前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇无机化学分析方法范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词:考试系统,数学公式,设计
1 引言
数学公式是由图片组成的,那么包含数学公式的数学试题就是有文本和图片组成的。。但是在VB中的我们常用的控件如TestBox等不可以同时显示文本和图片,并且包含数学公式的试题文本的容量都很大,这就对存放试题的数据库提出了新的要求。我们在整个考试系统开发的过程中,先后设计使用了以下的方法实现了数学公式的编辑和显示的问题。
2 在考试系统中实现公式编辑的方法分析:
2.1使用图片的组合方法:
在计算机中数学公式是以图片的形式保存的,那么一套数学试题就可以理解为通过使用文本和图片特定组合而形成的。我们将数学试题中的文本和图片分离存入数据库,在原试题存有图片的位置上加以标记。试题再现时就是根据试题中的标记将图片插入。
(1)试题显示要想在VB中表现这道数学试题就要分别使用显示文本和图片的控件以特定的顺序排列才能得以显示。根据经函数模块处理过的试题文本中的标记,将添加标号的公式图片插入。这样就实现了含有数学公式的试题的编辑和显示。
(2)数据库在实现的过程中对数据库没有什么特殊的要求,数据库中常用的数据结构就可以满足文本和图片的储存。
2.2 使用OlE对象调用Word对象中的数学公式编辑器编辑和显示数学公式
对于公式的编辑和使用我们使用最多的工具就是WORD,要是在软件中使用WORD作为一个载体通过它在软件中编辑、显示和使用,那么这个问题就可以解决了。要想在软件和Word之间建立一座数据沟通的桥梁我们自然的想的OLE。ObjectLinking and Embedding,对象连接与嵌入,简称OLE技术。OLE不仅是桌面应用程序集成,而且还定义和实现了一种允许应用程序作为软件“对象”(数据集合和操作数据的函数)彼此进行“连接”的机制。OLE可以用来创建复合文档,复合文档包含了创建于不同源应用程序,有着不同类型的数据,因此它可以把文字、声音、图像、表格等组合在一起。。
2.2.1实现技术:
目前大多数数据库都支持OLE类型的数据库字段,利用这种字段,可是存放Word文档和Excel表格等任何种类的文件,并且在VB中提供了文件存取的方法,利用这种可以方便地存取OLE数据库字段。这里,使用GET、Put、Seek等语句,以二进制形式打开一个临时文件,把它作为OLE字段与OLE控件的中间缓冲区,当从LOE字段向OLE控件中读数据是,由于设置了OLE控件同数据库OLE字段的绑定,因此可以实现OLE控件中内容的自动更新,这样就提供了技术的基础。
2.2.2 实现过程:
1. 新建一个标准工程,创建一个新窗体,设置“名称”属性为frmOleWord。
2. 在frmOleWord窗体中添加一个OLE控件,在随后弹出的“插入对象”对话框中选择MicosoftWord文档,点击“确定”。设置OLE控件的“名称”属性为oleShow。
3. 添加一个“CommanButten”控件,设置其“名称”属性为cmdInsertFiguer,“Caption”属性为插入公式。
4. 再创建一个新窗体,设置“名称”属性为frmFiguer。
5. 在frmFiguer窗体中添加一个OLE控件,在随后弹出的“插入对象”对话框中选择Micosoft 公式 3.0,点击“确定”。设置OLE控件的“名称”属性为oleFiguer。
6. 在frmOleWord下添加如下代码:
Option Explicit
Private Sub cmdInsertFiguer_Click( )
frmFiguer.Show
End Sub
Private Sub Form_Load()
oleWord.DoVerb
End Sub
2.3使用RichTextBox控件实现数学公式编辑和使用
如果将字符个数超过2048个的字符串放到一个TextBox控件中,就会产生一个运行错误。然而,Visual Basic提供了一个控件可以代替TextBox控件处理这类文本,这就是RichTextBox控件。RichTextBox控件没有明确的字符串大小限制。同时,RichTextBox控件还有自己的方法和属性,通过这些方法和属性可以实现文档的编辑、查找、删除和打印等功能。并且可以嵌入Word对象,并且调用word对象中的公式编辑器实现对公式的编辑和显示。
2.3.1实现技术:
text属性:控件中的文本。
textRTF属性:控件中的格式化文本(含隐藏的格式化信息)。
RichTextBox控件使用OLEObjects集合支持嵌入的对象。每个嵌入控件中的对象都表示为一个OLEObject对象。这允许文档中创建的控件可以包含其他控件或文档。。例如,可以创建一个包含Microsoft Excel报表、Microsoft Word文档或任何在系统中注册的其他OLE对象的文档。要在RichTextBox控件中插入对象,可以简单地拖住一个文件(如使用Windows 95的Explorer)或其他应用程序(如Microsoft Word)中所用文件的加亮部分(选择部分),将其直接放到该RichTextBox控件上。
richtextbox1.OLEOBJECTS.ADD方式:
richtextbox1.OLEOBJECTS.ADD ,,'文件名'
richtextbox1.OLEOBJECTS.ADD ,,,'对象类型'
object.AppendChunk Data
使用Field 或 Parameter 对象的 AppendChunk 方法可将长二进制或字符数据填写到对象中。在系统内存有限的情况下,可以使用 AppendChunk 方法对长整型值进行部分而非全部的操作。
3、结论
本系统把公式编辑器、计算器等集成到系统中实现了图文混排,这样使得系统不再局限于某一种考试,满足了计算机和数学课程考试的需要。显然,相比前两种方法RichTextBox控件中不但能够如上介绍那样插入OLE对象,还可以通过SelFontName、SelFontSize和SelFontColor设置字体属性。使用剪切板、复制和粘贴文本。使得RichTextBox控件在文本编辑方面能够实现类似Word的功能,在考试系统中对数学公式的编辑和显示显得游刃有余。
参考文献:
[1] 陈明. 无纸化考试系统综述 [J]. 计算机教育,2007,(03S):12-15.
[2] 冯能山. 一种基于局域网的无纸化考试系统设计[J]. 微计算机信息,2007,(23):20-21.
1.1使抽象内容形象化、难点问题直观化、复杂问题简单化
现代分析化学已成为使用和依赖于生物学、信息学、计算机学、物理学和数学等学科的一门“边缘学科”,涉及面广、内容多且抽象,例如在化学分析部分及电位法和永停滴定法主要包括定量分析,要求学生掌握化学平衡理论在分析化学中的具体表现和实际应用,与无机化学、物理化学中的溶液理论紧密联系起来,牢固树立“量”和“定量”的概念。仪器分析部分涉及定量、定性和结构分析,要求学生学会电化学分析、紫外、荧光、原子吸收分光光度和色谱分析中的定量分析方法,理解“量”与分析信号间的关系;有机化合物的结构与其光谱、质谱之间的关系及结构分析的基本方法。传统的教学方法是满堂灌,难以做到形象化,直观化。而多媒体教学中所用的课件采用多媒体编辑工具包括字处理软件、绘图软件、图像处理软件、动画制作软件、声音编辑软件以及视频编辑软件等把分析化学中一些抽象的理论特别是光谱分析部分,动态反映其过程,展现在学生面前的是生动,简易易懂的画面,能够启发学生的思考和解决问题的能力从而收到很好的教学效果。例如在讲授光谱分析仪器的主要部件及工作原理时,传统的方法让学生感觉到知识面和涉及面广,内容多,很难抓住侧重点,而且众多的理论方法难理解,甚至产生厌倦心理,而采用动画,能直观展示出仪器的图像及其工作原理,一方面节约时间给教师跟学生互动,更重要的是抽象的理论、技术直观化从而充分发挥学生的学习积极性,教师在有限的时间里给学生讲授更多的知识。
1.2多媒体教学信息量大、节约时间、提高教师的教学效率
采用传统教学方法很多内容难以在课堂上讲授。多媒体教学不仅能把知识更多、更快地传授给学生,还节约了时间,增加了容量,有效地提高课堂教学效率。与传统的教学方法相比,利用多媒体技术进行教学,授课老师可以在相同的教学时间内向学生讲授更多的内容。采用多媒体,可以简化教学程序,加快教学节奏,扩大教学规模,从而提高课堂教学效率。例如分析化学中包括化学分析和仪器分析两部分内容,化学分析是利用物质的化学反应及其计量关系确定被测物值的组成及其含量的分析方法。化学分析法历史悠久,是分析化学的基础。溶液四大平衡理论的建立使化学分析得以迅速发展,化学分析涉及到四大平衡理论多,所涉及到的内容包括高中化学以及无机化学课程,需要全面复习有关内容,而多媒体课件在这些方面显得尤其重要。
1.3提高实验教学质量
分析化学是一门实践性的科学,以解决实际问题为目的,因此,实验教学是分析化学教学的一个重要环节。如果在实验教学中,利用多媒体展示滴定管、容量瓶、移液管的使用以及标准溶液的配制等基本操作,对于学生独立完成实验有很大的帮助。在滴定分析实验中,大多数学生对终点时指示剂颜色的变化很难把握好,容易造成终点提前或滞后,给体积的测量带来误差。对此,课件在实验演示中,用动画的形式把每一实验步骤以及常见指示剂在终点时颜色变化形象地表现出来,使学生提前获得感性认识,避免由于操作不当产生误差。这种多媒体教学,既直观、生动,又能克服时间和空间的限制,达到传统实验教学方式难以实现的效果,从而可提高实验教学的质量。
2我校教师应用多媒体教学中存在的问题
2.1多媒体课件制作质量不高
部分教师在制作多媒体课件时不认真考虑教材情况和教学大纲内容,课件的内容安排、概念、思路不严谨,重点不突出,文字大小不规范,颜色不清楚,过分利用华丽的图片、声音、视频多媒体辅助工具造成多媒体课件与课程内容之间有偏差,最终导致多媒体课件质量严重降低,也有一些教师干脆网上直接复制课件,稍作处理后把它搬到课堂上试教。以原子吸收分光光度法为例,在制作课件时,应将图片、动画等直观性较强的内容作为课件的重点,因为此部分内容量大课时少,同时空心阴极灯的工作原理用文字表达学生很难理解,而用动画就可以达到很好的教学效果。
2.2教师讲课速度过快,学生难以消化吸收
多媒体课件的快速功能是众所周知的,就是因为快很容易导致学生的逆反心理,信息量大,很多时候学生没有时间完全读懂、分析、整合、储存教师所讲授的内容,跟不上教师的思路,学生难以消化吸收,这时很难调动学生主动学习,启发学生积极思维。分析化学是以无机化学、有机化学、数学、物理等课程为基础,运用无机化学、有机化学的基础理论、基本知识,要求学生正确理解分析化学的基本原理,而讲解基本原理时屏幕上的文字、公式的推导过程一晃而过,学生往往感觉既没有弄明白怎么回事,还不如自己看书,边看边想,更比不上老师在黑板上一步一步地边讲边推导,逐步理解。
2.3过度依赖多媒体,忽视了教师的重要地位
多媒体把声音、文本、图像等融为一体,形象、直观全方位的展示了教学内容,充分调动了学生学习的积极性,提高了教学密度,增加了单位时间内学生获得知识的容量,有利于提高教学效率。但是不管采用什么样的教学手段教师的主导地位起决定性的作用,有一些经验丰富的教师即使采用传统教学,能抓住重点,用生动语言牵动学生心理,学生喜欢跟着他的思路认真听讲,从而收到很好的课堂效果,但有一些教师过分依赖多媒体,丧失了课堂教学的灵活性,导致教学效果下滑,甚至导致教师的教学基本功下降。应将传统教学和多媒体教学紧密的融合在一起,以便达到最佳的教学效果,把握好两者的比例,一般各占一半为好。
2.4在多媒体教学中,板书作用逐渐消失
过分依赖多媒体,淡化板书的作用,影响教师的创造性、灵活性、积极性以及教师跟学生之间的互动,多媒体教学中教师只是一味地跟着课件走,一节课下来,没有在黑板上留下任何字迹,这样很难给学生留下较深的印象。
3对策
3.1多媒体课件制作质量不高问题
一是任课教师保持教书育人的优良传统,认真负责,高度重视,在教材的处理和PPT的制作方面狠下功夫,合理有效的运用多媒体辅助软件制作出高质量的多媒体课件,而不是采用简单地从网上复制课件或别人的课件稍加修饰后搬到课堂上教学生。二是学校重视采购一些符合教学情况的有些课件,经常组织教师学习和讨论如何制作高质量的多媒体课件。
3.2精心制作课件,保证课件质量
PowerPoint是一种利用计算机制作幻灯片进行交互演示电子展示软件,是集文字、图像、动画以及音效、音乐、摄像于一体的多媒体制作平台。利用PowerPoint制作分析化学课件无疑是对分析化学的课堂教学起到了积极的作用,但是制作课件要注重课件的效率,合理应用现有的多媒体资源和课程内容,有机的合成出精彩生动的课件,既突出中有突出趣味性,所以严格把关课件质量使得多媒体课件真正起到提高教学效果的作用。
3.3加强对多媒体教学的监督管理
为了进一步提高多媒体教学的水平和质量,学校督导组应建立完善的多媒体教学评价系统,完善多媒体教学软件立项制度、评奖制度。督导组还应经常采取听课、在学生中作调查、和任课教师交流研讨等方式来了解多媒体教学的效果,发现问题并及时调整和解决。每学年以学校或学院为单位组织教学课件比赛并鼓励教师积极参加全国性多媒体课件比赛,从而不断提高多媒体教学的质量。
3.4传统和多媒体教学方式相结合
关键词:新能源材料与器件专业;工科化学;教学实践
作者简介:吴亚盘(1978-),男,陕西西安人,三峡大学机械与材料学院,讲师;赵君(1980-),男,山东泰安人,三峡大学机械与材料学院,副教授。(湖北 宜昌 443002)
基金项目:本文系2013年三峡大学教学研究课题重点项目“新能源材料与器件专业人才培养模式研究与实践”的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0110-02
工科化学是三峡大学(以下简称“我校”)新能源材料与器件专业的学生进入大学后面临的第一门专业基础课。它不仅是中学化学知识的拓宽和延伸,而且为后续化学课程(材料物理化学、材料化学、电化学分析等)的学习奠定基础,在材料课程体系中占有重要的地位和作用。因此,“工科化学”课程教学质量和效果将直接影响到新能源材料与器件专业学生运用化学基础知识处理材料制备及性能表征的能力。
工科化学课程具有其自身的特点和教学要求,如学时少、重应用,所以不能像化学专业一样,当作一门专业基础课,面面俱到。以理科化学专业为例,无机化学及分析课程要求一学年100余学时,而作为工科专业,工科化学与无机化学及分析课程具有很大的相似性,却仅有48学时。两者相比较,工科化学课程学时被大大压缩。加之工科化学涉及化学中的基本概念和理论、元素化学及基础分析的部分内容,学生们普遍感觉难学。尤其面对有限学时的工科类学生,教师如何在有限学时内仍能使学生深刻把握相关的化学知识,提高学生综合应用能力,并获得良好的教学效果,这是每位工科化学教师都必须面对的一个现实问题。本文结合新能源材料与器件专业自身特点,从工科化学课程的培养目标及学科发展方向出发,探讨工科化学课程教学的特点,并结合实践对工科化学教学提出几点建议。
一、结合新能源材料与器件专业特点,合理优化教学内容
目前,有关工科化学课程的教材很多,如江棂主编的《工科化学》、强亮生主编的《工科大学化学》、徐瑛等主编的《工科化学概论》、唐和清主编的《工科基础化学》、高发明等主编的《简明工科基础化学》等,针对不同学科、专业和适用对象,教材知识体系的设置和侧重点各不相同。根据该课程的专业基础课性质,按照突出物质的结构-性能与定量分析并重的原则,三峡大学选用了史启祯主编的《无机化学与化学分析》作为该门课程的主要教材。该教材的特色是包含主篇和副篇两大块。主篇主要是铺就一个基础知识平台,为后续专业基础课程做铺垫,副篇主要是引用化学的应用实例及趣事培养学生的专业学习兴趣。[1]它吸取了国内外同类教材的精华,教学内容难度适中,语言形象生动,适用性强,较适合作为三峡大学新能源材料与器件专业的专业基础课教材,该教材内容可以很好地为目前新能源材料与器件专业的学生提供相应的智力储备。同时,为帮助学生进一步加深对工科化学的认识和了解,还将曹锡章等主编的《无机化学》、武汉大学主编的《分析化学》等教材作为教学参考书。
此外,鉴于新能源材料与器件专业的学生特点及工科化学教学内容较多大,有关的价键理论等知识抽象难懂,因此,在实际的课堂教学中,笔者注重学科知识的拓展及实用化,除讲授教材内容外,还穿插介绍当前新能源材料方面的科技发展动态、工科化学方面最新的科研成果以及自身的科研工作进行讲解,不断优化和充实教学内容。例如,在讲授金属有机配合物材料时,笔者介绍了目前比较热门功能配合物材料当前的研究热点,并以自己在多功能金属配合物材料方面研究的成果介绍给学生。这些相关教学内容拓宽与延伸不仅提高了学生对该课程的学习兴趣,也激发了学生的科研兴趣,达到了较好的教学效果。
二、改革教学模式,探索新的教学方法和手段
在实际的教学过程中,专业基础课的特点决定了它的教学方法不同于选修课,它不仅强调教学内容的系统性、学习方法的引导,而且更需要调动学生学习的主动性,激发学生的学习兴趣。[2]针对“工科化学”课程的专业必修课性质及其教学内容众多,需要理解和识记的知识点较难的特点,笔者坚持“教师正确引导,学生积极参与”的教学原则,采用了多媒体教学与传统教学相结合的教学模式,结合课堂讨论、课外辅导、学生自主学习等多变的教学方法和手段,以增强教学效果。
1.采用传统教学与多媒体教学相结合的教学模式
在传统的教学过程中,教师可以通过讲解、板书、提问、讨论等方式组织课堂教学。然而,一些形象化、具体化的影音视频资料很难展现给学生。而多媒体作为一种新生的现代化教学手段,可以很好地弥补传统教学的不足。它能将抽象的概念直观化、具体化,并容纳较多的信息量,使课堂教学变得形象丰富有新意,教学效率高。[3]“工科化学”课程涉及无机化学中的基本概念和理论、元素化学和基础分析三大块内容。知识面广,内容枯燥,为尽可能调动学生的主动性,引导学生更好地理解和记忆,笔者结合新能源材料与器件专业培养方案,对所选用的教材中的教学内容进行了调整和压缩,制作多媒体课件,在实际的教学活动中,采用了传统教学与多媒体教学相结合的教学模式。通过浅显易懂的课堂讲授和内容丰富的课件展示,增加了学生对工科化学基础知识的认识,加深了学生对教材中的核心知识的理解,取得了较好的教学效果。
2.积极开展互动教学,活跃课堂气氛
根据工科化学专业基础课的性质,在实际的课堂教学中采用引导式讲授和学生讨论相结合的互动教学方法,可以很好地调动学生的学习主动性,营造良好的课堂氛围,提高教学质量,增强教学效果。[4]因此,在教学过程中,笔者既重视发挥教师的引导作用,又充分调动学生学习的主动性和兴趣。课堂上,笔者会针对教材上相关的知识,常常向学生设定问题,留给学生课后查资料,下次课展开讨论。这种教学方法不仅能激发学生学习的主动性和兴趣,而且可以活跃课堂气氛。例如,在讲授绪论中物质的状态时,笔者提出“物质按其存在状态可以分为几类”;讲到新材料的分类时,提出“什么是等离子体”和“什么是液晶材料”等许多在生活中涉及到的化学类新名词、新概念,让学生进行思考和讨论,然后教师再进行讲解,这样一来课堂气氛十分活跃。这种互动教学方式使学生对工科化学的兴趣大增,学习的积极性和主动性也随之增强,对教材中的基本知识点理解更透彻,记忆更深刻,收到了理想的教学效果。
3.及时进行课外答疑,解决学生课后学习遇到的问题
考虑到要在48个学时内完成工科化学教学大纲的教学任务,而且知识点庞杂,难以让学生在短时间内消化和掌握,笔者只能在实际的课堂教学过程中很紧凑地按照教学计划安排好教学内容,课堂上没有充足的时间解决学生课后学习或完成作业过程中遇到的问题。为了能让学生及时解决学习教材内容中遇到的问题,笔者每周专门安排一次课后答疑。通过实践发现,学生很珍惜与代课老师交流的机会,会把自己在学习教材、完成课后作业过程中遇到的困惑整理出来让老师做答。通过这种方式,学生对教材中知识点的理解和掌握就更为透彻,极大地提高了学生学习工科化学的积极性。
4.选择部分章节让学生主讲,提高学生语言表达能力
在传统教学模式中,教师的主要任务是站在讲台上“讲授”,学生的主要任务是“听讲”,在讲课过程中,教师设置一些教学活动,与学生进行互动,调节课堂气氛。然而,这种以课堂为中心、死板灌输的教学模式严重制约了学生课堂学习积极性。学生只能按照教师设计好的课程教学内容被动学习,在课堂上基本没有表达自己想法的机会,即使偶尔被提问,也会因缺乏足够的准备,发言效果不佳,导致缺乏自信心。
大学的三尺讲台,不仅仅属于教师,还属于学生,学生也可以借助这个讲台得到必要的锻练。如果能够给学生提供上台讲解的机会,学生就能够深刻体会站在讲台上的责任,就必须按照教师的要求将自己准备的内容用简洁明了的语言展现给其他学生。另外,学生在走上讲台之前,课前会做充分的准备,然后把自己准备好的知识传递给其他学生,无形中提高了学生学习的主动性。例如,工科化学中,其中一章为《氢》,这一章主要讲解氢、制备、用途、同位素、氢化物分类、氢能源等,没有较难的理论。因此,笔者提前两周安排学生课后查资料和素材,做多媒体课件,课堂抽出一个学时让准备好的学生上讲台讲解。从4~5名同学上讲台讲解的情况来看,学生课前都做了精心的准备,而且最大限度地利用了网络等媒体资料。学生的多媒体课件制作简洁,图文并茂,讲解结束后,其他学生可以提问,共同参与问题的讨论。这样一来,不仅锻炼了学生的语言表达能力以及沟通能力,而且为学生将来毕业时能够更好地在应聘中表现自己提供了锻炼机会。
三、探索新型考核方式,提高教学效果
在整个教学活动中,考核环节是一个必不可少的重要环节。专业基础课的考核不同于专业选修课灵活多样的方式,一般采取传统的闭卷考试,需要学生记忆的知识点多,容易使学生思想负担过重,给学生学习带来压力。而新能源材料与器件专业的“工科化学”课程作为专业基础课,其主要任务是简明地介绍化学中的部分原理,在中学化学的基础上,重点掌握元素及化合物的物质本性及变化规律,建立一个化学意识,在以后遇到相关问题时能够从化学的角度去解决。鉴于该课程的专业基础课性质和内容多、知识面广、学生掌握知识点难度大等情况,为提高学生的学习主动性和教学效果,笔者对该课程的考核方式也进行了相应的改革,采取了中期课程小论文与期末闭卷考试相结合的方式。具体的成绩考核核算方法为:课堂表现、出勤情况和课后作业完成情况占成绩的10%,课程小论文成绩占10%,实验成绩占10%,期末试卷卷面成绩占成绩的70%。这种考核方式不同于以往的“1+2”模式(总评成绩=卷面+平时+实验),既可客观地反映学生对课堂所学知识的理解和掌握情况,同时可以真实地反映学生课后学习这门课程的积极性和主动性,最终期望能够全面反馈出这门课程的教学效果。
四、结语
“工科化学”课程作为新能源材料与器件专业学生的专业基础课,其内容繁多、涉及无机化学、分析化学两个二级学科的部分基础知识。该门课程的教学效果为学生学习后续材料物理化学、材料化学、电化学基础等课程提供重要的基础。因此,合理优化教学内容,探索行之有效的教学方法及考核方式对于调动学生学习的主动性和兴趣,提高教学质量和教学效果起到至关重要的积极作用。
参考文献:
[1]史启祯.无机化学与化学分析[M].北京:高等教育出版社,2011.
[2]樊晓芳.高等院校无机化学教学改革探析[J].科技教育创新,2013,(3):146-153.
[3]李文旭,强亮生,徐崇泉.保证工科大学化学教学效果的若干思考[J].化工高等教育,2007,(1):61-63.
论文摘要:为了使学生通过分析化学的学习能掌握分析化学的基础知识、基本理论和基本实验技能;掌握各类分析仪器的测量原理,并建立起严格的“量”的概念;了解仪器的结构及各类分析方法的特点、应用范围及局限性;培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。从以下几个方面进行研究:重视理论教学;理论联系实际,重视实验教学;多种教学方法的综合运用。
引言
分析化学(Analytical Chemistry)是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对时空内的组成和性质信息的一门科学,又被称为分析科学(Analytical Science)。该课程内容包括化学分析和仪器分析两大部分。化学分析包括分析化学的基本知识;定量分析方法的基本步骤;分析化学中的误差与数据处理;分析化学中的质量保证与质量控制;容量分析方法和重量分析法。化学分析部分的理论和方法是分析化学的基础。仪器分析包括原子光谱法(原子发射光谱法、原子吸收光谱法);分子光谱法(紫外一可见吸收光谱法、红外吸收光谱,分子发光法);电化学分析法(电位分析法、电解与库仑分析法、伏安法与极谱法);色谱法(气相色谱、高效液相色谱法);核磁共振波谱法;质谱法等。分析化学既有严密、系统的理论,同时又有很强的实用性,是理论与实际密切结合的学科。通过本课程的理论与实验教学,要求学生掌握分析化学的基础知识、基本理论和基本实验技能;掌握各类分析仪器的测量原理,并建立起严格的“量”的概念;了解仪器的结构及各类分析方法的特点、应用范围及局限性;培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风;使学生初步具有根据实际问题选择合适分析方法的能力,并与实验课程相配合,初步具有解决实际问题的能力。为了使学生更好地掌握这门课程,要求教师必须更新教育观念,改进教学方法和教学思路,提高教学质量。现从以下几个方面谈谈教学体会。
重视理论教学
1.教学中抓住重点、难点。分析化学内容比较繁杂,涉及到无机化学、物理化学、有机化学、电化学等方面的内容,学生普遍反映这门课程内容复杂、抽象,难以理解和掌握。因此,在教学中一方面要抓住主要脉络,抓住教学的重难点,举一反三,将抽象化知识尽量简单化。如波谱分析部分学生反映抽象、难理解,但这部分是重点之中的重点,讲授时要慢讲,并结合有机化学的结构式多举实例,多用一些图谱解析实例给大家讲解,就容易多了。另一方面则要善于归纳总结。例如:整个分析化学包括两大主要内容:化学分析和仪器分析。现列举如下:
分析化学
容量分析配位滴定法
酸碱滴定法
氧化还原滴定法
沉淀滴淀法
重量分析
仪器分析电化学分析
光谱分析IR
UV
NMR
质谱
色谱分析TLC
GC
HPLC
这样分析化学的主要脉络就理清了,掌握这个脉络,有利于学生记忆。
2.注意交叉学科之间的联系。分析化学是研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学,与其他学科有着很大的联系。如:化学分析部分及电位法和永停滴定法主要包括定量分析,学生在学习这一部分内容时要充分掌握化学平衡理论在分析化学中的具体体现和实际应用,与无机化学、物理化学中的溶液理论紧密联系起来,理解各类分析方法的基本原理,发现反应过程中各种平衡状态,各成分的浓度变化。
3.培养自学能力。以往教学采用“填鸭式”教学方法,既乏味又不生动,学生只是机械地听,时间长了学生不善于动脑思考。因此在教学中,采用讲清基本原理的同时,让学生完成一些相关内容的论文。比如,在讲高效液相色谱法时,因学生不能进行实际操作,很难了解它们用处的真正意义。但在教学同时,让学生写出相关论文,如“HPLC在……方面的应用”等,这样学生既能练习查阅文献,又能了解此种方法的应用的重要性。
理论联系实际,重视实验教学
分析化学是一门实践性的学科,以解决问题为目的。通过教学及结合现实生活中的实际例子,学生可理解消化课堂所学基本原理和方法,理论知识得到进一步的巩固和验证,同时实验教学也是培养学生实际动手能力和创新能力的重要途径。为了提高学生实验水平为此我们采取了一些方法。
1.课前写预习实验报告。写的内容包括实验目的、原理、操作步骤、注意事项。这样学生在上实验课之前就已初步了解所要上课的内容了,待老师讲完后再动手做就事半功倍了,而且,很快掌握理论与实践结合,理论课上不易理解的知识点就豁然开朗了。
2.课堂上老师提间,学生也可以发表自己的见解。课堂提问是很古老的方法,但效果还是得到肯定。有时有的学生还是处在被动的学习状态,虽写了预习报告未必认真思考,若课堂提问的话,学生在预习时就会认真去考虑实验所涉及的内容,这样促使学生去复习课本知识和主动查阅资料,这样既提高学生积极思考能力又加深了对理论教科书内容的理解和掌握。
3.培养学生自己设计实验,亲自动手操作的能力。分析化学中波谱解析是学生比较难掌握的,只空讲原理学生很难接受,若让学生自己结合有机合成实验的内容让学生自己设计合成化合物,然后利用分析化学中波谱学知识,让学生亲自对自己所合成的化合物进行测谱,如红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱、质谱、碳谱等,这样学生既掌握了波谱学的理论和实际应用知识,又培养了学生自己设计实验,亲自动手的能力,同时也真正懂得分析化学对于药学专业人员的重要性。
多种教学方法的综合运用
1.改革传统的教学方法。在现代教育理念——研究性学习、探索性学习、协作学习等的指导下,我们需要根据课程内容和学生特征,设计多种多样的教学方法,同时要结合高职教育的人才培养模式进行教学设计。
课堂讲授:
在认真提炼基础性内容的同时,重视新技术在教学中的应用和教学方法的改革,加人扩充性知识,使学生了解新方法,为实验教学及今后的走向工作岗位打下扎实的理论基础。
问题教学:
老师先提出问题,由学生在实验中去分析,找出问题存在的原因以及如何去解决。有效调动学生积极参与学习,促进学生积极思考。
启发式教学:
联想式启发、对比式启发、由浅人深启发、总结式启发等方法进行教学。调动了学生的主动性、积极性和创造性,使课堂教学充满活力。
演示教学:
针对难度较大或精细程度较高的实验,由老师演示,然后由同学操作,老师在旁边亲自指导,便于学生准确掌握。
参观式教学:
在定量化学分析授课期间,组织学生下厂实习,了解企业的情况,增加学习的兴趣。
2.多媒体教学方法与传统方法相结合,提高教学质量。由于现代教育技术的发展,我们可以运用多媒体课件进行教学。多媒体由于具有文字、图表、动画、声音,可以刺激学生感观系统,调动学生学习积极性和主动性;可以拓宽教学内容,增大教学容量,提高教学进度。
实际运用中,要注意多媒体教学与板书的结合。实践表明,运用多媒体辅助教学,由于不需要板书,速度快,使部分学生的思维速度跟不上,整体很难获得良好的教学效果。教学过程中发现对易理解的内容,学生表现非常活跃,对难理解和掌握的内容,学生往往表现欠佳,如采用经典方法进行板书、讲解则可获得良好的教学效果;对公式推导,计算举例应用板书、讲解也能获得良好的收效。因此,在教学活动中,要注重多媒体教学方法与传统方法相结合,提高教学质量。
3.网络教学和课堂教学相结合,提高教学质量。教师可以充分运用网络巨大的承载力,制作丰富、详实、动感的教学内容课件,弥补课堂教学时数的不足。学生可以根据需要打开教学内容来阅读、理解、记忆、掌握课堂上没有理解和掌握的内容。可以打开感兴趣的内容进行详细的阅读、理解和探讨。网络教学和课堂教学相结合,教学方式灵活,可以有效提高教学质量。
关键词:无机及分析化学;教学效果;教学方法
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)45-0117-02
无机化学和分析化学的发展迄今有百余年的历史。无机及分析化学是随着教育的发展,在课程体系的改革中,将无机化学和分析化学两门基础课程合并成一门综合性课程的一种改革。这主要是针对我国在教育改革过程中,多数高校已经发展成为多学科性的大学。化学工作者需要面对现实,更新教学内容,完善教学体系,进而适应科技发展的要求。无机及分析化学是根据我国非化学专业化学化工类专业要求,将传统的无机化学、分析化学和普通化学进行整合而得的一门综合性基础学科[1]。
无机及分析化学将热力学知识融入有关章节,并结合四大平衡和四大滴定分析法。这门课程的目的,是使非化学类专业学生在学习这门课程后,能掌握最基本的化学原理和化学分析方法。该课程是材料、环境、化工、安全等专业最重要的基础课之一,可以为后续的课程如化工原理、化工分离等专业课打下基础,在教学环节中具有极其重要的地位和作用[2]。因此,无机及分析化学为了使学生扩大知识面,在有关部分重点介绍并拓展了相关知识的应用。
通常来说,无机及分析化学这门课程都会安排在大一第一学期进行学习。这种安排主要基于两方面的考虑。一是大一新生刚入校,可以利用学生对高中化学知识的记忆,将高中学习知识与大学的这种基础性知识结合起来;二是这门综合性基础课程的学习,可以为即将进行的专业课学习打下基础。但是,相比较于高中的学习,无机及分析化学所要求的内容较多,其特点是章节较多,概念抽象,理论性强,并且有的习题计算较为复杂。因此,有的学生产生了畏难情绪,失去了学习研究的兴趣和动力。针对这种情况的出现,为了提高学生学习的兴趣和积极性,笔者结合自己从事无机及分析化学教学工作的体会,对高校无机及分析化学理论课教学过程中,如何培养学生学习兴趣的方面进行了一些分析和总结。
一、理论和实际结合,提高学习兴趣
俗语说得好:兴趣是最好的老师。有人也把兴趣比作是唤醒学生求知欲的金钥匙。学生一般对纯粹理论的学习比较反感和厌倦。但是如果能将日常生活中的一些现象或实际生产和无机及分析化学知识联系在一起,会提高学生学习无机及分析化学的热情[3]。在讲解课堂内容时,可以将现代的一些新颖的研究知识结合起来。如在讲解液体时,可以与现在研究较多的“离子液体”的相关知识加以讲解;在讲气体的相关知识和“道尔顿分压定律”时,可以讲解“超临界流体”这种特殊“气体”的知识。这些内容的开拓,不仅能增加学生对基础知识的理解,也能培养学生对以后更进一步深造的科研热情。
二、引入史实,启迪学生思维
每一门课程的学习过程都伴随着学生思维的启迪、开发和培养。在无机及分析化学的教学中,学生思维能力的启迪、开发和培养也是必不可少的。而一般情况下,人类对客观事物认识过程都是从简单到复杂,从一般到个例的发展。因此,在讲解无机及分析化学时,要加强学生思维的锻炼,需要从简单的事实着手。所以,史实的引入对学生思维的启迪是非常重要的。如对理想气体模型的讲解时,要引入理想气体从理想状态到实际状态的转变观念,这也是一个由简单到复杂的过程转变,进而引出热力学问题的研究也是从理想气体的研究应用开始,再扩展到实际的化学反应过程。最后要求学生系统掌握知识点,并且是他们认识到,科学发展的过程也就是科学的探究过程。
三、认真备课,有备而去
由于无机及分析化学是应用化学、环境工程及化工专业学生基础课程,针对大一学生刚从中学升入大学的实际情况,老师在课程准备时力求做到深入浅出;同时,在教学安排中,尽量把课本中有别于中学的新内容传递给学生。为了给学生对物质结构基础的学习有一个直观的展示和系统的认识,可以参考多所高校相关精品课程教案,在课件制作上的制造上将分子反应的动画融入其中,让课件不仅有理论知识介绍还有生动演示。特别是在讲解《物质结构基础》这一章时,为了增加学生对于s、p、d轨道及原子轨道角度分布图和电子云角度分布图的理解,单纯将公式必定会让学生晕头转向,所以有必要给出这些图形的空间结构图,加深学生的直观理解[4]。因此,为了能上好每一堂课,教师要在备课上下了不少功夫,力争每一课都做到“有备而去”,每堂课都在课前做好充分的准备,并及时调整和补充课件,课后及时对该课作出总结。
四、增强上课技能,提高教学质量
在无机及分析化学的教学中,每次课下课后,老师都要及时与学生沟通,了解同学对这门课程的学习动态并及时调整教学内容和方法,尽可能照顾到大多数同学的学习进度。介于无机及分析化学这门课程理论比较枯燥的特点,课堂上注意精讲精练,将该课程与化学专业结合起来,多举例子,为学生进行深入细致的讲解。同时要虚心请教其他老师,找到自己和别人的差距。在教学上,有疑必问,同时多听老师的课,做到边听边讲,学习别人的优点,克服自己的不足。
五、认真布置作业,做到精读精练
为了做到习题有针对性、有层次性,教师需要收集各种辅助资料,在《无机及分析化学》的每章课程学习完后布置分章节的习题并配以详细的答案解析,力求每一次练习都起到最大的效果。教师对学生在操作过程中出现的问题及时进行解答和演示,做好课后辅导工作。为不同层次的学生进行相应的辅导,以满足不同层次的学生的需求。
六、做好与实验课的有机结合
无机及分析化学课程改革后,原来的无机化学实验和分析化学实验也进行了相应的调整,由原来的两门实验课合并成为了一门实验课,即通常称之为近代化学实验I的课程。由于这门实验课是无机化学实验和分析化学实验的综合体,所以体现出了以下特点:在数量上有所减少,但在内容的综合性上有所增强。因此,就要求在实验教学上对学生有更高层次的要求,进而也就要求老师在教学上有更高层次的提高。在近代化学实验的课程设置中,通常会与理论课程同步,即在讲完基本的数据处理及滴定方法后,一般才会要求学生进实验室做实验。为了保障学生的实验操作技能的水平,教师除了在实验室进行讲解之外,课堂上的实验基本知识的讲解也是必不可少的。
一般而言,对于实验内容的基础知识,都要求教师穿插在无机及分析化学理论课的讲解中进行。比如常见容量仪器的精度比较,要让学生树立起这样一种信念:分析实验是高标准、高精度、高灵敏的操作,所用仪器必须干净、精确,进行的实验操作必须准确,才能得到好的结果。比如,溶液的移取所用仪器的选用:如果用的是烧杯,其数据记录就为整数位;如果用的是量筒,其数据记录就应该记录到小数点后一位;如果用的是移液管,其数据记录就必须精确到小数点后两位。三种仪器中,精度最差的是烧杯,精度最高的是移液管。所以通常在滴定实验中,只能用移液管移取溶液,不允许用烧杯移取溶液。
参考文献:
[1]钟国清,蒋琪英.无机及分析化学实验教学的绿色化探索与实践[J].实验室研究与探索,2010,29(9):150-153.
[2]张树永,宋其圣.兴趣培养是综合素质和创新意识教育的前提[J].大学化学,2005,20(4):14-19.