分析化学论文【多篇】范文
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化学分析论文 篇一
传统研究生实验教学的学术化和程式化培养方案,严重制约学生的实践能力。该文从现代化学分析技术课程教学及研究生培养的现状出发,以学生研究前沿的文献资料作为新的教学内容,利用实验室的先进仪器,组织学生自带样品进行测试,采集并解析图谱,建立教学案例(卡片库)。该课程教学内容及教学方法的改革,有利于提升研究生的创新意识,增进其操作技能,为后续科研论文的顺利开展奠定基础。
关键词
现代化学分析技术;研究生培养;实验教学改革;能力
研究生实验教学是高等教育人才培养体系中必不可少的一个环节。传统的研究生实验教学培养方案,通常采用已有的学术研究成果,进行验证式实验教学,并按照实验教材的顺序程式化进行。这种实验教学模式,内容乏味,很难提高学生学习的兴趣和实践能力。研究生实验教学的目标是培养学生的实践动手能力,提升学生的创新激情,进而培养其独立自主的创新能力[1-2]。因此,需对其现有实验教学模式进行大胆改革。华南理工大学十分重视研究生实践能力的培养,提高研究生动手能力,自2010年起,独立设置了化学类研究生2个学分的选修课———“现代化学分析技术”课程。该课程作为现代物质结构分析的一个重要手段,在各领域中得到了广泛的应用,已成为鉴定各种化合物以及测定其结构的最常用方法。通过该实验课程的学习,极大地提升了学生对学科前沿知识的认知,培养了学生的实际操作技能,同时为其后期的科研论文的顺利实施打下了良好的科研基础。本文阐述了在该课程教学改革方面的探索与认识。
1化学研究生创新实践现状
1.1现代化学分析技术课程现状
在国内外,“现代化学分析技术”通常作为化学、化工、生命科学、材料科学、环境科学、医药食品等诸多领域的硕士研究生专业基础课。一般侧重介绍光、电、色、磁等物理化学方法基础理论知识;通过授课培训、实际操作等方式,向学生讲解每一台仪器设备的基本内容,让学生在较短的时间内了解仪器设备构成,培养学生独立操作如核磁共振仪、X-射线衍射仪等贵重仪器设备的能力,为其从事科研工作打下坚实的基础。在华南理工大学,现代化学分析技术课程作为化学与化工学院硕士研究生的学位选修课,是圆满完成硕士学位论文的基础。目前,开设该课程的专业主要有:有机化学,应用化学,分析化学,无机化学,物理化学,化学工程等。自2010年开设以来,该课程深受各相关专业硕士生的欢迎与好评(每学期约有60位研究生选修),同时吸引了本院和外院的博士生来旁听。甚至有许多学生是带着科研任务中遇到的实际问题来听课和参与讨论的。该课程的开设,不仅帮助学生解决实际科研中存在的诸多问题,而且能大大提升学生利用现代化学分析方法和技术解析化合物结构的能力。
1.2化学研究生实验平台现状
当前,随着全国研究生招生规模的不断扩大,高等学校发展层次不平衡。如“985”“211”学校,教育部及地方投入了大量的资金,构建了一流实验平台,并从国内外引进大量的高素质、高水平科研人才,为研究生创新平台的建设、研究生创新能力的培养打下良好的基础;而普通高等院校,由于财力的原因,实验设施简陋、老化,很难适应现代实验分析的需求;研究生导师自身因为科研资金有限,导致研究生从事一些低水平、重复性的科研工作,这不仅浪费人才资源,同时使学生实践能力、创新能力的培养大打折扣。另一方面,当前研究生教育只重视传授基本理论和方法,较少关注现代技术的不断创新和根据研究生导师的研究方向、结合研究前沿进行创新实验教学。学生常常只是依照老的实验教材,进行验证式的实验操作,不仅适应不了现代化学实践的需要,而且对学生创新兴趣、创新能力的培养产生消极影响。基于化学分析与实验技术在现代相关领域研究中所起的重要作用,结合我校实际情况,并从化学化工、生命科学、材料科学、环境科学、医药食品等相关专业的发展趋势来看,迫切需要加强研究生现代化学分析技术课程的改革,建立其大型仪器测试创新实践基地。
2化学研究生创新实践教育举措
2.1推动教学内容和教学方法的创新
化学分析方法发展迅速,教学应该引入最新知识。当今社会,科学技术不断进步,科研成果不断涌现。与此相对应,现代分析仪器日新月异,分析手段不断创新,因此,二者有机结合,就能快速、有效地推动研究生的认知能力、并提升其研究水平。为适应新发展,“现代化学分析技术”课程教学应该以导师的研究方向为指导,以最新相关文献、资料等为教学内容,建立新的分析方法,使学生初步掌握现代仪器的基本原理、操作规程及步骤,以及对实验结果的分析和判断,培养学生解决实际问题的能力,为学生从事后期科研论文的工作打下坚实基础。教师结合本校相关领域的课题,整理和收编科研实践中的谱图以及采集和解析谱图的经验,建立相关教学案例(卡片库),使学生有更多机会进行有效的实例演习,以提升学生解决实际科研中所遇到问题的能力。“现代化学分析技术”课程不能囿于现有教学模式,但又不能完全脱离。在理论教学上需重视教学内容的新颖性、先进性,在实践教学上需结合现代仪器的新特点、新方法,是一种全新新型教学模式。该课程共开设32学时,其中,教师课堂理论讲授16学时;设计性、创新性实验16学时。课堂讲授包括:大型仪器实验室安全及现代化学分析技术现状与发展趋势(2学时);紫外、红外光谱仪(2学时);气相、气-质联用仪(2学时);离子色谱、高效液相色谱仪(2学时);原子吸收、等离子体原子发射仪(2学时),热重差热联用热分析仪(2学时);粒度仪、X-射线衍射仪(2学时),以及核磁共振仪(2学时)。在16学时的设计性、创新性实验中,着重加强实践教学,提高学生综合技能的培养。由于X-射线衍射仪和核磁共振仪的价格比较昂贵,在国内多数开设的仪器分析课程中,甚至学生在实际科研中,学生没有机会动手操作这些贵重仪器。而在国外,这些仪器对研究生,甚至本科生都是开放的。为了提高本校研究生的综合技能和素质,该课程利用化学与化工学院的资源,组织学生带上自己科研中的样品进行操作培训,采集样品图谱。在教师的现场指导下,学生能快速掌握从选择合适的分析方法,准备样品,采集图谱,处理数据到最后解析图谱的一般程序。研究生实验教学实施5年来,取得了较好的教学效果。如核磁共振仪,学生学会了利用Mestrenova谱图处理软件处理核磁原始数据的能力,运用ChemDraw进行谱图模拟、进而进行谱图解析的能力,使学生深刻认识到二维谱图在结构鉴定中的重要作用,提高了学生谱图分析和解释问题的能力。
2.2推动大型仪器测试创新实践基地建设
近年来,为适应新形势发展,国内各高校纷纷投入巨资建设新型实验教学实践基地,积极开展科技创新活动,为研究生实验教学新模式提供创新平台[3-5]。实验室经过学校多年的财经投入,拥有了一批先进的大型仪器设备,为广大教师、研究生科学研究和实验教学建立了较好的测试创新实践基地。该基地的大型仪器设备主要包括:用于样品结构和组成表征的红外、紫外、核磁共振仪、X-射线衍射仪、等离子体原子发射光谱仪、离子色谱仪等;用于样品高效分离的气相色谱-质谱联用仪、高效液相色谱仪等;以及样品热物性、粒度、电性分析的热重-差热联用分析仪、粒度仪、电化学工作站等。多年来,这些大型仪器设备一直向广大师生开放,实现科学、规范地为教学科研服务,取得了丰富的科研成果[6-7]。依托该实验平台,教师不断地丰富实验教学内容,提高实验教学工作水平;学生依据其研究方向、结合学术前沿,进行相关内容、产品的测试,不仅为其后期研究课题的选题打下良好的科研基础,而且通过课程实践,极大地提升了学生对相关仪器设备的自主学习能力、动手操作技能,培养学生的观察力、开拓创新意识,提高创新水平。借助该实验平台,教学与科研有机融合,完善了人才培养方式与创新教育模式。创新型化学研究生的培养,不仅能为研究生解决实际科研问题、提升学生动手能力、创新能力,而且随着大型仪器创新平台合理利用,将为社会提供更多的创新性科研专门人才,产生巨大的经济效益和社会价值。以信息工程学院核磁共振仪为例,随着核磁共振仪的开放共享,为学院化学、化工学科、特别是化学的发展带来了质的飞跃。如核磁共振仪自2010年开放使用至今,几乎满负荷运转,使用机时数达4.6万,测试样品数约15万个,发表SCI一区TOP科研论文达80余篇,外部专用索引(ESI)进入国际前1,为我院化学学科首次进入世界大学前200强做出了应有的贡献。
2.3提高学生综合素养和择业水平
目前,化学研究生择业的主要方向为化学、化工相关企业、科研机构及高等院校等。这些行业考察并接纳学生的主要依据就是学生的综合素质及科研能力。如结合导师研究方向和科学前沿,学生能独立开展文献检索,并能初步提出科学问题;学生在教学实践中养成良好的实验观察、数据记录习惯;培养学生团结协作、实事求是的科研作风等;科研素质提升的外在表现就是学生科研能力的提高。如查阅文献、提高科技英语阅读、写作的能力;学生在测试过程中观察能力、分析能力、特别是动手能力的培养;撰写实验报告的能力等。现代社会是知识经济和市场经济的有机融合。化学研究生为适应这个开放、现代、繁荣的社会,顺应这个发展潮流,需提升自己的综合素养和技能,使自己在将来的择业上立于不败之地。华南理工大学为化学研究生开设的新型化学实验课程教学,就是为学生后期顺利开展研究课题提供预演。学生借助新型实验教学实践平台,进行独立上机操作,不仅能验证实验测试原理、测试方法及测试步骤,更能培养掌握和操作大型仪器设备的技能,掌握现代先进仪器的检测手段,为将来走向工作岗位打下坚实的基础[8-10]。
3结束语
研究生是我国发展生产力、进行科技攻关的主力军。化学研究生是化学、化工、材料、环保等领域的中坚。传统实验教学模式已无法适应这变化多端、日新月异的科学社会。因此,对现有实验教学内容和方法的改革势在必行。化学实验教学改革立足学术前缘、结合导师的研究方向,以高校现代先进仪器设备作为教学平台,通过独立上机的操作方式、结合课堂理论,培养学生独立从事科学研究的能力,提升学生从事科学研究的综合素养,形成了以学生为主体的实践教学模式[11-12]。为学生更好地融入创新型社会打下牢固的基础。
作者:梁向晖 钟伟强 毛秋平单位:华南理工大学化学与化工学院
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分析化学论文 篇二
关键词:成果导向;分析化学;教学模式;教、学、做一体化;改革创新
成果导向+行动学习的教学模式,是未来高职教育发展的必然趋势。在课堂上行之有效的“教、学、做”一体化教学模式是指将理论知识与实践训练有机结合,加强学生的动脑、动手能力。成果导向教学理念指出,职业教育培养目标是必须与企业对接,以适合专业岗位的实际需要为培养依据,重点突出其应用性,以教学内容和教学方法的综合性、实践性为一体,充分发挥学生的主体作用,加强综合实践能力的培养。传统的教学模式已不能适应成果导向教学理念的实现职业教育人才培养目标的需求。因此,创建一个以就业为导向,以职业为目标的教、学、做一体化教学体系是非常必重的。成果导向+行动学习是一种值得推广的教学模式。
一、分析化学教、学、做一体化课程内容设置及教学方法的改革
首先要遵循成果导向理念下的课程结构必须适应课程目标和教学内容的变化而不断改革的原则。因为在传统的分析化学的课程内容设置中,理论教学与实验训练为两个相对独立的教学环节,理论知识与动手能力不能相互促进、相互补充,还在强调知识的系统性,而不是以实用、够用为原则,课程结构和内容已经达不到社会、企业及用人单位对专业人才提出的培养目标要求,所以分析化学理论与实验一体化教学,必须要有与专业培养目标相吻合的课程设置,以职业能力为主线,构建起课程的知识能力素质结构。所以我们把分析化学实行模块化的课程设置,分为分析检验基础理论、酸碱滴定法,配位滴定法,氧化还原滴定法,沉淀滴定法,吸光光度法等几大模块。从而使分析化学教、学、做一体化的课程体系得以实现。同时在教学方法上也进行大胆改革,如采用头脑风暴、翻转课堂、问卷调查等新的教学方法,如针对某一教学内容,可以让学生根据以往的知识基础,构思、设计一个完整的教学课件,上课的时候,展示给同学们,通过这种教学方法,不仅可以锻炼学生的归纳思考能力、演讲表达能力、组织策划能力,又能调动学生的学习热情,锻炼他们独立完成任务的决心,从而达到教学目的。
二、把握好教师的主导作用与学生的主体地位,打破传统教学模式,实行一体化的教学方法
在教、学、做一体化的教学过程中,应以基本技能训练为中心,以综合素质培养为目的,采用理论知识讲解和实践操作并重的教学模式。例如在成果导向教学过程中,教师要精心设计教学过程,通过准备活动发展活动整合活动的教学环节,设计教学任务,重点在发展活动教学环节的把握,把决大部分课堂时间交给学生,让学生先完成任务,教师针对难点问题加以指导,让他们在实践中领悟、感受所学的知识,加深记忆。分析化学课程突出实践动手能力,将实践教学和理论教学融为一体,是每位教师进行成果导向+行动学习教学理念实施过程中,必须遵循的改革途径。在实验前,教师先交给学生实验题目,让他们设计切实可行的实验步骤,选择实验仪器及药品。例如在对动物血液中微量钙离子的测定、血液中血糖含量的测定、蛋白质的测定、食品中亚硝酸盐含量的测定中,即可以选择滴定分析法进行测定,又可选择吸光光度法中的分光光度计进行测定。针对药品生产技术专业,在生产药物制剂时,所需溶剂水中氯离子含量的测定时,就采用了沉淀滴定法的莫尔法、法扬司法的理论与实验来解决问题。在实验中,针对个性问题教师单独指导;对共性问题,由教师统一示范解决。通过学生的独立设计和小组协作,进一步提高了学生的沟通能力和团队合作精神和凝聚力,每一次完美成功的实验结果,都能使学生振奋、快乐。实验完毕后,师生共同归纳与总结实践操作过程中存在的问题,所用到的理论知识,找出其中的重点和难点,使其形成一个完整的知识体系。
三、建立有效的教、学、做一体化的评价机制
在教学过程中,构建一套良好、合理的教学评价体系不仅可以激励学生成长、还可以促进、完善教学功能,这是学校不断提升教学质量的前题保证。以往分析化学的评价体系是通过试卷答题进行考核,考核内容以理论为主,实践内容为辅。那么在教、学、做一体化的评价体系上,要重点考核实际操作能力及必要的专业相关理论知识,推行以培养学生职业能力为主的综合化考核。这种考核在每一教学模块结束后,都对学生的在课堂学习表现、作业完成质量、实验动手能力及实验报告的书写等进行综合化考核,考核内容既涉及基础理论知识、基本实验技能,又涉及相关专业知识,通过这种综合化考核,能全面、公正地对学生在学习过程中的实践动手能力,团队合作能力、创新能力和选择获取前沿信息的综合能力进行考核,而不是期末一份试卷决定成绩。比如,针对测定样品中钙离子含量时,就可考核学生对所学知识的综合能力,如学生可选择配位滴定法的EDTA法测定;选择氧化还原滴定法的间接方法测定;选择吸光光度法的分光光度计进行测定。这样的考核题目就是典型的综合化考试题目,它可以考核学生在解决某一问题中对这一问题方案的设计、仪器药品的选择、实验态度的确定、团队协作能力、实验结果的总结分析等综合能力。
作者:李惠琪 秦秀玉 李超 单位:黑龙江职业学院
参考文献:
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化学分析论文范文 篇三
BrukerAV-300,AV-500型核磁共振光谱仪;X4型数字显示显微熔点测定仪(温度未校正);Agilent1100LC/MSDSL;LABCONCO冷冻干燥仪;JASCOP-1020旋光测定仪半制备型高效液相色谱仪Waters600型;检测器Waters2487紫外双波长检测器;Agilent-1100高效液相色谱仪;柱色谱材料为硅胶(200-300目)、RP-C18(YMC;12nm)及SephadexLH-20(AmershamBiosciences);柱色谱试剂均为分析纯,高效液相色谱试剂均为色谱纯。
白芷根于200403采自江苏省盐城市洋马镇,经江苏省中国科学院植物研究所袁昌齐研究员鉴定,凭证标本现存放于江苏省中国科学院植物研究所标本馆内。
2提取与分离
白芷根(38kg)用95%的乙醇提取3次,合并提取液,减压浓缩至无醇味。提取液依次用石油醚、醋酸乙酯萃取,剩余部分为水部分。将水部分上样于D101大孔树脂柱,水-乙醇梯度洗脱,分为6个部分。其中50%洗脱部分分别进行硅胶柱层析,氯仿-甲醇(10∶1~7∶3)梯度洗脱,各流分采用薄层或高效液相检识,合并相类似组分,反复反相柱层析分离,凝胶纯化,得到6个化合物。
3结构鉴定
3.1化合物1
白色无定形粉末(冻干),mp170~172℃,[α]21.7D=-52.40(c=0.065甲醇:水=40:60),紫外灯365,254nm下均显示蓝绿色荧光。ESI-MSm/z:509[M+Na]+,示其分子量为486,结合1H-NMR,13C-NMR谱数据推断分子式为C21H26O13。化合物的1H-NMR,13C-NMR,HMQC及HMBC谱数据详见表1。综合各谱数据及与文献[1]对照鉴定化合物为7-O-β-D-Apiofuranosyl-(16)-β-D-Glucopyranosyl-Scopoletin(xeroboside)。表1化合物1的1H-NMR,13C-NMR,HMQC及HMBC谱数据(略)
3.2化合物2
白色无定形粉末(冻干),[α]21.7D=-55.20(c=0.065甲醇∶水=40∶60),紫外灯365nm及254nm下均显示蓝绿色荧光,ESI-MSm/z:495[M+Na]+,示其分子量为472,结合1H-NMR,13C-NMR谱数据推断分子式为C20H24O13。化合物的1H-NMR,13C-NMR,HMQC及HMBC谱数据见表2。综合以上各谱数据及与已知文献[2]对照鉴定化合物为aesculetin-6-O-β-D-apiofuranosyl-(16)-O-β-D-glucopyranoside。
3.3化合物3白色无定形粉末(氯仿-甲醇),mp207℃,[α]21.7D=+47.75(c=0.07甲醇∶水=40∶60),紫外灯365,254nm下均显示蓝色荧光。ESI-MSm/z∶407[M+Na]+示其分子量为384,结合1H-NMR,13C-NMR谱数据推断分子式为C17H20O10。化合物的1H-NMR,13C-NMR,COSY,HMQC及HMBC谱数据详见表3。综合各谱数据[3]鉴定化合物为tomenin。表2化合物2的1H-NMR,13C-NMR,COSY,HMQC及HMBC谱数据(略)表3化合物3的1H-NMR,13C-NMR,COSY,HMQC及HMBC谱数据(略)
3.4化合物4
白色无定形粉末(冻干),mp140~141℃,[α]19.4d=-52.30(c=0.06甲醇∶水=40∶60),紫外灯365及254nm下均显示蓝色荧光,结合1H-NMR,13C-NMR谱数据推断分子式为C16H18O9。1H-NMR(Pyridine-d5500MHz)δ:6.27(1H,d,J=9.5Hz,3-H),7.56(1H,d,J=9.5Hz,4-H),7.62(1H,s,5-H),6.90(1H,s,8-H),3.70(3H,s,OCH3),5.65(1H,d,J=7.1Hz,1-H-Glc)。综合以上数据及与已知文献[4]对照鉴定化合物为isoscopolin。
3.5化合物5
白色无定形粉末(冻干),[α]21.7D=-55.20(c=0.065甲醇∶水=40∶60),ESI-MSm/z:455[M+Na]+,示其分子量为432,结合1H-NMR,13C-NMR谱数据推断分子式为C19H28O11。1H-NMR(Pyridine-d5500MHz)δ:7.07(2H,d,J=8.5Hz,3-H和5-H),7.19(2H,d,J=8.6Hz,2-H和6-H),2.96(2H,t,J=7.4Hz,β-H),4.34(1H,dd,J=7.5,11.2Hz,3''''a-α),3.88(1H,dd,J=7.4,11.2Hz,3''''a-α),4.82(1H,d,J=7.1Hz,1-H-Glc),5.75(1H,d,J=2.6Hz,1-H-Api)。13C-NMR(Pyridine-d5125MHz)δ:129.53(C-1),130.50(C-2),116.13(C-3),157.23(C-4),116.13(C-5),130.50(C-6),71.12(C-α),35.88(C-β),104.58(C-1-Glc),74.95(C-2-Glc),78.45(C-3-Glc),71.12(C-4-Glc),77.08(C-5-Glc),68.87(C-6-Glc),111.07(C-1-Api),77.74(C-2-Api),80.37(C-3-Api),75.00(C-4-Api),65.48(C-5-Api)。综合以上数据及与文献[5]对照鉴定化合物为OsmanthusideH。
4结果与讨论
前人从茜草科植物山石榴Xeromphisspinosa[1]以及Xeromphisobovata[6]中分到过此化合物1,故此次为首次从伞形科中分离得到。但化合物的熔点有文献[1]报道为238~234℃,有文献[2]报道为192~197℃,而本次实验测得的熔点为170~172℃,具体原因有待进一步确定。
前人从忍冬科植物Loniceragracilipes[3]中分得化合物2,但是只报道了1H-NMR,13C-NMR谱数据,且C-6和C-7的归属颠倒了。本文通过对其进行HSQC,HMBC等二维谱的研究,纠正了前人的错误,丰富了该化合物的波谱数据。
日本学者Hasegawa[3]最早从蔷薇科植物Prunustomentosa中分离得到化合物3,但没有报道核磁数据,以后未见此化合物的报道。本文完善了该化合物的核磁数据,并且用二维谱进行了全归属,丰富了该化合物的波谱数据,并首次报道了此化合物的旋光值。
化合物6在自然界植物中分布广泛,但在伞形科植物中此类化合物较少见。
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化学分析论文 篇四
一、中学化学素质教育的主要内容
《中国教育改革和发展纲要》提出:“中小学要由‘应试教育’转向全面提高学生的思想道德、文化科学、劳动技能和身体心理素质,促进学生生动活泼的发展”。“纲要”所提出的四个方面的素质,是中小学实施素质教育、全面提高学生基本素质的纲领和方向。但就某个学科而言,应根据本门学科的特点和教学内容,确定素质教育的具体目标。我以为中学化学素质教育的主要内容是:思想道德、文化科学和心理素质教育,至于劳动技能和身体素质教育,则不能认为是化学学科应该承担和必须完成的任务。也就是说,中学化学实施素质教育应从如何提高学生的思想道德、文化科学和心理素质这几方面着手。
化学基本概念和原理、元素化合物知识、化学基本计算和化学实验是中学化学的主要内容,教好这些化学基础知识和基本技能,是中学化学教学的根本任务。教学大纲在“教学中应该注意的几个问题”中明确指出:要“重视基本概念的教学”、“加强化学用语的教学”、“重视元素化合物知识的教学”和“加强实验教学”。可见,强调素质教育,并不意味着可以淡化“双基”教学,更不能认为,加强“双基”教学,就是搞“应试教育”。应当十分明确,化学中的素质教育,首要的是要切实搞好“双基”教学,做好化学基本知识的普及工作,以提高学生的文化科学素养,为学生参加社会主义建设和进一步学习打好基础。这是“纲要”所提出的素质教育的一个方面,符合素质教育的大方向。思想政治教育、能力的培养和发展、科学态度的建立以及科学方法训练,都需要融合于化学知识教学之中,通过化学“双基”教学来实现。离开了“双基”教学,其他方面的教育岂不成了无源之水、无本之木?当然,根据素质教育的要求,化学“双基”教学,在观念上应有所改变,方法上应有所不同,这在前一篇文章中已谈过个人的一些浅见,这里不再赘述。
二、关于爱国主义教育和辩证唯物主义教育
中学化学教学要加强爱国主义和辩证唯物主义教育,这已为广大教师所共识。通过爱国主义教育,激发学生热爱祖国、热爱人民的情感,坚定社会主义方向和四个现代化建设必胜的信念。要使学生了解一些辩证唯物主义的基本知识,逐步形成科学世界观,学会运用辩证唯物主义的观点、方法分析和认识化学问题。要使学生养成尊重事实、实事求是的科学态度,严肃认真、一丝不苟的科学品质,克服困难、坚韧不拔的科学作风和勤学好问、勇于探索的科学精神。
关于爱国主义教育,初中和高中教学大纲均有专项说明。需要指出的是,为使爱国主义教育做得更有成效,要注意收集有关化学、化工的新成果、新进展,以不断充实爱国主义教育的内容;爱国主义教育除了在课内进行外,还可以通过参观、讲座等多种形式进行;教师要提高本身的爱国主义觉悟和情感,才能以饱满的爱国热情去激励、感染、熏陶和教育学生。
中学化学知识中蕴藏着丰富的唯物辩证法。结合化学教学的具体内容向学生进行辩证唯物主义教育,有利于学生形成科学世界观,有助于学生能力、特别是认识能力和学习质量的提高。辩证唯物主义教育的重要意义还在于它能给学生提供一种科学信念,即客观世界是可以认识的,人们有能力把握客观事物的规律。有了这种信念,就能在未来的工作和科学探索中,披荆斩棘,开拓前进,这正是社会主义现代化建设所需要的新型人才应具有的品格。
辩证唯物主义教育的主要内容有:
(1)辩证唯物主义物质观的教育,包括世界的物质性、物质形态的多样性和统一性、物质结构的层次性以及物质的普遍联系性等;
(2)辩证唯物主义运动观的教育,包括物质运动的永恒性、物质运动的内因和外因、物质运动的宏观表征和微观本质的联系以及物质运动与能量转化等;
(3)唯物辩证法基本规律的教育,包括对立统一规律、量变质变规律、否定之否定规律。教师要努力学习辩证唯物主义知识,武装好自己的头脑,自觉地运用辩证唯物主义的观点分析化学教材,研究教学方法。通过化学“双基”教学使学生从化学学科这个侧面相信世界是物质的、物质处于不断的运动之中、物质是可以认识的(包括宏观物质和微观粒子);物质的组成、结构、性质以及物质发生变化时无不充分体现对立统一、量变质变和否定之否定的普遍规律;并树立内因和外因、现象与本质、原因与结果、必然与偶然等辩证唯物主义观点。
三、关于创新精神的培养
创新精神、创新意识或创造能力是当今社会人才最可宝贵的素质。创新精神和创造能力是对学生素质的较高要求,应在教学中一点一滴地培养。化学上,这种意识和能力培养的途径也是很多的。比如化学史教育,在化学科学发展的历史进程中,化学家的任何一个发明创造以及他们所做出的贡献,既体现了他们批判地继承了前人的科学研究成果,又体现着他们大胆创新、勇于探索、坚持实践的科学精神和实事求是的科学态度。生动的化学史实,是对学生进行创新教育的最好例证。
化学实验中,要尽量给学生动脑、动手的机会,培养他们独立思考的习惯,发展他们的创造能力。现以初中化学选做实验三“室温下盐的溶解度的测定”为例做些探讨。
(1)首先提出问题,让学生讨论:
测定10℃时硝酸钾的溶解度必需的条件是什么?(①必须保持实验过程中水温为10℃;②测得100g水在10℃时最多能溶解多少克硝酸钾)
(2)展示水浴装置,介绍原理及用法;
(3)怎样测得10℃时100g水能溶解硝酸钾的最多克数?(这个问题是本节课的核心,问题的提出,将把学生的思考、讨论引向高峰)
大部分同学提出的办法是:在天平上称出一定量硝酸钾晶体,往10℃的100g水里慢慢撒入硝酸钾,随撒随搅拌,当撒入的硝酸钾不再溶解时,说明硝酸钾溶液已达到饱和。称量剩下的硝酸钾的质量,前后两次硝酸钾质量之差便是10℃时硝酸钾在水中的溶解度。
(4)这个方案行不行?(这个方案原则上是对的,但是太费时间,实际上行不通)
有同学提出跟上面操作相反的方案:
量好100g水,保持10℃,一次加入定额过量的硝酸钾晶体,搅拌几分钟,保证溶液达到饱和后,把溶液倒出,称量没溶的硝酸钾晶体,加入硝酸钾的量减去未溶的硝酸钾的量,便是硝酸钾的溶解度。
(5)让同学讨论这个方案。
有同学会指出,晶体上沾着水,测得的溶解度比实际溶解度小;
有同学会提出,先把晶体上沾的水加热蒸发掉,再称量;
还会有同学提出,沾附在晶体上的不是纯水,是硝酸钾饱和溶液,水分蒸发了,此水中溶解的硝酸钾无法称量,这方案从原理上就错了。
(6)是否必须用100g水?水多少重要吗?
能否从饱和溶液打主意?经此提示,同学们会悟到水的量不是关键,取任意量的水(水量少为好),加入硝酸钾晶体搅拌配成10℃时的饱和溶液,取饱和溶液称量后,蒸发除去水分,称量剩下的硝酸钾晶体,水量和这些水溶解硝酸钾的量便测得,再换算成100g水最多能溶解硝酸钾的克数,便是10℃时硝酸钾在水中的溶解度。
分析化学论文 篇五
由于长期以来受“重理论、轻实践,重知识传授、轻能力培养”教育观念束缚,实验教学考核的改革远远滞后于理论教学改革进程,加之一直以来该校分析化学实验课程实行的是总成绩=平时成绩(60%)+实验报告成绩(20%)+笔试成绩(20%)的模式。结果造成学生实验时只当是旁观者,不愿积极动手,实验原理和实验基本知识一知半解,出现抄袭实验报告者也能得到高分,实验有关知识做完忘完,但笔试前死记硬背却能得到高分,造成学生认为只要实验报告和笔试拿高分,实验不缺席便能取得好成绩。学生极不重视实验课,影响学习积极性和主动性,学生动手能力和分析解决问题能力得不到相应提高,严重影响了实验教学的效果和质量,“高分低能”现象严重。
2分析化学实验多元考核模式的建立
针对分析化学实验考核现状与存在的问题,我们提出在实验教学中采用和实施多元实验考核模式。主要考核学生动手能力和设计实验能力,平时考核、期末操作技能考核和设计型实验考核相结合,突出学生动手能力和设计实验能力,统筹考核实验过程与实验结果,集中反映学生掌握知识的全面性和综合能力。
2.1平时成绩考核为进一步加强学生实验过程管理,在平时的实验教学中我们采取多环节监控,包括检查预习报告、课堂提问、实验过程全程监督(实验态度、纪律和卫生等)及分析数据审核等。
2.1.1检查预习报告
我们对参加实验的学生都明确要求实验前必须进行预习,并写出预习报告,预习报告必须完整阐述实验原理,详细陈述实验步骤,准确表达相关图表,通过预习使学生能明确了解实验目的及要求,熟悉实验的知识点、重点和难点,提高学生实验的积极性。对不写预习报告或敷衍了事的学生,取消其进行实验的资格。
2.1.2课堂提问
课堂提问一般在讲解后进行,内容涉及实验原理、注意事项和有关知识的拓展等。依据学生回答问题是否积极主动、正确与否等情况评分,计入平时成绩。
2.1.3实验过程全程监督
学生开始实验后,由指导教师和实验员组成监督小组。对学生的实验情况进行全程监督。包括实验考勤、课堂纪律、动手能力、操作规范、实验质量、清洁卫生等方面进行评分。对学生的实验操作技能及分析解决问题的能力进行准确评价。
2.1.4实验数据审核
化学实验要求学生在实验中坚持实事求是,如实记录实验数据而不能随意臆造或修改,仔细观察实验现象;掌握实验方法,控制好相应测定实验条件,确定存疑数据。因此我们要求实验后实验数据必须由教师审核。数据考核主要从数据是否合理,数据记录是否规范,误差是否在允许范围以内等方面进行评分,对数据错误,误差较大的学生教师不予通过,要求学生须重做直至数据符合要求。通过对分析化学实验中误差分析及其数据处理,有助于培养和提高学生的观察能力和思维能力,激发学生学习积极性和主动性,培养学生独立思考能力,进而提高学生们的科研创新能力。
2.2期末操作技能考核
分析化学实验操作技能考核采取随机抽题并现场操作的方式,要求学生在规定的时间内完成操作考试,并当场提交结果和实验报告,由指导教师和实验员依据实验结果、现象和实验报告的完成情况现场评分。基本操作技能考核主要从学生滴定分析操作、天平操作、溶液的配制及转移等基本技能和反应条件的控制等方面进行考察。这种综合考核的形式能全面客观地评价学生实际操作能力、动手能力和基本实验技能,极大地增强了学习积极性和对实验的重视程度,培养了学生基本科学素养。
2.3设计型实验考核
设计型实验考核是学生已经接受了一个学期的基本实验训练后,掌握了实验基本操作及分析化学实验的基本知识与技能的基础上,由教师根据教学内容和教学要求进行命题。在考核前两周,由学生抽签确定设计型实验考核题。学生根据命题与指导教师进行沟通和探讨后,在规定的时间内查阅相关文献资料,运用所学的知识,独立思考,自行设计,写出实验方案。实验方案包括实验原理、操作步骤、实验条件等。实验所需材料由实验员准备。实验时,教师对学生对实验过程中的实验操作技能、解决问题的能力、实验方案的可行性、实验数据记录和结果处理,以及分析结果的正确表达和实验报告的书写等方面进行综合考评。以此培养学生的创新意识和创新能力,激发学生的学习兴趣和主动性,进而提高学生分析问题和解决问题的能力,强化学生查阅文献资料能力和科研协作能力,为毕业论文打下坚实基础。
3分析化学实验总评成绩评定方法及标准
新的考核模式中,分析化学实验成绩按“平时成绩(40%)+期末考核成绩(60%)”综合评定,期末考核成绩由期末操作技能考核成绩(30%)和设计型实验考核成绩(30%)两块组成。在新的实验考核模式中体现了考评体系更加注重学生能力的培养,基本动手能力、基本技能所占比例为60%。通过对各环节制定的评分标准综合评定,使分析化学实验评分体系实现科学化和定量化,体现了人性化和公平化。
4分析化学实验考核改革的成效
通过对分析化学实验考核模式的建立和实施运行表明,这种多元考核模式能科学、公正、合理评价学生的实验水平和技能,有利于提高学生学习的积极性和主动性,对培养学生养成良好的实验习惯,提高实验操作技能,增强学习兴趣和求知欲,培养创造性思维、创新意识和科学素养诸方面都起着促进作用,提高了学生独立实验能力,显著提高了实验教学效果。
化学分析论文 篇六
关键词:茶文化背景;教育学理论;文化
对于当前茶文化的认知与利用来说,我们必须从茶文化的价值作用出发,尤其是通过分析茶文化所包含的具体内容和理念影响力,从而在丰富教育学理论内容的重要前提下,对教育学理论进行深化,并且推动该理论机制实现全面革新和发展提升。
1 教育学理论发展应用的具体状况
认知纵观整个历史,教育学理论都是在时代背景下变化发展的。社会环境作为影响教育学发展的重要因素,很大程度上对教育学的发展有着重要影响。教学环境的发展取决于社会环境的变化,倘若想要在社会环境下达到最佳的教学效果,那么就需要教育学理论在发展的过程中将社会中存在的有利于教学的因素融合发展。新时代教育背景下的学生全面化发展,就要求教学理论从根本上进行转变并且往深层次方向发展。在具体的教学活动中,不仅仅要完善教学理念的发展,更要注重德育、劳育、美育各方面全面发展。只有将学生的学习需求与新时代教育发展的变化有机结合起来,才可以真正做到对学生培养的重视。从客观层面上来说,在当前新时展教育工作的道路上,教育学本身的创新发展也是至关重要的。教育学理论从本质上的创新发展,依旧要从具体的时展背景中找到可以为教育学理论所用的文化知识理论底蕴,通通运用到教育学理论发展道路障碍。同时教育学理论与教育学理论实践之间所存在的。关联性与配合性都需要大大提高,才能够进一步发挥学生的重要价值,教育的主体是学生,那么就需要通过教育学理论创新来发挥学生的主观能动性,进行自我学习框架构造提供理论基础,同时在教育学理论中能够进行系统化应用并且发展成熟的教育理论,往往是现代教学活动创新真正意义上的推动力。茶文化是否能够应用于教育学理论的关键,则是茶文化中所具有的诸多文化元素所承接的教育职能和文化启迪价值。茶文化是一种文化观,向我们展示的是一种文化理念,而了解茶文化的具体理念内涵,在今天就发展成为我们更好应用茶文化的关键所在。
2 教育学理论创新发展的具体思路
对于教育学理论发展创新的道路建设,不仅仅需要在茶文化视角领域中找到创新思路,还需要发现并运用时代背景下有利于教学发展的因素,从而更加完善现有的教学机制,使学生更加注重自身的主观能动性并运用到学习中来。发展教育学理论创新往往还需要注重本身的系统化与深度化发展,还必须了解现在以下几点:一是重视教育学理论主体的发展。要想发挥主体对于教育学发展的作用,就必须重视学生群体自身的学习发展。其中教学活动对于学生的主观能动性有着极其重要的作用,就拿组织教学活动的教学方案来说,其本身就必须要站在学生的立场下来制定。针对不同的学生群体做不同的教学方案,从而确保每一个阶段学生群体的教学质量,有效提升了学生的综合素质。不仅如此,能否正确落实教育学理论在学生群体当中的作用,包括对学生自身的了解,对自身学习状况的认知,都关系着教育活动能否在学生群体中具体开展。落实教育活动的开展,往往需要更加注重学生的成长过程,让教学活动能够满足学生的各种需求,并赋予学生自主学习的理念,在教师层面更要提倡以学生为主的教学概念,使得教学活动能够在时代背景下形成系统化的转变,全面实现落实提高学生的综合素质。二是重视教育学理论创新发展中的教学实践。在新时代马克思主义思想教学理念中明确提到实践对于教育本身发展的重要性。每一个理论从出身到发展成熟都是在实践中摸索整理出来的。只有教育实践本身的落实与发展,才能更好的体现教育学理论随着时展的过程。并且必须养成对教育活动的整体观系统化,才能够真正在具体的教学实践中深化改造和发展。往往是能够将教育学实践在教学活动中的理论,往往对于整个教育学发展竞争过程而言,具有非常重要的应用价值。三是必须让教育学理论的核心在时代背景下不断创新。社会时代是不断随着时间更替发展的,教育事业也在不同时代中拥有着不同的变化。学生群体作为教育事业的主体,伴随时代的经济发展,学生群体也有着不同的特征,同时也代表着整个教育活动的时代特征。所以必须针对不同时代学生群体多样化的问题,从根本上发挥教育学理论的认识,充分完成对教学活动的充实以及对教学机制的创新。始终关注教育学理论创新对于学生学习的重要性,要想实现最佳教学以及教学理论成熟发展,就必须在时代背景下教学处于运动状态的过程中完成教学方案的制定,从而让教育学理论在动态视角下完成自身的创新发展。
3 茶文化发展推动下的教育理论深化表现
我国的茶文化具有悠久的历史和文化底蕴,是中国传统文化的重要组成部分之一。成熟的茶文化往往能够正确直观的表现出在时展进程中,社会大众对于茶文化本身的价值认同。能够得到大众认可的茶文化与希望得到学生群体认可的教育学理论,是在一定程度上具有相似性的。要想使教育学理论能够在时展过程中进行创新,就可以通过将茶文化中有利于推进教育学创新因素运用到其中来。从而将茶文化体系中的价值理念应用到教育学理论实践中来,并且使教育学理论如同传统文化一般让学生对其进行全面的了解与认识。要想提高教学体系的创新发展水平,通过当下的社会发展共识了解到需要选中一门何氏的社会文化元素应用到教育学理论中来。教育学理论能够通过茶文化发展所带来的影响力,在学生群体中建立可以满足其需求的教学实践理论,这就是为什么需要把教育学理论放在传统茶文化视角下观察发展的原因。所以再通过教育局的角度来看茶文化发展,推动所完善的教育学理论,不仅仅能够使学生发现教育学理论基础下整个教学活动与方案的本质与特点,并且还能够在一定程度上丰富教育学理论的基础。但要想在茶文化发展推动下全方位认识教育学理论发展的变化,那就得需要认识到茶文化的特征,其中最为关键的是茶文化本身的动态发展性与包容性。将两种特征应用到教育学理论发展中来是非常重要的。同时还需要将茶文化理论进行适当的调整,从而确保教育学理论创新与茶文化的理念融合发展,最终提升整个教育学理论的综合发展水平。因此不仅仅要注重茶文化与教育学理论的融合发展更需要注意的是教育学理论在整个研究的创新发展过程中,其本身的实际状况是与整个教育学理论系统具有相似性的。对茶文化理论进行适当调整的同时,也要合理的对教育学理论进行合理改进,保证学生在学习整个教育学理论内容的时候,拥有着自身的认识与理解,同时还要重视学生对于整个教育学理论的内涵认识。不仅如此,还要了解茶文化体系中内容的多样化,可以在茶文化中找到合适的文化理论运用到当前教育活动中来,从而在整个教育学教学内容的丰富基础上,来考虑茶文化与教育学理念的融合发展方向。还有必须在茶文艺发展推动下,用教育学理论的角度来考虑学生群体的问题,需要通过肠化的多样性,运用到学生群体的教育工作中来,使得培养学生良好的学习习惯,市级学生对茶文化理论下教育学知识理论的学习兴趣,从而达到教育学理论最佳的教学效果,并且能够引发学生对于茶文化发展推动下教育学理论的思考。
4 结语
化学分析论文 篇七
电教产业的范畴
硬件设备:主要指构成教学和学习环境的一切设备和设施,比如:计算机、投影仪、视频展示台、多功能语言实验室等。软件资源:电化教育中所需要的教育教学资源,除了硬件设施外还需要一定的软件资源。硬件设备只是构造了一定的教学和学习环境,要想使学习更好的发生,需要高质量的软件来支持教学和学习。技术服务(电教服务部门):主要指电教设备和媒体在投入到教学使用过程中后,在后续的使用中电教生产部门提供的跟踪技术指导和技术服务。电化教育的发展受到教育发展的制约,电化教育产业的发展在一定程度上不仅受到先进技术和媒体的促进,而且还受到先进教育理论和思想的影响。电教产业的发展需要一部分即懂得技术又懂得教育的人才,只有这样才能产出一些既具有经济效益又可以优化教育教学过程和提高教育质量的电教设备和媒体。也只有这样才能为电教产业的后续服务提供保障。此外电教产业的管理和评价也可归为电教产业的服务部门。
电教产业的作用
电教产业为培养适应社会发展的人才提供了物质条件、环境和教育资源。首先,加速了教育改革的进程。教育必须走向民主化、终身化、多样化、个性化、国际化。电教产业为培养这样的人才提供了很好的环境,它为实现教育公平提供条件,并且可以根据学生的个性来设计个性化的学习环境,使每个人都得到发展;其次,提供多样化和全球化的学习环境,拓宽了教育的多样化空间;再次,为实施新的教学方法提供了条件,提高了教学和学习效率,使学习者可以在短时间内学习到更多的知识。
电教产业的发展历程
电教产业在我国的发展已有一段时间,但目前该领域的理论和实践研究还很少。且在仅有的一些研究中,不同的学者有不同的看法。李运林等认为将电教产业的发展归为电教媒体的发展,即“将电化教育媒体应用到教育领域才产生了电化教育。各种媒体技术的发展以及其向电教领域的扩展,在一定程度上促进了电教产业的发展,使电化教育发生了深刻的变化。在此将电教产业的发展历程归纳为以下几个阶段。萌芽阶段(20世纪20年代初期~解放前)这一时期的电教产业,由于电教媒体主要是使用电影、广播、幻灯,且都是从国外引进的技术,所以我国的电教产业处于初级的萌芽状态。不过此时我国的电教前辈们开始结合自己的需要拍摄电影和制作幻灯片应用到教育教学中。比如在二十世纪二十年代,我国著名的教育家陶行知、蔡元培、孙明经等老前辈们,开始将国外引进的电影和播映技术应用于教育,以扩大平民受教育的范围。奠基阶段(解放后到改革开放前)虽然在解放后我国电化教育得到第二次发展,电影、幻灯、广播是此时期主要的电教媒体,但由于的破坏,此时期我国的电化教育的发展几乎处于停滞状态。电化教育的发展情况直接影响到电教产业的发展。电教产业此时期也在徘徊中停滞不前。发展阶段(改革开放后到90年代初期)改革开放和国家重视电化教育为电化教育的发展创造了良好的环境。随着电化教育的发展,各种电教教材的需求加大,为了适应市场的需求,电教教材不再完全由教育者根据需要自己制作了,由专门的音像教材出版社进行制作。此时电教产业的发展正验证了南国农先生的“电教产业由小电教发展到大电教,由学校转向社会”。随着电教教材市场的发育和逐步规范,还涌现了一批专门生产音像教材为教育服务的企业。深入发展阶段(90年代中期至今)随着信息技术、网络技术和人工智能的发展,以及它们在教育领域的渗透,再加上我国经济的快速发展和政府部门对电化教育发展的重视和政策支持。此时期的电化教育进入了深度发展时期,电教的发展随之带来了电教产业的繁荣时期。电教产业的发展是随着电教学科和电教事业的发展而发展。电教产业的每一个历史阶段的发展,都是下一阶段发展的前奏或准备,都有很丰富的内容和特点。通过对各个历史阶段的电化教育发展的分析,找出其发展的规律,特别是形成产业这一经济现象后的各个历史阶段加以剖析,更能说明其发展历程,从而找出我国电教产业发展的总规律。
我国电教产业的现状
我国的电教产业由最初的电影教育到现在以计算机技术、网络技术和人工智能为主的技术在教育中的应用。之所以发展到今天这样的高水平,主要有以下几个方面的原因:①社会政治、经济发展到一定程度,要求人成为终身学习者;②受教育者学习方式的变化,需要一定的技术和学习环境来支持;③随着社会的政治经济的发展,以及国家制定的经济体制和政策的影响;④当今信息技术的发展,使各种新技术和新产品层出不穷及其在教育中的应用。电教产业也像其它产业一样符合市场发展的规律。它们会按市场经济规律流动,并决定其各方面的配置。目前我国电教产业正在由注重电教硬件和软件投入逐步转向电教产业服务方面。加强电教产业的服务有利于提高电教产业的发展,促进教育改革和教育的创新。
分析化学论文 篇八
1.1特殊的教学对象
1)目前多数学生是独生子女,自我为中心的意识很强,他们渴望成功却又缺乏吃苦耐劳的精神,心里想学习却又不具备自我约束的能力;2)基础课程的上课方式多为同专业、甚至是不同专业的多个班级的合班课,学生人数较多,化学基础知识层次不齐,任课教师在课堂上很难做到照顾每一个学生的学习情况,再加上学时数的压缩,学生的学习效果直接面临一些困惑和难题:听课效果不好、抄作业现象常有发生、考试结果不尽如人意、无法与后续专业课程衔接等等;3)非化学专业学生对化学基础课的学习较被动,创新的主动性与积极性不强[3].以某高校园艺专业为例,在大一学年的第二学期,“分析化学”课程往往与英语及一些专业课程同时开课,相比而言,分析化学知识零碎,各类公式多,且抽象、难以理解,学生学习起来有枯燥无味之感,普遍反应记不住,因而缺乏兴趣,积极主动性不高,甚至出现畏惧心理;同时“重专业知识,轻基础知识”的现象也普遍存在.因此如何激发学生学习基础课的兴趣与主动性,最大程度地发挥他们的潜能,是摆在大学基础课教师面前的一个新课题.
1.2繁杂的课程内容
“分析化学”学科在整个学习阶段起着承上启下的作用.它由一系列分析方法所构成,主要包括化学分析法和仪器分析法,经典的化学分析法又可分为重量分析法和滴定分析法;仪器分析法主要有光学分析法、电化学分析法、色谱分析法等等,其中每一种分析方法因响应信号机制不同还可进一步细分.不同的分析方法具有不同的原理、条件、仪器、特点和适用范围等,既相互联系又各自成体系,涉及的知识很广,并且还在以日新月异的速度向前发展,各种新理论、新方法和新技术层出不穷.因此在这样的大背景下,如何在“分析化学”学科的教学中营造一种活跃思维、主动学习、充分体现学生主体地位的氛围,真正地提高课堂的教学效率,是每一位承担这门课程的教师值得思考和探讨的问题.
1.3机械的实验教学
在实验设计方面,简单的验证性实验多,综合设计的研究性实验较少[4],实验内容不能及时反映分析化学的发展现状与相关学科间的渗透交叉,并且多数实验都是在教师的“精心安排”下进行“照方抓药”,学生只需按部就班地跟着教材走就能完成实验,独立思考的机会不多,严重缺乏在方案设计、样品前处理及数据处理等方面的创造性锻炼.在实验授课方面,多数实验课程仍采用传统的“教师先讲解原理———学生接受,然后动手实验”的模式.教师“倾囊相授”,希望将所有的知识点都传授于学生,但与教师的教学热情相反,学生的积极性却往往不高,无动于衷,对实验内容的理解与设计基本依赖于教师的讲解,缺乏对未知知识的探求精神以及独立进行实践操作的能力.在实验操作方面,对于移液、称量等基本操作,虽然教师已详细讲解并演示,学生操作仍不规范,如在减量法称量时直接用手接触称量瓶,未用纸条和纸片;滴定时不注意观察标准溶液滴落点周围的颜色变化,却不时地抬头观察滴定管的读数;未进行半滴操作等.还有一些仪器较为精密、贵重,数量偏少,不能保证每个学生都能掌握所有实验细节,再加上操作步骤较多,一些学生怕操作不当得不到理想的数据,只简单做一些辅助的配合工作,甚至站在旁边“冷眼观看”,基本上是学无所获.综上所述,不难看出,目前“分析化学”实验教学相对比较机械.所以,如何建立新型的分析化学实验课程体系,采用新颖的教学方法,赋予学生更广阔、更自主的学习空间,使学生在知识和能力上获得双丰收,是一个巨大的挑战.
1.4单一的评价方式
多年来,“分析化学”课程的考核方式为期末闭卷考试这种单一的考核形式,课程最终成绩为期末考试的卷面成绩、实验成绩和平时成绩加权后的总评成绩.成绩高的学生可能是“临时抱佛脚”即考前几天突击复习的结果.这种考核方式虽然能较好地考察学生对“分析化学”课程基础知识的储备情况,却不能很好地反映出他们综合分析问题、解决问题的能力.因此,要使学生的创新能力、综合运用知识能力得到真正的提高,必须要建立一套科学的评价方式.
2“分析化学”课程教学改革的主要措施
2.1激发学生兴趣
美国教育家杜威指出:教育不是一件“告诉”和“被告诉”的事情,而是一个主动建设的过程.因此,在教学过程中应充分调动学生的积极性,激发他们的学习兴趣.为此,可采取在传统授课方式的基础上,增加图片、动画效果、视频等多样化的多媒体内容帮助学生理解晦涩难懂的理论内容,并注重与相关学科之间的衔接与联系,适时地把一些化学史、应用实例或社会热点问题引入课堂,使学生认识到理论源于实践,又能指导实践.对于食品类专业的学生,在讲解色谱分析法时,可介绍2008年我国发生的非法添加三聚氰胺的毒奶粉事件,进而向学生提出可用高效液相色谱法测定饲料和植物蛋白粉中的三聚氰胺,此外还可介绍引起社会广泛关注的二噁英、苏丹红、瘦肉精等食品安全事件及奥运会期间兴奋剂的检测;针对生物学专业的学生,在介绍绪论“分析化学”课程的重要性及应用性时,如果只是泛泛地说分析化学在生物医学领域有着非常重要的作用,学生其实并没有深刻的体会,这时可列举在生物大分子研究领域做出重大贡献而获得2002年诺贝尔化学奖的三位分析化学家约翰•芬恩、田中耕一和库尔特•维特里希,紧接着介绍分析化学在他们熟知的领域,如基因组学、蛋白质组学和代谢组学中发挥的重要作用.这种讲授方法不但会使学生进一步认识到“分析化学”课程在其所学专业的重要地位和作用,而且还能开拓他们的视野,最大程度地激发他们的求知欲和创新性,进而参与到分析化学的科研工作中来.另一方面,还应在现代教学理论的指导下,以“教师为主导、学生为主体,并凸显主体”为研究突破口,发挥学生主观能动性,把教师的“教”和学生的“学”统一起来,探索以学生为主体的教学模式,改变现在普遍存在的学生学得枯燥,教师教得艰难,大家都感到无所适从的局面,以达到在教学过程中,学生真正成为学习的主人,“快乐学习”、“学会学习”,最终达到提高人才培养质量的目标.例如,在教学实践中可采取学生参与的方式,先由教师提出分析任务,如水环境中As含量的测定、重要药物溶菌酶的测定[5]等,学生依据兴趣自由分组,先完成综述小论文,再由教师指导讨论各种分析方法的优缺点.这样,学生先是对这些分析任务产生浓厚兴趣,水环境中As的含量究竟是多少?国家标准允许的含量是多少?经常饮用超标水,会对当地人、畜产生怎样的不良后果?在此基础上,深刻认识到准确测定的重要性.通过查阅文献资料,了解到As的测定方法有滴定分析法、原子吸收光度法、电分析方法及紫外-可见吸收光谱法等,最后根据环境水样中As的含量范围及实验室现有的仪器资源,确定选用紫外-可见分光光度法.在此过程中,学生可将课堂中学到的分析方法的评价指标及各种分析方法的原理用于解决实际问题,逐步形成为达到分析目的而应采取的分析化学专业思维的方式和方法.
2.2优化教学内容
“分析化学”课程教材难度大、内容多、学时少,因此,教学改革首先要以优化教学内容为核心,重点突出专业性和实用性:
1)对课程内容进一步优化和精简,压缩同其他基础课程中相同或相近的内容,如氢离子浓度的计算等,这些在普通化学部分章节已经提到,可略讲甚至不讲,让学生自己去复习.
2)对于相似的知识点,应培养学生归纳、比较和触类旁通的能力.在滴定分析法中,可精讲酸碱滴定法,包括滴定分析法的共性(基本原理、滴定曲线、突跃范围及影响因素、指示剂、终点误差和应用等),然后通过对比和归纳手段,讲解配位滴定法和氧化还原滴定法;在讲授紫外-可见分光光度法时,可以给学生列举蛋白质含量测定的光度方法,如考马斯亮蓝染色法、双缩脲法(Biuret法),并将这些方法和之前学习的凯式定氮法相比较,使学生了解各种方法的优缺点.通过这样前后知识的贯通融合,达到了以点带面、以小见大、触类旁通的作用,不但大大节约了课时,也培养了学生自主学习的能力.
3)对于仪器分析内容,应把握教学重点,理清知识主线,突出方法间的联系与区别[6].仪器分析的主要内容实际上就是响应信号与被测物性质(与结构有关)、浓度之间的关系,教师应让学生彻底理解并掌握“利用峰位置可进行定性分析,峰高或峰面积可进行定量分析”这一基本规律.在三大类分析中(包括光谱分析、电分析和色谱分析),利用各自的峰位置可推断被测物的结构信息,而峰面积或峰高则可以反映被测物的含量或浓度信息.这种讲授方法会使学生对仪器分析知识有一整体性的认识,在此基础上再对不同方法进行比较.这样不仅可以收到较好的教学效果,还能帮助学生掌握学习知识的方法,最终达到双赢的目的.
4)将学科的前沿发展动态引入课堂教学.徐光宪院士指出,应把21世纪分析化学生龙活虎、立体多维的形象展示给学生,引起学生对该课程的极大兴趣.因此在实际教学中,应结合课程进度,适度地把学科最前沿的知识和最新的研究动态介绍给学生,注重知识面的补充和延伸.例如,在讲解分光光度法时,可引进现今发展最为迅速的碳纳米材料.碳材料的基本组成元素虽然相同,但由于这些元素的空间排布不同继而可形成不同的形态,有零维的碳点、一维的碳纳米管、二维的石墨烯等,不同的碳材料在紫外-可见光区域有不同的吸收峰,根据吸收峰(尤其是最大吸收波长)的位置可进行定性分析,区分不同的碳材料,根据吸光度的大小可进行定量分析,确定碳材料的浓度或含量.同时可利用透射电镜、原子力显微镜等进一步确定碳材料内部的精确结构,用共聚焦显微成像仪可观察其在细胞内的成像情况,为将其进一步应用在重大疾病的诊断和治疗方面提供理论依据.另外,对于现代分析化学中单细胞实时分析、单分子检测等前沿技术,可以专题的形式介绍给学生.最后,还可以让学生通过图书馆的网络资源(如中文的CNKI和英文的WebofScience)追踪相关领域的最新动态,这样不仅为课堂注入了新鲜血液,而且能激发学生探索科学的兴趣,有利于创新能力的培养.
2.3强化实验环节
“分析化学”是一门以实验为基础的学科,实验教学起着课堂教学不可替代的特殊作用,它不仅能使学生验证和巩固理论知识,而且能培养学生观察、分析和解决问题的能力,养成严谨、细致、实事求是的科学态度.因此,如何使学生的实验效率最大化,用“心”体会实验内容,一直是“分析化学”教育工作者长期以来不断追求的目标.最近几年,有关实验教学的改革如火如荼,笔者所在的学校也积极响应号召,针对“分析化学”实验教学进行改革.
1)在实验内容的安排上,保留具有代表性的经典实验,通过这些实验的练习,使学生规范地掌握基础实验的分析方法和操作要领.除此之外,增加一些与实际生活有紧密联系的综合设计性实验,内容的选择注重各专业的通用性,如食醋中总酸度的测定、日用卫生纸中荧光增白剂的检测,并让学生自行提供样品.这些实验很好地锻炼了学生在文献检索、实验方案设计、样品前处理、仪器操作及用计算机软件处理数据等方面的能力,大大地提高了学生的参与感和成就感,全方位地培养学生的化学素养.
2)在实验讲授和学生的操作训练方面,摒弃教师“一切包办”的理念和“老师讲,学生听”的单一模式.对于分析天平、滴定管等常规仪器,在课前预习的基础上,教师对每一项基本操作技能(包括操作规范、操作要点和技巧、注意事项及影响实验成败的关键因素等)边讲边示范,让学生先在感官上对基本操作技能有初步的印象,然后再通过大量的独立操作练习得以强化;对于一些涉及到精密贵重仪器的实验内容,可采用“虚拟实验”的方式,通过图片、视频等多媒体仿真动画教学,将仪器工作原理和实验过程通过三维虚拟动画的模式直观展现出来,教师要适时地对操作中可能出现的问题进行讲解与引导,尽可能提示操作可能出错的地方以及出错所导致的不良结果,增强学生的感性认识,减少实验中由于操作不当等造成的不必要的损失和浪费.
2.4科学评价学生成绩
要培养适应社会发展需要的多元化创新人才,必须要有科学的评价方式.基于此,要改变以“考试分数论英雄”的做法,强化对学习过程、学习能力的评价,构建多元评价体系.笔者在授课过程中均采用结构评分来组成课程的总成绩,即总成绩=平时成绩(10%)+实验成绩(30%)+期末考试成绩(60%)综合考察学生学习情况,其中平时成绩改变以往所用的点名或签到次数计算的方式,而是通过对学生在课前预习、随堂练习、课堂讨论及课后复习的总体表现来确定;实验成绩采用综合评定标准,包括预习报告、实验操作、实验报告、纪律清洁四部分,学生编造实验数据及结果的不良风气得以纠正.实践证明,这种成绩评定方式有利于调动学生学习的主动性,激发其学习热情,真实地反映了学生对“分析化学”课程“三基”知识的掌握情况,最终达到提高教学质量的目的.
3结语
作为高校非化学专业必修的一门基础课程,“分析化学”课程的教学面临一些问题和挑战,为了提高教学质量,更好地培养学生创新能力,在教学过程中,一方面应遵循“以人为本”的教育理念,调动学生的学习兴趣,充分发挥其主观能动性;另一方面还应优化教学内容,把握教学重点,结合学科前沿及时扩充教学内容,并提高实验教学效率.当然,“分析化学”课程的教学改革是一项长期的、复杂的系统工程,不可能一蹴而就,高等学校要不断探索符合实际的教学模式和方法,并需要教师坚持不懈地提高自身的知识容量和教学能力,方能培养出全面发展、能力突出的创新性人才.
分析化学论文 篇九
分析化学课程的内容包括经典化学分析的原理和方法,以及各种分析仪器的原理、结构和应用。随着分析化学相关科学研究的快速发展,不断涌现的新型分析方法与技术为分析化学教学提供了全新的知识和内容,同时也使分析化学的教学内容变得越来越繁杂。因此,在教学内容的编排上,我们根据分析科学学科研究的发展趋势,牢牢把握分析化学的重难点,融合知识点,做到“少而精、精而新”。知识点的融合主要遵循以下思路:1)采用“比较式教学”编排内容相关的章节的重难点,例如比较不同色谱方法在原理、仪器结构、分析性能和应用等方面的异同点;2)采用“联想式教学”关联不同章节的重难点,例如介绍色谱-质谱联用技术分析方法的特点;3)采用“交叉式教学”介绍与分析化学交叉融合的其他学科相关内容,开阔学生的眼界,引发学生的科研兴趣;4)采用“科普式教学”穿插对于分析科学家的介绍,加强学生的德育培养。表1列举了仪器分析具体教学内容的调整及知识点的融合。分析化学课程的内容繁复,课时有限。如何在有限的时间内充分传授分析化学相关知识,需要抽提融合相关知识点,设计“比较式”的教学内容。
比如说原子光谱仪器包括原子发射光谱、原子吸收光谱和原子荧光光谱等,它们的仪器原理都涉及气态原子获得能量后由基态跃迁至激发态的过程,仪器组成主要都包含光源、原子化器、分光系统和检测系统等,分析对象都是无机元素。在课程内容设置上,我们通过比较式教学的方法讲授以上3种原子光谱仪的原理、构造和性能特点,不仅精简了教学内容及学时,同时也突出了重难点,让学生对这3种仪器的异同点有更深刻的认识。另外,在授课内容上不仅仅是传授知识点,更重要的是传授观察问题、提出问题、分析问题、解决问题的方法。只有让学生掌握了学习方法,才能培养学生的科研素养,促进学生发挥主动能动性,自主学习,举一反三。虽然分析化学教材中各知识点独立成章,但是教学内容上要注重知识点的关联性,因此,需要设计“联想式”的教学内容。比如高效液相色谱分析和质谱分析属两种分析技术,在教材中是分章介绍的,但是高效液相色谱-质谱联用技术是分析化学的热点研究领域之一,是有机污染物检测、药物成分分析、蛋白质组学分析等研究的重要分析手段,因此在教学内容的编排上注意知识点的结合,也可以对学生的发散式科学思维模式进行引导和培养。随着分析化学的快速发展,分析化学与生命科学、医学、环境科学、材料科学等领域的联系越来越紧密,分析化学与其他学科的交叉融合已成为现代分析化学发展的趋势之一。
因此,需要设计“交叉式教学”,注意分析化学与其他学科内容的关联性。这就要求教师在备课过程中查阅大量文献和参考书,精心收集授课资料,保持头脑清晰,确保授课内容逻辑性强;注意引导学生将其他课程上所学的知识与分析化学相关联,激发学生的学习兴趣,锻炼学生的创新思维能力。比如,蛋白质组学是生命科学的重要研究内容,除了蛋白质印迹等常规生物学方法外,目前已涌现了多种高灵敏、高选择性的蛋白质定性/定量分析新方法。这就需要教师引导学生结合生物学和分析化学相关知识,深入思考如何将分析化学方法应用到生物分析中去。在传授分析化学知识和学习方法的同时,不能忘了道德品质的熏陶。俗话说“先做人,后做事”,具备优良的学风和专业精神,是培养科研创新型人才的首要条件。因此,在教学过程中可以采用“科普式教学”,穿插对分析科学家的介绍,培养学生的学风和品德。在授课过程中,穿插相关分析科学家的事迹介绍,不仅可以使学生了解分析化学的发展历程和动态,还可以突显科学家坚持不懈、探索真理的治学态度与人生追求,以此潜移默化地感染学生。
2改善教学方法强化互动式教学
注重引发式课堂教学。抓住分析化学综合性和应用性强的特点,可以将分析化学与日常生活中的关注点(比如食品安全和环境污染问题等)关联起来,充分利用多媒体教学的趣味性和启发性;在新章节授课前,通过播放短视频等方式抛出关注点,引导学生思考其与分析化学的关联,激发学生的学习兴趣。例如,在讲授原子光谱分析这一章节之前,播放小段关于血铅中毒统计的视频引起学生关注,然后引导学生思考如何检测铅中毒。此时可以复习回顾经典化学分析中的EDTA络合滴定分析方法,然后引出即将要学习的原子光谱分析。这样不仅可以做到知识点的融合,还可以引发学生对即将要学习内容的关注。尝试身份互换式课堂教学。对于学生可以自学的章节,提倡学生自学,在课堂上让学生变为老师,以“小老师”的身份给其他学生讲授该章节的内容,其他学生听完后给出意见和评价。最后教师进行总结,指出该章节内容应该把握的重难点,肯定学生讲得好的地方,指出在自学中应该改进的地方。
通过这种方式让学生将内容讲出来,其他学生对所讲内容进行评价。这就要求教的学生对所讲内容完全把握,了解越透彻,讲出来的内容才会言之有物;学的学生如果不下功夫,则提不出好的见解与看法。再加上老师的总结,形成双重的教学相长,大大提高学生的主观能动性。增加文献讨论环节。在学生掌握一定的分析化学知识后,让学生精读有代表性的英文分析化学科研文献,并做文献汇报。具体方式为将学生分成几个小组,每个小组阅读一篇文献,小组成员通过课下交流讨论的方式熟读文献,分析思考“为什么要做这个研究”、“这个研究解决了什么问题”、“这个研究怎么解决的问题”、“这个研究还存在什么问题”等问题。然后每个小组派代表在课堂上进行文献汇报,并在全班开展讨论。这种方式能有效提高学生的科研素养,了解“提出问题—分析问题—解决问题”这一经典科研过程,并激发学生的创新思维能力,调动其主动思考的积极性。增加实践参观环节。我院分析化学的科学研究工作覆盖了现代分析化学中光分析、电分析和分离科学等领域;而且结合生命科学、环境科学、材料科学,不断开拓新的研究领域,具有交叉学科研究特色。我们可以充分发挥我院分析化学学科优势,在课程的最后阶段,带领学生参观分析化学相关各课题组,使其直观了解分析化学学科的研究情况和研究者的研究状态,为他们进一步的科研学习奠定基础。
3完善评价体制注重对学生综合能力的考察
好的评价体系可以检验出学生能力是否有所提高。单一的评价模式无法客观地反映出学生综合能力的提高,唯有合理采用多种考核模式才能够评价学生的综合能力和创新能力。一是注意对学生平时的考核。在课堂讨论环节详细记录学生的表现,从基础知识掌握情况和思维拓展能力两个方面综合评价学生的课堂表现;课后作业除了教材习题外,可以布置一至两次文献阅读汇报,从作业了解学生的学习情况。二是注重期中考试和期末考试的考核方式,同样要注意对学生综合能力的考察。在出题时应避免过多的客观题,增加主观性问题和开放性问题,强调将所学的分析化学知识点相互结合来解决实际分析问题,或者设计实验方案,有意识地锻炼学生的科研头脑和创新思维能力。
4结束语
伴随着分析化学学科的快速发展,分析化学的教学也需要与时俱进,适时调整教学内容、改善教学方法、丰富考核形式,让学生清楚认识到为什么要学分析化学,分析化学学什么,分析化学能解决什么问题,并且要充分调动学生学习的主观能动性,培养学生的科研素养,激发学生的创新思维。我们通过强化分析化学课程教与研的结合,以加强学生对分析化学的基础理论及科学前沿的理解和认识,最终的实施效果是令人满意的。通过学生打分,本课程的教师评价和课程评价均在95分以上,且学生总体反映授课老师教学计划和目标明确,授课条理清晰,教学方式多样,能充分与学生沟通解疑答惑。据统计,2006~2011年,我院81篇学士学位论文获湖北省优秀学士学位论文;我院2006~2011届本科毕业生在读期间发表科研论文63篇;2007~2013年,获批国家大学生创新实验项目24项,校内大学生科研项目立项88项;2006~2013年,本院本科生在各类学习科研竞赛中,获湖北省大学生化学学术创新成果报告会、湖北省普通高校大学生化学实验技能竞赛、湖北省大学生优秀科研成果奖,以及挑战杯等各类奖项78项。综上所述,本文介绍的教学改革不仅有利于提高学生的科研意识,培养学生的科研能力,有利于国家需求的创新型人才的培养,还可以有效地促进教学工作的推进,切实提高教师的教学素养和教学质量,为进一步完善分析化学本科教学培养体系积累经验。
化学分析论文 篇十
化学分析实验是分析化学教学的重要组成内容,是实践分析化学“量”的概念的重要途径。本文探讨了国际化合作办学背景下化学分析实验课程的全英文教学模式与方法,总结了化学分析实验(全英)课程建设过程的经验与不足,展望了化学分析实验全英文教学的前景。
关键词:
化学分析实验;全英文;教学方法
分析化学通过一定的测试方法,鉴定物质的化学组成、测定物质的含量、确定物质的结构和存在形态及其与物质性质之间的关系等,“量”是分析化学的核心。化学分析实验课是分析化学课程的重要组成部分,向学生提供了正确熟练掌握分析化学实验基本操作和技能的重要途径,并让学生在实践中强化对分析化学“量”的核心概念的理解[1]。中外国际化合作办学是高等教育国际化的重要途径,也是目前国内各高校普遍开展的创新办学模式,通过整合国内外高校教育资源和理念,推进高等教育课程体系和教学方法的改革,培养具有国际化视野的专业人才[2]。国际化合作办学的重要特征是采用世界通用语言——英语构建国际化合作办学课程体系,并采用全英文教学方法,使学生在全英文的授课环境中接受专业知识和前沿信息的教育,培养学生采用英语进行专业学习的能力,以期尽快适应后续国外高校的授课模式。目前,国内一些分析化学教学团队已开展了分析化学理论课双语[2-4]或全英文[5]教学方法的有益探索,但关于化学分析实验课程全英文教学方法研究的报道较少。中山大学化学与化工学院于2010年正式开展了与香港理工大学合作的化学“2+2”国际合作办学项目。化学“2+2”学生第一、二学年在中山大学就读,第三、四学年在香港理工大学就读化学科技专业,学生在中山大学学习期间化学专业课程均采用全英语教学。化学分析实验(全英)课程是化学“2+2”专业学生第一学年的专业必修课,与化学分析(全英)理论课同学期授课[5]。在前期化学分析(全英)理论课建设的基础上,中山大学化学与化工学院进行了化学分析实验(全英)课程建设,并已对两届学生开设了该课程,研究了化学分析实验课程全英文教学方法,取得了初步的经验,现将该课程的教学模式及方法介绍如下。
1课程特点
化学分析实验(全英)课程是化学“2+2”国际合作办学项目教学体系中重要的组成部分,与化学分析(全英)理论课紧密联系,是分析化学的“启蒙”课程之一,是修习后续仪器分析及仪器分析实验课程的重要先导课程,具有重要的意义。化学分析实验(全英)课程计划学时数为54学时,内容涉及四大滴定分析法、重量分析法及吸光光度法等相关内容的基本操作及实验。化学“2+2”学生在学习了化学分析(全英)理论课,掌握了化学分析基础知识后,通过该实验课程进一步熟练、掌握化学分析实验的英文术语及基本操作和技能,强化学生对分析化学“量”的核心概念的理解,从“会学”到“会用”,培养学生从事理论研究和实际工作的能力以及严谨的科学思维方法和作风,提高分析问题和解决问题的能力。化学分析实验(全英)课程采用全英文教学模式,即采用精选的英文教材或讲义,指导教师在实验前有限的讲解时间内,在实验室现场使用英文完成授课与演示,并在实验过程中采用英文与学生交流,进行指导;学生在实验过程中采用英文进行交流、讨论,采用英文撰写实验报告,参加英文试题的口试及实验操作考试。因此,化学分析实验(全英)课程是具有很强即时性的实践课程,学生需要在听完短暂的实验前讲解后立刻动手操作,获得准确的测定结果,并撰写出科学的、逻辑性强的、简洁的实验报告。与化学分析(全英)理论课不同,学生无法在课后反复练习相关的实验操作,因此化学分析实验(全英)课程要求学生有很好的专业外语“听、说、读、写”能力,即能听懂讲解,能与指导教师流利交流,能快速准确地阅读英文教材及文献,能准确流畅地撰写英文实验报告。然而,化学分析实验(全英)课程在大一下学期开设,受众群仅修习过基础无机化学(全英)课程,并未形成较为完善的化学知识网络;同时,大一学生尚未学习化学专业英语的相关课程,专业英语能力薄弱。因此,如何让学生“会听”、“会讲”、“会做”、“会写”成为该课程成功与否的关键。任课教师除了具备扎实的分析化学专业知识、实验技能及良好的英语功底外,还应能结合化学分析实验(全英)课程特点,研究并采用合适的全英文实验课程教学方法讲授该课程,方能实现该课程的教学目标,使学生获益。
2教材建设
化学分析实验(全英)课程以训练学生的规范操作和基本实验技能为目的,通过实验进一步加深学生对化学分析理论知识的理解,因此所选择的实验内容应能与理论课相互联系、印证,使学生能通过实验操作“点对点”地解读化学分析的知识点。其次,由于大一学生专业英语能力薄弱,选用的全英文实验课教材语言应准确易懂,既符合国内大一学生的英文水平,使其能“看懂、学会”,还能满足国际合作办学课程体系的要求。
2.1多元教材体系
优秀的英文原版化学分析实验教材[6,7]较少且年份久远,目前许多英文实验教材经常以附录的形式收录于理论课教材中,其内容多为验证性实验,较少涉及化学分析实验背景知识的介绍及开放设计实验等内容。因此,面向中国学生的化学分析实验(全英)课程不能完全照搬国外的教材,应以优秀的英文原版教材为主要参考书。自编的英文实验讲义着重介绍化学分析实验的基本操作、实验背景知识及实验报告写作规范等,同时提供化学分析课程专业术语中英文对照词汇表供学生查阅。由于专业英语写作对大一学生的挑战最大,因此本课程采用循序渐进的方式培养学生的英文写作能力。对于课程伊始的练习性质实验,实验讲义中有配套的实验报告模板供学生学习报告写作,学生在完成实验后填写实验报告模板中留空部分(如某些重要的实验步骤、实验数据表格等)即可;而随着实验课程的深入,学生将在教师的指导下最终完成设计实验,并撰写出完整流畅的英文实验报告。
2.2实验内容选材
本课程实验内容的选材可以分为3个层次:练习性实验、常规测定实验及设计实验。练习性实验是最先开设的一类实验,以训练学生基本操作和实验技能为目的,如“酸碱滴定练习”、“天平操作练习”等,通过实验学生将熟练掌握滴定管及天平的正确操作。常规中文授课的化学分析实验课程由于没有语言障碍,练习性实验的讲解较为简略,学时数很少。但是,化学分析实验(全英)课程面向大一学生采用全英文授课,为了使学生能顺利渡过最初的语言关,并夯实实验基本操作技能,该课程加大了练习性实验的讲授时长和学时数。通过练习性实验,学生不仅学习了基本操作,还能全面了解并初步适应化学分析实验的全英文授课模式,学会“充分预习-认真实验-及时撰写报告(复习)”的实验课程学习方法。常规测定实验是化学分析实验(全英)课程的主体内容,涵盖了四大滴定、重量法及分光光度法等主要内容。学生在顺利渡过语言关后,通过该部分实验内容进一步熟悉化学分析实验的基本操作,系统学习各种化学分析实验方法,巩固化学分析理论课上的相关知识点,学会“理论-实践-理论”的思维模式,并能完整撰写流畅的英文实验报告。在完成一系列常规测定实验后,本课程还将引入命题式设计实验,其模式为:命题-学生提交设计方案-师生讨论修改-实施实验-提交报告-课后点评。学生需要从查阅英文文献开始直至撰写提交实验报告,独立把握实验的全过程。通过设计实验,学生将融会贯通化学分析基本知识,同时培养学生独立思考问题的能力以及初步的科研创新精神。设计实验结束后,学生将按照学术论文的格式用英文来撰写报告,对实验结果进行凝练和科学表述,使学生真正体会到“量”是分析化学核心的概念。3个层次的实验内容相互联系、相互补充,给予学生多方位渐进式的实验训练,最终培养学生严谨、细致的分析化学实验技能和动手能力。
3“互动引导型”教学方法
实验课与理论课授课模式最大的不同在于学生作为主体,通过参与整个实验、获得数据并整理报告的全过程,方能掌握实验技能并巩固相关的知识点。学生通过化学分析实验(全英)课程不仅应学习化学分析的基本操作和思路,还应培养分析化学专业英语的“听、说、读、写”能力,因此应让学生成为实验课程的主角;而教师应作为引导者,通过与学生的充分互动交流,帮助学生完成实验课程的学习。因此,本课程采用教师引导、学生自主学习的互动式实验教学模式,教师在实验课程授课过程中是引导者的角色,通过给予学生合理的建议和引导,使学生能自如地把握整个实验过程,为学生提供自觉多次获取化学分析知识点和提高实验技能的机会。
3.1“问题引导型”课前讲解
实验课开始时,教师首先采用全英文方式点评上次实验并点评实验报告,归纳总结出现的问题及注意事项,并与本次实验课程衔接。讲评过程中侧重点评学生实验过程中出现的操作规范问题以及实验结果的准确表达。让学生通过课前讲评回顾前一个实验中存在的问题,以及上节课中所出现的专业术语,从而加强全英文实验课程的印象与效果。接着,教师用中英文双语模式向学生介绍本次实验课的专业词汇及用法。专业词汇的学习采用互动造句及提问的方式进行,时间大约控制在5分钟左右。然后,教师采用全英文方式介绍本次实验的要点,包括基本原理、实验步骤及操作要领等,期间要演示实验中的重点操作(如滴定管操作、摇瓶操作、定容操作等)并进行详细的解说,采用国际上广泛采用的“问题学习法”(problem-basedlearning)进行讲授,通过适当提问、引导,促进学生的自我认知过程。由于大一学生专业基础相对薄弱,同时考虑全英文授课可能存在的信息传递损失问题,课前讲解应辅以相应的课件展报,使学生更容易理解授课内容。课前展板中对少许重要信息(如关键步骤、条件、试剂、操作等)留空,让学生听课后现场填写,以增强现场记忆。同时授课过程中应对学生的预习情况进行提问检查,增强师生互动,培养学生勤思考、巧动手、带着问题做实验的良好习惯。
3.2“互动引导型”的实验指导方法
在学生开始实验一小时内,教师应逐一观察、巡视每位学生的基本操作,采用英语口头纠正学生的基本操作规范。若有学生听力薄弱,应辅以示范实验,使学生确实意识到存在的问题,并及时改正。整个实验过程中,教师应增加巡视次数,及时纠正学生的不当操作,并使用英语与学生交流、沟通。对学生所提的问题,使用启发式教学,引导学生自行发现并解决实验过程中遇到的问题,养成独立思考、善于动手的实验能力。特别对于听力、口语薄弱的学生,实验过程中教师应多创造互动交流的机会,锻炼其英语表达能力。比如在进行络合滴定实验“水的总硬度测定”时,需要在pH≈10的氨性缓冲溶液中,采用铬黑T为滴定指示剂,测定Ca和Mg的总量。许多学生会问为何不采用钙指示剂,此时教师并不正面回答钙指示剂不适合在pH<12的非强碱性溶液中使用,而是提示学生金属指示剂均有其适合的pH,需在滴定过程中采用合适的缓冲溶液,引导学生思考氨性缓冲溶液是否满足钙指示剂的使用要求。于是,学生会想到氨性缓冲液的pH≈10,此时不适合采用钙指示剂,若把溶液的碱度调到pH>12,Mg又会沉淀,造成巨大的滴定误差,故此钙指示剂不适合作为水总硬度测定的指示剂。通过互动启发式的引导,学生不仅解决了问题,同时也深刻理解隐含在问题背后的原理,有助于学生将理论联系实验,互相印证。实验结束后,学生将获得的原始数据提交给指导教师检查,此时教师可与学生就实验过程中出现的问题进行面对面的交流和点评,也可利用这段时间指导学生提高实验报告的写作水平,改进实验报告中存在的问题。大一学生的语言基础薄弱,在撰写全英文化学分析实验报告时非常需要指导教师一对一、点对点的指导,针对性提高学生的专业外语写作能力。通过“一对一”实验报告点评环节,学生在报告写作方面均有明显提高,到课程结束时均能写出科学、简洁、表达准确的全英文实验报告。
3.3考核方法
化学分析实验(全英)课程的特点及目标决定了该课程不仅传授化学分析基本实验技能,还应培养学生良好的专业英语表达能力,因此课程采用多方位综合考核方式考查学生的化学分析基本技能及专业英语能力。化学分析实验(全英)课程总成绩由每个实验的成绩,加权操作考试成绩进行评定。每个实验的成绩由实验预习情况、实验操作、实验报告3部分构成,每次实验的累计成绩占总评成绩的70%,因此要求学生更多地关注实验过程及细节,认真地做好每一个实验,方能最终获得好的实验成绩。操作考试由单元操作考核及期末实验考核组成,占总评成绩的30%。单元操作考核在学习完练习性实验模块后进行,主要考查学生的基本操作;期末实验考核要求学生当场完成一个命题设计实验,并完成英文实验报告。无论单元操作考核还是期末实验考核均包含口试及实验考核环节,学生在开始实验之前先要通过口试环节,采用全英文方式回答教师的英文提问,提问内容包括设计实验原理、操作细节等,在实验结束之后学生也需要用英文向指导教师报告结果,之后方能开始撰写报告。通过多方位的全英文考核方式,将全面考查学生化学分析实验的基本操作技能及专业语言能力,为后续进入国际合作办学方的大学学习打下良好基础。
4教学效果与经验
采用调查问卷的形式,对2012及2013级修读化学分析实验(全英)课程的化学“2+2”学生共99人以问卷调查形式进行学习效果回访,共回收有效问卷82份。结果表明:93%的学生认为基本能适应全英文实验课程授课模式;98%的学生认为通过该实验课程的学习能较好地掌握化学分析的基础实验操作技能与知识,提高了动手能力,初步培养了独立思考能力及细致严谨的科研作风;96%的学生认为通过课程的学习对化学分析理论知识有了更加感性、深入的理解与认识,能与理论课程知识体系进行相互印证,巩固理论课学习效果;92%的学生认为通过该课程学习扩大了专业词汇量,提高了采用专业英语进行交流和写作的能力;93%的学生认为该课程能基本与后续国际合作办学方的课程体系相衔接,通过该课程的学习能为未来的学习打下良好基础;96%的学生认为所选择的实验内容丰富实用,能与化学分析理论课程紧密挂钩,配套的讲义或教材适合于该全英文课程的教学需求,语言准确易懂;93%的学生认为该课程的考核形式能较好地巩固课堂教学效果,真实反映知识掌握的程度;98%的学生认为该课程的授课老师能纠正并规范学生的实验操作,及时认真批阅实验报告,并解答学生实验过程中的疑问,使学生获益;99%的学生认为该课程的授课老师严谨认真,熟悉课程专业知识体系,语言表述准确清晰。
5展望
通过两届化学分析实验(全英)的实际授课及课程建设,我们总结了化学分析全英文实验课程的教学方法:以国外优秀英文原版教材为主要参考书,辅以自编的英文实验讲义,构建了化学分析实验(全英)课程教材体系;采用教师引导、学生自主学习的互动式实验教学模式,使学生成为实验课程的主体,自如地把握整个实验过程,提高了学生化学分析实验的基本操作技能及专业语言能力。该课程适合于化学“2+2”国际合作办学课程体系的教学目标要求,课堂效果良好,学生反馈及评价良好。当然,由于时间限制,化学分析实验(全英)课程建设还有待进一步完善。首先,虽然初步构建了化学分析实验(全英)课程教材体系,但目前尚无适合于中国高校化学专业国际合作办学的化学分析实验教材,因此应加强全英文实验教材的建设,编写出更多英语准确易懂,符合国际化学教育体系的优秀全英文实验教材。其次,全英文实验课程教学要求任课教师有扎实的专业理论基础、实验技能及良好的英语表达能力,目前师资力量非常匮乏。可进一步通过“请进来、走出去”的方式加强全英文教学师资力量的培养,同时进一步提高已承担全英文课程教师的授课水平,充实分析化学全英文教学的师资力量。
作者:张卓旻 李攻科 单位:中山大学化学与化学工程学院
参考文献
[1]邹小勇,马志玲,黄滨,胡玉玲,李攻科。大学化学,2006,21(4),30.
[2]潘祖亭,郭志谋。大学化学,2003,18(6),30.
[3]张立新。化学教育,2006,27(9),32.
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