材料化學專業儀器分析教學改革實踐范文

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摘要:

從材料化學專業的人才培養目標出發,結合儀器分析學科的特點,針對上海第二工業大學環境與材料工程學院實際情況,闡述了儀器分析課程教學體系的構建,從教學內容、教學方法等方面對儀器分析教學改革進行了探討。

關鍵詞:

材料化學專業;儀器分析;教學改革

材料化學專業是材料科學與現代化學相結合的新興交叉邊緣學科。上海第二工業大學材料化學專業以綠色電子材料為培養特色,與學院環境工程專業電子廢棄物資源化方向互為補充,以社會需求為導向,為電子信息產業中電子產品制造及其廢棄物資源化處理等重要領域培養具有寬厚材料化學專業知識、掌握科研技能和具備創新能力的應用型人才?！皟x器分析”是一門介紹如何利用現代儀器分析手段來獲得物質的組成、結構、性質以及某些化學過程的原理的課程[1]?？茖W技術的進步,在促進儀器分析技術飛速發展的同時,也使儀器分析手段在材料科學領域起到至關重要的作用?！皟x器分析”已成為材料化學專業重要的專業基礎課程。對儀器分析相關理論課程與實踐課程進行教學探索,一直是當前教學改革的重點和熱點[2-5]。以上海市為例,設置材料化學專業的院校共有4所,包括復旦大學、華東理工大學、上海第二工業大學及上海電力學院,每所學校均將儀器分析教學根據專業培養特點進行了系列規劃。詳見表1。為滿足專業需求,構筑以學生為主體、以實踐能力培養為中心的教學理念,探索符合應用創新型人才培養的教學模式,筆者從上海第二工業大學材料化學專業儀器分析相關系列課程多年的教學經驗出發,對課程體系的構筑與實施進行了探索研究。

1儀器分析課程教學體系的構建

儀器分析是化學、物理學、數學和計算機科學等多學科交叉滲透、相互關聯的綜合性學科,是理論性和實踐性很強的應用性學科,具有發展性和前沿性的特點,隨著科學技術的發展,現代分析儀器匯集了眾多學科的前言理論和最新成果。因此,儀器分析課程具有理論深、實踐強、更新快的特點[6]。然而,在很多大學課程體系安排中,儀器分析課程教學面臨著諸多的矛盾,如課時少與教學內容多的矛盾,教材內容更新慢與學科發展快的矛盾,教學設備嚴重短缺與學生人數多的矛盾,理論知識講授多與實踐應用安排少的矛盾[7]。上海第二工業大學材料化學專業“以適應學科發展需要,體現學科進展,提高素質能力,加強實踐應用”為原則,在儀器分析課程體系安排中,精簡化學分析,增加儀器分析的比重,特別是增加適應學科發展的儀器分析方法的應用實例,有利于培養學生創新能力和實踐能力的培養。同時,隨著近年來教育投入的增加以及為了積極適應現代儀器分析的發展和對學生實踐能力、創新精神培養要求的提高，上海第二工業大學引進了大量分析儀器,將大型分析儀器培訓與操作納入儀器分析課程體系中,注重學生實踐能力的培養,實現與材料相關領域儀器分析操作應用的零對接。該校材料化學專業儀器分析教學體系是由本科生第3學期的分析化學(包含儀器分析)理論與實踐課程、第5學期的材料分析與測試課程,以及第2、5、6學期的儀器培訓實踐課程構成的,從大學二年級開始的學生參與教師科研的活動也是這個體系的重要組成部分。其中“分析化學”和“儀器培訓”為必修課,“材料分析與測試”為限選課。目前,這一系列教學工作已初步形成了具有特色的實踐教學新體系,在為學生打下堅實的儀器分析理論與實踐基礎的同時,充分發揮大型儀器對應用型創新人才的培養功能,基本上達到了預期的優生優培、因材施教的目的。

2根據培養目標組織教學內容

“儀器分析”作為材料化學專業本科生的專業基礎課程,在內容上一定要保證學生掌握主要的、常用的分析儀器的原理、方法、性能、操作及應用等知識。如在分析化學課程的儀器分析部分要求學生掌握色譜分析、光譜分析等方法的原理、操作和應用。但是由于學時的原因,不能夠面面俱到地進行介紹,由于后續還有儀器培訓課程,故只需對部分內容重點講授,使之與后續儀器培訓課程成為互補。在內容選擇時,主要使學生掌握各類基本儀器的原理、構造和應用特點,為將來的進一步實踐操作和應用打好基礎。由于“儀器分析”具有內容新、更新快的特點,教師在教學過程中應該根據教學和培養學生的需要,跟進儀器分析相關的研究前沿,以拓展學生的知識面,促進學生創新能力的培養。儀器分析學科具有系統性與完整性,但是仍然存在一些不足,例如在教學中主要注重理論論證,與實際就業崗位需求脫節;實驗教學主要為學生提供感性認識,對學生能力培養的重視不足[8]。為此,我們提出利用儀器培訓實踐課程使課程內容貼近就業、貼近熱點,反映學生未來工作的實際,教學原則以就業為導向,教學內容與學生未來就業領域關系密切。實踐證明,這些與就業領域相關的教學內容不僅能激發學生的求知欲,還大大提高了學生在實際就業崗位的實踐能力。

3教學方法與教學手段的改革與實踐

開設“儀器分析”課程是為了讓學生更好地掌握分析儀器的理論知識及相關儀器使用的方法,理解理論知識在實際操作中的運用。該課程著眼于學生素質、創新精神和創新能力的培養,實現學生的全面發展,使學生更好地適應未來社會對于人才的需要。因此,儀器分析課程在教學方法與教學手段上都應該適應新時期人才培養的需要。近幾年來,筆者對“儀器分析”課程在教學方法與教學手段上進行了改革和實踐,采用符合學生實際的教學方法和現代化的教學手段,取得了良好的效果。

3.1采用興趣驅動教學方法,激發學生學習興趣儀器分析的基本概念是基于化學、物理、數學等基礎課程的,因此,要清楚透徹地理解此課程的基礎理論就必須充分聯系已學過的知識,這對學生綜合運用基礎知識的能力要求較高,學生學起來往往有些困難。為此,筆者采用興趣驅動教學方法,將科學研究的新成果引入課堂教學,讓學生了解到儀器分析發展的最新動向,開拓視野,激發學習興趣。例如:紅外光譜以往主要用于有機化合物/高分子化合物的鑒定和分析,然而隨著科學技術的迅猛發展,紅外光譜的應用不再局限于此,現在已成為原位表征、反應機理研究的有效工具。將這些新知識、新領域適時地反映到課堂上,對教和學都起到了很好的促進作用,并以動畫、圖片和音視頻等形式展現給學生,調動他們學習的積極性和主動性,效果顯著。

3.2采用啟發式、討論式教學模式在教學的過程中適當采用啟發式、討論式教學模式,使學生充分投入到課堂教學過程中,將教師的身份由知識供給者變為學習指導者,將學生由被動學習者變為主動參與者,力求每個學生以一個學習主體的身份出現。教師根據授課內容的需要編制一些討論題,在課堂上以提問的方式,引導學生積極思考,并應用所學知識解決問題,使學生參與到教學過程中來?；蛘卟捎谜n堂討論的方式,讓學生將他們對知識的理解、解決問題的思路講出來,教師則以傾聽為主,通過點評及時糾正學生的錯誤,另一方面也有利于教師適時調整教學思路,不斷提高教學水平。

3.3采用研究式教學方法,注重學生思維及創新能力的培養在學習分析化學(大二)期間,鼓勵學生跟隨教師開展科研活動,在研究中加深對基礎知識的理解,利用現代分析儀器手段,充分提高利用理論知識解決問題的能力和實踐創新的能力。在參與科研的過程中,多位學生獲得了上海市和國家創新計劃資助,并在國內外期刊發表了多篇論文。

3.4注重實踐教學,強化理論知識在實踐中的應用,鍛煉學生動手能力在實踐教學中,通過開設綜合性、設計性實驗,激勵學生學以致用,在實踐中加深對教學內容的理解。在實驗過程中,學生始終是實驗活動的主體,有利于發揮學生的主觀能動性和創造性,給學生提供更多的適合自己特點的實踐與創新的機會,使學生真正體會到從準備實驗開始直到實驗完成的全部過程,使實驗過程更接近于實際分析工作過程,達到真正培養學生科學素養的目的,為后續畢業設計打下堅實的基礎。3.5構建網絡教學平臺支持下的網絡課堂面對儀器分析技術和手段的不斷更新,筆者在教學中促使學生充分利用網絡資源,鼓勵他們利用中國期刊網及相關的英文網站查閱文獻,了解本學科的發展動態,認識基礎知識應用的實例,并知曉自己知識和能力的不足,進一步激發學生們的學習積極性和主動性。依托上海第二工業大學課程中心網站,不斷豐富網絡教學資源,為學生通過自主學習來掌握新知識創造條件。筆者在網站中放置了內容豐富的教學輔助材料,包括習題集、試卷庫、課程教學錄像、多媒體課件等教學輔助材料,讓學生檢索相關內容,以擴大知識范圍,加深知識層次,同時滿足少課時和大信息量的需要,提高學生自主學習的積極性。通過上海第二工業大學課程中心網站,學生可以方便地在網絡上看到專業教學計劃、課程教學大綱、授課教案、習題、實驗指導等,以加強學習效果,提高教學質量。利用論壇、QQ和飛信等方式及時答復學生課程中的疑問。網絡課堂的建設和使用,使更多的學生從中受益,充分發揮學生自主學習的能力。

4結語

隨著材料行業的飛速發展,材料已廣泛應用于科學技術的各個領域和日常生活的每個角落,材料科學的發展對人才培養提出了新的要求,需要大批高層次的掌握材料分析的科研和技術人員。為積極適應人才培養的需求,筆者通過構筑新型儀器分析教學體系,根據人才培養目標進行儀器分析教學內容改革,結合理論與實踐教學,立足學科特點,順應學科發展的前沿方向,改進教學方法,激發學生學習的興趣,充分調動學生的主動性,培養學生良好的科學精神和創新意識,為后續專業課程的學習奠定堅實的基礎,為電子信息產業中電子產品制造及其廢棄物資源化處理等重要領域培養合格的分析檢測人才,以及掌握科研技能和具備創新能力的應用型人才。

參考文獻:

[1]盧玉坤,呂仁慶,于劍鋒,等.《儀器分析》課程改革初探[J].廣州化工,2011,39(19):143-146.

[2]王琦,張思銳.儀器分析課程教學與實驗改革[J].大學化學,2006,21(2):22-24.

[3]陳浩,李慶,李勝清,等.儀器分析課程教學改革與實踐[J].大學化學,2006,21(3):20-22.

[4]王安亭,孫雪萍.儀器分析課程教學改革調查及對策分析[J].大學化學,2008,23(5):20-24.

[5]王霆,張鋒,陳立鋼,等.儀器分析綜合運用及創新能力的培養——淺談儀器分析實踐教學體系的構建[J].大學化學,2011,26(6):21-23.

[6]杜甫佑,阮貴華,李建平,等.以《儀器分析》教學改革為契機,培養學生創新能力[J].廣州化工,2011,39(3):177-178.

[7]馬祥英,陳其鋒,許海棠.儀器分析實驗課程改進與實踐[J].實驗科學與技術,2013,11(2):76-78.

[8]張英,楊劍,羅大為.以企業崗位需求為核心的高職分析化學課程改革與實踐[J].廣東化工,2013,40(13):254-255.

作者：邴乃慈 朱路平 王利軍  于偉 朱志剛 吳益華 單位：上海第二工業大學環境與材料工程學院