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[關(guān)鍵詞]藥學;藥理化學;分析化學
隨著我國醫(yī)療事業(yè)的飛速發(fā)展與進步,藥學研究水平越來越高。其發(fā)展主要依賴于藥物分析技術(shù),藥學研究對我國醫(yī)藥事業(yè)開發(fā)、創(chuàng)新、發(fā)展等方面具有重要促進意義,能夠間接提升我國經(jīng)濟水平,從根本上提高我國健康保障水平。
一、藥物化學和分析化學的基本概念
(一)藥物化學概念
所謂藥物化學主要是將化學分子原理應用于藥物研發(fā),從科學角度分析化學藥物的基本構(gòu)成、生物效應及相應藥性原理等相關(guān)內(nèi)容,用于新類型藥物研發(fā)。藥物化學研究需要兩方面來共同促成,其一是生物學,另外一方面是化學,其在藥物研發(fā)中主要明確藥物的活性物質(zhì)或藥性機制,分析患者用藥治療后,藥效對機體的代謝作用,及機體對藥物的適應情況及吸收情況等。
(二)分析化學概念
所謂分析化學主要是指對物質(zhì)中相關(guān)藥物成分、不同結(jié)構(gòu)含量等進行測量,將測量的物質(zhì)指標進行化學分析,其屬于物質(zhì)化學分析的一門科學,除此之外,有關(guān)于物質(zhì)成分測量所用儀器也包含在內(nèi),屬于分析化學的一部分。分析化學中對藥物成分進行測量分析的方法被稱為化學分析法,這種方法在測量過程中主要應用天平和所要測量的物質(zhì)及試劑,將其用玻璃器皿盛放,將所測量的物質(zhì)成分計量指標與測量過程中出現(xiàn)的化學反應兩者相互對應分析,以此得出結(jié)論。另外一種分析方法即儀器分析,這種方法在滿足上述作用的同時還能夠進行微量分析及形態(tài)、結(jié)構(gòu)分析等。
二、物理化學和分析化學的發(fā)展及作用
(一)物理化學和分析化學的發(fā)展
早在19世紀,物理化學這一概念被提出,并且于30年代和40年代蓬勃發(fā)展。物理化學概念被提出后科研人員研制出了磺胺類藥物,投放于臨床治療,響應效果較好,對患者的預防感染及臨床治療均具有一定促進作用,在投放應用的10年內(nèi),β內(nèi)酰胺類抗生素研發(fā)技術(shù)逐漸完善。于19世紀40年代有相關(guān)研究人員研究出了抗菌藥物的藥性、活性及藥物機理等,將其與藥物成分及結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容相互融合,用于新藥的研制,就此不同種類藥物越來越多。于19世紀末時,通過研究人員的努力,對于新藥的研制不再僅依靠藥物活性機理及其成分結(jié)構(gòu)方面入手,新藥的不斷研制也是物理化學逐漸認識的過程,研究人員能夠明確大部分種類藥物在機體中出現(xiàn)的生化效應,能夠明確不同類藥物應用于人體其活性及產(chǎn)生的藥效,就此于19世紀末可以通過不同類型、病癥患者的實際患病情況入手,分析患病原因,實現(xiàn)新類型藥物研發(fā),對癥下藥治療。于20世紀分析化學理念被提出。分析化學除了分析方法以外,其能夠用于新藥研制主要依賴于分析儀器,在不斷探索發(fā)展的過程中,儀器分析方法逐漸占據(jù)主要地位。在整個20世紀中,40年代至80年代之間,出現(xiàn)了三大重要學科領(lǐng)域,即材料學、環(huán)境學和生命學科,這三大學科通過與儀器分析方法聯(lián)合應用研究,在一定程度上成就、完善了分析化學,促進其發(fā)展進步。從當今環(huán)境來看,儀器分析方法又與計算機信息科技相互聯(lián)系到一起,以計算機為載體、以網(wǎng)絡信息為媒介,將分析化學中測量的數(shù)據(jù)、信息進行整理、收納,最終錄入電腦,實現(xiàn)信息傳輸及智能分析。目前,信息化儀器分析中最具代表性的即為傳感器的發(fā)現(xiàn)及圖譜快速檢索和實驗室自動化等。
(二)物理化學及分析化學的作用
從不同角度來講,物理化學和分析化學的作用存在一定差異,是不同的。物理化學更偏向于藥物活性、機理及藥性和機構(gòu)的研究,極大促進了早期藥學的研究與發(fā)展,為后續(xù)的新類型藥物研發(fā)奠定了堅實基礎(chǔ)。同時,20世紀內(nèi)的分析化學主要是用于藥物成分、劑量的測量及化學實驗反應研究,其屬于實驗方法的一種,并且在儀器分析發(fā)展進程中,挖掘了與藥學有關(guān)的不同學科,為藥學研究提供更全面、系統(tǒng)的理論支持,促進藥學研究。當前,儀器分析法融合計算機信息技術(shù),實現(xiàn)了儀器分析的智能化和自動化,其具有測量分析數(shù)據(jù)準確可靠、操作迅速等優(yōu)勢,但是從另一方面來講,儀器設(shè)備購置昂貴并且對儀器操作者要求較高,操作繁瑣,這些都是局限性。從大方面來講,物理化學和分析化學的豐富及發(fā)展對于我國藥學研究均具有一定促進作用,通過對不同藥物運作機制的研究和不同藥物成分實驗研究,研發(fā)了不同類型的新藥物,將其用于臨床治療。綜上所述,藥物化學和分析化學是藥學的重要組成部分,兩者在不斷發(fā)展中融合不同新技術(shù),為藥物研發(fā)、臨床治療及醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展都起到一定促進作用,具有重要意義。
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關(guān)鍵詞:分析化學實驗;教學改革;分析化學理論;反哺
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)22-0281-02
分析化學是化學類專業(yè)本科生的重要的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程,分析化學的教學質(zhì)量的好壞在培養(yǎng)化學類專業(yè)本科生方面具有舉足輕重的作用。分析化學實驗是以實驗操作為主的技能課程,其在分析知識的靈活應用和分析技術(shù)的訓練方面起到重要的作用,是理論聯(lián)系實際的橋梁。經(jīng)過學習分析化學實驗課程,學生能加深對基本知識如“量”與誤差的理解,熟練掌握分析化學實驗技能和基本操作,提高觀察、分析和解決問題的能力,養(yǎng)成良好的實驗習慣、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的工作作風。
我校分析化學于2007年獲得碩士學位授權(quán)并開始招生,近年來分析化學方向獲得過省部級獎勵3次,承擔國家自然科學基金項目9項、省部級項目6項、廳級項目10多項,申請專利10多項,100多篇。針對我校十三五發(fā)展規(guī)劃,即從教學為主的高校逐步轉(zhuǎn)向以教學研究為主的高校,改革教學質(zhì)量的任務也迫在眉睫。因此,筆者在在分析化學實驗教學的實踐中進行了包括實驗教材、實驗內(nèi)容、教學方法、考核方法等方面的大量探索,以強化了學生的理論知識和實際動手能力,同時通過實驗教學反哺分析化學理論課程的教學改革和建設(shè),全方位提升分析化學實驗和理論課程教學質(zhì)量。
一、精心選擇實驗教材,理論主講教師參加實驗課教學
分析化學理論教材和實驗教材均選自武漢大學編著、高等教育出版社出版的《分析化學》(第五版)和《分析化學實驗》(第五版),是高等教育出版社百門精品課程教材之一。筆者作為分析化學理論主講教師,一直參加實驗課教學,從而便于開展理論聯(lián)系實際的教學方法,便于發(fā)現(xiàn)學生理論學習和實踐操作方面的問題并及時解決問題。比如筆者根據(jù)學生用間接碘量法測銅合金中銅含量和絡合滴定法測定自來水硬度的實驗,將分析化學理論課內(nèi)容穿插在在實驗內(nèi)容中,使學生對相關(guān)知識的掌握理解加深,同時通過實驗課教學,使學生認識到樹立“量”的正確概念的必要性和正確性。
二、合理設(shè)計實驗教學內(nèi)容,體現(xiàn)層次性和實用性
以實驗教材為基礎(chǔ),根據(jù)高等教育改革方向要求和我校教學研究型學校的發(fā)展要求,建立了“基礎(chǔ)型實驗、綜合設(shè)計型實驗、開放創(chuàng)新型實驗”的多層次實驗教學內(nèi)容體系,激發(fā)學生學習興趣,提高學生分析技能,突出創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)。
基礎(chǔ)型實驗是夯實學生實驗基礎(chǔ)、培養(yǎng)學生實驗基本操作實施能力的關(guān)鍵,因此針對基礎(chǔ)型實驗,教師應對學生的基本操作訓練進行全程指導,在天平稱量、溶液配制、滴定和重量分析等基本操作方面對學生進行專題訓練。讓每個學生都能規(guī)范和熟練地掌握上述基本操作。
綜合設(shè)計型的實驗是以綜合性、設(shè)計性分析化學實驗為主,結(jié)合分析化學的前沿技術(shù)和方法,體現(xiàn)系統(tǒng)性、前沿性和全面性,要求學生結(jié)合多種實驗操作技能、前沿技術(shù)和多個理論知識制定詳細的研究方案,設(shè)計具體的實驗路線,選擇合適的實驗操作儀器,以期提升學生對分析化學實驗中問題的分析能力和解決能力,注重學生的能力培養(yǎng),以養(yǎng)成良好的科學素質(zhì),基本掌握化學研究的一般方法。我們在綜合型實驗中開設(shè)了如“混合堿組成的測定”和“食用米醋中總酸量和氨基酸氮含量的測定”等實驗項目,聯(lián)系生產(chǎn)生活實際,既讓學生真切體會到化學實驗和生活息息相關(guān),又培養(yǎng)了其利用理論知識解決實際問題的能力。
開放創(chuàng)新型實驗通過“挑戰(zhàn)杯選拔賽”和教師的科研課題而設(shè)計,依托學校開放實驗室平臺實現(xiàn),引導學生進入學術(shù)領(lǐng)域,促進學生的本科教學課程知識與學科科研的互動,調(diào)動學生學習該課程的主動性和積極性。通過“挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽華東交通大學選拔賽”平臺,學生根據(jù)自己的興趣和指導老師的科研課題情況,自主撰寫項目申請書、項目方案設(shè)計和完成項目實驗內(nèi)容,從而啟發(fā)、激勵學生的創(chuàng)新思維,使學生進一步夯實分析化學理論基礎(chǔ)和實驗技能基礎(chǔ),同時也使學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力得到發(fā)展。指導老師在評審挑戰(zhàn)杯項目申請書時,主要側(cè)重項目申請書有無獨特的見解、有無新穎的設(shè)計思路和有無現(xiàn)實可行性等,篩選出優(yōu)秀的挑戰(zhàn)杯項目參加“挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽華東交通大學選拔賽”。例如篩選的層層組裝法構(gòu)筑碳納米管修飾電極及其應用和無試劑型分子印跡電化學傳感器的研制和應用均獲得“挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽江西賽區(qū)”三等獎。同時,筆者以科研為驅(qū)動力,帶動學科建設(shè)和實驗教學,每年從科研工作中抽取部分成果編寫實驗項目,確保實驗內(nèi)容與時俱進且具有較高的創(chuàng)新性。
三、建立閉環(huán)量化考核體系,提高教學效果
為充分調(diào)動學生積極性、自覺性、提高教學質(zhì)量,并使成績能夠客觀地反映學生對知識和操作技能的掌握程度,我們建立了“實驗學習前(預習考核)+實驗學習中(平時考核)+實驗學習后(期末考核)”的閉環(huán)量化考核體系,并對各個環(huán)節(jié)的考核進行了具體量化(如表1所示)。
實驗預習考核能督促學生了解實驗的原理,明確實驗的難點、關(guān)鍵步驟,做到“有備而來”,帶著問題上課,發(fā)揮學生的主觀能動性。平時考核占比達到50%,注重延伸和累計效果,有利于培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膽B(tài)度。期末考核由筆試和操作考核兩部分組成,筆試主要考查分析化學實驗原理、實驗后的問題解決和重要實驗條件的把控等內(nèi)容,這些內(nèi)容與分析化學理論教學緊密相關(guān),反哺理論教學;操作設(shè)計考核在考查學生基本實驗方案設(shè)計、操作能力、數(shù)據(jù)處理能力和實驗報告撰寫能力的同時還通過附帶思考題的方式考查學生的創(chuàng)新科研能力。
四、結(jié)語
實踐表明,分析化學實驗教學不僅是培養(yǎng)學生的基本實驗操作能力、解決實驗問題的思維能力和設(shè)計新型實驗項目的創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié),也是幫助學生牢固掌握分析化學理論,反哺理論教學的重要手段。通過實驗教學的改革,我們能明顯地感覺到學生在實驗積極性、理論知識掌握及實驗動手能力和創(chuàng)新能力方面的很大提高。為適應學校發(fā)展方向和社會發(fā)展需要,我們將不斷探索如何將分析化學實驗教學與理論教學、前沿科學、實際生產(chǎn)和現(xiàn)實生活需要更緊密結(jié)合,有效激發(fā)了學生學習興趣和熱情,提高學生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新實踐和科研能力。
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在藥學專業(yè)的教育中,分析化學的理論知識和實驗技能在藥物分析、天然藥物化學、藥物化學、藥劑學等都有廣泛而重要的應用。分析化學的教學旨在讓學生掌握基本的理論和方法,建立基本的定量和定性觀念,熟練地進行滴定分析操作,掌握常用儀器的操作方法,為后續(xù)課程的學習打下堅實的基礎(chǔ)。現(xiàn)代儀器分析迅速發(fā)展,不斷豐富分析化學的學科內(nèi)容,也使分析水平得到了巨大提高。各種光譜和色譜技術(shù)層出不窮,滿足更多復雜樣品的分析需要。因此,在教學內(nèi)容選擇上,應該將基礎(chǔ)理論和基本概念教學與分析化學前沿相結(jié)合。分析化學涉及理論十分廣泛,從經(jīng)典化學分析法到現(xiàn)代儀器分析法,但是課時有限,并且結(jié)合專業(yè)需要,我們要對教學內(nèi)容有所取舍,突出重點。在經(jīng)典化學分析的教學中,做到講清基本理論,讓學生掌握滴定分析的基本原理和基本概念,各種滴定方法在講授時突出特點,講出特色,不拖泥帶水。
現(xiàn)代分析中,隨著儀器分析的迅速發(fā)展,應用日益廣泛,并且在很多藥物的質(zhì)量控制、工藝設(shè)計、生產(chǎn)研究中大量使用。中國藥典2010版比2005版進一步擴大了新技術(shù)的應用,除了在附錄中擴大收載成熟的新技術(shù)方法外,正文品種中進一步擴大了對新技術(shù)的應用,藥典化學品種采用了分離效能更高的離子色譜法和毛細管電泳法,紅外光譜在原料藥和制劑鑒定中的應用進一步擴大,氣相色譜法全面用于溶劑殘留檢查,總有機碳測定法用于注射用水的質(zhì)量控制中,含量測定中僅HPLC這一種方法,藥典一部中采用的品種從505種增加到1138種,藥典二部中從359種增加到694種,由此可見儀器分析方法在藥學學科學習中的重要性。我們在教學中,學時適當向儀器分析部分轉(zhuǎn)移。在制訂2014版人才培養(yǎng)方案時,充分考慮到儀器分析方法的重要性,我院在開設(shè)分析化學課程的基礎(chǔ)上,在后續(xù)學期開設(shè)儀器分析作為選修課,進一步夯實學生的理論和實驗基礎(chǔ)。該部分內(nèi)容作為很多學校考研的必考內(nèi)容,為以后學生的考研復習也提供了巨大幫助。
2結(jié)合學科特點,改進教學手段與方法
當前,科技的發(fā)展速度令人驚嘆,這就需要提高課堂效率,在授課時將傳統(tǒng)課堂教學與多媒體課件教學相結(jié)合,大大增加了課堂上傳授知識的信息量,而且使內(nèi)容準確生動,便于理解。分析化學教學中一些公式推導、計算等采用傳統(tǒng)板書教學;一些比較抽象的概念、理論,如滴定分析中的滴定曲線,儀器分析中的儀器結(jié)構(gòu)、基本原理,色譜中的塔板理論等,僅通過課堂講解學生很難建立起正確的認識,如果通過多媒體課件以圖形、動畫等形式向?qū)W生提供各種知識信息,將枯燥的知識變得生動有趣,有助于學生從感性認識上升為理性認識,更好的理解和掌握所學內(nèi)容。
3強化學生實驗技能,培養(yǎng)應用型人才
針對專業(yè)特點和學科要求,我們提出培養(yǎng)應用型綜合人才的培養(yǎng)目標,加強學生動手能力和嚴謹科研作風的培養(yǎng)。分析化學是一門實踐性很強的課程,對學生的實驗技能要求比較高,要求學生熟練基本操作、掌握基本方法、嘗試科學研究。我們根據(jù)人才培養(yǎng)方案和課程教學大綱學時設(shè)計開設(shè)了各種實驗以培養(yǎng)學生的實驗技能。在化學分析部分,開設(shè)酸堿滴定、配位滴定的實驗項目,讓學生掌握滴定管的正確使用,熟悉實驗條件的選擇,能準確控制滴定終點,能對滴定結(jié)果進行相應運算,建立起定量的思維方式,通過這些最基本的實驗技能訓練,使學生對分析化學的知識能夠融會貫通;在儀器分析部分,結(jié)合儀器分析的特點,采用小班上課,實驗人數(shù)控制在每組8-12人,教師先講解儀器操作方法,在短時間示范實驗操作后,讓每位學生都能夠親自動手操作儀器。在實驗過程中,教師不斷提出問題讓學生思考如何解決,將課堂所學理論知識真正與實踐相聯(lián)系,用于解決實際問題。在實驗項目的選擇上,我們結(jié)合專業(yè)特點,增設(shè)一些實用性較強的新實驗,減少驗證性實驗,增設(shè)綜合性、設(shè)計性實驗,如碘量法測定維生素C含量、紫外法測定維生素B12的含量、高效液相色譜法測定蛇床子中蛇床子素含量等,讓學生在實驗中了解藥物質(zhì)量控制的重要性,激發(fā)學生去學習鑒定假藥或劣藥的分析方法。
4改革考核制度
【關(guān)鍵詞】課堂氣氛;提問;互動;討論
分析化學是一門研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、含量和形態(tài)等化學信息的科學,是發(fā)展和應用各種方法、儀器和策略以獲得有關(guān)物質(zhì)在空間和時間方面組成和性質(zhì)的信息的一門科學。是化學學科的一個重要分支[1]。其理論性、實用性很強,理論教學在整個課程教學中占有很重要的地位[2]。相較于其它課程而言,分析化學內(nèi)容復雜,儀器繁多,抽象難懂,難以熟練掌握,學生學起來相對較吃力[3]。因此,提高教學效率就顯得尤為重要。21世紀人才的核心競爭力就是創(chuàng)新能力的競爭,而創(chuàng)新教育的實現(xiàn)就需要有相應的更好的教法。
采用靈活的教法,避免教學枯燥乏味,有針對性的實施教學方法,應做到“因材施教”, 調(diào)動學生學習的興趣,進而提高教學效果[4]。而聽課的注意力是提高學習效率的前提,如果學生在上課時的注意力無法集中于教師所講授的知識,就不能對其產(chǎn)生深刻的感知、記憶,更談不上思考了,因此注意力不集中會造成“視而不見,聽而不聞”的狀態(tài),提高學習效率就無從談起。分析化學這門課程邏輯性較強,上課走神就不能明確課程的思路或主線,課后自學時就會感到課本上的內(nèi)容如同一盤散沙,無法發(fā)現(xiàn)其中的相互關(guān)聯(lián),因而學習效果就較差,久而久之就會產(chǎn)生厭學的情緒[5]。因此,要提高教學效果,就必須提高學生的注意力,而活躍的課堂氣氛則是提高學生注意力重要手段。
課堂氣氛,實質(zhì)上是一種課堂心理氣氛,它是一種社會心理氣氛,主要是指“工作集體中的情緒”狀態(tài)而言,即學生集體在課堂上的情緒情感狀態(tài)。心理學指出,情緒和情感是客觀事物與人的需要之間的關(guān)系在人腦中的反映。課堂氣氛就是在課堂教學情境的作用下,在學生需要的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的情緒、情感狀態(tài),它反映了課堂教學情境與學生集體之間的關(guān)系[6]?;钴S的課堂氣氛能夠有效的提高專業(yè)課程的教學效率,對于分析化學這門課程而言,如何通過活躍課堂氣氛來達到提高其教學效率的目的具有一定的探討意義,本文從以下幾個方面進行了討論。
一、恰當?shù)奶釂柺腔钴S課堂氣氛的鑰匙
教育心理學揭示,疑問是引起學生思維的第一步。通過提問可以培養(yǎng)學生的獨立思考能力,進而更好更有效的理解學習內(nèi)容。有效的課堂提問是提高課堂氣氛的具體體現(xiàn),因此,如何提出問題,提出什么樣的問題就顯得尤為重要。但有一點是明確的,問題的設(shè)計應具有針對性和層次性,而有效的課堂提問應具有一定的啟發(fā)性、趣味性以及生活性,最后達到活躍課堂氣氛的目的。
恰如其分的提問是活躍課堂氣氛的鑰匙,是引起學生興趣、促進學生思維發(fā)展和情感升華的重要手段。課堂提問是分析化學課堂教學的重要環(huán)節(jié)之一,恰當?shù)奶釂柌坏梢约ぐl(fā)學生的學習興趣,增進師生之間的交流,而且還可以開拓學生的思維能力,活躍課堂氣氛。在課堂教學中,首先要創(chuàng)設(shè)問題情境,用疑問開啟學生的心扉。有了疑問,學生即可根據(jù)已有的知識經(jīng)驗,對事物的情景展開猜想,通過猜想在頭腦中形成一種求知的心理定式[7]。例如,在學習《酸堿組分的平衡濃度及分布分數(shù)δ》時,可以將其內(nèi)容與實際生活中酸堿度的應用結(jié)合起來,老師可以先提問:“同學們平時喜歡喝飲料嗎?你們是如何選擇飲料的呢?”有的學生是說是根據(jù)營養(yǎng)成分選擇,有的學生是根據(jù)品牌選擇,大部分學生沒有跟本節(jié)課內(nèi)容聯(lián)系得起來,顯然這時學生的思維受阻,急需教師予以點撥:“同學們知道國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》規(guī)定飲用水的酸堿度范圍,也就是pH是多少嗎?”這一提問使得部分學生迅速反應過來,回答道:“6.5―8.5”。教師進一步提出:“那你們應該如何選擇飲料呢?”這是同學們猛然醒悟,異口同聲道:“選擇pH 在6.5―8.5的飲料,”從而與本節(jié)課的內(nèi)容聯(lián)系起來,讓學生能順利地按照已有知識來解答問題。如果教師不采用提問的方式,而是由教師 “一語道破天機”,平鋪直敘地講解,則會讓學生感覺索然無味,學習效果就會很差。因此,教師的提問應該讓學生把學習內(nèi)容與實際生活聯(lián)系起來,學生在這種生活化的問題刺激下,就會產(chǎn)生濃厚的參與意識。通過這些問題的思考與回答,讓學生覺得分析化學知識就在自己的身邊,分析化學是一門很有實際應用價值的學科,進而引起他們的興趣,主動參與到學習中來,從而達到活躍課堂氣氛的目的。
二、教學相長的互動是活躍課堂氣氛的“良方妙藥”
互動的理論來源于以美國芝家哥大學為中心的一批社會學家和社會心理學家的各種觀點的總稱,包含象征互動論、擬劇論、俗民方法論和角色理論等,其在社會學理論中占據(jù)重要地位?;诱撜邇A向于把師生關(guān)系看成是一種沖突關(guān)系,課堂便是一個充滿沖突的情境,在這種情境中,教師和學生都有各自不同的要達成的目標或想法,師生各自都力圖發(fā)展各種策略以迫使對方接受自己特殊的情境定義?;诱撜哌€認為教師有比學生更多的權(quán)利,不過這種權(quán)力一直處于威脅之中。因此,“策略”和“磋商”出現(xiàn)了,而課堂秩序則被認為是磋商性的產(chǎn)物。課堂教學效果如何,往往是與這種磋商的結(jié)果相對應[8]。師生之間的互動能快速拉近二者間的距離,讓課堂處于一種積極主動、健康活潑的氣氛之中。
在教學活動中,師生的互動總是在一定的教學情境中實現(xiàn)的,積極、和諧的課堂氣氛是師生互動的充分條件,而教學相長的互動則是積極、活躍的課堂氣氛的必要條件。想要通過師生互動來達到活躍課堂氣氛的目的,教師必須先創(chuàng)設(shè)巧妙的問題情景,比如以案例為基本素材,創(chuàng)設(shè)一個真實、特定的情境,通過師生之間的多向互動,共同參與對案例的分析、討論、評價、尋找對策等工作,從而培養(yǎng)學習者思維能力和創(chuàng)新能力的教學形式[9]。例如在學習《紅外吸收光譜法》前,可以利用案例:“2006年4月下旬,某藥廠生產(chǎn)的亮菌甲素注射液,導致多名患者因腎衰竭而死亡”引導學生進行預習,請學生分析此案例中死者的死亡原因,學生通過查詢資料可知:“問題主要出現(xiàn)在廠家誤把二甘醇當作丙二醇。丙二醇是一種藥用溶劑,而二甘醇則是一種工業(yè)用溶劑,具有很強的毒性,可致人死亡?!苯處煂⑵渑c本節(jié)課的內(nèi)容聯(lián)系起來,引導學生:“如何區(qū)別丙二醇和二甘醇呢?”學生會迅速聯(lián)系到本節(jié)課內(nèi)容:“利用紅外光譜來鑒定丙二醇和二甘醇?!边M而提出紅外光譜的定義及其產(chǎn)生原理,其在藥物鑒定分析中的作用,引導學生有目的性和針對性的完成對本章的預習。這種通過師生之間的互動,共同參與對案例的分析、討論、評價、尋找對策等工作,讓學生實實在在的參與到教學當中來,通過課前預習,引起學生的注意力,課堂上就會積極主動地回應教師的問題,進而起到活躍課堂氣氛的目的,迅速提高教學效果。
三、如火如荼的討論是活躍課堂氣氛的必要手段
課堂討論的意義與價值在于可以最大限度地激發(fā)學生的學習興趣,充分調(diào)動學生學習的主動性、積極性。課堂討論的過程中,學生的思維處于一種開放的狀態(tài),當不同的見解,不同的思路在討論中碰撞、反饋時,可以不斷的激發(fā)學生的想像力,使他們從一個教學中的旁觀者變?yōu)橹鲃拥膮⑴c者,讓學生成為了課堂的主人翁,進而達到活躍課堂氣氛的目的。
課堂討論的形式有多種,教師可以根據(jù)實際需要采用合適的方式,對于分析化學這么課程來說,由于其應用性較強,一般可以采用任務式討論,任務式討論來源于各種與分析化學有關(guān)的任務,討論是為任務的解決“方案”而展開的。其中心思想是放手發(fā)動學生,充分依靠學生來完成學習任務。針對學生的課前準備,要切實貫徹“以學定教”原則,靈活看待事先的任務,引導全班學生參與尋找任務的解決“方案”的全過程,引導學生自主學習、合作學習和探究性學習,正確發(fā)揮教師在學習中的指導作用[10]。例如,在學習《高效液相色譜法》時,可以任務:“尋找三聚氰胺奶粉的檢測方法,”讓學生充分發(fā)揮主人翁精神,主動參與到課堂內(nèi)容的學習中,進而達到活躍課堂氣氛的目的,提高教學效果。
教師恰當?shù)慕谭ㄊ菍W生學好分析化學的重要途徑。對于教師來說,課堂氣氛是當堂教學效果的一個信息反饋。通過對這種反饋信息進行具體分析,教師就可以及時了解學生對教學的反應,以便從教學內(nèi)容、教法、教態(tài)等方面加強,改進或變更原有的課堂教學,以求取得最佳教學效果。本文從提問、互動和討論三個方面,對活躍課堂氣氛的方法作了一點探討。
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1.1特殊的教學對象
1)目前多數(shù)學生是獨生子女,自我為中心的意識很強,他們渴望成功卻又缺乏吃苦耐勞的精神,心里想學習卻又不具備自我約束的能力;2)基礎(chǔ)課程的上課方式多為同專業(yè)、甚至是不同專業(yè)的多個班級的合班課,學生人數(shù)較多,化學基礎(chǔ)知識層次不齊,任課教師在課堂上很難做到照顧每一個學生的學習情況,再加上學時數(shù)的壓縮,學生的學習效果直接面臨一些困惑和難題:聽課效果不好、抄作業(yè)現(xiàn)象常有發(fā)生、考試結(jié)果不盡如人意、無法與后續(xù)專業(yè)課程銜接等等;3)非化學專業(yè)學生對化學基礎(chǔ)課的學習較被動,創(chuàng)新的主動性與積極性不強[3].以某高校園藝專業(yè)為例,在大一學年的第二學期,“分析化學”課程往往與英語及一些專業(yè)課程同時開課,相比而言,分析化學知識零碎,各類公式多,且抽象、難以理解,學生學習起來有枯燥無味之感,普遍反應記不住,因而缺乏興趣,積極主動性不高,甚至出現(xiàn)畏懼心理;同時“重專業(yè)知識,輕基礎(chǔ)知識”的現(xiàn)象也普遍存在.因此如何激發(fā)學生學習基礎(chǔ)課的興趣與主動性,最大程度地發(fā)揮他們的潛能,是擺在大學基礎(chǔ)課教師面前的一個新課題.
1.2繁雜的課程內(nèi)容
“分析化學”學科在整個學習階段起著承上啟下的作用.它由一系列分析方法所構(gòu)成,主要包括化學分析法和儀器分析法,經(jīng)典的化學分析法又可分為重量分析法和滴定分析法;儀器分析法主要有光學分析法、電化學分析法、色譜分析法等等,其中每一種分析方法因響應信號機制不同還可進一步細分.不同的分析方法具有不同的原理、條件、儀器、特點和適用范圍等,既相互聯(lián)系又各自成體系,涉及的知識很廣,并且還在以日新月異的速度向前發(fā)展,各種新理論、新方法和新技術(shù)層出不窮.因此在這樣的大背景下,如何在“分析化學”學科的教學中營造一種活躍思維、主動學習、充分體現(xiàn)學生主體地位的氛圍,真正地提高課堂的教學效率,是每一位承擔這門課程的教師值得思考和探討的問題.
1.3機械的實驗教學
在實驗設(shè)計方面,簡單的驗證性實驗多,綜合設(shè)計的研究性實驗較少[4],實驗內(nèi)容不能及時反映分析化學的發(fā)展現(xiàn)狀與相關(guān)學科間的滲透交叉,并且多數(shù)實驗都是在教師的“精心安排”下進行“照方抓藥”,學生只需按部就班地跟著教材走就能完成實驗,獨立思考的機會不多,嚴重缺乏在方案設(shè)計、樣品前處理及數(shù)據(jù)處理等方面的創(chuàng)造性鍛煉.在實驗授課方面,多數(shù)實驗課程仍采用傳統(tǒng)的“教師先講解原理———學生接受,然后動手實驗”的模式.教師“傾囊相授”,希望將所有的知識點都傳授于學生,但與教師的教學熱情相反,學生的積極性卻往往不高,無動于衷,對實驗內(nèi)容的理解與設(shè)計基本依賴于教師的講解,缺乏對未知知識的探求精神以及獨立進行實踐操作的能力.在實驗操作方面,對于移液、稱量等基本操作,雖然教師已詳細講解并演示,學生操作仍不規(guī)范,如在減量法稱量時直接用手接觸稱量瓶,未用紙條和紙片;滴定時不注意觀察標準溶液滴落點周圍的顏色變化,卻不時地抬頭觀察滴定管的讀數(shù);未進行半滴操作等.還有一些儀器較為精密、貴重,數(shù)量偏少,不能保證每個學生都能掌握所有實驗細節(jié),再加上操作步驟較多,一些學生怕操作不當?shù)貌坏嚼硐氲臄?shù)據(jù),只簡單做一些輔助的配合工作,甚至站在旁邊“冷眼觀看”,基本上是學無所獲.綜上所述,不難看出,目前“分析化學”實驗教學相對比較機械.所以,如何建立新型的分析化學實驗課程體系,采用新穎的教學方法,賦予學生更廣闊、更自主的學習空間,使學生在知識和能力上獲得雙豐收,是一個巨大的挑戰(zhàn).
1.4單一的評價方式
多年來,“分析化學”課程的考核方式為期末閉卷考試這種單一的考核形式,課程最終成績?yōu)槠谀┛荚嚨木砻娉煽?、實驗成績和平時成績加權(quán)后的總評成績.成績高的學生可能是“臨時抱佛腳”即考前幾天突擊復習的結(jié)果.這種考核方式雖然能較好地考察學生對“分析化學”課程基礎(chǔ)知識的儲備情況,卻不能很好地反映出他們綜合分析問題、解決問題的能力.因此,要使學生的創(chuàng)新能力、綜合運用知識能力得到真正的提高,必須要建立一套科學的評價方式.
2“分析化學”課程教學改革的主要措施
2.1激發(fā)學生興趣
美國教育家杜威指出:教育不是一件“告訴”和“被告訴”的事情,而是一個主動建設(shè)的過程.因此,在教學過程中應充分調(diào)動學生的積極性,激發(fā)他們的學習興趣.為此,可采取在傳統(tǒng)授課方式的基礎(chǔ)上,增加圖片、動畫效果、視頻等多樣化的多媒體內(nèi)容幫助學生理解晦澀難懂的理論內(nèi)容,并注重與相關(guān)學科之間的銜接與聯(lián)系,適時地把一些化學史、應用實例或社會熱點問題引入課堂,使學生認識到理論源于實踐,又能指導實踐.對于食品類專業(yè)的學生,在講解色譜分析法時,可介紹2008年我國發(fā)生的非法添加三聚氰胺的毒奶粉事件,進而向?qū)W生提出可用高效液相色譜法測定飼料和植物蛋白粉中的三聚氰胺,此外還可介紹引起社會廣泛關(guān)注的二噁英、蘇丹紅、瘦肉精等食品安全事件及奧運會期間興奮劑的檢測;針對生物學專業(yè)的學生,在介紹緒論“分析化學”課程的重要性及應用性時,如果只是泛泛地說分析化學在生物醫(yī)學領(lǐng)域有著非常重要的作用,學生其實并沒有深刻的體會,這時可列舉在生物大分子研究領(lǐng)域做出重大貢獻而獲得2002年諾貝爾化學獎的三位分析化學家約翰•芬恩、田中耕一和庫爾特•維特里希,緊接著介紹分析化學在他們熟知的領(lǐng)域,如基因組學、蛋白質(zhì)組學和代謝組學中發(fā)揮的重要作用.這種講授方法不但會使學生進一步認識到“分析化學”課程在其所學專業(yè)的重要地位和作用,而且還能開拓他們的視野,最大程度地激發(fā)他們的求知欲和創(chuàng)新性,進而參與到分析化學的科研工作中來.另一方面,還應在現(xiàn)代教學理論的指導下,以“教師為主導、學生為主體,并凸顯主體”為研究突破口,發(fā)揮學生主觀能動性,把教師的“教”和學生的“學”統(tǒng)一起來,探索以學生為主體的教學模式,改變現(xiàn)在普遍存在的學生學得枯燥,教師教得艱難,大家都感到無所適從的局面,以達到在教學過程中,學生真正成為學習的主人,“快樂學習”、“學會學習”,最終達到提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標.例如,在教學實踐中可采取學生參與的方式,先由教師提出分析任務,如水環(huán)境中As含量的測定、重要藥物溶菌酶的測定[5]等,學生依據(jù)興趣自由分組,先完成綜述小論文,再由教師指導討論各種分析方法的優(yōu)缺點.這樣,學生先是對這些分析任務產(chǎn)生濃厚興趣,水環(huán)境中As的含量究竟是多少?國家標準允許的含量是多少?經(jīng)常飲用超標水,會對當?shù)厝?、畜產(chǎn)生怎樣的不良后果?在此基礎(chǔ)上,深刻認識到準確測定的重要性.通過查閱文獻資料,了解到As的測定方法有滴定分析法、原子吸收光度法、電分析方法及紫外-可見吸收光譜法等,最后根據(jù)環(huán)境水樣中As的含量范圍及實驗室現(xiàn)有的儀器資源,確定選用紫外-可見分光光度法.在此過程中,學生可將課堂中學到的分析方法的評價指標及各種分析方法的原理用于解決實際問題,逐步形成為達到分析目的而應采取的分析化學專業(yè)思維的方式和方法.
2.2優(yōu)化教學內(nèi)容
“分析化學”課程教材難度大、內(nèi)容多、學時少,因此,教學改革首先要以優(yōu)化教學內(nèi)容為核心,重點突出專業(yè)性和實用性:
1)對課程內(nèi)容進一步優(yōu)化和精簡,壓縮同其他基礎(chǔ)課程中相同或相近的內(nèi)容,如氫離子濃度的計算等,這些在普通化學部分章節(jié)已經(jīng)提到,可略講甚至不講,讓學生自己去復習.
2)對于相似的知識點,應培養(yǎng)學生歸納、比較和觸類旁通的能力.在滴定分析法中,可精講酸堿滴定法,包括滴定分析法的共性(基本原理、滴定曲線、突躍范圍及影響因素、指示劑、終點誤差和應用等),然后通過對比和歸納手段,講解配位滴定法和氧化還原滴定法;在講授紫外-可見分光光度法時,可以給學生列舉蛋白質(zhì)含量測定的光度方法,如考馬斯亮藍染色法、雙縮脲法(Biuret法),并將這些方法和之前學習的凱式定氮法相比較,使學生了解各種方法的優(yōu)缺點.通過這樣前后知識的貫通融合,達到了以點帶面、以小見大、觸類旁通的作用,不但大大節(jié)約了課時,也培養(yǎng)了學生自主學習的能力.
3)對于儀器分析內(nèi)容,應把握教學重點,理清知識主線,突出方法間的聯(lián)系與區(qū)別[6].儀器分析的主要內(nèi)容實際上就是響應信號與被測物性質(zhì)(與結(jié)構(gòu)有關(guān))、濃度之間的關(guān)系,教師應讓學生徹底理解并掌握“利用峰位置可進行定性分析,峰高或峰面積可進行定量分析”這一基本規(guī)律.在三大類分析中(包括光譜分析、電分析和色譜分析),利用各自的峰位置可推斷被測物的結(jié)構(gòu)信息,而峰面積或峰高則可以反映被測物的含量或濃度信息.這種講授方法會使學生對儀器分析知識有一整體性的認識,在此基礎(chǔ)上再對不同方法進行比較.這樣不僅可以收到較好的教學效果,還能幫助學生掌握學習知識的方法,最終達到雙贏的目的.
4)將學科的前沿發(fā)展動態(tài)引入課堂教學.徐光憲院士指出,應把21世紀分析化學生龍活虎、立體多維的形象展示給學生,引起學生對該課程的極大興趣.因此在實際教學中,應結(jié)合課程進度,適度地把學科最前沿的知識和最新的研究動態(tài)介紹給學生,注重知識面的補充和延伸.例如,在講解分光光度法時,可引進現(xiàn)今發(fā)展最為迅速的碳納米材料.碳材料的基本組成元素雖然相同,但由于這些元素的空間排布不同繼而可形成不同的形態(tài),有零維的碳點、一維的碳納米管、二維的石墨烯等,不同的碳材料在紫外-可見光區(qū)域有不同的吸收峰,根據(jù)吸收峰(尤其是最大吸收波長)的位置可進行定性分析,區(qū)分不同的碳材料,根據(jù)吸光度的大小可進行定量分析,確定碳材料的濃度或含量.同時可利用透射電鏡、原子力顯微鏡等進一步確定碳材料內(nèi)部的精確結(jié)構(gòu),用共聚焦顯微成像儀可觀察其在細胞內(nèi)的成像情況,為將其進一步應用在重大疾病的診斷和治療方面提供理論依據(jù).另外,對于現(xiàn)代分析化學中單細胞實時分析、單分子檢測等前沿技術(shù),可以專題的形式介紹給學生.最后,還可以讓學生通過圖書館的網(wǎng)絡資源(如中文的CNKI和英文的WebofScience)追蹤相關(guān)領(lǐng)域的最新動態(tài),這樣不僅為課堂注入了新鮮血液,而且能激發(fā)學生探索科學的興趣,有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng).
2.3強化實驗環(huán)節(jié)
“分析化學”是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科,實驗教學起著課堂教學不可替代的特殊作用,它不僅能使學生驗證和鞏固理論知識,而且能培養(yǎng)學生觀察、分析和解決問題的能力,養(yǎng)成嚴謹、細致、實事求是的科學態(tài)度.因此,如何使學生的實驗效率最大化,用“心”體會實驗內(nèi)容,一直是“分析化學”教育工作者長期以來不斷追求的目標.最近幾年,有關(guān)實驗教學的改革如火如荼,筆者所在的學校也積極響應號召,針對“分析化學”實驗教學進行改革.
1)在實驗內(nèi)容的安排上,保留具有代表性的經(jīng)典實驗,通過這些實驗的練習,使學生規(guī)范地掌握基礎(chǔ)實驗的分析方法和操作要領(lǐng).除此之外,增加一些與實際生活有緊密聯(lián)系的綜合設(shè)計性實驗,內(nèi)容的選擇注重各專業(yè)的通用性,如食醋中總酸度的測定、日用衛(wèi)生紙中熒光增白劑的檢測,并讓學生自行提供樣品.這些實驗很好地鍛煉了學生在文獻檢索、實驗方案設(shè)計、樣品前處理、儀器操作及用計算機軟件處理數(shù)據(jù)等方面的能力,大大地提高了學生的參與感和成就感,全方位地培養(yǎng)學生的化學素養(yǎng).
2)在實驗講授和學生的操作訓練方面,摒棄教師“一切包辦”的理念和“老師講,學生聽”的單一模式.對于分析天平、滴定管等常規(guī)儀器,在課前預習的基礎(chǔ)上,教師對每一項基本操作技能(包括操作規(guī)范、操作要點和技巧、注意事項及影響實驗成敗的關(guān)鍵因素等)邊講邊示范,讓學生先在感官上對基本操作技能有初步的印象,然后再通過大量的獨立操作練習得以強化;對于一些涉及到精密貴重儀器的實驗內(nèi)容,可采用“虛擬實驗”的方式,通過圖片、視頻等多媒體仿真動畫教學,將儀器工作原理和實驗過程通過三維虛擬動畫的模式直觀展現(xiàn)出來,教師要適時地對操作中可能出現(xiàn)的問題進行講解與引導,盡可能提示操作可能出錯的地方以及出錯所導致的不良結(jié)果,增強學生的感性認識,減少實驗中由于操作不當?shù)仍斐傻牟槐匾膿p失和浪費.
2.4科學評價學生成績
要培養(yǎng)適應社會發(fā)展需要的多元化創(chuàng)新人才,必須要有科學的評價方式.基于此,要改變以“考試分數(shù)論英雄”的做法,強化對學習過程、學習能力的評價,構(gòu)建多元評價體系.筆者在授課過程中均采用結(jié)構(gòu)評分來組成課程的總成績,即總成績=平時成績(10%)+實驗成績(30%)+期末考試成績(60%)綜合考察學生學習情況,其中平時成績改變以往所用的點名或簽到次數(shù)計算的方式,而是通過對學生在課前預習、隨堂練習、課堂討論及課后復習的總體表現(xiàn)來確定;實驗成績采用綜合評定標準,包括預習報告、實驗操作、實驗報告、紀律清潔四部分,學生編造實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果的不良風氣得以糾正.實踐證明,這種成績評定方式有利于調(diào)動學生學習的主動性,激發(fā)其學習熱情,真實地反映了學生對“分析化學”課程“三基”知識的掌握情況,最終達到提高教學質(zhì)量的目的.
3結(jié)語
一、分析化學課程的描述
分析化學主要包含分析化學以及分析化學實驗兩個部分,然而現(xiàn)代分析化學還包括儀器分析以及儀器分析試驗等內(nèi)容。與分析化學的相關(guān)的課程也比較多,主要有色譜分析、光譜分析、電化學分析以及結(jié)構(gòu)分析、有機分析、環(huán)境分析等。
二、分析化學課程實踐教學存在的問題
近些年來,分析化學課程以及分析化學教育的現(xiàn)代化取得了很大的發(fā)展,但是與發(fā)達國家相比,差距還是存在的。主要體現(xiàn)在教學環(huán)節(jié)以及考核的評估方式上。就如今的教學現(xiàn)狀而言,主要還是以教師講課為主,就算有實驗課也是以教師示范為主。針對學生的學習成績的考核也主要是閉卷考試的評判標準。在這種教學模式的培養(yǎng)環(huán)境下,很難培養(yǎng)出適應化工等企業(yè)發(fā)展需要的人才。
三、分析化學實踐教學過程的實施分析
(一)教學內(nèi)容的改革分析
當前,分析化學的教學內(nèi)容比較多,但是課時相對較少,這就增加了分析化學在教學過程中的難度。為了針對不同的專業(yè),培養(yǎng)個性化的人才,對分析化學的教學內(nèi)容進行調(diào)整與改革就顯得尤為重要。針對這種現(xiàn)狀,不同的專業(yè)應該結(jié)合專業(yè)實際進行適當?shù)恼{(diào)整,實行不同的教學側(cè)重點。這就要求教師在日常的教學過程中要對不同專業(yè)的教學內(nèi)容進行優(yōu)化,在教學的過程中盡量突出應用性以及專業(yè)性,使得學生能夠緊跟分析化學的進步與發(fā)展。
(二)教學模式的改革分析
伴隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展以及新的教學模式的不斷出現(xiàn),分析化學也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。因而分析化學的課程教育要適應這種發(fā)展變化,在立足于化學課程的特點的基礎(chǔ)之上,積極采取分課型組織教學。
1.針對原理方面的內(nèi)容教學主要以講授為主,在教學的過程中教師要始終貫徹精講的原則,并且在此基礎(chǔ)上輔助適當?shù)木毩?。充分調(diào)動學生的學習積極性,實現(xiàn)學生的自主能動性學習嘲。
2.討論教學,教師在教授某一章節(jié)以及某一課時時,可以結(jié)合課后的練習,讓學生進行自由的討論,通過彼此之間的探討來找到解決問題的方法。
3習題教學,―般情況下,工科專業(yè)的分析化學只對定量分析比餃關(guān)注,然而―般的習題既涉及分析原理同時也涉及定量的分析計算。通過習題可以幫助學生加強對所學知識的鞏固,同時也是對教師“教”學生“學”的傳統(tǒng)教學漠式的優(yōu)化。
(三)教學方式的改革分析
學生的積極性以及主動性對于學習效率的提升具有積極的促進作用。提高學習積極性和主動性的主要措施有:
1.加強案例教學
分析化學課程實驗性比較強,如果在分析化學課程中采取填鴨式的教學模式,只是盲目的進行理論知識的教授是很難充分調(diào)動學生的學習積極性。但是在教學過程中積極引入案例教學就會激發(fā)學生學習的積極性,從而有效的提高教學的效率。
2.創(chuàng)新教學方法與手段
分析化學的最大問題就是內(nèi)容繁雜但是課時又相對較少,因而為了徹底解決此類問題就必須對教學的方法以及手段進行創(chuàng)新。多媒體的教學手段就是一個比較好的教學手段,并且在教學過程中得到普遍的應用。
3.創(chuàng)造良好的教學氛圍
和諧的教學氛圍,講究的是雙向的交流與溝通。教師在教學的過程中如果出現(xiàn)任何的差錯或者是觀點不對,學生可以對其提出異議。在良好的教學氛圍中,學生敢于發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題。長此以往,學生的創(chuàng)新能力就能最大限度的得到培養(yǎng)。
分析化學如果只是純理論知識的講授而沒有實驗來做支撐的話,對于學生而言就如紙上談兵,所以為了讓學生真正感受到分析化學課程的魅力,就應該增設(shè)比較開放性的實驗,通過學生的動手操作來對分析化學知識進行更加透徹的了解。
布盧姆說過:對一門學科的興趣,既是掌握該學科的原因,又是掌握該學科的結(jié)果。興趣是最好的老師,只有激發(fā)學生的興趣,吸引他們的注意力,使他們處于良好的學習狀態(tài),才能維持長時間的聽課情緒。對學生來說,興趣是一種興奮劑,一旦對學習有了濃厚的興趣,就會驅(qū)使他們不知疲勞、興致勃勃地學習。如果我們不能使化學有趣,我們就不是一名合格的化學教師。在分析化學教學中,除了應當注重其嚴謹性,同時還要把握教材內(nèi)容和學生的心理特點,將與分析化學有關(guān)的生活資料適時融入教學中。用生動的生活事例強化情感教育,這樣既可以提高學生的學習興趣,又可以拓寬學生的科研思路。
二、重視實踐教學
醫(yī)學檢驗專業(yè)是現(xiàn)代實驗室科學技術(shù)與臨床醫(yī)學在更高層次的結(jié)合,是一門發(fā)展迅速、多技術(shù)和多學科交叉的綜合性很強的醫(yī)學前沿學科,又是一門以臨床病理診斷為主要目標的應用學科,它是一門實踐性很強的學科。因此,必須加強實驗課教學,充分發(fā)揮實驗課在培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力方面所起的作用。在我院所有專業(yè)中,醫(yī)學檢驗專業(yè)分析化學實驗課時數(shù)最多、實驗項目也最多。在分析化學實驗教學中重點培養(yǎng)學生三方面的能力:動手動腦能力、理論聯(lián)系實際的能力和初步的科研思維能力。我們安排有對學生進行基本技能訓練的實驗;分析化學常用的分離、分析和測定濃度的實驗;以及體現(xiàn)知識、能力和素質(zhì)培養(yǎng)的綜合性實驗。在實驗課上,提高對學生的要求,認真完成每一個操作步驟,培養(yǎng)學生認真、仔細的習慣;教師進行有針對性的提問,對一些容易出現(xiàn)錯誤的地方進行指導,調(diào)動學生獨立思考的積極性和發(fā)揮學生的主動性;重視對實驗結(jié)果的討論和分析,在臨床實際工作中,往往分析化學的某項檢驗指標對醫(yī)生的診斷起到?jīng)Q定性的作用。因此,必須要保證實驗結(jié)果的正確性,而這就要求每一位檢驗人員的實驗操作有較高的精密度。對檢驗專業(yè)學生我們要求在實驗報告中分析實驗結(jié)果,總結(jié)實驗成功與失敗的原因,使學生做一次實驗就要有一次能力的培養(yǎng)和收獲,這對于培養(yǎng)醫(yī)學檢驗專業(yè)學生的臨床思維能力大有益處??傊?,對醫(yī)學檢驗專業(yè)來說,分析化學實驗課教學具有課堂理論教學和其他教學環(huán)節(jié)所不可替代的作用。因此,重視實驗課教學是提高分析化學教學效果的必要措施。
三、重視教學手段創(chuàng)新
自2011年初,騰訊公司推出了一款為智能手機提供免費即時通訊服務的軟件:微信(WeChat),此款軟件一經(jīng)推出,便受到了廣大智能手機用戶的推崇,據(jù)英國《金融時報》2015年3月19日報道,2014年底,微信用戶數(shù)量已至5億人。隨著經(jīng)濟、科技的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,4G智能手機終端逐漸普及,尤其是在大學生中使用率極高,加之很多學校都有無線網(wǎng)絡覆蓋,這為微信公眾平臺作為輔助教學手段提供了物質(zhì)保障。微信公眾平臺是騰訊公司在微信的基礎(chǔ)上新增的功能模塊,通過這一平臺,個人或組織都可以打造一個免費的微信公眾訂閱號,群發(fā)文字、圖片、語音、視頻及圖文消息五個類別的內(nèi)容。從公眾平臺的功能上來講,其特別適合作為輔助教學手段應用到教學活動中。公眾訂閱號有如下幾個功能:(1)群發(fā)消息功能。老師通過建立的微信公眾號,向?qū)W生推送有關(guān)教學的課程內(nèi)容或重要通知。(2)1對1交流。學生通過語音或短信的形式,向老師提出問題,老師針對學生提出的疑問,進行1對1的對話解答。(3)素材管理。公眾號后臺可以將需要的圖片、文字等內(nèi)容整理成素材,在需要的時候直接發(fā)送,具有簡潔性和及時性。(4)用戶管理功能。微信公眾號后臺可以顯示學生的具體信息,管理員老師可以對學生用戶進行分組和調(diào)整。(5)投票管理功能。教師可以通過投票管理功能,以調(diào)查問卷的形式或考題自測的形式及時有效地了解學生的學習效果或有關(guān)需求。從微信教學的形式和特點上來看,其具有全天候、便捷性、移動化、易溝通的特點,也特別適合作為新的教學媒介應用到教學活動中來。首先,微信教學改變了“教”的單方面傾向,使反饋(問)相對容易。微信及微信公眾平臺增強了師生之間的有效溝通,使師生交流變得容易,特別適于課堂上不敢提問或來不及提問的同學。老師通過對學生的解惑答疑來了解學生的學習效果,進而通過整課堂上所講授的內(nèi)容,改善教學質(zhì)量。941其次,基于手機終端的微信,24小時全天候開放,相當于構(gòu)建了全天候在線課堂,知識信息可以其最適合的語音、視頻、圖片或文字形式隨時隨地到達。學生在方便或休息的時候,隨時隨地進行碎片化學習,與課堂學習形式互為補充。
四、重視培養(yǎng)動手能力
分析化學是一門經(jīng)典而又正在蓬勃發(fā)展的學科,要引入自學模式,改變教師為中心,要發(fā)揮學生在教學活動的主體性,充分調(diào)動學生學習的積極性。以分析化學教學為載體,滲透醫(yī)學教育的內(nèi)涵,精心策劃教學的組織形式:搞好自學(課前給出自學提綱)、集體討論、上課提問、自我展示、及時檢查、反饋信息,隨時了解學生完成情況,指出要掌握的內(nèi)容,培養(yǎng)學生的自學習慣和自學能力,使學生由被動學習向主動學習方式過渡。目前,在很多大學實驗課教學中,學生就是一個簡單的操作工,既不知為什么做,也不知做過實驗后要得到什么結(jié)果,只是單純的照葫蘆畫瓢,做完了事,沒有得到預期的教學效果。筆者針對這一現(xiàn)象做了些教學改革的嘗試:先做幾個基礎(chǔ)實驗,學生基本操作熟練以后,在開始做綜合實驗時,首先要求他們預習(明確目的要求、查閱相關(guān)資料、提出疑問、解決問題),進入實驗室后,他們自己根據(jù)需要選擇儀器,配制試劑,在實驗過程中,操作不當,教師及時糾正,實驗結(jié)束后,洗涮儀器,按規(guī)定放置、整理實驗室。課后要求學生認真書寫實驗報告。這樣學生學習由被動變主動,既提高了他們的學習興趣,又增長了知識,達到了更好教學效果。隨著現(xiàn)代檢驗醫(yī)學的快速發(fā)展,作為該專業(yè)重要基礎(chǔ)課程的分析化學教師,我們必須根據(jù)醫(yī)學檢驗專業(yè)高自動化、高速度發(fā)展的特點,及時更新自身的知識內(nèi)容和教育觀念,不斷地調(diào)整教學內(nèi)容和教學方式,為學生更好地掌握醫(yī)學檢驗專業(yè)知識和技能打下扎實的基礎(chǔ)。
作者:杜慶波 單位:皖北衛(wèi)生職業(yè)學院
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一分析化學實驗存在的問題
目前,培養(yǎng)寬基礎(chǔ),大口徑的多功能的畢業(yè)生,提高本科生的就業(yè)實力作為一項重要的目標來完成。要提高學生在各方面的競爭實力,就要增設(shè)一定數(shù)目的選修課程,來擴大學生的視野。在總學時數(shù)不變的情況下,我們院本科教學中對化學實驗課課時進行了適當?shù)膲嚎s。[2]從而增加與化學相關(guān)學科的學習。在學時減少的情況下,學生對分析化學的基礎(chǔ)操作和練習就相對少很多,而且重視程度也有所下降。只是在課堂上聽老師講解實驗的理論,將分析化學實驗變成了理論課來學習。整個學習過程,學生處于被動的學習和機械的操作,缺乏主動能動性,不利于學生創(chuàng)新能力和發(fā)散思維的培養(yǎng)。發(fā)生這樣的問題,既有學生對于分析化學實驗的學習,方式方法還不夠正確,也有教師在授課中過多的注意理論的講解,輕視了實驗技能的培養(yǎng)。分析化學實驗包含兩大部分內(nèi)容,即化學分析實驗和儀器分析實驗。首先,近幾年的分析化學實驗,大型儀器的使用程度遠高于十幾年前,在操作中儀器的自動化程度高,實驗步驟簡單,處理過程由工作站完成。教師在整個實驗過程中,并沒有完全注意到學生對于新的實驗儀器是否有充足的認識,只將基本的操作方法告訴學生,讓學生如何如何操作。教師沒有做到積極的引導學生學習,學生也沒有做到主動的學習。[3]其次,教材在設(shè)計上有相當一部分實驗內(nèi)容之間存在重復,實驗題目過于陳舊,導致了學生所做的實驗不能讓其與未來的工作相結(jié)合。實驗內(nèi)容缺乏研究性、綜合性,使學生所學的知識無法與實際情況相統(tǒng)一。對于儀器分析實驗,科技都在日新月異,而學生使用的教材已經(jīng)遠遠不能滿足新的實驗儀器對實驗內(nèi)容的要求了。最后,在實驗的考核中,多數(shù)的學校的考核方法都大同小異,平時成績加期末試卷作為總成績。不能真實有效的反應學生的實際情況,也不利于激發(fā)學生學習的熱情。學生把主要的精力都用在如何使實驗數(shù)據(jù)更符合實驗的要求。同學之間實驗后會相互核對實驗數(shù)據(jù),更有人會更改實驗數(shù)據(jù)。使實驗課的真正目的失去了。
二分析化學實驗教學模式改革與實踐
1分析化學實驗教學內(nèi)容改革
(1)分析化學基礎(chǔ)實驗內(nèi)容調(diào)整隨著現(xiàn)代儀器分析方法的發(fā)展,儀器分析實驗在分析化學實驗中逐漸占有更高的比例?;瘜W分析方法以化學反應作為測定樣品質(zhì)量或濃度的方法?;瘜W分析實驗應是學習分析化學實驗的基礎(chǔ)方法。化學分析實驗與儀器分析實驗內(nèi)容上要融會貫通,相輔相成,學生在學習分析化學實驗時不應有主次之分。分析化學實驗是一個系統(tǒng)性、研究性、綜合性相結(jié)合的實驗,在實驗內(nèi)容上不能簡單按照教材依次進行授課。對于化學分析實驗,根據(jù)近些年在科研和工作中,各種化學分析實驗測試方法的使用頻率,我們將化學分析實驗具體分為五大部分進行設(shè)置。分別為酸堿滴定法、絡合滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法和光度分析法。以酸堿滴定法為例,我們選擇了2個基礎(chǔ)實驗,分別為以鹽酸和氫氧化鈉作為標準溶液的實驗,將教材中的實驗進行整合,調(diào)整。原教材中的鹽酸溶液的配制及標定實驗和混合堿成份的測定兩個實驗合并為一個基礎(chǔ)實驗。這樣,學生在實驗過程中能在一次實驗中對鹽酸標準溶液從配制、標定到測定有清晰的認識。幫助學生了解和掌握鹽酸標準溶液的使用方法。也掌握了對于混合堿成份分析經(jīng)常用到的雙指示劑法的使用。同樣氫氧化鈉標準溶液的滴定實驗中,將原教材中的氫氧化鈉標液的配制及標定和甲醛法測定銨鹽中氮含量的實驗相結(jié)合。這樣的設(shè)置通過多年的教學實踐證明了,確實效果很好。學生反映通過基礎(chǔ)實驗能很好的掌握標準溶液的使用方法。在基礎(chǔ)實驗進行后,又設(shè)計一個與酸堿滴定法有關(guān)的綜合設(shè)計實驗,作為酸堿滴定法實驗的考核內(nèi)容,有機酸摩爾質(zhì)量的測定實驗。實驗的內(nèi)容以試卷的形式,學生要在規(guī)定的時間內(nèi)對有機酸摩爾質(zhì)量進行測定,并在試卷相應的位置填寫實驗的數(shù)據(jù),得出實驗結(jié)論。通過綜合設(shè)計實驗,可以有效的考查學生在酸堿滴定中的掌握情況和實驗的基本操作。在儀器分析實驗的內(nèi)容上,我們更多的是在大綱的范圍內(nèi),根據(jù)本院的大型儀器的特點設(shè)計了一些與實際生活相關(guān)的測定實驗,比如測定白酒中酒精度數(shù)、味素的成份分析、果汁中維生素C的含量測定以及比較等。這些實驗大多數(shù)是學生們生活中經(jīng)常遇到的,增加了實驗內(nèi)容的實用性,使學生能更好的掌握大型儀器的使用。(2)設(shè)計分析化學綜合性實驗作為必修課程開設(shè)分析化學綜合實驗,主要實驗內(nèi)容以多個實驗和內(nèi)容綜合設(shè)計,如室內(nèi)空氣污染物分析及濃度測定實驗,涉及甲醛檢測———酚試劑分光光度分析法;氨的檢測———靛酚藍分光光度法;室內(nèi)空氣中苯、二甲苯的測定———氣相色譜法;室內(nèi)空氣中總揮發(fā)性有機化合物(TVOC)測定———氣相色譜法。通過綜合實驗的開設(shè),幫助學生進一步掌握分析化學基礎(chǔ)實驗中的測試方法。(3)開設(shè)分析化學創(chuàng)新實驗與其他教研室合作,指定數(shù)名研究生導師每人帶2~3名本科生共同參與科研工作,課程為選修課程,目標學生為學有余力并對分析化學研究方向感興趣的本科生。選修課時長1年。通過幾年的實踐,對學生的實驗技能,科研態(tài)度,綜合應用能力都有很大提高,為學生考研及后續(xù)研究生學習做了很好的準備。
2分析化學實驗教學方法改革
(1)實行小組責任制傳統(tǒng)的實驗課教學中,大多數(shù)都是一個老師在前面講,一群學生在下面聽,然后照著實驗書看一眼,做一步,實驗效果不好,學生實驗后也根本就不理解,學習過于被動。近些年,我們嘗試將學生分組進行,每組4人,設(shè)有小組長。小組長采用循環(huán)式,每次實驗由小組中一人擔任,組長負責制。教師對每個實驗有針對性的提出幾個思考題,引導學生思考實驗中的關(guān)鍵問題和注意事項。小組長帶領(lǐng)本組同學在實驗預習時,對思考題進行討論。并對實驗中的疑問,通過討論相互學習,使組員能掌握實驗內(nèi)容,抓住實驗的要點。將原來被動的學習變?yōu)橹鲃拥膶W習。培養(yǎng)了學生對實驗要質(zhì)疑、多思考的習慣。在實驗中,小組內(nèi)部能夠相互幫助,共同解決實驗中遇到的問題。避免了學生遇到問題就問老師,使學生能在相互幫助的過程中相互學習。學習氣氛濃厚,培養(yǎng)學生獨立思考,相互協(xié)助的科研精神。(2)多種教學手段配合使用制作分析化學實驗多媒體課件,將課件上傳到分析化學公共郵箱,課件內(nèi)容包括實驗目的、實驗過程、實驗數(shù)據(jù)分析以及與實驗相關(guān)的思考題,注意事項等,讓學生能在課余時間下載。我們自己還在實驗中錄制標準實驗操作的視頻,學生下載后可以在課前對實驗過程有所了解,掌握實驗操作的重點。充分利用現(xiàn)代的科技通信方式,開通QQ群、微信群建立與學生之間的聯(lián)系,及時一些實驗前、實驗后的問題。課堂上,不再使用單一的教學手段,我們統(tǒng)一印制了掛圖,保證不同實驗室實驗內(nèi)容一致。課堂使用多媒體投影教學,利用flas顯示實驗原理,播放錄制視頻演示實驗過程,做到圖文并舉,讓學生能更好的掌握滴定實驗終點顏色。Flas能很好的演示大型儀器的內(nèi)部構(gòu)造,使學生能真正了解紅外光譜儀、氣相色譜儀、液相色譜儀等儀器工作原理。
3分析化學實驗的考核機制
采用過程性評價體系,不單純依靠一次期末考試判斷學生的實際學習情況。將分析化學實驗成績分為平時成績和考試成績兩大部分。平時成績,分值100分,包括:實驗預習(10分)、課堂表現(xiàn)(10分)、實驗操作(50分)、數(shù)據(jù)記錄及處理(15分)、實驗報告(15分)等幾個部分。實驗預習,在每個實驗著重檢查5人左右的預習報告,對學生提出一些實驗過程中可能會遇到的問題,從問題中檢查實際預習情況。課堂表現(xiàn),學生態(tài)度是否端正、實驗臺面衛(wèi)生是否打掃、不高聲喧嘩、不遲到早退、注意安全。實驗操作,著重考查學生實驗過程中的滴定操作、天平稱量、移液管使用等過程是否存在錯誤。實驗結(jié)果分析,是否與實際樣品真實質(zhì)量或濃度一致。實驗報告,如實記錄實驗數(shù)據(jù)并分析實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)。討論實驗過程中出現(xiàn)的問題等。將以上幾個部分做成表格,統(tǒng)一發(fā)放到每位教師手中,教師通過具體化了指標給每一位學生的每一次實驗進行評分??荚嚦煽儯ㄟ^三次考試最后得出總的考試成績。三次考試都采用多題目,學生自選題目進行。例如有機酸摩爾質(zhì)量測定考試,設(shè)計了多個不同的有機酸,學生抽簽后進行實驗,充分保證實驗考試的公證公平??傊?,近些年,改革后的分析化學實驗在化學教育、化學應用、制藥工程、材料化學各專業(yè)的學生中開設(shè),將原本被動式的學習主動化,激發(fā)學生學習的熱情,將枯燥孤立的分析化學實驗趣味化、實用化、綜合化。通過全新的考核方式使實驗成績的給定更具有公平性。在未來的工作中,我們也會更加深化分析化學實驗課程的改革,培養(yǎng)更具有競爭力的學生努力。
作者:吳紅波 于泓 李萍 馬亞杰 蘇志興 單位:哈爾濱師范大學化學化工學院
參考文獻:
[1]曹俊濤.分析化學實驗改革與大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].廣州化工,2015,43(17):210-211.