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一、“教學名師”工程為廣大教師指出了努力追求的方向
1 怎樣做“教學名師”?“教學名師”工程為廣大教師指出了努力追求的方向。“教學名師”要有一定的教育科學研究能力,有豐富的教學經驗和獨特的教學風格,這使過去長期困擾“誰教得好”的軟尺子有了硬標準:
“教學名師”要有高尚的師德和真摯的教育感情。他們具有高尚的道德品質和教師職業道德,敬業愛崗,忠誠黨的教育事業,有高度的事業心和強烈的責任感,為人師表,教書育人。我校首位國家級教學名師獎得主史啟禎教授就是這樣的人。史啟禎教授除了在外開會和生病,每日(包括假期)都早早來到辦公室,思索著學科的發展,精心的耕耘,在爽朗的笑聲和細語中與學生探討論文和教材。他說:“教師應該用自己的風范來影響感化學生,更要用自己最真摯的情感關心和愛護學生。”
“教學名師”要有扎實寬厚、廣博精深的知識結構。教師知識淵博,思維活潑,才能在教學中把握全局,融會貫通。史啟禎教授曾三次赴美國西北大學與美國科學院院士、原美國化學學會主席巴索洛教授合作、學習,巴索洛教授稱他是“實驗藝術家”。史啟禎教授任教期間,先后主持了7次國家自然科學基金研究項目,其中有兩項中美之間的國際合作研究項目,280余篇研究論文中有140多篇是發表在sci源期刊上。在世界著名雜志《美國化學會志》上發表的4篇論文被國外雜志、專著引用600余次。作為學術帶頭人,最早成立了國內第一個物理無機化學研究所和陜西省物理無機化學重點實驗室,于2007年與化學系其他兩個省重點實驗室一起組建了西北大學合成與天然功能分子化學教育部重點實驗室。先生的教學理念“科學研究可以改變一個人的氣質,可以改變一個人的風范,可以改變一個人對書本知識的看法,甚至可以改變一個人的世界觀,而老師就是要通過課堂教學這個渠道,將這些變化傳遞給學生,進而引發他們的變化”,在改變著、豐滿著我校的無機化學學科。
“教學名師”要創造性地從事教育工作。教師的觀念一方面影響自己的教育行為,一方面對學生的身心發展存在顯著的影響。史啟禎教授善于突破原有的凝固的思維模式,創造性地獲取、加工、輸出新的教育信息,不斷更新教學理念和內容,在教學手段、教學的組織形式上突出創造性的特點,努力培養具有創新精神和實踐能力的人才。他在11年中將《無機化學與化學分析》出版了三個版本,使之成為迄今教指委為應化專業立項編寫的唯一一本專業基礎課教材。先生主筆翻譯出版了《過渡元素金屬有機化學》、《無機化學》、《無機化學前沿》、和《空氣敏感化合物的操作》,通過精品教材引進先進教學理念。他以“瞄準國際前沿,推動我國無機化學課程體系和教材內容的現代化”獲得了陜西省和國家優秀教學成果獎。
“教學名師”要有高超的教育科學研究能力、豐富的教育經驗和獨特的教學風格。史啟禎教授在對美國大學考察的基礎上,提出了“必須要改變我們已有的教育觀念”,開始了新的探索,他要創建一個平臺,一個能將中外高等教育理念性相融合的平臺;他又提出“教學和科研是鳥的兩只翅膀,二者缺一不可”。因此,先生樂此不疲,在國內外教育期刊上,率先試驗“無機化學”的雙語教學,耗費14年主譯4本外國精品教材——體現著“只有將中國傳統教學思想與西方現代教育思想實現完美融合,教學改革才有出路”的教學理念。先生認為“不能將當代標志性成果當作一種時髦的點綴,我們的著眼點甚至也不能只是介紹成果本身,而是隱含在成果背后的科學思維方法”。就是在這種先生首先擁有雄厚的科研背景、先進的教學理念、辛勤的耕耘和收獲氛圍中,我們才能時刻關注國際上學術研究的進展狀況,消化理解這些最新研究成果,才使我校無機化學學科成為了一個銳意進取的團隊。的確, “教學名師”的效應在這里產生。
2 以“教學名師”為榜樣,促進了教師隊伍建設。“教學名師”工程使我校開展一個以“教學名師”為榜樣,促進教師隊伍建設的活動,對于穩定我校良好的教學秩序,實現把我校建設成為國內一流國際知名的研究型大學的目標至關重要。首先,從思想上要認識到這一舉措是辦學理念的重要內容之一,名師的效應就是一所學校的效應,建設高水平的師資隊伍是高校發展的根本措施。其次,要注意從基層培養抓起,從樹立旗幟、建立團隊抓起,抓好學校層次的名師建設。第三,要創建一個公平競爭的機制,最大限度地激發教師的積極性,營造寬松的學術氣氛,激發教師的創造激情。在這樣的努力下,我們無機化學教研室的唐宗薰教授榮獲了第二屆高等學校教學名師獎。西北大學的兩位高等學校教學名師獎獲得者都出在無機化學教研室,他們又同時獲得陜西省教學名師獎。還有兩位教授獲得了校級教學名師獎(西北大學定名
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為教學質量獎)。
名師為廣大教職員工樹立了榜樣,使廣大教職員工不斷提高政治素質和業務水平,牢固樹立質量意識和創新意識,敬業愛崗,扎實工作,為進一步提高西北大學的教學科研水平和管理水平做出了應有的貢獻。
二、“國家級精品課程建設”工程為教學質量的提高奠定了基礎
教育部推進國家精品課程建設具有很強的針對性。我校在這一工程建設中,討論了“課程建設規劃要注意什么”、“教學隊伍建設難在哪兒”和“關于教學如何實現現代化”問題,嚴格按照“一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點”建設示范性課程。從2003年至今,我校有校級精品課程38門,省級精品課程34門,國家級精品課程11門。2007年度又有22門校級優質課程申請參評校級精品課程。唐宗薰教授主持的“中級無機化學”和高勝利教授主持的“無機化學與化學分析”兩門課程被評選為國家級精品課程。這兩門課程在全國得到了好評,影響巨大。其中“無機化學與化學分析”課程已建設了資源豐富、界面新穎的網絡資源(全國已有53個網站使用和傳播),從學生學習到同行備課,多層面起到了輻射示范作用,發揮了精品課程的帶動作用,為國內同類課程教學提供了一套從教材到教案、從課堂講授到課外學習的完整的、可行的教學模式。該課程已經受到了廣泛的關注和好評,制作精良的課件被眾多網絡紛紛轉載,得到了兄弟院校學習和講授普通化學課程的學生、老師的一致稱贊:“是大家學習和講授普通化學課程的好幫手”。
三、“面向21世紀課程教材”建設工程為教學質量的提高打沖鋒
教材改革的基本要求是在原有的基礎上有所創新、有所發展;立足于我國國情,學習國外經驗,為國內服務,體現中國特色;要解放思想,實事求是。我們無機化學教研室史啟禎教授主編的《無機化學與化學分析》和唐宗薰教授主編的《中級無機化學》分別作為“面向21世紀課程教材”和“十五”國家級規劃教材由高等教育出版社出版。這兩本教材突出了人本教育、實施差異教育的思想;著眼于社會和個人的發展需要,著眼于學生能力和智慧的培養,著眼于學生素質的全面提高。合理解決了以往教材只強調學科的系統性、忽視學生綜合能力培養和崗位對人才規格的要求,專業面過窄、直接影響對社會需求復合型人才的培養和課程設置與教材內容不能及時更新、內容陳舊、不能體現新知識、新技術、新工藝、新方法,不能體現科技發展的需求和時代的特征與課程結構和內容缺少彈性、缺乏設置合理的選修課目、不利于安排教學等問題。前者具有明晰的定位、實現“立體化”、全新的構架、很強的可讀性和探索了低年級開展雙語教學形式等特點,2007年榮獲陜西普通高等學校優秀教材一等獎,先后入選高等教育“百門精品課程教材建設計劃”選題研究項目、陜西省“教學研究重點項目”、國家“十一五”教材規劃項目和國家自然科學基金委“國家基礎科學人才培養基金教材建設項目”。后者填補了無機化學與高等無機化學之間的“中等”水平,完成了同一學科三個不同層次的課程體系。正如黃春輝院士的評價:“我認為作者自始至終在深度和廣度上,在知識層次和編寫方法上都認真地把握住了‘中級’這個位置。這是一本內容豐富,很有特色,符合教改方向的教材。”
四、“教學科研訓練”工程是高等理科教育教學質量提高的催化劑
教育部與國家自然科學基金委聯合設立的“國家基礎科學人才培養基金”,旨在促進科學研究與教育的結合,加強本科生科研能力訓練和綜合素質的提高。這是提高高等理科教育教學質量的又一舉措,取得了預期效果。在這項基金的資助下,我們化學系順利入選國家基礎科學人才培養基地,成為陜西省和國家級化學實驗教學示范中心,成為陜西省“具有工學和醫學背景的化學拔尖創新復合人才培養模式創新實驗區”。
作者:史銳 張曉麗 吳品昌 單位:遼寧中醫藥大學
內容涉及濃度計算、結構理論、熱力學初步等等,涵蓋了多個化學學科知識,但像結構理論等知識主要以描述性介紹為主。這種淺、全,但內容繁多的內容很難符合現代教學要求,也不符合現代化醫藥人才培養的要求。內容與實用性聯系較少。內容中對知識在醫藥學上的應用介紹較少,與實際應用聯系較少。如緩沖溶液中只介紹簡單的濃度計算方法,而在醫藥學上常用的溶液介紹非常少。(3)課程內容對不同專業無明顯區別,授課無側重點。因此需對課程內容進行調整,力求少而精。因不同專業的服務方向不同,對所學課程要求也不同,而課程的設置與教學質量直接影響學生對后續課程的學習效果,影響對學生整體目標的培養質量。因此《無機化學》怎樣適應于不同專業的人才培養目標,怎樣實施教學,是無機化學教學工作者們探討和研究的時代命題。結合教學實踐經驗,提出以下構想。構建面向不同專業以無機化學為核心的課程體系本校無機化學教研室承擔全校藥學相關專業、護理學等多個專業的教學任務。并根據臨床醫學專業的課程設計需要,擬增加無機化學和現代無機化學課程作為臨床醫學相關專業的公共選修課,為其后續課程學習提供良好的鋪墊,并為今后的科研工作起到引領作用。
因不同專業的服務方向不同,對所學課程要求也不同。因此,根據本校各專業培養目標的要求,構建以無機化學為核心的“1條主線和3個分支”課程體系,以適應全校不同專業對無機化學教學的需要。“1條主線”包括無機化學和現代無機化學2門課程,分別適用于藥學和臨床專業本科生必修和選修,體現無機化學對于藥學和臨床醫學教學和科研的引導作用“;3個分支”包括無機化學(護理學專用)、基礎化學和醫用化學基礎(中專護士專用),以加強非臨床專業學生對本專業相關無機化學知識的學習。(1)核心課程《無機化學》是研究無機物的組成、結構、性質、變化規律的科學,重點闡述物質結構基礎(原子結構、分子結構、晶體結構等)、元素周期律、化學基本定律、氣體、熱力學基礎、動力學基礎、酸堿理論、電解質溶液、氧化還原反應、配合物等。通過掌握該課程的基本理論、知識和技能將為醫藥學各學科的學習奠定基礎,有利于將來的實際工作。無機化學是藥學相關專業的必修課程,也是計劃新開的臨床專業公共選修課,但不同的專業對無機化學教學有不同的要求,藥學專業學習重點為化學相關理論及藥物制備合成相關知識;臨床專業學習重點為后續有機化學和生物化學課程學習做鋪墊,以及元素性質和其前沿應用的知識。因此,在上述專業的《無機化學》的教學過程中,我們將始終堅持突出專業特色、滿足專業需求、體現專業水平的原則,分別制定不同的教學大綱、實驗教學大綱和實驗指導。(2)《現代無機化學》是藥學和臨床醫學專業學生在掌握了無機化學及相關專業知識之后學習的一門計劃新開選修課,其內容概括地總結無機化學中常用的經典理論成果,使學生有效地掌握理論工具,讓學生運用所學理論知識指導對無機化學領域最新知識的學習和掌握,了解現代無機化學的主要研究方向、研究方法、應用及其發展趨勢,培養學生把握無機化學學科前沿的能力及其在藥學和臨床醫學的應用,為后續課程學習及今后從事相關研究工作打下堅實的基礎。(3)《無機化學》(護理學專用)是護理學專業學生學習無機化學在護理學相關方面應用的一門專業選修課,它重點研究酸堿理論、電解質溶液、氧化還原反應、配合物等理論及相關技能,對今后從事相關工作提供重要的理論支持和技術指導。(4)《基礎化學》是非臨床醫學專業計劃開設的一門公共選修課,簡述無機化學四大平衡理論、有機化合物的結構性質以及光譜分析、薄層層析、電化學分析等儀器分析的原理和方法。為其專業課的學習以及今后從事相關研究工作打下堅實的基礎。(5)《醫用化學基礎》(中專護士專用)是研究無機物和有機物的組成、結構、性質、變化規律的科學,概括闡述化學相關知識以及化學技能在護士專業的重要應用。對護士專業今后工作具有重要的指導意義。整合新課程體系的教學內容課程教學內容的調整與整合非常必要,整合后在以下幾個方面體現出特色。(1)滿足學科綜合化的發展趨勢。無機化學學科與其它學科日益交叉、滲透、融合,學科領域不斷擴展,從內容看,實用化和綜合化趨勢日益明顯。只有對傳統教學內容進行整合,并增開現代無機化學選修課,才能跟上形勢的變化,做到與時俱進。(2)提高授課效率。目前教學要求與教學時數之間的矛盾突出,其中教學內容重復和銜接不暢是主要原因之一。整合后,精煉、流暢的教學內容可以有效提高授課效率,減緩縮課時與增內容之間的矛盾。(3)通過無機化學課程教學內容和方法的整合與改革,不僅提高實驗教學儀器、設備的利用率,減少實驗教學的重復建設,有效利用資源,緩解擴大招生與教學投入不足的矛盾,而且提高實驗教學質量,培養學生科學思維、應用知識和創新能力。
探索創新性無機化學實驗教學改革在原有無機化學實驗教學改革成果基礎上,通過實驗手段的改革,教材內容的更新及實驗考試方式的改革,對無機化學實驗教學體系進行探索性的改革。(1)改革教學手段、更新教學內容:教學內容跟蹤學科領域前沿發展變化動態,將新知識和新技術及時吸收融合到實驗教學中,使學生了解學科發展動向,熟悉和掌握學科前沿的理論知識和操作技能。實驗教學按基礎(驗證)實驗、綜合實驗、設計探索性實驗3個層次展開。并按照改革要求,編寫新的實驗教學大綱和實驗指導。(2)改革考試方法和內容:改革單純操作性實驗考試模式。實驗考試內容上實行老師指導下的學生自主選題,以小組為單位進行實驗和論文撰寫,以個人為單位進行論文答辯和技術考核,根據考試成績和平時成績對學生進行評分,提高學生學習的積極性和主動性。(3)開辟無機化學實驗第二課堂:定期舉行無機化學學術講座和文獻讀書報告會;提倡藥學專業本科生參加教師的研究課題和實驗室開放項目,撰寫綜述和論文等方法進一步充實無機化學實驗教學內涵,促進本科生創新思維和科研能力的發展。隨著高校教改形勢向縱深發展,中醫藥專業無機化學課程體系和教學內容的改革勢在必行,但教學改革是一項長期而復雜的系統工程,必須積極而慎重地進行,并在實踐中進一步完善。逐步加強無機化學在高等化學教育中的基礎和母體地位,提高教學質量,為培養符合時展的中醫藥人才奠定基礎。
1.1實驗結構的改革
無機化學實驗與化學分析實驗內容有較大程度的重復,如果將定性分析實驗融入到無機實驗中,將滴定分析實驗與無機實驗綜合,實驗結構重疊問題就能得到較好的解決。還可根據無機、分析化學教學內容的特點,保留一些經典的實驗內容。如“反應速率與活化能的測定”、“無機鹽的制備”、“酸堿溶液濃度的標定”和容量分析中具代表性的測定等。強化各個實驗的基本原理和操作,在原有基礎上,深化教學內容,增設一些具有先進性、典型化的實驗,例如酸堿反應實驗。原無機化學實驗設有“醋酸電離常數的測定”,而在分析化學實驗中有“混合堿的測定”和“銨鹽中含氮量的測定”,根據學生反映,酸堿滴定操作重復過多,感到枯燥,為此我們可以將“混合堿的測定”和“銨鹽中含氮量的測定”這兩個實驗刪除,而在“醋酸電離常數的測定”實驗中增加了醋酸溶液濃度的標定,這樣不僅充實了實驗內容,而且實驗內容選擇上具有典型性,酸堿滴定既有強酸、強堿之間的滴定,也有強堿滴定弱酸,以拓寬學生的眼界,同時根據醋酸電離常數測定值的準確度直接檢驗學生標定酸堿濃度的準確性。實驗課程的整合給實驗課的教學提出了新的要求,原有的教材已不能滿足實驗的要求,特別需要與之相配套的符合學生實際情況的實驗教材。為此首先在保持無機化學實驗與分析化學實驗教材自身的獨立性和系統性的基礎上,盡可能覆蓋無機及分析化學實驗基本操作技能,把那些對學生基本技能訓練有重大作用的典型實驗作為必做實驗。精簡兩門實驗中重復的部分,使其簡而不漏。
1.2綜合性實驗的設立
無機及分析化學實驗結構的改革使得綜合性實驗的設立成為必然。綜合設計性實驗的開設可有效提高學生綜合設計能力和分析測試能力,培養學生解決實際問題的能力和綜合實踐能力。綜合設計性實驗需要綜合各門學科的基礎知識,必須具備各門實驗課程的基礎操作能力。如果整合兩個實驗課程,則可以設立無機與分析綜合實驗,提高學生的綜合素質和能力。例如:在開設的綜合實驗中,可以同時包含有無機化合物制備、原料與產品定量分析等多項內容。教師可提出項目,指導學生查閱相關資料,由學生自己設計實驗方案并完成實驗,最后要求學生以小論文形式寫出實驗報告。這類實驗不僅能提高學生的邏輯思維能力,自學能力和綜合能力,而且也增強了學生的學習主動性。如可將無機化學實驗中“由銅為原料制備硫酸銅”與分析化學實驗中采用碘量法測定銅鹽中的銅含量有機地結合成為設計性綜合實驗,由銅和工業硫酸為原料制備硫酸銅,再將粗產品重結晶制得純品硫酸銅CuSO4•5H2O,然后進行銅含量測定。本實驗要求學生獨立設計合理的實驗方案,選擇實驗儀器并計算主原料用量及確定最佳的實驗條件,通過該過程不僅消除了學生以往為追求產品數量而忽視產品質量問題,而且使學生鞏固了基本操作,學會解決實際問題的方法。
1.3教學方法的調整
無機與分析實驗操作及其教材整合后,其教學方法也應作相應調整。根據綜合性大學教學對象的差異性和教學組織的靈活多樣性等特點,針對不同教學階段、不同教學對象采用不同教學方法。如:第一周,在進行基本技能訓練時,為保證學生操作的規范性,采用教師示范———學生實踐———教師指導的教學方法;第二周進行定量分析實驗時,為了培養學生思考問題、解決問題的能力,采用學生預習———教師講解———學生實踐———教師指導的教學方法,為下一步綜合實驗打下基礎;第三、四周綜合實驗、設計實驗時,采用教師命題———學生設計———師生討論———學生實踐———教師講評的教學方法,以更好的培養學生的綜合能力和創新能力。在教學方式上,采用多媒體教學為補充。根據綜合性大學教育必須夠用性原則,實驗課時不能一味增加,無機元素性質、重量分析法等實驗可以考慮在理論教學時一并完成。具體實施辦法是:有任課教師在實驗室錄制相關實驗教學錄像,授課時采用多媒體教學。這樣可以節省實驗室資源,為學生自主實驗提供條件。
1.4開放式實驗室的設立
無機及分析化學實驗的實驗結構和教材的整合有助于我們設立綜合性實驗,從而培養學生勤動手勤動腦的習慣,培養學生學習興趣,激發學生創新思維。對學生進行化學實驗設計培養及實驗技術和知識的綜合應用能力訓練,已成為學生創新能力培養過程中必不可少的重要環節,因此必須對化學實驗、實訓教學模式進行改革,挖掘實驗教學與工作過程的結合點。所以建立開放式實驗室無疑是解決這一問題的較好方法。開放式實驗室的設立將以學生為中學,注重從驗證式教學模式向研究式教學模式過渡,由灌輸式教學法向誘導式再到自主式教學法轉變,從學生被動的被灌輸到誘導學生學習,再到學生能自主學習相關知識和技能。通過各種形式和層次的實驗教學,以及實驗室的開放,極大地調動廣大學生對實驗課的學習積極性,體現因材施教的教學理念。在開放式實驗室里,學生可以一改過去“照方抓藥”的實驗工作方式,在教師及時、正確的引導下根據自己的實際情況選擇實驗內容,將實驗主體從教師轉變為學生,使學生的主動性和創造性得到充分發揮,并逐步培養學生完成既定工作的能力和毅力。開放式實驗室是培養綜合性大學學生工作能力和素質的有效手段。但值得注意的是,由于教學對象存在較大差異性,實驗的難度和要求應遵循梯度原則,學生可以根據自己的實際情況選擇教學題目。
2無機及分析化學改革與整合的特點
2.1增進學科間的融合,提高學習的時效性
隨著化學學科在現代化工農業生產中應用的不斷提高,化學各科之間的融合與滲透不斷增強,工業分析中往往要綜合運用無機化學、分析化學等領域的知識。將無機與分析化學實驗內容整合,恰能避免學校知識與實踐需要脫節的弊端。另外,大學的實驗操作課程一般在新生入學第二學期開始,而此時大學的理論課程繁重,學生可能不能投入百分之百的精力與時間于實驗中,所以課程的優化可以較好的解決這一問題。改革原有教學內容劃分過細、各門課程過分強調各自的系統性完整性的狀況,推進教學改革,為學生節省因重復操作而浪費的寶貴時間,提高學生學習的效率,從而達到增強學生獲取和綜合知識的能力,培養運用化學知識進行科學研究和解決工程問題的創新能力的目的。具體做法如:在實驗內容的安排中,把化學常數測定的實驗與儀器分析實驗相結合,如,用pH法測定醋酸電離度、電離常數,由已知醋酸濃度改為學生自己配置標準醋酸溶液,從而激發學生的學習熱情,同時又學習了pH計的運用,提高了實驗效果;在水中鐵含量的測定實驗中,運用分光光度法,既可以使學生學會分光光度計的使用,又復習了分光光度計的原理及計算知識。這樣做可使基本操作更加規范化,建立正確的概念,實驗效果更好。
2.2減少重復性,突出整體性
傳統的無機化學實驗和分析化學實驗是彼此獨立的,兩門實驗課程各自安排實驗,在一定程度上會造成內容上的重復。如,傳統的實驗安排中,在分析化學試驗中會做酸堿滴定分析實驗,在無機化學實驗中同樣會做這項實驗;又如,在無機化學實驗中稱量微量試劑時要用到分析天平,而在分析化學實驗中分析天平的使用率更高,兩門實驗課程中都要講解分析天平的使用方法未免太過重復。當實驗中出現重復時,回使學生對實驗的興趣降低,影響教學效果,而且用兩次實驗課的時間做同一個實驗,在一定程度上也浪費了學生的學習時間。當把兩門實驗課程整合成一門課程后,這類實驗內容重復的問題就會避免。將兩門課程聯系在一起,可以發展學生的思維,拓寬學生的眼界,促進學科間的融合,使學生自主學會聯系各學科之間的關系,學會多方面對待生活中的化學問題。因此,避免實驗內容的重復在安排實驗項目工作中非常重要。
2.3符合夠用性原則
現在的教育體制,不善于培養學生獨立思考的意識。在當今的高考體制下,學生很難有時間去積極的投入到自身的興趣愛好當中。在學校里只是一味的去接受知識,不是通過自己的思考來獲得。這樣的一些死知識使得學生沒有了學習的熱情,同時也失去了自己探索知識的興趣。進入大學以后高校的教育體制又過度放任,這樣的一上一下使學生的思維轉變過大,學生很難適應,獨立思考與創新意識更難以激發出來。并且重復的實驗使得實驗儀器使用率增大,學校很難安排出空余的儀器供學生自主學習與創新。學生自制力不強,加之實驗室資源的短缺,學生很難全面而精準的學習課業內容。將兩門實驗課程整合起來,可以空余出實驗室資源,供學生操作興趣實驗。解決了當今高校實驗室資源短缺的難題,讓學生在有限的時間內學到更多的實驗技能。針對教學對象的差異性,讓領悟稍慢的學生有更多的機會操作實驗內容,讓興趣濃厚的學生在教師的幫助下完成各項探索及創新實驗,做到因材施教。
3結語
關鍵詞:通曉化學;手法靈便;分析化學;實驗教學改革
分析化學實驗是分析化學課程的重要組成部分,與化學相關學科(特別是分析化學理論課)教學緊密結合.通過學習分析化學實驗課,有助于加深學生對化學等相關學科理論知識的掌握和理解,培養學生分析和解決實際問題的能力,為創新能力的提升、藥物分析等專業課的學習及未來工作打下堅實的基礎[1].我國的化學先驅,清代學者徐壽曾說過:“考質求數之學,乃格物之大端,而為化學之極致也.能精熟焉,則凡天下熟物俱能詳考其原質,而深求其準數.遂使法有證據,而理得顯明.若欲精究其事以造其極,則有三者為要:其一,通曉化學;其二,手法靈便;其三,專心篤好.”這里,考質求數即為現在的定性和定量分析.即定性和定量分析是物質科學的主體,是化學的最高境界.他特別提到了學好分析化學的關鍵是:在專心篤好的基礎上,要做到通曉化學和手法靈便.這個觀點涉及到目前大學分析化學教學中各化學學科間的有機結合、教學內容的完善和學科的科學設置.為此,本文從通曉化學和手法靈便這個角度探討大學分析化學的實驗教學改革.
1大學分析化學實驗教學的現狀
1.1化學學科間的課程銜接不夠連貫
作為基礎課的有機化學和無機化學是專業基礎課分析化學的基礎,更是藥物分析等專業課的基礎.有的學校,同一個院(系)的不同教研室分別承擔無機化學、有機化學和分析化學的教學任務;有的學校,如我校,基礎醫學院承擔無機化學和有機化學的教學任務,藥學院承擔分析化學的教學任務.不管是在相同的院(系)還是不同的院(系),目前各學科間的課程設置大多考慮本學科的情況,較少考慮不同學科間的相互要求和需要.這樣的問題在國內很多院校都存在.基礎課的重要性不言而喻,但基礎課與專業基礎課和專業課的課程銜接不夠連貫,忽視了化學相關知識連續性的滲透,使得基礎課教學中缺乏專業應用的實例,而專業課教學中又往往缺少基礎課相關理論的指導,影響了學生綜合實力的提高[2].集體備課多以本教研室為單位進行,缺少學科間的融合與溝通,也較少進行學科間的交叉聽課.一般根據本學科的實驗室、實驗儀器來安排實驗教學任務,較少考慮與其他學科的關系.因此,實驗有重復,甚至缺少遞進關系.如何讓學生在有限的學習時間內做到通曉化學,化學學科間課程的有效銜接是基礎.
1.2實驗內容與教學方法不合理
目前,分析化學實驗內容多為驗證性實驗,研究性、設計性實驗少;以章節內容為基礎的實驗多,缺少章節間融合或學科間整合的綜合性實驗;實驗內容未及時更新與完善,能夠反映學科前沿的實驗較少[3].分析化學實驗課在教學方法上多延續著傳統模式[4],實驗員準備實驗儀器和試劑,教師按照黑板或PPT上的實驗內容,講解實驗目的、原理、儀器試劑、方法步驟、數據處理等,演示實驗儀器的操作.學生“照方抓藥”,無需思考在實驗過程中可能出現的問題、產生的原因及解決的辦法.因此,在驗證性實驗中,學生多能按照教師的要求順利地完成實驗并提交實驗報告,但多數學生看重的是實驗成績,一些學生更是為不逃實驗課而做實驗.由于未能全身心地投入到實驗中,所以無法領會實驗本身的科學精神和科學內涵,更無法“享受”實驗帶來的樂趣.在這種固化的教學模式中,在“學生能順利地完成實驗”背后隱藏的實驗內容與教學方法不合理,是需要我們深思的.由于這些沒有生機的實驗教學,學生機械地操作,課后抄寫實驗報告等因素的存在,導致學生處于被動的學習狀態,缺少實驗興趣,缺乏實驗動力與激情,實踐能力很難提高,更談何手法靈便呢?
2大學分析化學實驗教學改革辦法
2.1加強化學學科間的有效溝通,為通曉化學創造條件
通過加強學科間的有效溝通,實現化學學科間實驗課程的有效銜接,進一步促進在課程設置,集體備課,相互聽課等方面的交流.2013年6月28日,我校藥學院分析化學所在的藥物分析學教研室與基礎醫學院的化學教研室結對共建.在此基礎上,進行課程設置的整合,共同進行集體備課,相互聽課.與基礎醫學院的化學教研室共同編寫出版了《藥學實驗技能訓練與指導》[5],該書以普通高等教育“十二五”國家級規劃教材為基礎,結合基礎學科和專業學科的實際情況,介紹了無機化學、有機化學、分析化學等基礎化學學科和藥物分析等專業學科的知識與技能,促進學科融合和實驗資源的整合,避免實驗重復設置,強化實驗遞進關系.以該教材作為全國醫藥院校藥學/中藥學大學生實踐技能大賽的指導用書,對參賽學生進行系統培訓,得到了教師和學生的好評和認可,發揮了積極的作用.首次參加第四屆全國醫藥院校藥學/中藥學大學生實踐技能大賽,兩位同學分別獲得了一等獎和二等獎.這種學科間的有效溝通可更充分地發揮學科互補優勢,促進學科建設的發展和深度合作,有效利用教學時間,實現資源共享,為化學各學科的有機融合奠定基礎.
2.2樹立與時俱進的教學觀,為提高學生的實驗技能夯實堅實的基礎
第一,授課信息量的增加與擴展.近年來,隨著國家經濟實力的增強,精密儀器的使用率和普及率大幅提升,各種新方法與新技術不斷涌現,為藥品質量標準的修訂與完善提供了更堅實的保障.面對藥品質量標準的國際化與現代化的迫切需要,作為分析化學實驗課的授課教師,要立足于教材,但不局限于教材,要向學生傳授當前分析技術與方法的前沿信息,樹立與時俱進的教學觀,為提高學生的實驗技能夯實堅實的基礎.如在講授分析化學實驗《HPLC法測定替硝唑溶液中替硝唑含量》時,不但講授儀器的使用,還要實際演示流動相的過濾、脫氣,樣品的處理和進樣,以及數據的處理等,也對目前HPLC儀器的發展狀況,色譜柱的現狀與發展趨勢等加以說明,特別是我校有一位2008級藥學專業的畢業生考入上海交通大學從事色譜新方法與新技術的研發工作,該同學的研發經歷和目前的研究工作為在校學生的學習提供了動力.因此,在教學中有必要針對性地介紹一些研究進展、前沿理論,讓學生更好地了解分析化學這門學科的發展動態,“知新”、“識新”才可能“創新”[6].第二,新成果的引入與融合.將教學與科研相結合,以科研促進教學是對分析化學實驗最有益的補充.如在講授《氧化還原滴定法》中的亞硝酸鈉法時,不僅要講授其含量測定方法,還要對其定性的鑒別-即芳香第一胺反應加以說明,特別是由于過量的亞硝酸會和β-萘酚反應呈猩紅色,使定性鑒別結果出現假陽性,現已采用加入脲來消除此假陽性的干擾等.在《HPLC法測定替硝唑溶液中替硝唑含量》的色譜實驗中,利用保留時間對替硝唑溶液中的替硝唑峰進行定性鑒別,是《分析化學》教材上的方法,也是目前常用的方法.那么,如果有兩個色譜峰都和替硝唑對照品色譜峰的保留時間非常接近時,又如何作出合理的判斷呢?當提出這個問題時,同學們會有針對性去認真思考.在此基礎上,向同學們講解對照品加入法、漸進窗口正交投影法等用于色譜峰匹配的新方法與新技術,提高學生們學習的積極性,使他們深知,這些新方法和新技術是在基礎實驗上的一個延伸和擴展,是把一些更先進的原理融合到這些基礎實驗中,是一個多學科間的有機結合.通過這些基礎實驗的升華,使同學們在認識到基礎知識重要的同時,更要懂得知識創新的可貴.第三,教學方法的改進與提高.“教是為了不教.”陶行知先生的這句話時刻在提醒著我們教育工作者,特別是在當前大學大眾化教育的背景下,更有著深刻的含義.在分析化學實驗中,若采用傳統的教學方式,缺少一個自由探索的空間和思想創新的環境,學生很難做到勤于動腦,善于動手.因此,必須從實際出發,聯系實際,大力進行教學方法的改革與創新,調動學生的主觀能動性[7],使學生能夠主動融入實驗并在實驗中積極思考,達到“教是為了不教”的目的.如《碘量法測定維生素C的含量》,大多以維生素C原料藥或有關制劑為測定對象,而我們選擇校園內的藥用柚子作為測定對象.同學們自己采集柚子樣品,按照自己設計好的實驗方案進行待測樣品的制備,采用碘量法對柚子中的維生素C進行測定并對實驗結果進行分析.通過這種教學方式,學生會對實驗懷著更多的好奇和更濃厚的興趣,會由單純的“聽做而得”的實驗配角轉換為“思做有得”的實驗主角,角色的轉換增強了學生的責任感,激發了完成實驗的動力和激情.他們在實驗中會遇到問題,但會迎難而上;在實驗中會遇到挫折,但會勇敢面對.通過這樣的實驗,同學們有了更多的交流與合作,在實驗中更會有新發現和新收獲.
2.3科學設置實驗課程,為手法靈便創造條件
分析化學是藥學學科的專業基礎課,分析化學實驗教學在藥學學科中擔負著承上啟下的作用[8,9].因此,分析化學實驗課要科學設置.一是實驗項目的合理設置.分析化學實驗不是孤立的實驗課,其設置要立足院校實際,在知識點上要注重與有機、無機基礎實驗的銜接,更要面向藥物分析等專業課實驗的需要.在知識面上,重基礎、練技能是根本要求,既要重視稱量、量取等基礎操作,也要注重化學分析與儀器分析的有機融合.二是實驗方法的創新.通過分析化學實驗方法的創新,在驗證理論課的基本原理、基本方法的同時,使分析化學實驗課成為理論教學的最有力的補充和完善.三是實驗室管理模式的改革[10].現代的教學方法要求改革實驗室的管理模式.在提倡啟發式教學、注重學生實踐能力培養的環境下,實驗室要開放運行管理模式及運行機制,實現開放共享,切實提高實驗教學質量.教研室是學校最基層的教學組織和科研單位,也是教學活動的具體執行部門.因此,立足并扎根于教研室的開放實驗室才會更有生機和活力.在實驗室開放過程中,引導學生養成良好的實驗習慣,逐步增加開放實驗內容,鼓勵學生自行設計實驗、參與教師科研課題.自2016年起,我院每學期在已有實驗課的基礎上,增加了50學時的開放性藥學綜合實驗課.學生以開放的實驗室為平臺,充分利用實驗室的資源,完成自主設計的實驗.在開放的實驗室中,學生是主體,他們的思維模式不再是“你要我做什么?”,而是“我想做什么?”,“我如何做?”,學生的主觀能動性得到發揮,學生的潛能得以釋放,學生獨立思考問題和解決問題的能力得以培養.在開放的實驗室中,學生們的團結協作精神也得到進一步錘煉,遇到問題大家會相互討論,彼此間相互學習、相互借鑒、取長補短,教師會給予及時必要的指導,引導學生提出質疑,并和學生交流,討論,共同提高[11],有效地避免“封閉式”教學模式和“壟斷式”教學方法,豐富了實驗教學[12].如2016年,在2014級藥物制劑本科學生的開放性藥學綜合實驗中,學生的自主設計有:阿司匹林的有機合成,鑒別(化學,紅外),阿司匹林片的制備,阿司匹林原料及制劑的定量分析(容量法,HPLC法)(皖南醫學院藥學院在安徽省省級示范實習實訓中心“藥學實習實訓示范中心”的基礎上,于2014年建立了學生高效液相色譜分析實驗室,現有15臺LC-15C型和3臺LC-20A型島津高效液相色譜儀).通過學生的實驗設計和實驗過程,教師能及時發現文獻查閱是否全面、實驗設計是否合理、實驗操作是否規范,實驗結果是否可靠,使學生做實驗時不僅要知其然,更要知其所以然,將“勤于動腦,善于動手”貫穿于實驗設計和實驗過程中,使他們思維靈活,富于創新性;手法靈便,富于創造性.
3總結
分析化學實驗是高等院校藥學專業學習的重要環節,是培養學生實踐能力和創新精神的重要課堂.結合工作實際,通過對分析化學實驗中所存在的問題進行深入分析,探討問題解決的辦法和對策.為適應未來藥學學科發展對學生知識結構和能力的要求,培養能適應未來發展需要的藥學人才,應注重分析化學實驗內容的更新、教學方法的改革和教學手段的完善.在注重知識銜接的同時,要重點考慮學科間的交叉與互融互通,合理安排實驗項目,加強實驗內容間的內在聯系.應高度重視實驗教學和實踐教學環節,在加大對實驗室投入的同時,要注重實驗室的管理改革,推進實驗室開放,為學生自主實驗提供場所;在全面系統提高實驗教學水平的同時,更要注重學生科研個性的培養與發揮,使學生不但能通曉化學,而且能手法靈便,讓高校實驗室真正成為“知識創新的源頭,人才培養的基地”.
作者:鄒純才 宗倩妮 鄢海燕 單位:皖南醫學院藥學院
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關鍵詞 高職院校;應用化學基礎;項目化教學;
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2013)21-0097-02
應用化學基礎是高職高專食品營養與檢測專業的一門重要的專業基礎課。從食品的開發研制到市場銷售的各個環節,都需要應用化學基礎知識、原理和技能作支撐。將應用化學知識內容模塊化,積極進行教學內容、教學手段和教學方法的改革。從食品行業的需求出發,教學的主題以典型事例為主,按照學習目標將課程整合、細分成多個操控性強的項目,以具體項目為核心,教師做主導,學生為主體,使學生在教師的帶領下能夠自愿、自由地選擇自己感興趣的內容和學習形式。進行項目化教學是目前許多高職院校正在積極探索的一種教學方法,促使學生在完成工作任務的過程中獲得知識和技能的提升。
1 課程設計思路
通過社會調研和邀請行業專家,對食品營養與檢測專業所涵蓋的崗位群進行任務與職業能力的分析,本著為新疆經濟區域服務的原則,結合《中華人民共和國食品檢驗工職業技能鑒定標準》,圍繞企業的化驗員、品控員與質檢員等崗位需要的能力、知識、素養,將無機化學和分析化學內容進行歸納,搭建出圍繞能力訓練來設計課程內容,按照模塊和項目來組織教學的課程標準。課程教學中以能力為本,以后續課程為導向,以項目為框架確定課程結構,把應用化學基礎課程滲透在食品營養與檢測專業中,設計出理論與實踐一體化的課程。
對課程中要求掌握的基本技能進行分析并化解成多個項目,借助實訓引入相關的專業知識,倡導學生在“做中學”,積極參與、勤于探究、樂于動手。在實訓過程中加深對化學基礎知識的理解和技能的應用,將素質教育滲透于其中,開發學生職業能力拓展的潛力,滿足學生職業生涯規劃的需要。
2 建立項目化教學目標
課程以職業能力為宗旨,以項目化教學為切入點,突出課程的實用性和技術性,使學生獲得從事食品檢驗職業崗位工作所必備的基礎知識、基本操作技能、熟練規范的操作手法,具備一定的實驗數據采集和分析能力。樹立食品質量安全意識,注重提升學生的專業素質,培養學生具有一定的分析與解決問題的能力、化驗工作的安全防護能力、實驗室的管理能力。同時使學生具備工作作風嚴謹、職業道德良好、創新能力增強、團隊合作意識強烈,為后續的專業課程、企業頂崗實習打下扎實的基礎。
3 探索教學內容
在準確分析食品行業各職業崗位群應具備的化學知識、技能的基礎上,對無機化學、分析化學進行優化整合。其內容包括對食品檢測和生產反應所必需的化學反應原理知識、物質結構與性質知識、化學滴定分析方法、重量分析方法的原理和技能。打破傳統的章節排序,將課程內容模塊化、項目化。
經過課程的整合與優化后重點清晰突出,內容充實精煉,可以解決應用化學基礎課時數相對比較少、內容多的矛盾。課程內容的內在層次是:夠用的化學知識與原理;必需的化學分析方法與手段。課程內容的選取原則為:以必需為準,加強針對性;以夠用為度,加強實用性。
4 改革教學方法
4.1 教學情境
學院的應用化學基礎實訓室是教、學、做一體化學習場所,學習環境與工作環境融為一體,讓學生處于仿真職場的情境中。實訓儀器設備與企業標準化驗室同步,實訓室有黑板與投影設備。教學過程中,教師根據教學內容采用多種方法,或“先講后練”或“邊講邊練”或“先練后講”,師生互動有助于學生主觀能動性的增強。
4.2 確定項目
在項目化教學中,選擇合適的項目非常重要。選擇項目時既要包含無機化學和分析化學的基本知識和基本實驗技能,又要從日常生活、食品行業的生產實際出發。設計的實訓項目之一“水中硬度的測定”研究對象是“水”,實驗室用水配溶液、洗滌器皿等;食品行業最常見的產品有純凈水、礦泉水等,水與人們的生活、學習非常緊密,學生對此也有比較濃厚的興趣。
對“水中硬度的測定”這一實訓項目進行細化,使之分解成一系列的任務:任務之一,制定“污水、自來水中硬度測定”的方案;任務之二,配制EDTA標準溶液、緩沖溶液等;任務之三,確定實驗方法,進行污水、自來水中的硬度測定;任務之四,正確完成實驗報告。任務分配給各個小組,要求學生團結協作,充分利用圖書館和網絡資源收集所需要的資料。只有這樣才能調動學生探究問題的積極性,在項目情境中使學生提高協作能力、交往溝通能力和職業能力。
4.3 實施項目
項目化教學的關鍵階段是實施項目,引導學生積極、正確地利用應用化學基礎實訓室的實訓條件開展實訓項目。在實施“水中硬度測定”的實訓項目過程中,先帶領學生到新疆雪白真實業有限公司的分析檢測中心參觀,使學生了解水廠水的檢測項目和檢測方法,建立感性認識;回到課堂后,結合《純凈水的國家標準》,各組派代表講述所制訂的方案,并在教師的引導下進行討論;在討論中,教師通過對學生的指導使其學習相關分析方法的原理、測定條件,引導學生對方案進行修改和完善,最終師生共同歸納總結制訂出實施方案。學生通過實訓環節,親自動手測定實驗室水的pH值、氯離子含量、電導率等指標。
這種看、教、學、做相結合的教法集知識傳播、素質教育、能力培養為一體,使學生既能學到專業知識提高專業技能,又能提高團結合作能力和口頭表達能力;有效調動了學生的學習興趣,促進學生積極思考與實踐,有利于培養學生發現、分析和解決問題的能力。在實施過程中,學生會遇到各種問題,教師則要適當地指導,鼓勵學生多思考,獨立地完成實訓項目。因此,項目化教學是一個注重實踐與應用相結合,以真實的工作任務為載體進行教學的過程。
5 項目化教學的特點
項目化教學法目的明確,充分調動了學生學習的興趣和主動性。從實施的總體效果來看:大多數學生從開始時的項目方案上交、技能訓練被動地進行,逐步向主動查閱資料、積極設計項目以及技能提升的方向轉變。項目化教學的實施不僅全面提高了學生的專業技能,而且也提高了學生的信息與事務處理能力、團隊合作與溝通能力、自我學習和創新能力,還要說明的是在完成項目任務的工作過程中逐漸培養了學生的職業崗位意識和責任意識,促進高職的學生能可持續發展。對于教師而言,更新了教育教學理念,提高了職業教育教學能力和實踐能力,積累了課程改革的經驗和方法。
6 對項目化教學的思考
通過“項目引領,任務驅動”的項目化教學方法,能將無機與分析化學的理論知識和實訓操作有機地結合在一起,使教師、學生真正地做到“教學相長”,學生的理論基礎不斷扎實,實驗技能不斷提高。實施過程中有3個主要問題需要及時解決。
6.1 進一步改善實訓教學條件
為保障項目實施能順利進行并達到預期目標,良好的實訓條件是提高實訓教學水平的重要保證。實訓儀器和設備應該滿足學生人數的需求,保證每個學生都能充分動手,提高他們獨立操作的能力。
6.2 不斷完善學習資源
項目化教學對學院圖書館的建設及其藏書量、網絡資源及其教學資源平臺是否完善提出更高要求,只有良好的學習環境才能滿足學生的需要,保證項目化教學順利推進。
6.3 不斷提高教師的素質
教師不僅要熟悉書本知識,精于實驗操作,而且要了解食品行業相應職業崗位的要求;項目的確定難易適中,既能基于書本的教學內容,又能結合生產實際;從容應對項目化教學過程中學生遇到和提出的各種問題。
總之,應用化學基礎課程通過模塊化、項目化教學模式的實施,將學生的學習目標與工作崗位的需要結合在一起,設計的項目內容由易到難、螺旋遞進,技能訓練從單一到綜合,操作手法由生疏到嫻熟,不僅提高了教學質量,而且提升了學生的職業素質,符合當前食品行業對食品營養與檢測專業高職技能人才的需求。積極推行項目化教學,使應用化學基礎課程教學與新疆社會經濟發展形成良性互動,為社會、為食品企業輸送更多、更優秀的專業技術人才。
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1 高校分析化學教學現狀
1.1 高校分析化學教學內容現狀分析
從化學課程發展史來看,在有機及無機化學分類完成后,就形成了分析化學這門課程,且分析化學的后續課程內容與兩者具有很高的關聯性,如與無機化學具有極高重復率的有分析化學中的溶液平衡理論等。總體而言,滴定分析法在化學分析中為主要采用的方法,且主要有4種滴定分析法,這4種方法都在分析化學課程中進行了介紹,且每一種方法都基于平衡理論進行了深入的分析,而在無機化學課程中又詳細介紹了平衡理論。4種滴定方法的具體操作及原理彼此之間有共性的一面,為此若單獨對每一種方法進行介紹,并不能起到預期的教學效果,因為他們直接的關聯性我們不能忽視。
首先, 由于滴定方法占用大量的教學課時,為此很多高校在教學大綱的壓力之下,常常都會對定性分析的作用及分析有失偏頗,甚至在分析化學教學中直接忽視定性分析,但我們應該認識到定性分析在化學教學中也具有舉足輕重的作用,通過對定性分析進行學習,可以讓學生對化學反應以及離子的性質會有更加深刻的了解,為此也自然應幫助學生更好地掌握所需要的實驗技能以及分析方法。這些技能與方法對于污染治理工作而言,又是不可或缺的技能與方法,尤其將來從事環境領域教育工作是必備技能。目前很多高校也認識到這點,并對高校分析化學的定量分析進行了改革,但改革力度仍存在不足,這些進行改革的高校很多都僅僅對部分的教學內容進行了調整與更迭,或者對儀器分析進行了融合與滲透,這種改革方式自然不能適應分析化學發展的需要,因為僅有的教學改革效果及力度不夠明顯。
其次,在分析化學教學過程中,儀器分析教學內容常常被高校教師所忽視,雖然在高校的部分教材中對儀器分析的教學內容較為完善,包含了色譜、電化學、光譜分析等方法,但由于高校課時分配等諸多原因的限制,分析化學課程的儀器分析教學改革不平衡、不徹底、不全面,甚至對儀器設備缺乏的高校而言,僅僅對儀器分析進行簡要的介紹。
此外,還存在分析化學的教學內容、知識陳舊,教師在教學過程中對于分析化學的新理論、新方法闡述較少,也有部分分析化學教學中過多地偏重無機化學教學,而且教學在教學過程中也存在教學內容不能理論聯系實際等問題。
1.2 高校分析化學教學方法現狀分析
首先,不可否認,當前高校的分析化學教學方法主要以知識灌輸為主要的方法,這種教學方式有利有弊,有利的一面為:能夠幫助學生及時、快速地積累大量的理論知識,也能提升學生的邏輯思維能力,但損失了學生的實踐能力以及創新思維能力;其次,由于分析化學是高校化學專業的基礎性課程,為此在高校課程教學開展中,往往傾向于采取大班教學的方式,這種教學方式必定不能實現教學的個性化,也直接忽視了學生學習的主體性及主觀能動性,會影響到教學目標及教學效果的實現;最后,從深層次原因來看,教學過程中理論與實踐的脫節在于教學管理上的不科學,直接導致高校很多教師在教授分析化學課程中,僅僅講授理論,而實踐教學則由其他的教師負責,即實踐教學與理論教學教師不是同一個教師,直接導致了學生所學的理論知識與實踐不能實現順利、有效的串聯,甚至很多高校將實驗教學與理論教學直接剝離開來,更不利于兩者的結合。
2 分析化學教學內容與課程體系改革的策略建議
2.1 教學內容改進策略
首先,需對課程間的關系進行有效的協調,減少教學內容的重復,首先需做到重視分析化學與其他化學課程內容的互補關系與銜接關系,在具體的分析化學教學過程中,對課程內容進行適當的精簡,尤其與其他化學課程內容相同或相近的部分進行合理的壓縮,同時倡導學生對其他化學課程進行課前的復習與課后的鞏固,從而達到輔助實現分析化學教學的目的。除此以外,固有的分析化學的教學目標也要進行革新,因為傳統的分析化學追求考試能力強、知識面廣、基礎扎實,這些目標顯然不能滿足新時期分析化學教學的需要,為此傳統的分析化學的教學目標不得不進行變革,以貼合社會的實際需求,為此在分析化學教學活動開展中,就需要協調與其他課程的關系,減少重復的現象,并且特別要注意在教學活動開展中盡可能的多引入一些實際案例進行教學。
其次,教學內容上增加有機物分析成份的同時,也要對定性分析進行更加科學的安排。定性分析在分析化學中不可或缺,因為定性分析是分析化學的重要構成部分,如在進行定量分析前處理環節,定性分析就必定參與其中,為此學習定性分析能夠為定量分析方法的理解與使用提供非常重要的支持與幫助。發展至今我們所知曉的有機物有接近一千萬種,數量上遠遠超過無機物的數量,有機物對人們的生產、生活、生命有著不可替代的作用與意義,當前部分分析化學教材中適當的增加了一些有機物的課程教學內容,但總體上依然沒有對有機物進行系統性、科學的、歸類型的概括與總結。
第三,時刻關注教學前沿,對教學內容進行及時的更新。對分析化學的教學內容選擇上,對于分析化學的基本技能以及基本理論,要突出其重點進行教學,努力實現將這些基本理論、技能做到舉一反三的作用,并且教師在具體的教學活動開展中,要對分析化學的發展趨勢及理論前沿有所了解與掌握,在熟悉后在課堂教學中對這些新理論、新技術乃至新方法進行概述與介紹,需要說明的是在新知識、新技術、新理論的介紹中,更應該介紹一些與實際生產生活相關的新技術、新理論、新技能,也就是更應該介紹社會熱點。
2.2 教學方法改進策略
現代教育理論尤其強調學生的理解記憶,強調問題的分析、思考、解決能力以及創新能力,逐漸摒棄了單純教授知識的觀點,更加強調整體性、綜合性的教學。為此在教學過程中,教師教學方式方法的使用對學生能力的培養、對教學質量的提高、對教學目標的實現具有重大的作用,當前分析化學中主要采用講授式的教學,不關注學生創新能力的培養,不關注學生的技能訓練,這與現代化的教學理念、思維大相徑庭。為此對于高校分析化學課程教學而言,不僅要對教學內容進行改革,也要對教學方法進行研究與改革,做到將分析化學的教學由信息、數據的獲取轉移到實際問題解決層面上來。本文認為對分析化學的教學內容改革需做到以下幾點。
首先,在教學過程中要做到講授與引導思考相結合,要對講授與引導思考進行綜合的運用。兩者的相結合,不僅能啟發學生的學習興趣,還有利于學生創新思維能力的培育,但兩者的關系需要做到完美的拿捏。對教師而言,也就是要對教學內容中的難點、重點進行分析與講授,力爭實現舉一反三的教學目標,引導思考也就是通過對課程問題進行深入、細致的設計,引導學生對問題進行探究與思考,激發學生的求知欲。如在進行滴定分析法教學活動中,教學重點為酸堿滴定法,為此在對學生進行酸堿滴定法的講解中,要結合滴定法所呈現的共性特征,包括終點誤差、指示劑、突越影響因素、滴定曲線、基本原理等,為酸堿滴定法的學習做好鋪墊。再如,在學生學習氧化還原滴定法或者配位滴定法時,學生也可以借助于酸堿滴定法的學習進行引導反思,這樣不僅能節約學習的課時,也能夠使得學生在學習中更加的積極主動。
其次,要做到知識的分析、歸納以及靈活運用。教學方法有很多種,在不同的教學內容上就有不同的教學方式方法可供選擇,即便是在一個章節的教材中,也會隨著教學內容的推進而不斷的變化教學方法,多運用分析與歸納的方法,能夠幫助學生對知識更加系統性的掌握,也能提升學生的分析化學知識的綜合運用能力,還能在掌握的知識點背景下,引入更加復雜的案例并解決。如不同儀器的應用、原理等方面有很大的差異,且每個儀器對于學生而言,相關的知識不僅瑣碎而且凌亂,若在具體教學中合理運用歸納與分析的方法,能夠起到事半功倍的效果。
第三,實現實驗教學與理論教學有效的結合。分析化學是一門具有極強綜合性、極強操作性的學科,分析化學理論知識的掌握可以通過實驗很好的補充與鞏固,為此分析化學也是一門利于學生創新思維能力與動手能力培育的學科。實際層面,分析化學由于課時等方面的限制,實驗課程的安排比較有限,不可能涵蓋所有的理論知識,為此一些簡單的實驗可以讓學生課后或者業余時間自己單獨完成,同時教師要盡可能為學生參與到教師的科研試驗中大開便利之門,幫助學生將理論知識與實際快速的結合。
1什么是化學課程中的經典內容
化學科學史對于經典化學時期與現代化學時期的分期問題存在著兩種不同的觀點。一種觀點認為,以原子序為基礎的元素周期系建立以后的化學是現代化學,之前的化學是經典化學,這種觀點是以20世紀初盧瑟福的原子核結構實驗作為基礎;另一種觀點認為,現代化學與經典化學的分期以鮑林出版《化學鍵的本質》一書作為分界線。但是鮑林等人的理論是以量子力學作為基礎的量子力學理論的形成也是在20世紀初。因此,這兩種觀點從時間上講,時期的劃分相距不遠。從學術觀點上看,二者都是以現代原子、分子結構理論的建立時間作為基礎的分期。
從以上的分期來看,現在大學里講授的化學課程中許多都是經典化學的內容,而且地位非常重要。
如無機化學中的元素化學部分,分析化學課程中經典的容量和重量分析方法,有機化學中很多重要經典合成反應、手性化合物分離方法、布特列洛夫的化學結構學說、凱庫勒苯環結構,以及物理化學中的化學熱力學理論、電離學說、絡合物熱力學理論、氧化還原理論等都是經典內容。
2重新評價經典化學內容在現代化學教育中的地位
盡管現代化學科學已出現了諸多新的理論和實驗方法,應用了現代儀器分析和信息與計算機技術經典化學的方法仍然在現代化學科學體系中占有舉足輕重的地位,主要表現在以下幾個方面:
(1)經典化學實驗的方法被作為現代方法的標準,很多現代大型化學分析儀器的化學基準物是用經典的化學實驗方法分離提純和分析之后才作為標準的,在判斷很多新的化學分析實驗方法是否準確時,也是通過與經典方法進行比較后才得到結論。
(2)有些現代的理論和方法中整合了經典的理論和方法,有些是對經典理論和方法的修正和擴展。例如,現代的量熱方法,雖然更智能化,卻應用了經典化學熱力學的原理和量熱學方法;又如,現在合成一個有機化合物,其中一些步驟是經典的有機合成反應。還可以發現,有些物理化學的定律在修正之后可以擴大應用范圍,甚至適用于其他的化學科學領域;合成化學家將一些經典的化學合成方法改進之后,使其用途更廣泛。
(3)在現代化學分析方法的樣品預處理方法中^很多都是經典方法或者借鑒了經典方法的原理,而有機化合物在進行波譜分析前,樣品先要用經典元素分析方法確定最簡式。
(4)現代化學理論并非十全十美,現時無法解決的問題,還要從經典理論和方法中尋求智慧。
同時,應該告訴學生經典理論和方法的局限性及其適用范圍。經典理論為了簡化解決問題步驟,物質結構以及化學反應模型忽略了很多真實存在的相互作用,有些是經驗型的,缺乏定量的邏輯關系,其理論缺乏普適性。經典實驗方法一般適用于高的反應物用量,不適用于微量物質的化學反應。
3經典化學教學內容的取舍與講授課時的確定
隨著化學科學的發展,有些經典教學內容應被淘汰,有些內容仍然重要,應該保留。現在化學教學中取舍的原則是什么?經典內容教學課時應該怎樣確定呢?
首先,應該保留那些在化學科學發展歷史過程中不可忽略的部分,告訴學生這些內容對于現代化學科學的影響。
還有一些內容是無論在科學研究,還是在產業界以及社會服務機構都已不再采用的方法,可是教師認為這些方法的教學可以用來培養學生的科學思維能力。在20世紀80年代,大學化學教科書中還使用硫化氫體系定性分析18種陽離子的實驗教學|21,而當時的化學工業界、醫藥、商檢和司法界已開始廣泛使用光譜學分析方法,那時的化學教師之所以保留這個體系,是由于他們認為,雖然這個體系很經典卻可以幫助學生學會應用簡單的化學反應將無機離子分組分離的邏輯思維方法,熟悉常見的化學試劑和儀器的使用方法,而不是簡單地僅僅知道使用現代化學分析儀器進樣和輸出數據結果。后來,由于污染和毒性的原因,這個體系被淘汰掉了。對于這部分內容,可以尋找其他可以使學生得到類似的思維訓練的體系代替,同時能夠克服以往方法的缺陷。
主張多講授經典內容的教師認為:除非學生畢業后專業從事經典內容的教學、科研工作,或者他們在產業界和社會服務機構的工作恰恰與這些內容相關,他們可能終身都不會再有機會接觸到這些內容。
對于他們來講,這些內容是第一次學習也是最后一次學習,那么,經典部分的教學就非常重要。
主張少講授的教師有另外的觀點:學生畢業以后需要就業,因為產業界及政府機構會很快更新技術,過多地學習經典課程似乎是多余的,甚至成為教育與現實脫節的一個原因。高等教育正在出現高等基礎教育與高等職業教育一體化的趨勢,高等教育課程的內容更實用、更適應人才市場需求也是評價大學教育水準的一個重要方面。
教師在教育學生時,應該給予他們一個完整的科學體系,而不是為了實用只去告訴學生這個體系的一些部分。設計現代的化學教學體系時,是僅僅考慮很快謀得職業,還是考慮為學生開辟更廣闊的發展前景,這是決定化學課程中經典內容取舍和教學課時時應該思考的問題。
4重新系統化
無論是波義耳出版《懷疑的化學家〉的時代,還是門捷列夫發現化學元素周期律的時代,以及20世紀初由原子結構理論和量子力學推動的化學科學革命的時代,化學科學曾多次重新系統化,化學教育也跟隨化學科學的發展多次重新系統化。今天的化學科學出現了很多新的理論和實驗方法,如納米科學、單分子光譜學、新的有機合成方法等;化學教育的注意力也在轉移,更趨向生物體系以及能源和環境問題。所以,化學教學也在面臨重新系統化的問題。我認為,對教科書,以及理論和實驗教學方法的重新系統化應該考慮以下原則。
(1)謹于現代的化學結構和化學反應的理論。
基于經典部分同現代化學科學的聯系,用現代化學科學的觀點去重新審視經典內容,建立新的化學教育體系,將保留的經典內容整合在新體系中。例如,現代有機化學在講授苯的性質、結構和化學反應時,仍舊保留了凱庫勒苯環結構以及很早以前就已發現的苯的化學反應等經典內容,用分子軌道理論去闡述問/題。
(2)基于教育的規律。
不僅僅是化學科學在發展,教育科學在近20年也在發展,考慮接受教育的主體在變化|31,新的教育方法要融合在新的化學教學體系中,化學教師要與教育心理學、教育社會學專家合作研究建立新體系。
在化學教學中,闡述問題的先后次序往往與科學發現的歷史順序不同。例如,講授元素化學部分是根據化學元素周期表的順序,而不是根據元素發現的歷史順序;因為這樣講授學生更容易理解,同時不違背科學規律。
1998年,聯合國教科文組織在《21世紀世界高等教育宣言:愿景與行動〉中提出:創新教育的方法是具有批評能力的思考和創造力。宣言肯定了以學生為導向的教學方法,并且指出:新的教育方法還意味著新的教學內容,以及與之相應的新的教學試驗方法,不僅僅發展學生的記憶力,還要發展他們的理解力、實際工作技能和創造力。如果采用建構主義14的學習方法,告訴學生一些建構的原則和方法,把用于建構的理論和實驗的模塊給他們,把經典的和現代的化學知識模塊給他們,讓他們自己去建構新的化學科學大廈,然后用他們的大廈跟前輩大師的大廈去比較,他們會發現自己應該向大師學習什么,他們也可能還會發現大師的缺陷,無論是在知識模塊里,還是在由模塊構成的體系中,以及構造的方法,可能都存在問題。當學生能夠提出問題,并且懂得為了給出問題的答案如何重新學習時,這才標志著達到了教學的目的。
(3)謹于國際標準化原則。
現在有些化學教師在教學中并沒有使用IPAC最新頒布的化學原子量數據;有些化學教師沒有訪問過UPAC的網站,去認真閱讀過跟自己教學的專業有關的專業術語和名詞的文章;很多大學化學教學實驗室的實驗條件數據(TP……)和實驗儀器(天平、容量儀器……沫作過國際標準化的校正。教科書中經典內容的編纂和教學應該采用新的名詞術語和國際標準數據。
(4)基于智能化原則。
化學教師不應該重復勞動,應該更有創造性地從事教學工作。如建立智能化互聯網教學答疑系統,把學生提問率高的問題和答案放在教學網絡上,使學生可以自己搜索提問和獲得答案。這樣,教師可以有更多時間與學生討論一些有爭議的問題。又如在互聯網上開辟化學科學教育社區,使教師和學生可以更自由地在不同的時間和空間討論問題。
智能化教學不僅僅是學生自己編寫計算機程序去處理經典化學的計算問題,使用像EXCEL這樣的軟件,更重要的是,要將經典的化學知識模塊化,整合在化學計算機數據庫中,設計出虛擬的解決化學問題的程序,這種程序可以判斷化學反應的可能性,預言反應產物和動力學途徑,以及是不是生態化的反應,還可以控制自動化和機器視覺化化學實驗系統。總之,應用智能化技術可以令經典化學實驗教學更具有吸引力,而且還可以縮短實驗時間,得到更準確的數據,為學生將來在科研和產業界就職打下基礎16。
應該注意的問題是,智能化教學系統是為幫助學生建立正確的科學概念設計的。有些教師在PFT中使用了動漫技術、FLASH技術幫助學生理解一些化學科學概念,但是這些技術表達的圖像有時與真實的物質結構和化學反應相去甚遠,容易給學生造成錯誤的印象。所以,教學使用的圖像應與真實的化學反應圖像越接近越好。如果圖像是示意的,一定要向學生說明。
(5)基于生態化原則。
生態化的觀點認為:如果化學反應過程的反應物和產物以及化學反應能量與自然體系的交換方式,不對自然物種及其食物鏈構成破壞,不影響生態體系平衡,就可以認為是生態化的化學反應。
現在化學教科書中敘述的一些經典化學分析方法,以及一些高產率的經典有機合成反應,使用對人體有害的試劑,產物也污染環境,這些方法將來可能被淘汰。作為化學科學史的部分,這些方法都曾有過很重要的作用,這些方法的原理對于建立新方法可能作為借鑒和參考。如果課程中保留這些內容,也只是保留原理同時應告訴學生方法中存在的生態問題,將來應用這些方法時,化學反應要根據生態化要求重新設計。
1)對于幫助學生理解原理和學習方法的實驗,應盡量選擇生態化試劑,考慮產物是不是生態化,比如堿標定實驗選用草酸作為基準物比鄰苯二甲酸氫鉀更符合生態化要求,因為前者是天然產物,它的降解產物也很容易步入自然循環中,不至于對自然生態造成破壞。
2)化學實驗教學應該減少試劑用量。現在經典常量化學實驗使用試劑量過多,與實際工作要求有很大差距,過高的試劑使用量也造成過多的廢棄物。但是試劑減量也會帶來一些問題,原來的方法可以觀察到的現象可能會觀察不到,原來的方法可以得到的準確數據也可能得不到了,所以經典方法的實驗化學反應和觀察計量用的實驗儀器都要重新設計。
3)現實工作中,很多環境、醫藥的分析工作要分析和處理毒物和污染物,而生態化的替代試劑和方法還沒有出現,決定了實驗體系還不可能是生態化的。但是為了培養學生的工作能力又不得不保留這些實驗方法。因此,要有標準化的防護和處理廢棄物的方法。
4)經典化學實驗室的設備要及時更新。應將汞溫度計換成數字式的;將直接排放水的舊式回流冷凝水管換成電動循環冷凝裝置,以節約大量凈化過的水;要更換含有毒金屬的實驗設備和高耗能設備,以節約實驗成本,并使實驗過程更安全。
5)化學工作者要與生態學專家合作,建立化學實驗室的生態評估體系,請生態學專家對化學實驗室作出生態化評估|81。因為化學產業的生態化的革命是從實驗室開始的,大學化學教學應該幫助學生建立這樣的理念。
5小結
現在的化學教師可能是化學教育史上最為辛苦的化學教師。因為他們不僅要懂得化學的歷史一經典和現代的化學科學概念的發展沿革,精通化學科學的方法一懂得理論分析、實驗技術和數學與計算機的處理方法,清晰地知道化學科學在整個科學體系中的位置以及化學與自然及社會的關系,學會用經典的和現代的哲學觀念去思考化學問題,還要懂得全新的教育心理學和教育方法學,懂得藝術和美學,精通獲得化學資訊的方法,懂得知識產權的保護,懂得怎樣把化學知識市場化等等。由于他們正處在一個化學教育理念和方法轉折的時代,他們必須比以往的化學教師付出更多的勞動。
【關鍵詞】高職 分析化學 職業能力
【基金項目】本項目受重慶市高等教育教學改革研究項目《工業分析與檢驗專業工作過程系統化課程的課程標準建設與研究》資助,項目編號:143184。
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)31-0160-02
一、引言
分析化學一門研究物質化學分析方法及有關理論重要課程,擔負著鑒定物質組成成分、測定其相對含量的兩個任務。是儀器分析,藥物檢測,食品分析,環境監測等后續課程的基礎,又以高中化學、無機化學、有機化學等課程的相關知識為基礎,具有關鍵的紐帶和承前啟后的作用,是高職院校中化學、化工、醫藥、食品、環保、生物等專業學生必修課[1]。高職分析化學是以培養生產一線的分析化驗技能型人才為宗旨,以分析檢驗崗位的工作過程為導向,以工學結合為平臺,以校企合作為途徑面向化工,醫藥,食品,環境等相關行業,突出課程的實用性,技術性、綜合性,主要目的是使學生掌握物質分析所需的全過程。
二、高職分析化學的特點
1.分析化學中突出“量”的概念,如:測定的數據不可隨意取舍;數據準確度、偏差大小與采用的分析方法有關。
2.分析試樣是一個獲取信息、降低系統的不確定性的過程。
3.實驗性強,強調動手能力、培養實驗操作技能,提高分析解決實際問題的能力。
4.綜合性強,涉及化學、生物、電學、光學、計算機等,體現能力與素質。
5.分析化學工作者應具有很強的責任心和職業能力。
三、高職分析化學對學生的職業能力培養
(一)激發學生對科學探究的濃厚興趣[2]
高職學生蘊藏著極為豐富和巨大的創造潛能,如何發掘和激發興趣是關鍵,以豐富的教學資料和先進的教學方法,使學生對于分析化學產生濃厚的學習興趣,激發他們對大自然中潛藏奧秘的好奇心和求知欲,這是培養高職學生職業能力的前提條件。
(二)培養學生嚴謹的科學實驗態度
實驗在高職分析化學教學中占很重要的地位,通過實驗課使學生形成嚴謹的科學實驗和工作態度,對學生的職業能力將有重要的意義。
1.分析方法的推敲,不放過每個細節。
2.實驗操作的規范化。
3.實驗數據的記錄和處理的標準化。
(三)培養學生良好的科學研究和工作習慣[3]。
1.培養學生良好的觀察習慣
觀察是科學探究的開始,是外界信息輸入的窗口。通過觀察,發現問題、解決問題。通過觀察可以發現實驗現象與相關理論的聯系,通過觀察可以發現異常,及時排除險情,通過觀察可以發現重大問題,獲得突破。
2.培養學生勤于動手習慣
在高職分析化學教學活動中,教師指導和鼓勵學生主動參與、樂于探究 、勤于動手,可以培養學生收集和處理信息的能力、獲取知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力,可以收到良好的效果[4]。
3.培養學生善于思考的習慣
分析化學是思考性極強的學科。在高職分析化學教學中,必須使學生積極開動腦筋,樂于思考,勤于思考,善于思考,逐步養成獨立思考習慣。選擇好思考的材料,創設思考的情境并留給學生足夠的思考時間。引導學生獨立思考,還必須鼓勵學生質疑問難。
4.逐步養成學生團隊合作意識
團隊合作意識是指個體對共同行動及其行為規則的認知與情感,是合作行為產生的一個基本前提和重要基礎,分組實驗是高職分析化學實驗中要逐步培養學生的合作意識的一種方式。分組內部同學之間相互幫助,統籌安排,合理分工,最后達到彼此雙贏和多贏的目的。
四、結語
高職分析化學,是高職學生形成良好職業能力的基礎;是培養學生對科學研究和分析檢驗工作嚴謹的態度,形成良好的研究和工作習慣的起點,更是培養學生實踐能力,創新能力,崗位適應能力,團隊合作能力等職業能力第一步。因此,教師在高職分析化學教學中運用先進的教學理念,有效的教學策略,使學生有效學習,形成良好的職業能力。
參考文獻:
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參照國內各級各類院校環境科學專業的基礎化學課程內容體系及多所院校的教學計劃,考慮環境科學專業后續環境化學、環境監測、環境工程學等專業課程的內容,結合我校實際情況,我們將環境科學專業的基礎化學類課程分設為現代化學基礎及分析化學兩門課程。現代化學基礎分兩個學期完成,理論課時共計136學時。課程的學科內容包括現代無機化學、物理化學、有機化學等。通過對化學熱力學、化學動力學、化學平衡、化學反應的基本規律、物質結構理論、膠體和表面化學、環境科學相關的重要元素及其化合物、有機化合物等基礎知識的學習,學生可以了解現代化學的基本概念、基本原理、基本技能;學生學習后能以化學的觀點、思維方法和研究方法,激發創新意識,在未來實際工作中以化學觀點觀察物質變化的現象,對一些涉及環境科學及生活、社會實際的化學問題,具有一定的分析、解決和創新的能力。
分析化學單獨設課,其一,是因為分析化學素有“科學的眼睛”之稱,是環境科學甚至其他任何與化學相關的學科進行科學研究的基礎,學生打下扎實牢固的分析化學基礎是非常重要而必需的。其二,分析化學的課程特色主要是“量”,與其他基礎化學相比較,更強調“量”的概念,以及相應的思維方式和理念。系統學習這門課程可促使學生掌握分析化學的基礎知識和基本理論,結合實驗牢固樹立準確“量”的理念,并掌握獲得準確“量”的正確操作技術。這是環境科學專業的學生進行專業科學研究以及未來的工作中必不可少的基礎。其三,分析化學也是學生學習后續的專業課程環境化學、環境監測的重要基礎。采用上述課程結構體系,避免了教學內容的無謂重復,節約了大量的教學課時。同時也使一些環境科學專業非常需要的化學知識如膠體化學、表面化學、電化學、分析化學等得到了加強。
二、教材改革
教材是教學內容的載體,一本好的教材能使學生提高學習的興趣,便于理解和掌握知識。但目前國內還沒有完全與我們的現代化學基礎課程教學體系相配套的教材。針對上述情況,在教學過程中,根據環境科學專業的人才培養目標及特點,結合本校的課程結構體系,我們對選用的教材內容進行了適當地刪減和補充,采取了教材為主,補充講義為輔的使用方式。目前選用胡忠鯁主編的《現代化學基礎》作為主教材。但其中元素化學,有機化學兩部分教學內容則結合環境科學專業的特點,編寫補充講義。元素化學部分側重于講授常見重要元素、重要污染元素及其化合物的性質,有機化學部分則系統地介紹各類有機化合物的物理性質及化學性質。對于有機合成則不作要求。通過上述調整后,課程教學內容的針對性和實用性得到了提高。考慮到現代環境監測方法中經常需要使用儀器分析和檢測的特點,我們選用了華東理工大學及四川大學化工學院編寫的《分析化學》(第五版)作為教材。這本教材具有如下特點:一是教學內容包括了化學分析和儀器分析兩部分,與我們的課程結構體系相吻合;二是該課程教學內容的編寫注重應用,簡化了某些公式的推導,加強了數據處理和儀器分析的內容,能滿足環境科學專業的需要。
三、教學內容改革
目前,國內一些非化學化工專業的基礎化學課程雖然在結構體系方面與化學專業相比具有自己的特點,但由于教材編寫者基本都是純化學專業出身,缺乏對相應學科的專業知識與背景的深入認識和了解,因此教學內容的設置基本沿用化學專業的內容,只是在深度和難度上作些調整,沒有結合專業特點,脫離生產實際,學生認識不到化學知識在本專業中的應用前景與重要性,難以激發學習興趣。針對上述情況,我們對環境科學專業的基礎化學課程在教學內容方面進行了如下的改革:
(一)夯實基礎,注重“雙基”扎實牢固的化學基礎知識是與化學相關專業的學生學習化學知識進而將其應用于認識解決本專業問題的重要基礎。因此,我們在教學中始終不渝地堅持為學生打下牢固的化學基礎,注重基礎知識、基本概念和基本原理的教學和應用。為達到此目的,我們有針對性地精選了近1500道與課程內容相關的習題,編寫成課后練習集,讓學生通過習題練習來鞏固所學知識。
(二)結合專業,偏重應用在重視基礎知識、基本概念、基本原理的同時,我們注重選用大量環境科學中的實例來作為知識應用的案例,培養學生用化學原理和知識解決環境問題的能力。如表面化學、氧化還原與電化學、電解質溶液、化學動力學等章節的教學案例都選用了大量環境科學中的例子。又如元素化學部分,重點講述若干和環境科學密切相關的元素,P區元素主要講了Al,Si,Pb,N,P,As,O,S等常見或與環境科學密切聯系的元素及其化合物的性質;過渡元素部分則著重介紹了Cd,Hg,Cr等污染元素,以及Fe,Mn等常見元素及其化合物的性質。再如,有機化學部分講到苯基型鹵代烴的性質時,以多氯聯苯、二噁英等持久性有機污染物為例來講,使教學內容變得結合實際、生動有趣。又如分析化學中的應用實例也都選用環境科學中的應用來講,如高錳酸鹽指數、溶解氧的測定、COD的測定、總磷的測定等。