设计不合理
目前，仪器分析实验教学内容上存在理论验证型实验较多。而验证型实验往往是将实验目的、原理和步骤做详细叙述，学生做实验时按照实验步骤机械地操作一遍，学生思维受到限制，思路得不到扩展，创新能力得不到锻炼。随着仪器分析领域的快速发展，实验教学中一部分实验内容过于老套，已经不适应社会发展的要求了。
1.4 实验考核体系不完善
由于仪器分析实验成绩考核指标单一，过分注重实验报告，强调实验结果的准确性，导致学生注重理论轻实验，课前不做预习准备，上实验课时不认真操作或只是为了获得分数而应付了事，实验报告存在严重抄袭的现象，这样不能调动学生的积极性和主动性。针对此种情况，应改革考核形式，培养以能力为目标，注重实验过程，将考核工作贯穿于整个实验过程中，全面评定成绩。
2 教学体系改革探究
2.1 优化实验内容
作为学科教学的重要组成部分，实验教学不能单纯满足于验证相关理论的单纯验证型实验教学的现状。教师在更新实验内容方面要贴近生活，应在精选实验教材的基础上，结合学校实际情况，编写自己的教材，做到实验课与理论课相结合，再根据仪器设备及社会对人才的需求，对实验内容重组整合，精选验证型实验，开设综合型实验，增加设计型实验，形成教学要求与层次逐级递增的实验教学体系，突出创新能力和实践能力的培养。
2.2 充分利用多媒体教学设备
随着教育体制及教学改革的不断深入发展，仅仅只靠传统的教学模式及教学手段，已远远不能适应教育快速发展的需要。在课堂教学的多样化、趣味化的过程中，多媒体与常规教学方法相结合，可有效地提高实验教学质量。利用多媒体制作文字、图形、动画、声音及视频等内容丰富的电子教案，并应用于教学实践，使学生对仪器有感性认识，可充分吸引学生的眼球，使原来难以理解的仪器结构、原理变得较好理解，原来看不到摸不着的仪器变为可看的，可进一步加深理解。如对电位分析法中的离子选择性电极测定的原理，如果教师采用多媒体教学，就能很好地说明电极浸泡后由于玻璃层变为水化层，膜电位与溶液中被测离子的关系，从而得出其电位与被测离子的关系。如果没有采用多媒体教学，学生便很难理解。
2.3 开放实验室
如果在实验室没有实验课时开放实验室，学生可以按照自己的兴趣和知识储备，结合实验条件，利用课余时间选做一些教学内容以外题材的实验，如“奶制品中微量元素铜和锌的测定”，“室内环境空气检测”等。学生通过查阅相关资料，写出实验目的、实验原理、实验仪器和试剂材料、实验过程、实验注意事项等，制定出实验方案，经过实验教师指导后由学生独立完成实验。这样学生在找到自己对胃口的课题后，对实验的积极性更高，也更主动参与其中。这样的自主实践不但能锻炼学生的实验操作能力，让学生在实践的过程中巩固理论知识，而且能增加学生对实验的激情，激发学生的学习兴趣和求知欲，培养学生的动手能力和创造思维能力。
2.4 构建更加科学的实验考核体系
考核是对教师的教学效果和学生的学习效果的检验，科学评价实验教学效果和学生学习效果是十分必要的。实验成绩的综合考评应包括平时的出勤，实验预习报告，实验操作，实验报告和期末的技能考核和试卷考核，把分值分解到各个环节当中。将实验预习纳入考核体系的目的是让学生重视实验预习，因为预习是学生自主学习的体现，同时预习能够培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力。只有重视实验操作才能使学生掌握规范化的操作技能。期末技能考核可从平时所做的几个实验中由学生随机抽取实验项目，在不看实验指导的情况下并在规定的时间内完成。技能考核应重视实验操作的规范性、熟练程度和实验结果的准确性。试卷考核应重视实验原理、过程、分析条件的选择及注意事项。
3 结语
为提高仪器分析实验教学质量、深化和巩固理论知识，调动学生学习的自觉性和积极性，培养学生从事科学研究的能力，造就跨世纪人才，不仅需要学校层面加大资金投入，还需要改革实验室的管理模式，同时也需要从教学上不断下功夫。
参考文献
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随着工业化进程的加快，环境污染已经由点源污染转向面源污染，由单一的环境介质转移到大气、水体、土壤以及生物体等多介质，发生了不少震惊世界的污染事件，如举世闻名的“公害”事件。20世纪80、90年代，又发生了一些突发性的严重公害事件，如印度博帕尔农药事件和前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事件等[1]。这些事件无疑给人类的生产生活带来了巨大影响。隐藏在这些事件背后的环境问题直接或间接的与化学物质有关。究竟哪些是污染物质、有毒物质？这些物质从何而来？其进入环境之后会发生什么变化？可靠的仪器分析技术能为上述系列问题的正确解答提供依据，也能为环境标准的制定和科学研究、环境管理提供技术支持。
1 课程开设的必要性
在现代分析化学和分析仪器及其功能不断完善、高灵敏度的新型分析仪器不断涌现的今天，伴随着全球环境问题、污染事件频发，大型分析仪器在污染源解析、污染扩散途径追踪、污染与健康关系以及在环境污染治理效率评价、工艺技术路线改进等多领域发挥着越来越重要的作用，先进高效的化学、生物分析手段已成为环境分析科学的重要工具。这些技术手段涵盖了微量和痕量污染物的识别、污染物形态、价态、结构分析（表面和微区）分析。因此，培养具备先进仪器分析能力是环境教育领域人才培养的重要环节。
同济大学环境科学与工程学院承担着国家、省部级重点科研攻关项目，作为科研一线主力群体的研究生都将在导师的指导下，独立完成某个研究方向上的论文实验研究。为了使学生能够顺利开展论文研究并提升论文质量，掌握分析方法的基本原理和应用技能十分重要，这也是在研究生学习阶段开设环境仪器分析课程的重要原因。
2 课程建设的特点
“环境仪器分析”是同济大学环境类专业研究生专业学位课程，始于1999年。伴随着环境科学研究的需求，经过十多年课程内容和形式的与时俱进，2011年成为同济大学首批研究生精品课程。本课程重点介绍如何运用现代仪器分析和样品预处理的理论与技术来鉴别和测定环境介质中化学物质的种类、含量、结构和状态。通过本课程的学习，可以使学生依据待测环境样品中各组分的物理、化学性质的不同，选择合适的仪器分析方法进行目标物的分离与富集，建立起准确的“定性”及“定量”的概念，并掌握与此相关的基本理论、测定原理及实验技术，为后继的论文科研和质量提升打好基础。另一方面，研究生在学习本课程后，可以增强对近代仪器分析的发展趋势以及新方法、新技术的理解，掌握环境分析方法和技术的研发技能。
2.1 组建教学团队，丰富教学资源
该课程教学团队有教师7人，其中教授3人，副教授等年青教师4人，其中实验教师2人。教师学历、年龄及学缘结构合理、教学任务分工明确，理论教学与实验教学人员配备合理，为理论教学和实验教学的顺利开展奠定了坚实的基础。各位任课教师的研究领域各具特色，兼顾环境领域多学科融合，因此，在教学中能够突出重点。
污染控制与资源化研究国家重点实验室拥有各种光谱类、色谱类和生物类大型仪器，如GC/MS、HPLC/MS、ICP/MS和实时荧光定量PCR等，并且拥有网络平台，可以为学生提供相关课件以及实验室仪器的操作、维护及实验讲解录像。实验教学课程由骨干教师承担，开设有光谱实验、色谱实验和生物实验，可以满足教学需求。由研究生可依据今后论文研究方向选择实验内容，共享国家重点实验室的各类分析仪器的丰富资源，实现了学有所用，学有专用。该课程深受学生欢迎，成为论文实验研究的“预备”课，学生们受益匪浅。
2.2 理论应用相结合
依托同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室的丰富资源，该课程的教学按理论授课和实践相结合的方式进行，更注重分析仪器的基本原理、操作使用要点以及在环境科学研究、环境监测等领域的应用价值。
在学习掌握了相关仪器分析理论后，学生有机会面对分析仪器，训练操作技能，旨在培养学生掌握仪器基本操作技术和基本实验技能。通过实践课程的开展，让同学亲身体验各种分析仪器的功能，以理论指导实践，彰显理论的重要性。动手实践，也能充分调动学生学习基础专业知识的积极性，让学生更有目的地进行理论学习[2～3]。这样的教学方法，不但减少了学生在学习基础知识时的盲目感，也大大提高了学习的主动性，对学生的动手能力也是很好的培养。
2.3 尊重自主，注重实效
鉴于学生兴趣点的不同以及论文研究的需要，该实验课程分光谱、色谱和生物分析技术三个模块供学生自主选择。这在一定程度下，实现了小班教学，使得每个学生都能接触操作自己迫切需要使用的仪器。另一方面，尊重学生自主性，有利于学生的学习兴趣培养。在大方向区分的基础上，又进行了小组模式，使得每位同学参与到其中，并且可以互相讨论，共享不同途径捕获的信息。
通过本课程的学习，使研究生对仪器分析这一领域有较全面的了解，基本掌握仪器分析的各类方法，初步具备根据分析对象选择合适的分析方法及理解相应问题的能力，从而顺利开展科学研究。据研究生反馈，该课程强化了学生的理论基础知识，提高了学生自主分析设计实验的能力，并且减少了研究生论文研究中实验方面的问题。
2.4 撰写教材重实用
随着计算机技术的飞速发展，分析仪器的面貌日新月异，仪器的更新周期越来越短，但是目前教材内容的更新远远落后于新型仪器的更新速度[4]。为了把最先进的内容和教学科研的需求和特色相结合，我们在自编实验讲义的基础上，撰写并于2008年由科学出版社出版了《现代环境分析技术》，并于2013年6月更新出版了《现代环境分析技术》（第2版）。环境分析涉及的分析仪器种类多，面对的环境样品也十分繁多和复杂。因此，该教材根据我国环境领域的实际需求和应用现状，重点围绕环境领域应用范围广、理论与技术相对成熟的方法，具体包括四个方面的内容：（1）环境样品分析中常用大型分析仪器的基本原理及其应用；（2）环境样品预处理技术的基本原理及其应用，如高效富集、分离方法等；（3）多种仪器和方法的联合技术；（4）环境分析技术的发展，包括新理论、新方法和连续自动化技术等。教材编写过程中注重先进方法的理论性与应用性相结合，科学性、适用性强，更贴近学生的实际需求。
2.5 学习考核多方位
考核是对教师的教学效果和学生的学习效果的检验，而考核方式也起着引导学生改变学习方式的作用，科学的考核方式会推动学生的学习向最佳方向发展[5]。本课程的期终考核成绩由平时参与和期末考试两部分组成。平常参与通过学生课堂表现（随堂考试、课堂提问）或实验情况（实验操作、实验数据处理等）等各方面综合评定。针对目前大学课程知识容量大，容易出现满堂灌，老师又很难及时、准确了解每一个学生对当堂课所授知识点的掌握情况的现状，我们在随堂考试中引入了同济大学自主研发的“智能交互反馈系统”。该系统可以在课堂上即时了解学生对知识点掌握程度，以减轻学生在学期末的考试压力。期末考试包括基础理论知识考试和实验部分考试。基础理论知识考试旨在考查学生对仪器分析基础理论知识的掌握情况；实验部分考试重在考查学生掌握仪器操作的能力。这种多元化的考评体系，更加注重评价学生主动参与的过程、善于思考的能力，可以科学合理、全面公正地反映学生课程学习的真实水平。
3 结语
针对环境类专业研究生开设的“环境仪器分析”课程，为硕士研究生论文质量的提升打下了坚实的基础。“师资队伍多元化，教学模式多样化”是课程教学质量提升的根本保证，充分挖掘和利用高校大型仪器实验平台，为教学服务，是不断提高教学质量的重要举措。
参考文献
[1] 陈玲，郜洪文.现代环境分析技术[M].2版.科学出版社，2013.
[2] 白雁，潘瑾，李永强，等.研究生现代分析仪器课程教学改革的探索[J].实验技术与管理，2011，28（9）：22-24.
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针对《仪器分析》课程教学现状及存在的弊端， 在不断总结归纳实际教学活动过程中体会的基础上，本文通过近几年的实践从理论教学、实验教学内容和形式以及师资队伍的管理三个方面对《仪器分析》课程教学方法进行探讨和总结。
一、理论课程教学方法的探索
（一）《仪器分析》课程的多层次教学
仪器分析是根据物质的光、电、声、磁、热等物理和物理化学特性对物质的组成、结构、信息进行表征和测量的分析方法，是学生必须掌握的现代分析技术。由于农业院校各专业的化学基础以及学生专业的需求不同，我们将学生分为非化学类专业本科生、化学类本科生（如应用化学专业）和研究生三个层次，对各层次教学大纲、学时数进行了相应的修订，例如，对于非化学类本科生，课时数为40学时，其中包括10学时实验。而化学类专业的本科生学时数为80学时，包括40学时实验。取得了较好的教学效果。
（二） 针对不同专业调整教学重点
对于大多数的非化学专业的本科生来说，不同专业对《仪器分析》课程的要求不同，这是为大家所共识的。因此，以往的做法往往是根据不同专业的特点砍掉一部分内容，重点讲一部分内容。但我们认为学生将来就业情况具有不确定性，因此，应该在教学内容上统一完整，在此基础上可针对各专业的需求重点讲解。如植保专业可重点讲解农药残留的测定；环境保护专业可重点讲解重金属、有机污染物等的测定。经过几年的教学观察和学生的反馈，得到了学生和用人单位的认可和好评。
（三）加强多媒体教学及“微课”的建设
多媒体计算机辅助仪器分析教学已是现代教育的一个重要组成部分。在仪器分析教学中采用声、形、景结合的动态多媒体教学方式，恰当地运用多媒体技术能将一些较为抽象的、枯燥的内容转化为形象的、生动的、富有艺术感染力的内容，优化了课堂教学结构，增加了课容量，克服了传统教学中可视化差的缺点，图文并茂动画、声音等都会加速学生的感性认识， 激发学生的学习热情，调动了学生多感官参与学习，更符合学生学习的认知规律。网络技术的飞速发展和移动终端设备的日益普及，使信息的传播速度更加快捷，一种新的教学模式――微课正逐渐在教育领域兴起。它是指按照课程标准及教学实践要求，以教学视频为载体，围绕某一个知识点或教学环节进行教学设计而开展的教学活动 。微课主要特征表现为“主题突出，指向明确，短小精悍，使用方便，易于扩充”。它能满足学生的个性化学习需求，不但能帮助学生查缺补漏、强化巩固知识，而且能让学生随时随地进行学习，是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。仪器分析作为一门专业基础课程，它覆盖面广，具有丰富的实验方法、手段。而微课这种 教学模式的特点恰好能够解决大学物理实验教学中存在的各种诟病，因此在大学物理实验教学中引 入微课这种教学模式十分必要。
多媒体教学的优势是有目共睹的，但是随着多媒体教学的深入，目前的多媒体教学不仅包括课件的建设，而且包括网络教学。因此，就多媒体教学，我们认为重点主要集中在两点上。一是多媒体课件和网络课程的建设，制作一个质量上乘，适合学生使用的课件不仅需要制作人员有着深厚的专业知识，而且需要有高超的电脑制作技巧。这不同于以往的简单的幻灯片制作，因此，就需要仪器分析教师与电脑专业人员相互协作完成。通过网络课程的建设，在提升仪器分析课程的内在价值的同时，也能使现代教学手段在拓展教学模式，激发兴趣、开阔视野等方面发挥作用，这也是未来课程建设的发展方向。二是多媒体技术与传统教学方法相结合。教师不能过于依赖电子教案内容，忽视与学生之间的交流。这样容易造成学生机械的听课，不能主动思考。多媒体课件文字叙述尽量少而精，以便于学生记笔记，尽量多的采用各种表达方式，这样使课堂气氛更加活跃，符合现在学生的心理状态，增强对学生的吸引力。在发挥现代教学的长处时，应注意发挥传统教学的优势，对一些疑点、难点、重点问题应适当以提问、讨论等方式加以详尽阐述。
二、实验教学方法的探索
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一、《现代仪器分析》课程传统教学方式中存在的问题
《现代仪器分析》课程是大多数农、林、水高校及许多综合性大学，如清华大学、北京大学、浙江大学等学校资源、环境、食品等专业的必修课程。这一课程的特点是实践性和技术性很强，涉及到许多光学、电学、量子力学、物理化学、高等数学、化学等基础学科的知识，伴随着大量物理现象，物质微观作用等内容，综合性也很强［2］。
在多媒体技术大量应用于教育领域之前，《现代仪器分析》的教学方式是教师严格按照教学大纲要求和教材内容，在封闭式课堂里进行理论课的教学，讲述仪器结构、工作原理、仪器方法适用的范围、样品预处理方法、进行操作时需要注意的问题等，黑板板书文字及相关公式的推导计算，布置作业，学生抄写知识点，完成作业，复习背诵应对考试。这种教学方式的缺陷在于知识的传输是被动式的，对一些原理方法只能靠抽象的想象来理解，如色谱柱中物质分离的原理、全谱直读等离子体发射光谱仪工作原理、交流电弧放电原理等。大多复杂内容没有办法在黑板上用手绘出，枯燥地讲述、凭空地想象扼杀了学生学习的积极性。在实践课程中，为了能让学生更好地理解仪器分析的基本原理和仪器结构，以及培养学生的仪器操作能力，学校需要提供大量这类精密仪器，如气相色谱仪、液相色谱仪、原子吸收分光光度计、质谱仪等，这是绝大多数院校办不到的，所以有限数量的仪器不能满足所有学生亲自动手的要求。另外，这类仪器价格一般较高，使用需要配套设施和专业的管理人员在使用前进行调校和设定操作条件，比如，高效液相色谱仪在使用前要有专业的管理人员进行色谱柱的清洁，根据方法需要在相应软件中设定流动相比例、流速、温度等，学生要做的只是用进样器进样，大多数学生连进样的机会都没有，只能远观老师演示，直接影响了教学的效果。
二、多媒体技术和网络资源在《现代仪器分析》课程教学中的作用
在教育领域，多媒体信息技术在教学过程中获得了普遍应用，信息技术与学科课程的整合，实现了教学内容的形象化、多样化和视觉化。在《现代仪器分析》课程中，将分子的振动方式、单活塞往复泵的结构和工作原理、电喷雾电离原理、全谱直读等离子体发射光谱仪工作原理、交流电弧放电原理等内容制作成Flas，直观展示在学生面前；利用计算机模拟仪器分析试验，可以节省试剂，避免环境污染；利用计算机进行数据处理等内容做成多媒体课件，通过穿插播放讲解，具有很强的视觉和听觉冲击效果，颠覆了传统教学刻板抽象模式，激发学生的学习兴趣，克服了不能亲手操作的遗憾。
制作多媒体课件前教师需要针对开设这门课程专业的特点对教学内容进行精心选择，比如，我院食品科学与工程专业领域中进行食品营养物质及有害物质检测方面，用到电化学分析方法很少，所以，在教学内容中删除这一部分；确定教学内容之后，要结合学科特点恰当利用多媒体的图、文、声特性［3］，将要讲述的每一章仪器分析方法的重点做成Powerpoint电子幻灯片及三维动画，把需要的其他视频材料储存到相应目录下，随时调用播放，这样可以极大地降低教师的工作强度，把精力用于讲解学习思路和学习方法，有助于培养能力型高素质的人才。
网络技术是计算机技术发展过程中的一个里程碑。网络技术将分立的计算机终端联系起来，实现了信息资源共享，相关网站的建立为及时传递最新的仪器研发动向信息提供了平台，为科研教学工作者之间交流分析方法提供了极大的方便，使在线分析成为了现实。例如，2006年，陆辉山在论文中构建了水果的近红外在线检测系统，并开发了在线检测的软件系统。近红外光谱仪为微型光纤光谱仪，CCD检测器，2048个像素，波长范围为345―1100nm，信噪比为250∶1，光源为卤钨灯，环形布置。他们利用此系统对砂糖橘等水果的糖度和酸度进行了初步的在线检测研究。由于我国经济飞速发展，只有这种方便、快捷、准确、大批量分析产品的方法才能适应现代分析要求，降低各级监测、检测机构的工作强度，提高工作效率。相应的，将网络资源渗透到平时的教学中，可以使大学生潜移默化地接受仪器分析的新理论、新方法，了解国内外相关新仪器，等等。渗透的方式包括：首先，在第一次理论课程中即给学生介绍这样一些相关网站的网址，例如，bbs.省略/、省略/、省略/等都是与课程学习相关的非常好的网站，建议大家在今后的学习工作中经常浏览关注。然后，在讲述到具体的分析方法时，例如，发射光谱分析从早期的以火焰或者电弧火花等为激发源的仪器到现在以ICP等为激发源的仪器，虽然这些仪器的工作原理类似，都是通过某种手段使基态原子激发成为激发态，然后激发态原子回到基态时产生特征发射光谱，从而实现元素的定性、定量分析，但是，实验室里这类仪器外观不尽相同，型号多种多样，既有古老的仍然在使用的，或者报废的，又有最新投入使用的。所以，要使学生迅速掌握一个初看陌生的仪器，除了原理学习扎实，还需要掌握这类仪器的类型、特点、了解相关型号等，这时，网络资源就发挥了异乎寻常的作用，在网络论坛里，关于各类各种型号仪器的图片比比皆是，关于仪器使用过程中涉及到的具体技术问题讨论非常多，关于仪器的常见故障的出现和避免，以及排除方法等都有具体技术人员的参与讨论，还有大量厂家的最新仪器信息，都极大地丰富了我们的知识库，开拓了视野，从中既得到了点的知识，又得到了面的知识，点面结合，从而可以更好地掌握这门课程。所以，网络资源作为课程教学的辅助资源，随着网络技术的日益发展，其在教学中将具有越来越重要的地位，网络课堂将进一步深化多媒体技术在教育领域中的应用。
参考文献：
［1］刘约权主编.现代仪器分析［M］.北京：高等教育出版社，2001.4，（第二版）.
