仪器分析实验教学改革与学生科学素养的培养

    　本文是一篇专业的教育论文，主要是关于仪器分析实验教学改革与学生科学素养的培养的阐述，详情请看下面的介绍。

　　提高公民的科学素养(scientific literacy)是科学的使命和科学教育的宗旨，提高学生的科学素养已成为世界各国科学教育改革的核心议题。科学素养的内涵是不断发展并各有侧重的，对于科学素养我们可以理解为科学态度，科学知识技能，科学方法与能力，科学行为和习惯? 。在我国，科学素养的核心内涵具体化为科学教育的培养目标，引导我国的科学教育改革。

　　仪器分析实验课是仪器分析课程中非常重要的实践教学环节，是高等师范院校化学、材料化学及化工与制药等专业学生必修的一门专业基础课。通过实验教学可以巩固仪器分析课堂教学的效果，不仅可以使学生掌握相关知识和技能，还可以激发学生的兴趣和探索精神，提高学生分析解决实际问题的能力。实验是任何科学创新的源和本，只有在实验过程中动手、动脑才能实现对学生的创新意识、创新能力的培养，造就创新型人才 。因此仪器分析实验教学对学生科学素养和创新能力的培养，显得尤其重要。然而由于大型仪器设备价格昂贵，学校提供的仪器设备有限，再加上学生重视程度不够，以至目前普遍存在学生学习积极性不高，动手能力较差的情况。为了提高仪器分析实验教学质量，调动学生学习本课程的主动性和积极性，结合仪器分析实验课程教学现状，我们在教学中针对以往教学过程出现的问题进行了一些有益的改进，提高了实验教学的效果。

　　l 仪器分析实验的教学现状及存在的问题

　　1．1 实验教材内容不适应教学需求目前所看到的许多仪器分析实验教材，其内容多比较陈旧，与科学技术发展现状相差甚远，不适应实际教学需求。而且各个院校所拥有的仪器种类、数量、型号差别很大，因此能够开设的实验内容都不尽相同。结合现有的实验设备，按照实验要求，在实验的内容和方法上进行充实，做到不断创新。

　　1．2 基本上都是验证性实验由于认识不足，仪器分析实验依附于理论课，作用主要是验证、理解、巩固理论知识，因此几乎都是验证性实验，对学生实验技能的训练和兴趣、能力的培养都不够。而且在选择仪器分析实验内容时，我们因为大型仪器类型和数量的限制，能开出的实验项目有限。实验过程中教师一般把实验的器具和药品都准备到位了，甚至需要加热的仪器也都加热好了，这就使得学生基本上不需要做太多东西，严重影响了学生的学习热情。日前所用仪器大多自动化程度较高，学生在实验过程中动手的机会较少，感觉仪器分析试验没有什么可做的。

　　1．3 学生动手机会较少实验课程最注重的是动手能力，因此在实验过程中老师一定要强诃学生的实际操作能力。仪器分析实验所用仪器因为都较贵重，不可能购买多套同类设备，像无机、有机和化学分析实验那样一人一组是不现实的，学生动手机会较少。为让学生每人都能在实验中训练实际动手操作能力，我校仪器分析实验采取循环式进行实验，每3—4人一组，逐个轮换不同内容，这就使得学生能够拥有较多的动手机会，高效的利用仪器，但相对其他无机、有机和化学分析实验课而言仍然存在学生动手机会较少的缺点。

　　1．4 缺乏预习提前预习能使学习过程中对于不理解、不懂的部分有所准备，对于学习的效果起到事半功倍的作用。由于一些实验内容有时候比相关理论课程开的要早，大多数学生没有预习的习惯，这就使得学分在实验课中对内容较为陌生，有时候难以理解，对于实验方法和仪器结构不熟悉，做实验时就比较盲目，直接影响学生的积极性和学习效果。

　　2 仪器分析实验教学改革的基本做法

　　2．1 慎选实验内容实验内容的选择要根据具体拥有的设备来定，主要涉及光谱分析法、电化学分析法、色谱法等，教师选择内容时要有一定的创新，对于一些陈旧部分可以删除，要强调实用性和应用性。为了培养学生创新能力，应以验证性实验为主，适量增加设计性实验。设计性实验中采用教师命题，学生选题，学生参阅文献资料设计实验方案。在学生设计实验方案过程中学生要充分了解分析对象的特性，结合自己的了解，设计出样品测定和数据处理等内容的实验方案。然后师生共同讨论修改实验方案，最后实施实验方案。学生需要自行准备实验，测得数据并处理数据，得出结果。在选择实验内容时还要充分考虑实验内容能够贴近现实生活，能引起学生的兴趣，使学生感到学有所用。

　　2．2 组织好实验过程组织好教学过程对提高仪器利用率及提高实验教学效果起着重要作用。首先要保证学生实验前的预习质量，要求学生认真预习。预习认真的学生，实验过 很丰动，实验时问可以缩短，实验效果显蔷。为了避免学生对初次接触的仪器有陌生感，可把仪器结构冈片、操作流程等制作成多媒体课件 ：学生对实验仪器有初步的认识。为体现启发式教学指导思想，在设计性和综合性实验教学中可针对教学内容向学生提出问题，学生应多思考问题，针对问题进行有目的的预习。这样能充分发挥学生的主观能动性，能使学生变被动为主动，教师在其中主要起“导”的主用 J。另外由于仪器分析实验所用仪器种类繁多，操作技能较综合，涉及面比较广，教师要加强指导，讲解过程中，学生可以随时提出问题，笔耕文化推荐期刊，师生进行双向交流。由于分析仪器发展迅速、知识更新快，因此在讲解完仪器的操作后，可以介绍同类仪器的发展现状，介绍过相应的分析方法后，可以介绍此类分析方法最新的研究进展及该类方法在前沿学科中的应用，以此来增强学生的学习兴趣。注意引导学生在实验过程中积极思考问题，并可组织学生对相关问题进行讨论，加深学生对实验内容的理解。在教学过程中注意促进学生对科学实验方法的掌握，例如一些基本的实验设计方法，加强科学方法教育。

　　2．3 规范化的实验报告写好实验报告是完成实验的最后一个重要环节，实验结束后，指导教师应检查实验所得原始数据是否正确；要求学生课后及时处理数据，总结本次实验的经验，找出实验成败的关键，完成对实验现象的分析，结果的误差分析；鼓励学生采用现代计算机软件处理数据。例如仪器分析实验中定量分析常要绘制标准曲线，标准曲线的绘制可以采用传统的坐标纸法，但因手工绘制会导致最后分析结果的不准确。因此可以教学生利用Excel或Origin软件绘制工作曲线，很方便且能提高绘图准确性，对实验结果的分析和讨论是实验报告的重要部分，内容没有固定模式，但可涉及如对实验原理的进一步深化理解，做好实验的关键和体会，实验现象的分析和解释，结果的误差和分析以及对该实验的改进意见等。