時間:2023-06-25 16:23:34
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)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篇分析化學的基本過程,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞:分析化學 綠色化 重要性 原理 方法
隨著人類環(huán)保意識的增強,經(jīng)濟發(fā)展越來越追求綠色化,而分析化學的綠色化旨在化學分析過程及技術(shù)設計過程中進行綠色化學原理的應用,以最大程度地降低分析化學對周圍環(huán)境所帶來的污染,因而是未來分析化學發(fā)展的一個主要方向,下文分別就分析化學綠色化的重要性、原理、特點及其方法進行了探討。
一、分析化學綠色化的重要性
作為我國的一項基本國策之一,環(huán)境保護一直都是分析化學研究人員環(huán)境科研的一個重要方向,特別是近些年來,隨著人們環(huán)保意識的普遍增強,分析化學作為環(huán)境污染排放的重要來源之一本身也越來越受到關(guān)注。例如液液萃取過程中所使用的有機溶劑中,有許多諸如二氯甲烷、氯仿及四氯化碳等等都具有極強的毒性,不僅會對環(huán)境還會對人體健康造成危害。再如某些氯代烴甚至會對大氣臭氧層造成破壞,這些明顯都違背了環(huán)境保護的宗旨。有毒溶劑的使用不僅危害了分析化學研究工作人員的身體健康,還大大增加了樣品測試的成本,有些溶劑的廢液處理也是一個棘手的問題。分析化學自上世紀60年代以來已經(jīng)成為環(huán)境科學的重要的中心學科之一,不少環(huán)境分析化學研究工作人員都在從事著同環(huán)境樣品相關(guān)的分析化驗工作內(nèi)容,以便于為環(huán)境科研、管理及其治理提供有力的科學依據(jù)。如今對于許多領(lǐng)域而言,環(huán)保活動及進步同分析化學的發(fā)展息息相關(guān),只有通過分析化學相關(guān)技術(shù)手段才可以有效識別環(huán)境中污染物化及其代謝物的遷移過程或者所發(fā)生的形態(tài)變化,然后才能采取相應地措施對污染源進行有效地控制。由此可見,分析化學是大氣及水資源環(huán)境保護的基礎(chǔ)學科。
正是由于這些原因,近些年來相關(guān)研究工作者都致力于研究和發(fā)展綠色分析化學技術(shù),盡可能少用甚至不用有污染的溶劑或其他有機化學試劑。作為綠色化學的一個主要構(gòu)成方面,綠色分析化學已經(jīng)成為分析化學未來發(fā)展的主要方向。
二、分析化學綠色化原理及其特點
近些年來,綠色分析化學的研究多數(shù)是圍繞著催化劑、化學反應、原料、溶劑及其產(chǎn)品綠色化等方面而開展的。因而無論是從原理上還是從方法上都為傳統(tǒng)的分析化學行業(yè)帶來了巨大的改變。例如,可通過新型化工方法或新產(chǎn)品的過程中運用原子經(jīng)濟反應、無毒性原料、催化劑以及溶劑等實現(xiàn)化工的綠色生產(chǎn)過程,并通過所獲得的新型綠色產(chǎn)品為人們的身體健康、環(huán)境保護等方面帶來有利影響。
綠色分析化學研究的主要核心問題如下:一是確保所選擇的起始原料及其試劑的綠色化;二是確保所選擇的溶劑、反應條件及其催化劑的綠色化;三是確保所設計產(chǎn)品、目標分子及其化學品的綠色化和安全化。如今,綠色分析化學已經(jīng)興起,其要求進行化學分析的整個過程中都必須始終將環(huán)境保護作為一個前提或目標,最大程度地減少甚至不產(chǎn)生環(huán)境污染物質(zhì),確保分析過程本身盡可能地減少或消除對環(huán)境的影響,這即為綠色分析化學的最主要特征。除此之外,綠色分析化學的另一個主要特征還表現(xiàn)在其過程分析中,通常來說,環(huán)境分析主要是出現(xiàn)了環(huán)境問題之后進行毒物的監(jiān)測及其分類的過程,而分析化學則是將分析重點放在了化學過程當中,主要是通過傳感器的使用實現(xiàn)對整個化學反應過程監(jiān)測的實時性,這樣可以了解環(huán)境污染物形成的全過程,進而即可實現(xiàn)對痕量有害環(huán)境污染物的有效控制,并從源頭上實現(xiàn)對污染物阻止的目的。整個化學反應過程中,若因溫度、壓力、原料劑量、時間改變進而導致污染物的形成,傳感器會及時地將整個過程的參數(shù)進行調(diào)整,這樣就可通過整個過程中參數(shù)的改變而實現(xiàn)對污染物產(chǎn)生全過程的有效控制,同時還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量極其純度。因此,綠色分析化學可以對污染物進行防治和即時控制。
三、分析化學綠色化的發(fā)展方法
通常而言,分析方法是通過精密度、靈敏度、準確度、分析的速度及其校準曲線線性范圍等等的多項指標來進行評價。對于分析化學的綠色化而言,除去上述指標之外,還需將其對于環(huán)境的影響程度作為首要指標進行考慮。
為了實現(xiàn)整個分析過程中分析化學綠色化的實現(xiàn),必須將重點放在如何最大程度地減少甚至取消環(huán)境污染物的使用及其產(chǎn)生,可考慮如下方面:1)整個分析系統(tǒng)的微型化,這樣可以大幅度減少試劑及其載體的流耗量,實現(xiàn)污染的降低,還更加經(jīng)濟。2)對于不得不使用大量樣品進行分析的系統(tǒng)而言,可借助于數(shù)理統(tǒng)計及化學計量學等理論,盡可能實現(xiàn)對采樣點數(shù)目優(yōu)化的目的,這樣就可以最大程度地減少分析過程中測量的次數(shù)及其相關(guān)試劑的使用量,實現(xiàn)減少環(huán)境污染物使用的目的。3)通過試劑固定化等技術(shù)實現(xiàn)非消耗性及微消耗性等試劑的重復使用,這樣即可大幅度減少有害試劑的使用量及其有害物產(chǎn)生。4)通過無毒無害試劑的使用,例如,超臨界流體的開發(fā),尤其可以將超臨界二氧化碳流體作為溶劑,其不僅具有常規(guī)流體都具有的良好的溶解性,同時還擁有氣體所具有的相當高的傳質(zhì)速度,因此,借助于這種無毒無害的試劑即可實現(xiàn)原有毒性有機化合物的替代。5)將某些無試劑新型分析化學技術(shù),諸如超聲、微波等技術(shù)等應用到分析化學的過程當中去,例如超聲萃取法、微波萃取及其消解等方法;6)有些待分析樣品組成相當復雜,因而測定過程中不可避免會有干擾的出現(xiàn),此時可以借助于儀器掩蔽法來實現(xiàn)對原有化學掩蔽法的替代,例如,可通過借助于導數(shù)以及雙波長分光光度法,結(jié)合零交技術(shù)及其等吸收點法,即可在完全無任何化學試劑條件下實現(xiàn)對干擾的消除;7)若很難完全取代有毒試劑時,應盡量采用微型化或者使用具有較小毒性的試劑對由原有的大毒性試劑進行替代,例如,將有機相的測定方法改變?yōu)樗鄿y定方法,以最大程度減小分析過程中自身對于環(huán)境所帶來的影響。事實證明,分析化學綠色化最基本的要求及其特征已經(jīng)在如今的一些分析方法中體現(xiàn)了出來,例如固相萃取技術(shù)、高壓流體萃取技術(shù)、固相微萃取技術(shù)、微型液-液萃取技術(shù)、免疫分析技術(shù)、x射線熒光金屬分析技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)、自動索格利特萃取技術(shù)、微萃取技術(shù)、揮發(fā)性有機化合物真空蒸餾技術(shù)及其表面聲波測定技術(shù)等等,此類方法都是在測量、監(jiān)測及其識別過程中,對過程中所用試劑及其所產(chǎn)生的產(chǎn)物進行控制,以最大程度地減少環(huán)境污染物的釋放,因而沒有造成不良的環(huán)境污染問題,所以應盡可能采用此類綠色分析化學方法進行分析。如今,分析化學正朝著綜合性邊緣學科方向發(fā)展,隨著物理學、數(shù)學、電子學及激光技術(shù)、微波技術(shù)、分子束及計算機等的不斷發(fā)展,為新型儀器分析方法奠定了基礎(chǔ),并為進一步實現(xiàn)綠色分析化學的發(fā)展提供了良好的技術(shù)及其方法支撐,如激光技術(shù)已經(jīng)用于了光譜分析中,并形成了多達數(shù)十種方法,有些相當快,可實現(xiàn)瞬態(tài)分析。
四、結(jié)論
作為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個重要方面,綠色分析化學是解決未來環(huán)境保護及其資源短缺問題其中的一個根本出路。因此,必須制定一系列鼓勵政策以支持綠色分析化學的發(fā)展,在新分析方法及其技術(shù)設計手段中應用綠色分析化學原理。分析化學綠色化的發(fā)展逐漸朝著微型化和儀器化方向進行發(fā)展。但是,應當了解的是我國如今的分析化學儀器制造科研力量仍相對較弱,因此必須以戰(zhàn)略眼光對待綠色分析化學的進一步發(fā)展及其教育,結(jié)合我國國情,注重分析化學綠色化的研究,積極探索綠色少污染甚至無污染的分析方法及其技術(shù),并將其應用到實際的分析檢測中。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞]藥學;藥理化學;分析化學
隨著我國醫(yī)療事業(yè)的飛速發(fā)展與進步,藥學研究水平越來越高。其發(fā)展主要依賴于藥物分析技術(shù),藥學研究對我國醫(yī)藥事業(yè)開發(fā)、創(chuàng)新、發(fā)展等方面具有重要促進意義,能夠間接提升我國經(jīng)濟水平,從根本上提高我國健康保障水平。
一、藥物化學和分析化學的基本概念
(一)藥物化學概念
所謂藥物化學主要是將化學分子原理應用于藥物研發(fā),從科學角度分析化學藥物的基本構(gòu)成、生物效應及相應藥性原理等相關(guān)內(nèi)容,用于新類型藥物研發(fā)。藥物化學研究需要兩方面來共同促成,其一是生物學,另外一方面是化學,其在藥物研發(fā)中主要明確藥物的活性物質(zhì)或藥性機制,分析患者用藥治療后,藥效對機體的代謝作用,及機體對藥物的適應情況及吸收情況等。
(二)分析化學概念
所謂分析化學主要是指對物質(zhì)中相關(guān)藥物成分、不同結(jié)構(gòu)含量等進行測量,將測量的物質(zhì)指標進行化學分析,其屬于物質(zhì)化學分析的一門科學,除此之外,有關(guān)于物質(zhì)成分測量所用儀器也包含在內(nèi),屬于分析化學的一部分。分析化學中對藥物成分進行測量分析的方法被稱為化學分析法,這種方法在測量過程中主要應用天平和所要測量的物質(zhì)及試劑,將其用玻璃器皿盛放,將所測量的物質(zhì)成分計量指標與測量過程中出現(xiàn)的化學反應兩者相互對應分析,以此得出結(jié)論。另外一種分析方法即儀器分析,這種方法在滿足上述作用的同時還能夠進行微量分析及形態(tài)、結(jié)構(gòu)分析等。
二、物理化學和分析化學的發(fā)展及作用
(一)物理化學和分析化學的發(fā)展
早在19世紀,物理化學這一概念被提出,并且于30年代和40年代蓬勃發(fā)展。物理化學概念被提出后科研人員研制出了磺胺類藥物,投放于臨床治療,響應效果較好,對患者的預防感染及臨床治療均具有一定促進作用,在投放應用的10年內(nèi),β內(nèi)酰胺類抗生素研發(fā)技術(shù)逐漸完善。于19世紀40年代有相關(guān)研究人員研究出了抗菌藥物的藥性、活性及藥物機理等,將其與藥物成分及結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容相互融合,用于新藥的研制,就此不同種類藥物越來越多。于19世紀末時,通過研究人員的努力,對于新藥的研制不再僅依靠藥物活性機理及其成分結(jié)構(gòu)方面入手,新藥的不斷研制也是物理化學逐漸認識的過程,研究人員能夠明確大部分種類藥物在機體中出現(xiàn)的生化效應,能夠明確不同類藥物應用于人體其活性及產(chǎn)生的藥效,就此于19世紀末可以通過不同類型、病癥患者的實際患病情況入手,分析患病原因,實現(xiàn)新類型藥物研發(fā),對癥下藥治療。于20世紀分析化學理念被提出。分析化學除了分析方法以外,其能夠用于新藥研制主要依賴于分析儀器,在不斷探索發(fā)展的過程中,儀器分析方法逐漸占據(jù)主要地位。在整個20世紀中,40年代至80年代之間,出現(xiàn)了三大重要學科領(lǐng)域,即材料學、環(huán)境學和生命學科,這三大學科通過與儀器分析方法聯(lián)合應用研究,在一定程度上成就、完善了分析化學,促進其發(fā)展進步。從當今環(huán)境來看,儀器分析方法又與計算機信息科技相互聯(lián)系到一起,以計算機為載體、以網(wǎng)絡信息為媒介,將分析化學中測量的數(shù)據(jù)、信息進行整理、收納,最終錄入電腦,實現(xiàn)信息傳輸及智能分析。目前,信息化儀器分析中最具代表性的即為傳感器的發(fā)現(xiàn)及圖譜快速檢索和實驗室自動化等。
(二)物理化學及分析化學的作用
從不同角度來講,物理化學和分析化學的作用存在一定差異,是不同的。物理化學更偏向于藥物活性、機理及藥性和機構(gòu)的研究,極大促進了早期藥學的研究與發(fā)展,為后續(xù)的新類型藥物研發(fā)奠定了堅實基礎(chǔ)。同時,20世紀內(nèi)的分析化學主要是用于藥物成分、劑量的測量及化學實驗反應研究,其屬于實驗方法的一種,并且在儀器分析發(fā)展進程中,挖掘了與藥學有關(guān)的不同學科,為藥學研究提供更全面、系統(tǒng)的理論支持,促進藥學研究。當前,儀器分析法融合計算機信息技術(shù),實現(xiàn)了儀器分析的智能化和自動化,其具有測量分析數(shù)據(jù)準確可靠、操作迅速等優(yōu)勢,但是從另一方面來講,儀器設備購置昂貴并且對儀器操作者要求較高,操作繁瑣,這些都是局限性。從大方面來講,物理化學和分析化學的豐富及發(fā)展對于我國藥學研究均具有一定促進作用,通過對不同藥物運作機制的研究和不同藥物成分實驗研究,研發(fā)了不同類型的新藥物,將其用于臨床治療。綜上所述,藥物化學和分析化學是藥學的重要組成部分,兩者在不斷發(fā)展中融合不同新技術(shù),為藥物研發(fā)、臨床治療及醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展都起到一定促進作用,具有重要意義。
參考文獻:
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一、中職分析化學教學的現(xiàn)狀
近年來隨著各學科不斷進行交叉,物理學、數(shù)學、計算機科學以及生物學等學科成果不斷融入分析化學,各學科的測量方法與技術(shù)也日漸成為分析化學的重要組成部分。通過分析實際生產(chǎn)以及科研所得到的數(shù)據(jù)并進行科學有效的處理,得到有用的信息與知識來解決實際問題。因此,目前分析化學界普遍認為在一些非常重要的理論意義和現(xiàn)實意義的化學化工人才職業(yè)培訓分析化學教學中長待創(chuàng)新教學是很有必要的。[2]
但是現(xiàn)在中職化工類院校采用的教材是把理論教學和實驗教學分開的,這導致了在實際教學中,老師和學生普遍認為分析化學知識是零散的有差異的,不能有機地整合成一個教學體系。課堂教學中的職業(yè)分析化學,老師往往很難把握教學的度量,這導致了學生的學習興趣普遍不高,學習主動性很差。在實驗教學中,學生按規(guī)定程序和嚴格的量化要求,嚴格按照實驗步驟一步一步操作,學生的主觀主動性尚未充分調(diào)動起來,學生的想象力被抑制,創(chuàng)新能力也就無從談起。
二、中職分析化學教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的措施
1.讓學生身臨其境,培養(yǎng)創(chuàng)新意識
創(chuàng)設問題情境能引起學生對于渴望學習知識的欲望,能夠在教學內(nèi)容和學生心理的知識體系之間營造出一個和諧的關(guān)系。通過引進常見的問題,學生身邊發(fā)生的奇怪的情況,有針對性地加以引導以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,讓學生產(chǎn)生需要探索學習的渴望。當學生們置身于一個真實的情境,適時加以引導可以激發(fā)學生強烈的探索欲望。如“在一個大型聚會上,桌上有很多美味的海鮮和可口的飲料,而狂歡之后為什么很多人突然腹瀉、嘔吐不止。試分析這些人腹瀉的原因”。這些很平常的情景的設置,有利于促發(fā)學生的好奇心,使學生產(chǎn)生思考問題的興趣,從而發(fā)展學生的創(chuàng)新思維能力。
2.培養(yǎng)學生的科學探究能力,存進學生創(chuàng)新能力的提高
中職化學教學是以學生自主探究為主的教學模式,教師應該積極主動,以實際問題為導向,讓學生在理論知識的基礎(chǔ)上大膽假設小心取證,培養(yǎng)學生科學的探究能力以及創(chuàng)新能力。在基礎(chǔ)化學內(nèi)容的學習過程中,教師積極引導,給與學生啟發(fā)式的引導,讓學生了解分析化學的本質(zhì)與精髓。學生學習知識是重要的,但最重要的是獲取知識的這一過程。這樣學生所獲得的絕不僅僅是問題解決的能力與知識的增長,學生的創(chuàng)新能力也得到了提高;在實驗過程中,教師應該設身處地實時提出有針對性的問題,例如在乙酸 和乙醇
生成有芳香味的乙酸乙酯 這一實驗中,讓學生掌握低級酸和低級醇生成低級脂這一本質(zhì)。只有低級酸和低級醇生成低級脂才能生成具有芳香味的低級脂(不超過六碳),而且只一酯化反應是在加熱的情況下且反應不完全的可逆反應。通過舉一反三,讓學生掌握低級酸和低級醇以及低級脂的有關(guān)知識。
3.在化學實驗教育中滲透進創(chuàng)新教育
實驗是分析化學獲取知識以及進行科學研究最基本的研究方式,一切的知識都是來源于實際,因此實驗教學是學生獲取知識最有效的手段方法。通過趣味實驗,培養(yǎng)學生學習分析化學的學習興趣與創(chuàng)新意識,是提高學生學習主動性的強有力手段。在教學中進行銀鏡反應的時候,常用的材料是乙醛和硝酸銀溶液,這一反應證明了乙醛的官能團醛基具有很強的還原性,能夠?qū)y離子從硝酸銀溶液中還原出來。老師可以提出其他醛類能否將銀離子從硝酸銀溶液中還原出來、以其他具有強還原性的物質(zhì)能否進行銀鏡反應?銀鏡反應在工業(yè)中有哪些用途?著一系列問題的提出讓學生在掌握銀鏡反應的基礎(chǔ)上,有利于激發(fā)學生觀察實驗過程的興趣,使學生對所學知識有更深、更系統(tǒng)的認識,也有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。[3]
4.改革目前的應試考試制度
考試是檢驗學生對于知識的掌握情況,是教學成果中重要的一個環(huán)節(jié)。在中職分析化學教學中不僅要讓學生掌握最基本的理論知識,更要讓學生具備較強的實踐能力、思考能力、自我總結(jié)能力以及創(chuàng)新能力,這些綜合能力才能體現(xiàn)出學生綜合素質(zhì)。但是目前的考試制度是一張試卷定分數(shù),僅僅體現(xiàn)出學生的考試能力,其他能力體現(xiàn)不出來,因此需要改革現(xiàn)有的應試考試制度。
4.1在實驗考核中,應該包含各個方面的考核,才能體現(xiàn)出學生對于知識的掌握程度以及運用程度。應該包括實驗報告、實驗操作、實驗總結(jié)等,這樣才能體現(xiàn)出教學過程中的以人為本思想,提高學生的創(chuàng)新能力。只有在制度上有了創(chuàng)新,才能為實踐中的創(chuàng)新提供基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:分析化學 一體化教學模式 傳統(tǒng)教學模式
近年來,職業(yè)教育得到了空前的發(fā)展,職業(yè)教育的研究也在積極推進中,各種新的教育方法、教育模式得到推廣和實施。一體化教學模式就是近幾年在技工教育中得到推廣使用的一種新的教學模式,其目的就是通過教學模式的改革來提高技工教育的教學質(zhì)量和教學效果,以符合社會發(fā)展的需求。筆者學校也正在積極推廣一體化教學模式,筆者在自己所講授的石油化工專業(yè)的分析化學這門課中對一體化教學改革進行了積極探索和嘗試,現(xiàn)將自己的收獲和心得寫成此文,以期與大家共同探討。
一、在分析化學教學中開展一體化教學的意義
1.傳統(tǒng)教學模式的不足
分析化學的教學目標是通過學習和訓練讓學生掌握相應的實驗原理、實驗方法以及實驗儀器的操作使用,從而讓學生具備在實際工作中運用自己所掌握的理論知識和操作技能進行化學分析和檢測的能力。顯而易見,分析化學是一門理論和實驗有著緊密聯(lián)系的課程,幾乎每一章節(jié)都有對應的實驗。
傳統(tǒng)的教學模式下,分析化學教學被分成兩部分——一部分是理論,一部分是實驗,在教學時是分開進行的;同時,為了保證內(nèi)容的基本同步,往往采取的是并行教學。分析化學的理論部分主要是實驗原理、實驗方法以及與此相關(guān)的內(nèi)容,要想較好地完成這部分內(nèi)容的學習,學生應該具備兩方面條件:一個是較強的理性認知能力,一個是較好的化學基礎(chǔ)。
那么,學生是否具備這兩方面的條件呢?筆者所教授的班級是中級班,學生都是初中畢業(yè)生,年齡基本上都在16歲左右。這些學生有一些共同特點:一是學習狀況都不是太好,盡管在學習分析化學之前已經(jīng)進行了一年的普通化學的學習,但由于學習時間比較短,多數(shù)學生對化學基礎(chǔ)知識的掌握程度還未達到學習分析化學的要求;二是這個年齡段學生的認知能力情況是感性認知能力強于理性認知能力,理性認知能力還比較差。
鑒于以上情況,在中級班按傳統(tǒng)教學模式教授分析化學時,理論部分的教學效果往往差強人意。原因很明顯,學生的理性認知能力比較差,再加上化學基礎(chǔ)不好,無論老師在課堂上講得如何精彩,大多數(shù)學生恐怕也很難理解和接受教師所講的內(nèi)容,上課聽不懂,自然就沒有了學習的興趣,沒有了學習興趣,要想取得好的教學效果,那自然就是“不可能完成的任務”。相應地,理論部分沒有學好,上實驗課時學生們往往只能依葫蘆畫瓢,知其然而不知其所以然,很難達到分析化學的教學目標——通過學習和訓練讓學生掌握相應的實驗原理、實驗方法以及實驗儀器的操作使用,從而讓學生具備在實際工作中運用自己所掌握的理論知識和操作技能進行化學分析和檢測的能力。為此筆者也做過一些小調(diào)查,大多數(shù)學生反映分析化學理論課太枯燥乏味了,聽不懂自然就不想聽,但同時學生卻對實驗課比較感興趣。
2.一體化教學的優(yōu)勢
那么,對分析化學采用一體化教學模式授課,是否可以解決這一矛盾呢?
一體化教學模式實質(zhì)上是“教、學、做”一體化,即在理論的教學中穿插實驗操作。實驗操作是直觀的學習,符合這一年齡段學生的認知特點,可以通過直觀的實驗操作“做”來提高學生的學習興趣;另外還可以通過直觀的實驗操作,讓感性認知能力來彌補理性認知能力的不足,也就是說可以通過直觀的實驗操作來幫助學生理解和接受理論知識,沿著實踐的階梯逐步前行,并且實現(xiàn)從實踐到理論的提升,完成從初學者到熟練者再到專家的成長過程。
由此可見,分析化學教學若采用一體化教學模式,可彌補傳統(tǒng)教學模式的不足。即可以通過實驗的感性認知來激發(fā)學生的學習興趣,彌補學生基礎(chǔ)比較差以及理性認知能力不足的缺陷,從而提高學生對理論部分的接受和理解程度,改善理論部分的教學效果;理論部分的學習效果提高了,反過來也會幫助學生提高實驗操作的能力,還可以提高學生的綜合素質(zhì)。可見在分析化學教學中實行一體化教學有著極其重要的意義,一體化教學模式應該是分析化學教學未來的發(fā)展方向。
二、分析化學一體化教學的實施
一體化教學是一種區(qū)別于傳統(tǒng)教學模式的新教學模式,那么一體化教學的組織也顯然有別于傳統(tǒng)教學模式。筆者認為要成功開展一體化教學,有以下幾個方面需要進行探究。
1.教材的編寫
分析化學的一體化教學還處在探究階段,沒有專門的一體化教學教材。要成功開展分析化學一體化教學,首先應該編寫合適的校本教材。在編寫一體化教材時,筆者認為要考慮到以下幾個方面的問題。
(1)教材方式編寫。筆者在編寫《分析化學一體化教學》校本教材時,擯棄了傳統(tǒng)的章節(jié)模式,參照其他專業(yè)學科模塊方式,把分析化學分成若干個模塊,如酸堿滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定、配位滴定等,根據(jù)需要每個模塊還可以分成若干個小模塊。筆者認為這樣的編寫模式更適合一體化教學的開展以及對學生學習進行評價。
論文摘要:為了使學生通過分析化學的學習能掌握分析化學的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本實驗技能;掌握各類分析儀器的測量原理,并建立起嚴格的“量”的概念;了解儀器的結(jié)構(gòu)及各類分析方法的特點、應用范圍及局限性;培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的科學作風。從以下幾個方面進行研究:重視理論教學;理論聯(lián)系實際,重視實驗教學;多種教學方法的綜合運用。
引言
分析化學(Analytical Chemistry)是發(fā)展和應用各種理論、方法、儀器和策略以獲取有關(guān)物質(zhì)在相對時空內(nèi)的組成和性質(zhì)信息的一門科學,又被稱為分析科學(Analytical Science)。該課程內(nèi)容包括化學分析和儀器分析兩大部分。化學分析包括分析化學的基本知識;定量分析方法的基本步驟;分析化學中的誤差與數(shù)據(jù)處理;分析化學中的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制;容量分析方法和重量分析法。化學分析部分的理論和方法是分析化學的基礎(chǔ)。儀器分析包括原子光譜法(原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法);分子光譜法(紫外一可見吸收光譜法、紅外吸收光譜,分子發(fā)光法);電化學分析法(電位分析法、電解與庫侖分析法、伏安法與極譜法);色譜法(氣相色譜、高效液相色譜法);核磁共振波譜法;質(zhì)譜法等。分析化學既有嚴密、系統(tǒng)的理論,同時又有很強的實用性,是理論與實際密切結(jié)合的學科。通過本課程的理論與實驗教學,要求學生掌握分析化學的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本實驗技能;掌握各類分析儀器的測量原理,并建立起嚴格的“量”的概念;了解儀器的結(jié)構(gòu)及各類分析方法的特點、應用范圍及局限性;培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的科學作風;使學生初步具有根據(jù)實際問題選擇合適分析方法的能力,并與實驗課程相配合,初步具有解決實際問題的能力。為了使學生更好地掌握這門課程,要求教師必須更新教育觀念,改進教學方法和教學思路,提高教學質(zhì)量。現(xiàn)從以下幾個方面談談教學體會。
重視理論教學
1.教學中抓住重點、難點。分析化學內(nèi)容比較繁雜,涉及到無機化學、物理化學、有機化學、電化學等方面的內(nèi)容,學生普遍反映這門課程內(nèi)容復雜、抽象,難以理解和掌握。因此,在教學中一方面要抓住主要脈絡,抓住教學的重難點,舉一反三,將抽象化知識盡量簡單化。如波譜分析部分學生反映抽象、難理解,但這部分是重點之中的重點,講授時要慢講,并結(jié)合有機化學的結(jié)構(gòu)式多舉實例,多用一些圖譜解析實例給大家講解,就容易多了。另一方面則要善于歸納總結(jié)。例如:整個分析化學包括兩大主要內(nèi)容:化學分析和儀器分析。現(xiàn)列舉如下:
分析化學
容量分析配位滴定法
酸堿滴定法
氧化還原滴定法
沉淀滴淀法
重量分析
儀器分析電化學分析
光譜分析IR
UV
NMR
質(zhì)譜
色譜分析TLC
GC
HPLC
這樣分析化學的主要脈絡就理清了,掌握這個脈絡,有利于學生記憶。
2.注意交叉學科之間的聯(lián)系。分析化學是研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學信息的分析方法及理論的一門科學,與其他學科有著很大的聯(lián)系。如:化學分析部分及電位法和永停滴定法主要包括定量分析,學生在學習這一部分內(nèi)容時要充分掌握化學平衡理論在分析化學中的具體體現(xiàn)和實際應用,與無機化學、物理化學中的溶液理論緊密聯(lián)系起來,理解各類分析方法的基本原理,發(fā)現(xiàn)反應過程中各種平衡狀態(tài),各成分的濃度變化。
3.培養(yǎng)自學能力。以往教學采用“填鴨式”教學方法,既乏味又不生動,學生只是機械地聽,時間長了學生不善于動腦思考。因此在教學中,采用講清基本原理的同時,讓學生完成一些相關(guān)內(nèi)容的論文。比如,在講高效液相色譜法時,因?qū)W生不能進行實際操作,很難了解它們用處的真正意義。但在教學同時,讓學生寫出相關(guān)論文,如“HPLC在……方面的應用”等,這樣學生既能練習查閱文獻,又能了解此種方法的應用的重要性。
理論聯(lián)系實際,重視實驗教學
分析化學是一門實踐性的學科,以解決問題為目的。通過教學及結(jié)合現(xiàn)實生活中的實際例子,學生可理解消化課堂所學基本原理和方法,理論知識得到進一步的鞏固和驗證,同時實驗教學也是培養(yǎng)學生實際動手能力和創(chuàng)新能力的重要途徑。為了提高學生實驗水平為此我們采取了一些方法。
1.課前寫預習實驗報告。寫的內(nèi)容包括實驗目的、原理、操作步驟、注意事項。這樣學生在上實驗課之前就已初步了解所要上課的內(nèi)容了,待老師講完后再動手做就事半功倍了,而且,很快掌握理論與實踐結(jié)合,理論課上不易理解的知識點就豁然開朗了。
2.課堂上老師提間,學生也可以發(fā)表自己的見解。課堂提問是很古老的方法,但效果還是得到肯定。有時有的學生還是處在被動的學習狀態(tài),雖寫了預習報告未必認真思考,若課堂提問的話,學生在預習時就會認真去考慮實驗所涉及的內(nèi)容,這樣促使學生去復習課本知識和主動查閱資料,這樣既提高學生積極思考能力又加深了對理論教科書內(nèi)容的理解和掌握。
3.培養(yǎng)學生自己設計實驗,親自動手操作的能力。分析化學中波譜解析是學生比較難掌握的,只空講原理學生很難接受,若讓學生自己結(jié)合有機合成實驗的內(nèi)容讓學生自己設計合成化合物,然后利用分析化學中波譜學知識,讓學生親自對自己所合成的化合物進行測譜,如紅外光譜、紫外光譜、核磁共振譜、質(zhì)譜、碳譜等,這樣學生既掌握了波譜學的理論和實際應用知識,又培養(yǎng)了學生自己設計實驗,親自動手的能力,同時也真正懂得分析化學對于藥學專業(yè)人員的重要性。
多種教學方法的綜合運用
1.改革傳統(tǒng)的教學方法。在現(xiàn)代教育理念——研究性學習、探索性學習、協(xié)作學習等的指導下,我們需要根據(jù)課程內(nèi)容和學生特征,設計多種多樣的教學方法,同時要結(jié)合高職教育的人才培養(yǎng)模式進行教學設計。
課堂講授:
在認真提煉基礎(chǔ)性內(nèi)容的同時,重視新技術(shù)在教學中的應用和教學方法的改革,加人擴充性知識,使學生了解新方法,為實驗教學及今后的走向工作崗位打下扎實的理論基礎(chǔ)。
問題教學:
老師先提出問題,由學生在實驗中去分析,找出問題存在的原因以及如何去解決。有效調(diào)動學生積極參與學習,促進學生積極思考。
啟發(fā)式教學:
聯(lián)想式啟發(fā)、對比式啟發(fā)、由淺人深啟發(fā)、總結(jié)式啟發(fā)等方法進行教學。調(diào)動了學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性,使課堂教學充滿活力。
演示教學:
針對難度較大或精細程度較高的實驗,由老師演示,然后由同學操作,老師在旁邊親自指導,便于學生準確掌握。
參觀式教學:
在定量化學分析授課期間,組織學生下廠實習,了解企業(yè)的情況,增加學習的興趣。
2.多媒體教學方法與傳統(tǒng)方法相結(jié)合,提高教學質(zhì)量。由于現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展,我們可以運用多媒體課件進行教學。多媒體由于具有文字、圖表、動畫、聲音,可以刺激學生感觀系統(tǒng),調(diào)動學生學習積極性和主動性;可以拓寬教學內(nèi)容,增大教學容量,提高教學進度。
實際運用中,要注意多媒體教學與板書的結(jié)合。實踐表明,運用多媒體輔助教學,由于不需要板書,速度快,使部分學生的思維速度跟不上,整體很難獲得良好的教學效果。教學過程中發(fā)現(xiàn)對易理解的內(nèi)容,學生表現(xiàn)非常活躍,對難理解和掌握的內(nèi)容,學生往往表現(xiàn)欠佳,如采用經(jīng)典方法進行板書、講解則可獲得良好的教學效果;對公式推導,計算舉例應用板書、講解也能獲得良好的收效。因此,在教學活動中,要注重多媒體教學方法與傳統(tǒng)方法相結(jié)合,提高教學質(zhì)量。
3.網(wǎng)絡教學和課堂教學相結(jié)合,提高教學質(zhì)量。教師可以充分運用網(wǎng)絡巨大的承載力,制作豐富、詳實、動感的教學內(nèi)容課件,彌補課堂教學時數(shù)的不足。學生可以根據(jù)需要打開教學內(nèi)容來閱讀、理解、記憶、掌握課堂上沒有理解和掌握的內(nèi)容。可以打開感興趣的內(nèi)容進行詳細的閱讀、理解和探討。網(wǎng)絡教學和課堂教學相結(jié)合,教學方式靈活,可以有效提高教學質(zhì)量。
根據(jù)學校自身條件和區(qū)域環(huán)境,2009年學校能源工程學院開設了安全工程本科教育專業(yè)。本專業(yè)針對陜北地區(qū)煤炭、化工、制造、建設施工等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢,調(diào)查分析安全人才需求情況,有針對性地確定專業(yè)特色為施工安全、工業(yè)安全和礦上安全等方向。安全工程專業(yè)的課程是安全工程專業(yè)的重中之重,所開設的課程體現(xiàn)了本專業(yè)的靈魂[1]。根據(jù)我校自身學科領(lǐng)域優(yōu)勢和各行業(yè)的安全事故特點出發(fā),針對性的開設化學相關(guān)的課程。2013-2014學年第二學期,在原開設的物理化學課程基礎(chǔ)上重新設置物理化學與分析化學課程教學。該課程具有概念多、公式多、使用條件嚴格且涉及學科多(大學物理和高等數(shù)學)、學時少;大班教學;學生的化學基礎(chǔ)參差不齊等特點,這既增加了學生的學習難度,同時也加大了教師的教學難度。
2物理化學及分析化學整合教學改革
教學內(nèi)容是教學改革的重要環(huán)節(jié),改革教學內(nèi)容能充分體現(xiàn)物理學化學與分析化學的課程特點并有效提高教學效果。
2.1潛心研究,整合內(nèi)容,構(gòu)建教學新體系
2.1.1分析化學內(nèi)容整合。分析化學的教學目的是讓學生掌握分析化學的基本原理和測定方法,樹立準確的“量”的概念,培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和獨立分析解決問題的能力[2,3]。學生在以后學習和工作中遇到有化學分析的問題時,能夠通過有代表性的采樣、正確地制備試樣和分解試樣、選擇正確的分析化學方法進行測定、正確判斷和表達分析測試結(jié)果[4]。為了達到這個教學效果,我們有目的地選取了分析試樣的采取和預處理、誤差與實驗數(shù)據(jù)的處理、滴定分析概論、四大滴定(酸堿滴定、絡合滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定)和重量分析內(nèi)容。在有限的教學時間內(nèi)突出重點內(nèi)容是關(guān)于教學效果的一個重要環(huán)節(jié)。試樣的采取和預處理涉及固、液、氣態(tài)以及生物試樣采取和制備,強化四部分基礎(chǔ)知識,重點講解固體試樣的采取和制備。誤差與數(shù)據(jù)處理是“量”和準確度的一把標尺,在教學活動中采用理論聯(lián)系實際,把誤差和偏差的計算應用到采樣和滴定分析的計算中。四大滴定分析是分析化學的重點內(nèi)容,內(nèi)容所占的篇幅偏多。這部分內(nèi)容和物理化學中的化學平衡、化學動力學及電化學中的原理有機的結(jié)合起來,這樣的教學安排,即節(jié)省了時間又擴大知識的范圍。
2.1.2物理化學內(nèi)容整合。物理化學是理論性強的化學,它是從化學現(xiàn)象與物理現(xiàn)象的聯(lián)系入手,運用數(shù)學、物理等基礎(chǔ)科學的理論和實驗方法來研究化學反應規(guī)律的學科[5-7]。針對安全專業(yè)的特點和課程設置,在教學計劃上對教學內(nèi)容進行了取舍,氣體和液體的性質(zhì)作為講授的重點。結(jié)果證明,這種有的放矢的教學安排取得了較好的教學效果。
2.1.3隨堂實驗。化學是一門實踐性很強的學科,本課程設置8課時的隨堂實驗。通過實驗教學可以加深對化學基本概念和和基本理論的理解;培養(yǎng)良好的實驗習慣,實事求是的科學態(tài)度、嚴謹?shù)募氈碌墓ぷ髯黠L和堅忍不拔的科學品質(zhì)。
2.2教學方式和教學手段的改革
教學上采取大班授課,學生的化學基礎(chǔ)參差不齊,除了在教學內(nèi)容上進行精選、優(yōu)化之外,在教學方法上也不應拘泥傳統(tǒng)的教學模式,應采取多種形式相結(jié)合[8,9]。
2.2.1傳統(tǒng)教學與多媒體教學相結(jié)合。我們堅持在教學是實踐中使用多媒體教學課件。制作過程中使用二維色彩圖片、三維立體圖形、動畫等效果等諸因素來幫助學生更生動、形象地感知和理解課堂上講授的知識,調(diào)動師生的教和學的積極性。同時也注意與傳統(tǒng)教學相結(jié)合,比較晦澀需要演算的計算過程用采取板書教學,讓同學能夠有時間思考理解,二者取長補短。
2.2.2堅持啟發(fā)式教學方法。啟發(fā)式教學是教師根據(jù)教學目標和教材的知識框架,從教學的對象的實際出發(fā),通過教與學的互動作用,發(fā)揮雙方的積極性和各自的特殊作用,充分調(diào)動學生的主動性和創(chuàng)造性,引導學生按科學的方法去主動學習、積極思考,從而促進學生全面發(fā)展的一種教學思想。提問法是啟發(fā)式教學的重要的一種方法,課堂提問是教學過程中一個非常重要的環(huán)節(jié),通過師生相互對話,既調(diào)節(jié)課堂氣氛,又檢查了教學成果。
2.2.3強化訓練、抓好習題課環(huán)節(jié)。由于分析與物理化學概念的認識必須經(jīng)過一個反復的過程,作為教學的重要補充,思考題、習題和課后討論是非常重要的一個環(huán)節(jié)。通過做習題,學生可以加深對基礎(chǔ)概念、理論和公式的理解和掌握;教師可以對某一階段的知識點進行歸納總結(jié),在此環(huán)節(jié)可以對教學中疏漏的知識點作補充。抓好習題課環(huán)節(jié)有利于促進教師和學生間的互動,最后達到全面提高教學質(zhì)量的目的。
2.3強化考核方法
考核是檢查教師教學效果和評價學生學習效果的有效方法,是教學的重要環(huán)節(jié)。為了客觀的評價學生的學習情況,采用平時考核與期末考試相結(jié)合的考核方式,改變只以卷面分數(shù)定成績的單一考核方式。平時成績權(quán)重為30%,期末考試成績權(quán)重為70%。平時成績的考核內(nèi)容通常包括考勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績、隨堂實驗報告成績,平時成績總分(百分制)=考勤成績(25%)+課堂表現(xiàn)(25%)+考勤成績比例%+實驗成績比例%。同時期末考試的題型要靈活多樣,包括主觀題如填空題、選擇題、判斷題和計算題,還有主觀題型如簡單題。既能考查學生掌握基礎(chǔ)知識,基本原理情況,又能考查學生綜合運用所學的知識、原理來分析和解決實際問題的綜合能力,以真正達到通過考試來檢查教學效果的目的。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:課程改革 課程模塊 教學方法 中職藥劑 教學思考
中圖分類號:G718 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.18.061
根據(jù)對歷屆畢業(yè)生的調(diào)查,學生反映比較突出的問題是部分基礎(chǔ)課與專業(yè)課銜接得不夠緊密,降低了基礎(chǔ)課的“附加量”,基礎(chǔ)課缺少方向性等。在課程改革的新形勢下,對于中職藥劑專業(yè)的《分析化學》與《藥物分析》的教學有一些思考與嘗試。
1 課程模塊的整合
根據(jù)對歷屆畢業(yè)生的調(diào)查,學生反映比較突出的問題是部分基礎(chǔ)課與專業(yè)課銜接得不夠緊密,降低了基礎(chǔ)課的“附加量”,基礎(chǔ)課缺少方向性等。在課程改革的新形勢下,對于中職藥劑專業(yè)的《分析化學》與《藥物分析》的教學有一些思考與嘗試。
2 課程模塊的整合
與無機化學和有機化學這樣的化學基礎(chǔ)課不同,《分析化學》是一門針對性較強的專業(yè)基礎(chǔ)課,在藥學專業(yè)中,《分析化學》是藥物分析的專業(yè)基礎(chǔ)課,在強化學生動手能力和提高應用能力等方面,發(fā)揮了重要的作用。《藥物分析》是中職藥劑專業(yè)的一門專業(yè)課程,旨在培養(yǎng)學生能夠按照國家的藥品質(zhì)全標準,掌握藥物及其制劑的生產(chǎn)、使用及貯存過程進行質(zhì)量控制的理論知識和操作技能。它要求學生既要具備無機化學、有機化學、分析化學等基礎(chǔ)知識,又要具備藥物化學、藥劑學等專業(yè)知識。盡管兩課程各有不同的特點和教學要求,但聯(lián)系多于區(qū)別,在目前的教學中,往往是把《分析化學》和《藥物分析》作為兩門單獨課程,在教學中可能會存在以下幾點問題。
2.1 《分析化學》過分注重化學知識的系統(tǒng)性,與《藥物分析》銜接不緊湊
在《分析化學》的教學中,內(nèi)容上注重知識的系統(tǒng)性講授,而與《藥物分析》中的知識點銜接不夠緊密,從而導致學生在學習《藥物分析》時,不能應用相應的有效的分析化學的方法。這樣,《分析化學》作為一門基礎(chǔ)課程,就失去了作為學習《藥物分析》的基礎(chǔ)課程的目的。
2.2 知識點過散、過深,中職藥學專業(yè)學生較難適應
現(xiàn)有的《分析化學》教材中,知識點過散、知識含量過大、過深,對于以應用技術(shù)為主的藥學中職生來說學起來很吃力,較難適應。
2.3 實驗課比例相對較少,不利于培養(yǎng)技能
滴定分析操作和部分儀器分析操作在《分析化學》實驗中都進行了相應安排,但是在《藥物分析》中對某一類藥物含量測定時,只是通過教材上的計算題進行書面計算,而缺少對整個過程的分析操作。這樣不利于培養(yǎng)學生,不符合中職生培養(yǎng)的方向。
根據(jù)知識的邏輯順序、學生的認知順序和心理發(fā)展順序,針對中職生的化學基礎(chǔ)和理解能力,進行了兩門課程的整合,以“分析化學的基礎(chǔ)知識在藥物檢驗中的應用”為原則,以分析化學的各類方法(《分析化學》和《藥物分析》兩門課之間的“橋梁”為主線,結(jié)合專業(yè)特點,保留各種常用分析方法的基本原理、基本操作、測定條件等知識,再選擇一些簡單的、典型的、學生較熟悉的藥物為實例進行分析,既能體現(xiàn)分析基礎(chǔ),又能體現(xiàn)應用,激發(fā)促進學生的內(nèi)在學習動力。
精心設計實驗,加大考核力度。
首先是要強化學生的基本操作,然后增加與藥物分析相關(guān)的綜合性、設計性、應用性強的實訓項目。在掌握分析方法的基礎(chǔ)上,選擇簡單的、典型的、學生較熟悉的藥物進行實例分析和測定,通過這些實訓項目學生可以將所學的分析方法有效地應用在藥物檢驗中,不但促進學生掌握分析方法,進而可以起到提高實用技能的作用。通過嚴格的考核,促進學生形成扎實的藥物分析基本技能,為學生參加勞動部門所舉行的技能考工打下良好的基礎(chǔ)。
整合后的課程,理論與實驗相結(jié)合,在實驗中加深理論的理解,在操作中鞏固實用技能,達到了培養(yǎng)應用型人才的目的。
3 教學方法的改進
3.1 改變傳統(tǒng)模式,提高學生的學習能力
傳統(tǒng)教學中,教師往往以傳授知識為任務,學生則以接受知識為目的,多采用“教師中心”的教學法,確實,傳統(tǒng)的化學教學一般采用先講授理論知識,再利用實驗來驗證理論知識的教學模式,強調(diào)以教師講授為主,而這種教學模式使得學生思維呆板單一,缺乏靈活變通,不能適應崗位需求。結(jié)合中職學生的學情,我們可以讓學生“在做中學”,讓學生盡可能直接面對實驗器材,進行實地場景教學,這樣使得教材上抽象的內(nèi)容變得直觀化,學生易于理解,一定程度上激發(fā)了學生的興趣,從而可以很大地提高教學效果。如在講氧化還原滴定法時,先從“雙氧水的測定”這個實驗入手,結(jié)合之前所講滴定分析的相關(guān)知識來完成實驗。然后對這個實驗進行分析,比較與以前所學實驗的共同點與不同點,從而進入氧化還原滴定的內(nèi)容的學習。
3.2 運用情境教學法,激發(fā)學生的學習情緒和學習興趣
創(chuàng)設生動有趣的生活情境:在講授《藥物分析》各論部分,多從生活中列舉學生常用和熟悉的藥物,如藥學史上的三大經(jīng)典藥物:阿司匹林、青霉素、安定;在講授青霉素的雜質(zhì)檢查時,聯(lián)系生活中到醫(yī)院注射青霉素時,為什么先做皮試,讓學生能更好地理解青霉素的過敏原。如用化學方法區(qū)別阿司匹林和對乙酰氨基酚,可以直接用實物分別進行鑒別實驗,讓學生很直觀地看出兩者現(xiàn)象上的差別。如在實驗完成的評價方式上,可以采取兩個同學一組,一位學生完成實驗的同時,另外的同學作為考評員對實驗同學進行打分評價,實驗完成后,再對其實驗過程的優(yōu)點、不足之處進行點評反饋,同時也是在提醒自己在完成實驗時需注意。
適宜的情境多跟實際問題的解決聯(lián)系在一起,它有利于學生真切體會學習情境的意義,有利于知識的綜合運用,有利于學習成果的鞏固、提高和升華。
課程改革是職業(yè)教育新形勢下的一項十分重要迫切的任務,對老師而言是一項新的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的備教材、備學生的備課方式已經(jīng)不能適應教學要求,需要我們不斷更新課程理念,轉(zhuǎn)變教學方法,提高專業(yè)技術(shù)水平和實踐教學能力,將課改進行到底。
參考文獻:
[1]鮑群.高等職業(yè)教育藥物分析專業(yè)課程改革與實踐[J].中國科教創(chuàng)新導刊,2007,(476):34.
分析化學是醫(yī)藥院校藥學、藥物制劑、檢驗、生物技術(shù)和衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)必設的專業(yè)基礎(chǔ)課。近年來,隨著我國高等教育人才培養(yǎng)模式和專業(yè)設置結(jié)構(gòu)的改革不斷深入的背景下,擁有扎實的分析化學知識和實驗操作技能,對學習后續(xù)專業(yè)醫(yī)學課程,起到十分重要的作用。而如何在學生人數(shù)多、課時大幅度壓縮、課程內(nèi)容不斷豐富更新的復雜情況下,怎樣使學生在有限的學時內(nèi)接受和獲取更多信息并且掌握好、運用好這門學科知識是每一位分析化學教育工作者必須深思的課題。在新形勢下,隨著分析化學學科的發(fā)展,分析化學課程的教學內(nèi)容和要求也在不斷發(fā)生變化。近幾年,我們也一直致力于教學改革的實踐與研究,現(xiàn)就我院的分析化學教學嘗試從以下幾方面作一探討。
一、分析化學教學中存在的問題1.學時數(shù)縮減,教學任務重近年來,隨著我國高等學校教育課程體系改革的推進,分析化學的課時及教學內(nèi)容不斷縮減,不同專業(yè)分析化學課時不同,藥學、藥物制劑專業(yè)安排78課時,檢驗專業(yè)安排73課時,生物技術(shù)專業(yè)安排81課時,衛(wèi)生檢驗專業(yè)安排138課時,其內(nèi)容主要涉及化學分析和儀器分析兩大部分。2.教學內(nèi)容落后分析化學內(nèi)容教材包括誤差和分析數(shù)據(jù)處理、滴定分析、重量分析、儀器分析等內(nèi)容,且存在嚴重的學科痕跡。各章節(jié)內(nèi)容聯(lián)系不夠緊密,難以滿足現(xiàn)代教育人才培養(yǎng)目標的要求。教材缺乏應用性、綜合性和適應性。因此,分析化學的教學內(nèi)容應根據(jù)各專業(yè)需要來精簡內(nèi)容。3.教學方法單一目前我校分析化學教學依舊沿用傳統(tǒng)形式的板書和PPT教學講解理論知識,理論和實驗分開的教學模式,這種教學模式一味注重知識的培養(yǎng),而忽視學生的實際操作能力和綜合素質(zhì),與職業(yè)崗位實際需要存在脫節(jié)現(xiàn)象,導致實踐操作無法完全滿足工作需求,嚴重束縛了學生的主觀能動性。4.分析化學教師,醫(yī)學知識匱乏分析化學教師,大多畢業(yè)于師范大學或綜合性大學化學專業(yè),很難將分析化學的教學貫穿于醫(yī)學各專業(yè)教育體系中,教學效果不理想。5.相關(guān)考評制度不科學分析化學課程的綜合成績構(gòu)成中,期末考試占總成績的70%,學生的平時成績占30%。這種評價方式使學生僅為考試學習,導致忽視學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
二、完善各專業(yè)分析化學教學的措施1.優(yōu)化教學內(nèi)容,突出專業(yè)性和實用性根據(jù)各專業(yè)的特色,所需應用到的常用分析技術(shù)存在一定的差異,因此,優(yōu)化分析化學教學內(nèi)容,應突出專業(yè)性和實用性。在課程內(nèi)容上注意靠近生活,貼近實際,把教學重點放在幫助學生解決實際問題上。例如誤差和分析數(shù)據(jù)處理,要詳細講解,而滴定分析中的酸堿、配位滴定在實踐中應用較多,應詳細講解,而氧化還原、沉淀滴定應用較少,只講典型分析方法;重量分析法選擇只講方法原理和結(jié)果計算;色譜法中,氣相色譜法、液相色譜法重點講授,在光學分析法中,紫外―可見光譜法為重點講授;適當減少電化學部分的內(nèi)容等。分析化學強調(diào)“量”,強調(diào)數(shù)據(jù)的準確性和科學性,可增加與后續(xù)課程相關(guān)或與工作關(guān)系聯(lián)系密切的內(nèi)容。同時可將分析數(shù)據(jù)處理貫穿到實際生活中,貫穿到各章中。藥學藥物制劑專業(yè)需要講紅外光譜法,檢驗專業(yè)可不講,生物技術(shù)專業(yè)需講解電泳分析法,其它專業(yè)可通過講座的形式補充。另外,專業(yè)不同,同一教學內(nèi)容,側(cè)重也有很大的區(qū)別,紫外―可見光譜法,有些專業(yè)重在定量分析,有些專業(yè)既要定量也要求定性分析,甚至有結(jié)構(gòu)分析。2.加強實驗教學,理論與實踐相結(jié)合分析化學是一門實踐性很強的課程。分析化學的實驗教學是理論教學的有利補充,將理論與實踐教學的有機結(jié)合,加深了學生對理論教學內(nèi)容的理解。遵從培養(yǎng)實用型、創(chuàng)新型人才的規(guī)律,刪除一些陳舊過時的實驗,加強實驗基本操作和基本技能的嚴格訓練,并循序漸進的增設一些技能性和實用性的實驗。擬定設計性實驗內(nèi)容,開放實驗室,讓學生在老師的指導下,查閱資料、設計合適分析方法,獨立完成實驗,提高學生的創(chuàng)新能力。如NaCl溶液的配制與標定,水果中維生素C含量的測定,水的硬度測定,TLC法分離混合染料展開劑的選擇,HPLC法在復方阿司匹林有效成分的分析研究等。同時根據(jù)各專業(yè)的特點開設不同的實驗項目。3.改進教學方法,激發(fā)學生求知欲分析化學是比較抽象的一門學科,很多理論看不到摸不清,且仍以課堂教學為主,要提高教學效果,應采用各式各樣有利于學生理解的教學法,如問題教學法、類比教學法、項目教學法、理論與實踐一體化化教學法等。讓學生成為學習的主體,積極地參與到課堂和實踐教學中。第一,用生動的實例激起學習的興趣。分析化學是一門與現(xiàn)實生活聯(lián)系非常密切的學科,教師可結(jié)合生活中的實例激發(fā)學生的學習興趣。如以三鹿奶粉事件為入口,激發(fā)學生相互討論如何檢測三聚氰胺來引入色譜法這一章節(jié)的教學,并引導學生這事件中的成分是如何分析。以與人生命息息相關(guān)的水和每天呼出的二氧化碳的紅外吸收光譜法引出紅外吸收光譜法這一章的教學,讓學生初步認識到紅外吸收光譜法可以推出物質(zhì)的結(jié)構(gòu),并與此同時設置懸念在測定樣品紅外吸收光譜時我們要注意哪些問題等等。第二,用貼近生活的類比加強理解。在教學過程中運用合適的類比可使問題深入淺出。比如準確度和精密度的概念,可用打靶作類比,準確度是接近靶心的程度,精密度是多次射擊后集中的程度。塔板理論的原理可用跑步比賽作類比。能級的能量區(qū)別可用樓層樓梯作類比。這樣的實例能加深學生對抽象概念的認識和理解。第三,用多媒體教學手段提高教學效果。多媒體教學是現(xiàn)代教學方法中不可缺少的輔助教學手段之一。運用多媒體教學,創(chuàng)設適宜的學習情境,形象生動地展示較為抽象的分析化學教學內(nèi)容,使課堂教學更具有直觀性,可以大大提高學生的學習興趣以及學生的邏輯思維能力。如在講氣相色譜法時,以flash仿真動畫的形式講解整個儀器的工作流程;講述紅外吸收光譜法振動形式采用動畫、實物結(jié)構(gòu)更加生動直觀地將幾種振動形式呈現(xiàn)在學生面前,便于學生消化吸收,提高學生學習的積極性。課堂講授與課堂討論,以及課后在線答疑開放式教學等多種教學方法和手段開展教學活動,不僅向?qū)W生傳授知識,更重要的是培養(yǎng)學生掌握和應用分析化學知識的能力。第四,理論與實驗一體化教學法。理論與實驗一體化教學法充分發(fā)揮了學生的主體作用,是使學生能夠輕松地掌握所學內(nèi)容。如學習紫外-可見分光光度法及實驗《分光光度法測定微量鐵》時,把教學的重點放在引導學生思索顯色條件、測定條件對吸光度的影響,進一步幫助學生理解比爾定律和紫外-可見分光光度法的基本原理,真正使學生在“教中學、做中學”掌握相關(guān)理論和實驗技能。4.逐步完善考核方式在教學過程中,已改變傳統(tǒng)的“平時成績占30%,期末考試占70%”的考核方式,積極探索出勤、課堂提問、課后練習、課后復習小結(jié)、課程小論文、實驗操作、實驗考試和期末筆試等形成性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的課程考核方式。其中形成性評價占40%,終結(jié)性評價占60%。出勤包括理論課和實驗課的到課情況;課堂提問主要考察學生對知識的理解和自主學習的情況;課后練習主要是對本次課的知識消化情況;課后復習小結(jié)主要是對本章知識梳理及章與章之間的聯(lián)系;實驗操作主要考核學生的實際操作能力,由教師按照學生的具體表現(xiàn)并結(jié)合學生的實驗報告給出課程的實驗操作分數(shù);課程小論文主要是老師給出題目范圍或?qū)W生自擬相關(guān)題目;期末筆試綜合考察學生的理論知識和基本理論。公正、合理的考核制度,能培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)膶W習態(tài)度,督促學生的日常學習,又能全面考察學生。5.提高教師的業(yè)務水平教師利用各種學習的機會提高自身的業(yè)務水平。教師可到醫(yī)院、研究所、其它高等院校等參觀學習,及時更新知識;同時請經(jīng)驗豐富的專家教授給教師作專題講座,提高授課教師的業(yè)務水平。
三、結(jié)語總而言之,在當前的發(fā)展形勢下,盡管醫(yī)藥院校分析化學課程教學存在一些不足,但顯而易見分析化學的作用是十分重大的。因此,教育工作者要針對分析化學在醫(yī)藥院校各專業(yè)存在的問題,進行全面分析,積極探討,并采取各方面的對策措施,以培養(yǎng)具有較高實踐水平的人才。加強教學的改革和建設,構(gòu)建學生能力培養(yǎng)的實踐教學體系,通過不斷的總結(jié)和完善,推動分析化學教學水平的提高,促進教學的順利進行。
關(guān)鍵詞:環(huán)境科學;無機及分析化學;教學
中圖分類號:G642文獻標志碼:A文章編號:2096-000X(2016)24-0140-02
Abstract:Accordingtotherequirementsofthecourse,thearticleexplainshowtoselectteachingmaterialsandteachingcontentofinorganicandanalyticalchemistrycourse.Atthesametime,onthebasisofthecharacteristicsoftheenvironmentalscienceandthestudents'situation,theteachingreformoftheclassroomteachingisdiscussed.
Keywords:environmentalscience;inorganicandanalyticalchemistry;teaching
在環(huán)境科學本科專業(yè)的培養(yǎng)方案中,化學課程占了比較大的比重。學生首先學習的化學專業(yè)基礎(chǔ)課是《無機及分析化學》(有配套的無機及分析化學實驗課程),由無機化學與分析化學的化學分析兩大部分內(nèi)容整合形成。它將為后續(xù)課程的學習奠定基礎(chǔ),如有機化學、儀器分析化學、物理化學和環(huán)境化學等。因此,有必要對無機及分析化學的教學進行探討,激發(fā)學生的學習興趣,提高課堂的教學效果,以適應科技的飛速發(fā)展。
一、教材的選擇
目前,該課程采用高等教育出版社的面向21世紀課程教材,《無機化學與化學分析》(第三版),史啟禎主編。教材分為兩大部分-主篇和副篇,主篇的內(nèi)容是基礎(chǔ),是對學生的基本要求,副篇的內(nèi)容供教師選用和學生選讀。主篇共有19章,第1章到第12章為無機化學及分析化學的基礎(chǔ)理論知識,而第13章到第17章為元素、化合物知識,第18、19章分別介紹氫和核化學的一些相關(guān)知識。與舊版相比,新版引入了學科的前沿知識,選取的教材內(nèi)容更加新穎,有助于學生初步了解學科的發(fā)展趨勢。為了適應新形勢下的課堂教學要求,新版也調(diào)整了部分章節(jié)內(nèi)容的編排順序。別具特色的是,教材中的習題作業(yè)全部用英語表達,并且最后還給出了一些英文詞匯的解釋[1]。
二、教學內(nèi)容側(cè)重點的選擇
該課程是對環(huán)境科學本科專業(yè)的學生開設的,而不是化學本科專業(yè)的學生,所以課時進行了一定的壓縮。因此教學過程中不可能面面俱到,不需要像化學專業(yè)的學生那么深入,要求講授基礎(chǔ)知識。
環(huán)境科學專業(yè)畢業(yè)生應獲得以下幾方面的知識和能力:
1.掌握普通化學、分析化學、物理化學、工程力學、測量學、工程制圖、微生物學、水力學、電工學、環(huán)境監(jiān)測與評價、環(huán)境工程學科的基本理論、基本知識;2.掌握水污染控制工程、空氣污染控制工程、噪聲污染控制工程、固體廢物處理處置與資源化工程的基本原理和設計方法;3.具有污染物監(jiān)測和分析、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境質(zhì)量評價、環(huán)境規(guī)劃與管理的初步能力;4.了解環(huán)境科學與技術(shù)的理論前沿和發(fā)展動態(tài);5.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有初步的科學研究和實際工作能力。由此出發(fā),在主篇內(nèi)容的教學中,應該把重點放在第1章到第12章的無機化學及分析化學理論知識上。
三、教學改革的四個方面
(一)在教學中滲透學科研究的前沿領(lǐng)域
高校教學必須重視各學科領(lǐng)域的最新發(fā)展,將其融會貫通到教學進程中,開闊學生的眼界,培養(yǎng)學生的興趣,提高學生的知識素養(yǎng),使教學與時俱進,不斷推陳出新,保持足夠的吸引力,為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才打下夯實的基礎(chǔ)。
對環(huán)境科學專業(yè)的《無機及分析化學》課程而言,教學中主要滲透的是環(huán)境學科以及無機、分析領(lǐng)域的發(fā)展。例如第六章《氧化還原反應與電化學》講授中,介紹了廢棄干電池是環(huán)境殺手,臺灣成功大學研發(fā)以硫酸亞鐵溶解廢電池,再萃取成為磁性納米吸附劑,反而成為污染防治的助手。第19章《核化學簡介》講授中,介紹了中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)境修復材料與技術(shù)學科組研制出一種可凈化放射性銫污染的新型納米材料。同時,該材料還可在外加磁場作用下,實現(xiàn)吸附材料與廢水的簡便、快速分離,為土壤重金屬污染治理研究提供了一條新的思路[2,3]。
(二)在教學中多媒體教學與傳統(tǒng)教學相結(jié)合
目前,多媒體教學已經(jīng)普遍應用于高校的各學科教學中,因其靈活多變,可以充分調(diào)動學生的積極主動性,大大提高了教學質(zhì)量。
例如講授現(xiàn)代價鍵理論的要點-原子軌道最大重疊時,運用多媒體教學,可以直觀、具體、形象地演示這一抽象的微觀過程,學生在動態(tài)的畫面中,似乎看得見原子軌道的形狀和取向,這是傳統(tǒng)的教學手段無法達到的。
但也不能一味地全部采用多媒體教學,摒棄傳統(tǒng)教學。不是所有的教學內(nèi)容都適合使用多媒體手段。《無機及分析化學》涉及到許多基本定律和公式,教師用粉筆在黑板上層層深入地推導,通過板書、語言、動作和表情與學生進行實時交流,這比用多媒體教學更能使學生深刻地理解基本定律和公式的關(guān)鍵之處。例如,在講授一元弱酸和弱堿平衡計算時,利用多媒體講授,教師被“固定”在電腦前面,與學生的交流很少,哪怕是逐步地呈現(xiàn)公式,學生也不容易掌握。而在傳統(tǒng)的黑板上,教師科學、嚴謹?shù)匾徊讲酵茖В由细挥羞壿嬓缘耐评碚Z言、板書的停頓、近距離與學生眼神的交流,使學生更容易理清思路,緊跟教學的節(jié)奏,學生收獲的不僅是一條定律或公式,更是一種思考方法。
因此,如果教師針對不同的章節(jié)內(nèi)容采用不同的教學媒體,將多媒體技術(shù)和傳統(tǒng)教學方式有機結(jié)合起來,將會達到事半功倍的效果[4]。
(三)在教學中創(chuàng)設問題情境
問題教學法是一種以問題為中心進行教學活動的方法。它是貫徹啟發(fā)式教學的基本教學方法。在傳統(tǒng)教學甚至多媒體教學中,“填鴨式”教學是主流模式,教多問少。教師即便提出一些問題,或者學生被動地回答,或者教師自問自答,或者教師只問不答,在教學中幾乎沒有給學生提供解決問題的時機,學生的能力也就無法提升。
在教學中如何創(chuàng)設問題情境?
1.利用學生代表性的錯誤創(chuàng)設問題情境
在講化學熱力學的基本概念-熱和功時,教師提問:熱和功屬于狀態(tài)函數(shù)嗎?不少學生聯(lián)想溫度和壓強,馬上回答是!這時教師要求學生回憶狀態(tài)函數(shù)的特性,討論熱、功與狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)比較,最后由學生自己得出熱和功不屬于狀態(tài)函數(shù)。
2.利用學生固有知識與客觀事實的矛盾創(chuàng)設問題情境
同樣是在討論熱和功基本概念,教師提問:熱和功是系統(tǒng)的能量嗎?學生很有把握地說是。教師明確指出,并非如此。這時教師可以逐步地追問:系統(tǒng)的狀態(tài)沒有改變,有沒有熱和功?-系統(tǒng)從同樣的始態(tài)到同樣的終態(tài),熱和功一樣?通過問題教學,學生真正理解和掌握了熱和功這兩個基本概念。
3.利用學生對同一問題的不同看法創(chuàng)設問題情境
在講價層電子對互斥理論時,教師提問:水和氨分子的鍵角大小比較?學生的意見不統(tǒng)一,教師要求學生利用VSEPR理論計算水和氨分子的分子理想模型,繼而通過電子對排斥力順序判斷分子的立體結(jié)構(gòu)及鍵角大小,最后順利地導出答案:水分子的鍵角小于氨分子的鍵角。
4.利用提出的假設創(chuàng)設問題情境
在講化學熱力學的基本概念-自發(fā)過程時,教師提出假設:熱可以自動從低溫物體傳向高溫物體。創(chuàng)設如下的問題:熱從低溫物體傳向高溫物體,再從高溫物體傳向低溫物體,從始態(tài)到終態(tài),系統(tǒng)和環(huán)境有什么變化?教師要求學生分組討論。
5.利用課堂演示實驗創(chuàng)設問題情境
對于化學課程來說,課堂演示實驗是很重要的一種教學形式。結(jié)合現(xiàn)代化的多媒體技術(shù),還可以進行虛擬的實驗演示,在演示實驗過程中,可以詢問學生關(guān)于實驗操作或?qū)嶒灛F(xiàn)象的問題。
在教學中有時候會同時應用幾種創(chuàng)新問題情境的方法,如提出假設并且利用學生的不同看法來提出問題。這類方法很多,教師只要用心,都可以游刃有余地應用到教學中。
如何給學生提供解決問題的時機?
要留出足夠的時間給學生思考回答問題;要設計難度適中的問題給學生解決;給學生的提問要回答,切忌只問不答,盡量避免自問自答;
在教學中創(chuàng)設問題情境,不僅能使學生獲取知識,熟練掌握基本技能,更重要的是能調(diào)動學生的積極性和主動性,培養(yǎng)學生獨立思考、自主學習的能力[5]。
(四)在教學中加強各知識點的聯(lián)系
在多年的教學生涯中,教師對《無機及分析化學》每個章節(jié)的關(guān)鍵點和知識點都了如指掌,在教學中也會強調(diào)對每個知識點的講解,然而對知識點之間的聯(lián)系尤其是各章節(jié)知識點的聯(lián)系相對不夠重視,也較少融入到教學中。如何突出各章節(jié)知識點之間的邏輯關(guān)系?借鑒思維導圖,以圖形方式說明各章節(jié)的主要教學內(nèi)容,直觀地給出各章節(jié)關(guān)鍵點與知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系,可以反映知識點之間的層層推進,使學生形成一個較為完整的知識網(wǎng)絡,培養(yǎng)學生的邏輯能力[6],例如圖1反映了化學熱力學和化學動力學的關(guān)系。
目前,我們正在錄制慕課視頻。接下來,我們將會嘗試線上學習和線下教學按一定比例相結(jié)合的混合教學模式。總之,我們的教學模式也不是一成不變的,需要在教學中不斷前行,摸索總結(jié)經(jīng)驗,提出更多、更好的教學方式、方法來改進教學質(zhì)量。
作者;許妙瓊
參考文獻
[1]史啟禎.無機化學與化學分析(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2011.
[2]邱銳.中科院東北地理所制備出可凈化核污染新型納米材料[N].第四版.中國科學報,2014,3(6).
[3]董斌,呂仁慶,曹作剛.無機化學研究的前沿領(lǐng)域在教學中的應用[J].高等函授學報(自然科學版),2011,24(2):29-33.
[4]楊影洲.無機化學教學中使用多媒體技術(shù)應注意的問題[J].長春理工大學學報綜合版,2006,2(2):113-114.
作者:魏芳弟 單位:南京醫(yī)科大學化學教研室
分析化學是研究物質(zhì)化學組成的分析方法及有關(guān)理論的一門科學,是化學的一個重要分支。在醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)中,藥品鑒定、新藥研制、體內(nèi)藥物分析、病因調(diào)查、臨床檢驗等都離不開分析化學的理論、知識與技術(shù)。因此,分析化學已成為醫(yī)學院校醫(yī)學檢驗、衛(wèi)生檢驗、臨床藥學等專業(yè)的一門必修課。但分析化學內(nèi)容多、理論性強,如果教師在教學時不講究方法和技巧,會使學生產(chǎn)生枯燥無味的感覺,影響教學質(zhì)量。作者就如何提高分析化學理論課進行了探討。
1課前準備
課前準備是上好課的先決條件,直接影響著課堂教學的效果。要做好這一重要環(huán)節(jié),可從以下三方面入手:第一、精選教材。教材是學生獲取知識的基本途徑,它可激起學生學習的興趣,增強教師講課的可聽性,起到事半功倍的效果。我針對醫(yī)學院校的特點,選擇了孫毓慶主編的衛(wèi)生部規(guī)劃教材《分析化學》,書中突出分析化學的基本理論、基本知識,反映分析學科的新進展,書中例題與應用緊扣藥物的分析,實用性強,使用效果好[1]。第二、提高教師自身素質(zhì)。同志在第三次全國教育工作會議上指出:“國運興衰,系于教育”,“高素質(zhì)的教師隊伍,是高質(zhì)量教育的一個基本條件”。因此,教師素質(zhì)的高低,是決定教學效果好壞的關(guān)鍵。教師的素質(zhì)是一個綜合性的概念,應包括政治思想素質(zhì)、職業(yè)道德素質(zhì)、文化知識素質(zhì)、能力素質(zhì)、身心健康素質(zhì)五個方面。我是一名綜合性大學畢業(yè)的非師范類教師,化學、分析化學領(lǐng)域的知識相對來說比較扎實,而對教育學的了解甚少。為了盡快地適應、勝任教師這一職業(yè),我認真上好新教師崗前培訓的每一課,廣泛閱讀教育學、教育心理學、大學生心理學方面的書籍和專著,使自己首先在心理上了解、熱愛教師這一神圣的職業(yè)。由于面臨的是醫(yī)學院校的學生,我還學習了有關(guān)臨床元素分析、臨床化驗和藥學領(lǐng)域的知識,將課堂講授知識與現(xiàn)實應用聯(lián)系起來,活躍課堂氣氛。此外,為了使自己的講課條理清晰、生動有趣,我經(jīng)常觀摩經(jīng)驗豐富的教師講課,學習他們的教學設計、教學監(jiān)控和因材施教能力。總之,在一年的教學中,我最深刻的體會是“學者未必是良師”,一個教師要成功地扮好自己的角色,在具備知識素養(yǎng)的基礎(chǔ)上,更重要的是要具有教育科學方面的知識,只有這樣才能收到事半功倍的育人效果。第三、備課。備課是課前準備的主要內(nèi)容,備課不僅是備教材,也是備學生,更是備方法。對教材的準備一般應達到懂、透、化的程度,只有這樣才能對重點、難點內(nèi)容做到了如指掌、胸有成竹,才能自信地走上講臺,給學生一個良好的第一印象,為營造良好的課堂氣氛打下堅實的基礎(chǔ)。備學生則需要了解學生的心理和學習情況,從而找到最適合于特定學生的特定教學方法,即所謂的“因材施教”。備方法,實際上就是要選擇或設計一種最適宜于特定教學內(nèi)容和特定學生的教學方法[2]。
2課堂教學
教學是學生在教師引導下的認識過程。從這個意義上說,教師的任務不僅僅是傳授知識,更重要的是激發(fā)學生的學習興趣,使他們那種潛在的學習愿望變成實際的主動學習的行為。其實,有些學生缺乏學習的積極性和主動性,是因為他們不知道學什么、為什么學和怎樣學,因此,在每次講授新課前,首先讓學生明確學習的目的要求和教學內(nèi)容在實踐中的具體意義。在教學過程中,我發(fā)現(xiàn)學生有一種潛在的不自覺的“對抗”心態(tài),即對于教師一再強調(diào)的重要內(nèi)容持一種漠然笑之的態(tài)度,也許他們認為一切不過是教師的教學策略而已。所以,我更愿意創(chuàng)設問題情景,在教學中提出有一定難度的問題,使他們不能單純利用已有的知識和習慣的方法去解決,達到一種“心求通而未通,口欲言而未能”的境界,從而使他們產(chǎn)生一種迫切的求知欲望。分析化學涉及的分析方法很多,包括化學分析法(滴定分析、重量分析)、儀器分析法(光譜分析、電分析、色譜分析),這些方法各有優(yōu)缺點和應用范圍,但內(nèi)容太多,學生很容易產(chǎn)生枯燥、厭煩的心理。于是,在講授一種新的分析方法之前,我會問學生某一化合物的分析方法,激發(fā)、引導他們的思維,一般來說學生都會從已經(jīng)知道的方法中選擇他們認為可行的方法,之后,我一一分析他們提出的方法的不可行性,自然而然地引入新的方法,使得教與學成為互動的過程。同時,針對分析化學內(nèi)容多、課時少的特點,在編寫教案中,我對教材內(nèi)容進行了一定程度的重排,使學生能在比較中學習,以掌握知識的關(guān)聯(lián)性與綜合應用。例如,對于臨床藥學的學生來說,必須掌握“四譜”(紫外-可見、紅外、核磁共振、質(zhì)譜)的知識,并能應用“四譜”進行藥物的定性鑒別。但“四譜”記憶的內(nèi)容太多、很枯燥。因此,在教學中,我首先講解“四譜”的基本原理、應用范圍,讓學生有一個理性的認識,在此基礎(chǔ)上,集中幾節(jié)課,通過例題、練習的方式,將“四譜”的應用方法、思考問題的出發(fā)點和角度介紹給學生,提高學生處理問題的綜合能力。另外,為了實現(xiàn)教學的現(xiàn)代化,我在教學中還適當?shù)膽昧擞⑽暮投嗝襟w教學[3]。
3課后調(diào)查總結(jié)
許多大學生教師不重視課后調(diào)查總結(jié),與學生缺少交流與溝通。為改變這一不良狀態(tài),教師應當主動敞開心扉,主動地向?qū)W生介紹自己、展示自己,主動地了解教學情況。如果教師尊重學生、熱愛學生,善于聽取學生的意見和建議,那么很容易產(chǎn)生一種心靈的共鳴,使教學在輕松、民主、合作、愉快的氣氛中完成。教與學是雙向的,通過交流,教師可以知道學生的學習難點和興趣,進行針對性的教學。當然,交流并不一定完全是口頭的,批改學生的作業(yè)、課堂練習等,也是一種交流。總之,教師要做一個有心人,善于從學生的一舉一動發(fā)現(xiàn)教學的問題,隨時調(diào)節(jié)教學方法,提高教學質(zhì)量。
1.1教學內(nèi)容方面存在的問題
(1)內(nèi)容有重復,滴定分析法篇幅過多,且四大滴定方法分別進行介紹。我校分析化學課程是在無機化學之后開設的,兩門基礎(chǔ)課程在教學內(nèi)容上存在較多重復,集中表現(xiàn)在對溶液平衡理論的介紹。目前我校分析化學課程的理論教學內(nèi)容仍以四大滴定為主,重點介紹了酸堿、絡合、氧化還原和沉淀四大反應的平衡理論及滴定分析法原理。四大滴定分析方法在原理和操作上具有很多共性,僅是化學反應類型不同,分別進行介紹,不僅會造成重復,也不利于學生掌握它們的共性[2]。
(2)樣品采集及預處理內(nèi)容偏少。分析過程一般可分為樣品采集、樣品預處理、樣品測定、數(shù)據(jù)分析和結(jié)果報告五個環(huán)節(jié),試樣的采集與預處理是分析過程中非常重要和關(guān)鍵的兩個環(huán)節(jié),也是最困難和最復雜的兩個步驟,它們直接影響分析結(jié)果的準確性和代表性。隨著分析科學的快速發(fā)展,分析方法逐步邁向自動化與智能化,試樣的采集與預處理在分析過程中也變得越發(fā)重要。這部分內(nèi)容偏少不僅會導致學生分析化學基礎(chǔ)理論的缺失,不利于其分析問題、解決問題能力的培養(yǎng),也會影響儀器分析課程的學習和實驗技能的提高[3]。
(3)儀器分析教學課時偏少,很多新的儀器分析方法在教學過程中未能介紹。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展,許多新的儀器分析方法不斷涌現(xiàn),并逐步得到推廣與應用。雖然化學分析在分析化學中仍占有十分重要的地位,但儀器分析方法的發(fā)展,才代表了分析化學的發(fā)展方向。目前我校化學分析和儀器分析在教學時間上仍是各占一半,選用的分析化學教材內(nèi)容更新較慢,對最新的儀器分析方法的介紹較少。同時,受學校條件的限制,分析化學實驗主要以化學分析實驗為主,儀器分析實驗開設較少。
(4)“量”的概念未受到足夠重視。“量”不僅關(guān)系到測量數(shù)據(jù)的準確性、實驗操作的規(guī)范性、計算結(jié)果的正確性,更關(guān)系到科學嚴謹?shù)膶W術(shù)作風與求真務實的工作態(tài)度。雖然在教學過程中我們努力向?qū)W生們灌輸了“量”的概念,但仍有部分學生沒有放在心上,更沒有落到實處。比如,計算結(jié)果及數(shù)據(jù)記錄對有效數(shù)字的保留較隨意;實驗時對測量儀器的選擇不夠合理;實驗操作不規(guī)范等。除上述問題外,分析化學課程教學內(nèi)容還存在知識較為陳舊,新理論新方法偏少;無機分析的內(nèi)容較多,有機分析和生物大分子分析較少;理論與實際脫節(jié),無法滿足社會對人才的需求等[4]。
1.2教學方法上存在的問題
(1)課堂教學過程中,教師為了完成教學大綱所規(guī)定的教學內(nèi)容,教學方法大多以講授為主,重視知識的傳授,但卻忽視了學生對知識的接受能力,抑制了學生自主學習能力、創(chuàng)新思維能力和實踐動手能力的培養(yǎng)。
(2)教學活動安排不夠合理,導致教學理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象較為普遍。很多教師往往只負責理論知識的講授,不負責實驗課程的教學。這種理論教學與實驗教學的不連貫,不僅容易讓學生產(chǎn)生困惑,更會影響課程的教學效果。
(3)成績考核方式不夠合理。課外作業(yè)是對課堂教學內(nèi)容的有效補充與強化,但部分學生通過網(wǎng)上搜取習題答案或其他“捷徑”蒙混過關(guān),非但起不到訓練的作用,而且會助長抄襲之風。平時出勤、作業(yè)情況和考試成績作為主要甚至全部的考核內(nèi)容不能準確反映學生對知識掌握的真實程度。
2教學內(nèi)容改革
2.1減少重復,調(diào)整篇幅
減少不同課程教學內(nèi)容間的重復,將四大滴定放在一起講,壓縮滴定分析法篇幅。通過協(xié)調(diào)分析化學課程與其他化學基礎(chǔ)課程間的關(guān)系,壓縮相同或相近的內(nèi)容,可有效減少學科間的重復現(xiàn)象。由于無機化學教學中已對溶液四大平衡進行了介紹,分析化學課堂教學中可精講滴定分析內(nèi)容,將四大滴定放在一起講授,既能保證內(nèi)容的系統(tǒng)性,又具有對比性,更便于學生對知識的掌握。
2.2增加樣品采集與預處理等方面的內(nèi)容
教學中通過各種實例詳細深刻地介紹各類型樣品的采集與預處理,如污水中化學需氧量、重金屬離子等的測定,鐵礦石中全鐵含量的測定,室內(nèi)空氣中甲醛含量的測定,化妝品中汞含量的測定等。這些實例不僅能讓學生快速熟悉分析測定前樣品采集與預處理方面的各項操作步驟,把抽象的內(nèi)容變得形象具體,而且由于貼近生活,更容易激發(fā)學生的學習熱情[3]。
2.3增加儀器分析教學課時,引入儀器分析新方法
在儀器分析課程教學中,不僅要精講常用儀器分析方法及相應分析儀器的構(gòu)造,還應增加更多新興、熱門的儀器分析方法、分析技術(shù)和前沿性的發(fā)展現(xiàn)狀,讓學生感受到現(xiàn)代分析儀器帶來的高靈敏度、高精密度、高穩(wěn)定性以及自動化與智能化等,并為后續(xù)課程的學習打好基礎(chǔ)[5]。
2.4增加“質(zhì)量管理與控制”方面的內(nèi)容,進一步強化“量”的概念
“質(zhì)量管理與控制”充分體現(xiàn)了分析化學“量”的特色,通過加強這部分內(nèi)容的教學,使學生樹立起準確的“量”的概念、嚴密的思維方式及科學的專業(yè)理念[6]。質(zhì)量是使測試得到的數(shù)據(jù)滿足所要求的精密度與準確度,是進行準確分析的基礎(chǔ)。質(zhì)量得不到保證,就無法獲得準確、可靠的數(shù)據(jù),更談不上從得到的數(shù)據(jù)中分析出科學的實驗結(jié)論。因此,深入理解質(zhì)量的作用對于做好分析測試工作是十分必要且至關(guān)重要的。在課堂教學中,適當引入國家標準、行業(yè)標準及實際案例,不僅能豐富分析化學課程的教學內(nèi)容,擴充學生的知識面,而且有助于學生進一步理解質(zhì)量保證與質(zhì)量控制的重要性,以及其科學嚴謹?shù)膶W術(shù)作風與求真務實的工作態(tài)度的培養(yǎng)。此外,我們還應結(jié)合分析化學學科發(fā)展的趨勢,引入一些新理論、新方法和新技術(shù),使教學內(nèi)容跟上時展的步伐,并鼓勵學生關(guān)注社會熱點問題。根據(jù)就業(yè)形勢和用人單位的要求,及時調(diào)整教學內(nèi)容與方案,使學生能運用所學知識解決生產(chǎn)、生活中的一些實際問題,培養(yǎng)適應社會需要的人才。
3教學方法改革
3.1以“講”促“學”,建立新型課堂教學模式
在課堂教學中,教師可以一種更為靈活的方式增強師生互動,在提高學生自主學習意識與能力的同時,把自己從繁重的教學任務中解放出來。根據(jù)師范教育的特點及學生畢業(yè)后的主要就業(yè)取向,合理安排學生展示自我的舞臺。教師在集中精力講授分析化學課程重難點后,可組織擬從事教育事業(yè)的學生制作PPT,講授其他需要了解或熟悉的內(nèi)容,并給與必要的指導。這樣不僅能增強學生的學習主動性,也有助于提高其資料查閱、論文寫作、語言表達、團隊協(xié)作等方面的能力。而對于有意從事分析化學相關(guān)行業(yè)及繼續(xù)深造的學生,可就分析化學相關(guān)的熱門話題或前沿問題,讓學生充分利用網(wǎng)絡、圖書館及電子數(shù)據(jù)庫查閱資料,制作專題幻燈片并進行展示,為其將來的學習與工作打好基礎(chǔ)。同時,教師可適當把自己的科研工作和教學工作相結(jié)合,將生活中的熱點現(xiàn)象與教學工作相結(jié)合,增強分析化學的應用性,提高學生的學習興趣;將有科研潛力的學生引入到自己的科研實踐活動中,做到教學相長,培養(yǎng)優(yōu)秀科研人才[7]。
3.2善用多媒體,增強課堂教學效果
教師要善于發(fā)揮多媒體技術(shù)的優(yōu)勢,與傳統(tǒng)教學手段有機結(jié)合,爭取教學資源利用與教學效果的最優(yōu)化。多媒體教學能夠增加課堂教學的直觀性,通過PPT、視頻資料及Flas等多角度呈現(xiàn)教學要點,使抽象的理論知識變得鮮活、生動起來,不僅能降低學生對知識的理解難度,也能提高學生的學習興趣和探索能力。在化學分析部分,教師可通過板書的方式對多媒體展示的內(nèi)容進行歸納與總結(jié),描述重要公式的推導過程,有助于加深學生對所學知識的理解。在儀器分析部分,多媒體技術(shù)能形象生動地體現(xiàn)大型儀器的組成、基本結(jié)構(gòu)及操作說明等,通過實物照片展示、Flas演示及操作步驟視頻演示等,使學生深入理解大型儀器的基本構(gòu)造、工作原理及操作程序。同時,教師應用多謀體教學時要善于穿插動畫、恰當剪輯,這樣既可以設置懸念引導學生思考和分析問題,也有助于活躍課堂氣氛,提高課堂教學效果和學生學習效率[8]。
3.3注重課程訓練,強化知識體系
大學教育相較于中學教育更強調(diào)學生自身學習能力的培養(yǎng),而后者則側(cè)重于知識的傳授,這也導致大學生對所學知識掌握得不扎實、不牢固。分析化學作為大學化學本科專業(yè)低年級學生的必修課,對其后續(xù)課程的學習起到重要的橋梁和過渡作用,通過一系列強化訓練可加深對重要知識的理解和應用。教師應根據(jù)學生的專業(yè)特點和學科要求,有針對性地精選習題讓學生在課堂末或下次課前短時間內(nèi)完成.這樣能促進學生自覺加強課前預習和課后復習,對于知識的掌握起到事半功倍的效果。
3.4改進課堂教學考核方式,全面提高學生綜合素質(zhì)
課堂教學效果的評價,不僅要考查學生對所學知識掌握的真實程度,更重要的是全面評價學生靈活運用知識的能力、實際分析和解決問題的能力、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)。成績評定方式不僅直接影響學生的學習積極性,對學生學習態(tài)度與方法的選擇也起著重要的導向作用[9]。針對老式成績評定方式中存在的種種弊端,新的成績評定方式不僅應加強對平時環(huán)節(jié)的考核,考核形式也應多樣化。提高平時成績在總成績中的比重,并通過考勤、作業(yè)、課堂提問、課堂隨機測試、PPT展示等進行考核;適當降低期末考試成績在總成績中的比重,增加期中考試環(huán)節(jié)等。
4結(jié)語
一、分析化學實驗網(wǎng)絡考試的構(gòu)想
根據(jù)傳統(tǒng)考試的不足,結(jié)合社會網(wǎng)絡科學技術(shù),我們可以構(gòu)想分析化學實驗網(wǎng)絡考試。在網(wǎng)絡平臺上創(chuàng)建分析化學實驗考試系統(tǒng),其中包括虛擬的分析實驗室(通過配備一定數(shù)量的計算機及虛擬實驗軟件,從而可以在計算機上進行各種相關(guān)實驗設計與測試)、虛擬實驗儀器(利用現(xiàn)有的計算機相應的硬件和專用軟件,形成既有普通儀器的基本功能,又有一般儀器所沒有的特殊功能的高檔低價的新型儀器)、虛擬實驗(利用鼠標的點擊、拖動、將微機上虛擬的各種儀器,按實驗要求、過程組裝成一個完整的實驗系統(tǒng),同時在這個系統(tǒng)上完成整個實驗)、分析化學實驗考試題庫(其中包括學生所學實驗而提煉出來自動組成的考試試題)、評分系統(tǒng)。當學生通過相應的Web頁面登錄進入管理系統(tǒng)或分析化學實驗考試系統(tǒng)時,打開界面考試題庫選擇題目后通過虛擬實驗及虛擬儀器進行考試。考試完成后學生即可看到成績和在操作過程中的問題,從而幫助學生及時地改正和提高。
二、分析化學實驗網(wǎng)絡考試系統(tǒng)的構(gòu)建
1.實驗考試系統(tǒng)組織形式考試系統(tǒng)采用WWW網(wǎng)站形式,進入分析化學實驗考試系統(tǒng)。教師和學生可分別通過相應的Web頁面登錄進入管理系統(tǒng)或?qū)嶒灴荚囅到y(tǒng)。2.試題庫建立考試系統(tǒng)建立在試題庫之上,試題庫涵蓋分析化學的操作和理論。操作包括實驗基本原理、實驗操作要領(lǐng)、實驗設備儀器性能及使用方法、數(shù)據(jù)處理方法、實驗技能技巧等相關(guān)的題目。理論包括基本概念、操作過程中注意事項、儀器使用方法等。題目內(nèi)容注重實際操作和使用技巧,內(nèi)容來源于分析化學實驗課本或者是實驗的引申,這就要求學生有一定的實驗經(jīng)驗積累,學生使用的成套考試試題隨機產(chǎn)生,加入智能化的干預條件,使每套試題難度相當,內(nèi)容各異。
三、化學實驗網(wǎng)絡考試系統(tǒng)的功能特點
(1)具備虛擬的分析實驗室、虛擬儀器、虛擬實驗等多媒體信息的傳輸和顯示,完全適用于化學實驗考試(其中操作和理論考試)。(2)采用實驗網(wǎng)絡考試使得考試形式多樣化。如考試時間可統(tǒng)一也可不統(tǒng)一,考試地點可集中也可分散等。(3)只要學校條件允許可支持大規(guī)模的考試,一個或多個班級同時進行。(4)易于操作和使用。教師和考生只要具備使用Web瀏覽器的常識,就能夠熟練使用該平臺。總之,在現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的猛烈勢頭下,進行網(wǎng)絡考試是一個有益的嘗試,分析化學實驗是化學專業(yè)中最基礎(chǔ)的學科之一,操作基礎(chǔ)且簡單以及儀器設備也較少易于建立網(wǎng)絡考試系統(tǒng)。對于構(gòu)建節(jié)約型和開放型實驗考試系統(tǒng)以及教育的發(fā)展具有深遠的意義。
作者:黃寶美 單位:綿陽師范學院化學與化學工程學院