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近代测试技术课程教学方法的探讨*

2010-04-05岳文瑾吴之传高建纲

大学化学 2010年6期
关键词:仪器考核测试

岳文瑾 吴之传 高建纲

(安徽工程科技学院生物化学工程系 安徽芜湖 241000)

近代测试技术课程教学方法的探讨*

岳文瑾 吴之传 高建纲

(安徽工程科技学院生物化学工程系 安徽芜湖 241000)

从 4个方面探讨了近代测试技术课程的教学方法,并进行了初步的尝试,取得了一定的教学效果。

随着科学技术的快速发展,各种先进的测试技术不断涌现,传统的分析方法逐渐被现代分析方法所取代。作为鉴定物质及测定其结构的诸多测试技术,与电子学、计算机科学紧密结合,已成为物质结构分析中的重要方法[1-3],在化学、化工、药学等领域发挥广泛的作用。涉及多种测试方法基本原理、特征、规律及解析技术的近代测试技术课程是一门集现代物理学理论和化学知识于一体的综合性课程,该课程主要教学目的是使学生掌握常用仪器测试分析方法的原理和仪器的简单结构,了解常用的分析测试技术。要求初步具备根据分析的目的,结合相关测试技术方面的知识,选择适当分析方法的能力。从近代测试技术的发展进程看,由于相关学科间的相互渗透,特别是一些重大的科学发现,为许多新的测试分析方法的建立打下了良好的基础,因此这也是一门新颖的交叉学科。

由于近代测试技术课程涉及的知识面较广且综合性较强,既包括各种现代仪器分析方法的物理和化学原理,还包含仪器的结构原理、测试原理和定性定量分析方法、应用范围等[4-7]。所用到的测试仪器往往需要数学、物理学等多学科的知识,因此,本门课程属化学类学科中难度较大的一门课程。

所以,选择适当的教学方法,对于学习近代测试技术这门课程,让学生更快更好地掌握相应的知识显得尤为重要。在近代测试技术这门课的教学过程中,我们采取以下几方面措施提高学生的学习积极性,尽可能地让他们多掌握本门课程的内容,为今后的工作或继续深造打下基础。

1 制定合适的教学大纲

在近代测试技术课程开设之前,我校的应用化学专业已开设了仪器分析等先修课程。由于在仪器分析课程中对四大谱的相关内容已做了较为详细的介绍,因此有必要减少近代测试技术课程与仪器分析课程之间不必要的重复,对近代测试技术课程的内容进行适当的增删,使课程设置更为合理。另一方面,随着科学技术的发展,近年来许多新的测试分析方法不断产生,旧方法不断更新,从课程的系统性、连贯性及整体性等方面考虑,这些都应在教学内容中有所体现。据此,我们在近代测试技术课程的教学中减少了四大谱的内容,仅用较少的课时进行简单的复习,增加了一些较常用的其他分析测试方法的介绍,如热分析、电子显微镜和 X射线衍射等测试方法,制定了较为合理适用的教学大纲。

2 灵活运用各种教学方法

为了调动学生的兴趣和积极性,培养学生的自学能力和创造力,必须灵活运用各种教学方法提高教学效果。在我们的教学中,采取了以下方法,取得了较好的效果。

(1)启发式教学与提问讨论相结合。

教师通过精心处理教材及大纲,确定教学内容的重点和难点,为学生明确思路,并提出一系列问题,启发和引导学生运用已有的基本知识,独立思考,分析问题,最终解决问题。

(2)重点讲授与专题讨论相结合。

经过大学前几年的学习,绝大多数学生具备一定的自学能力,通过专题讨论可增强学生的学习兴趣,活跃课堂气氛,有利于拓展学生的思维空间和扩大学生的知识范围,培养学生综合分析处理问题的能力和表达能力。

(3)充分运用多媒体教学法。

近代测试技术课程的内容除了化学学科基础知识外,还涉及光学、电学、数学、计算机科学等多学科的相关知识,课程信息量大且较抽象,不易于理解。随着计算机的应用和普及,计算机辅助教学被广泛使用。因此可以利用计算机对各种仪器进行剖析模拟,使原来抽象、枯燥无味的内容及接触不到的实物变得形象生动,从而帮助学生加深理解。另外,应用计算机辅助教学还可以增加教学信息量,解决课时紧张及教学设备缺乏的问题[5],且可以向学生介绍最新的分析测试方法。

3 增加实验教学内容

近代测试技术课程具有很强的实践性,虽然有关仪器的基本原理及实验方法可以通过课堂教学来解决,但毕竟较抽象,学生大多觉得原理晦涩枯燥,仪器结构复杂,因此单靠课堂教学环节是不能学好该门课程的。实验教学对培养学生的创新能力和全面综合素质起着重要的作用,而学生从事分析的实际能力,也必须通过实验教学来培养。在实验教学内容的改革上,我们采取了以下方式。

(1)部分教学内容采用现场教学,进行演示实验。

我系有紫外光谱仪、红外光谱仪,学校测试中心有扫描电子显微镜、X射线衍射仪等大型仪器。我们针对现有情况充分利用这些仪器进行现场教学,讲授它们的结构及测定原理,并进行现场演示实验,使学生能够直观地看到仪器的各个部件结构、工作原理及具体实验方法,将内容生动、形象逼真的信息传递给学生,调动学生的学习热情,并加深对知识本身的了解。

(2)定时开放实验室。

在传统的“封闭式”实验室里,学生实验一般都安排在规定时间内进行,而且教师参与实验过程过多,忽视了学生的思维空间。为了使学生有更多的时间进行实验,以及更好地把主动权交给学生,通过协调学校的内部资源,形成了定时开放实验室的机制。在遇到有些学生计划课时内没能完成实验或者实验失败的情况时,教师鼓励学生到定时开放的实验室继续完成实验,以便学生有时间考虑实验成败的原因,总结经验和教训。通过这种措施,为学生提供了宽松的学习环境和实验空间,提供了充分思考及个性化发展的空间。

4 建立多元化的考核体系

考核是检查教学效果的主要方法,传统的考核方法以闭卷笔试为主,但笔试在一定条件下只能测试学生的记忆力和运算能力等,无法对学生的综合能力特别是实验操作、运用仪器分析理论解决实验具体问题等进行考核,因此对考核方式也必须进行改革,建立多元化的考核体系。由于在近代测试技术课程的实际教学中,学生多反映该门课程涉及面广、数据多,难于记忆,为了引导学生正确的学习方向,避免死记硬背,我们将传统的一次性闭卷考试转变为一种多形式、分阶段、闭卷与开卷相结合的考试模式。

(1)阶段性考试。

阶段性考试是在平时教学过程中进行的,采用闭卷考试的形式,主要是考核学生对基础知识的掌握程度。阶段性考试分多次进行,一般是在一章或几章内容结束后考试。题型以名词解释、简答、问答为主,辅以简单的有机化合物的结构推导题,难度适中,但涵盖面广。该部分占总成绩的 30%。

(2)期末考试。

期末考试采用开卷考试形式,在学期结束时进行,试卷内容为较高层次的综合解析题。学生必须在对基础知识充分理解的前提下,进行分析、归纳、总结,才能推导出有机化合物的结构。学生在考试时可以查阅各种手册,教材和参考书。但这部分题有相当的难度,主要考查学生对知识的综合运用情况,如果没有扎实的基础知识和解题技巧将难以完成。该部分占总成绩的 50%。

(3)论文考核。

近代测试技术是应用性较强,发展和更新都较快的课程。针对该特点,我们布置学生写小论文,并计入考核成绩,占总成绩的 10%。小论文的题目不限,但写作内容一定要突出分析测试的最新技术、最新方法和最新应用。通过这种方式,可以促进学生掌握查阅文献的方法与技巧,并初步学会阅读简单的中英文文献,了解科技论文的写作模式。

(4)操作型考核。

为了加强对基础知识的掌握和应用,我们在考试中按照学校的具体情况,增加了紫外光谱的实验考试,设计一些典型的化合物作为盲样让学生去鉴定。操作型考核是在理论内容全部讲授结束后向学生布置。该考试成绩占总成绩的 10%。

综上所述,我们对近代测试技术课程的教学方法进行了各种探索。通过制定合适的教学大纲,科学安排了授课内容,既避免了与仪器分析课程的重复,又注意了适当的衔接;通过灵活运用多媒体等教学方法,调动了学生的学习热情,取得了较好的教学效果;通过增加实验教学内容并改变实验教学方式,增强了学生理论联系实际及应用知识的能力;通过建立多元化的考核体系,更有效、全面、科学地评价了学生的综合素质。

[1] 谢宝平,段文军,田元新,等.西北医学教育,2009,17(1):85

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

[3] 崔淑敏,宋美荣.经济研究导刊,2009,1:246

[4] 左华,袁吕江,张保顺.中国西部科技,2009,8(2):71

[5] 杜金萍.化工高等教育,2001(l):66

[6] 屈建莹,李德亮,李明玉,等.商丘师范学院学报,2003,19(5):132

[7] 钟平.宜春师专学报,1997,5:41

安徽省级教学团队:工科化学课程建设教学团队项目

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