探索地方特色的教學(xué)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(xué)改革與實踐

一、教學(xué)內(nèi)容的改革

(一)按照創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式構(gòu)建課程建設(shè)平臺

課程內(nèi)容設(shè)置,遵循分析化學(xué)基本知識框架的構(gòu)建目標(biāo)。先學(xué)習(xí)分析化學(xué)概論,了解分析化學(xué)的任務(wù)、定量分析的過程及滴定分析的一些基本知識,再學(xué)習(xí)試樣的采集與制備、分析化學(xué)過程中的數(shù)據(jù)處理,然后以分析方法為單元,學(xué)習(xí)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(yīng)用范圍等。面對實際樣品組成的復(fù)雜性和痕量組分的分析,再學(xué)習(xí)物質(zhì)的分離富集知識。這一知識主線,有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)從簡單到復(fù)雜再到簡化,從整體到局部再到整合,從經(jīng)典到現(xiàn)代再到融合,從接受到求證再到創(chuàng)新,走出了一條創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新模式。

(二)整體優(yōu)化課程內(nèi)容,重組課程結(jié)構(gòu)

在酸堿滴定、絡(luò)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(zhǔn)確滴定的條件、滴定終點的確定、分析方法的準(zhǔn)確度和應(yīng)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(yīng)用范圍、分光光度計的構(gòu)造和使用方法等。為了提高學(xué)生對實際樣品的分析能力,還強化了以下知識的學(xué)習(xí):1.加強了分析試樣的采集與制備、誤差和分析數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容的教學(xué),旨在讓學(xué)生建立起準(zhǔn)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(zhǔn)確的分析結(jié)果。在分析化學(xué)中,著重學(xué)習(xí)有效數(shù)字、系統(tǒng)誤差和隨機誤差、準(zhǔn)確度和精密度、有限次測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理等知識,以滿足學(xué)生最基本的處理實驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果的要求。在專業(yè)選修課《數(shù)理統(tǒng)計在分析化學(xué)中的應(yīng)用》中,再講授分析實驗的設(shè)計與優(yōu)化、分析校正理論、分析測量中的信號處理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等設(shè)計和處理實驗數(shù)據(jù)的最新方法,提升學(xué)生利用化學(xué)計量學(xué)知識進行科研創(chuàng)新的能力。2.強化了化學(xué)分離和復(fù)雜樣品的分析方法的教學(xué),旨在培養(yǎng)學(xué)生處理實際問題的能力。重點學(xué)習(xí)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(shù),以開闊學(xué)生的視野。3.增加分析化學(xué)中的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制及有關(guān)國家分析化學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略的介紹,旨在讓學(xué)生建立起標(biāo)準(zhǔn)化的概念,了解分析化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢。讓學(xué)生了解分析化學(xué)在諸如建立食品安全保障體系等有關(guān)國民經(jīng)濟建設(shè)和國家安全、穩(wěn)定等方面的重要作用,以及在生化分析、環(huán)境分析等方面的作用,增強責(zé)任感和緊迫感。整個課程體系用發(fā)展的、聯(lián)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(yīng)用,在掌握相關(guān)專業(yè)理論的同時,再通過實驗,學(xué)習(xí)分析化學(xué)的基本操作技能,從而能獨立進行實驗設(shè)計、實驗過程并對結(jié)果進行準(zhǔn)確處理和分析。

二、教學(xué)方法與手段的改革

《分析化學(xué)》是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一,為了提升該課程的教學(xué)質(zhì)量,課程組在教學(xué)方法與手段上進行了多方面的探索與嘗試,使教學(xué)適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展需要,符合地方綜合性院校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教育規(guī)律、教學(xué)要求和特點,構(gòu)建全面提高學(xué)生素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力的現(xiàn)代教學(xué)體系。為此,課程組提出了“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體、實踐為主線、能力為主旨”的新型教學(xué)原則,將多種教學(xué)方法結(jié)合在一起,形成了講授、討論、實驗、自學(xué)相互補充的教學(xué)體系。課堂講授運用啟發(fā)式、探究式、綜合式以及實際案例分析等教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí);通過課外作業(yè),讓學(xué)生帶著問題學(xué)會查閱文獻資料和參考書,加強自學(xué)能力的培養(yǎng),擴大學(xué)生的專業(yè)知識面;通過課堂討論,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)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(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新思維;通過實訓(xùn)、實習(xí)課,精心挑選實訓(xùn)、實習(xí)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力。

(一)教學(xué)方法的改革與實踐

1.啟發(fā)式教學(xué)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(xué)基本分析過程,同時向?qū)W生介紹科學(xué)的學(xué)習(xí)方法以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與效率。即時提問:講述過程中若涉及到已經(jīng)講過和學(xué)過的知識,通過提問引起學(xué)生回憶,促使其將知識串聯(lián)起來,溫故而知新,以便更好地理解新學(xué)的知識。課堂討論或辯論:對于學(xué)生感興趣的某些章節(jié)內(nèi)容,組織學(xué)生課下準(zhǔn)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(xué)生興趣盎然,而且對培養(yǎng)學(xué)生的分析、概括能力有很大的幫助。自學(xué):對分析化學(xué)中的經(jīng)典基礎(chǔ)內(nèi)容、相對簡單的內(nèi)容或前期課程已涉及過的內(nèi)容,教師列出預(yù)習(xí)提綱,引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。2.比較教學(xué)法實踐。各定量分析方法既有區(qū)別,又有必然的聯(lián)系,因此,我們將比較教學(xué)法在分析化學(xué)教學(xué)中廣泛運用。在內(nèi)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(yīng)類比,既找出不同之處,又找出相似點,這樣不僅把內(nèi)容講深講透,而且提高了學(xué)生的綜合分析和辨別判斷能力。比如,酸堿滴定法原理與絡(luò)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(luò)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(luò)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?jǐn)?shù)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(xué)生對各種定量分析方法原理、公式、規(guī)律性曲線與影響因素,清晰明了、記憶深刻。3.討論教學(xué)法實踐。課程組大力推行“以學(xué)生為中心的雙向討論式教學(xué)”,使教師與學(xué)生建立商討式的平等雙邊關(guān)系,教師可根據(jù)課程有關(guān)內(nèi)容設(shè)計教學(xué)問題,誘發(fā)學(xué)生的思考;允許學(xué)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(xiàn)場解答。這樣做,一方面,一些與教師的講述相關(guān)教師又沒考慮周全,但學(xué)生可能存在疑惑的地方能夠當(dāng)場解決,不留死角;一些科技發(fā)展至今尚未解決的問題則也可由此暴露,引起學(xué)生的求知欲和好奇心,促進他們設(shè)計好的思路,培養(yǎng)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(xué)科的相關(guān)新進展,以避免經(jīng)常被學(xué)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(guān)系,減小了師生間的距離;討論教學(xué)法的實施,使學(xué)生認識層次逐步遞進,并能勇于質(zhì)疑和評判權(quán)威,增強了主動探索能力。4.案例教學(xué)法實踐。分析化學(xué)和社會生產(chǎn)、生活與科研工作密切相關(guān),有許多活生生的現(xiàn)實案例。在很多教學(xué)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(yè)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(tǒng)的蛋白質(zhì)含量測定的弊端、“三聚氰胺事件”發(fā)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(xué)生記憶深刻;另外,在講解絡(luò)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(xué)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(xué)法既增強了學(xué)生求知欲望,拓寬了學(xué)生的思維空間,增加了《分析化學(xué)》課程學(xué)習(xí)的盎然生趣,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,還培養(yǎng)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(zhì)。

(二)教學(xué)手段的改革與實踐

1.多媒體教學(xué)。課程組自制了與教學(xué)大綱相配套的內(nèi)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(wǎng)絡(luò)資源,利用圖片、動畫、錄像的直觀性,實現(xiàn)“人機互動”、“師生互動”,把學(xué)生的眼、耳、腦充分調(diào)動起來,改變了原有教學(xué)方式不夠生動、直觀、信息量太少等缺點,使教學(xué)內(nèi)容生動、形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前,提高了學(xué)生的感性認識,極大地加強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性,加深了對理論的理解,獲得了很好的教學(xué)效果。2.網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,使學(xué)生隨時隨地都可以進行本課程的學(xué)習(xí)。分析化學(xué)理論課程全程由主講教師進行了精心錄像,學(xué)生可上網(wǎng)隨時聽講,而且還可通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)教與學(xué)的互動,擴展學(xué)生知識面。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺實現(xiàn)電子教案、教學(xué)課件全部上網(wǎng);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(wǎng)址庫都在網(wǎng)絡(luò)得以展現(xiàn)。目前正在進行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺升級,逐步實現(xiàn)網(wǎng)上答疑討論、課程作業(yè)處理、網(wǎng)上模擬測試,使網(wǎng)絡(luò)的功能在教學(xué)過程中發(fā)揮到極致。3.教學(xué)科研有機結(jié)合。本課程組教師將自己與本課程相關(guān)的科研成果引入課堂,引起了學(xué)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(xué)生認為專業(yè)基礎(chǔ)課枯燥、沒興趣的狀況。定期安排分析化學(xué)系列學(xué)術(shù)講座活動。近幾年,先后邀請了國家自然科學(xué)基金委分析化學(xué)科主任莊乾坤教授、山東師范大學(xué)副校長唐波教授、法國皮埃爾教授、美國南密西西比大學(xué)緲伍建教授、中國海洋大學(xué)化學(xué)系主任包木太教授、旅美學(xué)者劉春峰教授等國內(nèi)外著名學(xué)者給本科生介紹分析化學(xué)前沿知識或講授分析化學(xué)雙語課,專家們結(jié)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(xué)學(xué)術(shù)動態(tài)及學(xué)科發(fā)展,增強了對分析化學(xué)課程學(xué)習(xí)的重視程度,提高了今后從事科學(xué)研究的興趣。

三、實踐教學(xué)改革,提高創(chuàng)新能力

組織各種形式的分析化學(xué)課題研究活動,通過對地方水質(zhì)的綜合評價、校園內(nèi)養(yǎng)魚池水質(zhì)的綜合分析和評價、植物組織中有害元素與大氣污染關(guān)系等具體的學(xué)生科研活動,使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到全面提高,增強了團隊合作意識。教學(xué)中注意聯(lián)系身邊的生產(chǎn)、生活實際和國民經(jīng)濟的發(fā)展需要,如引導(dǎo)學(xué)生利用節(jié)假日到臨沂市質(zhì)檢所、化肥廠、水泥廠、泡花堿廠、食品廠、紙板廠、陶瓷廠、環(huán)境監(jiān)測站等校外實習(xí)實訓(xùn)基地進行實地考查,了解分析化學(xué)在實際生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。在授課時,順便向?qū)W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(xué)生親身感受自己所學(xué)知識的實用性,學(xué)習(xí)上有了使命感和緊迫感。建立“開放實驗室”,鼓勵學(xué)生積極參與教師的科研項目研究,指導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生挑戰(zhàn)杯、科技作品競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目,激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)探索精神,提高科研能力和創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

從2008年起,我?!斗治龌瘜W(xué)》課程組針對《分析化學(xué)》課程的教學(xué)改革已經(jīng)五年多了,改革后的課程教學(xué)對學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)達到了既定的教學(xué)目標(biāo),受到校內(nèi)外專家、行業(yè)企業(yè)專家、尤其是學(xué)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(xué)方法與手段的研究尚待加強,教學(xué)中的成功經(jīng)驗和做法沒有及時整理和發(fā)表,教學(xué)的傳承就顯得不夠系統(tǒng),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(xué)改革經(jīng)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(jīng)過我們今后的不懈能力,我校的《分析化學(xué)》課程教學(xué)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(xué)