環境工程專業儀器分析課程考核方式

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摘要:《儀器分析》作為一門應用性和實踐性較強的課程，具有知識點多、涉及面廣、理論知識晦澀，使其在實際教學過程中常存在一系列問題，急需對該門課程的教學進行改革。本文根據環境工程專業自身的特點，分析該門課程目前在教學內容、教學方法及考核評價方法中存在的突出問題，提出解決相關問題的辦法，旨在提高環境工程專業學生對該課程的掌握和應用能力，為學生今后就業應用打下基礎。

關鍵詞:儀器分析;環境工程專業;教學改革

《儀器分析》是基于物質的理化學性質，利用科學儀器對被測物質進行定性、定量、形態或結構等分析的一門課程［1］，它涵蓋了一系列分析方法，如電化學分析法、質譜分析法、色譜分析法、光譜分析法，等等，是分析化學的一個分支。同時，該課程也是環境工程專業的一門必修課程，是《環境監測》、《環境影響評價》及其他專業課程的基礎，在環境工程專業的專業基礎課程及專業課程中具有舉足輕重的地位。《儀器分析》是一門涉及多個學科領域的、復雜的、交叉性強的課程，如光學、機械學、電子學、計算機學、數學、化學，等等，具有課程知識點多、涉及面廣、原理多樣等特點［2－3］。以上特點常造成學生在學習過程中認為《儀器分析》是一門僅需記憶的課程，缺乏對課程整體的理解和掌握，更難以將學習內容付諸以實踐［4－6］。本文將對近年來在教授環境工程專業《儀器分析》課程過程中存在的問題進行總結，并提出解決的方案，以期為該課程的教學實踐提供參考性建議。

1《儀器分析》在教授過程中存在的問題

1.1課程內容

如上所述，由于《儀器分析》課程涉及的內容相對較多，需要掌握的知識點多，且不同方法之間的關聯性弱，若要在有限的課時內將所有內容涵蓋，可能造成內容講解不夠深入并浮于表面，學生無法真正掌握相關內容。同時，對于環境工程專業學生而言，部分儀器分析方法在今后的相關領域工作或深造過程中較少涉及，若講授所有內容，對于學生而言在時間成本和精力成本上均存在較大浪費。并且，由于現代儀器分析手段更新較快但課程內容更新較慢，從而使學生在學完本門課程后仍無法在實際工作中應用，造成學習內容與社會需求相脫節。

1.2教學方法

《儀器分析》課程包含理論知識和實驗兩部分內容，兩部分相輔相成、相得益彰。但理論知識部分由于內容較多，且內容的關聯度不強，學生常常無法將不同分析方法的原理弄清楚，易將不同儀器的功能混淆。傳統的教學方式常常采用教師滿堂講，學生作為接受者在下面聽，對于生澀的理論內容學生無法將其真正理解透并應用，進而造成學習興趣逐漸下降甚至厭學;并且對于部分理論內容，教師若采用傳統的教學方式，無法通過板書或者PPT等文字或者圖片形式將其講清、講透。實驗部分是對理論知識的進一步應用，但實際操作過程中，由于受到條件、實驗場地以及學生操作熟練度的限制，學生無法獨立操作一臺儀器開展實驗，大大削弱了實驗的最終效果，無法真正達到教學目的。

1.3考核方式

《儀器分析》課程是一門實用性相對較強的課程，其最終目的是使學生通過該門課程學習后能夠根據實際對象，選擇相應的儀器并能夠根據對象的理化性質選擇合理的儀器參數，進而對物質進行定性或定量等分析。若采用常規的考核方式如筆試對相關概念性內容及其相關原理進行考核，無法真實反映學生對該門課程學習，也不能真正評價學生對相關儀器掌握情況，進而出現學生在學完本門課程一段時間后，易將以往學習的內容逐漸淡忘，無法在實際應用中發揮出該門課程應有的作用。

2問題解決辦法

2.1課程內容的選擇

環境工程專業畢業生在從事相關行業時主要針對環境中一些有毒、有害物質及介質的物理化學性質進行定性或定量分析，其中尤以環境中有機污染物和重金屬污染物最為突出。針對以上情況《儀器分析》課程內容的選擇就相對簡單化，即以分析有機物污染能力最強的色譜法部分為重點，以紫外－可見分光光度法和紅外光譜法為次要點，展開對相關內容的講授;以分析重金屬能力最強的原子吸收光譜法和原子發射光譜法為主，以原子熒光光譜法為輔，并在其中穿插介紹相關物質的化學測定方法。并且，隨著現代儀器發展，儀器更新日新月異，課程內容也需要進行及時更新。例如隨著質譜技術的不斷發展，色－質聯用技術得到廣泛應用，成為目前檢測的主流技術之一。因此，應逐步加強學生對相關內容的學習，如質譜原理、質譜定性、色－質聯用技術，等等?；谝陨希h境工程專業《儀器分析》課程內容應涵蓋如圖1所示內容。主要包括三大部分內容:光譜分析、色譜分析和質譜分析，其中光譜分析中包含光譜法原理、紅外光譜分析法、紫外－可見光光譜分析法、原子吸收光譜和原子發射光譜法;色譜分析法中包括色譜法原理、氣相色譜法和液相色譜法;質譜分析法包括質譜法原理、質譜儀和聯用技術，并且在講授過程中穿插講授各種方法的定性和定量分析方法。通過上述內容的講解，讓學生學會能夠根據不同物質的特點選擇特定儀器進行檢測和分析，使其真正可用于實際工作。

2.2教學方法的選擇

《儀器分析》課程內容主要為方法原理和儀器結構與使用，其中有關原理部分內容涉及相對較為廣泛且呈現不關聯性，課堂教學時學生對相關內容的理解相對較為困難，如色譜法中涉及的塔板理論、速率理論、分離度及其相關術語。筆者通過多年教學發現，為了使學生更好更快的掌握相關內容，在采用講授過程中應多采用多媒體動畫，直觀反映相關原理。而對于儀器結構的講授，單單通過圖片形式無法真實感受儀器實物，因此在講授過程中可以采用實物演示法，讓學生直觀感受儀器結構及其作用原理。對于儀器操作方法，傳統的講授可能無法達到熟練地對儀器參數進行調節，而虛擬仿真技術可真實反映儀器各參數的聯動，因此，在實際教授過程中采用任務法教學并結合虛擬仿真技術以達到真實操作效果。根據上述內容，我們在講授過程中主要采用以下方法講解:直接傳授法、直觀感受法、實訓法和引導法。其中對于常規內容可直接采用課堂講授和課堂討論的方式進行;對于難以理解的內容采用動畫演示和直接對實物進行講解;但以上講解只能讓學生對過程有一定了解，與實際操作還有一定距離，因此引入實訓法(實驗操作和虛擬仿真);并且，為了讓學生能夠解決實際問題，可以通過設定固定課題讓學生自主探究，讓學生能夠根據實際問題提出解決方案;同時學生可以自主提出問題，再分組對相應問題進行討論。通過以上方法，學生不僅可對理論內容的理解更加容易，同時通過實踐操作加深對理論知識的理解。

2.3課程考核方式的選擇

《儀器分析》是一門非常注重應用和實踐的課程，其核心在于培養學生掌握儀器工作原理并熟練使用和應用，培養學生能夠應用理論知識指導實踐操作的能力。常規試卷考試已經無法真實反映學生對實際問題的解決能力，盡管在試卷考核中設計了一定的計算題和案例題，但實際應用部分很難設置相應題型。因此，在該門課程考核過程中應將理論部分考核和實際應用結合相結合進行考察，具體操作方式如下:將理論知識部分采用試卷考察方式進行，重點考察學生對基本原理、常見術語的掌握情況;同時利用虛擬仿真軟件，以任務形式讓學生完成相應分析，結合最終分析結果進行判分。

作者：楊基峰 鄭麗英 張松柏 何敏 陳遠道 單位：湖南文理學院化學與材料工程學院