“电化学分析”课程教学的改革与实践

2011-08-15沈红霞谢鲁川沈静飞

苏州市职业大学学报 2011年1期

关键词：电化学仪器课件

沈红霞，谢鲁川，沈静飞，程琼

(嘉兴学院生物与化学工程学院，浙江嘉兴 314001)

“电化学分析”课程教学的改革与实践

沈红霞，谢鲁川，沈静飞，程琼

(嘉兴学院生物与化学工程学院，浙江嘉兴 314001)

分析“电化学分析”课程的难点和特点,对课程进行教学方法的改革和探索,探讨应用形象直观的动态分析、传统教学和现代教学相结合、实验和双语教学相结合、课堂教学和社会实践相结合等方式,获得良好的教学效果.

教学改革与实践;动态分析;现代教学

Abstract:The paper analyses the features and difficulties of electrochemical analysis course and proposes innovation in teaching methods. It discusses the application of dynamic visual image analysis, the combination of traditional teaching with modern one, experiments with bilingual education, as well as classroom teaching with social practice. The innovation yields good teaching result.

Key words:teaching innovation and practice; dynamic analysis; modern teaching

深化教学改革，提高教学质量，是高等教育的重大课题之一．为适应21世纪科学技术的高度综合发展，培养综合型、通用型的化学化工科技人才，对化学工程与工艺专业中工业分析模块下设置的“电化学分析”课程进行教学改革与实践探索．在“电化学分析”教学改革的实践过程中，实现了专业课和模块课、传统教学和现代教学、实验和双语教学、教师课堂教学和学生社会实践的有机结合．

1 课程地位

“电化学分析”是化学工程与工艺专业的专业课程，是仪器分析中的一个重要组成部分．“电化学分析”的任务是测定物质化学组成、状态、结构，是进行现代工业生产流程监测、自动控制、在线分析及从事科学研究的重要方法．“电化学分析”课程的教学目的是使学生了解电化学分析方法的发展和现状，掌握现代电化学的基本分析方法．

“电化学分析”课程，是高等学校工科的本科必修课．课程教学的重点是使学生掌握电化学分析方法的基本原理和基本规律，熟悉分析技术的基本要求、使用方法和特性;了解仪器的主要结构与工作原理，全面了解电分析化学;培养学生熟练运用电化学分析方法和技术，提高解决实际问题的能力．该课程强调理论与实际相结合，通过课堂讲授、实验与自学训练，熟练掌握该课程基础知识，提高分析问题、解决问题的能力，使学生在以后的工作或科研中迅速适应社会要求，不但在化学理论研究、化学工业生产及科研方面发挥作用，而且能在环境、生物、药学等领域发挥才能．

在有限的课时中达到最佳的教学效果，使学生熟练掌握各种电化学分析仪器的使用和分析方法，了解电化学分析领域的发展动态，培养通用型的化工专业人才，是“电化学分析”课程教学改革的目标与方向[1-3]．

2 课程难点与教学改革思路

2.1 教学难点

按照21世纪人才培养“厚基础、宽口径”的要求，需要学生打好扎实的基础，由以前单一专业的理论学习转向实践性学习和综合性理论学习[4-5]．因此，“电化学分析”课程要求学生既要具有基础化学知识(无机化学、分析化学、有机化学、物理化学)，又要有一定的数理知识和电子知识，从而通过该课程的讲授，使学生既掌握电化学分析的基本原理和基本方法，又掌握有关电化学分析仪器的工作原理、安装调试和维修保养等知识[6-7]．

在对“电化学分析”课程教学情况的调查中，学生普遍反映:尽管仪器分析的教材不少，但专门化、系统化的完整地针对本科教学的电化学分析的教材或参考书籍较少，而且没有习题集和相应的答案;电化学涉及的基础知识广泛，而教材中的内容较精简，在有限的学时里掌握这些基础知识有一定的困难;电化学分析实验和现代的电化学分析仪器的界面交流语言多为外语，人机对话有一定的困难，不能更好地发挥仪器和软件的作用;电化学分析仪器发展迅速，结构多样，由于对仪器元件等构造的文字描述感觉抽象，难以想象出元件的具体形状、构造及进行分析所得曲线的变化过程，所以在运用原理进行电化学分析的说明或计算分析时，常常有抽象、无从下手之感，使电化学分析学习变成了纸上谈兵．

“电化学分析”课程存在教学课时少、任务重、难度大的问题．

2.2 改革思路与方法

针对“电化学分析”课程的特点和难点，应探索在有限的课时中达到最佳教学效果的途径:在课件中结合动态分析过程，使学生更形象、直观地理解抽象的理论和复杂的仪器工作原理;利用双语教学的尝试性实践，熟练掌握仪器的使用方法，及时了解领域的动态和发展;充分发挥现代电化学分析仪器的使用和实践，提高教学效果和质量，培养电化学分析方面优秀的人才．

为突破“电化学分析”教学中的难点，在课件制作、课堂教学模式、学生实践内容及主动学习方面亦应进行改革．精心制作课件，突出教学重点和难点;课堂教学采用现代化教学与传统教学结合的模式;进行必要的双语教学，结合实验中仪器的使用，提高专业外语水平和掌握电化学分析方法;结合暑期社会实践、生产实习，激发学生学习兴趣;渗透素质教育理念，培养学生的综合能力和主动学习意识等．

3 课程教学改革与实践内容

3.1 突出教学重点和难点

在现代教育理论指导下，将以往的课件制作转变到突出学生能力的培养上来，也就是要以学生为中心，充分发挥学生的主动性，体现出学生的首创精神，让学生有多种机会在不同的情境下应用所学的知识，实现自我反馈、自我求知，激发自我创新．结合教学实践，针对目前在多媒体课件制作中存在的问题，组织学生积极参与，制作较高质量的多媒体教学课件，并有机结合传统教学模式和外语教学，取得了较好的教学效果．

在分析和研究教学大纲和教材的教学内容，理解重点难点问题的基础上，确定课件的内容、结构、表现形式和教学顺序．使深奥的东西浅显化、抽象的东西形象化、看不见的东西可见化、学习过程趣味化，从而快速有效地帮助学生理解和消化教学内容，提高教学效果．另外，课件制作和讲解中既要注意单个课件的独立性、完整性，又要注意实践应用与其他知识的内在联系．在课前课后，都应复习上次的重点和归纳本次教学内容的重点．在主教材和参考教材的基础上，根据教学内容的特点精心设计的课件，可使学生利用学校的网络平台，下载学校BB电子教育平台上的课件和相关资料，在课后进行充分“消化”．

3.2 突出教学目标

通过有重点地选择不同的教学模式，突出教学目标.

3.2.1 动态分析教学模式

“电化学分析”有基础课的理论要求，也有专业课的技能要求．考虑到计算机多媒体技术具备传统信息交流媒体所不具备的优点:融动画(图像)与文字、音频与视频于一体，能满足人们同时接受视觉和听觉全方位交互感观信息的要求.同时，既能对来自各种电子媒介和信息源的信息进行高效汇合，又允许人们通过编程与计算机进行对话，从而使人们主动控制计算机的工作．因此，在教学改革实践中，应特别注意发挥多媒体的特长，根据教学内容的特点，精心设计、制作多媒体素材，集图、文、声、像的综合表现功能，有效调动和发挥学生的主动性、积极性和创造性，提高学习效率．

“电化学分析”课程中的有些内容比较抽象，难以用语言描述，这些内容可以借助计算机展开教学，使教学由难化易，由繁化简，从而激发学生学习兴趣．通过制作多媒体、flash动画等，使学生可以观看到大量丰富生动的图片、仪表的彩照和讲解、仪器内部的电子元件，可以看到电化学仪器控制作用的动态过程，再结合课本的文字描述，就可以产生一点即通的教学效果．如为使学生掌握液体接界电位原理，可以通过学生制作flash，在屏幕上模拟各种离子由于具有不同的迁移速率而产生液接电位，实现动态演示，从而使学生容易领会．又如，可通过离子的交换和形象流动，使学生深切地领会和掌握双电层结构、道南电位、膜电极电位等．采用多媒体的强大功能虽说可以吸引学生的注意，但要注意不能“眉毛胡子一把抓”，课件制作的内容面面俱到反而会降低学生的学习效率．

3.2.2 联系实验实践模式

化学是一门以实验为基础的自然科学，它强调理论与实践相结合．对于与实践相关的环节和教学内容，如电导滴定、pH电极、离子选择性电极、Δ2E/ΔV2-V曲线法确定滴定电位终点法等，选择结合实验和生产实习，特别是结合实验仪器的外语操作界面，通过学生的回忆和讨论，通过操作讲解和应用举例，达到教学目的．

另外，要注意利用与学生经历有关的事件或科研的成果、实验的新方法等，帮助学生加深理解专业知识，及时了解某个领域的最新动态，营造生动活泼的学习环境，有效提高教学效果[8]．

3.2.3 双语教学模式

双语教育正成为中国课程改革中的一个热门话题，是当前我国经济发展及与国外进一步交流的迫切需要．双语教学的目标是培养高素质的复合型、创新性人才．开展双语教学有助于加深学生对专业概念的理解，提高专业学习质量[9]．

在“电化学分析”的实验过程中，大多数的仪器操作软件为英语版本，为了让学生熟练操作仪器，充分发挥仪器的功能，在教学过程中可以渗透双语教学．一方面要求学生在对各类常用电化学仪器的内部构造原理、外形等有直观准确认识的基础上，在对仪器控制系统有了动态的认识之后，在多媒体教学中，结合实验仪器的外语操作界面，使用外语表达专业术语和操作命令;另一方面，通过原外语文献，介绍当前电化学分析领域的最新发展动态，结合学生在电化学分析实验、暑期社会实践和生产实习中接触到的电化学分析仪器，使学生在潜移默化中对各类电化学分析方法有更深的认识，使他们带着强烈的兴趣和求知欲，主动学习有关基本原理，进行操作实践练习等，极大地提高学生的学习兴趣．

3.2.4 现代网络教学模式和传统教育模式相结合

利用校园网络系统，将多媒体讲稿以及补充阅读材料、习题、自主学习型课件等在网上发布，便于学生课后复习和理解讲课内容．在网上建立“电化学分析论坛”，供师生间和同学间的交流．计算机、多媒体和互联网使教学方式丰富多样，收到了事半功倍的效果．由主教材、辅助教材、电子教案、教学网站构成的“教材”体系，为“教”与“学”营造了一个立体化的教学环境，实现了教学资源的共享[10]．

而对理论教学中的重点内容，选择在黑板上进行板书，应用专业基础知识和数理知识，引导学生理解和掌握，避免使用计算机多媒体带来的学生不记笔记、抓不住教学内容重点的弊端．

另外，为实现课题实施所能达到的目标，符合教学目标的要求，根据大纲，结合在化学理论研究、实际工业生产及科研方面的情况，编制“电化学分析”课程习题集及答案，并应用于教学实践．

4 渗透素质教育理念以培养学生综合能力

随着高等教育的迅速发展，实施“素质教育”已成为高等学校教育思想的主旋律．必须改革传统的教育思想、教学方法、教学内容、教学手段等教学体系中一切不符合素质教育要求的元素，以建立起与素质教育要求相适应的人才培养模式、课程体系、教学方法、教学运行管理机制和考试评价制度[11-12]．

传统教学的最大弊端为教师就是课堂的主宰者．应更新教育观念，从以教师为中心走向以学生为主体，使课堂“活”起来，让学生“动”起来．如教学大纲要求培养学生初步解决实际问题的能力，就要求学生能在课堂上，根据所学到的基础理论知识，选择恰当的电化学技术方法和参数，提出合理的方案，模拟数据的运行结果，学生可以根据不同的选择得到相应的结果．

对课堂教学而言，要求不断扩展自身的功能，努力使知识传播与社会教育、环境教育有机结合．课件制作中要渗透素质教育理念，运用大量的素材，向学生展示综合性知识．如微库仑滴定分析这部分内容，运用素材，补充讲述电子知识;电解分析中，讲述电解在冶炼的应用、能源效率注意事项及环境污染问题．

5 培养学生主动学习的意识

在学习的过程中，学生如能正确认识学习与自身的关系、课程对自身成长所具有的价值，就会主动积极地完成将客体化的教学要求向自身主体化认识觉悟的转化．可以通过以下方式培养学生主动学习的意识:开展暑期社会实践活动感受的讨论，增强学生的学习欲望;联系参观工厂工业分析过程中电化学分析所发挥的作用，强化学生的学习意识;根据不同学生的学习层次和学习欲望，安排他们参与不同的教学活动，如对课堂教学的调查、参与课件制作、对所编制的电化学分析的习题集进行意见总结和反馈等，激发其学习兴趣．保持学生主动意识的良性发展，激发学生强烈的认知冲突是教师的职责．