“電化學分析”課程教學的改革與實踐

沈紅霞，謝魯川，沈靜飛，程 瓊

(嘉興學院 生物與化學工程學院，浙江 嘉興 314001)

“電化學分析”課程教學的改革與實踐

沈紅霞，謝魯川，沈靜飛，程 瓊

(嘉興學院 生物與化學工程學院，浙江 嘉興 314001)

分析“電化學分析”課程的難點和特點,對課程進行教學方法的改革和探索,探討應用形象直觀的動態分析、傳統教學和現代教學相結合、實驗和雙語教學相結合、課堂教學和社會實踐相結合等方式,獲得良好的教學效果.

教學改革與實踐;動態分析;現代教學

Abstract:The paper analyses the features and difficulties of electrochemical analysis course and proposes innovation in teaching methods. It discusses the application of dynamic visual image analysis, the combination of traditional teaching with modern one, experiments with bilingual education, as well as classroom teaching with social practice. The innovation yields good teaching result.

Key words:teaching innovation and practice; dynamic analysis; modern teaching

深化教學改革，提高教學質量，是高等教育的重大課題之一．為適應21世紀科學技術的高度綜合發展，培養綜合型、通用型的化學化工科技人才，對化學工程與工藝專業中工業分析模塊下設置的“電化學分析”課程進行教學改革與實踐探索．在“電化學分析”教學改革的實踐過程中，實現了專業課和模塊課、傳統教學和現代教學、實驗和雙語教學、教師課堂教學和學生社會實踐的有機結合．

1 課程地位

“電化學分析”是化學工程與工藝專業的專業課程，是儀器分析中的一個重要組成部分．“電化學分析”的任務是測定物質化學組成、狀態、結構，是進行現代工業生產流程監測、自動控制、在線分析及從事科學研究的重要方法．“電化學分析”課程的教學目的是使學生了解電化學分析方法的發展和現狀，掌握現代電化學的基本分析方法．

“電化學分析”課程，是高等學校工科的本科必修課．課程教學的重點是使學生掌握電化學分析方法的基本原理和基本規律，熟悉分析技術的基本要求、使用方法和特性;了解儀器的主要結構與工作原理，全面了解電分析化學;培養學生熟練運用電化學分析方法和技術，提高解決實際問題的能力．該課程強調理論與實際相結合，通過課堂講授、實驗與自學訓練，熟練掌握該課程基礎知識，提高分析問題、解決問題的能力，使學生在以后的工作或科研中迅速適應社會要求，不但在化學理論研究、化學工業生產及科研方面發揮作用，而且能在環境、生物、藥學等領域發揮才能．

在有限的課時中達到最佳的教學效果，使學生熟練掌握各種電化學分析儀器的使用和分析方法，了解電化學分析領域的發展動態，培養通用型的化工專業人才，是“電化學分析”課程教學改革的目標與方向[1-3]．

2 課程難點與教學改革思路

2.1 教學難點

按照21世紀人才培養“厚基礎、寬口徑”的要求，需要學生打好扎實的基礎，由以前單一專業的理論學習轉向實踐性學習和綜合性理論學習[4-5]．因此，“電化學分析”課程要求學生既要具有基礎化學知識(無機化學、分析化學、有機化學、物理化學)，又要有一定的數理知識和電子知識，從而通過該課程的講授，使學生既掌握電化學分析的基本原理和基本方法，又掌握有關電化學分析儀器的工作原理、安裝調試和維修保養等知識[6-7]．

在對“電化學分析”課程教學情況的調查中，學生普遍反映:盡管儀器分析的教材不少，但專門化、系統化的完整地針對本科教學的電化學分析的教材或參考書籍較少，而且沒有習題集和相應的答案;電化學涉及的基礎知識廣泛，而教材中的內容較精簡，在有限的學時里掌握這些基礎知識有一定的困難;電化學分析實驗和現代的電化學分析儀器的界面交流語言多為外語，人機對話有一定的困難，不能更好地發揮儀器和軟件的作用;電化學分析儀器發展迅速，結構多樣，由于對儀器元件等構造的文字描述感覺抽象，難以想象出元件的具體形狀、構造及進行分析所得曲線的變化過程，所以在運用原理進行電化學分析的說明或計算分析時，常常有抽象、無從下手之感，使電化學分析學習變成了紙上談兵．

“電化學分析”課程存在教學課時少、任務重、難度大的問題．

2.2 改革思路與方法

針對“電化學分析”課程的特點和難點，應探索在有限的課時中達到最佳教學效果的途徑:在課件中結合動態分析過程，使學生更形象、直觀地理解抽象的理論和復雜的儀器工作原理;利用雙語教學的嘗試性實踐，熟練掌握儀器的使用方法，及時了解領域的動態和發展;充分發揮現代電化學分析儀器的使用和實踐，提高教學效果和質量，培養電化學分析方面優秀的人才．

為突破“電化學分析”教學中的難點，在課件制作、課堂教學模式、學生實踐內容及主動學習方面亦應進行改革．精心制作課件，突出教學重點和難點;課堂教學采用現代化教學與傳統教學結合的模式;進行必要的雙語教學，結合實驗中儀器的使用，提高專業外語水平和掌握電化學分析方法;結合暑期社會實踐、生產實習，激發學生學習興趣;滲透素質教育理念，培養學生的綜合能力和主動學習意識等．

3 課程教學改革與實踐內容

3.1 突出教學重點和難點

在現代教育理論指導下，將以往的課件制作轉變到突出學生能力的培養上來，也就是要以學生為中心，充分發揮學生的主動性，體現出學生的首創精神，讓學生有多種機會在不同的情境下應用所學的知識，實現自我反饋、自我求知，激發自我創新．結合教學實踐，針對目前在多媒體課件制作中存在的問題，組織學生積極參與，制作較高質量的多媒體教學課件，并有機結合傳統教學模式和外語教學，取得了較好的教學效果．

在分析和研究教學大綱和教材的教學內容，理解重點難點問題的基礎上，確定課件的內容、結構、表現形式和教學順序．使深奧的東西淺顯化、抽象的東西形象化、看不見的東西可見化、學習過程趣味化，從而快速有效地幫助學生理解和消化教學內容，提高教學效果．另外，課件制作和講解中既要注意單個課件的獨立性、完整性，又要注意實踐應用與其他知識的內在聯系．在課前課后，都應復習上次的重點和歸納本次教學內容的重點．在主教材和參考教材的基礎上，根據教學內容的特點精心設計的課件，可使學生利用學校的網絡平臺，下載學校BB電子教育平臺上的課件和相關資料，在課后進行充分“消化”．

3.2 突出教學目標

通過有重點地選擇不同的教學模式，突出教學目標.

3.2.1 動態分析教學模式

“電化學分析”有基礎課的理論要求，也有專業課的技能要求．考慮到計算機多媒體技術具備傳統信息交流媒體所不具備的優點:融動畫(圖像)與文字、音頻與視頻于一體，能滿足人們同時接受視覺和聽覺全方位交互感觀信息的要求.同時，既能對來自各種電子媒介和信息源的信息進行高效匯合，又允許人們通過編程與計算機進行對話，從而使人們主動控制計算機的工作．因此，在教學改革實踐中，應特別注意發揮多媒體的特長，根據教學內容的特點，精心設計、制作多媒體素材，集圖、文、聲、像的綜合表現功能，有效調動和發揮學生的主動性、積極性和創造性，提高學習效率．

“電化學分析”課程中的有些內容比較抽象，難以用語言描述，這些內容可以借助計算機展開教學，使教學由難化易，由繁化簡，從而激發學生學習興趣．通過制作多媒體、flash動畫等，使學生可以觀看到大量豐富生動的圖片、儀表的彩照和講解、儀器內部的電子元件，可以看到電化學儀器控制作用的動態過程，再結合課本的文字描述，就可以產生一點即通的教學效果．如為使學生掌握液體接界電位原理，可以通過學生制作flash，在屏幕上模擬各種離子由于具有不同的遷移速率而產生液接電位，實現動態演示，從而使學生容易領會．又如，可通過離子的交換和形象流動，使學生深切地領會和掌握雙電層結構、道南電位、膜電極電位等．采用多媒體的強大功能雖說可以吸引學生的注意，但要注意不能“眉毛胡子一把抓”，課件制作的內容面面俱到反而會降低學生的學習效率．

3.2.2 聯系實驗實踐模式

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，它強調理論與實踐相結合．對于與實踐相關的環節和教學內容，如電導滴定、pH電極、離子選擇性電極、Δ2E/ΔV2-V曲線法確定滴定電位終點法等，選擇結合實驗和生產實習，特別是結合實驗儀器的外語操作界面，通過學生的回憶和討論，通過操作講解和應用舉例，達到教學目的．

另外，要注意利用與學生經歷有關的事件或科研的成果、實驗的新方法等，幫助學生加深理解專業知識，及時了解某個領域的最新動態，營造生動活潑的學習環境，有效提高教學效果[8]．

3.2.3 雙語教學模式

雙語教育正成為中國課程改革中的一個熱門話題，是當前我國經濟發展及與國外進一步交流的迫切需要．雙語教學的目標是培養高素質的復合型、創新性人才．開展雙語教學有助于加深學生對專業概念的理解，提高專業學習質量[9]．

在“電化學分析”的實驗過程中，大多數的儀器操作軟件為英語版本，為了讓學生熟練操作儀器，充分發揮儀器的功能，在教學過程中可以滲透雙語教學．一方面要求學生在對各類常用電化學儀器的內部構造原理、外形等有直觀準確認識的基礎上，在對儀器控制系統有了動態的認識之后，在多媒體教學中，結合實驗儀器的外語操作界面，使用外語表達專業術語和操作命令;另一方面，通過原外語文獻，介紹當前電化學分析領域的最新發展動態，結合學生在電化學分析實驗、暑期社會實踐和生產實習中接觸到的電化學分析儀器，使學生在潛移默化中對各類電化學分析方法有更深的認識，使他們帶著強烈的興趣和求知欲，主動學習有關基本原理，進行操作實踐練習等，極大地提高學生的學習興趣．

3.2.4 現代網絡教學模式和傳統教育模式相結合

利用校園網絡系統，將多媒體講稿以及補充閱讀材料、習題、自主學習型課件等在網上發布，便于學生課后復習和理解講課內容．在網上建立“電化學分析論壇”，供師生間和同學間的交流．計算機、多媒體和互聯網使教學方式豐富多樣，收到了事半功倍的效果．由主教材、輔助教材、電子教案、教學網站構成的“教材”體系，為“教”與“學”營造了一個立體化的教學環境，實現了教學資源的共享[10]．

而對理論教學中的重點內容，選擇在黑板上進行板書，應用專業基礎知識和數理知識，引導學生理解和掌握，避免使用計算機多媒體帶來的學生不記筆記、抓不住教學內容重點的弊端．

另外，為實現課題實施所能達到的目標，符合教學目標的要求，根據大綱，結合在化學理論研究、實際工業生產及科研方面的情況，編制“電化學分析”課程習題集及答案，并應用于教學實踐．

4 滲透素質教育理念以培養學生綜合能力

隨著高等教育的迅速發展，實施“素質教育”已成為高等學校教育思想的主旋律．必須改革傳統的教育思想、教學方法、教學內容、教學手段等教學體系中一切不符合素質教育要求的元素，以建立起與素質教育要求相適應的人才培養模式、課程體系、教學方法、教學運行管理機制和考試評價制度[11-12]．

傳統教學的最大弊端為教師就是課堂的主宰者．應更新教育觀念，從以教師為中心走向以學生為主體，使課堂“活”起來，讓學生“動”起來．如教學大綱要求培養學生初步解決實際問題的能力，就要求學生能在課堂上，根據所學到的基礎理論知識，選擇恰當的電化學技術方法和參數，提出合理的方案，模擬數據的運行結果，學生可以根據不同的選擇得到相應的結果．

對課堂教學而言，要求不斷擴展自身的功能，努力使知識傳播與社會教育、環境教育有機結合．課件制作中要滲透素質教育理念，運用大量的素材，向學生展示綜合性知識．如微庫侖滴定分析這部分內容，運用素材，補充講述電子知識;電解分析中，講述電解在冶煉的應用、能源效率注意事項及環境污染問題．

5 培養學生主動學習的意識

在學習的過程中，學生如能正確認識學習與自身的關系、課程對自身成長所具有的價值，就會主動積極地完成將客體化的教學要求向自身主體化認識覺悟的轉化．可以通過以下方式培養學生主動學習的意識:開展暑期社會實踐活動感受的討論，增強學生的學習欲望;聯系參觀工廠工業分析過程中電化學分析所發揮的作用，強化學生的學習意識;根據不同學生的學習層次和學習欲望，安排他們參與不同的教學活動，如對課堂教學的調查、參與課件制作、對所編制的電化學分析的習題集進行意見總結和反饋等，激發其學習興趣．保持學生主動意識的良性發展，激發學生強烈的認知沖突是教師的職責．

6 結 論

從化學工程與工藝人才培養目標和培養模式出發，根據學生的情況和辦學條件，通過“電化學分析”改革與實踐課題的開展，探索培養學生具有主動學習意識、創新能力和分析應用等綜合能力的教學模式，使學生熟練掌握電化學分析基本知識、基本技能，取得了滿意的效果．

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(責任編輯: 時 新)

Teaching Innovation and Practice of Electrochemical Analysis

SHEN Hong-xia, XIE Lu-Chuan, SHEN Jing-fei, CHENG Qiong
(Department of Biology and Chemical Engineering, Jiaxing Colledge, Jiaxing 314001, China)

G642.0

A

1008-5475(2011)01-0083-04

2010-09-01;

2010-10-01

嘉興學院教改資助項目(70109066)；浙江省大學生科技創新資助項目(851909015)

沈紅霞(1972-),女,浙江嘉興人,講師,博士,主要從事電化學分析教學與研究.