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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇分析化學范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:分析化學 測試 綠色技術
一、分析化學概念
分析化學主要是關于研究物質的含量、結構、形態以及組成等化學信息的分析理論以及方法的一門學科,是化學學科中一項重要的分支。分析化學的主要任務是進行分析物質的化學組成和化學各種物質的含量以及進行化學結構的分析。并且對于分析化學的分類方式有很多種,針對不同的分析方法有不同的方法,如果根據分析對象不同可以分為有機分析化學和無機分析化學,如果根據分析目的不同,則可以分為定量分析、結構分析和定性分析,如果根據分析化學的原理不同,則可以分為儀器分析和化學分析,其中儀器分析的方法也有很多種,儀器分析主要是根據物質的化學性質和物理性質進行測量化學物質的含量以及結構組成,儀器分析還可以分為光學分析、電化學分析以及色譜分析等分析方法,化學分析主要是根據物質的化學性質進行測定化學物質的組成和成分含量[1]。
二、分析化學測試技術
1.近紅外技術
近紅外光譜技術主要是由分子內基團振動的合頻吸收和倍頻吸收而產生的,并且由于物質的化學分子的合頻吸收和倍頻吸收的強度比較弱,所以這就為樣品不經過稀釋處理就能夠直接進行原樣測定分析, 近紅外光譜化學測試技術常用的測量技術為漫反射法、反射投射法以及投射法等。在對樣品進行測試的過程中主要根據樣品對近紅外光線的透光情況進行選擇具體的測量技術。 如果在進行測試的過程中,反射投射法、漫反射法以及投射法三種測量技術相聯合起來,則可以對各種形態的樣品進行測量[2]。比如在對化學樣品進行采用近紅外測技術進行測試的過程中,將上述三種技術結合起來可以直接進行測量塊狀、粉末狀、液體以及固體等。近紅外分析化學測量技術是一項受分子因素的影響非常小的技術,所以這種技術能夠廣泛應用于各種環境下進行測試。
近紅外技術主要的優點為測試簡單、 方便、快速,還能夠保持原樣測量,所以這種技術可廣泛應用于食品、藥物、農產品以化工產品的分析。并且由于近紅外吸收比較弱,所以在分析化學測試的過程中,不需要對液體化學試劑進行稀釋,并且對于固體的粉末也不需要進行預處理,從而能夠避免由于在預處理的過程中出現廢液廢渣或者是由于熔劑揮發等原因對環境造成影響,所以這種分析化學測試技術被稱為是綠色分析技術。
2.毛細管電泳技術
毛細管電泳又被稱為是高效毛細管電泳,這種分析化學測量技術主要是一種以毛細管為主要的分離通道,并采用高壓直流電場為驅動力,根據樣品粒子之間的遷移速度而實現一種分離方法,這種技術是現代分析化學上的一種較為前沿的研究技術。毛細管電泳技術具有方便快捷、容易清洗、分析的時間短、以及柱架低,并且不污染環境,所以這種技術也被成為是綠色分析化學測試技術。這種技術在一般的情況下,可以配成懸浮溶液或者溶液的樣品,并且還能采用毛細管電泳對樣品進行分析,這種技術目前被廣泛應用到醫藥科學、臨床醫學、生命科學以及分子生物學等各個領域中。
3.X射線熒光分析法
X射線熒光分析法主要采用 高能粒子和樣品原子碰撞而產生的一種X射線,并且還能夠將原子內層的電子逐出而形成空穴,從而使原子處于激發狀態,這種激發狀態的離子壽命非常短,如果 外層的電子向內層空穴進行進入時,則多余的能量就會以X射線的形式發射出來。從而產生一種新的X射線。這種分析化學技術具有準確度高、分析速度快、分析的范圍廣以及方便快捷的特點,并且X射線熒光分析技術能夠在原位進行收集或者采樣數據,并且從在對樣品進行收集、采樣、分析測試等各個階段中,不需要對任何采用溶劑、而且在使用的過程中也不會產生任何的有害的物質,這種技術目前已經廣泛應用到礦山、地質、商檢以及環境保護等各個領域中[3]。并且在一定的條件下,X射線的強度與分析元素含量之間存在線性關系,從而可以為X射線熒光的定量分析和定性分析提供有力的理論依據.并且據有關學者采用X射線熒光分析分析了鐵、鈦以及鎂等金屬材料,取得非常好的效果。
三、總結
分析化學是化學學科中重要的一項分支學科,隨著分析化學測試技術不斷的研究發展以及綠色分析化學技術的應用,分析化學技術將從單一的形態發展到現代分析技術,并且將為解決環境污染問題、生物科學問題以及食品的安全等各個方面的內容提供的幫助。并且今后無污染、高技術、高性能以及自動化的分析化學測試將成為今后分析化學發展的重要的方向,將進一步擴大分析化學的應用領域。
參考文獻
[1]張思華,繆應菊,史曉杰,王亞明.原位測試技術在催化研究中的應用[J].工業催化,2009,17(2):16-20.
教師作為課程教學改革活動的實施者與組織者,他們的教學方式、教育思想直接影響著教學改革是否能順利開展并有效實施。教師應該在深刻認識到傳統教學中存在問題的基礎上樹立新的教學理念,從以傳授知識為主的應試型教育,轉變為以培養學生實踐動手操作能力、職業素養、創新精神為主要目標的“理實一體化”教學模式,從以教師為課堂教學中心的注入式教育,轉變為以教師主導作用和學生主體作用有機結合的素質教育,從培養應試教育人才,轉變為培養素質教育人才?!袄韺嵰惑w化”教學模式借助現代化科技手段的新型教學模式,并且結合本校實際情況,重新確定了分析化學課程所需掌握的基礎理論知識,并強調了基礎教育改革課程理念在化學分析課程教學中的滲透,同時增加了綜合型問題、研究型問題與創新型問題等課程內容的教學,對課堂教學內容進行優化重組,進而形成“基礎型-綜合型-創新型”的教學新體系。例如,在分析化學實驗教學中,分別設計以基礎技能為主的實驗、知識與技能綜合性驗、具有開放性的創新型實驗,在基礎技能實驗中,教師精心挑選出化學分析課程的精髓,如分析天秤稱量練習、滴定分析法操作,重點訓練學生的基本操作技能,并且理解“量”的具體含義。在綜合性實驗中,設計了如雞蛋殼中鈣含量的測定、自來水中氯離子含量的測量、奶粉質量中重要指標的測定等創新性實驗,讓學生學會對知識的遷移能力,以及能夠靈活地運用分析化學的理論知識、化學實驗儀器,解決實際問題,有利于學生創新思維能力的培養。這樣讓學生在做中教,教中學,加強學生在校學習內容與實際工作之間的聯系與一致性,進而實現理實一體化教學模式。
2重組教學內容,課程設計模塊化分析化學課程
“理實一體化”教學模式,是將理論知識講解與實踐教學、實驗教學有機融合的一種模式,其在教學內容上的構建上,應以“實用為主,夠用為度,應用為本”為選擇依據,改變原來課程的教學順序與教學體系,對教學重難點進行重組整合,分為若干個項目模塊,同時結合分析化學課程專業崗位技能要求,重點挑選出常見的化學分析方法、實驗原理、實現現象,弱化理論知識的推導驗證,加強分析化學實驗與實際應用教學的比例,以突顯出崗位的需求。并將理論知識的教學巧妙地融入到實踐教學中去,然后以實踐應用為主,理論知識為輔,組織課堂教學知識點,設計出從淺入深、從簡到難的課程項目。當前分析化學課程教學,多年來局限于傳統的教學模式,學生的實驗操作技能和實踐能力培養已經不能滿足行業于企業的要求,為此,我們通過對化工行業與企業的調研,與企業共同解析化工生產和分析檢驗的主要環節,針對每個項目的技能關鍵點設計技能模塊,按照技能模塊組織教學。主要分為分析天秤與稱量技術、誤差與分析數據處理技術、滴定分析常用儀器操作技術、酸堿滴定技術、氧化還原滴定技術、配位滴定技術、沉淀滴定技術、電位分析技術、紫外可見光譜技術、原子吸收技術、氣相色譜技術、高效液相色譜技術共12個項目。這些項目基本包含了分析化學中所常見的四大分析方法與實驗儀器分析,為了突出課程的實用性,在項目開始前,教師將所涉及知識點通過統一講解與學生自學的方式,讓學生掌握基本的理論條件,然后再進行實驗項目。讓學生在完成項目的過程中,學習新知識,邊做邊學,進而提高學生在分析化學方面的職業技能水平與實踐能力。
3改變教學方式,模塊教學現場化
分析化學課程傳統的實踐教學由于受到經費、條件、環境等方面的限制,難以適應教學改革與應用型人才培養的實際需求。為此,在“理實一體化”教學模式下,應打破傳統教學中的課堂講解方式,將分析化學的專業知識與專業技能融合教學,以“課堂-工作間”的方式,把教室搬到車間、實驗室、化驗室進行現場教學,學生邊學邊做,讓學生完全參與到生產實踐過程中去,打破以往傳統的黑板上講解分析化學的抽象、脫離實際、空洞的教學方式,推行理實一體化課堂,將專業知識與專業技能教學有機結合,讓學生在做中學,在學中做,形成教、學、做合一,讓學生完全地參與到實踐生產中去。課外教學實踐是幫助學生熟悉職場環境、掌握工作技能的重要途徑,通常采用任務式教學模式,讓學生們在自主探索中發現問題,并且不斷地總結出完成任務的方法。例如,可以讓學生幾人一組,成立調查小組,分別調查在某一養雞場內,其土壤與飼料中重金屬離子是否超標,含量、分布情況。不同的學生會對于同一個問題分析的角度不同,課外教學實踐有利于拓寬學生的視野范圍,增強學生的團隊協作能力、人際交往能力。此外,學校還可以與企業、實驗室進行長期的合作,為學生提供實習基地,這樣實現產、學、研三方面的綜合,不僅為學生創造了良好的實踐機會,促進了學生適應工作環境能力,而且學生在理論聯系實際中發現了問題,可以有效地為企業提供技術支持,幫助他們解決企業生產中的問題。如與某水檢測實驗室建立合作,學生參與到水質監測、樣本采集、數據分析等工作;與某農業局建立合作,學生參與到土質土壤的pH值、有機物質、含氮量、含磷量等項目的分析監測工作。通過實踐教學現場化,有利于強化學生的自主學習能力、社會適應能力、溝通能力、心理承受能力與實踐動手應用能力。
4以培養創新型人才為導向,構建科學考核體系
分析化學課程理實一體化教學改革,應以培養應用型、創新型人才為價值導向,構建科學的考核體系。將課程考核分為理論知識與實踐操作兩部分,學生總成績考核體系組成:40%化學理論知識考核+20%平時成績+40%實踐操作技能。實踐操作技能部分,主要從學生實驗操作規范性與熟練性、實驗數據處理、實驗報告撰寫等方面進行考核,平時成績根據學生的日常學習態度、上課考勤記錄、課堂參與度、課后作業等方面給予綜合評分,要讓學生通過分析化學課程的學習,提高自身的化學檢驗、化學分析等方面的能力,使其專業技能達到國家所頒布的化學分析工種的職業要求標準。
5結語
綜上所述,“理實一體化”教學模式在分析化學課程改革中的應用,通過對課程教學內容進行合理重組,創新教學體系,課程設計模塊化,項目設計現場化,同時采取豐富的教學手段與方式,有效地彌補了傳統分析化學課堂教學中的不足,調動了學生的學習熱情與興趣,提高課堂教學效果的同時,為滿足社會、企業發展需求培養出具有高素質、高水平、創新型、應用型的人才,為學生將來的就業奠定堅實基礎,符合當前本科教學改革發展要求。
作者:孫強強 單位:商洛學院化學工程與現代材料學院
參考文獻
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分析化學實驗報告格式1.實驗題目 編組 同組者 日期 室溫 濕度 氣壓 天氣
2.實驗原理
3.實驗用品 試劑 儀器
4.實驗裝置圖
5.操作步驟
6. 注意事項
7.數據記錄與處理
8.結果討論
9.實驗感受(利弊分析)
分析化學實驗報告范文實驗題目:草酸中h2c2o4含量的測定
實驗目的:
學習naoh標準溶液的配制、標定及有關儀器的使用;
學習堿式滴定管的使用,練習滴定操作。
實驗原理:
h2c2o4為有機弱酸,其ka1=5、9×10-2,ka2=6、4×10-5、常量組分分析時cka1>10-8,cka2>10-8,ka1/ka2<105,可在水溶液中一次性滴定其兩步離解的h+:
h2c2o4+2naoh===na2c2o4+2h2o
計量點ph值8、4左右,可用酚酞為指示劑。
naoh標準溶液采用間接配制法獲得,以鄰苯二甲酸氫鉀標定:
-cook
-cooh
+naoh===
-cook
-coona
+h2o
此反應計量點ph值9、1左右,同樣可用酚酞為指示劑。
實驗方法:
一、naoh標準溶液的配制與標定
用臺式天平稱取naoh1g于100ml燒杯中,加50ml蒸餾水,攪拌使其溶解。移入500ml試劑瓶中,再加200ml蒸餾水,搖勻。
準確稱取0、4~0、5g鄰苯二甲酸氫鉀三份,分別置于250ml錐形瓶中,加20~30ml蒸餾水溶解,再加1~2滴0、2%酚酞指示劑,用naoh標準溶液滴定至溶液呈微紅色,半分鐘不褪色即為終點。
二、h2c2o4含量測定
準確稱取0、5g左右草酸試樣,置于小燒杯中,加20ml蒸餾水溶解,然后定量地轉入100ml容量瓶中,用蒸餾水稀釋至刻度,搖勻。
用20ml移液管移取試樣溶液于錐形瓶中,加酚酞指示劑1~2滴,用naoh標準溶液滴定至溶液呈微紅色,半分鐘不褪色即為終點。平行做三次。
實驗數據記錄與處理:
一、naoh標準溶液的標定
實驗編號123備注
mkhc8h4o4/g始讀數
3、產物粗分:
將接受器中的液體倒入分液漏斗中。靜置分層后,將下層的粗制溴乙烷放入干燥的小錐形瓶中。將錐形瓶浸于冰水浴中冷卻,逐滴往瓶中加入濃硫酸,同時振蕩,直到溴乙烷變得澄清透明,而且瓶底有液層分出(約需4ml濃硫酸)。用干燥的分液漏斗仔細地分去下面的硫酸層,將溴乙烷層從分液漏斗的上口倒入30ml蒸餾瓶中。
接受器中液體為渾濁液。分離后的溴乙烷層為澄清液。
4、溴乙烷的精制
配蒸餾裝置,加2-3粒沸石,用水浴加熱,蒸餾溴乙烷。收集37-40℃的餾分。收集產品的接受器要用冰水浴冷卻。無色液體,樣品+瓶重=30、3g,其中,瓶重20、5g,樣品重9、8g。
5、計算產率。
理論產量:0、126×109=13、7g
產率:9、8/13、7=71、5%結果與討論:
一、分析檢驗崗位的分析化學實驗實訓教學改革與實踐的必要性
傳統分析化學實驗主要包括兩大部分,第一,定量分析,沒有很強綜合性的實驗內容,不能充分了解和反應實際分析檢驗的情況。第二,定性分析以硫化氫為主線,存在很多復雜內容,是驗證性實驗,無機化學中已經對許多離子反應進行了實驗。傳統實驗方式比較重視菜譜式操作,教師完成所有試驗儀器的調試和藥品的配制,甚至交代清楚所有試驗注意事項以及實驗細節,學生僅僅只是依據實驗課本進行操作就可以,完成稱量、標定、測定的基本操作后,甚至不進行實驗也可以完成報告。上述教學方式缺少創造性和思維訓練的影響和激勵,導致學生不能充分認識實驗操作和內容實用性以及重要性,導致學生對化學實驗不感興趣,形成不規范的基本操作,學生分析、解決問題的能力和動手實踐操作能力不是很高,不能及時解決崗位工作中出現的問題。近年來,國家開始大力改革分析化學實驗實踐教學,主要就是不斷培養學生能力和技能,已經獲得了一定的改革經驗,但是從理論到理論、從課堂到課堂還是會出現問題。高等院校不斷擴大招生范圍,學生之間存在很大差距,主要目標就是培養應用人才,為保證能夠學以致用,逐漸朝著應用型人才方向改革分析化學實驗教學。
二、分析化學實驗教學的問題
傳統分析化學實驗教學主要模式是教師講課,學生操作,教師指導,教師會講解好試驗中需要的一切事宜,一般都是驗證性試驗,很少進行綜合實驗和設計實驗,單一、機械的實驗方式,學生只能得到單一的結果,不能激發學生積極性,限制學生發展和培養創造性思維,并且也會限制教學師資力量和教學力量,大大降低實驗課時,導致實驗項目和內容都相對簡單,學生實際操作機會很少,不少學生不能充分認識實驗的重要性,不能激發學生學習興趣和實驗能力,實驗的時候不規范、不嚴謹的操作,解決問題、分析問題的能力不是很高,不少學生在考試的時候還不具備基本操作技能,不能滿足社會發展和企業實際崗位需求。如,不少學生實驗的時候不能規范使用天平,天平里散落藥品、稱量時不關天平門、隨處亂記數據;不少學生在實驗的時候不能正確使用錐形瓶和滴定管,錐形瓶不搖晃就實驗;讀取滴定管數據的時候,學生不能在垂直地面的時候從滴定架上取下滴定管行讀數。不少學生不清楚有效數字的概念,試驗中實際應用的時候,不能正確記錄滴定管數據;分光光度實驗的過程中,分組進行,不少學生不親自實驗操作,或只進行一次試驗,促使不能合理應用實驗設備等,此外,不完善的實驗考核制度,評定學生實驗成績的方法比較簡單,考核學生成績的時候,存在很大主觀性,不能全面考核每一個學生。
三、分析檢驗崗位的分析化學實驗實訓教學改革措施
(一)開設單獨實訓課程,提高實驗實訓教學內容和學時
對于現階段分析化學實驗教學中存在比較少的實驗項目和實驗學時,不能符合設計職業需求以及社會發展需求。不少大學開始大力改革應用化工技術的學科,在不降低教學內容和分析化學實訓項目的前提下,單獨開設化學檢驗職業技能實訓課程,包括三種實訓課和三十學時理論課,從而提高教學實訓內容和學時,教師授課的時候盡可能選擇具備雙師素質的教師,對實訓教材內容進行精選,單獨對實驗內容進行考核,為進一步研究和獲得分析檢驗職業證書和學生技能提供基礎,為學生創造就業條件。
(二)加強實訓過程控制以及基本技能操作訓練
分析化學實驗實訓教學中最重要的就是三周實訓,提高實訓過程控制和訓練基本技能的力度,需要教師不斷規范基本操作技能,精心輔導、親自示范、嚴格要求,并且對試驗中可能會出現的錯誤及時進行修正,技能訓練始終貫穿在實驗中。為了能夠提高學生規范實驗操作的能力,快速掌握實訓技能,在教學過程中老師可以把實驗中容易出錯的部分變成順口溜,邊朗讀、邊操作,從而有效提高和方便學生記憶以及實際操作。如,滴定操作的時候基本口訣是,右手拿瓶,左手握塞,肘部固定,轉腕搖晃。操作移液管的時候,右手持管按食指,吸取溶液先潤洗,放溶液45度器壁,放完再停15秒。依據上述操作口訣學生可以通過觀察、模仿以及反復練習來逐漸完成試驗的基本操作,并且實驗中需要正確記錄試驗數據,如在分析萬分之一天平的時候,需要在小數點第四位記錄稱量數據,記錄常用滴定管數據的時候,需要在小數點第二位進行記錄[5]。實驗過程中由于學生思維能力、心理素質、知識水平以及操作技能等存在一定差距,促使教師實際教學中需要合理控制實訓過程,并且分別指導學生不規范實驗操作行為,集中分析和點評學生共性問題,保證可以在課堂上解決學生的問題。教師需要啟發和引導解決問題的時候應用理論,激發學生敢于質疑、善于思考的能力,從而培養學生創新能力、獨立思考、主動學習的技能。完成實驗以后需要及時總結和分析學生的錯誤操作,對課堂知識進行鞏固,避免以后出現類似錯誤。
(三)全過程分析檢測實訓,增加學生的創新能力
基本完成實驗實訓操作規范以后,還需要全過程分析學生化學實驗實訓的內容,從而可以有效增加學生創新能力,保證學生可以完全符合崗位實際需求?;镜姆绞骄褪牵瑢嵱栔袑λ袑W生進行分組,正式實驗之前把實驗需要的題目分給每組,學生需要依據每組的實際題目來查閱相關文獻和標準,獨立設計化學檢驗方案,主要有分析試劑、分析實驗方法、分析儀器、分析計算公式、分析步驟,等老師修改審批一會,實際對實驗進行具體全程操作和檢驗,對比分析老師的計算結果和每組學生的計算結果,看哪組擁有更高準確率和小的誤差,通過試驗中學生的表現和結果,來合理、公平、客觀的分析和評價,不僅能夠激發學生的主動性和積極性,還能夠提高學生創新能力。
(四)樹立量的準確概念,培養學生誠信敬業、嚴謹求實的作風
樹立量的準確概念,學生誠信敬業、嚴謹求實的作風,不斷規范、正確的記錄化學實驗數據是分析實驗實訓的基本目的。所以,教師需要培養學生準確記錄試驗數據的習慣,不可以隨意記錄,并且還需要老師確認和簽字,要求一些不符合誤差規范的學生重新進行實驗,此外,培養學生敬業和誠實精神,保證具備真實可靠的處理數據,不能為了實驗對數據進行造價。報告中需要合理分析和討論實驗現象,準確分析實驗結果和誤差原因。
(五)量化考核制度,提高通過率
考核分析化學實驗實訓是相關部門要求持證上崗、技能考試的基本方法,主要包括實際操作和理論知識兩部分,卷面滿分100分,及格標準是60分。理論考試試卷是閉卷考試,總共100道題,都是和實際操作和理論知識相關的判斷和選擇。實際操作就是量化以及細化考核制度,在規定時間內要求學生進行實驗,主要包括正確使用酸度計、滴定管、容量瓶、天平、分光光度計等,準確記錄和處理實驗數據以及結果,教師依據實際規定排現場量化測定結果和操作步驟,對所有操作都進行打分,不僅需要規定時間,還需要有規范需求,每個老師對二十個學生進行考核,保證能公正、公平的考核,對于偽造數據、不認真操作實訓過程進行扣分,重新操作不合格的過程。
關鍵詞:分析化學前沿教學
中圖分類號:G45文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)03(a)-0000-00
分析化學是我國普通高?;瘜W教學的基礎課程,具有十分重要的作用和意義。分析化學的全部內容就是吸取當代科學技術的最新成就(包括化學、物理、數學、電子學、計算機、生物學等學科),利用物質的一切可以利用的性質,建立表征測量的新方法和新技術,最大限度地在特定的時間與空間點或期間內獲取物質的信息【1】。就化學學科體系而言,分析化學與相應的科學研究前沿具有更為明顯的天然聯系,而分析化學的教材體系并不是按照高度抽象的科學理論來劃分的,而是按照技術類型加以分類的,其更新的速度滯后于分析化學學科的快速發展。因此,高校教師必須重視分析化學領域的最新發展,將其融合進自己的教學過程,開闊學生的思維和眼界,培養學生的興趣和知識素養,使分析化學的教學不斷與時俱進,推陳出新,始終保持旺盛的活力和吸引力,為高素質創新型人才的培養打下堅實的基礎。本文分析了目前高校分析化學課程教學的現狀,提出了在教學課堂中如何運用分析化學前沿的具體做法和措施。
1 分析化學教學的現狀
1.1 學生的科研意識不夠
由于多年的擴招,學生的基礎知識素養有一定的下滑,同時,又由于社會環境的變化,尤其是工作壓力的增大,使得學生的側重點向現實工作傾斜。這些因素對學生的科研意識影響較大,也成為了目前高校教學中的普遍現象。比如,學生對化學實驗普遍不太重視,只是為了得成績而做實驗,實驗過程中不主動思考,嚴重限制了其實驗操作技能能力和創新能力的培養;對于理論課的學習,大部分學生學習目的是考試能夠過關就行,因此導致許多學生即使上了研究生對于很多基本化學知識還模糊不清,如果能夠通過課堂教學中分析化學前沿的介紹使學生能夠有興趣去學,能夠變“要我學”為“我要學”,將為今后科研能力的培養打下堅實的基礎。
1.2 高校教學內容單一
目前高校分析化學教學的內容普遍單一,主要就是講授教材。對于分析化學的前沿,新進展介紹不多。這一方面與教學思想陳舊有關,另一方面也與教師自身科研素養有關。
以上存在的問題,都與分析化學前沿在教學中的運用不夠有關,如果充分發揮分析化學前沿在高校教學中的作用,那么,這些問題一定會有相應的改觀。
2 分析化學前沿在化學教學中的具體實施
2.1 找準分析化學前沿與相應的教學內容的契合點。
分析化學前沿與實際教學具有密切的聯系,同時也存在相當的距離。因此,找準分析化學前沿與相應的教學內容的契合點就成了關鍵。這些契合點主要就是教學中的重點、難點。如原子發射光譜講述可重點介紹等離子原子發射,電分析化學可結合目前研究熱點電化學傳感器,化學修飾電極,微電極等進行講述,光譜分析中融入毛細管色譜技術,超臨界色譜技術等的應用,不僅能夠開闊學生的視野,激發其學習興趣,還能培養學生的科研意識。
2.2 積極采用新的教學方法。
針對教學要求和內容的變化,積極采用新的教學方法是實現分析化學前沿與高?;瘜W教學融合的重要條件。目前已經出現了許多有關的新的教學方法。如立體化教學方法[2]。它是“利用網絡技術構建的一種新型教學方法,在教學資源、教學形式、教學時空、學習環境、學習方式等方面具有與傳統教學方法不同的體征。”立體化教學方法提倡多場合學習、充分利用網絡等條件,擴展教學的時空,增加了教師教學和學生學習的空間和自主性,這樣的教學模式為分析化學前沿的教學和學習提供了極為便利的條件。
2.3 采用回顧歷史與展望未來導入教學
分析化學是一門不斷發展的學科,每一具體內容都有一個發展過程,通過簡單回顧歷史和展望未來導入,可以引發學生的學習興趣,使他們知道現在豐富多彩的分析方法是如何發展起來的,明白還有許多問題有待改進和解決。如色譜分析:從1903年俄國植物學家茨維特(Tswett)提出的分離植物色素講起,給出流動相、固定相的空間圖像1941年馬丁(Martin)和辛格(Synge)發現液液色譜1952年詹姆斯(James)發現氣相色譜20世紀60年代高效液相色譜法的發展[3]。使學生明白,今天豐富多彩的色譜分析方法原來是從一百多年前的葉綠素分離發展起來的,使他們看到分析方法將來發展的方向,展現了分析化學生動活潑的立體形象,也可引起學生對分析化學的濃厚興趣。
2.4 充分利用多媒體等新教學手段
化學屬于實驗性學科,培養學生的動手能力是本學科的重點,多媒體教學可以把完整的實驗過程在課堂上再現出來,尤其是課本上沒有涉及到前沿學科相關內容,可以通過圖片,動畫模擬等手段讓學生體會到該學科的重要性和趣味性。
2.5 適當增加現實問題的教學分量。
問題是提高教學效果的重要媒介,對于分析化學而言,現實問題具有顯著的作用。俞汝勤院士主張:“把分析化學方面的教學由數據與信息的獲取,上升到注重實際問題的解決這一新高度。”[4] 在分析化學教學過程中多穿插一些利用前沿分析科技解決實際問題的例子,比如在講到各種分析方法時,可結合一些現實實例如食品安全問題三聚氰胺事件,瘦肉精事件向同學們傳授分析化學在實際生活中的重要性,使其感受到分析化學前沿是分析化學解決現實問題的最新方法。
結語
通過各種手段將分析化學前沿融入到課堂教學中去,有助于開闊學生的視野,激發學生的創新意識和研究興趣,加強學生的緊迫感和使命感,為培養學生勇于探索、勇于挑戰、尊重科學、實事求是的精神,培養素質高能力強的綜合型優秀人才打下堅實的基礎。
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在教學內容上要針對材料學專業特點,調整分析化學有關內容。分析化學是材料專業的基礎課,與后面的很多專業課聯系緊密,只有掌握了分析化學的基本理論、原理及操作方法,才能更好地進行材料分析的學習。目前本校材料專業分析化學課程的教學只有45學時,但現在的教材中各類分析方法講述比較全面,如何解決內容多與學時短的沖突是當前分析化學教學的首要任務之一。在教材內容上刪去了材料專業應用很少的化學定性分析、與無機化學重復的氧化還原反應的基礎知識、與統計學重復的統計學基礎知識;刪去了應用較少的非水溶液滴定法及過時的理論內容和陳舊的實驗儀器內容,將分析化學解構和重組。打破了原來知識體系的完整性和教材內容的編排順序,以適應材料專業基于工作過程的需要。并圍繞完成工作任務所需學習的內容和先后順序設計教學環節。將整個教學內容優化成兩個教學模塊:一是分析化學基礎模塊,主要包括分析化學介紹、分析化學儀器與試劑、定量分析的誤差與有效數字、滴定分析概論;二是定量分析模塊,主要包括酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法、重量分析法、沉淀滴定法。
二、教學方法
采取怎樣的教學方法,應視課程性質、特點和內容而定。教改目的是優化教學模式,按不同教學內容采取相應的手段和方法,激發學生的學習動力,提高教學質量,培養學生的綜合能力。1.教師引導教師是教學改革的主體,充分發揮教師主導作用是教改成功的關鍵。為讓學生能進行課程銜接及為課后自學鋪墊,每次課開始時應簡單回顧上節課內容,勾起學生的回憶,結束時對下次課內容提要,以利于學生自學。同時將四大滴定理論的原理、指示劑的聯系與區別講透,便于學生在實踐中準確地應用。另外,學生在課堂上有發言的欲望,如能正確引導,增加學生討論環節,則會收到很好的效果,提高學生的學習興趣。2.采用多媒體教學教師無法強迫學生學習,只能吸引學生學習,在教學過程中起引導作用。多媒體教學手段是將文字、聲音、圖像、動畫等集于一體通過課堂教學來實施,通過多種方式來刺激學生的感官,促進學生開展記憶、思考、探討等活動,使教學內容從單調的文字形式轉變為多種生動的形式,將枯燥乏味的理論知識變得直觀、形象,使學生更易理解所學內容。多媒體教學通過聲像可以激發學生的好奇心,突出重點,有利于學生掌握知識點,還可以加大信息量,減少板書量,在有限的課時內講授更多的知識。例如,可以將酸堿滴定、配位滴定、指示劑變色、指示劑僵化及封閉現象等以動畫展示,突破語言的障礙,加深學生的理解,而不是領悟老師的理解。利用網絡對教學內容進行適時更新,做到教學與科研互動,多引用與課程有關的實例,增加教學內容,加強學生對書本知識的掌握。3.課堂教學與課后自學相結合由于教學學時有限,如何在有限的時間內使學生學到更多的分析化學知識,除教師摒棄傳統板書,采用多媒體對基礎理論等重要內容進行授課外,還可促使學生發揮主觀能動性,結合目前已出版的分析化學書籍和研究論文,有選擇地引導學生自學一些應用及發展前沿的內容,作為課堂教學內容的補充,加深學生的理解。4.開設與日常生活相關的實驗課分析化學是一門實踐性極強的學科,在基礎理論教學中,應將分析化學的知識滲透到生活中,激發學生學習分析化學的興趣。幫助學生形成分析化學概念,獲得分析化學知識和實驗技能,還有助于培養實事求是、嚴肅認真的科學態度。比如將分析化學實驗擴展到環境污染物的檢測,可以使學生對環境的污染有更直接、更具體的了解,增強環境保護意識。如在配位滴定實驗中,可讓學生測定飲用水中的Ca2+、Mg2+的含量,看其硬度是否超標。在氧化還原滴定實驗中,讓學生嘗試測定廢水中的化學需氧量(COD),看水中的還原性物質是否超標;可以讓學生測定自己平時吃的水果和飲料中的維生素C的含量。這樣既可引導學生分析測定過程中誤差的來源及必需的防范措施,又可進一步引導出碘量法滴定的兩種應用實例,有效調動學生參與的積極性。
三、成績評定
嚴格的考核是調動學生的學習積極性,監督和檢查學生學習效果及應用能力,提高分析化學教學質量的有效手段。在分析化學教學中,我們將成績考核與過程管理緊密結合起來,既考核學生專業基礎知識掌握的情況,又考核學生的操作能力。考核由平時考核、基礎理論考試、實驗考核三部分組成,其中平時考核占總成績的10%,基礎理論考試占60%,實驗考核占30%。平時考核根據平時上課出勤率,課上參與互動的主動程度,以及作業的完成情況綜合評定?;A理論考核包括分析化學基礎知識、四大滴定理論的原理、指示劑的作用原理、分析數據的有效性判斷、分析方法是否存在系統誤差等。實驗基本操作技能采用隨機抽題并現場操作的方式,學生在給定的時間內完成操作考試,教師當場評分;綜合性考核是考查學生綜合運用本課程知識解決實際問題的能力,相當于一個小型的開放性實驗,將題目提前發給學生,讓他們查閱有關文獻資料,設計實驗原理、操作步驟,提交設計方案,教師審查合格后,學生自己動手測定,并對實驗過程、實驗數據進行分析,得出結論,提交實驗報告或實驗小論文。這種綜合考試的形式,避免了以前考試的片面性、隨機性等情況,能夠客觀真實地評價學生實驗的水平,激勵學生重視實驗,樹立勤奮、嚴謹的學風,最終達到提高教學質量的目的。
四、結語
關鍵詞:分析化學實驗;教學;優化
隨著當前教育教學不斷發展,在分析化學實驗教學過程中,傳統教學模式及方法方法已經無法滿足實際需求及要求,導致在實際教學中存在很多問題,影響教育教學較好開展。所以,在當前分析化學實驗實際教學中,采取有效措施優化課堂教學已經十分必要,在此基礎上才能夠使課堂教學中存在的問題得以消除,提升課堂教學質量及水平,促進實驗教學進一步發展。
1優化分析化學實驗課程體系
在分析化學實驗課堂教學過程中,為能夠使教學優化得以實現,首要任務就是應當優化實驗課程體系,從而為更好開展教學奠定理想的基礎條件。首先,對于基礎操作技能加強訓練,對相關實驗操作加強規范。在實際教學過程中,實驗教學效果之所以比較差,主要是由于學生基礎操作能力比較差,相關實驗操作缺乏規范,導致其在實際實驗操作中往往出現錯誤,最終影響實驗教學較好開展,因而教師應當使學生掌握相關實驗要求及相關操作要求,實驗操作中重難點內容,從而使學生能夠更好進行實驗操作,使其實驗操作更加規范,在此基礎上也就能夠提升其實驗操作能力及水平。其次,科學合理選擇驗證性實驗,使學生對相關理論知識更加深入理解。在分析化學實驗教學過程中,驗證性實驗屬于十分重要的組成部分,主要對學生實驗操作能力進行訓練及培養,使學生對相關理論知識更好了解。在對驗證性實驗進行選擇過程中,應當注意選擇與實際生活具有密切聯系的一些實驗,從而使實驗實用性能夠得以增強,有效激發學生興趣,并且也可使學生通過實驗更好理解及掌握相關理論知識,使其化學能力及水平得以提升。此外,盡量多開設創新性及開放性實驗,從而對學生創新能力進行培養。在當前教育教學中,對于學生創新能力也有著越來越高的要求,因而培養學生創新能力也就十分必要。所以,教師應注意增設開放性實驗,使學生自主進行探究,自主獲取實驗結果,這對學生探究能力及創造能力培養十分有利,可使學生綜合能力得以提升,促進其更好發展[1-2]。
2優化教學方法及教學過程
在分析化學實驗課堂教學過程中,為能夠使教學優化得以更好實現,優化教學方法及教學過程中也是十分重要的一個方面。在教學方法優化方面,教師應當注意選擇各種現代化教學方法開展實驗教學,從而使課堂教學更加靈活、豐富,同時也使學生學習興趣得以提升,使其更加積極主動學習相關分析化學實驗知識。在實際教學過程中,教師可選擇多媒體教學方式開展教學,通過多媒體課件,可更好展示實驗操作內容,也能夠更好演示實驗反應現象,特別是在課堂上無法演示的一些實驗,利用多媒體課件可實現較好演示,這對學生理解及掌握這類實驗實驗有利。另外,在實際課堂教學過程中,教師還應當科學合理安排實驗教學過程中,對于課程教學過程應當科學合理設計,對于課前預習環節應當加強重視,使學生能夠使相關實驗原理及實驗內容與步驟較好了解,從而使其更好進行相關實驗操作,避免在實際實驗操作中出現疏漏。此外,在課堂教學中還應當注意加強實驗討論,使學生能夠通過討論更好了解實驗過程中存在的一些問題,以便更好進行總結,防止在今后實驗中再有類似錯誤發生,在此基礎上也就能夠使學生實驗能力及實驗水平得以有效提升,促進實驗教學得以更好發展,取得更加理想實驗教學效果[2-3]。
3優化實驗考核評價
在分析化學實驗課堂教學過程中,實驗考核評價也是十分重要的一項內容,因而優化實驗考核評價也就十分必要。就目前分析化學實驗考核實際情況而言,通常都是依據學生平時實驗成績及筆試成績。在對學生平時實驗成績實行考核評價過程中,教師通常都是依據實驗結果及實驗報告,這種方式存在很大弊端,主要就是有些學生為能夠得到較好成績,往往都是偽造實驗數據,往往抄襲其它學生實驗數據,但是并未能夠真正將實驗掌握,導致教師判斷錯誤,使實驗考核評價喪失公平性及合理性。所以,實際課堂教學中,教師應當注意積極改變這種考核評價方式,對學生實踐操作能力考核加強注意,將學生實驗操作作為考核評價的重要內容,從而使實驗考核評價更加科學、合理、全面,也就能夠更好了解學生實際情況,為今后課堂教學的更好開展提供理論依據[3]。
4結語
在當前分析化學教學過程中,實驗教學屬于十分重要的組成部分,對學生實踐能力培養具有重要作用及意義。在分析化學實驗實際課堂教學過程中,化學教師應當注意實行實驗教學優化,從各個方面入手優化課堂教學情況,從而使課堂教學質量及水平得以提升,對學生實驗能力進行更好培養,促進其得以更好發展。
參考文獻:
[1]趙燕,程苑莉.分析化學實驗教學改革的研究與探索[J].實驗科學與技術,2015(02):107-109.
[2]李松棟,周激,吳躍煥,張翠紅,張穎.分析化學實驗教學改革與探索[J].實驗科學與技術,2012(03):90-92.