探索地方特色的教學改革與實踐

時間:2022-09-22 11:48:26

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探索地方特色的教學改革與實踐

一、教學內容的改革

(一)按照創新型人才培養模式構建課程建設平臺

課程內容設置,遵循分析化學基本知識框架的構建目標。先學習分析化學概論,了解分析化學的任務、定量分析的過程及滴定分析的一些基本知識,再學習試樣的采集與制備、分析化學過程中的數據處理,然后以分析方法為單元,學習各種分析方法的建立條件、原理、特點、測定條件以及方法的應用范圍等。面對實際樣品組成的復雜性和痕量組分的分析,再學習物質的分離富集知識。這一知識主線,有利于學生的學習從簡單到復雜再到簡化,從整體到局部再到整合,從經典到現代再到融合,從接受到求證再到創新,走出了一條創新型人才培養的新模式。

(二)整體優化課程內容,重組課程結構

在酸堿滴定、絡合滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定和重量分析中,以溶液平衡理論為切入點,由淺入深,全面鋪開。在滴定分析中,主要研究滴定的可行性、滴定劑的選擇、準確滴定的條件、滴定終點的確定、分析方法的準確度和應用范圍等;重量分析則主要研究沉淀劑的選擇、沉淀完全的條件、如何獲得易于過濾和洗滌的純凈沉淀物等;吸光光度分析,從朗伯比爾定律入手,討論顯色條件和測定條件的選擇,方法的應用范圍、分光光度計的構造和使用方法等。為了提高學生對實際樣品的分析能力,還強化了以下知識的學習:1.加強了分析試樣的采集與制備、誤差和分析數據處理等內容的教學,旨在讓學生建立起準確的“量”的概念,明確只有正確的采集和處理樣品,選擇合適的分析方法,認真正確地進行實驗,才能獲得準確的分析結果。在分析化學中,著重學習有效數字、系統誤差和隨機誤差、準確度和精密度、有限次測量數據的統計處理等知識,以滿足學生最基本的處理實驗數據和分析結果的要求。在專業選修課《數理統計在分析化學中的應用》中,再講授分析實驗的設計與優化、分析校正理論、分析測量中的信號處理、人工神經網絡等設計和處理實驗數據的最新方法,提升學生利用化學計量學知識進行科研創新的能力。2.強化了化學分離和復雜樣品的分析方法的教學,旨在培養學生處理實際問題的能力。重點學習沉淀分離法、萃取分離法和離子交換法等分離知識,同時介紹超臨界流體萃取、固相萃取、固相微萃取、微波萃取等目前較先進的分離分析技術,以開闊學生的視野。3.增加分析化學中的質量保證與質量控制及有關國家分析化學學科發展戰略的介紹,旨在讓學生建立起標準化的概念,了解分析化學學科發展的趨勢。讓學生了解分析化學在諸如建立食品安全保障體系等有關國民經濟建設和國家安全、穩定等方面的重要作用,以及在生化分析、環境分析等方面的作用,增強責任感和緊迫感。整個課程體系用發展的、聯系的和整體的觀點去理解和認識各種分析方法的建立和應用,在掌握相關專業理論的同時,再通過實驗,學習分析化學的基本操作技能,從而能獨立進行實驗設計、實驗過程并對結果進行準確處理和分析。

二、教學方法與手段的改革

《分析化學》是應用化學專業的重要專業基礎課程之一,為了提升該課程的教學質量,課程組在教學方法與手段上進行了多方面的探索與嘗試,使教學適應現代科技發展需要,符合地方綜合性院校應用化學專業教育規律、教學要求和特點,構建全面提高學生素質,培養學生創新能力和實踐能力的現代教學體系。為此,課程組提出了“教師為主導、學生為主體、實踐為主線、能力為主旨”的新型教學原則,將多種教學方法結合在一起,形成了講授、討論、實驗、自學相互補充的教學體系。課堂講授運用啟發式、探究式、綜合式以及實際案例分析等教學方法,激發學生的自主性學習和研究性學習;通過課外作業,讓學生帶著問題學會查閱文獻資料和參考書,加強自學能力的培養,擴大學生的專業知識面;通過課堂討論,激發學生的學習熱情,加深對課程重點、難點的理解;通過實驗課,精心安排實驗內容,培養學生的動手能力和創新思維;通過實訓、實習課,精心挑選實訓、實習內容,培養學生理論聯系實際的應用能力。

(一)教學方法的改革與實踐

1.啟發式教學法實踐。教師講授:主要講授本課程的基本概念和基本理論,以及分析化學基本分析過程,同時向學生介紹科學的學習方法以提高學生的學習興趣與效率。即時提問:講述過程中若涉及到已經講過和學過的知識,通過提問引起學生回憶,促使其將知識串聯起來,溫故而知新,以便更好地理解新學的知識。課堂討論或辯論:對于學生感興趣的某些章節內容,組織學生課下準備專題講座,并在課堂上進行講授、討論和辯論,然后教師講評,學生興趣盎然,而且對培養學生的分析、概括能力有很大的幫助。自學:對分析化學中的經典基礎內容、相對簡單的內容或前期課程已涉及過的內容,教師列出預習提綱,引導學生自學。2.比較教學法實踐。各定量分析方法既有區別,又有必然的聯系,因此,我們將比較教學法在分析化學教學中廣泛運用。在內容選擇上簡明扼要、重點突出,并抓住主要矛盾;在手段運用上,將不同的定量分析方法、原理、重點公式、滴定曲線等進行比較講授,突出特性,對應類比,既找出不同之處,又找出相似點,這樣不僅把內容講深講透,而且提高了學生的綜合分析和辨別判斷能力。比如,酸堿滴定法原理與絡合滴定法原理的比較,強酸滴定強堿與強堿滴定強酸的比較,強堿滴定弱酸與強酸滴定弱堿的比較,四種滴定分析(酸堿滴定、絡合滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定)曲線的比較,酸堿滴定法的終點誤差公式與絡合滴定法的終點誤差公式的比較,醋酸、草酸、磷酸、EDTA(乙二胺四乙酸)各型體分布分數曲線的比較,酸堿緩沖溶液與金屬離子緩沖溶液的比較等。通過比較,學生對各種定量分析方法原理、公式、規律性曲線與影響因素,清晰明了、記憶深刻。3.討論教學法實踐。課程組大力推行“以學生為中心的雙向討論式教學”,使教師與學生建立商討式的平等雙邊關系,教師可根據課程有關內容設計教學問題,誘發學生的思考;允許學生在課堂任意打斷教師的講述,陳述自己的意見。將不明白和有疑惑的想法告訴教師,由教師進行現場解答。這樣做,一方面,一些與教師的講述相關教師又沒考慮周全,但學生可能存在疑惑的地方能夠當場解決,不留死角;一些科技發展至今尚未解決的問題則也可由此暴露,引起學生的求知欲和好奇心,促進他們設計好的思路,培養從不同的角度解決問題的能力;另一方面,也促使教師充分備課,充分了解本學科的相關新進展,以避免經常被學生問住而自己又不懂新進展的尷尬場面。平等、商討式的雙邊關系,減小了師生間的距離;討論教學法的實施,使學生認識層次逐步遞進,并能勇于質疑和評判權威,增強了主動探索能力。4.案例教學法實踐。分析化學和社會生產、生活與科研工作密切相關,有許多活生生的現實案例。在很多教學場景中,我們以生動的案例作為某一定量分析方法的開端。例如,在講解酸堿滴定法時,引入工業純堿的測定、食醋中醋酸含量的測定、阿司匹林藥片有效成分測定、含氮肥料中含氮量的測定、傳統的蛋白質含量測定的弊端、“三聚氰胺事件”發生的根源等問題,然后把各種酸堿滴定法的原理、滴定過程、影響因素、指示劑的選擇及誤差來源等講解清楚,學生記憶深刻;另外,在講解絡合滴定法時引入自來水總硬度的測定、胃舒平中有效成分含量測定等,在講解氧化還原滴定法時引入化學需氧量的測定、鐵礦石中鐵的測定、水果中維生素C的測定等等。案例教學法既增強了學生求知欲望,拓寬了學生的思維空間,增加了《分析化學》課程學習的盎然生趣,提高了學生學習的主動性和積極性,還培養了他們解決問題的思維能力、判斷能力、決策能力和綜合素質。

(二)教學手段的改革與實踐

1.多媒體教學。課程組自制了與教學大綱相配套的內容翔實而簡明的CAI多媒體電子教案和課件。充分利用各種網絡資源,利用圖片、動畫、錄像的直觀性,實現“人機互動”、“師生互動”,把學生的眼、耳、腦充分調動起來,改變了原有教學方式不夠生動、直觀、信息量太少等缺點,使教學內容生動、形象地展現在學生面前,提高了學生的感性認識,極大地加強了學生的學習興趣和主動性,加深了對理論的理解,獲得了很好的教學效果。2.網絡輔助教學。充分利用網絡資源,使學生隨時隨地都可以進行本課程的學習。分析化學理論課程全程由主講教師進行了精心錄像,學生可上網隨時聽講,而且還可通過網絡實現教與學的互動,擴展學生知識面。在網絡教學平臺實現電子教案、教學課件全部上網;課程素材庫、公共素材庫、案例庫、參考資料庫、共享資料庫、參考網址庫都在網絡得以展現。目前正在進行網絡教學平臺升級,逐步實現網上答疑討論、課程作業處理、網上模擬測試,使網絡的功能在教學過程中發揮到極致。3.教學科研有機結合。本課程組教師將自己與本課程相關的科研成果引入課堂,引起了學生的強烈興趣,取得較好反響,部分本科生積極要求參加本課程組的科研工作,改變了學生認為專業基礎課枯燥、沒興趣的狀況。定期安排分析化學系列學術講座活動。近幾年,先后邀請了國家自然科學基金委分析化學科主任莊乾坤教授、山東師范大學副校長唐波教授、法國皮埃爾教授、美國南密西西比大學緲伍建教授、中國海洋大學化學系主任包木太教授、旅美學者劉春峰教授等國內外著名學者給本科生介紹分析化學前沿知識或講授分析化學雙語課,專家們結合自己的科研成果和成長歷程,進行生動、趣味、有感染力的講解,拓寬了本科生知識視野,使廣大本科生及時了解分析化學學術動態及學科發展,增強了對分析化學課程學習的重視程度,提高了今后從事科學研究的興趣。

三、實踐教學改革,提高創新能力

組織各種形式的分析化學課題研究活動,通過對地方水質的綜合評價、校園內養魚池水質的綜合分析和評價、植物組織中有害元素與大氣污染關系等具體的學生科研活動,使學生的綜合素質得到全面提高,增強了團隊合作意識。教學中注意聯系身邊的生產、生活實際和國民經濟的發展需要,如引導學生利用節假日到臨沂市質檢所、化肥廠、水泥廠、泡花堿廠、食品廠、紙板廠、陶瓷廠、環境監測站等校外實習實訓基地進行實地考查,了解分析化學在實際生活、生產中的應用。在授課時,順便向學生介紹這些單位都開展哪些分析工作,各單位目前的儀器情況和科研情況等,使學生親身感受自己所學知識的實用性,學習上有了使命感和緊迫感。建立“開放實驗室”,鼓勵學生積極參與教師的科研項目研究,指導學生參加大學生挑戰杯、科技作品競賽和創新創業計劃項目,激發其學習熱情,培養探索精神,提高科研能力和創新能力。

四、結語

從2008年起,我校《分析化學》課程組針對《分析化學》課程的教學改革已經五年多了,改革后的課程教學對學生知識、能力和素質的培養達到了既定的教學目標,受到校內外專家、行業企業專家、尤其是學生的一致好評。但課程改革也還有不盡人意之處:一是對教學方法與手段的研究尚待加強,教學中的成功經驗和做法沒有及時整理和發表,教學的傳承就顯得不夠系統,主編教材的工作亟待加強;二是缺乏與兄弟院校同類課程間的面對面交流,對課程同仁們教學改革經驗缺乏直接的了解。不足之處也是我們課程組今后的努力方向,經過我們今后的不懈能力,我校的《分析化學》課程教學改革會更加合理和完善。

本文作者:徐文軍莊會榮朱化雨王愛香劉曉泓工作單位:臨沂大學