非化學(xué)專業(yè)課程下分析化學(xué)論文

時(shí)間:2022-08-06 10:38:49

導(dǎo)語:非化學(xué)專業(yè)課程下分析化學(xué)論文一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

非化學(xué)專業(yè)課程下分析化學(xué)論文

1“分析化學(xué)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀

1.1特殊的教學(xué)對(duì)象

1)目前多數(shù)學(xué)生是獨(dú)生子女,自我為中心的意識(shí)很強(qiáng),他們渴望成功卻又缺乏吃苦耐勞的精神,心里想學(xué)習(xí)卻又不具備自我約束的能力;2)基礎(chǔ)課程的上課方式多為同專業(yè)、甚至是不同專業(yè)的多個(gè)班級(jí)的合班課,學(xué)生人數(shù)較多,化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)層次不齊,任課教師在課堂上很難做到照顧每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,再加上學(xué)時(shí)數(shù)的壓縮,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果直接面臨一些困惑和難題:聽課效果不好、抄作業(yè)現(xiàn)象常有發(fā)生、考試結(jié)果不盡如人意、無法與后續(xù)專業(yè)課程銜接等等;3)非化學(xué)專業(yè)學(xué)生對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)較被動(dòng),創(chuàng)新的主動(dòng)性與積極性不強(qiáng)[3].以某高校園藝專業(yè)為例,在大一學(xué)年的第二學(xué)期,“分析化學(xué)”課程往往與英語及一些專業(yè)課程同時(shí)開課,相比而言,分析化學(xué)知識(shí)零碎,各類公式多,且抽象、難以理解,學(xué)生學(xué)習(xí)起來有枯燥無味之感,普遍反應(yīng)記不住,因而缺乏興趣,積極主動(dòng)性不高,甚至出現(xiàn)畏懼心理;同時(shí)“重專業(yè)知識(shí),輕基礎(chǔ)知識(shí)”的現(xiàn)象也普遍存在.因此如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課的興趣與主動(dòng)性,最大程度地發(fā)揮他們的潛能,是擺在大學(xué)基礎(chǔ)課教師面前的一個(gè)新課題.

1.2繁雜的課程內(nèi)容

“分析化學(xué)”學(xué)科在整個(gè)學(xué)習(xí)階段起著承上啟下的作用.它由一系列分析方法所構(gòu)成,主要包括化學(xué)分析法和儀器分析法,經(jīng)典的化學(xué)分析法又可分為重量分析法和滴定分析法;儀器分析法主要有光學(xué)分析法、電化學(xué)分析法、色譜分析法等等,其中每一種分析方法因響應(yīng)信號(hào)機(jī)制不同還可進(jìn)一步細(xì)分.不同的分析方法具有不同的原理、條件、儀器、特點(diǎn)和適用范圍等,既相互聯(lián)系又各自成體系,涉及的知識(shí)很廣,并且還在以日新月異的速度向前發(fā)展,各種新理論、新方法和新技術(shù)層出不窮.因此在這樣的大背景下,如何在“分析化學(xué)”學(xué)科的教學(xué)中營(yíng)造一種活躍思維、主動(dòng)學(xué)習(xí)、充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位的氛圍,真正地提高課堂的教學(xué)效率,是每一位承擔(dān)這門課程的教師值得思考和探討的問題.

1.3機(jī)械的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面,簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多,綜合設(shè)計(jì)的研究性實(shí)驗(yàn)較少[4],實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能及時(shí)反映分析化學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀與相關(guān)學(xué)科間的滲透交叉,并且多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是在教師的“精心安排”下進(jìn)行“照方抓藥”,學(xué)生只需按部就班地跟著教材走就能完成實(shí)驗(yàn),獨(dú)立思考的機(jī)會(huì)不多,嚴(yán)重缺乏在方案設(shè)計(jì)、樣品前處理及數(shù)據(jù)處理等方面的創(chuàng)造性鍛煉.在實(shí)驗(yàn)授課方面,多數(shù)實(shí)驗(yàn)課程仍采用傳統(tǒng)的“教師先講解原理———學(xué)生接受,然后動(dòng)手實(shí)驗(yàn)”的模式.教師“傾囊相授”,希望將所有的知識(shí)點(diǎn)都傳授于學(xué)生,但與教師的教學(xué)熱情相反,學(xué)生的積極性卻往往不高,無動(dòng)于衷,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解與設(shè)計(jì)基本依賴于教師的講解,缺乏對(duì)未知知識(shí)的探求精神以及獨(dú)立進(jìn)行實(shí)踐操作的能力.在實(shí)驗(yàn)操作方面,對(duì)于移液、稱量等基本操作,雖然教師已詳細(xì)講解并演示,學(xué)生操作仍不規(guī)范,如在減量法稱量時(shí)直接用手接觸稱量瓶,未用紙條和紙片;滴定時(shí)不注意觀察標(biāo)準(zhǔn)溶液滴落點(diǎn)周圍的顏色變化,卻不時(shí)地抬頭觀察滴定管的讀數(shù);未進(jìn)行半滴操作等.還有一些儀器較為精密、貴重,數(shù)量偏少,不能保證每個(gè)學(xué)生都能掌握所有實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),再加上操作步驟較多,一些學(xué)生怕操作不當(dāng)?shù)貌坏嚼硐氲臄?shù)據(jù),只簡(jiǎn)單做一些輔助的配合工作,甚至站在旁邊“冷眼觀看”,基本上是學(xué)無所獲.綜上所述,不難看出,目前“分析化學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)比較機(jī)械.所以,如何建立新型的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系,采用新穎的教學(xué)方法,賦予學(xué)生更廣闊、更自主的學(xué)習(xí)空間,使學(xué)生在知識(shí)和能力上獲得雙豐收,是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn).

1.4單一的評(píng)價(jià)方式

多年來,“分析化學(xué)”課程的考核方式為期末閉卷考試這種單一的考核形式,課程最終成績(jī)?yōu)槠谀┛荚嚨木砻娉煽?jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和平時(shí)成績(jī)加權(quán)后的總評(píng)成績(jī).成績(jī)高的學(xué)生可能是“臨時(shí)抱佛腳”即考前幾天突擊復(fù)習(xí)的結(jié)果.這種考核方式雖然能較好地考察學(xué)生對(duì)“分析化學(xué)”課程基礎(chǔ)知識(shí)的儲(chǔ)備情況,卻不能很好地反映出他們綜合分析問題、解決問題的能力.因此,要使學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合運(yùn)用知識(shí)能力得到真正的提高,必須要建立一套科學(xué)的評(píng)價(jià)方式.

2“分析化學(xué)”課程教學(xué)改革的主要措施

2.1激發(fā)學(xué)生興趣

美國(guó)教育家杜威指出:教育不是一件“告訴”和“被告訴”的事情,而是一個(gè)主動(dòng)建設(shè)的過程.因此,在教學(xué)過程中應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣.為此,可采取在傳統(tǒng)授課方式的基礎(chǔ)上,增加圖片、動(dòng)畫效果、視頻等多樣化的多媒體內(nèi)容幫助學(xué)生理解晦澀難懂的理論內(nèi)容,并注重與相關(guān)學(xué)科之間的銜接與聯(lián)系,適時(shí)地把一些化學(xué)史、應(yīng)用實(shí)例或社會(huì)熱點(diǎn)問題引入課堂,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論源于實(shí)踐,又能指導(dǎo)實(shí)踐.對(duì)于食品類專業(yè)的學(xué)生,在講解色譜分析法時(shí),可介紹2008年我國(guó)發(fā)生的非法添加三聚氰胺的毒奶粉事件,進(jìn)而向?qū)W生提出可用高效液相色譜法測(cè)定飼料和植物蛋白粉中的三聚氰胺,此外還可介紹引起社會(huì)廣泛關(guān)注的二噁英、蘇丹紅、瘦肉精等食品安全事件及奧運(yùn)會(huì)期間興奮劑的檢測(cè);針對(duì)生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生,在介紹緒論“分析化學(xué)”課程的重要性及應(yīng)用性時(shí),如果只是泛泛地說分析化學(xué)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著非常重要的作用,學(xué)生其實(shí)并沒有深刻的體會(huì),這時(shí)可列舉在生物大分子研究領(lǐng)域做出重大貢獻(xiàn)而獲得2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的三位分析化學(xué)家約翰•芬恩、田中耕一和庫(kù)爾特•維特里希,緊接著介紹分析化學(xué)在他們熟知的領(lǐng)域,如基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)中發(fā)揮的重要作用.這種講授方法不但會(huì)使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到“分析化學(xué)”課程在其所學(xué)專業(yè)的重要地位和作用,而且還能開拓他們的視野,最大程度地激發(fā)他們的求知欲和創(chuàng)新性,進(jìn)而參與到分析化學(xué)的科研工作中來.另一方面,還應(yīng)在現(xiàn)代教學(xué)理論的指導(dǎo)下,以“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體,并凸顯主體”為研究突破口,發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性,把教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”統(tǒng)一起來,探索以學(xué)生為主體的教學(xué)模式,改變現(xiàn)在普遍存在的學(xué)生學(xué)得枯燥,教師教得艱難,大家都感到無所適從的局面,以達(dá)到在教學(xué)過程中,學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人,“快樂學(xué)習(xí)”、“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”,最終達(dá)到提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo).例如,在教學(xué)實(shí)踐中可采取學(xué)生參與的方式,先由教師提出分析任務(wù),如水環(huán)境中As含量的測(cè)定、重要藥物溶菌酶的測(cè)定[5]等,學(xué)生依據(jù)興趣自由分組,先完成綜述小論文,再由教師指導(dǎo)討論各種分析方法的優(yōu)缺點(diǎn).這樣,學(xué)生先是對(duì)這些分析任務(wù)產(chǎn)生濃厚興趣,水環(huán)境中As的含量究竟是多少?國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的含量是多少?經(jīng)常飲用超標(biāo)水,會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厝?、畜產(chǎn)生怎樣的不良后果?在此基礎(chǔ)上,深刻認(rèn)識(shí)到準(zhǔn)確測(cè)定的重要性.通過查閱文獻(xiàn)資料,了解到As的測(cè)定方法有滴定分析法、原子吸收光度法、電分析方法及紫外-可見吸收光譜法等,最后根據(jù)環(huán)境水樣中As的含量范圍及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器資源,確定選用紫外-可見分光光度法.在此過程中,學(xué)生可將課堂中學(xué)到的分析方法的評(píng)價(jià)指標(biāo)及各種分析方法的原理用于解決實(shí)際問題,逐步形成為達(dá)到分析目的而應(yīng)采取的分析化學(xué)專業(yè)思維的方式和方法.

2.2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

“分析化學(xué)”課程教材難度大、內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少,因此,教學(xué)改革首先要以優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容為核心,重點(diǎn)突出專業(yè)性和實(shí)用性:

1)對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化和精簡(jiǎn),壓縮同其他基礎(chǔ)課程中相同或相近的內(nèi)容,如氫離子濃度的計(jì)算等,這些在普通化學(xué)部分章節(jié)已經(jīng)提到,可略講甚至不講,讓學(xué)生自己去復(fù)習(xí).

2)對(duì)于相似的知識(shí)點(diǎn),應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生歸納、比較和觸類旁通的能力.在滴定分析法中,可精講酸堿滴定法,包括滴定分析法的共性(基本原理、滴定曲線、突躍范圍及影響因素、指示劑、終點(diǎn)誤差和應(yīng)用等),然后通過對(duì)比和歸納手段,講解配位滴定法和氧化還原滴定法;在講授紫外-可見分光光度法時(shí),可以給學(xué)生列舉蛋白質(zhì)含量測(cè)定的光度方法,如考馬斯亮藍(lán)染色法、雙縮脲法(Biuret法),并將這些方法和之前學(xué)習(xí)的凱式定氮法相比較,使學(xué)生了解各種方法的優(yōu)缺點(diǎn).通過這樣前后知識(shí)的貫通融合,達(dá)到了以點(diǎn)帶面、以小見大、觸類旁通的作用,不但大大節(jié)約了課時(shí),也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.

3)對(duì)于儀器分析內(nèi)容,應(yīng)把握教學(xué)重點(diǎn),理清知識(shí)主線,突出方法間的聯(lián)系與區(qū)別[6].儀器分析的主要內(nèi)容實(shí)際上就是響應(yīng)信號(hào)與被測(cè)物性質(zhì)(與結(jié)構(gòu)有關(guān))、濃度之間的關(guān)系,教師應(yīng)讓學(xué)生徹底理解并掌握“利用峰位置可進(jìn)行定性分析,峰高或峰面積可進(jìn)行定量分析”這一基本規(guī)律.在三大類分析中(包括光譜分析、電分析和色譜分析),利用各自的峰位置可推斷被測(cè)物的結(jié)構(gòu)信息,而峰面積或峰高則可以反映被測(cè)物的含量或濃度信息.這種講授方法會(huì)使學(xué)生對(duì)儀器分析知識(shí)有一整體性的認(rèn)識(shí),在此基礎(chǔ)上再對(duì)不同方法進(jìn)行比較.這樣不僅可以收到較好的教學(xué)效果,還能幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)知識(shí)的方法,最終達(dá)到雙贏的目的.

4)將學(xué)科的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)引入課堂教學(xué).徐光憲院士指出,應(yīng)把21世紀(jì)分析化學(xué)生龍活虎、立體多維的形象展示給學(xué)生,引起學(xué)生對(duì)該課程的極大興趣.因此在實(shí)際教學(xué)中,應(yīng)結(jié)合課程進(jìn)度,適度地把學(xué)科最前沿的知識(shí)和最新的研究動(dòng)態(tài)介紹給學(xué)生,注重知識(shí)面的補(bǔ)充和延伸.例如,在講解分光光度法時(shí),可引進(jìn)現(xiàn)今發(fā)展最為迅速的碳納米材料.碳材料的基本組成元素雖然相同,但由于這些元素的空間排布不同繼而可形成不同的形態(tài),有零維的碳點(diǎn)、一維的碳納米管、二維的石墨烯等,不同的碳材料在紫外-可見光區(qū)域有不同的吸收峰,根據(jù)吸收峰(尤其是最大吸收波長(zhǎng))的位置可進(jìn)行定性分析,區(qū)分不同的碳材料,根據(jù)吸光度的大小可進(jìn)行定量分析,確定碳材料的濃度或含量.同時(shí)可利用透射電鏡、原子力顯微鏡等進(jìn)一步確定碳材料內(nèi)部的精確結(jié)構(gòu),用共聚焦顯微成像儀可觀察其在細(xì)胞內(nèi)的成像情況,為將其進(jìn)一步應(yīng)用在重大疾病的診斷和治療方面提供理論依據(jù).另外,對(duì)于現(xiàn)代分析化學(xué)中單細(xì)胞實(shí)時(shí)分析、單分子檢測(cè)等前沿技術(shù),可以專題的形式介紹給學(xué)生.最后,還可以讓學(xué)生通過圖書館的網(wǎng)絡(luò)資源(如中文的CNKI和英文的WebofScience)追蹤相關(guān)領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài),這樣不僅為課堂注入了新鮮血液,而且能激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)的興趣,有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

2.3強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

“分析化學(xué)”是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)教學(xué)起著課堂教學(xué)不可替代的特殊作用,它不僅能使學(xué)生驗(yàn)證和鞏固理論知識(shí),而且能培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問題的能力,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.因此,如何使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效率最大化,用“心”體會(huì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,一直是“分析化學(xué)”教育工作者長(zhǎng)期以來不斷追求的目標(biāo).最近幾年,有關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革如火如荼,筆者所在的學(xué)校也積極響應(yīng)號(hào)召,針對(duì)“分析化學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革.

1)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上,保留具有代表性的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),通過這些實(shí)驗(yàn)的練習(xí),使學(xué)生規(guī)范地掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的分析方法和操作要領(lǐng).除此之外,增加一些與實(shí)際生活有緊密聯(lián)系的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),內(nèi)容的選擇注重各專業(yè)的通用性,如食醋中總酸度的測(cè)定、日用衛(wèi)生紙中熒光增白劑的檢測(cè),并讓學(xué)生自行提供樣品.這些實(shí)驗(yàn)很好地鍛煉了學(xué)生在文獻(xiàn)檢索、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、樣品前處理、儀器操作及用計(jì)算機(jī)軟件處理數(shù)據(jù)等方面的能力,大大地提高了學(xué)生的參與感和成就感,全方位地培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng).

2)在實(shí)驗(yàn)講授和學(xué)生的操作訓(xùn)練方面,摒棄教師“一切包辦”的理念和“老師講,學(xué)生聽”的單一模式.對(duì)于分析天平、滴定管等常規(guī)儀器,在課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上,教師對(duì)每一項(xiàng)基本操作技能(包括操作規(guī)范、操作要點(diǎn)和技巧、注意事項(xiàng)及影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素等)邊講邊示范,讓學(xué)生先在感官上對(duì)基本操作技能有初步的印象,然后再通過大量的獨(dú)立操作練習(xí)得以強(qiáng)化;對(duì)于一些涉及到精密貴重儀器的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,可采用“虛擬實(shí)驗(yàn)”的方式,通過圖片、視頻等多媒體仿真動(dòng)畫教學(xué),將儀器工作原理和實(shí)驗(yàn)過程通過三維虛擬動(dòng)畫的模式直觀展現(xiàn)出來,教師要適時(shí)地對(duì)操作中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行講解與引導(dǎo),盡可能提示操作可能出錯(cuò)的地方以及出錯(cuò)所導(dǎo)致的不良結(jié)果,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),減少實(shí)驗(yàn)中由于操作不當(dāng)?shù)仍斐傻牟槐匾膿p失和浪費(fèi).

2.4科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)

要培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的多元化創(chuàng)新人才,必須要有科學(xué)的評(píng)價(jià)方式.基于此,要改變以“考試分?jǐn)?shù)論英雄”的做法,強(qiáng)化對(duì)學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)能力的評(píng)價(jià),構(gòu)建多元評(píng)價(jià)體系.筆者在授課過程中均采用結(jié)構(gòu)評(píng)分來組成課程的總成績(jī),即總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)(10%)+實(shí)驗(yàn)成績(jī)(30%)+期末考試成績(jī)(60%)綜合考察學(xué)生學(xué)習(xí)情況,其中平時(shí)成績(jī)改變以往所用的點(diǎn)名或簽到次數(shù)計(jì)算的方式,而是通過對(duì)學(xué)生在課前預(yù)習(xí)、隨堂練習(xí)、課堂討論及課后復(fù)習(xí)的總體表現(xiàn)來確定;實(shí)驗(yàn)成績(jī)采用綜合評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),包括預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、紀(jì)律清潔四部分,學(xué)生編造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果的不良風(fēng)氣得以糾正.實(shí)踐證明,這種成績(jī)?cè)u(píng)定方式有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情,真實(shí)地反映了學(xué)生對(duì)“分析化學(xué)”課程“三基”知識(shí)的掌握情況,最終達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的.

3結(jié)語

作為高校非化學(xué)專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課程,“分析化學(xué)”課程的教學(xué)面臨一些問題和挑戰(zhàn),為了提高教學(xué)質(zhì)量,更好地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,在教學(xué)過程中,一方面應(yīng)遵循“以人為本”的教育理念,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性;另一方面還應(yīng)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,把握教學(xué)重點(diǎn),結(jié)合學(xué)科前沿及時(shí)擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容,并提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率.當(dāng)然,“分析化學(xué)”課程的教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程,不可能一蹴而就,高等學(xué)校要不斷探索符合實(shí)際的教學(xué)模式和方法,并需要教師堅(jiān)持不懈地提高自身的知識(shí)容量和教學(xué)能力,方能培養(yǎng)出全面發(fā)展、能力突出的創(chuàng)新性人才.

作者:王冬梅陳時(shí)洪工作單位:西南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院