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摘 要:分析化学是高等院校材料科学与工程本科专业的一门基础课程,本文通过引入计算机多媒体教学,丰富教学方法,加强实验教学和改革成绩评定方式等方面对材料科学与工程专业的分析化学课程教学进行了探索,提高了学生的学习兴趣,培养了学生独立思考、发现问题、解决问题和科学创新的能力,对分析化学教学提供有益的参考和借鉴。
关键词:分析化学 教学方法 实验教学 多媒体教学
中图分类号:G6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)12(a)-0187-01
分析化学是化学的一个重要分支,是人们获得物质化学组成和结构信息的科学,其主要任务是研究物质中有哪些成分(定性分析)、每种成分的含量或物质纯度如何(定量分析)、物质中原子彼此如何联结而成分子和在空间如何排列(结构分析)。分析化学的基本原理与方法不仅是分析科学的基础,也是从事生物、环境、材料、纺织、制药、采矿、宇航、石油、化学其它分支学科以及化学教育等相关工作的基础。分析化学以化学基本理论和实验技术为基础,并吸收物理、纳米技术、信息科学、计算机技术、功能材料等方面的知识以充实本身的内容,从而解决科学、技术所提出的各种分析问题。分析化学课程是目前材料科学与工程专业的一门基础课程。本文结合材料科学与工程学科建设过程中的特色教学,对如何提高分析化学课程的教学质量、培养创新型、高素质应用人才进行了有益探讨。
1 回顾历史,展望未来
不要只讲静态的现代分析化学,要回顾历史和展望未来,使学生了解现在的各种分析方法的发展历程和有待改进和解决的问题,启发他们的创新思维[1]。例如:低含量组分分析始于显微镜技术,德意志化学家马格拉夫在1747年用显微镜证实蔗糖和甜菜糖为同一物质,在1756年用显微镜检验铂族金属。埃米希设计和改进了微量化学天平,使其灵敏度达到微量分析的要求。20世纪60年代魏斯提出环炉技术,得到了半微量结果。之后发展起来的层析法、气相色谱、色谱质谱连用技术、吸光光度法、原子发射吸收光谱等可用以测定痕量、微痕量的组分。这样可使学生看到,用以测定低含量组分的丰富多彩的光谱分析方法是怎样发展起来的,会使学生深受鼓舞,也使他们看到将来发展的方向,提高对分析化学的学习兴趣,并发挥自己的想象力和创造思维。
2 计算机教学和板书相结合
课堂教学中引入计算机辅助教学,使用多媒体教学课件,不仅可以减少板书的书写时间,增加课堂上传授知识的信息量,使教学重点突出、形象生动,大大提高教学效率和教学质量。但板书坚决不能丢,计算机辅助教学和板书应该很好的结合,对于重点难点还要书写板书,采用启发式和学生一起将步骤写在黑板上,这样学生对该知识点印象更为深刻。对于难理解的知识点可以制作Flash动画,以加强学生对知识点的记忆和掌握。例如在沉淀滴定中,讲以Ag+滴定同浓度的Cl-、I-时,制作成Flash动画,学生可以明显看到滴定I-的曲线终点位置更高,突跃范围更大,进而验证沉淀的溶度积常数越小,突跃范围越大这个知识点。
3 注重与学生沟通,丰富教学方法
课堂教学方法是具体实施教学任务、教学目的和教学内容的关键,为了实现以“学生为主体,教师为主导”的目标,引导学生积极主动地学习分析化学这门课[2]。教师应为学生的朋友,在授课时要善于观察学生的教学反应、平时与学生多接触,让学生从情感上愿意与教师接近,这样学生有问题才敢大胆提出并展开激烈的讨论,同时采用问题式、诱导式、探索式等教学方式,不仅能激发学生对学习的兴趣,更能培养学生的科学精神和创造能力。定期组织课堂讨论,将学生分成几个小组,鼓励他们针对所感兴趣的知识点到图书馆、网络或“教学辅导网站”上去搜集信息,并派出代表在课堂上讲给所有同学听,负责解答其他小组同学所提出的疑问,这样不仅扩大了学生的知识面,活跃了课堂气氛,而且锻炼他们的反应能力和口才,同时教师也会从中学到很多,真正体现教学相长[3]。每次下课前教师针对本次授课内容准备习题签,让抽到题签的学生准备该题目,下次上课时进行回答并给全班有疑问的同学进行解答,给予学生更大的空间来展现自己, 提高学习热情。教师在讲新课前,应将上次课的内容跟同学一起复习一下,每一章结束后要对整章内容总结,并进行习题的讲解,尤其是与实践相结合、多章节知识点混合的综合设计性习题,锻炼学生综合应用能力。
4 加强实验课的教学, 培养学生科学的思维方法
分析化学实验是分析化学中不可缺少的部分[4],既可以检验学生对知识的掌握情况,也可以使学生掌握一些基本的分析方法,突出“量”的概念,可以加强学生的基本操作训练,养成严谨求实的科学态度和认真细致进行科学实验的良好习惯。通过水样中碱度的测定、自来水硬度的测定、溶解氧的测定、矿石中铁含量测定等综合性实验,且在分析化学实验后期教学中改变过去教师讲、学生操作的老教学方法,充分发挥学生的积极性,让学生自己设计实验方案,准备仪器、药品和完成实验,并对实验结果进行分析、总结,提高学生的动手能力和对理论知识的综合应用能力,提高学生分析问题、解决问题的能力。这样学生对理论知识产生浓厚兴趣,提高了理论教学效果,使学生学以致用能力得以较大提高。
5 改革成绩评定方式
分析化学这门课程不仅要求学生掌握分析化学的基本理论和基本知识,同时也要逐渐培养起学生自我学习能力、创造性思维能力、知识的综合运用能力,加强他们实践动手能力的训练和科研素质训练。为了实现上述目标,不能拘泥于期末的一张卷子,而要采用多种形式的考察与考试方式。采用结构分制将这门课的总成绩分解为以下几个部分:期末闭卷考试占50%,出勤情况+完成作业+回答提问+查阅资料占20%,参与课堂讨论10%,实验占20%,综合考察学生学习情况。通过改革成绩评定方式,有利于学生上课时集中注意力和及时吸收消化教学内容;有利于学生课后加强复习和查阅相关文献资料,积极为课堂讨论做准备;有利于进一步调动学生学习的积极性和主动性,从而提高学生综合运用知识的能力和自我创新能力,形成良好的学习、研究风气,为培养高素质人才奠定基础。
参考文献
[1] 徐光宪.对分析化学教学的两点初浅看法[J].大学化学,2008,23(2):1～10.
[2] 方明建.分析化学教学方法和教学手段改革的探索与思考[J].化工高等教育,2005,2：94～96.
[3] 金丽,张建坡,娄大伟.青年教师谈大学分析化学的教学[J].广州化工,2011,39(8):151～152.
[4] 胡庆兰.本科生分析化学实验改革的探索[J].湖北第二师范学院学报,2009,1(8):121～123.
关键词:分析化学 教学方法 实验教学 多媒体教学
中图分类号:G6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)12(a)-0187-01
分析化学是化学的一个重要分支,是人们获得物质化学组成和结构信息的科学,其主要任务是研究物质中有哪些成分(定性分析)、每种成分的含量或物质纯度如何(定量分析)、物质中原子彼此如何联结而成分子和在空间如何排列(结构分析)。分析化学的基本原理与方法不仅是分析科学的基础,也是从事生物、环境、材料、纺织、制药、采矿、宇航、石油、化学其它分支学科以及化学教育等相关工作的基础。分析化学以化学基本理论和实验技术为基础,并吸收物理、纳米技术、信息科学、计算机技术、功能材料等方面的知识以充实本身的内容,从而解决科学、技术所提出的各种分析问题。分析化学课程是目前材料科学与工程专业的一门基础课程。本文结合材料科学与工程学科建设过程中的特色教学,对如何提高分析化学课程的教学质量、培养创新型、高素质应用人才进行了有益探讨。
1 回顾历史,展望未来
不要只讲静态的现代分析化学,要回顾历史和展望未来,使学生了解现在的各种分析方法的发展历程和有待改进和解决的问题,启发他们的创新思维[1]。例如:低含量组分分析始于显微镜技术,德意志化学家马格拉夫在1747年用显微镜证实蔗糖和甜菜糖为同一物质,在1756年用显微镜检验铂族金属。埃米希设计和改进了微量化学天平,使其灵敏度达到微量分析的要求。20世纪60年代魏斯提出环炉技术,得到了半微量结果。之后发展起来的层析法、气相色谱、色谱质谱连用技术、吸光光度法、原子发射吸收光谱等可用以测定痕量、微痕量的组分。这样可使学生看到,用以测定低含量组分的丰富多彩的光谱分析方法是怎样发展起来的,会使学生深受鼓舞,也使他们看到将来发展的方向,提高对分析化学的学习兴趣,并发挥自己的想象力和创造思维。
2 计算机教学和板书相结合
课堂教学中引入计算机辅助教学,使用多媒体教学课件,不仅可以减少板书的书写时间,增加课堂上传授知识的信息量,使教学重点突出、形象生动,大大提高教学效率和教学质量。但板书坚决不能丢,计算机辅助教学和板书应该很好的结合,对于重点难点还要书写板书,采用启发式和学生一起将步骤写在黑板上,这样学生对该知识点印象更为深刻。对于难理解的知识点可以制作Flash动画,以加强学生对知识点的记忆和掌握。例如在沉淀滴定中,讲以Ag+滴定同浓度的Cl-、I-时,制作成Flash动画,学生可以明显看到滴定I-的曲线终点位置更高,突跃范围更大,进而验证沉淀的溶度积常数越小,突跃范围越大这个知识点。
3 注重与学生沟通,丰富教学方法
课堂教学方法是具体实施教学任务、教学目的和教学内容的关键,为了实现以“学生为主体,教师为主导”的目标,引导学生积极主动地学习分析化学这门课[2]。教师应为学生的朋友,在授课时要善于观察学生的教学反应、平时与学生多接触,让学生从情感上愿意与教师接近,这样学生有问题才敢大胆提出并展开激烈的讨论,同时采用问题式、诱导式、探索式等教学方式,不仅能激发学生对学习的兴趣,更能培养学生的科学精神和创造能力。定期组织课堂讨论,将学生分成几个小组,鼓励他们针对所感兴趣的知识点到图书馆、网络或“教学辅导网站”上去搜集信息,并派出代表在课堂上讲给所有同学听,负责解答其他小组同学所提出的疑问,这样不仅扩大了学生的知识面,活跃了课堂气氛,而且锻炼他们的反应能力和口才,同时教师也会从中学到很多,真正体现教学相长[3]。每次下课前教师针对本次授课内容准备习题签,让抽到题签的学生准备该题目,下次上课时进行回答并给全班有疑问的同学进行解答,给予学生更大的空间来展现自己, 提高学习热情。教师在讲新课前,应将上次课的内容跟同学一起复习一下,每一章结束后要对整章内容总结,并进行习题的讲解,尤其是与实践相结合、多章节知识点混合的综合设计性习题,锻炼学生综合应用能力。
4 加强实验课的教学, 培养学生科学的思维方法
分析化学实验是分析化学中不可缺少的部分[4],既可以检验学生对知识的掌握情况,也可以使学生掌握一些基本的分析方法,突出“量”的概念,可以加强学生的基本操作训练,养成严谨求实的科学态度和认真细致进行科学实验的良好习惯。通过水样中碱度的测定、自来水硬度的测定、溶解氧的测定、矿石中铁含量测定等综合性实验,且在分析化学实验后期教学中改变过去教师讲、学生操作的老教学方法,充分发挥学生的积极性,让学生自己设计实验方案,准备仪器、药品和完成实验,并对实验结果进行分析、总结,提高学生的动手能力和对理论知识的综合应用能力,提高学生分析问题、解决问题的能力。这样学生对理论知识产生浓厚兴趣,提高了理论教学效果,使学生学以致用能力得以较大提高。
5 改革成绩评定方式
分析化学这门课程不仅要求学生掌握分析化学的基本理论和基本知识,同时也要逐渐培养起学生自我学习能力、创造性思维能力、知识的综合运用能力,加强他们实践动手能力的训练和科研素质训练。为了实现上述目标,不能拘泥于期末的一张卷子,而要采用多种形式的考察与考试方式。采用结构分制将这门课的总成绩分解为以下几个部分:期末闭卷考试占50%,出勤情况+完成作业+回答提问+查阅资料占20%,参与课堂讨论10%,实验占20%,综合考察学生学习情况。通过改革成绩评定方式,有利于学生上课时集中注意力和及时吸收消化教学内容;有利于学生课后加强复习和查阅相关文献资料,积极为课堂讨论做准备;有利于进一步调动学生学习的积极性和主动性,从而提高学生综合运用知识的能力和自我创新能力,形成良好的学习、研究风气,为培养高素质人才奠定基础。
参考文献
[1] 徐光宪.对分析化学教学的两点初浅看法[J].大学化学,2008,23(2):1～10.
[2] 方明建.分析化学教学方法和教学手段改革的探索与思考[J].化工高等教育,2005,2：94～96.
[3] 金丽,张建坡,娄大伟.青年教师谈大学分析化学的教学[J].广州化工,2011,39(8):151～152.
[4] 胡庆兰.本科生分析化学实验改革的探索[J].湖北第二师范学院学报,2009,1(8):121～123.