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分析化学的基本过程(合集7篇)

时间:2023-08-07 17:07:01
分析化学的基本过程

分析化学的基本过程第1篇

基础化学类课程是高职药学类各专业重要的专业基础课,主要包括《无机化学》、《有机化学》和《分析化学》。在实际教学中,各课程自成体系,一方面占用较多学时,另一方面化学类课程之间,某些内容同一水平重复多次,或对同一问题提出不同看法,既浪费时间,也影响教学质量的提高。近年来,国内一些高职院校对基础化学类课程做了相应的调整,优化整合了教学内容。石家庄职业技术学院对化学课程教学内容进行压缩、精简、整合,并在实践中不断完善建立了《无机化学》、《分析化学》、《物理化学》三位一体的学科新体系,整合后的课程体系和教学内容,缩短了学时,提高了学生学习高度。[1]浙江医药职业技术学院对传统的《无机化学》、《分析化学》和《物理化学》三门化学课程进行重组,根据医药专业的需要进行优化组合,初步建立了一个以整个自然科学为基础,以化学原理为主导,以分析方法为手段,以无机药物及有关物质的性质和反应为研究对象的新体系。[2]盘锦职业技术学院对化工类基础化学课教学体系进行了改革与探索,将教学内容重新调整优化达到精简化学理论着重实际应用的目的。[3]我们在化学教学中本着必需、够用的原则也对《无机化学》、《分析化学》的教学基本内容进行精选,优化整合,突出重点,加强基础,整合为《无机及分析化学》。尽管这些院校做了相应调整,但是依然存在《无机及分析化学》与《有机化学》教学内容的简单重复,存在该两门课程与高中化学知识、与后学课程的简单重复,以及前后知识衔接不当等问题。为更好地优化课程内容,我们开展了基础化学类课程优化的研究。

二、研究方法

1.研究对象

(1)山东药品食品职业学院药物分析专业学生,这些学生全部为通过普通高考,国家统一招生录取的学生,82%为山东籍学生,18%的学生来自山西、内蒙、辽宁、吉林等省份。

(2)威海地区化学教师、山东药品食品职业学院药物分析专业相关任课教师和基础化学教师。

2.调查方法

为了能够比较全面、真实地反映化学类课程的情况,我们采取了问卷调研和座谈两种方式。

(1)药物分析专业学生问卷调研。了解高中化学的选修情况,了解学生入校时化学知识水平,主要调研哪些化学知识高中学习较多、掌握较好的学生,为的是大学期间可略讲或不讲,哪些理解困难,需要详讲。

(2)高中化学教师访谈。了解目前高中化学的知识传授情况,从而更全面地了解高职学生入学时的化学知识水平。

(3)基础化学教师座谈。了解山东药品食品职业学院院两门基础化学课程――《无机及分析化学》和《有机化学》之间的重复内容和前后衔接内容。

(4)后续专业课教师访谈。了解化学类基础课与后续课程之间的重复内容、前后衔接的内容和联系不紧密的内容。

三、调查结果与分析

1.为了解学生进入大学时的化学知识水平,我们开展了新生入校时化学知识水平的调研

通过调研我院各生源地的学生了解到,目前各地高中,理科生化学课程方面主要学习《必修一》、《必修二》、《化学反应原理》和《有机化学基础》四个模块。其中前三个模块是高考必考内容,《有机化学基础》是选修模块。

通过与威海地区高中化学教师的访谈了解到,目前高中化学与大学基础化学课程重复内容及学生在高中的学习程度如下:

物质结构和元素周期表方面的知识,只了解原子内部组成和周期表的排布及元素性质的周期性变化;元素性质方面的知识,主要学习了各族代表元素的典型物理和化学性质、本族元素性质的递变规律;化学反应原理方面,学习了化学平衡,化学反应速率,水溶液中的离子平衡,氧化还原反应及原电池等知识;化学键方面,主要学习了离子键、共价键,但是未涉及极性和非极性键;学习了物质的量、浓度的概念及有关计算和溶液的配制;有机化学方面的知识,主要学习了烷烃、烯烃、炔烃、苯、醇、卤代烃、酚、醛、羧酸等代表化合物的性质及同系物的性质,性质方面只简单介绍典型的性质,未对有机化合物的性质做深入学习;在实验教学方面,以教师演示实验为主,学生动手操作机会偏少。

2.为对化学类课程内容进行合理的整合,开展了面向药物分析专业学生的问卷调研

通过调研发现,经过一年基础化学类课程的学习,60%以上的学生认为在大学化学课程中,原子核外电子的运动状态、元素性质的周期性变化、化学键、化学反应速率和化学平衡、重要元素及其化合物、氧化还原反应、烃类、卤代烃等8个方面的知识在高中学习较多,建议大学时可略讲。这与开展的高中教师调研情况基本相符,说明高中化学知识面较宽,为基础化学课程的教学打下良好基础。

同时调研发现,50%以上的学生认为标准滴定溶液制备、定量分析相关计算、EDTA及配合物、醇酚醚、醛酮醌、有机含氮化合物等5个方面的知识理解相对困难,建议详讲。经过分析发现,上述知识点主要涉及基础化学类课程的计算、公式推导、性质复杂的有机化合物和高中未接触的知识。

通过调研发现,82%的学生认为基础实验(基本操作和基本技能)非常重要,超过60%的学生认为基础化学类课程应注重培养学生良好的实验习惯,46%的学生认为加强实验安全知识的学习非常重要。由此可以看出学生对基础实验、基本能力和安全知识的渴求。

纵观上述两个调研,我们可以看出:(1)目前高中化学知识面较宽,但因高考的改革,高中化学课时缩短,加之高中学生接受能力的限制,大部分知识只能讲表面而无法深入,需要在大学时期继续深化。同时也有部分知识完全可以满足本专业学生今后学习和工作的需要,因此大学期间可以采取略讲或不讲,例如:重要元素及其化合物。(2)因高职学生整体基础较差,加之缺乏学习主动性和自学能力,对于理论性较强、内容复杂的知识理解较困难,因此教师在教学过程中,应耐心引导,详细讲解。(3)因高中化学课时缩短,加之“应试教育”的影响,化学实验以演示实验为主,学生动手操作少。

3.为对化学类课程教学内容进行优化,我们开展了《无机及分析化学》和《有机化学》教学内容优化整合的座谈和访谈调研

在与本教研室化学教师座谈中,我们对《无机及分析化学》和《有机化学》的教学内容进行了分析,找出了重复的内容,进行合理安排,避免简单重复。通过座谈,发现两门课中杂化轨道理论、共价键的基本属性、勃朗斯得酸碱质子理论、路易斯酸碱理论等属于重复内容。这部分知识可以在《无机及分析化学》中详细讲授,而在《有机化学》课程中,可采取复习的方式回顾。

药物分析专业化学类课程的后续课程主要有《药物分析》、《药物化学》、《仪器分析》、《生物化学》等,为使前后课程衔接得当,避免简单重复,我们通过访谈的形式进行了调研。

通过与《生物化学》课程负责人的访谈了解到,基础化学课程与《生物化学》衔接最多的是糖、氨基酸、多肽、蛋白质、核酸、脂等方面的知识。但是,《生物化学》课程中主要侧重物质结构和物质在体内的代谢。因此,《有机化学》可主要从命名、结构(一级结构,构型)、典型理化性质三个方面讲解。

通过与《药物分析》课程负责人的访谈了解到:(1)基础化学课程与《药物分析》重复内容主要是旋光度和旋光仪。因此,可整合这部分重复内容,在基础化学课程中详讲,《药物分析》课程中,则可采取复习的方式回顾。(2)衔接内容主要是定量分析化学(包括标准滴定溶液的配制、标定及相关计算,有效数字保留、误差处理,四大滴定及其应用和相关计算等)和有机化合物的结构、官能团的典型理化性质(主要用于药物的鉴别、分离和定量分析)等方面的知识。通过讨论,在定量分析化学方面,基础化学课程应强化基础,注重应用,可融合《药物分析》课程对分析的要求,避免因药物分析和化学分析要求不同,而产生不一致;在有机化学知识方面,可增加《有机化合物的分离和鉴别》章节,安排在《有机化学》最后一章讲授。(3)联系不紧密的知识主要是复杂的有机化学反应机理和合成设计。因此,可以将这部分知识删除,或作为自学内容。

通过与《药物化学》课程负责人的访谈了解到:(1)基础化学课程与《药物化学》衔接内容主要是有机化合物的命名、结构及结构与理化性质间的关系。这与《药物分析》对有机化学方面的知识的要求相似。因此,在知识的传授过程中,化学基础课应注重培养学生通过结构分析理化性质的能力。(2)因《药物化学》课程中只涉及部分药物合成路线,学生掌握有机化合物的化学性质即可满足该课程的学习要求。因此,可将基础化学课程中复杂的有机化学反应机理和合成设计方面的知识删除或作为自学内容。

通过与《仪器分析》课程负责人的访谈了解到:(1)化学类课程与《仪器分析》重复内容主要是化学分离方法,化学原电池。因化学分离方法方面的知识涉及原理和仪器,讲解需大量课时,因此可整合这部分内容,安排在《仪器分析》中系统讲授;化学原电池可整合到基础化学课程中讲授,《仪器分析》则可采取复习的方式进行回顾。(2)衔接内容主要是原子结构(光分析法)、分子间作用力(色谱法)、定量分析等方面的知识。原子结构方面的知识,因高职学生的基础较差,基础化学课程应主要介绍基础方面的知识,关于电子跃迁等知识可在《仪器分析》中循序渐进的向同学们介绍。对于分子间作用力、定量分析方面的知识,应加强基础、注重应用,可将《仪器分析》中的相关内容整合到基础化学课中,避免因两门课的要求不同,而产生不一致。

通过上述调研,我们可以看出,化学类课程之间,化学类课程与后续课程之间存在大量的重复内容和前后衔接内容。通过优化整合,可以避免同一水平的简单重复,节约课时,同时可以使前后知识衔接更为得当。

四、结论及建议

通过本次研究的广泛调研,我们可以看出,药物分析专业基础化学各课程之间,基础化学课程与高中化学知识,基础化学课程与后续课程都存在大量的重复内容和前后衔接内容。因此,应对高中化学知识、基础化学课程及后续课程的知识认真分析、梳理,对基础化学类课程教学内容采取重排、整合、压缩、删减等优化措施,使前后知识衔接得当,避免简单重复,从而更好的为后续课程服务。为使课程优化开展的科学、合理,在此提出化学类课程内容优化建议,以期为其他专业基础化学课程教学内容的优化,或其他基础课程教学内容的改革提供借鉴。建议如下:

1.注重化学知识与高中化学知识的衔接。应充分考虑学生进入大学时的化学知识水平,对于高中学习过,但没有深入探索的知识,我们应从高中的知识入手,循序渐进地引导学生学习新知识;对于高中阶段已经掌握较全面的知识,我们应缩短课时,以复习的方式进行回顾或删除该部分知识;对于高中没有接触的新知识或学生理解困难的知识,我们应适当增加课时,从基础讲起,注重知识的应用。

分析化学的基本过程第2篇

关键词:无机及分析化学;非化学专业;公共基础课程;教学过程;教学方法

“无机及分析化学”课程是化学专业开设的传统课程,主要面向非化学专业本科生。现在已成为与化学密切相关且必需开设化学课的非化学专业如药学、生物学、医学等专业的本科生重要公共基础化学课程。该课程是上述专业所有化学课程的基础,对于化学基础知识的掌握和化学知识的深入了解及专业课程的学习都起到基石的作用,即“无机及分析化学”是基础的基础。

在武汉大学,自从设置生物专业以来就有此课程,目前是药学、生物学、环境科学及医学等专业的本科生公共基础课。而目前的实际情况是上述专业的院系安排化学课程学时逐年减少,比如药学专业,开始是108学时(包括化学实验),后减为90学时,目前再减为72学时(不包括化学实验课)。学时少或学时逐渐减少,而专业所需化学基础知识内容很多,再加上由于高中课程或高考科目的不断改革,除个别参加过化学奥赛的学生外,这些专业本科新生大多数化学知识基础薄弱。由于“无机及分析化学”课程是化学基础课的基础,所以上述专业的各院系多年来都是放在第一学期开设“无机及分析化学”课程。由于专业科研创新的深入和研究热点的涌现,对这些专业本科生的化学知识与化学教学不断提出新的挑战和要求。除化学基础理论知识必须扎实外,还要有熟练的实验操作技术。如果基础知识不扎实和不系统,学生创造能力就成为无本之木和无源之水。所以教好和学好这门课程对新生的学习兴趣、知识积累和科研素质培养至关重要。

本课程的教学不仅是完成教学任务,最重要的是要为学生打下良好的化学基础,为其他化学课和专业课的学习奠定基石。该课程教学时间紧,任务重,责任大,还要效果好。我们根据学生的现状和专业特点对化学知识的要求,提出我们的教学目标:打下扎实化学基础,掌握化学实验技能,强调效果和分数的统一。

下面根据我们多年来教授“无机及分析化学”课程的亲身经历,谈谈非化学专业本科生“无机及分析化学”这一基础课的教学过程、教学方法与体会,与兄弟院校同类课程交流,以期抛砖引玉。

一、教学过程

该课程以教师讲授为主,辅以课堂提问与练习,师生互动,结合化学实验课,进行教学。

课程排在第一学期,现总学时72学时,每周6学时。要求学生掌握很好的化学知识特别是作为基础化学知识的无机化学和分析化学知识,要预先了解新生高中阶段化学知识状况:大多数学生没有初步系统学过化学,约1/10没有学过化学,个别人是通过化学奥赛班学习较系统的化学知识。所以说,整体化学知识底子薄。根据新生情况,无机化学内容比例要大,占42个学时,分析化学30学时。

1.教学目的

“无机及分析化学”是药学等专业本科生的重要基础课程之一。该课程不但授予学生必需的理论知识,还要根据该课程实用性较强的特点,培养学生严谨、精细、科学的学习态度和独立分析问题与解决问题的能力,让学生掌握了解该课程内容以及与其他课程和科学知识的关联,积淀夯实学生的基础知识,特别打好无机化学基础。分析化学要求树立起一个严格“量”的概念和如何实现它。使学生全面系统地掌握该课程的基本知识、基础理论、基本反应、基本公式、基本计算和基本实验(“六基”)。

2.教学目标

要求学生对课程中知识点、难点、重点明确掌握,思考题和习题都会独立正确完成;如果有学生不听课保证可以获得修课通过,教师可以同意其直接参加考试。考试成绩绝大多数为优良。按照这样的要求精心组织教学、进行教学和检查教学。具体到课程内容,要求学生熟悉无机化学和分析化学的基本理论、基本概念和定义。重点掌握原子结构、分子结构、元素与化合物的基本性质、酸碱反应、络合反应、氧化还原反应和沉淀反应与平衡以及基于四种化学反应的容量分析方法的有关理论、概念和计算。熟悉酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定和重量法、吸光光度法的方法及原理,熟悉分析化学中的试样分解和数据处理。

二、课程建设

“无机及分析化学”课程建设主要在教师队伍及教学指导思想、教材建设、教学内容和教学方法等方面。

1.教师队伍及教学指导思想

该课程历史上就由分析化学专业教师开设。化学分析方法原理建立在无机化学反应的基础上,因此要求任课教师不但有熟练的分析化学知识,还要有更扎实的无机化学知识,因而教师队伍建设也成为该课程建设的根本。需要不断提升教师队伍素质和知识水平,注重教师队伍的知识结构、梯队层次和年龄结构等,将打好学生的化学基础作为教学指导思想。我们选择高水平的教师和老教授负责主讲“无机及分析化学”课程,在该课程教学过程中注重主讲教师的培养和传承,坚持老、中、青传帮带机制。课程讲授分A、B角,采用课程教学组负责制,前者为课程负责人。

2.教材建设

该课程的教材初版于1994年。教材建设是提高教师专业知识水平和教学能力的最重要工作,能使教师专业基础知识系统和熟练,有利于教学效果提升。讲授该课程的教师先后合作编写了多版《无机及分析化学》教材。在教材修订中,在保留上一版教材特色的基础上,坚持精选教学内容,强化无机化学和分析化学的紧密联系及其在化学教学中的基础作用。更新教育观念,注重素质、能力和思维方法培养,拓宽知识范畴,适当反映学科发展新成果。第三版除了系统的无机及分析化学知识外,编入了许多在无机化学方面出现的新研究成果,如锂离子电池和超导材料等。按课程建设要求,每过几年都要编写无机及分析化学教材,编写人员是该课程的主讲教师,他们都有一定的教学经验和丰硕的科研成果,能使教材具备良好的系统性和先进性。

3.教学方法

我们多次对上述专业(如药学专业)的新生展开调查,结果表明,地区不同化学课程或有或无,即使有化学课开设时间也不同,较好开设化学课的不到10%,没有开设过化学课的有20%,所有新生基本没有做过化学实验,总的情况非常不乐观。由于该课程内容多、学时相对少、学生基础化学知识薄弱等因素,需要从教学方法上着手提高教学效果,调动学生学习该课程的主动性和积极性,让学生既打下扎实的化学理论基础和实验技能基础,也尝试培养学生的创新思维和创新能力。具体做法如下:

(1)加强基础,突出重点与解决难点相结合。结合课程特点,加强“六基”(基本知识、基础理论、基本反应、基本公式、基本计算和基本实验)的系统学习,要求所有学生会背元素周期表和知道变价元素的所有价态。所有学生基本做到“六基”优良。实行学习课程知识与提高综合素质相结合的教学方法,将教学重点化为学生思考的问题,启迪学生思维。课堂强化训练,随时布置题目,让学生独立完成,可以看书,不可讨论,当堂交卷。也专门进行课堂教学讨论,随时提出问题,进行讨论解答,比如分析化学内容中的络合反应与络合滴定中的副反应系数。加大课堂提问和练习力度。从严要求,加强课堂管理,坚持课堂提问和课堂强化练习,多用时间每课必问,多问少讲,边问边讲。巩固所学知识,牢固掌握,针对不肯记忆的学生,重点加强记忆并考查其化学知识熟练程度。

(2)组合兼并和协调相关无机化学与分析化学教学内容。无机及分析化学课程内容多,要突出重点,还要保持连贯性和系统性,所以要对内容进行整合和调整,避免重复。比如,把无机化学和分析化学涉及的四大反应类型和化学反应平衡内容整合在一起讲授;分析化学的滴定分析原理和具体技术操作与分析化学实验课放在一起介绍,让学生了解滴定分析原理和多次练习掌握分析操作技术,包括阿司匹林药片中乙酰水杨酸含量的测定(酸碱滴定实验),胃舒平中Al3+、Mg2+含量的测定(络合滴定实验),高锰酸钾法测定医用双氧水中过氧化氢含量(氧化还原滴定实验);元素及其化合物性质与分析化学中沉淀滴定原理、氧化还原滴定方法和试样分解结合在一起讲授,如卤素、氧族、氮族变价元素及化合物与碘量法、高锰酸钾法、重量法和有机试样的消化分解可以结合在一起,这些内容涉及许多反应,如通过控制pH值进行氢氧化物沉淀,氨水-铵盐和氧化锌缓冲法,硫酸盐沉淀,卤化物沉淀,硫化物沉淀和磷酸盐沉淀等,略举反应方程式例子如下:

这样既能表达元素和化合物性质,也能说明它们的应用原理和用途,能够实现用较少的学时讲授较多的内容,同时避免重复。在“无机及分析化学”课程中,这样的可结合点非常之多。

(3)有针对性地认真备课和讲授,将传统教学方法与现代教学手段有机结合,采用理论与实际相结合,进行启发式、探究式、讨论式和参与式教学。根据授课对象讲授由浅入深,由简单到复杂,由具体到抽象,有快有慢,循序渐进。先讲基本知识和基础理论,运用好教材,基本按教学大纲和教学日历进行教学,穿插能帮助学生理解和掌握化学知识的例子,但要灵活掌握,以学生学到知识、效果好为目的。

(4)理论课主讲教师一定要指导学生的实验课。注重化学实验,便于发现问题、解决问题。使理论课生动、有趣。理论课教师不能脱离实验课,同时要和其他教师沟通,除了培养学生的实验操作技能外,还要通过实验加深学生对无机化学和分析化学理论知识的理解和掌握。鼓励学生参加开放实验,结合开放实验弥补理论课的遗漏和巩固重要知识点,如无机离子鉴别和络合滴定副反应系数及能否准确滴定判别式应用。通过实验、实践加深对理论课的理解和记忆,提高操作技能和技术。

(5)充分利用课余时间,坚持定期进行答疑和习题课。新生第一学期相对课程较少,可把更多时间用于化学课程学习,针对作业中出现的问题分类辅导讲解,如概念类、原理类、反应类、方法类、浓度类和计算类等。比如,提出难题供学生练习,去开放实验室做化学实验,多布置完成课后作业。注意课后搜集课程意见和辅导。

(6)课程教学管理与学生管理相结合。多与管理新学生的院教学干事和学工部人员联络,查找对学习该课程不重视的学生(如缺课,经常迟到和作业完成不好的),对他们还要补漏和加强课程重点知识的学习。

(7)建立符合课程特点的有公信力的课程质量评价标准。学生课程成绩由课后作业、课堂练习、期中考试与阶段考核和期末考试构成,期末考试比例最大(50%~60%)。从严要求进行教学和评价教学效果与质量,是该课程建设的宗旨。从不向学生划定课程考试重点,哪怕占课程成绩比重较大的期末考试,提醒和告诉学生课程知识重点随时贯穿在课堂教学过程中,按照“六基”从严要求和练习,每次课堂练习就是相当于一次考试。多年来不及格比例1%左右,超过80分的达50%以上。不及格者确实是不够给及格分数,坚持“给分有据”。

(8)教学效果应注意知识的系统性与重点及难点的关系。基础知识有许多是重点,重点也包括难点,有些难点不是重点。首先要学生掌握好课程基本知识和基础理论,牢牢记住重点,能够理解难点。考试和考核内容就是重点知识和基础理论,如化学键和分子间的力、化学反应类型与化学反应平衡、变价元素及化合物性质、分析化学基本知识、分析数据统计处理、滴定分析原理和方法等。

三、体会与思考

公共基础课程教学以学生学好基础知识为第一中心,做到学生化学知识的系统完整和熟练运用。通过课堂提问和课堂强化,提高学生分析问题和解决问题的能力。

虽然非化学专业新本科生化学基础薄弱,但他们都是高分考入大学,天资聪颖,具有宽厚的知识基础,再加上作为新生,求知心切,渴望在大学课程学习方面再有新绩,只要善于引导,教学方法得当,完全可以把无机及分析化学课程学好,并具备丰厚的化学基础知识。开课时间为第一学期,对于新生,开头开好了就等于成功了一半。事实上,新生(药学等专业)学习非常努力,绝大多数学生听课非常认真,课堂纪律很好,使人欣慰。讲课时教师心情愉快,有问必答,师生互动相得益彰。由此联想,课堂教学管理和课后学工管理要注意新生的渴求和心态变化,所以要加强新生的微观管理,让他们短时间从思想上真正成为成年人。

该课程能取得满意的教学效果还得益于以下几个方面:

(1)注重课堂教学管理。从严要求,不准迟到,有事请假,抓住班干部和学习委员示范配合课堂教学效果,多年到课率基本100%。

(2)针对课程部分章节内容,如元素和化合物性质,开展学生互动。充分利用学生的课余时间和开放实验,让学生课下准备、课堂表达、互相提问、老师检查,尽可能全面掌握该部分的教学内容。

分析化学的基本过程第3篇

关键词:化学工程与工艺 基础实验训练

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0240-01

本文以无机及分析化学实验为例,浅谈化工专业学好该实验的重要性及无机及分析化学实验教学中的几点建议。

基础实验训练除加强物理实验、电子实验、计算机、金工实习等基础外,无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、专业实验是重点[1]。其中,无机及分析化学是由原无机化学和分析化学统合而成的一门基础化学课程,也是化工专业学生必修的第一门化学基础课。通过本课程的学习,使学生掌握化学反应的基本原理、原子结构的基本理论、元素化学的基本知识、误差的基本概念和化学分析的基本技能。由于无机及分析化学是第一门化学基础课,为学生进一步学习化学相关基础课和专业课打下基础,所以这门课程以对后续基础化学和专业化学课程的学习起着至关重要的作用。由于化学是以实验为主的学科,所以与之相应的实验课无机及分析化学实验,是加强该课程实践性教学环节的一门主要课程。通过实验,可以加深学生对无机及分析化学基本理论的理解。

无机及分析化学实验,使学生在学习一些典型的化学分析法实验的基础上,正确地、熟练地掌握无机及分析化学实验的基本操作技能;认真观察现象进而分析判断、逻辑推理、作出结论的能力;初步学会处理实验数据及正确表达分析结果的方法;正确设计实验(选择实验方法、实验条件、实验仪器和试剂等)解决实际问题的能力;通过查阅手册、工具书及其它信息源获得信息的能力;培养他们实事求是的、严谨的科学作风,认真、细致、整洁的科学习惯,并锻炼学生独立从事科学实验的能力,为学习后续课程和将来从事实际工作打下良好的基础。总之,无机及分析化学实验对化工专业学生实践能力的培养是非常重要的。

在无机及分析化学实验的教学中,培养学生实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风、勇于开拓的创新意识,应始终贯穿整个基础实验教学过程中。

为了培养学生实事求是的科学态度,要求学生准备一个实验预习报告,用于实验课前预习。预习的内容包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据及记录。让学生在实验课前对实验做到胸有成竹,清楚为什么要做这个实验,理解相应的实验原理,清楚实验步骤,知道在实验过程中需要记录哪些数据,不至于在实验过程中手忙脚乱。在实验过程中,要求学生将实验数据记录在预习报告本子上,实验结束后,将实验报告本子拿给实验老师看。实验老师主要看实验结果记录的是否正确,误差大小,并签字。要求学生在写实验报告时,将预习报告本上的实验数据记录贴到实验报告册上,以保证数据的真实性,以达到培养他们实事求是的科学态度。同时,在实验过程中要求学生认真观察实验现象,做好记录,认真分析实验结果,从而培养他们实事求是的科学态度。

在实验教学过程中,注重培养学生勤俭节约的优良作风。在第一次实验课上,要求学生在实验过程中节约用水,节约试剂。在无机及分析化学实验教学过程中,通常采用微型实验,除了勤俭节约、降低实验成本之外,还有一个重要的目的就是尽量减少污染物排放,使学生具有环保意识。微型化学实验是指用尽可能少的化学试剂获得比较明白清晰的反应结果和化学信息的一种新型实验方法[2]。在实验过程中,在不影响实验结果的前提下,将实验工具书上的试剂量变为原来的一半或者更少,以达到节约试剂的目的。将一些价格昂贵的试剂,在实验准备过程中配制成溶度较稀的溶液,如在生理盐水中氯化钠含量的测定实验过程中,将AgNO3的浓度配制为0.05mol/L。在上述实验过程中,要求学生在润洗滴定管时,润洗液的量为5mL。在一些制备和提纯实验中,要求学生将产品称量完回收到指定的容器中,有些药品可以重复利用,如氯化钠的提纯实验。

化学实验是在理论指导下的实践过程,在这一过程中,允许有不同的观点、方法、手段,甚至有不同的结论,应提倡创新,鼓励探索,培养学生分析问题,解决问题的能力,为创新知识和创新能力的培养创造良好的氛围[3]。在实验课教学过程中,多设置一些问题,引导学生独立思考。在课后,要求学生认真写实验报告册,并对自己的实验结果进行分析,同时要求他们通过查阅工具书、文献资料等手段按时完成思考题。为了提高学生的创新能力,使实验室对学生开放。开放实验室使学生的创新能力培养延伸到课后。课堂内已经培养了学生的独立思考能力和创造性思维能力,使他们能从不同的角度分析问题,同时学生的科研能力也日趋成熟。开放实验室,主要是让学生利用业余时间到实验室去验证自己的想法,准备毕业论文。学生可以自己想课堂,自行设计出切实可行的实验方案。老师起到辅助的作用,帮助他们分析实验成败的原因,指出他们实验方案的可行部分,鼓励他们要有勇气面对失败,锻炼学生的意志,训练其缜密的思维能力。

总之,无机及分析化学实验对化工专业学生实践能力的培养起着关键的作用,希望在教学中得到高度重视。

参考文献

[1] 钟军.对加强化工专业学生实践能力培养的认识与思考[J].广州化工,1999,27(4):136-137.

分析化学的基本过程第4篇

关键词: 波谱分析 应用模式 教学实践

在化学本科专业课程设置中,有机化学主要围绕物质的结构和性质展开,主要讲述化合物的物理和化学性质,很少涉及结构表征。而结构表征问题是学生在后续科学研究和企业生产中经常遇到的问题。因此,为顺应学科发展和学生就业深造需求,淮北师范大学化学与材料科学学院已将《波谱分析》纳入应用化学专业本科教学之中。该课程讲解的主要内容包括紫外-可见吸收光谱(UV)、红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)及质谱(MS)的基本理论与一般解析方法及四大光谱的综合解析方法。通过本课程学习,学生有效地把化学基础知识和化学实验连接起来。因此,波谱分析课程的开设在培养化学专业人才中发挥着重要作用。然而,在大学期间,波谱分析中各类光谱学的基本原理比较抽象,不易理解,更难以运用所学相关知识推测出未知化合物的结构,导致学生对波谱分析课程的重视程度较低。针对这种情况,如何降低学习难度,培养学生兴趣,让学生充分理解并掌握波谱解析的基础知识,拓宽学生知识面具有重要意义。为此,基于学生分析问题和解决问题等应用能力的培养,我们在教学中做了一些有益尝试。

一、合理设计绪论部分,激发学生兴趣

大学期间,学生通过系统学习化学课程,掌握了化学专业基本知识;通过化学实验操作,熟悉化学反应的性质和物质之间的转化,但往往忽视化合物结构表征的关键性问题。针对此问题,在课堂教学中抛出问题,让同学们设计办法解决化合物表征的问题。以问题方式引出波谱分析课程的重要性,激发学生学习兴趣。学生只有充分认识到波谱分析的重要性,产生强烈学习兴趣,才能增强学习效果。

为了进一步使学生了解波谱分析的重要地位,及时向学生介绍波谱分析的发展历史,让学生清楚地认识到波谱分析的重要性。波谱分析主要经过两个阶段,20世纪中期以前是经典的化学分析阶段,主要通过化学分析表征化合物结构。其中最为经典的例子是吗啡结构的鉴定,从被发现到确定结构经历了一个多世纪。同时,在化学分析过程中,存在实验样品量大,实验操作较为烦琐,实验周期长等诸多缺点。20世纪中期以后随着紫外光谱分析仪和红外光谱分析仪器的出现,特别核磁共振仪器的出现,缩短了化合物鉴定的周期。因此,现代波谱分析具有快速简便、准确度高等诸多优点。另外,在教学过程中要让学生了解开设波谱分析课程与已开设的化学专业课和化学实验课程之间的关系,使同学们更好地理解课程设置的意义,让学生认识到学习本课程的重要性,更有利于激发学生学习兴趣。

二、精选教学内容,强化应用目的

通过绪论部分的学习,同学们具有较高的学习兴趣。但波谱分析基本原理比较抽象,讲解内容比较枯燥。因此,必须讲解各类谱学的基本特点和作用,学生通过比较后有目的地学习各类谱学基本知识。波谱分析主要涉及数据处理,通过简单的记忆方法,难以掌握波谱学基本知识。针对该问题,教师必须精选教学内容,让同学们掌握基本规律,在理解的基础上记忆相关数据,往往有利于达到较好教学效果。比如,在红外光谱中,同学们要熟练掌握官能团的各类特征、官能团的出峰大致位置。如羰基的出峰位置在1700cm-1左右,这是典型的羰基吸收峰出峰位置。在有机化合物中含有羰基的化合物有醛、酮、酯、酰胺等类化合物。因此,通过分析各类含有羰基化合物的谱图,学生比较容易掌握这些特有的官能团,同时强化应用能力。然而,各类谱学的基本原理相对比较羞涩难懂,但在波谱分析中比较重要。因此,教师需要借助多媒体辅助教学手段,并用通俗易懂的讲解方式讲透各谱基本原理。同时在分析谱图的时候,穿插讲解基本原理在谱图分析中的应用,举一反三,提高学生分析问题和解决问题的能力。

三、优选典型例子,提高综合分析能力

波谱分析是一门实践性很强的学科,同学们在系统学习紫外光谱、红外光谱、核磁共振和质谱等基本知识后,必须通过练量波谱习题才能熟练掌握谱图解析的技巧。因此,仅依靠课后习题,难以达到学生学习要求。因此,要求教师在平时尽可能多地累积各类谱学谱图,在教学过程中优选典型例子。另外,教师根据自己的科研成果积累相关谱图,向同学们展示综合分析能力在科研过程中的作用,不仅激励学生求知欲,更能提高学生综合分析能力。再者,波谱分析涉及许多学生未接触过的精密仪器和图谱,可根据学校条件,带领学生参观红外、核磁等仪器,让同学们测试自己合成产物,并指导学生进行谱图解析,因而进一步提高学生综合分析能力。

综上所述,波谱分析是一门应用性较强的课程,内容繁多,基本原理比较抽象,不易理解。因此以应用为目的的导向模式更容易让学生产生兴趣,达到学以致用的目的。结合我校实际情况,我们采用多媒体教学手段,并通过合理设计绪论、精选教学内容、优选典型例子等方法达到了较好的教学效果。

参考文献:

分析化学的基本过程第5篇

Abstract: According to the concept and purpose of vocational colleges,the status of analytical chemistry courses and disadvantages are analyzed.Vocational biological food specialty chemistry training exploration reform is analyzed from the aspects of teaching objectives, teaching content, teaching methods, assessment and other aspects which have achieved certain results.

关键词:分析化学;课程改革;职业技能

Key words: analytical chemistry;curriculum reform;vocational skills

中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0231-02

0引言

高职教育的办学宗旨和专业培养目标决定其培养的学生必须具有扎实的基础理论知识、过硬的动手能力以及自我探索和创新提高的能力。由此引发了人们对传统职业教育的深刻反省“课程改革势在必行”成为人们的共识,课程改革的思路是以就业为导向、以能力为本位、以行业职业资格为主线,融知识、技能与素质于一体[1]。分析化学作为生物、食品类专业的一门专业基础课,为了提高分析化学教学质量,培养新世纪现代化建设需要的专业人才,课程组在深入调查兄弟院校分析化学教学现状的基础上,结合我院相关专业的具体情况,不断探索教学改革的思路,并在教学中逐步完善和提高。

1分析化学课程现状分析

1.1 教学内容及教学体系陈旧与当前的科技发展要求相比,目前分析化学课程内容方面存在严重不足,有机分析的内容很少,分析化学实际上成了无机分析;样品预处理和数据处理的内容偏少,学生只能依葫芦画瓢。

1.2 教学方法和教学手段落后目前教学方法没有充分发挥学生的主观积极性,以课堂讲述、灌输式为主,往往过多注重科学知识的教育,而对科学能力和科学品质的教育重视不够,不适应当今社会对人才的要求。

1.3 实验教学环节薄弱现有实验部分内容简单、综合训练内容偏少,只停留在验证性的实验室阶段,对实际样品的处理能力有待提高。因而分析化学课程改革不仅是必要的,而且是必须的。

2分析化学课程改革探索

高职教育与普通高等教育不同,职业教育课程定位于特定的职业或职业群,瞄准能力开展教学,培养的学生应当具有良好的职业道德和职业素质,具有扎实的、系统的专业应用知识,具有熟练的职业技能,同时具备可持续发展的能力。我们要培养学生的“系统的应用知识”而不是专业理论知识,这是高职教育培养目标的核心所在,这也是高职学生与普通高校学生培养目标上的本质区别[2]。

2.1 根据企业对技能型人才的需求确定能力目标通过到相关企业调研和聘请企业技术人员参与共同制定人才培养目标。

2.1.1 知识教学目标:①使学生掌握分析化学的基础知识、基本理论、基本实验技能;②培养学生对分析化学基本概念、基本理论、基本运算原理的应用能力;③使学生具有实验室常用仪器、设备的规范使用能力及对基本化学分析方法和仪器分析方法的应用能力;④使学生具有物性检测基本能力和典型物质的制备、分析能力。

2.1.2 能力培养目标:①使学生掌握化学的基本原理及分析方法,在进行教学的同时,注重基础理论的发展过程及联系,培养学生解决一般问题的能力;②将一些较典型的属于知识传授性质的内容以及较简单重复的内容通过课外教学的形式传授给学生,培养学生的自学能力;③通过教学过程渗透和技能专题培训,使学生具有化学分析工国家标准规定的基本知识和基本操作技能。

2.2 根据课程培养目标确定教学大纲及计划分析检验岗位及相关职业岗位(群)的能力需求,坚持以学生为主体、基本理论为基础、基本技能训练为中心、职业能力培养为重点、综合素质能力培养为目标的教学理念,注重培养学生学习能力、分析能力、动手能力、创新能力。

2.2.1 改革课程内容:精选理论内容,夯实理论基础,遵循“①突出职业导向;②体现专业特色;③强化技能训练;④突出学生主体”的原则,在课程的难度和广度方面,遵循“实用为先、够用为度”的原则,将职业资格要求的有关内容纳入教学内容中,围绕所确定的职业能力要求设置课程模块,对课程内容进行整合。把国家行业标准和分析化学传统知识有机结合,优化教学内容,加强实训课内容的针对性,实训内容完全来自生产一线分析检验内容,我院学生的“职业资格证书”获得率达90.2%以上,学生一毕业就能在分析检验岗位上工作,实现课程与岗位零对接。

2.2.2 突出实践教学:《分析化学》是一门以实验为基础的科学,制定出本课程学生基本操作技能、专业技能和综合技术应用能力训练的实践教学计划,统筹安排实践性教学内容,将基本技能和技术应用能力训练贯穿于教学全过程,形成系列实践环节。内容安排上主要涉及三个方面:①基础性实验;②综合性实验;③创新性实验。各层次实验均由指导、综合、设计等由易到难、循序渐进、不同要求的实验组成;以课程、课外,必做、选做,开放、培训和竞赛等多种形式开设;以操作、答辩、撰写小论文、完成小项目等多种方式考核;每年保持25%左右的实验更新率。我们还结合大学生科技活动和课程进展,由实验室拟定相关的实验项目,由学生自己设计实验,自己配制试剂,自己完成实验,以培养他们的创新思维和分析解决实际问题的能力,真正做到学以致用。

2.2.3 理论与实验有机融合:理论知识比较抽象枯燥。分析化学的理论、原理和定律都是通过实验总结出来的。充分挖掘和发挥分析化学实验在培养学生学习分析化学的兴趣、动手实践能力、理论联系实际能力、创新能力等方面的功能,是当今化学教育研究的课题,这就需要老师们在教学上下苦功夫。比如,误差和数据处理是化学实验基础内容的重要组成部分,为学生处理数据、选用试剂和仪器及记录提供了理论基础。这部分可放在学生天平操作练习中讲解,让学生在托盘天平称量并记录出称量瓶的质量,再让他们用分析天平称量并记录数据,两个数据一对比,学生自然明白仪器的准确度及测量误差的大小,再让他们用托盘天平称量2.1g的NaCl倒入称量瓶中,问总质量是多少?学生一定会把分析天平称出的称量瓶质量数据与2.1相加的结果答出来,这时再让学生用分析天平再称量,结果自然不是刚回答的数据,你再讲数据相加减时,数据修约以绝对误差最大的数据为标准保留到小数点后第几位等等,这样起到一举多得的效果,也充分调动了学生的兴趣。

2.3 根据教学内容实施多种教学方法和手段在教学中由浅入深,由易到难,分操作练习、化学分析、仪器分析、综合性研究式实验四个阶段安排实验,以基础训练――综合性实验――研究式实验三个层次推进实验进程,在课程教学实践中,课程组以提高教学质量、培养学生主动学习能力和创新能力为目的,坚持以学生为中心,基本技能练习为重心,不断进行教学方法和教学手段改革。摸索出了一系列生动、有效的教学方法,采用了多种灵活高效的教学手段,收到了良好的教学效果。

①以人为本,因材施教:确立教师“因材施教”,学生“因材施学”的以人为本的教学理念,强化素质教育。在保持教学大纲、基本要求、教材和教学进度相同的基础上,根据教师特点和学生现状采用不同层次和不同授课方式进行教学。②情境式教学:这种方法应用于外界条件与化学反应方面的讲授。由于一种化学反应往往受多种结构因素及外在条件的影响,如果由教师来一一罗列,就显得非常繁琐。而采用情境式教学,教师将教学的重点置于一个实际情境中,引导学生借助于情境中的各种情况去发现问题、解决问题,使学习者从多个侧面来审视情境中的每个问题。在此基础上,教师逐步引导学生形成一些概念和理论,从而使学生可以用自己的理解方式去体验和思考问题。情境式教学与问题式教学的区别在于后者主要由教师设问,而前者是由教师设定情境,由学生自主设问。③逆引式教学:这种方式主要用于化学基本概念的讲授。一般的方式是先讲概念或理论,再联系科研或生产实例,介绍其应用。而我们不是机械地、线性地讲哪个公式如何应用,哪条理论的实际意义,而是采用逆向引导的方式,先引出实例,罗列现象,让学生从现象中提炼、发掘和验证化学反应的实质所在,通过这样的逆向引导,往往在教师总结之前,学生已经知道问题的答案了。④启发互动式教学:传统的教学模式是老师教,学生学,长此以往就会造成学生的一种被动学习的不良习惯。本课程采用老师适当引导,充分发挥同学们的主动学习能力,在课堂上营造一种活泼、生动的互动式学习氛围,学生的问题能够及时地提出,及时解决。形成一种以教材为纲,结合分析化学领域一些热点问题的讨论,进一步激发学生的学习热情。⑤体验教学:分析化学课程利用学院相应专业“订单培养模式”的优势,定期组织学生到“订单”企业的分析化验车间参观、见习、实习,为学生在真实的职业环境中接受锻炼创造了机会,也为企业和毕业生双向选择提供了“零距离”机会。⑥积极使用现代教学手段,促使学生由被动学习向主动学习转变。充分利用教学课件、录像片、动画库、多媒体教学软件、课程设计软件等媒体资源。把过去很难描述的分析化学理论、原理、过程等利用动画和录像的形式清晰形象地展现在学生面前,图文声并茂,教学过程直观明了,使教学内容实感性增强,留给学生以深刻印象,激发学生学习兴趣和学习主动性,在精简授课学时的同时提高了教学效果。

2.4 根据培养目标改革考试方式、注重过程考核改革紧扣工学结合的思路。理论教学考核采用100分制,其中期末考试占70%,平时成绩占30%。分析化学技能十分重要,将实验技能考试与职业技能考试接轨,对学生技能培养起到导向作用,效果显著。实验教学考核采用100分制,其中,期末测试占50%,平时成绩占50%;使学生不但注重学习的结果,而且注意学习的过程,避免了一些学生平时学习不用功而在考前临时突击或者平时学习很用功而期末由于特殊原因使考试成绩不理想的弊端。期末测试多采用学生抽题考试方式进行。学生抽到题目后完整的作出实验,老师现场打分。平时实验不仅有老师打分,还加入学生的互相打分。让学生知道,对,为什么对,错,为什么错。

3结束语

从多年来的教学实践探索来看,分析化学教学的设计和安排取得了良好的教学效果。反映在后续课程的学习中学生有良好的专业基础知识和自主学习能力,培养了扎实的基本操作技能;化学检验工、食品检验工通过率都在96%以上。企业非常欢迎学生去实习,在实习中有很多学生被企业所招用,毕业生在工作岗位上以出色的业绩被同行认可。

参考文献:

[1]张海潮.浅谈职业教育师资培训课程开发中的动态平衡[J].中国职业技术教育,2009,11.

[2]陈珊珊.浅谈分析化学的一体化教学[J].芜湖职业技术学院学报,2008,10(4).

[3]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社.

[4]徐肖邢,徐桦.无机及分析化学课程群教学改革的探索与实践[J].中国现代教育装备,2008(2).

[5]王未肖,张红利,段惠敏,等.我校无机及分析化学课程教学改革实践[J].河北科技大学学报(社会科学版),2006,3.

分析化学的基本过程第6篇

关键词:机械工程控制;控制理论;教学改革;教学方法

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)22-0061-02

随着现代科学的迅猛发展,传统的机械工程学科发生了极为深刻的变革。控制理论、微电子技术、计算机技术与机械制造理论与技术的结合,促使机械工程领域各个方面发生根本性的变化,并且促进了机械工程中先进制造技术的发展,《机械工程控制基础》课程的开设就是为了适应这一现代科学技术变革的需要。“机械工程控制”是一门研究“控制论”在“机械工程”中的应用的科学,同时,它又是一种方法论,是科技工作者分析和解决问题的有效手段。《机械工程控制基础》课程是一门专业基础课,主要面向机械设计制造及其自动化专业本科生开设,既为后续的数控技术、机电一体化技术、机械工程测试技术、机器人技术等专业课程提供理论基础,也为学生毕业后进一步深造,以及从事机电一体化控制相关领域的应用与研究工作打下必要的理论基础。本文从课程的教学目标出发,结合课程的特点,对课程的教学方法进行分析研究,提高学生学习兴趣,培养学生的知识综合能力,使课程教学达到良好的效果。

一、明确课程教学目标

教学目标是课程教学的主线,教学过程中要时刻谨记课程的教学目标,深入理解课程的教学要让学生掌握什么、理解什么、最终要达到怎样的效果,所有的教学手段、教学方法应紧紧围绕这一主线进行。我校开设的机械工程控制基础面向机械设计制造及其自动化专业,总学时40学时(其中实验6学时),根据学时的设置和课程内容的系统性要求,我们制定课程的教学目标如下:①使学生理解控制系统的基本概念和掌握自动控制系统分析、设计(校正)的基本方法。②学会运用Matlab进行控制系统辅助设计和分析。③使学生能以动态(动力学)的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统;从整体而不是分离的角度,从整个系统中的信息传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为。④能结合工程实际,应用经典控制理论中的基本概念和基本方法分析、研究和解决其中的具体问题。教学目标的设定针对学生的个体发展需要,分层次,逐步提高。其中,既有共性,即所有学生必须掌握的,又包含个性,即体现学生自我发展的需要。

二、针对课程特点,制定教学方法

教学方法的制定应从课程的特点出发,才能达到良好的教学效果。工科类课程大多枯燥乏味,机械工程控制课程更加如此。机械工程控制基础课程内容涉及面广,课程的内容侧重理论,使得课程内容复杂且抽象,因此,如何提高学生学习课程的兴趣,从而发挥学生学习的主动性,是该课程教学中存在的普遍问题。

1.精彩的绪论,是激发学生兴趣的关键。机械工程控制基础课程的特定决定了该课程丰富的内涵,通过精彩的绪论内容,让学生进入课程中来,体会到课程的重要性,激发学生学习该课程的愿望,是整个课程教学成败的关键。①感性认识阶段。通过控制理论的发展历史、丰富的多媒体素材、控制理论在军事中的应用以及控制理论在家用智能电器中的应用,不但让学生耳目一新,又让学生感受到它与自己息息相关。②理性思考阶段。经典的实例和素材不单是简单的堆积,更要带领学生去深入的思考,通过讨论和师生互动的方式,让学生体会控制论的思想、方法,从而为理论教学奠定基础。

2.深入理解课程教学目标,系统化理论教学内容。课程的教学内容以系统建模―系统分析―系统校正为主线,首先让学生了解课程教学的总体结构。①了解系统模型:系统的微分方程、传递函数、频率特性模型之间的转换关系。②了解系统分析:时间响应分析、频率特性分析、系统的稳定性分析。③理解系统建模和系统分析的目的:系统的综合校正。通过使学生了解课程的总体结构,使学生明确学习目的。

3.深入理解课程教学目标,系统化理论教学方法。①侧重结论,淡化过程。结论的理解和总结贯穿于课程的始终,对结论的理解是课程教学目标的基本要求。结论的产生通常的教学过程是:物理模型―抽象―数学模型―分析―结论。在教学过程中应让学生理解和掌握这一分析结论的过程和方法,并淡化每一次结论分析过程中的数学推导过程,避免教学内容的枯燥和抽象使学生产生厌学的心理。②侧重应用,深化综合。通过具体化物理模型,应用基本概念与基本理论解决具体问题,最终使学生深入理解概念和理论的内涵。

三、理论与实践结合,提高学习兴趣

机械工程控制基础课程实验采用Matlab软件进行仿真分析,将课程理论应用通过软件进行实践应用,提高了学生对课程理论学习的兴趣,并加深了对理论知识的理解。课程的实验具体设置如下:①Matlab软件基本操作实验:应用Matlab软件进行基本的数学运算。②控制理论仿真基本操作实验:应用Matlab软件进行控制系统建模、时间响应分析、频率特性分析和系统的稳定性分析。③综合性试验:针对给定的系统及其性能指标要求,建立系统模型,应用Matlab软件进行系统的综合与校正。④设计性实验:自己设计控制系统,建立系统数学模型,进行Matlab仿真分析,应用自动控制原理实验箱,连接控制电路,分析系统。

四、以教学目标要求为基础,制定考试内容

机械工程控制基础课程中的基本概念、基本理论和基本方法,贯穿于课程的始终,对课程中基本概念、基本理论和基本方法的理解是课程的基本要求,但课程的教学目标更注重对知识综合应用能力的培养。因此,在考试内容的设置上应以综合试题为主,突出教学目标,通过知识的综合应用体现学生对基本概念、基本理论和基本方法的理解,避免学生考前突击、死记硬背、甚至考试作弊等现象。

五、改革考核方式,建立全程考核模式

机械工程控制基础课程的考核采用期末考试占60%,考勤占10%,作业占10%,实验占10%,文献查阅实例分析占10%的考核方式。采用全程考核模式,降低了期末考试在总成绩中的比重,使成绩构成多样化。作业的布置应少而精,使学生更多的思考问题,查阅资料,分析和解决问题,不但减轻了学生的学生负担,更锻炼了学生的自主学习能力。

本文就机械工程控制基础课程的教学目标和课程特点,分析了课程的理论教学方法,制定了课程实践教学内容与考试内容的设置,提出了课程的考核改革方法,实践证明,采用该教学方法,提高了学生的学习兴趣,锻炼了学生的自主学习能力,达到了良好的教学效果。

参考文献:

[1]杨叔子.机械工程控制基础[M].第六版.武汉:华中科技大学出版社,2011.

分析化学的基本过程第7篇

化学分析实验是分析化学教学的重要组成内容,是实践分析化学“量”的概念的重要途径。本文探讨了国际化合作办学背景下化学分析实验课程的全英文教学模式与方法,总结了化学分析实验(全英)课程建设过程的经验与不足,展望了化学分析实验全英文教学的前景。

关键词:

化学分析实验;全英文;教学方法

分析化学通过一定的测试方法,鉴定物质的化学组成、测定物质的含量、确定物质的结构和存在形态及其与物质性质之间的关系等,“量”是分析化学的核心。化学分析实验课是分析化学课程的重要组成部分,向学生提供了正确熟练掌握分析化学实验基本操作和技能的重要途径,并让学生在实践中强化对分析化学“量”的核心概念的理解[1]。中外国际化合作办学是高等教育国际化的重要途径,也是目前国内各高校普遍开展的创新办学模式,通过整合国内外高校教育资源和理念,推进高等教育课程体系和教学方法的改革,培养具有国际化视野的专业人才[2]。国际化合作办学的重要特征是采用世界通用语言——英语构建国际化合作办学课程体系,并采用全英文教学方法,使学生在全英文的授课环境中接受专业知识和前沿信息的教育,培养学生采用英语进行专业学习的能力,以期尽快适应后续国外高校的授课模式。目前,国内一些分析化学教学团队已开展了分析化学理论课双语[2-4]或全英文[5]教学方法的有益探索,但关于化学分析实验课程全英文教学方法研究的报道较少。中山大学化学与化工学院于2010年正式开展了与香港理工大学合作的化学“2+2”国际合作办学项目。化学“2+2”学生第一、二学年在中山大学就读,第三、四学年在香港理工大学就读化学科技专业,学生在中山大学学习期间化学专业课程均采用全英语教学。化学分析实验(全英)课程是化学“2+2”专业学生第一学年的专业必修课,与化学分析(全英)理论课同学期授课[5]。在前期化学分析(全英)理论课建设的基础上,中山大学化学与化工学院进行了化学分析实验(全英)课程建设,并已对两届学生开设了该课程,研究了化学分析实验课程全英文教学方法,取得了初步的经验,现将该课程的教学模式及方法介绍如下。

1课程特点

化学分析实验(全英)课程是化学“2+2”国际合作办学项目教学体系中重要的组成部分,与化学分析(全英)理论课紧密联系,是分析化学的“启蒙”课程之一,是修习后续仪器分析及仪器分析实验课程的重要先导课程,具有重要的意义。化学分析实验(全英)课程计划学时数为54学时,内容涉及四大滴定分析法、重量分析法及吸光光度法等相关内容的基本操作及实验。化学“2+2”学生在学习了化学分析(全英)理论课,掌握了化学分析基础知识后,通过该实验课程进一步熟练、掌握化学分析实验的英文术语及基本操作和技能,强化学生对分析化学“量”的核心概念的理解,从“会学”到“会用”,培养学生从事理论研究和实际工作的能力以及严谨的科学思维方法和作风,提高分析问题和解决问题的能力。化学分析实验(全英)课程采用全英文教学模式,即采用精选的英文教材或讲义,指导教师在实验前有限的讲解时间内,在实验室现场使用英文完成授课与演示,并在实验过程中采用英文与学生交流,进行指导;学生在实验过程中采用英文进行交流、讨论,采用英文撰写实验报告,参加英文试题的口试及实验操作考试。因此,化学分析实验(全英)课程是具有很强即时性的实践课程,学生需要在听完短暂的实验前讲解后立刻动手操作,获得准确的测定结果,并撰写出科学的、逻辑性强的、简洁的实验报告。与化学分析(全英)理论课不同,学生无法在课后反复练习相关的实验操作,因此化学分析实验(全英)课程要求学生有很好的专业外语“听、说、读、写”能力,即能听懂讲解,能与指导教师流利交流,能快速准确地阅读英文教材及文献,能准确流畅地撰写英文实验报告。然而,化学分析实验(全英)课程在大一下学期开设,受众群仅修习过基础无机化学(全英)课程,并未形成较为完善的化学知识网络;同时,大一学生尚未学习化学专业英语的相关课程,专业英语能力薄弱。因此,如何让学生“会听”、“会讲”、“会做”、“会写”成为该课程成功与否的关键。任课教师除了具备扎实的分析化学专业知识、实验技能及良好的英语功底外,还应能结合化学分析实验(全英)课程特点,研究并采用合适的全英文实验课程教学方法讲授该课程,方能实现该课程的教学目标,使学生获益。

2教材建设

化学分析实验(全英)课程以训练学生的规范操作和基本实验技能为目的,通过实验进一步加深学生对化学分析理论知识的理解,因此所选择的实验内容应能与理论课相互联系、印证,使学生能通过实验操作“点对点”地解读化学分析的知识点。其次,由于大一学生专业英语能力薄弱,选用的全英文实验课教材语言应准确易懂,既符合国内大一学生的英文水平,使其能“看懂、学会”,还能满足国际合作办学课程体系的要求。

2.1多元教材体系

优秀的英文原版化学分析实验教材[6,7]较少且年份久远,目前许多英文实验教材经常以附录的形式收录于理论课教材中,其内容多为验证性实验,较少涉及化学分析实验背景知识的介绍及开放设计实验等内容。因此,面向中国学生的化学分析实验(全英)课程不能完全照搬国外的教材,应以优秀的英文原版教材为主要参考书。自编的英文实验讲义着重介绍化学分析实验的基本操作、实验背景知识及实验报告写作规范等,同时提供化学分析课程专业术语中英文对照词汇表供学生查阅。由于专业英语写作对大一学生的挑战最大,因此本课程采用循序渐进的方式培养学生的英文写作能力。对于课程伊始的练习性质实验,实验讲义中有配套的实验报告模板供学生学习报告写作,学生在完成实验后填写实验报告模板中留空部分(如某些重要的实验步骤、实验数据表格等)即可;而随着实验课程的深入,学生将在教师的指导下最终完成设计实验,并撰写出完整流畅的英文实验报告。

2.2实验内容选材

本课程实验内容的选材可以分为3个层次:练习性实验、常规测定实验及设计实验。练习性实验是最先开设的一类实验,以训练学生基本操作和实验技能为目的,如“酸碱滴定练习”、“天平操作练习”等,通过实验学生将熟练掌握滴定管及天平的正确操作。常规中文授课的化学分析实验课程由于没有语言障碍,练习性实验的讲解较为简略,学时数很少。但是,化学分析实验(全英)课程面向大一学生采用全英文授课,为了使学生能顺利渡过最初的语言关,并夯实实验基本操作技能,该课程加大了练习性实验的讲授时长和学时数。通过练习性实验,学生不仅学习了基本操作,还能全面了解并初步适应化学分析实验的全英文授课模式,学会“充分预习-认真实验-及时撰写报告(复习)”的实验课程学习方法。常规测定实验是化学分析实验(全英)课程的主体内容,涵盖了四大滴定、重量法及分光光度法等主要内容。学生在顺利渡过语言关后,通过该部分实验内容进一步熟悉化学分析实验的基本操作,系统学习各种化学分析实验方法,巩固化学分析理论课上的相关知识点,学会“理论-实践-理论”的思维模式,并能完整撰写流畅的英文实验报告。在完成一系列常规测定实验后,本课程还将引入命题式设计实验,其模式为:命题-学生提交设计方案-师生讨论修改-实施实验-提交报告-课后点评。学生需要从查阅英文文献开始直至撰写提交实验报告,独立把握实验的全过程。通过设计实验,学生将融会贯通化学分析基本知识,同时培养学生独立思考问题的能力以及初步的科研创新精神。设计实验结束后,学生将按照学术论文的格式用英文来撰写报告,对实验结果进行凝练和科学表述,使学生真正体会到“量”是分析化学核心的概念。3个层次的实验内容相互联系、相互补充,给予学生多方位渐进式的实验训练,最终培养学生严谨、细致的分析化学实验技能和动手能力。

3“互动引导型”教学方法

实验课与理论课授课模式最大的不同在于学生作为主体,通过参与整个实验、获得数据并整理报告的全过程,方能掌握实验技能并巩固相关的知识点。学生通过化学分析实验(全英)课程不仅应学习化学分析的基本操作和思路,还应培养分析化学专业英语的“听、说、读、写”能力,因此应让学生成为实验课程的主角;而教师应作为引导者,通过与学生的充分互动交流,帮助学生完成实验课程的学习。因此,本课程采用教师引导、学生自主学习的互动式实验教学模式,教师在实验课程授课过程中是引导者的角色,通过给予学生合理的建议和引导,使学生能自如地把握整个实验过程,为学生提供自觉多次获取化学分析知识点和提高实验技能的机会。

3.1“问题引导型”课前讲解

实验课开始时,教师首先采用全英文方式点评上次实验并点评实验报告,归纳总结出现的问题及注意事项,并与本次实验课程衔接。讲评过程中侧重点评学生实验过程中出现的操作规范问题以及实验结果的准确表达。让学生通过课前讲评回顾前一个实验中存在的问题,以及上节课中所出现的专业术语,从而加强全英文实验课程的印象与效果。接着,教师用中英文双语模式向学生介绍本次实验课的专业词汇及用法。专业词汇的学习采用互动造句及提问的方式进行,时间大约控制在5分钟左右。然后,教师采用全英文方式介绍本次实验的要点,包括基本原理、实验步骤及操作要领等,期间要演示实验中的重点操作(如滴定管操作、摇瓶操作、定容操作等)并进行详细的解说,采用国际上广泛采用的“问题学习法”(problem-basedlearning)进行讲授,通过适当提问、引导,促进学生的自我认知过程。由于大一学生专业基础相对薄弱,同时考虑全英文授课可能存在的信息传递损失问题,课前讲解应辅以相应的课件展报,使学生更容易理解授课内容。课前展板中对少许重要信息(如关键步骤、条件、试剂、操作等)留空,让学生听课后现场填写,以增强现场记忆。同时授课过程中应对学生的预习情况进行提问检查,增强师生互动,培养学生勤思考、巧动手、带着问题做实验的良好习惯。

3.2“互动引导型”的实验指导方法

在学生开始实验一小时内,教师应逐一观察、巡视每位学生的基本操作,采用英语口头纠正学生的基本操作规范。若有学生听力薄弱,应辅以示范实验,使学生确实意识到存在的问题,并及时改正。整个实验过程中,教师应增加巡视次数,及时纠正学生的不当操作,并使用英语与学生交流、沟通。对学生所提的问题,使用启发式教学,引导学生自行发现并解决实验过程中遇到的问题,养成独立思考、善于动手的实验能力。特别对于听力、口语薄弱的学生,实验过程中教师应多创造互动交流的机会,锻炼其英语表达能力。比如在进行络合滴定实验“水的总硬度测定”时,需要在pH≈10的氨性缓冲溶液中,采用铬黑T为滴定指示剂,测定Ca和Mg的总量。许多学生会问为何不采用钙指示剂,此时教师并不正面回答钙指示剂不适合在pH<12的非强碱性溶液中使用,而是提示学生金属指示剂均有其适合的pH,需在滴定过程中采用合适的缓冲溶液,引导学生思考氨性缓冲溶液是否满足钙指示剂的使用要求。于是,学生会想到氨性缓冲液的pH≈10,此时不适合采用钙指示剂,若把溶液的碱度调到pH>12,Mg又会沉淀,造成巨大的滴定误差,故此钙指示剂不适合作为水总硬度测定的指示剂。通过互动启发式的引导,学生不仅解决了问题,同时也深刻理解隐含在问题背后的原理,有助于学生将理论联系实验,互相印证。实验结束后,学生将获得的原始数据提交给指导教师检查,此时教师可与学生就实验过程中出现的问题进行面对面的交流和点评,也可利用这段时间指导学生提高实验报告的写作水平,改进实验报告中存在的问题。大一学生的语言基础薄弱,在撰写全英文化学分析实验报告时非常需要指导教师一对一、点对点的指导,针对性提高学生的专业外语写作能力。通过“一对一”实验报告点评环节,学生在报告写作方面均有明显提高,到课程结束时均能写出科学、简洁、表达准确的全英文实验报告。

3.3考核方法

化学分析实验(全英)课程的特点及目标决定了该课程不仅传授化学分析基本实验技能,还应培养学生良好的专业英语表达能力,因此课程采用多方位综合考核方式考查学生的化学分析基本技能及专业英语能力。化学分析实验(全英)课程总成绩由每个实验的成绩,加权操作考试成绩进行评定。每个实验的成绩由实验预习情况、实验操作、实验报告3部分构成,每次实验的累计成绩占总评成绩的70%,因此要求学生更多地关注实验过程及细节,认真地做好每一个实验,方能最终获得好的实验成绩。操作考试由单元操作考核及期末实验考核组成,占总评成绩的30%。单元操作考核在学习完练习性实验模块后进行,主要考查学生的基本操作;期末实验考核要求学生当场完成一个命题设计实验,并完成英文实验报告。无论单元操作考核还是期末实验考核均包含口试及实验考核环节,学生在开始实验之前先要通过口试环节,采用全英文方式回答教师的英文提问,提问内容包括设计实验原理、操作细节等,在实验结束之后学生也需要用英文向指导教师报告结果,之后方能开始撰写报告。通过多方位的全英文考核方式,将全面考查学生化学分析实验的基本操作技能及专业语言能力,为后续进入国际合作办学方的大学学习打下良好基础。

4教学效果与经验

采用调查问卷的形式,对2012及2013级修读化学分析实验(全英)课程的化学“2+2”学生共99人以问卷调查形式进行学习效果回访,共回收有效问卷82份。结果表明:93%的学生认为基本能适应全英文实验课程授课模式;98%的学生认为通过该实验课程的学习能较好地掌握化学分析的基础实验操作技能与知识,提高了动手能力,初步培养了独立思考能力及细致严谨的科研作风;96%的学生认为通过课程的学习对化学分析理论知识有了更加感性、深入的理解与认识,能与理论课程知识体系进行相互印证,巩固理论课学习效果;92%的学生认为通过该课程学习扩大了专业词汇量,提高了采用专业英语进行交流和写作的能力;93%的学生认为该课程能基本与后续国际合作办学方的课程体系相衔接,通过该课程的学习能为未来的学习打下良好基础;96%的学生认为所选择的实验内容丰富实用,能与化学分析理论课程紧密挂钩,配套的讲义或教材适合于该全英文课程的教学需求,语言准确易懂;93%的学生认为该课程的考核形式能较好地巩固课堂教学效果,真实反映知识掌握的程度;98%的学生认为该课程的授课老师能纠正并规范学生的实验操作,及时认真批阅实验报告,并解答学生实验过程中的疑问,使学生获益;99%的学生认为该课程的授课老师严谨认真,熟悉课程专业知识体系,语言表述准确清晰。

5展望

通过两届化学分析实验(全英)的实际授课及课程建设,我们总结了化学分析全英文实验课程的教学方法:以国外优秀英文原版教材为主要参考书,辅以自编的英文实验讲义,构建了化学分析实验(全英)课程教材体系;采用教师引导、学生自主学习的互动式实验教学模式,使学生成为实验课程的主体,自如地把握整个实验过程,提高了学生化学分析实验的基本操作技能及专业语言能力。该课程适合于化学“2+2”国际合作办学课程体系的教学目标要求,课堂效果良好,学生反馈及评价良好。当然,由于时间限制,化学分析实验(全英)课程建设还有待进一步完善。首先,虽然初步构建了化学分析实验(全英)课程教材体系,但目前尚无适合于中国高校化学专业国际合作办学的化学分析实验教材,因此应加强全英文实验教材的建设,编写出更多英语准确易懂,符合国际化学教育体系的优秀全英文实验教材。其次,全英文实验课程教学要求任课教师有扎实的专业理论基础、实验技能及良好的英语表达能力,目前师资力量非常匮乏。可进一步通过“请进来、走出去”的方式加强全英文教学师资力量的培养,同时进一步提高已承担全英文课程教师的授课水平,充实分析化学全英文教学的师资力量。

作者:张卓旻 李攻科 单位:中山大学化学与化学工程学院

参考文献

[1]邹小勇,马志玲,黄滨,胡玉玲,李攻科.大学化学,2006,21(4),30.

[2]潘祖亭,郭志谋.大学化学,2003,18(6),30.

[3]张立新.化学教育,2006,27(9),32.