時間:2023-07-20 16:17:10
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在高校課程的學習中,分析化學以培養學生化學知識與學習方法為目標的一門經典課程,學生通過學習分析化學能夠逐漸樹立準確測定這一理念,進一步明確量的涵義并形成科學嚴謹的化學態度,獲得分析與解決問題能力的提高。
一、分析化學
分析化學是化學學科的一個分支,以物質的結構、化學成分、含量、測定方式、形態等為主要研究對象,是人們剖析與認知自然界的有效途徑。分析化學的發展離不開理論、技術、問題之間的作用。在經濟與科技水平不斷進步的時代背景下,分析化學的內容逐步完善,得到了日益廣泛的應用。為了實現基于更少的精力、?r間、風險、材料來獲得更多信息的目標,現代分析化學需在選擇性、準確度、靈敏度、形態分析等方面作出進一步提升,實現仿生化和智能化。
二、高校分析化學教學內容改革的現狀
1.定量分析的改革現狀
化學的定量分析指的是以定性、結構分析為基礎來測定構成物質相關成分的具體含量,最常用到的有滴定分析、重量分析以及分析數據處理等方法。目前大部分高校還不夠重視定量分析的改革,改革進程十分緩慢。一些高校即使展開了定量分析改革,也僅僅止于內容更新、整合或儀器分析的滲透交叉等方面,無法滿足科學發展的真正需求。
2.儀器分析的改革現狀
環境、生命、材料科學的繁榮與數學、電子學、物理學等的不斷進步給分析化學帶來了新的機遇與挑戰,儀器分析在這樣的背景下應運而生,短時間內便在理論、方法和技術等層面獲得了突飛猛進的發展,并于20世紀80年代被正式納入到分析化學的教學中。近年來許多高校為了促進化學教學的發展開始進行儀器分析改革,然而基礎設備條件的落后、師資水平的不足等給改革造成了巨大困難,使改革難以全面徹底地開展。
3.定性分析的改革現狀
定性分析在高校早期的分析化學教學中便占據了重要地位,是經典化學當中的必備內容。當下的化學定性分析作用與地位在學科相互滲透的時代下被慢慢削弱,其學時日漸減少并被化學儀器所占用,一些高校甚至直接將定性分析劃分到無機化學內容中。
三、改革高校分析化學教學內容的對策
1.轉變教學內容格局
分析化學教學內容同基礎化學有較多重復,屬于基礎化學的延伸,只有重視二者的相互聯系,避免分析化學的獨立講授,才能防止教學資源與時間的不必要浪費。故分析化學的教學需結合基礎化學內容做出合理的精簡,對重復內容進行科學壓縮,鼓勵學生課余對基礎化學的相關內容做好鞏固復習,通過課程關系的平衡協調來提高教學的效率。
2.強化教材內容建設
教材建設是改革化學分析教學內容的必要前提?,F代分析化學的教學要改變傳統的以培養知識豐富、基礎牢固、能力高的人才為宗旨的理念,樹立培養個性化、自主性、創新型人才的教學目標。在建設教材時要結合實際情況,適當增加反映能源、環境、生命等領域發展狀況、成果與前景的內容,讓學生在學科的交叉滲透中體會化學的生活化。
3.正確看待儀器分析
目前高校化學分析的教學改革存在盲目傾向現象,一些高校忽視教學體系完整性而一味縮減化學分析的內容,盲目增加儀器分析比重,學生在未完成掌握基本化學知識、技能的情況下很難準確理解儀器分析的相關理論,這種片面擴充新內容的做法不利于高素質人才的培養。高校分析化學教學內容改革過程中應當立足于人才培養目標,綜合分析現有師資力量與設施條件,在平衡經典分析、現代分析內容的前提下正確認識儀器分析,幫助學生打下牢固的化學分析基礎。
4.積極改良教學方式
傳統的高校分析化學采用的是被動講授教學模式,教學方法十分單一枯燥,學生的能力無法得到良好的訓練。高校分析化學的教學改革要明確教學目標,重視培養學生的實踐能力,在改革時強調學生主體作用的發揮與創新力的激發,將教師角色轉變為引導者,借助剖析教學重難點和創設問題情境來指導學生完成思考討論,充分調動學生的學習熱情,加深學生對分析化學知識的理解。四、討論與建議
綜上所述,改革分析化學教學內容是時展與學科滲透的必然要求,對于高校人才的培養和分析化學教學質量的提升都具有重要的現實意義。目前高校分析化學的教學內容改革中還存在諸多亟待解決的問題,對此需要從轉變內容格局、強化教材建設、改良教學方式、引入有機物分析和正確看待儀器分析等方面采取措施,確保教學內容改革的合理性,從而為社會輸送更多高質量人才。激發學生學習的興趣,提高學生綜合分析和解決問題以及探索知識和創新能力已經成為學習的重要目標。分析化學課程標準更是把綜合分析、問題解決作為考察學生的學習能力的因素之一。分析化學是化學及化工相關專業的課程重要組成部分,是基礎與專業課程的之間的橋梁學科,是化學及化工相關專業必修的重要課程。但是由于其內容廣泛、實用性強,學生普遍反映分析化學內容繁雜,難學難記,難理解,所以學生普遍認為分析化學難學的課程之一。如何將分析化學知識與相關的課程知識結合起來,深入淺出地教給學生,調動學生主動性,是分析化學教師在教學過程中面臨的重要挑戰。
關鍵詞: 分析化學 課程教學 教學方法
分析化學是化學研究中最基礎、最根本的領域之一。分析化學教程在本科教學內容中占有非常重要的地位,是化學化工類專業必修的專業基礎課,也是相關專業(材料、醫學、環境、生物等)的必修基礎課。分析化學的內容多、范圍廣,同時教學內容中又有許多的數學推導過程,因此許多學生對這門課望而生畏。如何在有限的教學時數內,讓學生系統、而又牢固地掌握分析化學的基礎理論是教學的主要任務,本文就自身對分析化學的教學經驗和心得體會做探討,希望對分析化學的教學有所幫助。
一、培養學生的學習興趣
“知之者不如好之者,好之者不如樂之者”,非常形象、生動地說明了興趣在學習中的作用,因此在教學過程中可以從三方面入手,培育學生的學習興趣,調動學生的學習積極性和主動性[1]。首先,在講授各章節時,簡要介紹與分析化學相關的重大事件或重大發現,讓學生了解分析化學這門學科的發展歷程,培養學生的學習興趣。其次,由于分析化學是與現實生活聯系非常密切的一門學科,因此給教學增添了很多素材,在分析化學的課堂教學中可穿插介紹分析化學的應用實例,采用案例引發式教學[2],拓寬學生視野,吸引學生的注意力。第三,在講授新的知識點時,要與以往的知識點相聯系,使學生相對較快地理解和接受新的知識點。從一種學習中學得的學習經驗對其他學習的影響稱為學習遷移,有效的學習遷移遵循學生的認知規律,促進學生心理結構的整合。
二、啟發式教學
根據大綱的要求和教學的內容,采用課堂討論的方式,針對某一知識點巧妙地創設設問情境,提出問題,引導學生想辦法解決,然后教師歸納總結,達到教與學的目的[3]。如在講授常用的氧化還原滴定方法時,在高錳酸鉀法中,往往歸結于“三度一點”,其中“一度”是指酸度,那么應該選什么酸呢?鹽酸、硫酸還是硝酸?讓學生自己分析每種酸的優缺點,鹽酸容易揮發,硝酸是強氧化劑,容易對反應產生干擾,因此一般采用硫酸提供酸性條件。接著在講解重鉻酸鉀法測定全鐵含量,提問為什么要加入硫酸―磷酸混酸,是不是提供酸性條件,通過對比,知道加入混酸的目的在于消除Fe3+黃色的影響和降低Fe3+/Fe2+電對的電極電位。這種提問的方式,讓學生自己探尋答案,這樣學生印象才會深刻,知識才能掌握牢靠。
三、傳統教學手段與現代媒體有機結合
計算機技術的快速發展對社會產生了深遠影響,使社會各方面都發生了很大的變化,傳統一些思維方式、思想觀念正受到了巨大的沖擊。但過多地使用多媒體教學,讓動畫、圖片和文字取代潛心學習的過程,長此以往,學生的思考能力和邏輯思維能力將得不到發展。將傳統的教學手段與現代多媒體信息技術教學手段有機結合起來,充分發揮二者的所長之處,才能夠強化教學效果。
分析化學的公式、計算比較繁多,很多學生在初學分析化學時都會產生畏難情緒而影響對課程的學習,將傳統的教學手段與多媒體教學相結合,既加強了與學生的溝通,鍛煉了學生的思考邏輯能力,又利用多媒體教學的優勢,圖文并茂、動靜結合,把板書無法實現的內容用多媒體體現出來,將抽象的數學問題具體化、動態化,便于學生對知識點的掌握和吸收。
四、重視習題討論與內容總結
在學完每一章后,要重視對內容總結,采用“明確問題―解決方法―應用討論”方式及時、系統地對所學知識點進行歸納總結:明確這一章的主要內容、需要解決的問題、采用的方法、依據的原理、公式的使用條件、得出的結論、有何用處等。首先抓住每章的骨架和輪廓,然后復習具體解決問題的方法、公式的推導,主次明確,條理清楚。這種總結方式使得學習內容變得簡便和清晰,避免“亂”,提高學生的學習興趣。
五、注重教師的教學魅力和人格魅力
上課前對教學內容的充分準備是上好一節課的基礎,但成功上完一節課的關鍵點在于如何組織好課堂,如何創造出良好和諧的教與學的氛圍。分析化學理論教學中概念、公式推導、所涉及的化學反應和理論計算比較多,在教學過程中教師必須具有扎實的專業基礎知識和淵博的知識背景,鉆研教材,廣泛涉獵相關學科的相關知識,能清楚地講解每一個概念、每一個原理、每一步反應,但整體內容比較枯燥。在教學過程中,教師的語言要富有邏輯性、系統性、藝術性,注重與學生之間的互動,以一種平等、相互交流,相互激活的方式生動有趣的組織教學,對一些有價值的知識點展開討論,激勵學生思考、會思考、大膽地提出自己的見解,課堂教學充滿活力,調動學生的學習熱情,培養學生的創新意識[5]。
總之,我們在進行分析化學教學時,著重在課堂上根據學生的特點和不同的教學內容,采用適宜的教學方法,培養學生的學習興趣,調動學生的積極性,提高課堂效率,改善課堂效果,提高分析化學的教學質量。
參考文獻:
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隨著我國高等教育大眾化和學習型社會建設的進一步推進,[1]高等教育的人才培養、科學研究和社會服務三大功能,決定了高等教育必須不斷改革和發展,以滿足國家、社會和個人對高等教育的需求。分析化學一直以來是高等農科類專業的基礎課程?,F行分析化學的教學內容、課程設置、教學方法與手段是否適應學科發展和社會發展的需要?從社會對各類分析測試技術的具體需求,對環境、商檢、藥檢、地礦、質檢等行業的調查,各類滴定分析法、紫外可見光譜法、電位法、紅外光譜法、原子吸收光譜法等社會需求高。[2]我?,F開設了生物科學(師范)、蠶學與生物技術、農業資源與環境專業、環境科學、環境工程、林學、土地資源管理、水文與水資源工程、紡織工程、茶學食品科學與工程、包裝工程、食品質量與安全、動物醫學、草業科學、水產養殖學等二十多個近化學類農科專業。不同的專業對分析化學知識的要求不同、側重也不相同。特別是分析化學作為化學的重要分支,于2世紀9年代,在以人類基因組計劃作為代表的生命科學的激勵下,跨入了以生命分析化學為特征的新紀元。而流動注射分析法、酶、免疫等生化分析法在教學上還是空白。[3]分析化學基礎課所面臨的突出問題是:所涉及的教學內容越來越多,課時數卻越來越少;所涉及的專業越來越多,而開設的分析化學課程教材內容、實驗項目、教學方法和教學要求均相同。這種不考慮學生專業特點,“一刀切”、“一鍋煮”的教學模式,使對分析化學要求高的專業學生“吃不飽”,要求低的專業學生“嚼不爛”,無法滿足當前大學生素質教育的要求。怎樣在有限的課時中,從廣度上介紹分析化學的概念、原理、方法和技術,有利于“向學生展示21世紀分析化學生龍活虎、立體多維的圖像”,(3)同時也能在深度上為社會培養高素質的復合型、創新型人才?“按學科大類招生”目前已經成為我國高校招生發展的一種教育模式,其宗旨是尊重學生個性,促進專業發展,提高教學質量。比如我校的資源環境學院已改革為按環境生態大類招生,在前2年完成環境生態大類課程結構體系中公共課程和基礎課程學習,后2年學院根據國家和社會人才需求情況、學生的學習成績和志愿情況分專業。為此,該學院對學生的培養計劃和課程體系設置做了相應的調整,依據各專業對分析化學的不同要求層次,部分專業必修,部分專業選修。在今后的幾年里,我校的部分學院可能還會有類似的調整和改革。在這種大類招生體系的新形式下,現行的統一的教學模式嚴重打擊了學生的學習積極性和學習興趣,使分析化學的教學目標難以真正實現,從而阻礙了分析化學教學質量的進一步提高,“教師白費力,學生不受益”的尷尬局面屢見不鮮。像我校這種情況,在農林院校和綜合性大學里較為普遍存在。如何針對各個專業對分析化學知識的要求而做到教學的有的放矢?我校為此提出了新的教學模式———分類教學模式。
二、分類教學的可行性
分類教學模式以人本主義、素質教育為理論基礎,以學生學習興趣為前提,強調學生主體性的發揮和培養,通過優化教學過程的各個環節、各個要素,求得最佳教學效果。它的目標是為具有不同的文化基礎、不同的專業學科、不同的職業去向的學生,提供盡可能多的相關知識和能力的準備,以充分發揮學生學習的主觀能動性,最大限度地激發學生的學習潛能。
1.農科類專業對分析化學知識的需求情況。以我校為例,有二十多個專業開設了分析化學課程,從培養目標具備的知識和能力來看,他們的大類專業特征明確,對分析化學的要求各有側重。①環境類。主要培養目標具備環境資源分析與測試、環境污染與防治、環保產品開發、資源利用與保護等知識和能力。對分析化學的要求側重于各類滴定分析法、紫外可見光譜法、電位法、原子吸收光譜法。②醫藥類。生物藥物分析對分析化學有較高要求,側重于各類滴定分析法、紫外可見光譜法、紅外光譜法、氣液相色譜法。③食品類。食品質量與安全與分析化學息息相關,側重于各類滴定分析法、紫外可見光譜法、電位法、氣液相色譜法。④生物類。涉及植物化學保護,動物營養與飼料科學,飼料分析與質量檢測,致病因素分析、檢驗,藥物正確使用與開發,農業生物學,水生生物種質資源及基因資源的保護、發掘與利用研究,水產動物病原診斷,水產動物病害的免疫防治及機理,水產動物營養生理、營養需求與代謝,營養與品質,營養與免疫,營養與環境以及重要經濟水產動物人工全價配合飼料的配方和加工,品質分析,生理生化等,均對分析化學有相應的要求,側重于各類滴定分析法、紫外可見光譜法、電位法、氣液相色譜法、酶、免疫等生化分析法。由此看來,分析化學在各類專業的應用中是廣泛的,但各專業由于分析的對象和要求不同,對分析化學的要求各有側重,依據不同專業要求進行分類教學更能激發學生的學習興趣。
2.分析化學教師團隊的情況。農林院校的分析化學教師,一般都來自于化學專業,專業知識扎實,在教學科研工作中,在學校內部很容易與其他專業融合。在自我素養方面
,通常都在碩博學位進修中,分別于藥物分析、環境化學、食品化學、生物化學領域深入學習和研究,對于分析化學在其他各領域的應用有很深的認識和理解,為分類教學提供了優質的教學支撐。 三、基于大類招生下農科類專業的分析化學課程分類教學的設計思路
1.大類學科分類的劃分。根據農科類各專業人才培養目標,明確各類專業對分析化學的實際需求,科學合理地劃分出大類學科。這需要在教學改革實踐中不斷地深入研究、調整、合理化。
2.教學課程體系的完善。在教學課程體系的構建中,對課程內容進行整合和優化,注重體系完整、簡約實用。通過改革,使教學內容的系統性、社會性、生活性、新穎性更強。在教學內容確定后,組織相關教師編寫新的更為合理的課程教學大綱和教案,并在實踐中不斷修改和完善。
關鍵詞:分析化學 綠色化 阻止污染
一、國內外關于綠色化學與技術的成果綜述
1.美國設立“總統綠色化學挑戰獎”
美國總統克林頓在1995年宣布設立“總統綠色化學挑戰獎”,隨后在1996年他在華盛頓國家科學院頒布了第一屆的獎項。該獎是為了獎勵和表彰在綠色化學領域取得的突出貢獻的科學家。美國化學界已把“化學的綠色化”作為21世紀化學進展的主要目標之一,著力打造綠色化化學新時代。
2.歐洲國家頒布的環境保護政策
德國是歐洲較早的開展環境保護的國家之一,早在1997年底當時的聯邦政府就正式通過了一個名為“為環境而研究”的計劃,這個計劃包括了三大研究主題:區域性環境工程、全球性環境工程和實現可持續發展的經濟及進行環境教育,這一計劃的年度預算高達6億美元,在當時算是一個重大工程,化學工業是其中重要組成部分。英國的綠色化學步伐也緊隨其后,在2000年,一項由當地公司資助的英國綠色化學獎開始頒發,“環境獎”作為年度學術獎是其中一個重要獎項,獎金高達一萬英鎊,用于獎勵那些在工業和化學領域做出卓越貢獻的年輕學者。荷蘭為了推進清潔生產技術,利用稅法這一宏觀調控政策來進行調節,采用清潔能源和污染較少的企業,可以得到政府的補貼,其投資可按一年進行折舊,而通常一般的企業投資的折舊期通常是10年。通過這一政策的調控,荷蘭的環境治理得到很大的成效,世界各國也紛紛根據荷蘭的成功經驗,來制定本國的一些環境方面的政策。
3.日本開展的“新陽光計劃”
20世紀90年代日本政府制定和實施了一項名為“新陽光計劃”,它是由政府牽頭規劃,企業參與,旨在防止全球氣候變暖、重建綠色地球計劃。涉及到的主要內容是能源和環境技術的研究和開發,并且在計劃中首次提出了“簡單化學”的理念,該理念就是未來的化學工業應該做到最大程度的節約能源和資源,同時減少和控制污染物的排放,改進和革新目前的技術水平,改善地球的環境衛生。
4.中國綠色化學的發展歷程
中國科學院早在1995年的時候就組織了一場名為《綠色化學與技術――推進化工生產可持續發展的途徑》的院士咨詢活動,綜合了國內外綠色化學的現狀與發展趨勢進行了廣泛的討論,提出了發展綠色化學與技術、消滅和減少環境污染源的七條建議,并建議國家科技部組織調研,將綠色化學與技術研究工作列入“九五”基礎研究計劃”。1997年由國家自然科學基金委和中國石油化工總公司聯合資助的“九五”重大基礎研究項目《環境友好石油化工催化化學與化學反應工程》也將綠色化學的基礎研究項目作為支持的重要方向之一。此外一些國內院校也紛紛成立了綠色化學研究機構,重點對綠色化學進行深入研究。
二、綠色化學的研究進展和發展動向
隨著綠色化學的研究進一步深入,綠色化學的研究內容主要圍繞到了化學反應、催化劑、原料、溶劑和產品的綠色化方法上面來了。綠色化學已經從根本上在原理和方法上給傳統的化學工業帶來了實質性的變革,這種變革主要圍繞的是設計新化學工藝方法和制造出環境友好型的產品這兩個主要方面,通過使用原子經濟反應、無毒無害原料、催化劑和溶(助)劑等來實現化學工藝的清潔生產,通過加工、使用新的綠色化學品使其對人身健康、社區安全和生態環境無害化。綠色化學取得的進步讓我們更有能力去改變地球的環境,改善人類的健康和環境衛生,為建設整潔美好的新世界做出更大的成績。
三、分析化學的綠色化實踐分析
1.利用多媒體與計算機輔助教學
在多媒體和計算機信息化社會的今天,我們有條件進行計算機仿真化學實驗,讓更多地化學實驗可以通過仿真實驗來完成。這樣就能夠真正減少化學污染物的排放,對于保護自然環境和減少化學實驗污染有重要的意義。具體操作可以是:①在分析實驗之前,老師可以組織學生觀看分析儀器的基本操作和演示實驗的多媒體課件,使學生對實驗內容和原理有一個直觀的了解和認識。②讓學生了解模擬實驗中可能產生的違規和錯誤操作的后果,從而可以有效防止錯誤的產生,從而大大減少實驗損失。同時,計算機模擬仿真技術還可以解決一些中間實驗現象不明顯、危險性大或難以正常操作條件的實驗,從而在保護環境的同時取得良好的實驗教學效果。因此綜上所述,多媒體與計算機輔助實驗,可以很好的解決化學實驗材料日益緊張的局面,同時也有利于減少化學實驗的盲目性,這對于減少化學實驗污染有著及其重要的實踐意義。
2.提前做好實驗安排,優化實驗內容
①當前化學實驗中存在的一些毒性較大的藥品實驗,在不影響學生的操作能力和知識的情況下,可以用毒副作用較小的其他實驗代替或者直接取消。②如果不得不進行有害物質的實驗的情況下,應該設法改進實驗方案,以達到減少或消除污染的目的。例如,在酸堿標準溶液的配置和濃度的比較實驗中,若采用揮發性大的濃鹽酸,必然造成大量的酸霧產生污染空氣,而事實上如果改用6mol /L的鹽酸,此項污染則會大幅度降低。再如,在雙氧水中測定過氧化氫含量的實驗中,我們通過改用濃度為3 %的雙氧水代替以前實驗用的濃度為30 %的雙氧水時,就不會產生污染了。同時,另一方面,采
用一些最新的實驗方法也可以極大的消除污染。例如,加入掩蔽劑在分析一些成分復雜的樣品時是一個常規的實驗方法,但是掩蔽劑大多數是有害的。目前通過儀器掩蔽方法導數分光光度法和雙波長分光光度法,則可以做到不加掩蔽劑而消除干擾直接測定的結果。
3.推行微型分析化學實驗
微型化學實驗因具有減少環境污染、減少試劑用量從而節省實驗開支、節省學時的優點而被普遍認同,目前是國內外日益廣泛采用的一種化學實驗方法,最近幾年,通過總結教育工作者對分析化學微型滴定實驗的數據表明,微型滴定分析實驗結果是準確可靠,且實際可行,能夠節約80%以上的試劑。這對使用有毒試劑的實驗,如重鉻酸鉀的實驗而言,可顯著減少其對環境的污染;另外,微型實驗較常規滴定分析需要更加細致的操作,從而對學生的實驗水平有更高的要求和更嚴格的規范。由此可見,微型分析化學實驗的推行在切實減少環境污染的同時,也無形之中提高了學生的實驗水平。
4.消除污染物的直接排放
在分析化學實驗中,排放最多的往往是廢液,這些廢液有嚴重的危害,有的甚至是劇毒物和致癌物。實驗后,由于沒有養成良好的實驗習慣,學生往往會把實驗后產生的剩余的試劑直接倒入下水道中,造成水體和環境的嚴重污染。這種行為應該被及時糾正。在每次分析化學實驗后,不要急于離開,而應該讓學生養成將廢液進行處理后再利用或排放的良好習慣。這樣既減少了環境污染,又培養了學生保護環境的意識以及綜合解決環境污染問題的能力。例如,可以將酸堿標準溶液的配置和濃度的比較實驗中剩余的酸和堿進行中和至PH=7,然后再進行排放等等。
四、結論
分析化學是一門以實驗為基礎的自然科學,它是與環境息息相關的。通過理論和實踐表明,在分析化學實驗中強調綠色化學的概念,可以極大的減少分析化學實驗對周圍環境的污染,同時也有利于節約實驗成本,真正做到人與自然環境的和諧共處。
參考文獻:
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關鍵詞:分析化學;教學改革;素質教育
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)09-0186-02
分析化學作為一門不斷涌現新方法、新技術的學科是化學類學生及相關專業學生的重要基礎課程。它包括經典的化學分析和儀器分析兩部分。不同的專業特點教學大綱不同,我?;瘜W、藥學、檢驗專業講授化學分析和儀器分析,70學時;而食品等專業只講授定量分析這一部分。隨著教學體制改革的不斷實施,基礎課授課時數被壓縮,老的教學大綱和教學內容也要進行改革才能適應新形勢下的各種挑戰。因此,分析化學課程體系和教學內容應該進行全方位的改革與更新。為了保證教學質量,學校要求教師花大力氣探索新的教學方法,以便適應教育教學改革的新形勢,完成教學任務,為培養實用型的專業人才打好基礎。我通過和同事之間探討,和學生之間的交流在教學中不斷總結經驗,目的是在不斷縮減的教學學時內,讓學生既能系統、牢固地掌握分析化學的基礎理論,又能了解到儀器分析的前沿知識。本文針對我校分析化學的特點從教學內容和教學方法兩方面進行了一些改革探索。
一、關于教學內容的改革
1.精講化學分析,增加儀器分析。我們學校用的不同版本分析化學教材中四大滴定法普遍占了相當大的比例,但這些內容在原理和內容上都和無機及中學化學的內容存在共性,尤其是酸堿滴定的基礎知識。因此,我們將一些重復的如四大平衡部分與無機化學重復知識合并歸納,精講滴定分析內容,增加更多新興的、熱門的儀器分析方法、技術和前沿性的發展狀況,比如給學生演示大型儀器室如瓦里安的熒光分光光度儀,告訴他們這種儀器能測定到人體細胞里的微量金屬元素,數量級達到10~20,讓學生能親身感受到大型儀器的高靈敏度和高精密度,為后續課程的學習打下堅實的基礎,也使分析化學課程的知識結構更加趨于合理。
2.不同專業,側重點不同。根據不同的專業特點及時調整教學內容。對于藥學的學生,教學內容上要多點“藥”味,如滴定的一般流程,包括中藥如何取樣,藥物樣品的分解應怎樣選擇合適的溶劑,測定結果的誤差如何評價等要重點講解;對于化學師范的學生應把重點放培養他們的分析化學專業術語語言表達的精準性,如能聯系物質的結構準確解釋酚酞指示劑為什么會隨著溶液的pH的變化而發生顏色的變化,強化一些基本實驗儀器如容量瓶、移液管等的正確使用方法,要求在實驗報告中把每一個實驗現象分析得清楚透徹;對于應用化學、化工和食品專業的學生,除了強調基礎知識外,還要特別重視應用,通過一些日常生活中案例的分析:如化妝品中重金屬含量的測定,水的總硬度的測定等,以強化專業使命感,培養專業學習的興趣,提高解決問題的能力,培養適應社會需要的人才。
3.根據就業方向和用人單位要求調整教學內容。學院每年都組織專業課教師對已畢業的學生的就業方向和就業動態進行統計和分析,及時和已經畢業的學生和一些生產部門聯系,了解生產第一線對專業的要求,以便對教學內容不斷進行調整、補充、改革。達到學生學的知識為生產科研服務,為社會服務,成為真正社會需求的人才。由于不斷地努力,我們學院學生的就業率在不斷地提高中。
二、關于教學方法的改革
1.啟發式思維,培養動手能力。由于教學內容的合并分析化學的化學分析和儀器分析兩部分內容安排在一學期學完,學生要掌握的知識點很多,一部分同學隨著化學分析向儀器分析的過渡,儀器分析較多的是掌握儀器的原理結構等,內容枯燥,而大多數儀器學生從沒有見過,沒有感性認識,在學習中找不到樂趣,成績也很不理想。人的認識不是外界刺激直接給予的,而是外界刺激與人的內部心理過程相互作用產生的,因此采用互動式教學,通過提問,如紫外可見分光光度計和熒光分光光度計的區別,讓學生既學了熒光分光光度計的知識又鞏固了紫外可見分光光度計的知識,充分體現教師為主導、學生為主體的教學思想,引導學生提高學習的主動性,讓學生帶著問題學習,使學習過程變得有挑戰性,從而提高學生的學習興趣,受到了學生的普遍歡迎與好評。還可以通過開放式實驗室的方法,開出若干個不同專業,不同方向的實驗室,尤其是大型儀器室,供學生課后自由選擇,讓學生自己動手獨立完成實驗內容,提高理論學習的興趣。同時,在完成分析化學實驗的同時,將教師的科研方向、科研課題和科研成果介紹給學生,鼓勵學生在教師的指導下積極參與科研實踐,不僅給學生提供了一個理論聯系實際的平臺,又能使所學知識得到鞏固和應用,培養學生的綜合能力和初步的科研素質。
隨著高校的不斷擴招,高校對教師數量的需求也日益增多,因此,學校的各個專業增加了許多年輕的授課教師,這些教師學歷高、有熱情,但授課經驗不足,對分許化學這門學科的理解不夠深刻,所以在授課過程中的方式有所欠缺。再加上學生在分析化學的基礎各有不同,接受知識的能力有好有壞,也導致了學習效果不盡人意。
2將分析化學課程教學改革進行到底
在實際教學中,要圍繞高等教育的要求,結合分析化學課程的自身特點,結合以上所提到的主要問題,對分析化學教學進行改革。
2.1更新當前的教學理念
當前社會的發展要求高校培養出更多具有創新能力和動手能力強的高素質人才,這也對當前高校的教育提出了更高的要求。作為應用型高校和應用型專業來看,我們主要的目標就是以學生為主體,教師為主導,培養學生的創新能力和動手實踐能力。改變以往分析化學課程中過分強調理論知識地傳授,學生被動接受教師所傳達的知識點。這樣的教學,學生對分析化學無法深刻理解。新的教學理念應當淡化傳統教學教育的功利性,堅持以學生為本,鼓勵學生參與到課堂學習和實踐活動中來,提高學生學習分析化學的積極性和主動性,并將學習過程中所遇到的問題,積極向教師反饋,增加教師與學生之間的互動,建立起和諧的師生關系。這樣的教育理念更需要教師提高自身教育理論水平和綜合修養。
2.2構建合適的多層次教學模式
分析化學在不同院校中有是許多不同專業的基礎課,教學課程設置應體現出專業的層次性。根據高層次應用型人才的培養目標和分析化學課程的自身特點,課程教學更加需要體現其實用性。在保持完整的知識體系狀態下,明確分析化學的各個知識點,加強與專業的相關性和在不同學科中的應用。在實踐實驗中,更要將實驗和理論教學結合起來。在價錢分析化學實驗的要求技能基礎上,適當減少驗證性和純品分析的實驗,增加實際、復雜樣品的分析實驗。針對不同的實驗,開始數量不等的專項實驗課程。
2.3注重應用,創新教學方式
注重學科應用是現代應用型高校對人才培養的本質要求,將教師講授的知識點與自學相結合,采用豐富多樣的教學方式,抓好課堂上的教學,確保分析化學的講授效果。采用現代數字化媒體授課方式和板書相結合的方式進行常規教學,通過數字化媒體向學生展示大量圖片和一些較難公式的推導過程,使學生一目了然,增加學生對課程的興趣,使學生更容易理解和掌握。在較容易的內容講授時,可采用課前給學生提出課堂自學提綱,培養學生的自學能力,并在提綱中引入提問引導學生自我學習,并檢查學生自學的效果,逐漸改變學生一味只在課堂上聽講、學知識的方式。
3分析化學課程改革期望效果
通過以上的方式進行對分析化學課程教學的改革,學生的主動學習方式、教師教學理念和方式的提升,必定將會得到較為可觀的突出效果。通過以上的問題分析和改革方向,學生通過教師對相關化學崗位人才的介紹和能力要求,提升了學生學習分析化學課程的積極性和主動性,分析化學課程的教學效果得到明顯提高。學生學習分析化學有了適合的方式方法,相關專業如制藥工程專業、化學工程、應用化學、食品工程等專業的就業率將會大大提升,成為相關行業的人才成為了每一個畢業生的目標。
在藥學專業的教育中,分析化學的理論知識和實驗技能在藥物分析、天然藥物化學、藥物化學、藥劑學等都有廣泛而重要的應用。分析化學的教學旨在讓學生掌握基本的理論和方法,建立基本的定量和定性觀念,熟練地進行滴定分析操作,掌握常用儀器的操作方法,為后續課程的學習打下堅實的基礎?,F代儀器分析迅速發展,不斷豐富分析化學的學科內容,也使分析水平得到了巨大提高。各種光譜和色譜技術層出不窮,滿足更多復雜樣品的分析需要。因此,在教學內容選擇上,應該將基礎理論和基本概念教學與分析化學前沿相結合。分析化學涉及理論十分廣泛,從經典化學分析法到現代儀器分析法,但是課時有限,并且結合專業需要,我們要對教學內容有所取舍,突出重點。在經典化學分析的教學中,做到講清基本理論,讓學生掌握滴定分析的基本原理和基本概念,各種滴定方法在講授時突出特點,講出特色,不拖泥帶水。
現代分析中,隨著儀器分析的迅速發展,應用日益廣泛,并且在很多藥物的質量控制、工藝設計、生產研究中大量使用。中國藥典2010版比2005版進一步擴大了新技術的應用,除了在附錄中擴大收載成熟的新技術方法外,正文品種中進一步擴大了對新技術的應用,藥典化學品種采用了分離效能更高的離子色譜法和毛細管電泳法,紅外光譜在原料藥和制劑鑒定中的應用進一步擴大,氣相色譜法全面用于溶劑殘留檢查,總有機碳測定法用于注射用水的質量控制中,含量測定中僅HPLC這一種方法,藥典一部中采用的品種從505種增加到1138種,藥典二部中從359種增加到694種,由此可見儀器分析方法在藥學學科學習中的重要性。我們在教學中,學時適當向儀器分析部分轉移。在制訂2014版人才培養方案時,充分考慮到儀器分析方法的重要性,我院在開設分析化學課程的基礎上,在后續學期開設儀器分析作為選修課,進一步夯實學生的理論和實驗基礎。該部分內容作為很多學??佳械谋乜純热?,為以后學生的考研復習也提供了巨大幫助。
2結合學科特點,改進教學手段與方法
當前,科技的發展速度令人驚嘆,這就需要提高課堂效率,在授課時將傳統課堂教學與多媒體課件教學相結合,大大增加了課堂上傳授知識的信息量,而且使內容準確生動,便于理解。分析化學教學中一些公式推導、計算等采用傳統板書教學;一些比較抽象的概念、理論,如滴定分析中的滴定曲線,儀器分析中的儀器結構、基本原理,色譜中的塔板理論等,僅通過課堂講解學生很難建立起正確的認識,如果通過多媒體課件以圖形、動畫等形式向學生提供各種知識信息,將枯燥的知識變得生動有趣,有助于學生從感性認識上升為理性認識,更好的理解和掌握所學內容。
3強化學生實驗技能,培養應用型人才
針對專業特點和學科要求,我們提出培養應用型綜合人才的培養目標,加強學生動手能力和嚴謹科研作風的培養。分析化學是一門實踐性很強的課程,對學生的實驗技能要求比較高,要求學生熟練基本操作、掌握基本方法、嘗試科學研究。我們根據人才培養方案和課程教學大綱學時設計開設了各種實驗以培養學生的實驗技能。在化學分析部分,開設酸堿滴定、配位滴定的實驗項目,讓學生掌握滴定管的正確使用,熟悉實驗條件的選擇,能準確控制滴定終點,能對滴定結果進行相應運算,建立起定量的思維方式,通過這些最基本的實驗技能訓練,使學生對分析化學的知識能夠融會貫通;在儀器分析部分,結合儀器分析的特點,采用小班上課,實驗人數控制在每組8-12人,教師先講解儀器操作方法,在短時間示范實驗操作后,讓每位學生都能夠親自動手操作儀器。在實驗過程中,教師不斷提出問題讓學生思考如何解決,將課堂所學理論知識真正與實踐相聯系,用于解決實際問題。在實驗項目的選擇上,我們結合專業特點,增設一些實用性較強的新實驗,減少驗證性實驗,增設綜合性、設計性實驗,如碘量法測定維生素C含量、紫外法測定維生素B12的含量、高效液相色譜法測定蛇床子中蛇床子素含量等,讓學生在實驗中了解藥物質量控制的重要性,激發學生去學習鑒定假藥或劣藥的分析方法。
4改革考核制度