時間:2023-02-17 15:44:16
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇儀器分析論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1.1課程定位
國內高校對于公共選修課也比較重視,而且有越來越多的高校教師及專家對公共選修課的課程教學開展了探索改革及提出了較好的建議。一般高校的公共選修課偏文學藝術方面較多,理科課程因其專業特性,開設起來相對較難,將化學實驗引入公共選修課程的更少。實驗教學應該與本校本地區特色結合起來,正好筆者所在的江漢大學測試中心正在進行食品安全分析方面的研究,而且食品安全也是近幾年來人民大眾關注的熱點和重點,所以筆者選擇了食品安全分析作為課程的教學內容,將專業知識與實際生活結合起來;公共選修課首先要做到“雅俗共賞”,“雅”可以理解為專業性,“俗”可以理解為將專業性的東西大眾化,能為大多數人所接收。食品安全分析實驗內容一般是針對分析化學及食品專業的學生開設,而公選課是針對學校各個專業的學生,所以課程題目及內容要相對“俗”一些,所以筆者確定了該課程的名稱為《好看不“好”吃—食品安全分析檢測》,好看是指現在眾多的食品商家為了追求外表及口味而超量添加各種各樣的色素及添加劑,這樣的結果只會給人體健康帶來很多不好的影響,所以叫做不“好”吃。課程的副標題“食品安全分析檢測”引入專業層面的內容,整個課程題目就是“雅俗共賞”的體現,希望學生在選課的時候能夠先被課程名稱所吸引,保證選課成功。
1.2課程內容設置
同課程名稱一樣,課程設置也要體現“雅俗共賞”的特點,根據江漢大學對公共選修課課的學時要求安排課程內容。一共24個學時,課程分為六章,每章4個學時分為兩個小節,每個小節2個學時,每次課兩個學時,共上12次課。每一章固定由一個老師負責講授,一共有六個老師參與到本課程中。每一章講述一類食品安全問題,第一節課介紹該類食品中存在的安全隱患,怎樣去挑選相對安全的食品,以及國家和地方政府在此類食品安全中所做的工作及一些法律規定。第二節通過一個典型的簡單的食品分析實驗,讓學生了解常用的食品安全分析方面的儀器設備,以及這些儀器設備的構造原理,擴大知識面和專業視野。每一章的實驗所用的分析儀器都是不一樣的,這些儀器都是食品安全分析工作中經常用到的設備,包括原子吸收光譜儀,離子色譜儀,液相色譜儀,氣相色譜儀,氣相色譜-質譜聯用儀和紫外可見分光光度計等。
2新穎的授課形式和靈活的考核方式
傳統的公共選修課的授課形式是大班大教室教師講臺授課,本來公共選修課就是學生自由選擇的,與本專業聯系不大的。很多學生是抱著“混學分”的態度來上選修課,如果教師還是墨守陳規,照本選課,只做簡單的理論闡述,這樣只會使原本就被大多數人認為“非主流”的選修課更加邊緣化。所以,授課形式也應該是教學改革的一部分,新穎靈活的教學方式會給好的教學內容錦上添花,多元化的考評方式可以加強教學效果,鞏固學生前期所學的知識。
2.1實驗室授課
選修課是學校整個課程體系的一個重要組成部分,同時又具有相對的獨立性,從課程設置到教學內容和方法均可以不受原課程體系的約束,這樣,我們就有相當大的靈活性和選擇進行教學改革探索。首先,授課地點選在江漢大學分析測試中心的儀器分析實驗室,而不是傳統的教室。上課形式采用講座問答和小實驗的形式進行,與傳統的公選課相較教學形式和內容有很大的改變。
2.2多種選擇的考核方式
本課程主要是對學生在食品安全及分析測試技術方面進行科普性教育,要求學生對課程內容掌握的程度為了解,知道,不宜采用普通的試卷考試的考評方式,因此采用學生寫報告和小論文的方式來考核。內容有三種可以選擇:(1)某類食品中存在的安全隱患及對策;(2)某種分析儀器的原理結構和應用;(3)本課程的學習感受。這樣的考核方式可以調動學生的興趣和主觀能動性以及獨立思考問題的能力。最后可以開一個報告會,抽十幾個同學把自己的報告或者小論成PPT,和大家一起交流心得體會。
3選課情況
本課程在2013年10月初向教務處申請,通過學習學術委員會的評定,同意開設,參加11月份在學校網絡上的選課程序。11月26號選課結果出來,一共有99人選了本課程(選課人數低于40人的課程不得開設)。因本課程是在實驗室開設,所以對選課人數做了限制,限制為50人,通過選課的時間順序確定前50名同學。這50名同學中,只有18個同學是理工專業的,其中只有4個同學是化學專業的學生,其他的都是文科甚至還有音樂和體育專業的學生。這樣看來,文科的學生對于理科內容還是充滿了好奇和求知欲望。這樣也給我們這個課程的上課團隊帶來了壓力,以前針對本專業的學生上課要講透講深,現在面對大多數的文科學生,怎樣把課程講的淺顯易懂,生動有趣是我們接下來要仔細研究應對的目標。
4結語
本課程是基于江漢大學分析測試中心的分析儀器以及所從事的食品分析方面的研究所設計的。表面上看是比較專業的儀器分析實驗教學,但是從選課情況來看,卻收到了文科學生的普遍歡迎和喜愛,說明文科學生對理科專業知識也是比較感興趣的。對于推進文理滲透、文理結合,培養復合型人才的培養目標提供了一個新穎的范本和參考。
5致謝
[關鍵詞]儀器分析教學質量教學內容多媒體仿真教學
隨著科技的發展,我國經濟水平日益提高,醫藥、化工、生物工程、食品保健等產業得到了飛速發展,與之應運而產生了各種分析儀器,儀器分析的應用日益廣泛,在衛生檢驗、醫學檢驗、新藥開發、食品保健、環境保護等諸多領域發揮了極其重要的作用。因此,《儀器分析》已成為高等院校許多專業教學中一門必修基礎課。本人幾年來皆從事醫學檢驗、藥學專業的儀器分析教學,現將一些心得體會歸納整理出來,以期同行商榷與指導。
一、根據不同專業,精心安排教學內容,突出重點
本科教育和專科教育不同,本科學生基礎好,時間充裕,要求理論基礎扎實。而專科生入學時的基礎要差一點,在理解接受能力方面和安排的課程學習時間方面都不如本科,側重點也不同。在大專課程的理論教學中要堅持理論“夠用”就行原則,避免過多的純理論灌輸,教學重點應圍繞對基本原理的理解以及基本原理結論的應用來進行,讓學生對結論的適用對象、應用條件、應用范圍有較為透徹的理解就可以了。
另外,儀器分析中有許多種分析方法,每種分析方法在不同專業中的應用不同,在對這些方法的教學時,不同的專業側重點應不同。
二、精心組織好教學內容,優化教學過程
在教學中,一個優化了的教學過程包括兩個方面:一方面是教學方法的合理表達,另一方面是精美的教學內容組織,兩者相得益彰。對于前者,人們很重視,對這些方面的研究也比較多,歸納出了許多有效的教學方法,如課前回顧與課終小結、對照比較、啟發式提問、講授與討論結合等。而對于后者,研究見報道的卻很少。在這里,筆者主要是從另一個角度——教學內容的精心組織上進行探討。通過幾年來的教學嘗試發現,教學內容組織的好壞直接影響到教學效果。組織內容的形式有多種多樣,但在儀器分析教學中通用并且教學效果較好的,還是按人們的普遍思維規律(即一般到個別再到一般)來組織教學內容效果最好。按這種思路組織的教學內容符合人們的普遍思維模式,易于為大多數人接受,因而教學效果好,很值得提倡。
三、在教學中充分利用好多媒體進行教學
要想上好一節多媒體課,課前對課件的精心準備是很重要的。在制作課件時,為確保課件的質量,我們一定要堅持如下原則:每張幻燈片中的教學內容不能太多,文字敘述盡量少而精,凡是能用圖表代替的宜盡量用圖表表示,幻燈片使用的顏色不宜太多。在此基礎上,再考慮教學內容安排,先講什么,接著講什么,內容的主題性是否明確,每個問題要從哪些方面講才講得清楚,內容之間邏輯關系是否強,上課時如何表達,等等。主題性強,一個問題一個問題講清楚,學生學得明白,易抓住重點,學生學習的信心自然增強,學習激情也就自然高漲。內容之間邏輯性強,便于老師課堂表達的流暢性和確保學生思維的連貫性,能避免學生因思維的跳躍而引起的迷惑,便于學生理解和接受。有時出于教學的需要,還可借助flash技術制作一些小動畫,或從網絡上下載一些資源,把多媒體教學的優勢充分發揮出來。
此外,要上好一節多媒體課,教師的教學方式方法也很重要。在教學中,老師的課堂教學語言要錘煉,力求準確、鮮明、生動;聲音要抑揚頓挫,不要始終高音,學生會聽得很累,也不要一味的低音,后面的學生可能聽不清楚;不能照著幻燈片念而忽視與學生之間的交流;展現一張新幻燈片時,應稍作停頓,讓學生有足夠的時間瀏覽,使可視信息與教師的教學思路和學生的學習過程同步起來,等等。這些是一些細節,但細節中飽含著教學規律,只有遵循教學規律,才能實現教與學的和諧效果,才能真正發揮好多媒體的作用。
四、在教學中引入仿真教學手段
因為儀器設備昂貴及每次實驗耗材開銷大,目前許多國內高校普遍存在儀器缺乏,實踐經驗豐富的教學人員匱乏,這必然給儀器分析課程的教學工作增大了難度。如何才能改變這種兩難的狀況呢?借助計算機技術,通過計算機模擬,把仿真教學手段引入儀器分析教學中是當前最經濟和最有實效的一種教學手段,值得借鑒和推廣。
當然,利用計算機進行儀器操作模擬不是件很容易的事情。計算機水平高的可進行這方面軟件開發,很有市場前景。對大多數計算機水平低的,可借助別人的科研成果為自己的教學服務。國外有許多公司或機構在這些方面做了許多卓有成效的工作,很值得借鑒和利用。如ChemSW軟件公司推出了ChemicalTrainingSeries教學輔助課件:給出了化學電池結構,模擬了電化學操作過程,以及電子流向,使得高深的教學內容直觀化、形象化、生動化了。
筆者在教學中曾利用美國馬里蘭大學分析化學系開發的SimulationofUV-Vis.Photometer課件進行了這方面的嘗試,教學效果很好,很受學生歡迎。
五、重視實驗操作,同時也要重視操作所涉及的理論知識
長期的實踐證明,儀器分析實驗結果的誤差,往往至少有百分之三十到百分之六十是因為操作者不正確的實驗準備、不規范的基本操作引起的,而并非一定是儀器操作不當引起。因此,儀器分析既然是一門實踐性很強的學科,當然要重視實驗課的教學,特別是基礎操作的規范性訓練。但是,我們同時也要重視操作所涉及的理論知識,要讓學生“干得明白”,知其然知其所以然。這樣的操作訓練才能使學生感到心中有數,有利于學生牢固掌握操作步驟,提高操作的準確性。例如,在學習紫外分光光度計的使用時,除了幫助學生對朗伯比爾定律有透徹的理解外,還要講清楚每步操作的目的和意義。如對測樣品前的“開蓋調零,閉蓋調百”操作,就要講明這樣操作的目的是對儀器進行校正。可就勢提問“為什么這么操作起到校正儀器的目的呢?”讓同學們討論,學生回答不出老師再作解釋。另外,老師還要講清楚吸光度和透光率的關系,測樣品濃度時為什么要選擇最大吸收波長作為入射光波長等。經過這樣的講解,理論知識和實踐才會融會貫通,學生掌握的操作技能才能準確、牢靠。
總之,儀器分析內容豐富,涉及的儀器分析方法較多,而安排的教學課時量偏少,如何在這樣偏少的教學時間內圓滿完成教學任務,還需要我們的努力探索與不斷實踐。
參考文獻:
[1]《教育部關于加強高職高專教育人才培養工作的意見》高[2000]2號附件.來源:教育部文件頒布日期:2000-1-17.
關鍵詞 儀器分析 課程建設 教學改革
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2012)23-0042-02
隨著各種分析儀器方法的出現,儀器分析應用日益廣泛,已成為現代實驗化學的重要支柱。儀器分析課程已成為化工類、食品類等學生的專業必修課。因此課程體系的建設和改革勢在必行,本文從教材選用、課堂教學、實驗教學、成績考核和教師素質幾個方面對此進行了簡單的論述。
一、教材選用
教材是實現教學目的的主要載體,是教學內容和過程的基本依據。要想教好一門課,選用的教材是否適合學生的專業方向是非常重要的,因為學生往往要以教材上的知識為基礎來學習。因此可以說教材選用是課程建設的核心,是進行教學工作、穩定教學秩序和提高教學質量的重要保證。
不同專業的學生對儀器分析課程學習的要求不同,選用的教材也不同。對于食品專業的學生而言,課程的實用性至關重要,因此不僅要掌握常用儀器的分析原理、儀器組成、基本操作和儀器分析方法的選擇,更應該關注新型分析儀器的應用和發展。針對這種情況,建議采用“1+4”教材選用模式,即一本主講教材,4本輔助教材,且不斷更新輔助教材。在選擇教材時,我們應力爭遵循兩個原則,即“廣而新”原則。“廣”即對儀器分析這一領域進行較全面的介紹,使學生掌握各類基本儀器的原理、儀器構造和應用特點,為將來的進一步學習和應用打好基礎。“新”則是向學生介紹現實生活中的分析儀器最新應用,可使學生了解儀器分析發展的新方向及動向。
二、實驗教學改革
實驗教學改革應著重從以下兩方面入手:一方面是實驗指導書的合理編排,另一方面是實驗項目的設置和篩選。
因不同院校所使用的分析儀器設備類型、規格型號、生產廠家等有所差異,高等院校的儀器分析實驗教材的實用性受到限制,給教師指導和學生預習帶來不便,直接影響實驗效果。對于實驗課,可根據各自學校實際情況行合理編排實驗指導書。在編排實驗指導書時應注意書中實驗數量應略大于實際開設實驗數量,且盡量覆蓋儀器分析中常用的方法和操作技術,以便于學生掌握更多的實踐操作技術。
與其它化學實驗課程相比較,儀器分析實驗教學最突出的特點是存在著“三多三少”的矛盾即班級實驗次數多、每組實驗學生多、驗證性實驗多,而配套教學儀器設備少、獨立操作實踐機會少、設計性和創新性實驗少。因此在實驗教學改革中應擬合并或篩減部分簡單、專業針對性差的實驗項目,適當增加專業應用性強的實驗,并逐步增加綜合設計性實驗和創新性實驗,力爭構建“基礎型—設計性—創新型”三層次實驗教學體系。
基礎性實驗的選擇原則是要求學生掌握實驗基本操作技術,常用試劑的配制方法以及實驗室常用儀器的使用,構建“實驗指導書+教師講解+學生操作”的基礎實驗模式。設置綜合設計性實驗是對學生更深一步的要求,要求學生能以專業知識為基礎,解決專業的相關問題,切實體會到分析化學對于食品專業學生的重要性,從而提高學習的積極性和主動性。創新性實驗要求學生在教師的指導下,查閱相關的文獻資料,根據所學的知識和操作技能,設計實驗課題,寫出設計方案。方案通過后即可自行準備實驗,進行實驗,寫出實驗論文,從而提高學生的科研能力。
同時可設置開放實驗室,允許學生在課余時間進入實驗室訓練,允許學生在完成基本實驗內容的基礎上自選實驗。實驗項目可以由教師提供,也可以是學生通過查資料獲得。開放實驗要求學生以研究者的身份在查閱資料的基礎上,根據已有的知識精心設計和統籌安排。教師則以導師的身份對學生的研究工作進行指導、對學生的實驗結果進行評價和把關,學生可以根據自己的情況合理安排實驗進度和時間。
在實驗教學中,應注重虛擬實驗室和實際操作錄像的應用。大型、先進的實驗儀器價格昂貴,分析操作要求精細,耗時耗力,且為防止學生損壞儀器,多采用教師演示教學的方式,學生無法單獨進行操作,難以參與其中,致使教學效果不理想。因此可引進智能仿真課件。模擬課件對抽象、晦澀的理論、無法實地實景展示的儀器構造以及在現有實驗條件和學時下無法進行的實驗條件優化過程都可以進行形象逼真地演示和自主互助模擬操作。
三、考核體系改革
目前儀器分析的考核方式主要為閉卷考試,該方式不重過程,只惟結果,不利于提高學生學習的能動性,因此應建立多元化的考核體系,將“教”、“學”和“用”三者有機的結合。可采用“平時成績+論文(試卷)成績+實驗成績”的三層次考核體系。
平時成績(20%):主要包括出勤成績、課堂提問回答情況成績、平時作業成績和課前開放學生講課成績四部分,綜合考察學生的平時表現。
論文(試卷)成績(48%):期末考核可采用提交相關論文或開卷考試的形式。提交論文不但可以使學生了解最新的儀器進展和分析應用領域,還可使學生掌握基本的論文寫法,鍛煉科研論文的能力,為后續的學習打下良好的基礎。若采用開卷考試的形式,應注意所出試題的質量,應少出或避免翻書即可找到答案的直接性試題,應多出通過理解、分析和綜合方可的綜合性試題,從而全面考察學生對該門課程的實際掌握情況。
關鍵詞:本科生;畢業論文;質量;創新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)41-0130-02
農業院校包括林學、農學、園藝等很多需要較強動手操作能力的專業。作為實現本科生培養目標重要的一環,畢業論文環節是培養大學生動手操作能力、團結協作能力及創新能力的重要實踐環節。同時,畢業論文質量也是衡量學校與本科生教學評估的一個重要依據。做好本科生的畢業論文工作,對于提高大學生的學習能力、實踐能力與動手能力,培養學生的創新與團隊協作能力,貫徹以素質教學為導向的本科生培養計劃具有重要意義。
由于本科生的擴招,學校自身在師資與教學資源上的不足,以及大學生受到找工作與考研的影響在做畢業論文時重視程度不足等原因,造成現在的本科生畢業論文質量下降[1]。
一、農業類專業本科畢業論文存在的問題
1.師資與設備不足影響著本科生畢業論文的質量。當前農業專業的畢業論文開始要求必須是學生本人通過做科研獲得畢業論文所需的數據,因此,畢業論文要求每位畢業生花費大量時間與精力才可以完成,同時相應的導師也需要付出較大精力與時間對畢業生進行指導。在當前多數高校存在擴招的情況下,一些影響畢業論文的問題逐漸顯現出來。首先,擴招導致師生比過低,有些老師的教學與科研工作比重大,對畢業生的指導投入的精力與時間不足[2]。其次,由于一般本科院校本身對實驗室、儀器設備資源投入有限,導致當前許多老師沒有足夠的實驗室空間,再加上部分儀器設備由于老化、損壞等原因而不能及時更新,每逢畢業季到來,經常會出現實驗室扎堆,低值儀器不夠用,高值儀器缺乏的問題,從而影響畢業論文的質量[3]。
2.畢業論文完成時間經常與學生找工作和考研相互影響。許多院校的本科生畢業論文常常安排在大四的最后一個學期,考研的學生面臨著考研復試,沒有心思認真做畢業論文,而沒考研與考研落榜的學生多數心思放在找工作上,對畢業論文的重視程度不夠[4]。許多學生追求短平快,希望老師給個簡單的題目,自己草草應付了事。農業類專業的學生多是實驗類的畢業論文,由于本科畢業生開始做實驗時多為生手,經常由于一些實驗細節沒有注意或自身的粗心大意而沒有取得良好的實驗結果,而在實驗失敗或沒有取得較好實驗結果的情況下欠缺足夠的時間重做,缺乏嚴謹數據支撐的論文質量可見一斑。
3.缺乏科研素養培養導致論文質量不高。當今許多學生來自于獨生子女家庭,動手能力較差,缺乏與人展開良好協作的能力,最重要的是由于放在大四最后一個學期開展畢業論文,許多學生在不具備一定科研素養的前提下就開始實驗與論文的撰寫,因此,許多學生實驗記錄的亂七八糟,當要寫論文時常常自己都搞糊涂了。在查找文獻、數據分析、基本的Excel、word與文獻插入軟件使用均相對生疏的情況就進行畢業論文的撰寫,所以經常看到一些畢業論文中存在文字編排錯亂、文獻輸入格式不規范、制圖存在錯誤等問題,從而影響了畢業論文的質量。
二、對提高畢業論文質量的實踐與思考
1.提前選定學生,早點開展科學實驗。提前選定一個合適人選,再由選定的學生在本班內選擇同學進行組隊,形成團隊。這樣選定的學生,容易培養較好的合作性,易形成一個相互幫助與學習的良好團隊,有利于培養每個同學的科研素養。在選定好學生后,先指導學生學習儀器的使用方法,讓學生務必掌握常用的儀器,在熟悉基本的實驗儀器后即帶領學生開展實驗,在大二或大三上學期開始,這樣避開其考研與找工作較為忙碌的大四。讓學生對實驗儀器有較多的親手操作機會,增加其熟練程度。同時由于形成團隊,一些工作量大的實驗由大家共同完成,既減少單個同學工作量,又提高了效率,并有助于培養團隊協作能力。更重要的是,由于實驗開始早,一些失誤與操作不當所造成的實驗失敗可以有較充足的時間進補救或重做。
2.科研素養的培養與訓練。鑒于多數學生在進實驗室之前的科研素養普遍較低,首先要培養學生的自我學習能力,先讓這些學生對照實驗室內已制作好的簡易儀器說明書進行自學,抽時間進行考核學生的正確使用儀器的能力,必要的親身示范。擬定一個題目,讓學生試著寫預實驗方案。要求學生把實驗細節都寫得非常細致,如試劑的配法,步驟要寫詳細,這樣使學生對實驗步驟了然于胸,在開始實驗時可以有章可循,有案可據。在進行實驗記錄時,要求學生把實驗數據與細節記到指定的實驗記錄本上,簡單明了,條理清楚,具有必要的注釋,便于數據的錄入、核對與分析。在數據分析階段,先讓學生熟悉相關文獻嘗試自我鉆研,然后找時間對數據進行親手示范,讓學生逐漸掌握數據的處理方法。一些數據處理的軟件如Excel、Origin、SPSS等采用親手示范的方法教會學生,逐漸培養學生的科研素養。
3.科研的興趣激發與對學生的激勵。一定的激勵有助于提高多數學生的積極性。以屠呦呦獲得諾貝爾獎為榜樣激發大家對科研的興趣,鼓勵大家在科研的道路上不斷探索。在做實驗的過程中,全程跟蹤并及時解決學生遇到的問題,使學生均能克服困難最終取得理想結果,獲得一定的成就與自豪感,從而激發學生的興趣與提高學生的積極性。由于現在部分學校對學生均要求學生要累積有一定數量課外素質教育學分,因此對從事相關實驗的有重要貢獻的學生均在發表文章中進行署名,一方面可以滿足學生的課外素質教育學分,另外一方面有利學生考研及找工作,從而有效地提高學生的興趣與積極性。與此同時,積極鼓勵并指導學生申請SRTP項目,凡申請到SRTP項目的學生每名同學均可以用于課外素質教育學分加分,由于肩負開展實驗并完成項目的責任,同時也事關自己的切身利益,學生的興趣與積極性可以得到更進一步的提高。
4.畢業論文撰寫能力的提高。經常在撰寫畢業論文時,有些學生馬虎對待畢業論文的寫作。因此,對于教師來講一定要強調畢業論文撰寫的重要性。這兩年多數高校開始對本科生的畢業論文在答辯前,杜絕一些學生靠抄襲混畢業的行為,對個別學生畢業論得太差的同學要求其進行二次答辯。通過宣講學校的要求,使學生端正態度,重視畢業論文寫作。教師在畢業論文撰寫時期要催促學生及時完成,及時跟進并指出學生畢業論文的不足,防止學生寫作方向走偏。對于錯別字及一些格式錯誤等也要引起足夠重視,指出其存在的錯誤,督促并檢查學生進行修改。
5.答辯能力的培養。在畢業論文成稿后,馬上要進行畢業論文答辯,這是向大家匯報自己成果的關鍵時期,更考察學生的綜合素質。為提高答辯的質量,要求學生提前做好畢業答辯PPT,對答辯要說的話可以寫好答辯臺詞,反復練習,以控制好時間滿足畢業論文答辯要求。要求學生對本人的畢業論到了然于胸,非常熟悉。為了避免學生在答辯環節出問題,可以組織學生提前進行預答辯,讓老師與其他學生在下面挑錯誤。經常在預答辯時可以發現很多學生的不足,有利于提高學生的應對能力,減少在正式答辯時犯錯的機率。
三、結語
本文基于本人在指導畢業論文中的實踐與體會總結了一些經驗與做法,在這兩年的本科生畢業論文環節取得了一定的成效,當然一些不足之處也一直在激勵著筆者在此方面的探索。畢業論文是對每一個本科生在大學四年學習效果與各方面能力的一個綜合考查,如何提高畢業論文質量是每位教師需要探索的課題。只有在不斷實踐中,不斷總結經驗,吸取別人的經驗與教訓,取長補短,才可以不斷進步。
參考文獻:
[1]唐琳,羅玉雙,王文彬,等.生物科學專業本科畢業論文教學實踐與思考[J].當代教育理論與實踐,2012,4(10):109-110.
[2]張利霞,常青山.對生物科學專業本科畢業設計(論文)工作的思考[J].科技資訊,2014,(17):180-182.
[3]李春艷,李誠,龔江,等.農業類本科生科研實踐能力培養評析[J].中國電力教育,2013,(32):56-57.
[4]顏安,張文太,盛建東.新時期提高農業資源與環境專業本科畢業論文質量的探討[J].科技創新導報,2014,(7):249-251.
The Teaching Practice and Thinking on Graduation Thesis of Agricultural Undergraduates
CHANG Qing-shan1,ZHANG Li- xia2,ZHAO Yan1,WANG Lei1,GUAN Jun- chao1,YU Yu- lei1,XUE Jun -peng2,XU Kai-feng2
(1.College of Forestry,Henan University of Science and Technology;2. College of Agriculture,Henan University of Science and Technology,Luoyang,Henan 471003,China)
摘 要:論文采用計算機虛擬儀器開發平臺LabVIEW及PCI-1200數據采集卡等相應硬件設計實現了虛擬數字示波器,所謂虛擬儀器技術,就是用戶,根據測試任務的需要來定義和設計儀器的測試功能,即通過應用程序將通用計算機與功能模塊硬件結合起來,用戶可以通過友好的圖形界面來操作這臺計算機,虛擬儀器主要由硬件和軟件兩部分組成,其中硬件部分主要包括計算機和必要的計算機儀器硬件模塊。LabVIEW圖形化程序設計基于面向對象技術和數據流技術。通過實驗證明虛擬實驗系統能很好完成對信號的采集、分析處理等工作。具有快速、準確等特點。
關鍵詞:計算機虛擬儀器;LabVIEW;虛擬示波器;通道
一、問題的提出
隨著計算機、通信、微計算機技術的不斷發展,以及網絡時代的到來和信息化要求的不斷提高,網絡技術應用到虛擬儀器領域中是虛擬儀器發展的大趨勢【1】。在國內網絡化虛擬儀器的概念目前還沒有一個比較明確的提法,也沒有一個被測量界廣泛接受的定義。其一般特征是將虛擬儀器、被測試點以及數據庫等資源納入網絡,共同完成測試任務。使用網絡化虛擬儀器,可在任何地點、任意時刻獲取數據信息的愿望成為現實。網絡化虛擬儀器也適合異地或遠程控制、數據采集、報警等。
論文的目的是基于虛擬儀器的概念,使用目前最為流行的虛擬儀器軟件開發環境-LabVIEW,進行虛擬實驗儀器的開發;搭建虛擬儀器軟硬件平臺。
二、虛擬儀器開發工具——LabVIEW
NI公司的LabVIEW一套專為數據采集與儀器控制、數據分析和數據表達而設計的圖形化編程軟件,同時也是虛擬儀器的開發環境,增強了用戶在標準的計算機上配以高效經濟的硬件設備來構建自己的儀器系統的能力。將LabVIEW與一般的數據采集以及儀器設備加以組合,就可以設計出虛擬儀器,并將其應用于許多領域。
LabVIEW提供一種像數據流一樣的編程方式,用戶只要連接各個邏輯框即可構成程序。它的基本程序單位是VI。先設計各種VI以完成每項子任務,然后把這些VI組合起來以完成更大的任務,最后建成的頂層虛擬儀器就成為一個包括眾多功能子虛擬儀器的集合內蒙古師范大學學報(自然科學漢文版) 2003,(02).
【關鍵詞】Labview軟件;MATLAB軟件;Visual Basic軟件;JAVA軟件;優缺點
1.引言
傳統示波器是電子工業、科學研究和教學實驗領域中一種必備的儀器,并且都在這些領域中占有重要的地位。在高速發展的現代科技技術下,對傳統測控儀器提出了新的技術要求,主要包括智能化、自動化、多樣化等等[1]。傳統儀器跟其他傳統測控儀器一樣,越來越不能滿足這些新技術的要求,與此同時,新儀器的開發對開發商與用戶都帶來了更大的挑戰。基于上述原因,新型的測控儀器設備的出現是當務之急,虛擬儀器這個概念變得不再陌生。
虛擬儀器的開發基于強大的計算機軟件和硬件,把傳感器技術,自動化控制技術等有效的融合在一起[2]。軟件設計平臺的靈活性,依據用戶不同的特殊需求創建出人機友好操作界面,實現并取代各類特殊、昂貴的測試儀器的功能。
實現用戶友好操作界面的軟件操作平臺有很多,例如,Labview軟件,MATLAB軟件,Visual Basic軟件,JAVA軟件等,本文將對實現虛擬示波器用戶操作界面的開發性軟件進行比較。
2.虛擬儀器的發展
2.1 國外發展狀況
近年來,世界各國的虛擬儀器公司開發了不少的虛擬儀器開發軟件,方便了開發商利用這些開發軟件組建自己的虛擬儀器或測試系統,并編制測試軟件,最具影響力的是NI公司的Labview和Labwindows/CVi開發軟件,美國HP公司的HP-VEE和HPTIG平臺軟件,美國Tektronix公司的Ez-Test和Tek-TNS軟件以及HEM Data公司的Snap-Master平臺軟件等都是國際上公認的優秀虛擬儀器開發平臺[3]。從1988年陸續有虛擬儀器產品面市,當時有五家制造商推出30種產品。此后,虛擬儀器產品每年成倍增加,到1994年底,虛擬儀器制造廠已達95家共生產1000多種虛擬儀器產品,銷售額達2.93億美元,占整個儀器銷售額73億的40%。美國是虛擬儀器的誕生地,也是全球最大的虛擬儀器制造國,生產虛擬儀器的主要廠家有HP公司目前生產100多種型號的虛擬儀器,Tektroflix公司目前生產約80多種型號的虛擬儀器。
2.2 國內發展狀況
國內虛擬儀器的開發和研究起步相對比較晚,清華大學,重慶大學,西安交大以及東方震動和噪聲技術研究等高校和公司對虛擬儀器的產品和設計平臺以及NI產品做了大量的研究工作,所研究和開發的結果在某些方面都得到了很好的應用,比較突出的是重慶大學測試中心所研究的虛擬儀器,目前,部分院校的實驗室也引入了虛擬儀器系統,包括上海復旦大學,上海交通大學,華中科技大學等[4]。于此,又開發了一批新的虛擬儀器系統用于教學和科研,其中華中科技大學機械學院所開發出的Inventor可重構虛擬實驗臺、深圳藍津信息技術有限公司開發出的DRVI快速可重組虛擬儀器平臺等影響力比較大,中國農業大學的研究人員利用虛擬儀器開發平臺開發了用于精密播種機性能檢測的實驗室自動化系統。山東大學醫學院基于虛擬儀器技術研究了胸雙極立體心電圖及其三維可視。
2.3 未來的發展趨勢
虛擬儀器正在持續且迅速地發展,它即將取代測量技術在傳統領域的各類儀器,使儀器的功能和技術性能方面具有了靈活性和經濟性,因而更適應當代科學技術迅速發展和科學研究所提出的更高更新的測量需求[5]。并且隨著計算機技術、儀器技術和網絡通信技術的不斷完善,虛擬儀器技術也會在向網絡化方向發展,即基于網絡的虛擬儀器。網絡技術和虛擬儀器技術相結合,產生了基于網絡的虛擬儀器,使用的網絡化虛擬儀器,可以在任何地點,任何時間獲取測試的數據,因此圖像化編輯平臺的發展將帶動和完善虛擬儀器的發展。國內專家預測未來的幾年內我國將有50%的儀器為虛擬儀器,國內將有大批企業使用虛擬儀器系統對生產設備的運行狀況進行實時監測。
3.幾種虛擬示波器常用開發環境的特點
3.1 基于Labview的虛擬示波器
Labview是一種基于圖形編程語言的可視化優秀開發平臺,它與傳統編程語言最大的區別是使用圖形語言,以框圖的形式編寫程序[6]。它與VisualC++、visual basic、LabWindows/CVI等編程語言不同,是使用圖形化程序設計語言G,而不是基于文本語言的程序代碼,用方框圖代替了傳統的程序代碼,一個Labview程序主要包括前面板、框圖程序、圖標/接線端口3部分[7]。為用戶提供一個便捷、輕松的設計環境,利用它設計者可以像搭積木一樣,輕松組建一個測量系統或數據采集系統,并可以任意構建儀器面板,而無須進行任何繁瑣的計算機程序代碼的編程,從而可以大大簡化程序的設計。
在設計虛擬示波器時,程序包括數據采集,波形顯示,信號處理,波形存儲和回放幾個模塊。因而硬件部分的主要功能就是采集外部的信號,可以是PCI、USB、DAQ等數據采集裝置,然后是信號調理,目的就是完成信號緩沖、放大、濾波等功能[8],Labview開發平臺自帶的函數具有強大的信號處理功能,充分發揮Labview的優勢所在。在它的前面板上可以非常直觀地顯示出旋鈕,開關,波形等示波器應有的界面設置,參數設置,可以根據開發者的想法自行定義,具有很強的靈活性[9],真正的操控系統的是后面板,建立功能模塊,元器件的連接,按鍵功能的實現等等,模塊化的實現使虛擬示波器的功能更加完善。
3.2 基于MATLAB的虛擬示波器
MATLAB是Matrix和Labortaty前三個字母的縮寫,意思是“距陣實驗室”[10]。是一套功能十分強大的計算機輔助和設計教學軟件,MATLAB具有以下的主要功能:數值計算功能,符號計算功能,圖形處理功能及可視化功能,可視化建模及動態仿真功能。
基于MATLAB平臺設計的虛擬示波器可以充分發揮它的數據分析功能,不僅方便了實驗研究,也可以為控制系統的設計與優化提供了有效的途徑[11]。基于MATLAB的虛擬示波器硬件系統主要是完成數據采集系統的設計,主要有MCU、數字I/O、A/D、數據通信接口,以及電源部分組成。而對計算機串口以及數據輸入的控制,由MATLAB軟件的儀器控制工具箱中的函數來完成。通過調用MATLAB的數據采集,畫圖程序來完善虛擬示波器的功能。MATLAB是很好的數據分析處理軟件,而將其與Labview相結合編程可以極大的提高系統的數據采集、分析、故障診斷的能力,具有很強的技術提升空間。
3.3 基于Visual Basic的虛擬示波器
Visual Basic簡稱VB,是Microsoft公司推出的一種Windows應用程序開發工具。在界面設計、文件處理、多媒體應用、數據訪問等方面提供了有力的幫助,具有易懂、易學的優點。對于虛擬示波器開發而言,VB在數據處理和圖形顯示方面不如Labview。在使用VB開發工業測量與控制系統應用軟件時,需要對待測量信號進行實時采集、顯示、以及實時處理等VB并不擅長。對此類應用程序的開發,最為理想的解決方案是將VB的圖形用戶界面開發及其他方面的優勢和LabVIEW在數據采集、顯示與處理方面的優勢結合起來[12],互相取長補短,從而開發出功能更加強大的測控軟件系統。
MATLAB與VB的結合主要有兩種方式。其一是在VB中引入MATRIXVB,使得VB可以調用MATLAB函數。其二是將在MATLAB中編寫的文件編譯成VB可以調用的DLL文件。通過混合編程,利用VB和MATRIXVB,快速、簡潔地生成虛擬儀器[13]。
3.4 基于JAVA的虛擬示波器
JAVA是由Sun Microsystems公司推出的JAVA程序設計語言和平臺的總稱。面向對象的一次編譯隨處運行的高級語言,提供了強大的網絡支持,用Java實現的HotJava瀏覽器跨平臺、動感的Web、Internet計算的功能。推動了Web的迅速發展,常用的瀏覽器均支持Java applet[14]。基于JAVA開發網絡化的虛擬測控系統具有強大的網絡和跨平臺的優勢。
基于JAVA的網絡化虛擬示波器,利用socket和多線程技術實現,使用雙緩存技術解決了波形顯示時的閃爍問題,由系統啟動用戶界面線程,同時啟動不斷偵聽對客戶連接請求的線程。如果偵聽到客戶的連接請求,就開辟一個新的線程來處理其連接請求。與此同時還要查詢數據是否已經傳送完畢,一旦完成便要通知用戶界面線程更新界面。
除了上述的幾種開發平臺外,還有C++ Bulider,Visual ,VC等都可以是結合多種軟件的虛擬儀器開發平臺,另外國內也有一些虛擬儀器開發系統,如吉林大學自主研發的圖形化虛擬儀器開發平臺LabScene,重慶大學研制的虛擬儀器開發系統VMIDS等等[15]。并在相應領域取得了一定的成果。
4.結束語
在各領域的應用中,虛擬儀器正在取代著傳統儀器,它的優勢也是顯而易見的,它的出現是儀器界的一次革命,具體表現為:智能化程度高,處理能力強;復用性強,系統費用低;可操作性強等等。對于虛擬儀器的設計而言,軟件設計是核心,對于每一種虛擬儀器的開發平臺都有它自己的特色與缺陷,MATLAB是一款數字處理與圖形化處理的強大軟件,在設計虛擬示波器時可以發揮它強大的數據處理功能,對于Visual Basic而言,它的缺陷是存在的,但它是一款作為結合型開發軟件的好處;利用JAVA的開發的虛擬儀器是現在乃至未來的重要開發平臺,它是儀器朝著網絡化的發展,就目前而言,Labview是虛擬示波器開發軟件的首選,它的圖型化編程語言使用戶和開發者都能比較容易理解。在實際應用中,我們不僅僅局限于單種軟件開發工具,可以將它們結合起來使用,取長補短,各抒其長,會使所開發的虛擬儀器得到更全面的設計。再者在實施方案前,對開發平臺進行分析探討、比較,最終選擇適合的虛擬平臺,對之后的工作會帶來更多的便利。
參考文獻
[1]王波.虛擬示波器系統設計與實現[D].蘇州大學碩士學位論文,2006.
[2]王維喜.基于聲卡的多功能虛擬示波器和虛擬函數發生器設計[D].青島大學學位論文,2009.
[3]李艷.基于Labview虛擬儀器的設計和應用[D].南京理工大學學位論文,2006.
[4]丁鵬.基于USB數據采集的虛擬儀器的研究和設計[D].西安電子科技大學學位論文,2010.
[5]王美剛.基于聲卡的虛擬儀器[D].太原理工大學碩士學位論文,2006.
[6]姜碧瓊.基于Labview的虛擬示波器的設計[D].西北農林科技大學學位論文,2008.
[7]朱紅林,劉武.基于Labview的虛擬示波器的設計[J].電子工程師.2006.32(11):17-19.
[8]曾秀云.基于虛擬儀器的信號采集與控制系統開發[D].電子科技大學.2010.
[9]朱治國,鄭建榮,劉小平等.虛擬儀器及常用開發軟件[J].現代儀器,2004,1:28-31.
[10]薛德慶,姚世鋒,劉銳,蔡繼軍.MATLAB在虛擬儀器中的編程應用研究[J].傳感器與儀器儀表,2006,22(5-1):157-159.
[11]羅彬,曾岳南,張雪群.基于MATLAB的虛擬示波器設計[J].儀器儀表用戶,2006.13(4):107-110.
[12]宋波,陳一民.關于虛擬儀器開發工具的比較與選取[J].國外電子測量技術,2006,25(8):1-5.
[13]戴永彬,關維國.VB和MATRIXVB在虛擬示波器中的應用[J].儀表技術,2004(6):21-22.
現如今,我國企業博士后工作站經過多年的發展,取得輝煌的成績。但是隨著進站博士后數量不斷增加,企業博士后管理工作在博士后招收選擇、博士后工作考核等方面存在問題。下面是學術參考網小編為朋友們搜集整理的博士論文致謝怎么寫,希望可以幫助到你~
三年的博士生生活一晃而過,回首走過的歲月,心中倍感充實,論文即將完成之日,感慨良多。首先誠摯的感謝我的導師張新時院士,從論文的設計、野外試驗及論文的定稿過程中,自始至終都傾注著先生的心血。先生以嚴謹的治學之道、寬厚仁慈的胸懷、積極樂觀的生活態度,為我樹立了一輩子學習的典范,他的教誨與鞭策將激勵我在科學和教育的道路上勵精圖治,開拓創新。
我要以最誠摯的心意感謝福建師范大學地理科學學院教授楊玉盛博士,感謝他對我論文的全力支持,為我提供了所有實驗的的條件,從實驗的思路、經費、人員到實驗儀器,感謝他的團隊——福建省亞熱帶資源與環境重點實驗的全體同仁們,可以說沒有他們,就沒有我今天的論文。感謝重點實驗室李旭、李春林老師,從實驗場地的建設到實驗條件的準備給我提供的便利;感謝楊智杰老師,是他教會了我一臺臺實驗儀器的使用,是他在酷暑炎陽天下幫我做一整天一整天的實驗,在我有困難的時候總是提供無私的幫助;感謝實驗室錢偉老師,在儀器的使用、實驗的安排、實驗條件的準備上給我提供的幫助;感謝實驗室王健老師,在我艱難奮戰的日子里給我生活上的各種幫助,鼓勵我、為我分擔各種困難;感謝實驗室謝錦升、陳光水、馬紅良、郭建芬老師,給我提供的實驗思路、實驗方法上的指導;感謝實驗室曾宏達老師,無數次花時間為我處理電腦的問題;感謝實驗室研究生韓志剛,教我使用儀器,一次次幫我做外業實驗,一次次儀器出問題時想盡各種辦法幫我解決。感謝福建省亞熱帶資源與環境重點實驗的研究生們,在此,我不能一一的列舉他們的名字來表達我的感激之情,感謝他們一年多來給我提供的幫助和關心,與他們在一起的日子開心而充實,他們將是我記憶里最美的風景。在此,我還要鄭重感謝我的“飯團”同志們,崔紀超,李機密、黃瑋、杜紫賢,他們給我單調枯燥的科研生活增添了絢麗的色彩,在我實驗最困難最需要的時候,他們總是第一時間放下自己的工作無私的為我做一切,在我心情低落時為我分憂,在我信心不足時給我打氣,從生活的點點滴滴中給我幫助、給我鼓勵,難忘我們在一起時的歡樂和搞笑,一路笑聲灑落在長安山腳下。
我要鄭重地感謝我的碩士導師,福建農林大學林學院教授吳承禎博士,我雖然已畢業離開了他,但是在我的心目中好像依然還在他的指導之下,學術上碰到難題了我第一個就想到了找他,而他總是會耐心認真的以他博學的知識為我解答,從我論文的初始思路到實驗的實施再到實驗數據的分析,每一步都有吳老師精深的思想在里面,我感謝我的恩師。
感謝我在福建師大的舍友,文雅香、柯春婷、賈瑞霞,她們讓我毫無條件的住進了她們的宿舍,并在以后的日子里給了我極大的便利和幫助,在我實驗緊張的時候幫我做實驗,在我心情低落時為我分憂解難,快樂而溫馨的宿舍生活總能帶給我一份好心情,心情就是生產力,難忘過去的一年多我們一起度過的點點滴滴。
感謝我的師姐,北京師范大學資源學院老師龔吉蕊博士,她總是不厭其煩的聽我講我的論文,講我的實驗,講我碰到的困難,給我提供解決思路,幫我修改論文;感謝北京師范大學資源學院老師黃永梅博士,和我討論我的實驗思路,給我積極的建議。
感謝北京師范大學資源學院教務科崔維佳老師,感謝他為我們所做的一切,感謝他為我提供的很多便利;感謝和我一起奮戰的博士班的朋友們,吳曉旭,張智才,徐蕾,夏虹,林艷,國巧真,吳建寨,陶巖,閆玉春,劉揚等等,感謝他們為我料理學校的各項事務,和我一起分享生活的喜怒憂樂。
我要感謝我的愛人,沒有他的幫助、體諒、包容和支持,相信這三年的博士生生活將是很不一樣的光景。他在自己完成博士論文的同時,幫我做實驗,擔負家里的所有事務;在我論文的寫作過程中幫我理清思路,尋找突破,耐心的一遍遍聽我講我的論文;在我論文完成后,在我們兩人專業背景相差如此之大的情況下幫我認真的修改論文。
最后,謹以此文獻給我摯愛的雙親,他們在背后的默默支持是我前進的動力,為了論文和實驗,我已經兩年多沒有見到年過半百的他們了,心中甚感愧疚。在此,祝愿他們身體健康,心情愉快!
開展物理實驗科技競賽,即要達到提高教師“教”的積極性,又要實現激發學生“學”的熱情的目的。大學物理實驗科技競賽是一項推廣物理概念,培養學生動手能力的活動。在搭建適合物理實驗科技競賽的平臺方面,要盡可能采用綜合設計性實驗項目,該實驗項目應是全開放式的,只提要求,不設限制[8],要求學生在任課老師指導下對自己在科學和技術范疇感興趣的內容進行研究或設計,設計的內容可以是對某些自然現象的科學理論分析;也可以是對儀器設備的創新設計制作;或是對現有儀器設備的原理和設計進行改進;或是獨特的測試方法和手段等。將其理論研究成果或設計思想、設計原理、實驗結果等,以科技論文的形式提交,并將該內容與科技競賽結合起來,開展全校性的大學物理實驗科技競賽活動,以此來提高學生對物理實驗學習的積極性和興趣。進而提高物理實驗的效率和教學質量。
2科技競賽的組織實施
2.1科技競賽項目及要求
首先關于舉辦大學生物理實驗科技競賽的通知。競賽分為初賽、實驗操作和答辯三個環節進行,報名與參賽均以組為單位,每組兩人。初賽以筆試形式考查報名選手的基本知識和基本實驗技能。實驗操作考察學生的動手能力和靈活運用所學知識設計實驗的能力,參照我校現有儀器和條件,提出競賽項目及要求:(1)學生在校期間完成的物理思想清晰,物理知識點明確的實驗制作或測試方法和手段。(2)學生在校期間完成的物理思想清晰、與實驗相關的科研論文和教學論文。教學論文包括物理實驗內容和方法的改進、現代測量技術在物理實驗中的應用以及實驗數據處理優化等。(3)對物理實驗現有儀器進行改進,使操作更加便捷、測量更加精確;對物理實驗現有儀器進行重新組合,開發新的實驗項目,完成新的實驗功能;基于物理課現有實驗項目,提出新的實驗方法。實驗操作中要求兩名選手團結協作,按照自己的設計方案在規定時間內完成儀器調試、數據測量、提交報告。
2.2評判標準
由任課教師對學生提交的論文進行評定,要求論文的物理思想清晰,物理知識點準確,論文結構合理,語言描述流暢,符合科技論文的基本要求。
2.3評獎辦法
由任課老師在每自然班篩選出三組同學進入最終的競賽,評獎小組由所有任課教師和物理實驗老師共同組成,最終采用答辯方式確定前三等獎,并頒發獲獎證書及獎金。其成績可按一定比例計入大學物理實驗課程的總成績。很明顯,這種充分體現學生實踐能力的競賽項目及評獎活動,會充分激發教師和學生做好物理實驗的積極性和“教好”與“學好”的熱情,可有效地將老師和學生結合成統一的整體。
2.4科技競賽項目實例
競賽項目:利用萬用表檢測較為復雜的集成電路故障所需儀器:萬用表;集成電路操作過程分析:首先要根據故障現象,判斷出故障的大體部位,然后通過測量,把故障的可能部位逐步縮小,最后找到故障所在。集成電路中總有一個接地腳與印制電路板上的“地”線是接通的,由于集成電路內部都采用直接耦合,因此,集成塊的其他引腳與接地腳之間都存在著確定的直流電阻。可通過用萬用表測量各引腳的內部等效直流電阻來判斷其好壞,若各引腳的內部等效電阻與標準值相符,說明這塊集成塊是好的;反之若與標準值相差過大,說明集成塊內部損壞。當然,由于集成塊內部有大量的三極管、二極管等非線性元件,在測量中單測得一個阻值還不能判斷其好壞,必須互換表筆再測量一次,獲得正、反向兩個阻值。
只有當內部直流等效電阻正、反向阻值都符合標準時,才能斷定該集成塊完好。也可采用在路測量。先測量其引腳電壓,如果電壓異常,可斷開引腳連線測接線端電壓,以判斷電壓變化是由元件引起,還是集成塊內部引起。在路檢測集成電路內部直流等效電阻時可以不必把集成塊從電路上拆下來,只需將電壓或在路電阻異常的腳與電路斷開,同時將接地腳也與電路板斷開,其他腳維持原狀,測量出測試腳與接地腳之間的內部直流等效電阻的正、反向陽值便可判斷其好壞。效果與不足:學生通過競賽對萬用表的使用方法和注意事項有了更加深入的理解,通過對復雜的集成電路故障的分析檢測,對各種儀器設備的電路故障分析檢測能力有了明顯的提升,懂得了學以致用的樂趣,對其他的物理實驗項目也有了濃厚的興趣。不足之處是每個自然班只有三組同學參加競賽,競賽的影響面不夠寬廣,今后要進一步擴大參賽同學的人數。
3結論
[論文摘要]實驗室信息所涉及的信息內容比較廣泛,包括實驗室的基本信息、實驗室教學的基本信息、實驗隊伍的基本信息等方面的內容,這些內容是實驗技術人員、管理人員從事實驗教學、實驗研究和實驗管理所留下來的歷史記錄和經驗總結,它是進行實驗室科學管理、決策的依據;是進行實驗教學改革中和教學研究的必要條件;是教學質量評估的重要依據。因此,實驗室信息管理成了實驗室管理的一個重要組成部分,其管理質量的好壞將直接影響到實驗室的發展,更深入的來說,是影響到教育科研技術的提高、人才的培養、社會的進步。在認識實驗室信息管理重要性的基礎上,對其進行理論到實踐的闡述。
一、實驗室信息內容界定
在分析實驗室信息管理方法之前,首先要確定所管理的內容是什么。對實驗室內容的界定是一個必要過程,只要在清楚了解實驗室信息內容的基礎上,才能根據內容的特點、性質進行不效的管理。實驗室信息主要包括以下幾個方面的內容:
(一)實驗室管理的基本信息。實驗室建設與管理工作所涉及內容比較廣泛,這些信息的提取為實驗室的發展和建設提供了詳細參考,實驗室應該收集和整理的信息主要包括以下三個方面的內容:
1.實驗室基本情況。實驗室名稱、建立年份以及其發展變化的歷史信息;實驗室管理機構及管理職能情況;實驗室面積包括學生實驗用房面積、實驗準備室面積、實驗辦公用房面積;實驗室工作任務(指實驗課程名稱、實驗教學學時或科研課題、生產項目名稱);實驗室工作人員的基本狀況信息;實驗室有關規章制度信息;實驗室環境及基本安全設施信息;實驗室經費信息;實驗室工作檔案信息;實驗室基本倍息管理流程。
2.實驗室技術管理信息。文驗項目技術規范操作規程;儀器設備操作規程;實驗室劉外開放信息:實驗室學術骨干信息;實驗室圖書資料信息;實驗室科研成果信息,包含著作、論文、實驗教材、實驗指導書、實驗技術改革、實驗儀器設備改進等內容。
3.實驗室管理規章制度的基本信息。實驗室物資管理制度:實驗儀器設備管理制度;儀器設備損壞、丟失賠償制度;低值耐用物品管理辦法;大精設備使蝴管理辦法。實驗室安全檢查制度。實驗室學生實驗守則。實驗室工作檔案管理制度。實驗室人員管理制度。實驗室基本信息的收集整理制度。
(二)實驗隊伍的基本信息。實驗室隊伍信息,是實驗室信息管理內容中的一個組成部分,對實驗室隊伍信息的詳細了解可以整體把握實驗室人力資源狀況,有利于人力的調整。主要包括實驗室領導階層、技術人員等工作人員的信息情況。相關人員的姓名、性別、出生時間、所學專業等基本情況;實驗室工齡;指參加實驗室工作時間、累計實驗室工作時間;專職技術職務:指現有專業技術職務、評審時間、獲得資格時間;業務專長:指在學術上、技術上或業務上得到承認的專長,獲獎的技術或技術成果,獲得證明的業務專長等;進修學習情況,進修學習內容、時間、地點、單位等;情況:指論文標題、刊物名稱、發表時間等;會議交流文章情況:指會議文流文章題目、會議名稱、地點、時間等信息[1]。
(三)實驗室科研基本信息。實驗室建設管理的目的之一就是提高科研技術水平,以促進科技進步,符合科教興國戰略。對實驗室科研基本信息的整理和歸納可以及時、準確的掌握科研成果,以備實驗室使用效率的審核。其主要內容有以下幾個方面。其一,實驗室承擔課題能力信息。承擔過科研項目名稱、項目批文、計劃任務書;參加或組織召開學術會議、發表學術論文及論文被引用情況;承擔外來科研及合作科研實驗項目情況。其二,實驗室科研成果信息。發表的研究論文、著作、產品、專利、技術成果等;獲獎、成果轉讓情況。其三,實驗室技術水平信息。基本的、穩定的實驗技術方法及被推廣應用情況;實驗室培養科研人才情況(研究生、技術人員)。
(四)實驗室設備基本信息。實驗室設備管理是實驗室管理的重要內容,設備信息的收集與整理有利于對設備的管理,以保證設備使用和維護。主要包括一般設備信息和大精設備信息兩個部分。一般儀器設備的基本信息主要包括:實驗室儀器設備固定資產微機賬;儀器設備固定資產卡片;實驗室低值耐用品卡片;儀器設備的損壞、維修情況;儀器設備完好率和儀器設備技術檔案答等內容。大精設備基本信息包括設備型號、規格、產商、使用狀況、維修損壞等內容,其要求比較嚴格,必需詳細、準確的收集、記錄相關信息。
二、實驗室信息管理實踐
通過對實驗室信息內容的了解,我們可以發現,其中所包含的內容廣泛,各個部分的信息收集和整理都要求比較嚴格,為了準確、及時的處理這些大批量的信息內容,一般通過計算機輔助管理這些信息,以防止手工處理的失誤。主要通過實驗室信息管理系統(lims)來進行實驗室信息管理。其實,lims是將以數據庫為核心的信息化技術與實驗室管理需求相結合的信息化管理工具。隨著多年的發展,實驗室信息管理系統已經在廣大實驗室得到了廣泛的應用,并且在功能、技術、效率處理上不斷走向成熟。
實驗室信息管理系統中的相關模塊并不是完全依照實驗室信息內容來進行設計的,而是對其綜合性的處理,以保證操作的簡潔、清晰、準確。其實,實驗室信息管理只是lims管理系統的一部分,其中的資源管理模塊(人員、儀器管理)、查詢模塊、質量管理模塊、文件管理模塊基本上涵蓋上述所有信息處理內容,除了基本的信息處理外,lims系統中的自動提醒功能可以提醒實驗室信息管理人員對信息的及時處理[2],以防執信息收集和整理過程中的遺漏。
lims在信息內容、功能方面已經表現的比較完整,如果能在操作上掌握以下,則可以保證實驗室信息的有效管理[3]。
1.信息管理的準確性。實驗室信息管理中眾多的信息數據處理,給相關管理人員帶來了挑戰,信息錄入時的失誤是一個常見現象,所以要求在使用lims系統時,要保證其準確性,特別是相關數據的錄入,應該進行有效的核對。
2.信息管理的完整性。在處理眾多信息時,遺漏也是一個常見的現象,首先在信息收集時就應該保證其完整,其次運用lims進行信息錄入時,要分檔或者標記,錄入過的和還沒錄入的一定要進行合理區分。
3.信息管理的及時性。在實驗室相關信息中,有些信息必須及時的審報,如大精設備的信息狀況,如果存在延誤的話,可能會造成設備運行的停誤,嚴重的會引起機器的損壞,甚至是事故的發生,需要及時的收集的錄入相關的信息。
三、結語
實驗室信息管理是一個信息處理的過程,但同時也是信息傳遞的過程,應該保證信息管理的準確、及時和完整,以傳遞到其它部門,促進整個實驗室管理的正常運行。
參考文獻:
[1]張明林,高等學校實驗室內部管理制度全集[m].北京:中國科技文化出版社,2005.
1研究生實驗技能現狀
以我校環境工程碩士點為例,研究生85%畢業于地方一般院校,這些學校由于辦學經費有限,實驗室和儀器設備等硬件條件投入相對不足,實驗課時少,教學質量難以保證,學生少有機會參與科研實驗。據統計,本科階段參加過“挑戰杯”或“大學生科技創新”等科研實驗的研究生只有20%。此外受到考研等因素的影響,本科階段學習期間學生在實驗室參與實驗教學和開展科研活動的機會并不充裕。在本科一、二年級的基礎實驗階段,實驗內容在實驗用書中敘述得較詳盡,包括實驗目的、原理、試劑和儀器、操作步驟及注意事項等均已說明,只要“照方抓藥”就能完成每個實驗。這樣的實驗對鍛煉基本技能是有益的,但無助于實驗能力的培養和提高。在本科三、四年級階段雖然有綜合實驗、實習、畢業論文等多個實驗能力培養環節,但對考研的學生來講,由于忙于備考,時間精力往往放在英語、政治、專業基礎課等考試課程上,畢業論文階段還穿插著研究生復試,能夠靜下心來進行實驗的時間少之又少,實驗往往敷衍了事,相當一部分研究生在本科畢業時的實驗技能并未達到培養要求。
目前研究生的培養中,各學校普遍存在著“重理論輕實踐”、“重知識傳授、輕能力培養”的現象,工科研究生實驗技能的培養被弱化,甚至淡化。培養單位重視理論學習和論文水平,在培養方案和學位授予細則中對理論學習和學位論文都有詳細、具體的要求,制定了可以量化的標準,而對實驗能力培養環節卻很少有明確的規定和可操作性的衡量標準,對實驗教學存在不 大,有時甚至流于形式。
實驗教學相對理論教學費錢費力,隨著研究生招生規模的迅速擴大,研究生教育投入不足,教育資源捉襟見肘,因此使得實驗教學開展艱難。又由于科研任務壓頭,導師很難對研究生一一指導,研究生的實驗技能鍛煉往往局限于自己的研究方向,實驗操作、實驗方法沿襲同門師兄師姐,缺乏系統全面的實驗能力培養,實驗技能并未在研究生階段得到顯著提升。許多研究生在學位論文實驗階段暴露出實驗設計能力差、實驗時思維僵化、綜合分析能力弱、不會進行實驗觀察和問題分析等缺陷,影響了他們研究課題的進度和深度,浪費了大量的時間和經費,有時甚至會發生因操作不當或錯誤設計實驗而損毀儀器或造成人身傷害的事例,嚴重地影響了正常的科研和教學活動。由于在研究生階段缺乏實驗能力訓練的綜合課程,導致學生很難順利地由被動學習向主動創新進行轉變。
由于缺乏系統、扎實的實驗訓練,視野不開闊,進行論文研究時的實驗方案設計、實驗方法等多沿襲同門師兄師姐,局限于導師的研究方向。這樣的研究生往往在師兄師姐和導師的指導下工作尚可順利進行,一旦畢業后離開原來的課題組和研究領域就會無法適應,很難動手開展工作。研究生實驗技能這種“先天不足,后天營養不良”的狀況如果在短期內得不到徹底改變,必然影響到工科研究生的培養質量。構建并實施研究生實驗教學是改變這一現狀的必由之路。
2研究生實驗教學的構建與實施
2.1設立實驗課程學分,鼓勵參與實驗教學實踐
在重視研究生理論教學和學位論文研究的同時,加強研究生實驗教學,建立相應的研究生實驗基地,開設以提高實驗技能和創新能力為目的實驗教學課程,并從制度上保證實驗教學落到實處。在碩士研究生培養方案中明確規定工科碩士生必須完成一定學分的實驗,鼓勵研究生選修跨學科實驗項目并列入培養計劃141,鼓勵在讀研究生參與本科實驗教學和實驗室管理工作,計入教學實習學分。
2.2設置分層次的研究生實驗教學內容
隨著研究生擴招,生源素質有所下降,工科研究生實驗技能參差不齊。針對這種情況,研究生實驗教學采用基本實驗技能訓練+專業綜合實驗訓練不同層次相結合的結構體系,由淺入深,由點到面,分層次精心組織實驗。
基本實驗訓練平臺著眼于培養基本實驗操作技能,了解實驗室規章制度和基本知識,包括實驗室安全教育,要求掌握實驗室的防火知識、電氣安全使用知防火通道,了解實驗室的酸堿安全,易燃易爆物品、強揮發和有毒物品的管理、使用方法,廢物處置的基本知識,經常使用的藥品的危害和安全使用規程,以及防范和處置危害的方法。根據環境專業特點,開設包括實驗室常用儀器的使用保養、基本環境生物實驗操作、常用環境污染控制設備,如旋風除塵器、SBR反應器等的認知和使用,以及大型分析測試儀器如氣質聯用儀、高效液相色譜、原子吸收分析儀、TOC分析儀等的操作和分析軟件應用等內容的實驗課程,使非環境專業畢業和實驗操作基礎較差的研究生迅速掌握基本實驗技能,夯實實驗基礎。
專業綜合實驗訓練結合科研項目、科研課題,由相關課題組開設一批具有先進性、典型性和學科交叉性的綜合實驗項目供學生選修,使研究生能依據實驗研究目的制定實驗方案,采用適合的實驗手段探索實驗結果,并對結果做出合理、科學的解釋。如“某地土壤中多環芳烴污染物的分布規律”實驗項目涉及采樣布點、樣品保存、樣品前處理、色譜樣品制作、儀器操作、化學工作站應用、統計軟件分析等多種實驗技能,以實驗小組為單位查閱資料、制定實驗方案、開展實驗研究。每個實驗小組安排具備實驗專長的教師對實驗項目進行全程指導,并對學生在實驗中的表現進行考核。2.3利用校外優質資源,創建產學研基地
通過共建共享、簽訂協議等方式,與相關企事業、科研單位建立穩定的實驗教學基地協議關系,實現優勢互補,資源共享逐步形成校外實驗教學基地網絡171,積極吸納校外資源,拓寬實驗教學渠道。以企事業、科研單位為載體,聘請企事業單位中有扎實理論基礎和豐富實踐經驗的技術帶頭人作為兼職研究生導師,通過產學研合作,實現優質資源共享,構建校外人才培養和實驗教學平臺。
研究生進入校外實驗培養基地,不但可以緩解學校由于實驗場所不足、實驗設備更新慢、工程實踐條件缺乏、跟不上學科新技術發展步伐的問題。引入企事業單位參與研究生培養過程,使學生的實驗研究更緊密地聯系生產實際和科研項目,而由合作單位的兼職導師進行指導,又使學生在深入一線參加研發過程中,知識結構、實踐能力和創新能力更貼近實際。
目前,已與十幾家企事業單位建立了穩定的產學研合作關系,包括污水處理廠、垃圾填埋場、環境監測站、自來水廠、凈水公司、廣州分析測試中心、中科院廣州分院等相關單位。研究生通過參與技術改造、產品研發、設備控制及工藝管理等各個環節的實驗過程,深化了所學的理論知識,增強了實驗動手能力,而且通過在校外產學研基地的實踐,了解到就業市場的供需 良好的基礎。
2.4將現代教育技術應用于實驗教學
現代教育技術將傳統的以黑板、粉筆為媒介的知識傳遞,推進到以計算機多媒體技術為承載的信息傳遞時代,使原本難以用語言和文字表達的繁雜的、抽象的過程,以圖文并茂、音像具備的形式,形象、逼真地表達出來,使抽象知識形象化,繁雜工藝簡潔化,在知識信息傳輸的過程中,充分調動學習者的視覺、聽覺以及觸覺等多種感官,以最快的速度、最高的效率向學習者傳遞信息。現代教育技術的應用使實驗教學突破時間和空間限制,能將環境領域新技術、新工藝生動形象地展現在學生面前。如垃圾發電演示系統將目前垃圾處理發電工藝流程以動態運行的形式表現出來,用多媒體教學進行設備和工藝流程演示,也可以由學生自主實踐,使學生對垃圾資源化利用技術的認識和掌握更加具體和完整。大型精密分析儀器的仿真操作系統使每個學生在未接觸儀器之前都能詳細了解儀器結構,并熟練操作儀器,減少了上機操作培訓對儀器的損耗。鼓勵研究生利用網絡搜索獲取實驗知識,開展實驗,提高實驗技能。
2.5建立復合型、高素質的實驗教學隊伍
要提升實驗教學和科研的整體水平,僅有先進的實驗設備是遠遠不夠的。工科研究生的實驗教學對教師的要求很高,既要有較高的專業理論水平,又要有較強的實驗技能及嫻熟的動手能力,具備較高的外語水平和計算機應用能力,能夠熟練使用本專業的一些高、精、尖儀器設備,還要了解企業、現場的運作情況,掌握教育規律,能夠在實驗教學中引導學生進行創新思維。由于種種原因,目前實驗隊伍高學歷、高職稱人數偏少,無法形成合理的梯隊結構,在師資上很難滿足研究生實驗教學需求,因此必須組建一支相對穩定和高素質的實驗教學師資隊伍。一是加強實驗教師的知識儲備,像培養中青年學術帶頭人那樣有計劃地對實驗人員進行各種業務培訓,鼓勵教師學習深造,使實驗教師具有更廣泛技能,包括實驗技能、管理技能和教育技能,全面提高實驗教師隊伍素質;二是加強與企業之間的合作,聘請部分動手能力強、實踐經驗豐富的技術人才,以優惠的政策吸引他們擔任兼職教師;三是鼓勵教師學習新技術運用新技能,到生產第一線去鍛煉,增加“雙師型”教師的比例。
一、改革的模式
1.基礎性實驗。動物生理學、動物病理生理學、動物藥理學、動物毒理學實驗內容共同的部分合并為基礎性實驗。2.經典性實驗。四門課程實驗不交叉無法替代的實驗內容既較好的經典性實驗部分保留,作為藥理學經典性實驗來完成。3.探索性實驗。學生應用第一、二階段學到的知識,按科研程序自主選擇探索性的題目—獨立用計算機設計—完成實驗和論文。探索性實驗具體模式是:(1)探索性實驗由3~4名學生自由選題,組成實驗小組。由查閱文獻、設計實驗和預試驗、班內預答辯、正式實驗、結果分析討論和完成論文等步驟組成。特點是學生必須應用本課程第一、二階段所學到的實驗理論和操作方法,選擇自己感興趣的研究方向。通過校園信息網檢索文獻,了解目前的研究進展,查閱主要論文,提出問題。問題選定后,進行實驗設計和預實驗。預答辯由小組成員講解其選題內容和預實驗情況,進一步實驗設計及預期結果;學生之間應用學到的知識進行提問和答辯;最后由指導教師小結,提出修改或完善的建議,確定選題。(2)正式實驗一般用20~30課時時間,由學生自主組織,獨立操作,經過重復探索直至獲得結果,要分析討論結果和寫出論文。論文在班內答辯進行組間互相評分,最后修改上交教師評分和存檔。(3)常見的問題和對策:由于自主選題,師生都會面臨一些難題。①教師需要自我提高,逐步掌握相關學科的知識。在注重學生是學習的主體及有利于學生能力培養的原則下,對學生提出的各種問題有針對性地指導解決。②教師以提示和啟發為主,肯定學生的合理設計和創新思維,注重引導和培養學生的思維和動手能力,而不是代替學生解決問題。③實驗進行階段,學生需要幫忙的事情很多,這時教師要果斷地抓關鍵環節。比如,選題設計前簡要舉例介紹校園網絡的應用和圖書館收藏雜志的查閱,教會學生如何迅速獲得相關研究進展、實驗設計實例及估算動物數量、試劑濃度等,使實驗設計快速有據完成。④預實驗結果是對設計的初步驗證,對估計實驗的可行性有非常重要的價值。教師在小組預答辯時注意綜合文獻和預實驗結果的情況,考慮選題的難度是否適中;設計方案如何修改;預實驗結果是否與理論預計相符;從培養學生的思維和動手能力出發,肯定其選題的優點,指出不足之處及提出修改的思路。⑤對正式實驗中遇到的問題,同樣采用“導而不教”,即解釋問題,指導方向給學生思考、鼓勵探索而不教給具體的解決途徑的教學方法。要求學生實驗時及時、客觀觀察和記錄實驗結果,對結果適時作出分析,評定實驗的成敗和確定進一步實驗的方向。這樣可使實驗在重復中不斷改進,學生的能力在實踐中得到提高,平時積累的材料為完成論文寫作奠定堅實的基礎。⑥實驗不單涉及實驗設計、操作和指導等環節,還需要儀器、動物、試劑(藥品)和實驗場地。實驗計劃進行統計估算,上報實驗管理部門,將儀器、動物、試劑準備好,及時維護和維修儀器,按計劃備好常用試劑和營養液等。若一些試劑和實驗裝置無法事先準備和滿足,則將實際情況通知學生及設法解決。以上所研內容為本科生畢業論文的設計提供了有效的基礎、方法和途徑。
二、改革的成效
經近幾年的教改實踐與探索,動物機能學實驗課的框架結構已基本形成,理論體系亦已初步建立。并對本門課程的教學內容與教學方法改革作了有益的探索,建立了一套全面的學生成績評估體系,對教學管理運作模式作了進一步的探索。該項教學改革收到了明顯的成效。1.學生學習本門課程的積極性與主動性提高了。過去該四門課的實驗課的成績占該科總成績的10%。因此學生對實驗課不重視,上課的積極性不高。往往是少數人在動手實驗,多數人旁觀。這不利于對學生動手操作能力的培養。動物機能學實驗課程創建以后,是一門必修課,獨立開課,獨立考核,充分調動學生學習的積極性與主動性。2.該項改革有利于動物科學與動物醫學教學內容的互相交叉、互相滲透、互相融合。學生進行系列實驗,內容由淺入深,使學生對動物機體在正常情況下、在致病因子或藥物作用下所產生的機能變化進行連續的、動態的實驗與觀察,并對實驗結果的分析從感性認識逐步提高到理性認識。經過反復實踐,學生對實驗操作及儀器的使用逐步熟練。3.由于資源共享,增強了學生的動手機會。過去分科教學,各科實驗室與儀器均不足,因此每班實驗分組較少,有些實驗甚至全班示教。現在資源共享,我們的實驗室與儀器設備較以前充裕得多了。4.開展探索性實驗,培養了學生創新能力與綜合素質。本門課程最后階段是由學生自由組合、自選題目、在教師指導下進行探索性實驗。學生應用生理學與病理知識進行藥理學機理及其毒理學的探索性實踐,掀起了整個年級學生到圖書館檢索校園網動物科學與動物醫學數據庫、查閱文獻資料的熱潮,激發出學生探索生命奧秘的熱情,使他們拓寬了視野,得到了鍛煉,增長了知識,并有利于學生動手操作能力、科學思維能力與創新能力的提高。5.改革教學方法,以適應本門課程教學需要。該實驗課目前獨立開課,不與以上四門課同步上課。因此在教學方法上應作適當改變。我們采取少講、多做、啟發誘導、理論聯系實際、基礎與臨床相結合等方式進行教學。實驗前以提問方式讓學生敘述實驗原理、步驟及注意事項,教師則加以補充。尤其是要讓學生明白本次實驗設計原理及完成實驗的關鍵點。接著指導儀器的操作規程,實驗標本制作示范,其后放手讓學生動手做實驗。如果第一次實驗做不成功,則再提供動物讓學生重做。實驗結束后,教師引導學生根據實驗結果,進行分析推理,得出恰如其分的結論,而不是單純地用理論去解析實驗結果。教師主動把基礎知識與臨床實踐聯系在一起。例如在做“強心苷的作用”實驗時,引導學生理解心力衰竭動物的癥狀、體征、診斷依據與治療原則。使學生思路開闊、興趣倍增。在學習基礎課中學到一定的臨床知識,讓學生有了成就感。
作者:劉利 趙紅梅 王潔 蔡行 紀美靜 黃帥 單位:長江大學 動物科學學院
摘 要:儀器分析實驗是儀器分析課程中非常重要的實踐教學環節,有其突出的特點。如何提高儀器分析實驗教學效果,對學生學好儀器分析至關重要。本文主要從儀器分析實驗課程的基本問題及在教學中存在的問題著手,對現有的儀器分析實驗課程進行改進與實踐。
關鍵詞:儀器分析;改進;實踐
本文主要是在原有的儀器分析實驗實驗基礎上,從儀器分析實驗課程的基本問題及在教學中存在的問題著手,對現有的儀器分析實驗課程進行改進,提高儀器分析實驗課程的教學效果,加強素質教育,推動創新人才的培養。
一、儀器分析實驗課程存在的問題
1、實驗課和理論課不同步
儀器分析實驗所用儀器比較昂貴,且同類儀器比較少,不可能像其它基礎實驗那樣,一人一組進行實驗,也不可能同一個老師同時上幾個實驗。因此儀器分析實驗通常采用循環模式進行,即幾個老師分別帶不同的實驗,這樣就存在著問題:同一個實驗時間段,不同學生所用的實驗儀器不同,實驗內容不同,有的實驗內容比理論課超前,特別是前幾周,大多數實驗都比理論課超前,對做這些實驗的學生來說,沒有理論基礎,聽起來比較費勁。
2、儀器設備資源短缺
儀器分析實驗所用儀器通常價格都比較昂貴,同類儀器的臺數較少,而且實驗安排學時數偏少,有些儀器操作復雜,學生既無獨立操作的可能性,又無重復實驗的機會,學生自主動手能力培養的問題難以解決。而且在實驗過程中學生一般8-10人一組,每人動手的機會不多,且有依賴感,因此大多數學生都是走馬觀花,很難達到預期的教學效果。
3、課前預習工作不充分
儀器分析實驗課主要是是以理論為基礎的, 這就要求學生在上實驗課之前,進行全面的預習。從實驗的原理、步驟、試劑及儀器操作方法,到實驗數據的處理,每一環節都要有全面的了解,只有這樣學生才能對所學理論知識進行鞏固和提高。但在實際的實驗課程中,由于實驗儀器均為精密及貴重儀器,很多學生之前對這些儀器不但沒有見過,有的甚至沒有聽說過,對儀器都很陌生。即使進行了實驗教材的預習,但對具有復雜結構、原理及操作方法的儀器仍是無從下手。
4、教學模式單一
實驗課大多采取教師講解并演示,部分實驗是教師講解,學生可以操作的模式,而教師擔心學生在實際操作過程中碰到較多的疑難問題,盡可能把實驗過程講得詳細,同時受儀器數量及課時限制,實驗多個環節必須由教師提前做好準備,學生只能被動地去聽課。在學生課操作的實驗中,也是多人一組,易造成每組個別動手能力較強的學生主動操作,多數學生未具體實施操作過程。這樣的實驗課程,學生對其所學的有關知識并未能真正掌握,其結果是學生在實驗過程中缺少思考、提問、討論。這樣會抑制學生的思維積極性,最終使學生對實驗不感興趣。
5、對實驗課程不重視
長期以來儀器分析實驗課程作為理論課的輔助課程,學生對其重視程度不夠,學生有時處于一種應付狀態。由于實驗內容基本都已得到驗證,學生在機械的實踐實驗步驟過程中,依賴性強、缺乏主導性、綜合性和設計性。
6、實驗教材與科技發展脫節且通容性不強
儀器分析實驗教材選用是否合適,尤為重要。教材的出版要比新技術和新儀器的出現延遲,教材內容相對滯后,不太適應現代分析化學的要求。目前出版的儀器分析實驗教材大多數內容是按舊儀器的工作狀態編寫的,與現代新儀器的全自動化操作相差甚遠。此外,由于不同院校擁有的儀器設備的廠家、型號參差不齊,實驗條件自然也就有所不同,其操作差別也是很大的。即使有個別儀器分析實驗教材的內容較新,但儀器不同也同樣不能使用,因此沒有通用的實驗教材。
7、實驗報告中存在問題無法及時認識和改正
一般情況下,儀器分析實驗都是第一次做實驗,第二次實驗時交第一次實驗的實驗報告,教師批改完后第三次實驗時發下去,這樣學生看到老師的批改至少已經是兩周以后了,實驗報告的相關信息反饋給學生滯后,導致學生在下次實驗中犯同樣的錯誤,或者因為實驗所使用的儀器不一樣,上課內容不一樣,實驗報告上所反饋的問題并不一定適合后面的實驗,有些學生直接把實驗報告放在一邊,或者沒有細看實驗報告中反饋的信息。
二、儀器分析實驗課程改進與實踐
1、實驗前預習與現場預習相結合
實驗前進行預習,可以使學生在老師講解實驗時做到心中有數,了解實驗的全過程,對所用的儀器有一個基本的了解。為了提高實驗預習質量,可以采取實驗前預習與現場預習相結合的方法,可以讓學生在實驗前到實驗室面對著儀器,近距離接觸儀器設備,就實驗的具體內容進行預習,這樣學生就能對儀器的原理構造及操作步驟有直觀認識,建立了感性認識,做起實驗才會得心應手。
2、儀器分析實驗教學內容改革
傳統的儀器分析實驗所設立的實驗項目基本為驗證性實驗,理論上雖然比較成熟,但實驗內容和實際應用實驗例子上比較陳舊,與現代實際應用脫節,不能體現技術的發展,不能達到提高學生創新能力的目的。
我們要根據現有的儀器設備及現代分析技術的發展,科學合理地適當減少一些陳舊的實驗,減少驗證型實驗,適當增加新技術新方法的實驗內容,增加一些綜合型實驗、設計型實驗、研究型實驗以及創新型實驗內容,強調應用性和體驗性,盡量結合實際,選擇應用性強、試樣易獲得、與人們生活緊密聯系的實驗內容,提高學生的學習積極性和解決實驗的能力,如石墨爐原子吸收分光光度法測定人指甲中銅的含量,高效液相色譜法測定奶粉中三聚氰胺的含量,氣相色譜法測定白酒中乙酸乙酯的含量;化妝品中鉛的測定、中草藥提取液有效成分的測定、水樣中砷和汞等重金屬的測定、蔬菜中有機磷農藥的測定等等,學生可按自己的興趣選擇實驗課題,查閱文獻資料,咨詢老師,設計出一套完整的實驗方案,其中包括樣品采集、樣品處理、儀器設備、實驗報告等。這樣可以使學生創新設計能力、科研能力大大提高,分析問題和解決問題的能力得到了鍛煉,加強了學生文獻資料閱讀總結的能力,為以后的畢業設計和工作打好了堅實的基礎。
3、合理安排實驗教程,運用現代教育技術先進的教學手段
可以采取先易后難、先簡后繁的程序,讓學生對實驗逐步適應和提高,從基礎實驗、開放實驗到研究型實驗,逐步深入,使學生不斷積累新知識、運用新知識,由質變達到量變,成為真正的實用型、創新型人才。另外安排實驗教程時,注意理論課與實驗課同步進行,這樣有利于學生對實驗內容的接受,得到學生的認可,也有利于老師實驗教學的順利進行。
在正式接觸儀器,真正做實驗前,可以進行1-2節的多媒體教學課,運用現代教育技術先進的教學手段,如CAI輔助教學、多媒體教學等,以圖像、動畫、聲音等形式,或者把學生以往沒有接觸過的各種大型分析儀器的結構及實驗操作過程完整拍攝下來,以錄像的形式通過屏幕展示給學生,更加直觀、更加生動地展現了實驗儀器內部結構、儀器原理和儀器操作,充分刺激學生的感官,使學生對儀器的結構和使用有所了解,得到初步的感性認識。這樣不僅能豐富教學手段,提高學生學習興趣,而且能使枯燥的化學和儀器知識變得活潑,抽象的理論知識變得容易理解,這樣的教學手段能激發學生的學習興趣,充分調動學生的主動性和積極性,同時改變原來單調、枯燥的實驗課,使教學形式和實驗內容豐富多彩,學生不僅愿意動手操作,而且實驗技能得到很大提高。
4、改變教學模式
可以采用“以問題為先導”的教學模式,實驗教師設計相應的問題,逐一提出,學生討論式的回答,然后教師總結,糾正錯誤,肯定準確的,最后進行操作示范。通過提問-討論-總結-示范的教學模式可以一步步地引導學生對原理、儀器構造、操作步驟等每一個過程有更深刻的理解和認識。學生開動腦筋,進行熱烈的討論,將課本上所學的理論知識和實驗緊密聯系起來,進一步提高了分析問題和解決問題的能力。
5、開放實驗教學
動手機會少是學生基本操作技能比較差的主要原因。通過開放實驗教學,在課外時間有計劃開放實驗室,為學生開展創新型實驗提供了堅實的基礎,為畢業論文設計做好了準備。允許學生在課余時間在老師的帶領下進入實驗室,在老師指導下進行部分儀器的操作。允許學生在完成基本實驗內容的基礎上自選實驗,實驗項目可以由教師提供, 也可以是學生通過查資料獲得,并安排實驗教師輪流值守,隨堂進行指導,這樣就可以充分發揮學生自己的創新設計能力,得到更好的收獲。
6、改革考核體系,培養學生科研意識
在實驗教學過程中培養學生的科研意識十分必要,會影響學生以后的科研能力及其興趣。傳統的實驗報告僅僅要求學生對實驗結果進行簡單歸納、分析,有必要改革考核體系。可以通過幾個方面全方位考查學生的實驗情況,逐項打分,直接給出平時實驗成績。包括上實驗課前的預習報告、實驗操作現象觀察、實驗操作、儀器的使用、實驗課課堂提問、課后總結實驗報告等。也可以要求學生按科研小論文的形式完成實驗報告,格式包括標題、摘要、關鍵詞、正文(前言、資料、方法、結果、討論、參考文獻)等,評價實驗報告時要從格式、內容、實驗結果、歸納分析等去審查,結果要求如實反映實驗結果。得不到預期結果的不可隨意改動實驗數據,討論時應分析實驗失敗的原因。這樣學生不僅會掌握論文書寫格式,而且能知道科學研究必須以科學實驗為依據,要有嚴謹、求實、客觀的態度。
7、選用合適的實驗教材
可以在原有的儀器分析實驗教材基礎上,結合現代儀器分析技術的發展,并結合已有儀器設備的實際情況以及一些熱點問題,組織教師編寫出一套新的儀器分析實驗較教材或講義。這樣可以運用已有的儀器設備有針對性的去學習儀器分析實驗課程。但隨著新方法、新儀器的引入,必須要在再版教材或講義中加以補充更新,以便相互吻合,更好地提高實驗教學效果。
儀器分析實驗的過程,不僅是對原有的基礎理論知識學習加以檢驗、鞏固和提高的過程,同時也是理論聯系實際的過程。隨著科學技術的迅猛發展,應用領域的需求,對高等院校儀器分析實驗課程的要求會越來越高。儀器分析實驗課程的改進與實踐,不僅培養學生系統理論基礎和實驗技能的提高,而且更重要培養學生的創新能力和科學素養。只有在教學實踐中不斷積累經驗,大膽創新,充分調動學生的積極性和主動性,提高教學質量,才能達到教學改革的目的,這是一個長期的工作,需要不斷的去摸索教學的方法和方式。
參考文獻:
[1]徐曉安,張文華.儀器分析實驗教學改革初探[J].江西化工,2009(4):46-47.
[2]吳育廉,柯行.淺談儀器分析實驗教學的改革[J].教學儀器與實驗,2007(5):23-25.