高校分析化學課程教學改革分析

時間:2022-03-31 05:17:15

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高校分析化學課程教學改革分析

1改革理論教學

分析化學是化學專業學生的四大基礎課程之一,分析化學基本理論的學習是分析化學課程的基石,也為分析化學實驗的教學提供理論指導。但目前獨立學院分析化學理論課的教學存在一些問題,例如:(1)教學內容多但課時少,學生很難在有限的課時內掌握分析化學的全部基礎理論;(2)教學模式上仍然主要采用“老師教學生學”的模式,學生缺乏自主學習的意識和能力;(3)教學方法上雖然大部分學校都采用了多媒體教學,但很多多媒體課件僅僅是將書本的內容搬到屏幕上,仍然無法充分調動學生的學習興趣[2]。鑒于此,我們從教學內容,教學模式和教學方法三個方面對獨立學院分析化學的理論教學進行了改革。

1.1調整教學內容,強調基礎,突出重點

以我校獨立學院芙蓉學院為例,分析化學課程使用的教材是武漢大學編寫的《分析化學》第五版,教學內容比較多,但是學時比較少,一般安排40左右的學時。我們根據不同專業的特點、就業需求和人才培養方案修改了教學大綱,對教學內容作出了調整和側重。例如化學(教育)專業安排48個學時,偏向基礎理論的講解,包括重要的公式都進行了詳細的推導。應用化學專業也安排了48個學時,但由于其包含工業分析、精細化工、環境化學三個偏應用的方向,在教學時特意加入了一些和這些方向相關的教學內容,例如環境水質分析、礦物分析等等。而材料專業只安排36個學時,因此結合材料專業的特點適當刪減了一些內容,例如重量分析和沉淀滴定以及質量控制,同時將酸堿滴定、絡合滴定以及氧化還原滴定放在一起講述,橫向比較滴定突躍、滴定曲線及指示劑變色原理,而且對公式的推導減弱,重點加強公式的應用。另外,有意加強了樣品采集及預處理、分離和富集相關方面的內容。通過調整和優化不同專業方向的教學內容,在保留經典化學分析內容的基礎上,更加突出了專業性和實用性。

1.2改變教學模式,加強學生自主學習能力

“灌輸式”的教學模式是中國應試教育的結果,這在初高中學習階段可能暫時還不能得到明顯改善,但大學教育和義務教育有著明顯的差別。由于大學課程多,每門課程課時少,因此往往一堂課要講幾個章節的內容,篇幅上可能就是十幾頁甚至幾十頁。如果學生沒有進行自主學習,尤其是獨立學院的學生本來學習基礎就差,僅靠課堂上老師幾十個課時的“灌輸”,往往只能學到一點皮毛,知其然不知其所以然,達不到較好的教學效果。因此,我們在理論教學中進行了“引導式”教學模式的嘗試。在每個章節開始之前,先向學生拋出幾個與該章節知識點相關的問題,引導學生主動學習尋找答案。在課堂教學時,重要的知識點,基本的原理方法還是由老師講授,再由學生回答拋出的問題。同時,對于容易混淆的知識點和難以理解的知識點,經教師進行巧妙引導后由學生通過討論后解決。另外,對于每一章的內容由教師提出一個與之密切相關的分析課題,然后將學生分成5~10人(視班級人數而定)一組,要求學生在課后查閱相關資料文獻完成課題并制作課件,每一章的最后一堂課留出10~20min左右的時間讓學生展示其課題完成情況。通過這樣“引導式”的教學模式,讓學生帶著問題學習,帶著課題實踐,不僅大大提高了學生主動學習的積極性,而且通過問題的思考和討論,使學生對知識點有更好的理解和吸收,通過課題的完成和匯報,使學生對該章節的知識點進行了擴散和拓展,并鍛煉了其查閱文獻,制作課件及語言表達等方面的能力。

1.3創新教學方法,調動學生學習興趣

傳統的教學方法主要以手寫板書為主,但在講解一些需要演示的內容時受到限制。例如,吸光光度法一章講授分光光度計的構造和檢測原理時,如果使用多媒體教學,將使學生獲得直觀的感知。然而,對于一些基本原理的講授,重要公式的推導等方面,如果使用多媒體教學,反而使學生有走馬觀花的感覺。另外,對于每一種分析方法的應用,如果僅僅是將書本上的文字搬到屏幕上,同樣起不到多媒體的教學效果,讓學生感覺索然寡味,提不起學習興趣。針對這樣一些情況,我們在教學方法和手段上面進行了改革。對于每一章節知識點大綱務必在黑板上板書,并標明重點難點,這樣可以讓學生不僅對該章節知識點有個整體認識,并且讓學生明確了學習重點。同時,對于重要公式的推導務必在黑板上一步一步地板書,并且讓學生參與公式的推導,使學生加深對公式的理解。對于一些儀器的構造、曲線的繪制、顏色的變化等需要借助多媒體的內容,盡量用多媒體課件進行講解,使學生對知識點獲得直觀的、立體的、全方位的學習。另外,對于每個章節知識點的運用尤其是分析方法的應用,我們引入了“案例教學法”[3],使學生對所學知識應用于實際生活獲得直接的感知。例如氧化還原滴定一章關于重鉻酸鉀法測水質化學需氧量(COD),教材上只用了幾行話介紹,而且停留在紙面上,學生難以理解掌握。我們以常德市穿紫河水質分析為案例,介紹了常德市環保局在治理穿紫河水質污染時測量COD的整個流程和方法手段,使學生對重鉻酸鉀法測定COD的原理及操作過程中的注意事項有了深入的理解和明確的認識,而且也使學生認識到了學習分析化學的實用性,調動和激發了學生學習分析化學的興趣和積極性。

2創新實驗教學

分析化學是一門實踐性很強的學科。分析化學實驗教學和理論教學具有同等重要的地位,都是分析化學課程的重要組成部分。分析化學實驗教學不僅能使學生加深對理論知識的理解和掌握,更重要的是能培養學生的實踐能力和創新能力,鍛煉學生科學思維,提升學生綜合素質。但目前獨立學院分析化學實驗教學也存在一些問題,例如:(1)實驗教學內容陳舊且與實際應用脫節;(2)實驗教學模式上仍以教師講述演示,學生照方抓藥為主;(3)實驗教學方法缺乏創新。針對這些問題,我們對獨立學院分析化學實驗教學進行以下幾個方面的改革。

2.1更新實驗教學內容,既強化基本實驗技能,又培養學生專業意識

針對實驗教學內容陳舊及與應用脫節的問題,我們在原有實驗教學體系的基礎上,以基礎化學實驗的必備基本技能為核心,結合化學化工類本科生畢業后可從事工作的崗位技能特點,把實驗項目進行了更新和優化,增加了與大學生畢業后工作崗位有關的實驗內容。例如針對應用化學專業環境化學方向,我們增加了與環境監測部門工作有關的常德市沅江水質重金屬檢測的實驗項目,使學生了解和掌握環保部門監測工作的基本流程和方法[4]。又如,我們在開展學生基本實驗技能實驗項目的同時,還適當地加入了一些與教師的科研方向及產學研相關的專業實驗項目,如膠體金的制備及光度法表征實驗[5]。通過更新實驗教學內容,使學生既對教師的科研方向和企業生產需求有一定的了解,也學到了相應的專業技能,強化學了生對專業知識的應用性和創新性的認識,培養了學生的專業意識。

2.2建立“研討式”

實驗教學模式,既鞏固基礎知識,又培養分析問題解決問題的能力傳統的分析化學實驗課程教學模式大多采用教師講解及示范,學生聽講及練習的模式,學生完全處于被動學習狀態,做實驗基本上是照著黑板上的步驟做一步看一步,遇到實驗現象出現異常的情況完全搞不清原因,也無法動手解決,嚴重缺乏自主性和獨立思考問題解決問題的能力。針對此問題,我們建立了“研討式”實驗教學模式,首先在每一次實驗之前拋出與該實驗相關的幾個問題,促使學生通過預習實驗找到答案;其次在教師講授每次實驗時和學生對實驗原理、實驗步驟及可能出現的現象進行研討,分析每一步為什么要這么做,為什么會出現這樣的實驗現象,如果出現了其他的實驗現象可能是哪里出了問題,等等;最后對于每次實驗的實驗報告必須要有結果討論部分,有對實驗現象和實驗結果的分析。而且,我們將這些提問和分析納入考核中并占有較大的比例。這樣不僅可以促使學生更加自主地學習,而且也培養了學生思考問題分析問題解決問題的能力。

2.3革新實驗教學方法,激發學生實驗興趣

在“研討式”實驗教學模式的大框架下,為了進一步激發學生的實驗興趣,我們針對獨立學院學生的學習特點對分析化學實驗教學方法也進行了相應的革新,總結為“教師講授演示,學生合作學習”,體現為“教”與“學”兩個方面。在“教”的方面除了研討式的講授以外,必要時借助多媒體對一些實驗現象進行演示。多媒體一般運用在理論教學方面,但我們認為實驗教學中很多情況下也可以運用多媒體。例如我們發現學生在做碘量法測銅鹽中銅含量的實驗時,對終點的判斷常常不能肯定,為此我們將教師的演示實驗錄像,通過幻燈片演示使學生對該實驗的顏色變化和終點判斷有了直觀的認識,學生在做該實驗時就有了更好的把握,從而增強了實驗興趣。而在“學”的方面實行合作學習,將一個教學班分成幾個組,教師在準備分析樣品的時候特意使其含量不同,要求每個組在實驗總的方法框架下設計該組具體的實驗方案,同時讓每個組統籌安排分工合作,一起完成該實驗[6]。這樣不僅鍛煉了學生分析問題解決問題的能力,而且增強了學生分工協作的“團隊精神”。

3加強條件建設

分析化學學科的發展離不開良好的教學條件,然而許多地方高校獨立學院尤其是新升的本科院校獨立學院,在教學條件上存在很多劣勢,有些獨立學院完全依靠母體的教學資源。即便如此,在分析化學學科教學條件上仍然達不到應有要求,表現在實驗室建設經費投入不足,實驗條件落后;教學隊伍結構不合理,人員不穩定[7]等。針對這些問題,我院近年來從硬件和軟件兩個方面對分析化學學科的教學條件進行了大力建設,教學效果改善明顯。

3.1硬件上加大經費投入,改善教學條件

依靠我院應用化學十二五重點建設學科經費及中央財政的撥款,大力加強基礎化學各學科(包括分析化學)教學條件的建設,增加了多媒體教室的數量,補充了一大批分析化學實驗相關的儀器及耗材,例如分析天平,分光光度計,滴定管等,基本做到了人手一套儀器耗材,讓每個學生都能夠在有限的課堂時間內熟練儀器的使用原理和規范操作。為了便于學生理解和掌握各類儀器的使用原理和規范操作,我們還在多媒體輔助課堂教學的基礎上,開發了分析天平使用、分光光度計檢測原理和使用規范等一系列的適用于實踐教學的課件和軟件,使學生在進實驗室之前對實踐教學的內容有所了解,在進實驗室之后對實驗儀器能夠進行規范操作。

3.2軟件上引進高學歷人才,穩定教學隊伍

近年來我院為了組建結構合理的分析化學教學隊伍,在學校人才引進政策的大力支持下,先后引進了985高校分析化學專業的兩名優秀博士。同時,針對分析化學實驗室準備人員流動性大的現狀,芙蓉學院還特別招聘了具有分析化學碩士學位的專職老師擔任實驗準備工作。這樣就在原有教師隊伍的基礎上形成了一支年齡、學歷、職稱結構合理的穩定的專業教師隊伍。

4結語

分析化學是化學化工類學生的四大基礎課程之一,也是其他理工科專業的一門重要基礎課程。文章針對地方高校獨立學院分析化學教學的現狀,結合分析化學學科課程特點及獨立學院學生學習特點,從理論教學、實驗教學和條件建設三個方面對分析化學的教學改革進行了探索和實踐,教學效果得到了明顯的改善。我們相信通過持續的改革和創新,分析化學教學改革將會取得更大的進步。

本文作者:張松柏張智麗胡霞張毅忠陳貞干陳遠道李琳周詩彪工作單位:湖南文理學院化學化工學院