摘要:《分析化學》是高等學校化學、應用化學、材料化學、生命科學、環境科學、醫學、農學等專業的重要基礎課之一。針對該課程授課學時有限和專科學生的知識基礎薄弱的特點,本文從教學內容、教學方法及教學手段三個方面提出了教學實踐中的體會和建議。
關鍵詞:分析化學;教學實踐;教學研究
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)22-0105-02
《分析化學》是一門實用性很強的基礎課,它在數學、化學、物理化學、無機化學、高分子化學等基礎課與專業課之間起著融會貫通的作用,是一切化學基礎研究和工業生產過程中不可缺少的部分。根據教育部關于高等理科面向21世紀進行教學內容和課程體系改革的精神,我校嘗試在無機非金屬和有機高分子等專業(專科)開設該門課程,該學科除了教給學生基本的分析化學原理和方法,也培養學生從事理論研究和實際工作的能力,更要培養學生嚴謹的科學作風、實事求是的科學態度、精練細致的實驗技能。然而,一方面,授課學時有限,若重點不夠突出則在短時間內不能激發學生的學習興趣;另一方面,專科學生的專業知識基礎相對薄弱,該課程的綜合性很強、計算量大、涉及面廣,學生普遍感到這門課程學習起來較為吃力。針對這一普遍現象,筆者對分析化學中化學分析這部分內容在專科課程中開展教學,結合自身教學實踐提出一些體會和建議。
一、教學內容方面
1.精簡內容。在我校制訂的教學計劃中,《分析化學》(采用高等教育出版社,武漢大學主編(第五版))在材料工程技術專業(專科)基礎課程的理論授課學時數為32學時。在有限的授課學時內,為了既讓學生初步了解工業生產和實驗室研究中分析化學的相關內容,又能領會該課程核心內容——“四大滴定分析”,我們對該課程內容進行了適當的精簡。“精”是本著建立分析化學基本素質以及為其他相關學科奠定基礎原則開展的,著重精講“分析試樣的采集與制備”、“分析化學中的誤差與數據處理”、“酸堿滴定法”等內容。“簡”是針對專科學生自主學習的習慣尚未形成以及對理論知識接受能力有限等特點,精簡數學計算相對復雜或涉及概念在學生專業之外的內容。
2.突出重點。在短暫的課堂時間內,突出重點能夠事半功倍。課程內容分為主講與略講兩部分。由于分析化學是一門與實驗操作緊密結合的課程,主講內容放在分析試樣的采集與制備、分析化學中的誤差與數據處理、四大滴定分析方法。主講內容的教學要求精、深,突出基本概念與共性規律。通過主講內容的教學,要求學生掌握誤差在分析化學中的重要意義,以及酸堿滴定法,會用基礎理論知識解決實際問題。略講內容,如分析化學中的質量保證與質量控制、氧化還原滴定、沉淀滴定等,只要求學生有一般了解,而且可以因專業、因人而異。考慮到專科學生的知識基礎薄弱,將復雜體系如酸堿滴定中的多元酸和混合酸滴定及相關計算省略或簡單介紹,可通過自學結合教師課外輔導的辦法進行。
3.緊跟前沿。隨著現代科學技術的快速發展,要求學生掌握的知識和信息也要不斷更新,現代分析化學的任務已經由單純提供分析數據,發展到操作先進的儀器設備提供更加全面的信息和知識,以解決其他學科提出的新任務。例如,檢測卷煙中焦油的有害成分、醫學鑒定中DNA的檢測、農業產品中農藥殘余量的檢測都離不開先進的分析儀器。這些新技術、新設備、新成果在相關章節的補充講解,非常有利于拓寬學生的知識視野,同時也會增強學生的學習興趣。總之,要有的放矢地安排教學內容,發揮學生的主觀能動性,培養學生的嚴謹的科研作風和學習態度。
二、教學方法方面
1.趣味教學。由于《分析化學》課程知識點多、概念多、公式多、判別式多、計算多,課堂教授內容較為枯燥,對于高中基礎知識不夠扎實的專科學生來講,學習起來也較為吃力,所以就要想辦法激發學生的學習興趣。例如:在講授系統誤差和隨機誤差時,引入“7·23”甬溫線特別重大鐵路事故;在講授絡合滴定的應用時,增加牛奶鈣含量測定、自來水硬度的測定等現實生活問題。另一方面,將易操作并且有代表性的實驗用于課堂教學也是一種非常好的教學方法。例如:酸堿滴定反應中指示劑終點變色。把生活中的常見事例引入教學過程中,增強課堂趣味性,同時激發了學生的學習興趣,對于提高教學質量是至關重要的。
2.換位教學。《分析化學》課程是為學生傳授分析化學基礎知識,提高他們理論聯系實際、分析和解決問題的能力。在傳統的教學模式中,《分析化學》通常是以“滿堂灌”的教學形式進行的。換位教學的方式可分為:(1)設置問題,一般是授課教師有目的提前或隨堂提出一個小型專題。(2)學生討論并發言,要求學生用已學過的知識總結或提出解決問題的思路。(3)教師總結,依據討論的結果,老師進行現場歸納總結。這一方法的特點是要求學生能把學過的知識用語言表達出來,提高學生的創新思維能力,加深和鞏固對重要知識點和復雜概念的理解。如:在講第4~7章后,我就專門抽出一節課,把這四章的要點一一對應寫在黑板上,“四大滴定反應原理—滴定指示劑及指示劑原理—滴定突越的意義—滴定反應的影響因素”等,讓學生選擇任何一個環節站在講臺上總結異同點并舉出相應的實例。要求:講解時用自己的語言表達;下面同學提出的問題要給予回答。在講到“指示劑變色原理”時,有位同學提出下列問題,“同樣是酸堿滴定,酚酞和甲基橙都可以作為指示劑,它們有什么不同呢?什么情況用酚酞作為指示劑?什么情況用甲基橙作為指示劑?”學生們積極討論,氣氛活躍。這種方式能夠激發學生的學習積極性,許多學生從開始的被點名上臺發言變為后來主動要求發言,這一過程不僅加深了他們對知識點的理解,而且大大增加了他們在公眾場合發言的自信和勇氣。
三、教學手段方面
《分析化學》課程內容知識點多、公式和計算題多,在教學過程中可以將多媒體技術與板書教學相結合。多媒體對教學的重要貢獻是把文本、圖形、視頻、動畫、聲音等運載信息直觀的呈現在學生面前,表達出課堂空間無法展現的效果,吸引學生的注意力。對于初涉該課程的學生而言,由于對分析化學意義、任務和作用認識不夠,分析化學操作過程及儀器設備缺乏必要的感性認識,所以不易講清操作過程機理、復雜原理等內容,學生的學習主動性受到阻礙。引入多媒體教學后,可以形象逼真地再現實驗過程現象,使教學內容形象化,獲得意想不到的教學效果。另一方面,考慮到專科學生的知識基礎薄弱的特點,在講授公式運用和計算時,應多采用板書教學,給予學生充分的時間消化知識、理解概念,同時也增加了課堂教學的靈活性。
在探索《分析化學》基礎教學改革的過程中,我們總結出對于專科學生從教學內容、教學方法、教學手段等三個方面進行適當的改革是非常必要的。另外,考慮到《分析化學》這門課程是所有化學課程的基礎,涉及大量實驗內容,在理論教學之外,適當開展進行實驗教學,對培養學生的動手能力、分析能力,提高學生的科研素養,是大有裨益的,建議學校給予關注。