近代測試技術(shù)課程教學(xué)方法的探討＊

岳文瑾 吳之傳 高建綱

(安徽工程科技學(xué)院生物化學(xué)工程系 安徽蕪湖 241000)

近代測試技術(shù)課程教學(xué)方法的探討＊

岳文瑾 吳之傳 高建綱

(安徽工程科技學(xué)院生物化學(xué)工程系 安徽蕪湖 241000)

從 4個方面探討了近代測試技術(shù)課程的教學(xué)方法,并進(jìn)行了初步的嘗試,取得了一定的教學(xué)效果。

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,各種先進(jìn)的測試技術(shù)不斷涌現(xiàn),傳統(tǒng)的分析方法逐漸被現(xiàn)代分析方法所取代。作為鑒定物質(zhì)及測定其結(jié)構(gòu)的諸多測試技術(shù),與電子學(xué)、計算機(jī)科學(xué)緊密結(jié)合,已成為物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析中的重要方法[1-3],在化學(xué)、化工、藥學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮廣泛的作用。涉及多種測試方法基本原理、特征、規(guī)律及解析技術(shù)的近代測試技術(shù)課程是一門集現(xiàn)代物理學(xué)理論和化學(xué)知識于一體的綜合性課程,該課程主要教學(xué)目的是使學(xué)生掌握常用儀器測試分析方法的原理和儀器的簡單結(jié)構(gòu),了解常用的分析測試技術(shù)。要求初步具備根據(jù)分析的目的,結(jié)合相關(guān)測試技術(shù)方面的知識,選擇適當(dāng)分析方法的能力。從近代測試技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程看,由于相關(guān)學(xué)科間的相互滲透,特別是一些重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn),為許多新的測試分析方法的建立打下了良好的基礎(chǔ),因此這也是一門新穎的交叉學(xué)科。

由于近代測試技術(shù)課程涉及的知識面較廣且綜合性較強(qiáng),既包括各種現(xiàn)代儀器分析方法的物理和化學(xué)原理,還包含儀器的結(jié)構(gòu)原理、測試原理和定性定量分析方法、應(yīng)用范圍等[4-7]。所用到的測試儀器往往需要數(shù)學(xué)、物理學(xué)等多學(xué)科的知識,因此,本門課程屬化學(xué)類學(xué)科中難度較大的一門課程。

所以,選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法,對于學(xué)習(xí)近代測試技術(shù)這門課程,讓學(xué)生更快更好地掌握相應(yīng)的知識顯得尤為重要。在近代測試技術(shù)這門課的教學(xué)過程中,我們采取以下幾方面措施提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,盡可能地讓他們多掌握本門課程的內(nèi)容,為今后的工作或繼續(xù)深造打下基礎(chǔ)。

1 制定合適的教學(xué)大綱

在近代測試技術(shù)課程開設(shè)之前,我校的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)已開設(shè)了儀器分析等先修課程。由于在儀器分析課程中對四大譜的相關(guān)內(nèi)容已做了較為詳細(xì)的介紹,因此有必要減少近代測試技術(shù)課程與儀器分析課程之間不必要的重復(fù),對近代測試技術(shù)課程的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰟h,使課程設(shè)置更為合理。另一方面,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,近年來許多新的測試分析方法不斷產(chǎn)生,舊方法不斷更新,從課程的系統(tǒng)性、連貫性及整體性等方面考慮,這些都應(yīng)在教學(xué)內(nèi)容中有所體現(xiàn)。據(jù)此,我們在近代測試技術(shù)課程的教學(xué)中減少了四大譜的內(nèi)容,僅用較少的課時進(jìn)行簡單的復(fù)習(xí),增加了一些較常用的其他分析測試方法的介紹,如熱分析、電子顯微鏡和 X射線衍射等測試方法,制定了較為合理適用的教學(xué)大綱。

2 靈活運用各種教學(xué)方法

為了調(diào)動學(xué)生的興趣和積極性,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)造力,必須靈活運用各種教學(xué)方法提高教學(xué)效果。在我們的教學(xué)中,采取了以下方法,取得了較好的效果。

(1)啟發(fā)式教學(xué)與提問討論相結(jié)合。

教師通過精心處理教材及大綱,確定教學(xué)內(nèi)容的重點和難點,為學(xué)生明確思路,并提出一系列問題,啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生運用已有的基本知識,獨立思考,分析問題,最終解決問題。

(2)重點講授與專題討論相結(jié)合。

經(jīng)過大學(xué)前幾年的學(xué)習(xí),絕大多數(shù)學(xué)生具備一定的自學(xué)能力,通過專題討論可增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,活躍課堂氣氛,有利于拓展學(xué)生的思維空間和擴(kuò)大學(xué)生的知識范圍,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析處理問題的能力和表達(dá)能力。

(3)充分運用多媒體教學(xué)法。

近代測試技術(shù)課程的內(nèi)容除了化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)知識外,還涉及光學(xué)、電學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科的相關(guān)知識,課程信息量大且較抽象,不易于理解。隨著計算機(jī)的應(yīng)用和普及,計算機(jī)輔助教學(xué)被廣泛使用。因此可以利用計算機(jī)對各種儀器進(jìn)行剖析模擬,使原來抽象、枯燥無味的內(nèi)容及接觸不到的實物變得形象生動,從而幫助學(xué)生加深理解。另外,應(yīng)用計算機(jī)輔助教學(xué)還可以增加教學(xué)信息量,解決課時緊張及教學(xué)設(shè)備缺乏的問題[5],且可以向?qū)W生介紹最新的分析測試方法。

3 增加實驗教學(xué)內(nèi)容

近代測試技術(shù)課程具有很強(qiáng)的實踐性,雖然有關(guān)儀器的基本原理及實驗方法可以通過課堂教學(xué)來解決,但畢竟較抽象,學(xué)生大多覺得原理晦澀枯燥,儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此單靠課堂教學(xué)環(huán)節(jié)是不能學(xué)好該門課程的。實驗教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和全面綜合素質(zhì)起著重要的作用,而學(xué)生從事分析的實際能力,也必須通過實驗教學(xué)來培養(yǎng)。在實驗教學(xué)內(nèi)容的改革上,我們采取了以下方式。

(1)部分教學(xué)內(nèi)容采用現(xiàn)場教學(xué),進(jìn)行演示實驗。

我系有紫外光譜儀、紅外光譜儀,學(xué)校測試中心有掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等大型儀器。我們針對現(xiàn)有情況充分利用這些儀器進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué),講授它們的結(jié)構(gòu)及測定原理,并進(jìn)行現(xiàn)場演示實驗,使學(xué)生能夠直觀地看到儀器的各個部件結(jié)構(gòu)、工作原理及具體實驗方法,將內(nèi)容生動、形象逼真的信息傳遞給學(xué)生,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,并加深對知識本身的了解。

(2)定時開放實驗室。

在傳統(tǒng)的“封閉式”實驗室里,學(xué)生實驗一般都安排在規(guī)定時間內(nèi)進(jìn)行,而且教師參與實驗過程過多,忽視了學(xué)生的思維空間。為了使學(xué)生有更多的時間進(jìn)行實驗,以及更好地把主動權(quán)交給學(xué)生,通過協(xié)調(diào)學(xué)校的內(nèi)部資源,形成了定時開放實驗室的機(jī)制。在遇到有些學(xué)生計劃課時內(nèi)沒能完成實驗或者實驗失敗的情況時,教師鼓勵學(xué)生到定時開放的實驗室繼續(xù)完成實驗,以便學(xué)生有時間考慮實驗成敗的原因,總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)。通過這種措施,為學(xué)生提供了寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境和實驗空間,提供了充分思考及個性化發(fā)展的空間。

4 建立多元化的考核體系

考核是檢查教學(xué)效果的主要方法,傳統(tǒng)的考核方法以閉卷筆試為主,但筆試在一定條件下只能測試學(xué)生的記憶力和運算能力等,無法對學(xué)生的綜合能力特別是實驗操作、運用儀器分析理論解決實驗具體問題等進(jìn)行考核,因此對考核方式也必須進(jìn)行改革,建立多元化的考核體系。由于在近代測試技術(shù)課程的實際教學(xué)中,學(xué)生多反映該門課程涉及面廣、數(shù)據(jù)多,難于記憶,為了引導(dǎo)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方向,避免死記硬背,我們將傳統(tǒng)的一次性閉卷考試轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N多形式、分階段、閉卷與開卷相結(jié)合的考試模式。

(1)階段性考試。

階段性考試是在平時教學(xué)過程中進(jìn)行的,采用閉卷考試的形式,主要是考核學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度。階段性考試分多次進(jìn)行,一般是在一章或幾章內(nèi)容結(jié)束后考試。題型以名詞解釋、簡答、問答為主,輔以簡單的有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)推導(dǎo)題,難度適中,但涵蓋面廣。該部分占總成績的 30%。

(2)期末考試。

期末考試采用開卷考試形式,在學(xué)期結(jié)束時進(jìn)行,試卷內(nèi)容為較高層次的綜合解析題。學(xué)生必須在對基礎(chǔ)知識充分理解的前提下,進(jìn)行分析、歸納、總結(jié),才能推導(dǎo)出有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)。學(xué)生在考試時可以查閱各種手冊,教材和參考書。但這部分題有相當(dāng)?shù)碾y度,主要考查學(xué)生對知識的綜合運用情況,如果沒有扎實的基礎(chǔ)知識和解題技巧將難以完成。該部分占總成績的 50%。

(3)論文考核。

近代測試技術(shù)是應(yīng)用性較強(qiáng),發(fā)展和更新都較快的課程。針對該特點,我們布置學(xué)生寫小論文,并計入考核成績,占總成績的 10%。小論文的題目不限,但寫作內(nèi)容一定要突出分析測試的最新技術(shù)、最新方法和最新應(yīng)用。通過這種方式,可以促進(jìn)學(xué)生掌握查閱文獻(xiàn)的方法與技巧,并初步學(xué)會閱讀簡單的中英文文獻(xiàn),了解科技論文的寫作模式。

(4)操作型考核。

為了加強(qiáng)對基礎(chǔ)知識的掌握和應(yīng)用,我們在考試中按照學(xué)校的具體情況,增加了紫外光譜的實驗考試,設(shè)計一些典型的化合物作為盲樣讓學(xué)生去鑒定。操作型考核是在理論內(nèi)容全部講授結(jié)束后向?qū)W生布置。該考試成績占總成績的 10%。

綜上所述,我們對近代測試技術(shù)課程的教學(xué)方法進(jìn)行了各種探索。通過制定合適的教學(xué)大綱,科學(xué)安排了授課內(nèi)容,既避免了與儀器分析課程的重復(fù),又注意了適當(dāng)?shù)你暯?通過靈活運用多媒體等教學(xué)方法,調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,取得了較好的教學(xué)效果;通過增加實驗教學(xué)內(nèi)容并改變實驗教學(xué)方式,增強(qiáng)了學(xué)生理論聯(lián)系實際及應(yīng)用知識的能力;通過建立多元化的考核體系,更有效、全面、科學(xué)地評價了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

[1] 謝寶平,段文軍,田元新,等.西北醫(yī)學(xué)教育,2009,17(1):85

[2] 于京華,葛慎光,魏琴,等.理工高教研究,2008,27(2):137

[3] 崔淑敏,宋美榮.經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊,2009,1:246

[4] 左華,袁呂江,張保順.中國西部科技,2009,8(2):71

[5] 杜金萍.化工高等教育,2001(l):66

[6] 屈建瑩,李德亮,李明玉,等.商丘師范學(xué)院學(xué)報,2003,19(5):132

[7] 鐘平.宜春師專學(xué)報,1997,5:41

安徽省級教學(xué)團(tuán)隊:工科化學(xué)課程建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊項目