近代測試技術課程教學方法的探討＊

岳文瑾 吳之傳 高建綱

(安徽工程科技學院生物化學工程系 安徽蕪湖 241000)

近代測試技術課程教學方法的探討＊

岳文瑾 吳之傳 高建綱

(安徽工程科技學院生物化學工程系 安徽蕪湖 241000)

從 4個方面探討了近代測試技術課程的教學方法,并進行了初步的嘗試,取得了一定的教學效果。

隨著科學技術的快速發展,各種先進的測試技術不斷涌現,傳統的分析方法逐漸被現代分析方法所取代。作為鑒定物質及測定其結構的諸多測試技術,與電子學、計算機科學緊密結合,已成為物質結構分析中的重要方法[1-3],在化學、化工、藥學等領域發揮廣泛的作用。涉及多種測試方法基本原理、特征、規律及解析技術的近代測試技術課程是一門集現代物理學理論和化學知識于一體的綜合性課程,該課程主要教學目的是使學生掌握常用儀器測試分析方法的原理和儀器的簡單結構,了解常用的分析測試技術。要求初步具備根據分析的目的,結合相關測試技術方面的知識,選擇適當分析方法的能力。從近代測試技術的發展進程看,由于相關學科間的相互滲透,特別是一些重大的科學發現,為許多新的測試分析方法的建立打下了良好的基礎,因此這也是一門新穎的交叉學科。

由于近代測試技術課程涉及的知識面較廣且綜合性較強,既包括各種現代儀器分析方法的物理和化學原理,還包含儀器的結構原理、測試原理和定性定量分析方法、應用范圍等[4-7]。所用到的測試儀器往往需要數學、物理學等多學科的知識,因此,本門課程屬化學類學科中難度較大的一門課程。

所以,選擇適當的教學方法,對于學習近代測試技術這門課程,讓學生更快更好地掌握相應的知識顯得尤為重要。在近代測試技術這門課的教學過程中,我們采取以下幾方面措施提高學生的學習積極性,盡可能地讓他們多掌握本門課程的內容,為今后的工作或繼續深造打下基礎。

1 制定合適的教學大綱

在近代測試技術課程開設之前,我校的應用化學專業已開設了儀器分析等先修課程。由于在儀器分析課程中對四大譜的相關內容已做了較為詳細的介紹,因此有必要減少近代測試技術課程與儀器分析課程之間不必要的重復,對近代測試技術課程的內容進行適當的增刪,使課程設置更為合理。另一方面,隨著科學技術的發展,近年來許多新的測試分析方法不斷產生,舊方法不斷更新,從課程的系統性、連貫性及整體性等方面考慮,這些都應在教學內容中有所體現。據此,我們在近代測試技術課程的教學中減少了四大譜的內容,僅用較少的課時進行簡單的復習,增加了一些較常用的其他分析測試方法的介紹,如熱分析、電子顯微鏡和 X射線衍射等測試方法,制定了較為合理適用的教學大綱。

2 靈活運用各種教學方法

為了調動學生的興趣和積極性,培養學生的自學能力和創造力,必須靈活運用各種教學方法提高教學效果。在我們的教學中,采取了以下方法,取得了較好的效果。

(1)啟發式教學與提問討論相結合。

教師通過精心處理教材及大綱,確定教學內容的重點和難點,為學生明確思路,并提出一系列問題,啟發和引導學生運用已有的基本知識,獨立思考,分析問題,最終解決問題。

(2)重點講授與專題討論相結合。

經過大學前幾年的學習,絕大多數學生具備一定的自學能力,通過專題討論可增強學生的學習興趣,活躍課堂氣氛,有利于拓展學生的思維空間和擴大學生的知識范圍,培養學生綜合分析處理問題的能力和表達能力。

(3)充分運用多媒體教學法。

近代測試技術課程的內容除了化學學科基礎知識外,還涉及光學、電學、數學、計算機科學等多學科的相關知識,課程信息量大且較抽象,不易于理解。隨著計算機的應用和普及,計算機輔助教學被廣泛使用。因此可以利用計算機對各種儀器進行剖析模擬,使原來抽象、枯燥無味的內容及接觸不到的實物變得形象生動,從而幫助學生加深理解。另外,應用計算機輔助教學還可以增加教學信息量,解決課時緊張及教學設備缺乏的問題[5],且可以向學生介紹最新的分析測試方法。

3 增加實驗教學內容

近代測試技術課程具有很強的實踐性,雖然有關儀器的基本原理及實驗方法可以通過課堂教學來解決,但畢竟較抽象,學生大多覺得原理晦澀枯燥,儀器結構復雜,因此單靠課堂教學環節是不能學好該門課程的。實驗教學對培養學生的創新能力和全面綜合素質起著重要的作用,而學生從事分析的實際能力,也必須通過實驗教學來培養。在實驗教學內容的改革上,我們采取了以下方式。

(1)部分教學內容采用現場教學,進行演示實驗。

我系有紫外光譜儀、紅外光譜儀,學校測試中心有掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等大型儀器。我們針對現有情況充分利用這些儀器進行現場教學,講授它們的結構及測定原理,并進行現場演示實驗,使學生能夠直觀地看到儀器的各個部件結構、工作原理及具體實驗方法,將內容生動、形象逼真的信息傳遞給學生,調動學生的學習熱情,并加深對知識本身的了解。

(2)定時開放實驗室。

在傳統的“封閉式”實驗室里,學生實驗一般都安排在規定時間內進行,而且教師參與實驗過程過多,忽視了學生的思維空間。為了使學生有更多的時間進行實驗,以及更好地把主動權交給學生,通過協調學校的內部資源,形成了定時開放實驗室的機制。在遇到有些學生計劃課時內沒能完成實驗或者實驗失敗的情況時,教師鼓勵學生到定時開放的實驗室繼續完成實驗,以便學生有時間考慮實驗成敗的原因,總結經驗和教訓。通過這種措施,為學生提供了寬松的學習環境和實驗空間,提供了充分思考及個性化發展的空間。

4 建立多元化的考核體系

考核是檢查教學效果的主要方法,傳統的考核方法以閉卷筆試為主,但筆試在一定條件下只能測試學生的記憶力和運算能力等,無法對學生的綜合能力特別是實驗操作、運用儀器分析理論解決實驗具體問題等進行考核,因此對考核方式也必須進行改革,建立多元化的考核體系。由于在近代測試技術課程的實際教學中,學生多反映該門課程涉及面廣、數據多,難于記憶,為了引導學生正確的學習方向,避免死記硬背,我們將傳統的一次性閉卷考試轉變為一種多形式、分階段、閉卷與開卷相結合的考試模式。

(1)階段性考試。

階段性考試是在平時教學過程中進行的,采用閉卷考試的形式,主要是考核學生對基礎知識的掌握程度。階段性考試分多次進行,一般是在一章或幾章內容結束后考試。題型以名詞解釋、簡答、問答為主,輔以簡單的有機化合物的結構推導題,難度適中,但涵蓋面廣。該部分占總成績的 30%。

(2)期末考試。

期末考試采用開卷考試形式,在學期結束時進行,試卷內容為較高層次的綜合解析題。學生必須在對基礎知識充分理解的前提下,進行分析、歸納、總結,才能推導出有機化合物的結構。學生在考試時可以查閱各種手冊,教材和參考書。但這部分題有相當的難度,主要考查學生對知識的綜合運用情況,如果沒有扎實的基礎知識和解題技巧將難以完成。該部分占總成績的 50%。

(3)論文考核。

近代測試技術是應用性較強,發展和更新都較快的課程。針對該特點,我們布置學生寫小論文,并計入考核成績,占總成績的 10%。小論文的題目不限,但寫作內容一定要突出分析測試的最新技術、最新方法和最新應用。通過這種方式,可以促進學生掌握查閱文獻的方法與技巧,并初步學會閱讀簡單的中英文文獻,了解科技論文的寫作模式。

(4)操作型考核。

為了加強對基礎知識的掌握和應用,我們在考試中按照學校的具體情況,增加了紫外光譜的實驗考試,設計一些典型的化合物作為盲樣讓學生去鑒定。操作型考核是在理論內容全部講授結束后向學生布置。該考試成績占總成績的 10%。

綜上所述,我們對近代測試技術課程的教學方法進行了各種探索。通過制定合適的教學大綱,科學安排了授課內容,既避免了與儀器分析課程的重復,又注意了適當的銜接;通過靈活運用多媒體等教學方法,調動了學生的學習熱情,取得了較好的教學效果;通過增加實驗教學內容并改變實驗教學方式,增強了學生理論聯系實際及應用知識的能力;通過建立多元化的考核體系,更有效、全面、科學地評價了學生的綜合素質。

[1] 謝寶平,段文軍,田元新,等.西北醫學教育,2009,17(1):85

[2] 于京華,葛慎光,魏琴,等.理工高教研究,2008,27(2):137

[3] 崔淑敏,宋美榮.經濟研究導刊,2009,1:246

[4] 左華,袁呂江,張保順.中國西部科技,2009,8(2):71

[5] 杜金萍.化工高等教育,2001(l):66

[6] 屈建瑩,李德亮,李明玉,等.商丘師范學院學報,2003,19(5):132

[7] 鐘平.宜春師專學報,1997,5:41

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