“表面活性劑分析原理及方法”課程教學改革及探討

王光麗　董玉明　蔣惠亮　吳秀明

摘要：本文以筆者所從事的《表面活性劑分析原理及方法》課程的教學改革的角度，從如何提高教學質量和激發(fā)學生的學習興趣為目的，探討了開展本課程教學改革的方法和思路。結合所在學校及自身的專業(yè)特色，制訂新的教學方法、優(yōu)化教學模式及考核手段、加強學生綜合能力的鍛煉，取得了一定效果。

關鍵詞：表面活性劑分析原理及方法；教學；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）11-0119-02

學校的應用化學專業(yè)是國內較早建立的專門從事表面活性劑教學和研究的特色學科專業(yè)。表面活性劑與科學研究以及工業(yè)生產、日常生活息息相關，在化妝品、食品、洗滌劑、醫(yī)藥、新材料等領域具有廣泛的應用。[1]在表面活性劑的研制、生產應用和環(huán)境保護“這一鏈條”中，必須解決一系列表面活性劑相關的分析方法問題。正如分析化學是科學家的“眼睛”一樣，掌握一定的表面活性劑分析方法是生產正常進行、產品質量得以保證、表面活性劑相關的科學研究不斷發(fā)展、消除表面活性劑帶來的環(huán)境污染等諸多方面的重要保障。[2]作為應用化學專業(yè)學生的一門關鍵課程——《表面活性劑分析原理及方法》，將教會學生從微觀結構、分析檢測的角度認識和鑒定表面活性劑，了解表面活性劑的存在形式與性能的關聯(lián)，掌握對復雜樣品中各種不同類型的分離純化方法以及表面活性劑的定性、定量分析鑒定方法。我在長期進行《表面活性劑分析原理及方法》課程教學的基礎上，現(xiàn)就該課程的教學改革做一簡單介紹。

一、理論教學

《表面活性劑分析原理及方法》是一門理論性和實踐性兼具的課程，在科學研究及實際生產、生活中都有重要意義。該課程以分析化學、儀器分析為理論基礎，是涵蓋物理化學、有機化學、膠體與界面化學等多個學科的基礎知識及應用的綜合性課程。由于其所涉及的知識面較為廣泛，主要在本科高年級（三年級下學期）開設。在課程的教授過程中，要充分意識到本課程的特點，還要充分結合學生已有的知識背景為前提，改變過去的以單純講解為主，轉而采取靈活多樣的教學方法。對于表面活性劑的一些基本概念如表面活性劑的類型及其基本性質，在學生學習膠體與界面化學這門課時已經學習，若是繼續(xù)重復地講解，會降低學生的學習興趣，且加大了學時偏少內容偏多的矛盾。教師可以通過提問的方式幫助學生回顧所學過的有關表面活性劑的基本知識，調動學生的課堂參與性。在介紹一些基礎的、抽象的化學理論知識時，注意結合生活中的常見現(xiàn)象，使抽象的知識形象化，便于學生解釋。比如：鑒定表面活性劑離子類型的比色法[4]。以生活中所真切感受到的五彩繽紛的顏色為例，引出化學史上比色法的發(fā)現(xiàn)過程及其原理和應用，使枯燥的理論變得生動。在教授學生從來沒有接觸過的表面活性劑鑒定方法——核磁共振波譜時，以其他產生原理上類似、學生已經較為熟悉的光譜方法（如紫外可見吸收光譜及紅外光譜）引出該方法。學生在已有的知識儲備上進行對照式的學習，更容易接受和掌握新的知識。在根據不同的教學內容選擇合適的教學方法的同時，還應注意引導學生梳理和搭建該課程的知識體系，把分散講解的知識內容整合為有序的知識體系。例如：在講解表面活性劑的多種儀器分析方法[5]的時候，考慮到學生已具備的儀器分析的知識，首先讓學生對各種方法進行分類，如光譜法（吸收光譜、紅外光譜、核磁共振波譜、熒光光譜），色譜法（氣相色譜、高效液相色譜、薄層色譜、毛細管電泳），質譜法、電化學法（電位型—離子選擇性電極、電流型傳感器）等。還要讓學生對各種方法的原理、適用范圍、優(yōu)缺點等進行詳細地比較，通過找出方法間的相似性、差異性以及對比不同方法的優(yōu)缺點，學生的學習活動由被動的接受知識變?yōu)榉e極主動地建構知識、探索知識?？傊?，在課堂上要充分根據所授內容的特點，靈活采用互動、引導、啟發(fā)式等不同的教學方式，讓學生在主動思考中加深對知識的理解與掌握，摒棄純粹的“灌輸式”教學法，[3]提高學生對本課程的興趣與主動性。

創(chuàng)新是民族的靈魂。作為大學老師，需要把創(chuàng)新意識貫穿到教學中，要努力將前沿的科學研究成果帶入到課堂上。例如：在介紹表面活性劑的分析方法的時候把最新出現(xiàn)的Ramman光譜，（激光）動態(tài)光散射等分析方法也充實到教學內容中。在講解Ramman光譜的時候，讓學生把這種方法同前面講的吸收光譜法進行聯(lián)系，同時，強調Ramman光譜作為新興方法與其他吸收光譜的區(qū)別及其優(yōu)勢。另外，也適當介紹一些高新技術如當前科學研究中的納米材料在表面活性劑分析中的應用。納米材料具有同常規(guī)材料完全不同和更加優(yōu)異的性質，這些性質是無法從現(xiàn)有理論進行推斷，從而革新了化學史上的經典理論。舉例如通過金納米粒子的顏色變化就能方便地判定表面活性劑的臨界膠束濃度。在介紹這些知識本身的同時，讓學生意識到科學是不斷發(fā)展的，知識在持續(xù)更新。從而利用這些前沿的、“神奇的”科研成果實例激發(fā)學生的探索欲望，有助于引導其樹立良好的科學觀和知識論。

二、實踐教學

表面活性劑分析的理論知識相對抽象，很多是理論化的模型，為了提高學生的興趣，對于課堂上講授的關鍵知識點，我們都精心安排了相應的實驗課程，以便實現(xiàn)理論與實踐的結合。實驗課所涉及的內容較為全面，從表面活性劑的典型而重要的定性鑒定方法到定量分析手段，從化學分析法到儀器分析法都有。實驗課的課時在總課時中占有較大比例（近60%）。學生通過切身的實驗操作、現(xiàn)象觀察及數據分析，對理論知識有了更加形象化、深入化的理解。更為重要的是，我們設計的實驗課程，是帶有探究的性質。實驗的結果只有學生通過實驗后，結合的理論知識的分析才能得出結果。比如對于一些未知類型的表面活性劑，讓學生通過實驗鑒定出其所帶的電荷（即表明活性劑的離子類型）。再比如，以一個市售的香波的實際樣品為實例，讓學生通過進行離子交換樹脂分離、蒸餾純化以及紅外光譜鑒定出該香波中的各種類型的不同離子類型的表面活性劑的官能團。這樣的涉及多個知識點（樣品的分離/純化、定性鑒定手段、圖譜解析等）的綜合性實驗，對于學生的綜合能力的提高也具有促進效果。更為重要的是，為了提高學生獨立的實驗探索能力，避免學生在做實驗時只是按照實驗課本上的實驗步驟“照方抓藥”，實驗做完后抄襲別人實驗數據和實驗報告上交而蒙混過關，我們準備了多個不同的測試樣品，讓不同的學生針對不同的樣品開展實驗。另外，在實驗報告的書寫方面，提倡和鼓勵學生對實驗中的現(xiàn)象和結果進行深入分析和思考，并把分析結果和切身體會寫到實驗報告的結果與討論中。學生對于整個實驗的反思，不僅有利于其對知識的深度掌握，也有利于培養(yǎng)其勤于思考、善于總結的學習習慣。

三、考核模式

與傳統(tǒng)的以期末考試卷面成績?yōu)橹鞯恼n程考核評價模式不同，本課程的考核采用多樣化、分類考核模式。課程最終的成績分成三部分：平時成績、課程論文及實踐成績，分別占總成績的10%、50%和40%（課程論文和實踐成績是考核的重點）。平時成績包含平時出勤情況、課堂發(fā)言和回答問題情況，老師會在課堂上隨時記錄好。課程論文由學生圍繞表面活性劑的相關分析方法進行選題，通過自主查閱相關專業(yè)書籍、學術性的期刊文獻等撰寫出圍繞某個主題的總結報告。課程論文的評價依據從選題是否切題、內容是否全面、所寫的內容是否條理、邏輯、專業(yè)術語的用詞是否準確、書寫格式是否規(guī)范等方面進行評價。這樣的課程論文要求也對學生以后繼續(xù)攻讀碩士研究生奠定一定的基礎。實踐成績主要依據實驗操作情況以及實驗報告的撰寫來定。實驗報告的內容是否規(guī)范、全面，實驗數據的可靠性，實驗結果的分析與討論是否深入，都會納入實踐成績的評定。這種多樣化、全方位的考核方法能有效避免部分學生考試前投機學習，對所學知識死記硬背、囫圇吞棗的情況的發(fā)生，使評價手段更為科學，使教學由應試教育為導向轉化為素質教育為導向。

四、結束語

通過本課程的教學改革和探索發(fā)現(xiàn)，課程教學的總體效果是好的。大多數學生對本課程的學習表現(xiàn)出有較為濃厚的興趣，上課出勤率高，課堂回答問題積極，甚至經常提出一些思考性的專業(yè)問題與老師探討。課程論文反映出大多數學生能自己查閱相關主題的文獻，正確運用專業(yè)術語，合理歸納知識，具備了一定的專業(yè)知識的概括總結能力，對知識的理解較為深刻。該課程最終成績的平均成績在80分以上，優(yōu)秀率（成績90分以上的）超過了28%。所培養(yǎng)的學生，受到了招聘單位的歡迎和好評。極個別學生成績不理想的主要原因在于學習態(tài)度不端正和學習的自覺意識不高、自律能力較差，仍然需要加強對學生的思想引導。

通過探索該課程的教學改革方法，有效地提高了學生的學習積極性與主動性，達到了培養(yǎng)學生獲取理論/實踐知識的綜合能力，同時培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的能力。與此同時，教師自身的教學方法、教學水平也在這過程中得到了較大提高?！笆陿淠?，百年樹人”，教學改革需要循序漸進[6]的發(fā)展過程，仍然需要在以后的教學實踐中繼續(xù)不懈地思考與探索，才能促進教學、教育工作的不斷發(fā)展。

參考文獻：

[1]王世榮.表面活性劑化學[M].第二版.北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[2]焦學瞬，張宏忠.表面活性劑分析[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009.

[3]范守信.教學方法改革的癥結與出路[J].中國高等教育，2012，（18）：44-46.

[4][日]北原文雄，早野茂夫，原一郎.表面活性劑分析和試驗法[M].毛培坤，譯.輕工業(yè)出版社，1988.

[5]王文波.表面活性劑實用儀器分析[M].化學工業(yè)出版社，2003.

[6]王偉廉.高校教學改革實施過程中的若干策略問題[J].高等教育研究，1991，（2）：39-44.