鄒麗娜 李改平
鄭州大學化學與分子工程學院 河南鄭州 450000
儀器分析是化學類專業學生基礎課程的重要組成部分,是學生理解、認識和探知其它自然類學科知識的有利工具。隨著科學技術的不斷發展,儀器分析領域也出現了新的理論和技術,要實現其意義和價值的體現,就必須加強儀器分析教學的改革。當前,儀器分析的教學也面臨著新的問題和挑戰,怎樣上好這門課,實現教學目標,就需要不斷創新與總結,探尋多樣化的教學方法,完善豐富的教學內容,改進陳舊的教學模式,以此來提高儀器分析課的吸引力、感染力和時效性,體現其特色,實現其教學價值。
儀器分析和其它化學類基礎課程不同,具有較強的綜合性。要想學好儀器分析,必須對有機化學、無機化學、分析化學、物理和數學等相關知識有全面的掌握,因此,儀器分析課程一般開設在大三講授。另外,其邏輯性并不強,每一類方法都有其對應的獨立的理論、設備和技術,可單獨列出進行講授。最重要的一點,它是一門實用性很強的學科,其主要任務包括測定物質的含量、化學組成、元素種類、分子結構、空間構象、微觀形貌甚至是化學反應過程中的能量變化。針對不同的測定對象,根據不同的測定任務,可選擇不同的分析方法。因此,儀器分析課要想在有限的時間內達到教學目的,收到好的教學效果,就要根據其特點運用適當的教學方法,把課程講到“入耳”、“入腦”、“入心”,增強課程的互動性與實效性。
在教學方法上,任課教師要大力開展啟發式教學,積極調動學生的主動性與互動性,針對不同的教學內容,結合一些具體案例,如:在講授電位分析法中溶液pH值的測定時,可與之前滴定分析中溶液pH值的測定方法相對比,引導學生總結出兩種方法的不同點、相同點和各自的優缺點,從而加深對理論知識和實際應用的融會貫通。
任課教師還可以通過讓學生進行課堂討論這一形式進行教學,就一些實際檢測樣品,讓學生們課前搜集相關資料,課堂上實行小組討論,制定出各組的檢測方案,針對不同檢測方案,小組間再互相討論,論述各自的方案依據,鍛煉學生自主學習和知識運用能力。例如,以檢測溶液中微量的Ag離子含量為例,可選擇哪種分析方法,是否只有一種方法適用,討論不同方法的特點,引導學生了解各種方法的適用條件,不同的方法在測定結果上會有什么差別,最后讓學生指定出具體的實驗步驟。通過讓學生參與到實際教學中,提高學生的學習主動性,活躍課堂氛圍。
現代教育技術集聲、文、圖、像于一體,知識信息來源豐富、容量大、內容充實、形象生動而更具吸引力。尤其是對于儀器分析課程,涉及到各類精密儀器,課堂教學難以實現儀器的現場講解。所以,更應該以現代信息技術手段為平臺,制作教學多媒體課件,以動畫的形式將儀器搬進課堂,使學生對儀器的認知從想象變為現實,從抽象變為形象,增強課堂吸引力,豐富教學內容。
此外,在授課方式上,除了傳統的課堂授課,還可借助現代教育技術開設線上或線下課堂,有些高校如鄭州大學已開設慕課進行網絡授課,學生在慕課平臺上能夠進行學習、交流、測試等等。這種形式使課程視頻化、數碼化,有利于知識的傳播,幫助學生回顧,提高學習效果。但在利用現代教育技術的過程中也要做到有節有度,不能完全依賴于現代教育技術,也需要正常的課堂教學環節,并且要做到心中有數,而不是簡單的信息堆積。
儀器分析是一門現代分析技術的綜合類學科,伴隨著科學發展和技術創新同步發展,因此單純教材上的內容有時跟不上實際應用的需要。在為學生講解基礎理論知識的前提下,應適當及時地引入書本之外的當代儀器分析技術新方法和新理論,幫助學生了解儀器分析發展的歷史,同時引導學生關注其發展的前沿和方向,增強學生的創新和開拓意識。通過一些重大問題解決的實際案例,突顯該課程的重要性和實用性。例如在人類基因組計劃中,毛細管電泳技術的發明和應用。
儀器分析涉及到許多精密儀器,單純的課堂授課過于抽象,不利于學生對知識的理解和應用,因此實驗課的意義就顯得尤為重要。學生通過做實驗,首先可以直觀的觀察到所使用的儀器;每種儀器的設計和使用是在相應的理論指導下完成的,學生通過具體操作可加深對知識的理解和應用;根據學生的實驗結果,任課教師可及時掌握學生對知識掌握的情況,及時對薄弱環節進行加強和鞏固,從而提高教學質量。
儀器分析的發展已超越化學領域,與物理、計算機、材料、數學等學科交叉、滲透,其應用也擴展到生物、天文、環境、醫藥學等各個領域。在化學及相鄰學科前沿的重大科學發現和突破中,都離不開儀器分析的發展和創新。儀器分析課程的改革是提高其教學質量的重要途徑,只有讓學生學有所獲,學以致用,才能體現這門課程的意義和價值。