时间：2023-09-22 17:05:53
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇大学化学分析，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1要把教学研究当作科学研究那样去搞
实施本科教学目标，就要突出人本教育，实施差异教育，以学生为中心，把学生培养成具有扎实的专业理论知识和实验技能、具有合作精神(即团队精神)、具有社会交际能力的创新型人才。为此，我们提出大学教师“一定要把教学研究当做科学研究那样去搞”，提倡“让教学和科研两只翅膀都硬起来”。首届国家级教学名师史启祯教授曾形象比喻说:“对一个教师而言，教学和科研就像两只翅膀，像鸟一样，一只翅膀是飞不起来的［1］。”我们不仅要为人师表，而且要提倡教学名师风范。忽视教学的教师不是一名好教师，不搞科研的教师，不会是一名优秀教师。如果没有较强的学术功底，就谈不上对教学的深层次认识，不会有教学理念和教学方法的改变，不会有教学内容的更新，也就不能把课讲“活”。总之，教学和科研是相辅相成、相互促进的。突出创新精神，培养学生研究能力，就是要完成从“知识继承为主”到“以创新为主”的转变。教师两手硬和教育理念的改变是做好这一转变的前提。为此，我们将每一项精品课程建设内容都当做科学研究那样去搞，申请立项了多个国家级、省级和校级教学项目，力求建立一个教学研究平台，扎扎实实做一些事情。迄今已在《中国大学教学》、《大学化学》、《高等理科教育》等教学研究期刊上发表了20多篇教学论文，从而提高了我们对国家级精品课程建设工程是教学质量提高的基石的认识。
2创建适应创新型人才培养和专业发展需要的课程内容体系
无机化学与化学分析是我校化学与材料科学学院的核心课程。针对国内高校应用化学专业数量的迅速增长与其课程和教材建设相对滞后的矛盾，课题组强调应用化学专业人才既要具有基础化学人才的一般特点，又应具有鲜明的知识、技术创新特色。因此，如何凸显基础扎实、知识面宽和科学思维活跃就成为本课程创新改革的指导思想:(1)将基础无机化学和化学分析内容有机结合组成新的课程，既较好解决了原有课程知识点相互交叉、重复多的问题，又便于在无机元素教学中渗入定性分析，在实验中引入“量”的概念，扩展了对学生科学精神的培养。(2)在个性化理念指导下，将教学内容划分为主篇和副篇。主篇包括以下3个知识模块:①基本化学原理部分，②化学分析部分，③元素化学部分。(3)副篇内容大量吸收了国外一流教材的精彩内容，写法上则顾及中国学生的阅读习惯，条目精短，文字活泼。大部分条目反映化学在现代科技和国民经济中的重要应用实例，一部分则介绍化学发展中的标志性事件，以凸显化学新概念、新知识、新发现和新技术。(4)用英文编写词汇和习题，使之成为学生必读的英文阅读材料，以培养学生适应双语教学的能力。新的课程内容体系以及相应的正、副篇内容层次具有如下教学特点和人才培养特色:(1)正篇是基础，是纲，也是核心。原理部分要做到内容选择必要、能深度满足后续课程要求;讲授时要力求科学而简明，不越俎代庖，真正起到导论的作用。(2)正篇将无机化学原理和化学分析有机结合，强化了化学理论的统一性。同时将化学分析技术单列章节，合并但不弱化。(3)元素化学是无机化学的本体，既要重视周期律和反应规律，同时又要特别注意对新反应和新化合物的介绍。(4)副篇是国内同类课程的一项首创，目的是让学生洞察无机化学新发展，体会无机化学研究的兴趣，延伸正篇的深度和广度。
3致力于有特色的立体化教材体系建设
教材建设是提高教育质量和实施素质教育的基础，要求具有创新性、个性化，与国际接轨［3］。书不在厚而在精，在框架、内涵、内容上要给讲课教师留有余地。印永嘉教授等编写的《物理化学简明教程》［4］就由于简明扼要而精彩。史启祯教授主编的《无机化学与化学分析》［5］先后入选2001年国家“面向21世纪课程教材”，2004年国家高等教育“百门精品课程教材建设计划”选题研究项目，2006年国家“十一五”教材规划项目，2006年国家自然科学基金委“国家基础科学人才培养基金教材建设项目”;它是第一届化学学科教学指导委员会于1991年为应化专业立项编写的第一本也是唯一的一本专业基础课教材，当年就被列入国家“八五”规划重点教材。近些年来，课程组在教学实践的基础上对该书进行了几次修订，出版了3个新版本［6-8］。2005年出版的《无机化学与化学分析》(第2版)已经发展成为包括纸质辅助教材《无机化学与化学分析:学习指导》［9］、工具书《化学元素周期表》［10］和电子辅助教材《无机化学与化学分析:电子教案》［11］在内的立体化教材，完成了应用化学专业首个基础课课程建设的硬件工程，成为专业发展的支柱。上述的立体化教材现已成为国内应化专业的主流教材之一，受到郑兰荪院士的撰文好评［12］:“教材不仅给学生带来知识，而且带来科学的思维方式，使教师和学生双方受益，不愧为一部精品教材。”新编《化学元素周期表》被徐光宪院士认为“是我见到的最新、最好的周期表”。该立体化教材还曾被评为2007年陕西普通高等学校优秀教材一等奖，并于2011年由高等教育出版社出版了第3版;工具书《化学元素周期表》于2007年由科学出版社出版了第2版。
4努力改革教学方法教学工作的主要任务就是课堂教学与实践教学［13］，学生最初的创新意识应该从课堂开始［14］。由于教学计划中的大部分学分和学生的大部分学习任务都需要通过课堂教学去实现，因此，提高课堂教学质量是提高教育质量、培养学生创新能力的关键。在第一届大学化学化工课程报告论坛上，中国高等教育学会会长周远清教授说道:“如果教学方法不来一次大的改革，我觉得中国的高等教育想培养出高素质的人才、创新思维的人才是比较困难的。”因此，我们将改革教学方法放在首位来抓。
4．1提倡大纲式教学方法我们认为，讲基础课的教师授课要有自己的观点、见解，并事先写成提纲发给学生，让学生课前预先了解讲授的内容，知道怎么预习，要听什么，要问什么，将来准备研究什么。这样学生就能掌握学习的主动权。这是一种易于学生自学的方法，可以激发学生学习的积极性，增强学习的自觉性，多读书、多思考、多提问，使学生获得较高的学习兴趣，营造出和谐宽松的教学气氛。同时，把大纲交给学生，也能督促教师从备课开始就不能敷衍，要以一种搞科研的态度去讲课，讲思路、讲方法、讲体会，介绍本学科的前沿趣闻。这种方法已获得了良好的教学效果［15］。
4．2科学合理地安排教学内容每堂课的教学内容安排，既要符合教学基本要求，又要重点突出、难易适度。基本内容要明确主线、易于理解;重点内容要简明扼要、易于掌握;难点内容要深入浅出，与学生已有的知识基础联系起来;前瞻性内容要有可持续性，能够引发学生探索的欲望。要努力通过对知识点的讲授和探讨，使学生掌握学习方法，能够举一反三，从而提高课堂教学效果。要达到上述效果，课堂教学的内容和课本上的内容不应该完全一样，更不能照本宣科，要学会将经典内容现代化［16］，将相关文献中的内容融合、归纳并加以提炼。
1什么是化学课程中的经典内容
化学科学史对于经典化学时期与现代化学时期的分期问题存在着两种不同的观点。一种观点认为，以原子序为基础的元素周期系建立以后的化学是现代化学，之前的化学是经典化学，这种观点是以20世纪初卢瑟福的原子核结构实验作为基础;另一种观点认为，现代化学与经典化学的分期以鲍林出版《化学键的本质》一书作为分界线。但是鲍林等人的理论是以量子力学作为基础的量子力学理论的形成也是在20世纪初。因此，这两种观点从时间上讲，时期的划分相距不远。从学术观点上看，二者都是以现代原子、分子结构理论的建立时间作为基础的分期。
从以上的分期来看，现在大学里讲授的化学课程中许多都是经典化学的内容，而且地位非常重要。
如无机化学中的元素化学部分，分析化学课程中经典的容量和重量分析方法，有机化学中很多重要经典合成反应、手性化合物分离方法、布特列洛夫的化学结构学说、凯库勒苯环结构，以及物理化学中的化学热力学理论、电离学说、络合物热力学理论、氧化还原理论等都是经典内容。
2重新评价经典化学内容在现代化学教育中的地位
尽管现代化学科学已出现了诸多新的理论和实验方法，应用了现代仪器分析和信息与计算机技术经典化学的方法仍然在现代化学科学体系中占有举足轻重的地位，主要表现在以下几个方面：
(1)经典化学实验的方法被作为现代方法的标准，很多现代大型化学分析仪器的化学基准物是用经典的化学实验方法分离提纯和分析之后才作为标准的，在判断很多新的化学分析实验方法是否准确时，也是通过与经典方法进行比较后才得到结论。
(2)有些现代的理论和方法中整合了经典的理论和方法，有些是对经典理论和方法的修正和扩展。例如，现代的量热方法，虽然更智能化，却应用了经典化学热力学的原理和量热学方法;又如，现在合成一个有机化合物，其中一些步骤是经典的有机合成反应。还可以发现，有些物理化学的定律在修正之后可以扩大应用范围，甚至适用于其他的化学科学领域;合成化学家将一些经典的化学合成方法改进之后，使其用途更广泛。
（3)在现代化学分析方法的样品预处理方法中^很多都是经典方法或者借鉴了经典方法的原理，而有机化合物在进行波谱分析前，样品先要用经典元素分析方法确定最简式。
(4)现代化学理论并非十全十美，现时无法解决的问题，还要从经典理论和方法中寻求智慧。
同时，应该告诉学生经典理论和方法的局限性及其适用范围。经典理论为了简化解决问题步骤，物质结构以及化学反应模型忽略了很多真实存在的相互作用，有些是经验型的，缺乏定量的逻辑关系，其理论缺乏普适性。经典实验方法一般适用于高的反应物用量，不适用于微量物质的化学反应。
3经典化学教学内容的取舍与讲授课时的确定
随着化学科学的发展，有些经典教学内容应被淘汰，有些内容仍然重要，应该保留。现在化学教学中取舍的原则是什么？经典内容教学课时应该怎样确定呢？
首先，应该保留那些在化学科学发展历史过程中不可忽略的部分，告诉学生这些内容对于现代化学科学的影响。
还有一些内容是无论在科学研究，还是在产业界以及社会服务机构都已不再采用的方法，可是教师认为这些方法的教学可以用来培养学生的科学思维能力。在20世纪80年代，大学化学教科书中还使用硫化氢体系定性分析18种阳离子的实验教学|21，而当时的化学工业界、医药、商检和司法界已开始广泛使用光谱学分析方法，那时的化学教师之所以保留这个体系，是由于他们认为，虽然这个体系很经典却可以帮助学生学会应用简单的化学反应将无机离子分组分离的逻辑思维方法，熟悉常见的化学试剂和仪器的使用方法，而不是简单地仅仅知道使用现代化学分析仪器进样和输出数据结果。后来，由于污染和毒性的原因，这个体系被淘汰掉了。对于这部分内容，可以寻找其他可以使学生得到类似的思维训练的体系代替，同时能够克服以往方法的缺陷。
主张多讲授经典内容的教师认为:除非学生毕业后专业从事经典内容的教学、科研工作，或者他们在产业界和社会服务机构的工作恰恰与这些内容相关，他们可能终身都不会再有机会接触到这些内容。
对于他们来讲，这些内容是第一次学习也是最后一次学习，那么，经典部分的教学就非常重要。
主张少讲授的教师有另外的观点：学生毕业以后需要就业，因为产业界及政府机构会很快更新技术，过多地学习经典课程似乎是多余的，甚至成为教育与现实脱节的一个原因。高等教育正在出现高等基础教育与高等职业教育一体化的趋势，高等教育课程的内容更实用、更适应人才市场需求也是评价大学教育水准的一个重要方面。
教师在教育学生时，应该给予他们一个完整的科学体系，而不是为了实用只去告诉学生这个体系的一些部分。设计现代的化学教学体系时，是仅仅考虑很快谋得职业，还是考虑为学生开辟更广阔的发展前景，这是决定化学课程中经典内容取舍和教学课时时应该思考的问题。
4重新系统化
无论是波义耳出版《怀疑的化学家〉的时代，还是门捷列夫发现化学元素周期律的时代，以及20世纪初由原子结构理论和量子力学推动的化学科学革命的时代，化学科学曾多次重新系统化，化学教育也跟随化学科学的发展多次重新系统化。今天的化学科学出现了很多新的理论和实验方法，如纳米科学、单分子光谱学、新的有机合成方法等;化学教育的注意力也在转移，更趋向生物体系以及能源和环境问题。所以，化学教学也在面临重新系统化的问题。我认为，对教科书，以及理论和实验教学方法的重新系统化应该考虑以下原则。
(1）谨于现代的化学结构和化学反应的理论。
基于经典部分同现代化学科学的联系，用现代化学科学的观点去重新审视经典内容，建立新的化学教育体系，将保留的经典内容整合在新体系中。例如，现代有机化学在讲授苯的性质、结构和化学反应时，仍旧保留了凯库勒苯环结构以及很早以前就已发现的苯的化学反应等经典内容，用分子轨道理论去阐述问/题。
(2)基于教育的规律。
不仅仅是化学科学在发展，教育科学在近20年也在发展，考虑接受教育的主体在变化|31，新的教育方法要融合在新的化学教学体系中，化学教师要与教育心理学、教育社会学专家合作研究建立新体系。
在化学教学中，阐述问题的先后次序往往与科学发现的历史顺序不同。例如，讲授元素化学部分是根据化学元素周期表的顺序，而不是根据元素发现的历史顺序；因为这样讲授学生更容易理解，同时不违背科学规律。
1998年，联合国教科文组织在《21世纪世界高等教育宣言:愿景与行动〉中提出：创新教育的方法是具有批评能力的思考和创造力。宣言肯定了以学生为导向的教学方法，并且指出：新的教育方法还意味着新的教学内容，以及与之相应的新的教学试验方法，不仅仅发展学生的记忆力，还要发展他们的理解力、实际工作技能和创造力。如果采用建构主义14的学习方法，告诉学生一些建构的原则和方法，把用于建构的理论和实验的模块给他们，把经典的和现代的化学知识模块给他们，让他们自己去建构新的化学科学大厦，然后用他们的大厦跟前辈大师的大厦去比较，他们会发现自己应该向大师学习什么，他们也可能还会发现大师的缺陷，无论是在知识模块里，还是在由模块构成的体系中，以及构造的方法，可能都存在问题。当学生能够提出问题，并且懂得为了给出问题的答案如何重新学习时，这才标志着达到了教学的目的。
(3）谨于国际标准化原则。
现在有些化学教师在教学中并没有使用IPAC最新颁布的化学原子量数据;有些化学教师没有访问过UPAC的网站，去认真阅读过跟自己教学的专业有关的专业术语和名词的文章;很多大学化学教学实验室的实验条件数据(TP……）和实验仪器（天平、容量仪器……沫作过国际标准化的校正。教科书中经典内容的编纂和教学应该采用新的名词术语和国际标准数据。
(4)基于智能化原则。
化学教师不应该重复劳动，应该更有创造性地从事教学工作。如建立智能化互联网教学答疑系统，把学生提问率高的问题和答案放在教学网络上，使学生可以自己搜索提问和获得答案。这样，教师可以有更多时间与学生讨论一些有争议的问题。又如在互联网上开辟化学科学教育社区，使教师和学生可以更自由地在不同的时间和空间讨论问题。
智能化教学不仅仅是学生自己编写计算机程序去处理经典化学的计算问题，使用像EXCEL这样的软件，更重要的是，要将经典的化学知识模块化，整合在化学计算机数据库中，设计出虚拟的解决化学问题的程序，这种程序可以判断化学反应的可能性，预言反应产物和动力学途径，以及是不是生态化的反应，还可以控制自动化和机器视觉化化学实验系统。总之，应用智能化技术可以令经典化学实验教学更具有吸引力，而且还可以缩短实验时间，得到更准确的数据，为学生将来在科研和产业界就职打下基础16。
应该注意的问题是，智能化教学系统是为帮助学生建立正确的科学概念设计的。有些教师在PFT中使用了动漫技术、FLASH技术帮助学生理解一些化学科学概念，但是这些技术表达的图像有时与真实的物质结构和化学反应相去甚远，容易给学生造成错误的印象。所以，教学使用的图像应与真实的化学反应图像越接近越好。如果图像是示意的，一定要向学生说明。
(5)基于生态化原则。
生态化的观点认为:如果化学反应过程的反应物和产物以及化学反应能量与自然体系的交换方式，不对自然物种及其食物链构成破坏，不影响生态体系平衡，就可以认为是生态化的化学反应。
现在化学教科书中叙述的一些经典化学分析方法，以及一些高产率的经典有机合成反应，使用对人体有害的试剂，产物也污染环境，这些方法将来可能被淘汰。作为化学科学史的部分，这些方法都曾有过很重要的作用，这些方法的原理对于建立新方法可能作为借鉴和参考。如果课程中保留这些内容，也只是保留原理同时应告诉学生方法中存在的生态问题，将来应用这些方法时，化学反应要根据生态化要求重新设计。
1)对于帮助学生理解原理和学习方法的实验，应尽量选择生态化试剂，考虑产物是不是生态化，比如碱标定实验选用草酸作为基准物比邻苯二甲酸氢钾更符合生态化要求，因为前者是天然产物，它的降解产物也很容易步入自然循环中，不至于对自然生态造成破坏。
2)化学实验教学应该减少试剂用量。现在经典常量化学实验使用试剂量过多，与实际工作要求有很大差距，过高的试剂使用量也造成过多的废弃物。但是试剂减量也会带来一些问题，原来的方法可以观察到的现象可能会观察不到，原来的方法可以得到的准确数据也可能得不到了，所以经典方法的实验化学反应和观察计量用的实验仪器都要重新设计。
3)现实工作中，很多环境、医药的分析工作要分析和处理毒物和污染物，而生态化的替代试剂和方法还没有出现，决定了实验体系还不可能是生态化的。但是为了培养学生的工作能力又不得不保留这些实验方法。因此，要有标准化的防护和处理废弃物的方法。
4)经典化学实验室的设备要及时更新。应将汞温度计换成数字式的;将直接排放水的旧式回流冷凝水管换成电动循环冷凝装置，以节约大量净化过的水;要更换含有毒金属的实验设备和高耗能设备，以节约实验成本，并使实验过程更安全。
5)化学工作者要与生态学专家合作，建立化学实验室的生态评估体系，请生态学专家对化学实验室作出生态化评估|81。因为化学产业的生态化的革命是从实验室开始的，大学化学教学应该帮助学生建立这样的理念。
5小结
现在的化学教师可能是化学教育史上最为辛苦的化学教师。因为他们不仅要懂得化学的历史一经典和现代的化学科学概念的发展沿革，精通化学科学的方法一懂得理论分析、实验技术和数学与计算机的处理方法，清晰地知道化学科学在整个科学体系中的位置以及化学与自然及社会的关系，学会用经典的和现代的哲学观念去思考化学问题，还要懂得全新的教育心理学和教育方法学，懂得艺术和美学，精通获得化学资讯的方法，懂得知识产权的保护，懂得怎样把化学知识市场化等等。由于他们正处在一个化学教育理念和方法转折的时代，他们必须比以往的化学教师付出更多的劳动。
关键词： 波谱分析 应用模式 教学实践
在化学本科专业课程设置中，有机化学主要围绕物质的结构和性质展开，主要讲述化合物的物理和化学性质，很少涉及结构表征。而结构表征问题是学生在后续科学研究和企业生产中经常遇到的问题。因此，为顺应学科发展和学生就业深造需求，淮北师范大学化学与材料科学学院已将《波谱分析》纳入应用化学专业本科教学之中。该课程讲解的主要内容包括紫外-可见吸收光谱（UV）、红外光谱（IR）、核磁共振谱（NMR）及质谱（MS）的基本理论与一般解析方法及四大光谱的综合解析方法。通过本课程学习，学生有效地把化学基础知识和化学实验连接起来。因此，波谱分析课程的开设在培养化学专业人才中发挥着重要作用。然而，在大学期间，波谱分析中各类光谱学的基本原理比较抽象，不易理解，更难以运用所学相关知识推测出未知化合物的结构，导致学生对波谱分析课程的重视程度较低。针对这种情况，如何降低学习难度，培养学生兴趣，让学生充分理解并掌握波谱解析的基础知识，拓宽学生知识面具有重要意义。为此，基于学生分析问题和解决问题等应用能力的培养，我们在教学中做了一些有益尝试。
一、合理设计绪论部分，激发学生兴趣
大学期间，学生通过系统学习化学课程，掌握了化学专业基本知识；通过化学实验操作，熟悉化学反应的性质和物质之间的转化，但往往忽视化合物结构表征的关键性问题。针对此问题，在课堂教学中抛出问题，让同学们设计办法解决化合物表征的问题。以问题方式引出波谱分析课程的重要性，激发学生学习兴趣。学生只有充分认识到波谱分析的重要性，产生强烈学习兴趣，才能增强学习效果。
为了进一步使学生了解波谱分析的重要地位，及时向学生介绍波谱分析的发展历史，让学生清楚地认识到波谱分析的重要性。波谱分析主要经过两个阶段，20世纪中期以前是经典的化学分析阶段，主要通过化学分析表征化合物结构。其中最为经典的例子是吗啡结构的鉴定，从被发现到确定结构经历了一个多世纪。同时，在化学分析过程中，存在实验样品量大，实验操作较为烦琐，实验周期长等诸多缺点。20世纪中期以后随着紫外光谱分析仪和红外光谱分析仪器的出现，特别核磁共振仪器的出现，缩短了化合物鉴定的周期。因此，现代波谱分析具有快速简便、准确度高等诸多优点。另外，在教学过程中要让学生了解开设波谱分析课程与已开设的化学专业课和化学实验课程之间的关系，使同学们更好地理解课程设置的意义，让学生认识到学习本课程的重要性，更有利于激发学生学习兴趣。
二、精选教学内容，强化应用目的
通过绪论部分的学习，同学们具有较高的学习兴趣。但波谱分析基本原理比较抽象，讲解内容比较枯燥。因此，必须讲解各类谱学的基本特点和作用，学生通过比较后有目的地学习各类谱学基本知识。波谱分析主要涉及数据处理，通过简单的记忆方法，难以掌握波谱学基本知识。针对该问题，教师必须精选教学内容，让同学们掌握基本规律，在理解的基础上记忆相关数据，往往有利于达到较好教学效果。比如，在红外光谱中，同学们要熟练掌握官能团的各类特征、官能团的出峰大致位置。如羰基的出峰位置在1700cm-1左右，这是典型的羰基吸收峰出峰位置。在有机化合物中含有羰基的化合物有醛、酮、酯、酰胺等类化合物。因此，通过分析各类含有羰基化合物的谱图，学生比较容易掌握这些特有的官能团，同时强化应用能力。然而，各类谱学的基本原理相对比较羞涩难懂，但在波谱分析中比较重要。因此，教师需要借助多媒体辅助教学手段，并用通俗易懂的讲解方式讲透各谱基本原理。同时在分析谱图的时候，穿插讲解基本原理在谱图分析中的应用，举一反三，提高学生分析问题和解决问题的能力。
三、优选典型例子，提高综合分析能力
波谱分析是一门实践性很强的学科，同学们在系统学习紫外光谱、红外光谱、核磁共振和质谱等基本知识后，必须通过练量波谱习题才能熟练掌握谱图解析的技巧。因此，仅依靠课后习题，难以达到学生学习要求。因此，要求教师在平时尽可能多地累积各类谱学谱图，在教学过程中优选典型例子。另外，教师根据自己的科研成果积累相关谱图，向同学们展示综合分析能力在科研过程中的作用，不仅激励学生求知欲，更能提高学生综合分析能力。再者，波谱分析涉及许多学生未接触过的精密仪器和图谱，可根据学校条件，带领学生参观红外、核磁等仪器，让同学们测试自己合成产物，并指导学生进行谱图解析，因而进一步提高学生综合分析能力。
综上所述，波谱分析是一门应用性较强的课程，内容繁多，基本原理比较抽象，不易理解。因此以应用为目的的导向模式更容易让学生产生兴趣，达到学以致用的目的。结合我校实际情况，我们采用多媒体教学手段，并通过合理设计绪论、精选教学内容、优选典型例子等方法达到了较好的教学效果。
参考文献：
关键词：分析化学；综合实验；纳米材料；修饰电极；甲基对硫磷
中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0055-02
一、引言
开设综合化学实验的目的，是通过综合实验的训练，使学生能完成一项完整的研究工作，了解科学研究的基本过程，培养学生的动手能力和操作技能，培养分析问题解决问题的能力，该课程日益受到重视，各高校相继开设综合化学实验课程。但在化学综合性实验教学中仍然存在许多问题，如综合实验方案与实验条件的匹配性、实验内容与学生专业的匹配性、实验考核办法的科学合理性、激励机制的完善性等。同时，化学综合性实验的内容涉及学科交叉、与相关科研课题结合、与现场实际问题相结合，因此，化学综合实验的内容设计及考核机制的开发是一项复杂的长期的系统工程，需要广大教师和实验技术人员的不懈努力，在实验过程中要以学生为本，采取多种措施，不断探索和实践，共同推进实验教学改革，使综合性设计性实验在提高教学质量和提高学生的综合素质方面发挥应有的作用。本综合实验以纳米功能材料修饰电极为基础，以有机磷农药――甲基对硫磷的高灵敏检测为研究目标，集纳米材料制备、表征，纳米材料修饰电极的制备，电化学检测实验条件优化及实际样品分析以及实验结果评价于一体，着重培养了学生文献调研、实验设计、结果讨论、实验结果表述及科研创新思维，为培养创新型高素质人才提供可行性途径。
二、综合实验设计
1.实验目的。①了解纳米氧化锆的制备及表征方法；②掌握碳糊修饰电极的制备方法；③了解电分析化学实验条件的优化及实验结果的处理；④熟悉电化学工作站的使用。
2.实验原理。金属纳米氧化物，有小尺寸效应、高比表面效应、超导性、高化学活性等优越性能，在电化学、光学材料、发光材料、磁性材料、电池材料及催化剂等高科技领域有着重要的应用。在碳糊中掺杂适量纳米材料，可以制得化学修饰碳糊电极。该类纳米材料修饰碳糊电极，不仅继承碳糊电极无毒、制作简单、寿命长、电位窗口宽、残余电流小的优点，且在灵敏度上较碳糊电极有进一步的提高。甲基对硫磷（O，O-二甲基-O-（4-硝基苯基）硫代磷酸酯）是一种高毒有机磷类农药，能抑制胆碱酯酶活性，造成神经生理功能紊乱，因此食品及环境样品中甲基对硫磷的检测至关重要。甲基对硫磷的苯硝基官能团具有电化学活性，在电极表面能发生如下反应：
在磷酸盐缓冲溶液中，甲基对硫磷在纳米氧化锆修饰碳糊电极上于-0.8~+0.4V（vs.SCE）范围内扫描，产生一个灵敏的不可逆氧化峰和一对准可逆的氧化-还原峰，不可逆氧化峰峰电流与甲基对硫磷的浓度呈线性关系。该方法取样量少、体系简单、灵敏度高，可用于样品中对硫磷含量测定。
3.主要试剂和仪器。①试剂。氯化氧锆（分析纯），十六烷基三甲基溴化铵（CTAB，分析纯），NaOH（分析纯），石墨粉（光谱纯），石蜡油，KH2PO4，Na2HPO4，甲基对硫磷（分析纯）。②仪器。水浴锅，马福炉，玛瑙研钵，聚四氟乙烯电极管，饱和甘汞电极，铂丝电极，磁力搅拌器，超声波清洗器，分析天平，台式离心机，电化学工作站，透射电子显微镜，x-射线衍射仪。
4.实验步骤。①纳米氧化锆的制备。称取2.72 gCTAB和4.83gZrOCl2・8H2O，分别溶于一定量的蒸馏水中，在搅拌条件下将ZrOCl2・8H2O溶液加入到CTAB溶液中。30min后，剧烈搅拌条件下逐滴加入氢氧化钠，保持搅拌使其混合均匀，体系中反应的各物质的物质的量之比为CTAB∶ZrOCl2・8H2O∶NaOH∶H2O=0.5∶1∶24∶966。搅拌数分钟，密封静置于80。C水浴，加热48小时。将所得白色絮状沉淀过滤，并用蒸馏水洗涤，直至滤液中没有氯离子（用AgNO3检测）。将固体转移至瓷坩埚中，在马弗炉中500℃灼烧5小时，冷至室温，于玛瑙研钵中研磨即得纳米氧化锆粉体。②纳米氧化锆的表征。采用透射电子显微镜对获得的纳米氧化锆分体进行形貌表征；x-射线衍射仪进行晶相结构分型。③碳糊电极及修饰碳糊电极的制备。石墨粉与石蜡油以3∶1比例混合研磨成糊状，压入电极管中，称量纸上抛光即制得裸碳糊电极。称取质量比为4∶1的石墨粉和纳米氧化锆粉末，研磨均匀，滴加与固体质量为1∶3的石蜡油，研磨成糊状。将糊状物压入电极管中，在称量纸上抛光即制得修饰碳糊电极。④实验条件的选择。①富集时间。移取10mL含1.0×10-6mol/L甲基对硫磷的磷酸盐缓冲溶液至电解池中，通氮气除氧后将三电极系统浸没在电解池中，搅拌条件下开路富集10s，30s，50s，70s，90s，120s，150s，180s，用微分脉冲伏安法，在-0.8~0.4V电位窗口条件下，测定不可逆氧化峰的峰电流，以氧化峰峰电流对富集时间作图，选择最佳富集时间。②pH值。配制pH值在4.0-9.0范围内的一系列的甲基对硫磷溶液，在所选定的富集时间下，测定不可逆氧化峰的峰电流，以氧化峰峰电流对pH值作图，获得最佳测定pH值；以氧化峰峰电位对pH作图，获得电极反应过程中电子、质子转移信息。
5.甲基对硫磷测定。①标准曲线的制作。配制浓度在1.0×10-7-1.0×10-5mol/L范围内的甲基对硫磷系列标准溶液，在最佳实验条件下，测定各溶液的氧化峰峰电流。以氧化峰峰电流值为纵坐标，甲基对硫磷溶液浓度为横坐标，用Origin软件绘制标准曲线，获得线性方程及线性相关系数。②水样测定。取一定量污水样品，离心，取上清液，加入适量磷酸二氢钾和磷酸氢二钠作为支持电解质，并向水样中分三次加入甲基对硫磷标准溶液，在最佳条件下测量其氧化峰峰电流，采用标准加入法计算水样中甲基对硫磷含量。
6.实验数据处理及分析。①结合透射电子显微镜和x-射线衍射结果分析氧化锆纳米材料的形状及晶面归属；②绘制富集时间影响曲线，获取最佳富集时间；③绘制pH值影响曲线，获取最佳测试pH值；④绘制标准曲线，获取线性方程和线性相关系数。⑤分析水样中甲基对硫磷浓度。
三、总结
本综合实验涉及无机化学、材料化学、分析化学的基础理论知识，应用了多种现代分析仪器，不仅可以锻炼学生的综合实验操作技能和分析问题、解决问题的能力，还有利于激发学生的创新热情和培养学生的创新意识，开阔了学生的知识视野，提升了学生的科研素养。在实验教学过程中，教师要注意加强引导学生查阅相关文献，掌握实验中涉及的理论知识和实验仪器原理。
参考文献：
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1实验中心建设主要内容
(1)调整实验室管理体系
实验中心的主要任务是承担本科基础阶段的化学实验教学。随着学校教学改革的深入，实验中心的服务对象从化学类各专业的学生扩展到全校理科、医科、文科所有本科学生，并要求开设不同类型的化学实验课程。原先按化学二级学科，即无机化学、分析化学、有机化学、物理化学设立的教学实验室的建制，已明显不适应新的需求。为此，我们以实验技术特征为脉络，对原有实验室进行整合，重组了化学基本技术实验室、合成技术实验室和仪器技术实验室。中心开出的实验课程与新组建实验室的关系如图1所示。在同一学期内，一个实验室可能与多门课程的实验内容有关，而一门实验课的不同的实验内容可能在不同的实验室进行。新组建的实验室承担各实验课的全部教学任务，为充分利用教学资源、提高办学效益提供了组织保证。
(2)调整实验室布局及改造实验室基础设施
为适应新的实验室管理体系，必须重新调整实验室布局，以方便管理，提高水平及效益，推进教学改革。实验中心设立在50年代建造的老化学楼内，在原来以教研室为建制设立实验室的基础上，进行调整改造。按统一规划、合理布局、以人为本、方便管理、分块实施、稳步到位的改建方针，经过1999-2001年3个夏季的努力，已全部完成。
①调整实验室布局化学操作类、仪器类实验室相对集中；高层安排通风要求较高的合成技术实验室，人流量大的基本技术实验则安排在一、二层楼。整个布局有利于实验室共同设施的安装，仪器设备的维护保养。为提高使用效率、改进管理提供了保证。
②全面改建和提升实验大楼内、外设施分期分批投入1000多万元，整修实验大楼，改造了全部学生实验室（2140m2)、实验辅助预备室（76m2)、教师和技术管理人员办公室(200m2),另有教室、报告厅、会议室等。更新了基础硬件设施，形成了适合现代实验教学的基地。其主要内容有：
a改善教学环境。重新设计了上下水、电、煤气管道、通风、照明系统，学生仪器实验室按需要安装了空调、去湿机等设施，办公室、教室、报告厅、会议室都安装空调，内部环境简洁、明亮、整齐；b更新了实验通用设备。半自动电光天平全部改用电子天平，更新水泵、油泵、烘箱、马弗炉，铁制品如铁架、铁夹、铁台全部改用不锈钢制作；c理顺了公共支持设施。改善了纯水、冰块供应，药品、试剂储存等设施，配备了超声波清洗设备等。
d更新了实验台、柜。按同时能容纳500名学生实验以及常年开设80个实验的要求配备学生实验台。按化学操作实验应每位实验学生配备一套玻璃仪器，以每学期能容纳2000名学生实验的要求配备了不同类型的柜子；e建立实验中心局域网络系统。联通了所有实验室、办公室、教室、会议室、报告厅，为实施网络辅助教学、现代管理提供了接口。
③更新教学仪器设备争取多方投入，更新、添置仪器设备。目前实验中心的资产总值由1999年前不足80万元上升至2002年的358万元，设备已从244台件上升至493台件。1990年以来购置的设备达90%以上，在教学仪器现代化方面迈进了一大步。
(3)实验室管理制度的建设
实验中心的管理制度建设遵循有利于实验教学、科学管理以及教学资源的合理利用的原则。实验中心成立以来认真执行〈〈高等学校实验室工作规定》以及学校制订的各项管理制度。结合化学学科的特点，以及中心的实际情况制订了若干管理制度，包括:①实验主课教师职责;②实验指导教师岗位职责;③研究生担任实验指导教师执教的规定;④实验室教学辅助人员及技术人员岗位职责;⑤学生实验守则;⑥学生实验仪器损坏赔偿制度;⑦实验室清洁卫生条例;⑧实验室安全管理条例;⑨实验室仪器设备借用条例;⑩教学辅助人员及技术人员年度考核办法，等等。这些管理制度的执行，有力地保证了中心工作的良性运行和实验教学的质量。经过3年多的实践，实验中心员工的精神面貌有了很大改变，管理的规范程度有了明显提高。
(4)实验室队伍的建设与管理
①实验教学队伍的建设教学队伍的组织采取固定编制和流动编制相结合。中心正式编制教师10名（教授1名，副教授6名），主要从事实验教学，多数还兼有其它教学、科研和社会工作。每学期还流动岗位50~70个，吸收教师和研究生参加实验教学。特别是研究生“三助”制度的推行，大量研究生作为助教参加了本科实验教学。目前研究生助教与研究生教学实习的工作量已达实验教学工作总量的45~50%。
新形势下，如何组织好实验教学队伍，我们在管理上采取了以下措施，包括:鼓励资深教授参与实验教学；固定编制与流动编制的相结合;设立主课教师制度;为每一位研究生助教指定指导教师;预备实验及集体备课制度;教学当班人员挂戴胸卡制度。
经过几年实践，这些制度收到较好的效果。如每学期都有资深教授(包括博导）参与实验教学，这不仅在实验教学过程中把关，在保证教学质量上发挥作用，而且也为青年教师及研究生助教起到了极好的示范作用，在学生中产生了良好的影响。又如实验教学人员载胸卡上岗制度，有利于参加教学人员的自律，也有利于相互督促检查，起到了很好的作用。
②实验室技术管理队伍的建设中心现有实验管理技术人员15名，他们是实验室运作的主力。其主要工作内容是:实验室及仪器设备的日常管理;教学实验实施的辅助工作;协助教师开展实验内容改革等。
随着实验室使用效率的提高和实验教学内容改革的深入，对实验室技术管理队伍提出了更高的要求，中心努力提高技术管理人员的业务水平，积极开展培训活动，主要方式有:定期培训和轮岗；通用技术集体培训;新实验的岗前培训。
此外，实验中心主要通过讲评、交流、观摩等方式，组织技术管理人员在中心内、校内、校际间相关实验室的参观学习，提高日常管理水平。要求实验室环境随时保持着清洁整齐，始终处在可用状态。
2几点做法
(1)统一布局，分步实施，抓住机遇，争取立项支持实验中心成立后，逐步形成了调整实验室布局、改革化学实验教学体系的方案。但资金来源成了实验教学改革方案实施的瓶颈。1999年学校投入450万维修基金，对中心所在的化学楼进行了建筑外立面大修。我们抓住机遇选择3间不同类型的实验室，按总体布局的要求对内部实验设施进行了全面改造。以此为契机争取到学校3年行动计划的项目投入570万(包括随后的追加投入)，对实验中心的全部实验室进行全面改造。之后，我们又争取到教育部世界银行贷款“高等教育发展”项目450万。从1999年至今，通过立项争取，加上教育部化学基础人才培养基地建设项目投入100万。花费在实验室基础设施建设及仪器设备更新、添补上的费用达到1120万。这是我校化学实验教学有史以来最大的一次投入。
(2)高起点，高标准，建设上水平
实验室环境及基础设施的改造，应高起点、高标准，坚持先进性，以适应培养优秀人才的需要。在有限资金的条件下，努力改善实验环境，如实验室的通风系统，加装了消声装置，以降低噪音;大型通风柜采用大开面的钢化玻璃、铝合金材料构架，以获得良好的照明、通透的视线;又如化学损伤类实验室采用格栅吊顶，不仅隐蔽了管道、布线，室内气流通畅，同时又使实验室保持整齐美观。由于资金并非一次到位，改建工作只能分批进行，并且要不影响教学。因此，改建必须按预定要求，严格执行，定期检查，使实验室保持在随时可进入运作状态。
(3)全员聘任，任务到岗，责任到人
在学校实施人事制度改革的有利时机，中心实行了岗位聘任制。中心按任务核定了岗位，建立了岗位责任，按岗位要求进行了考核。
实验中心组织了两支队伍。一支是固定岗位的实验室技术管理队伍，以实验室系统设立岗位;另一支是实验教学人员，实行固定编制和流动编制相结合的组织形式，按课程系统设立岗位，建立若干实验课程组，聘请教授主持课程的总体发展和建设，以吸取当代学科前沿的研究成果，充实基础实验教学内容。
在组织队伍过程中，坚持思想先行，讲清任务和职责，同时跟上管理制度。岗位考核规定，化学系在编教师必须至少完成本岗位工作量1/3的教学工作量，平均每年讲授两门以上的课程，并有计划地执行教授上基础课的规定。实验室的技术管理工作经仔细分解后，落实到人，实行坐班签到制，年度考核完成任务情况。从而保证了中心的各项建设管理任务的顺利进行。
(4)处理好建设与维持正常教学秩序，硬件建设与管理之间的关系学校的教学工作必须严格按教学计划执行，因此，大规模的实验室建设，安排在暑假进行，并在开学前完工。为此，集中力量一部分一部分地建设，保证正常的教学秩序不受干扰。实验室的硬件是实验室运作的物质基础，如果缺少及时而规范的管理，是达不到我们建设实验室的目标的。因此，实验室的硬件和软件建设应一起抓，硬件建设一完成，马上就要跟上相应的管理措施。
3建设成效
(1)提高了实验室的使用效率
实验室的重新布局和修建，充分考虑了不同功能教学实验室的特殊性和通用性，尽可能地增强实验室使用的灵活性。如以滴定操作为主的化学分析实验室，同时也能用于操作小型仪器的实验;在普通化学实验室中，为每个学生提供一个小型通风橱窗口也能满足部分有机化学实验操作的需要。
扩大实验室的有效容量，以满足化学实验教学发展的需求。目前，实验中心可容纳500名学生同时做各种内容的实验;化学操作类的实验室拥有成套玻璃仪器设备，以每人一套设备计，每学期可供2000余名学生登记使用。实验中心每周开放时间已达40小时，年接受实验人时数由中心成立前10万上升至2002年22万；已覆盖全校理科类、医科类全部专业以及文管类部分学生，学生人数由中心成立前的每年1400名发展到2500名。
(2)良好的教学环境使师生受益
基础化实验教学涉及面广，约占全校学生的2/3。学生走进清洁明亮、整齐有序、功能齐全、设施良好的实验室进行实验学习，心情舒畅，有利于学生养成良好的习惯，更出色地完成实验学习。
随着学生实验人数的增加，实验指导教师由过去的40余人增加到70余人，良好的实验条件及办公条件装备，提高了工作效率。教师反映说:这次改建彻底改变了建楼45年来的面貌，焕然一新。
过去由于投入少，有限的资金主要用于救急学生实验及相关设施。在这次改造中，我们特别注意到教学辅助用房的改造和建设，使工作环境的安排更为合理。同时，也为实验室管理人员提供办公用房，配置了饮水器、微波炉、洗衣机等设施。
(3)有力地推动了教学改革的深入发展
实验室硬件建设的进展，为实验内容的改革提供了有力的物质保障。实验仪器中新技术的采用，不仅提高了学生实验的技能水平，而且也为压缩学时，充实实验新内容提供了余地。如采用电子天平后，调整了实验的称量操作训练，计算机的采用，使部分实验的数据采集、处理等内容发生了很大的变化等。此外，还为开出新实验提供了物质基础，如化学震荡、镍的钝化曲线测定、聚苯胺电化学合成及电变色、多组分红外光谱定量分析、循环伏安法等新实验，就依赖于电化学分析系统、富里叶红外光谱等仪器的配置。
以实验技术为主线建立实验室，克服了以课程为中心建设实验室的缺陷，其优点是有利于实验独立设课，以适应不同专业教学改革的需要;充分利用资源，满足不同专业学生的教学需求。如为全体理科、医科学生开设的普通化学实验，为医学、生物类学生开设的现代化学基础实验，为文科学生开设的大学化学实验等，这些实验教学是在多个实验室中完成的。
(4)推动了国内大学化学实验中心的建设
由于我实验中心的建设起步早，立意高，建设的成果和做法引起国内众多同行的关注，得到了同行及有关专家的认可和肯定。中心先后接待了国内几十所兄弟院校的参观交流，为推动高等学校化学实验中心的建设做出了贡献。
从1999年开始，复旦大学基础化学实验中心的建设在上规模、上效益、上水平方面作了很多努力，今后仍将继续加强实验中心的建设，进一步完善硬件设施，加速推进实验创新、改革、加速推进实验室管理现代化进程，为把我中心建成基础化学实验教学示范中心而努力。
1研究生助教制度是高等教育发展的必然产物一个国家的科技水平和经济实力与其高等教育的发展相辅相成、互为促进。中国自改革开放以来，高等教育的教师队伍，特别是研究型大学的教师队伍结构发生了明显变化，讲师、助教的比例越来越小，同时，本科生、研究生的人数大大增加。全球科学技术水平的飞速发展使得研究型大学教师的专业学术研究压力越来越大，同时，繁重的教学任务也越来越难以承受。很多原来由讲师或刚毕业留校的助教承担的课程辅导工作被导师们交给自己的研究生来完成。但这并不是什么新生事物。19世纪末，美国哈佛大学首先创立了研究生助教制度［1］，规定研究生除了要学习专业知识外，还要协助导师做好教学工作。一个多世纪以来，哈佛大学创立的研究生助教制度在高等学校教学活动中发挥了重要作用。可见，研究生助教制度是高等教育尤其是研究型大学发展的必然产物。据不完全统计，目前北京大学每学期有近千名研究生承担助教工作。在很多院系担任研究生助教工作已成为研究生的必修课。
2研究生助教制度的优势与不足除了能缓解师资力量紧张，研究生助教制度的其他主要优点是:为研究生个人今后的发展提供了机会和良好的条件;为研究生提供了重要的经济来源。不足之处主要在于研究生的执教能力有限，常常会受到来自不同方面的质疑［1］。
2．1优势研究生助教在年龄上与本科生相差不是很多，他们之间有更多的共同语言。研究生通常对自己在本科阶段学习的体会和经验还历历在目，并愿意传授给师弟师妹们;本科生通常也很愿意向研究生讨教咨询，这样就很容易在师生之间建立起融洽关系，并且对营造轻松活跃的学习氛围非常有利。研究生助教经历是对研究生进行多方面培养的一个好平台。首先他们自己要在学生与教师这两个角色中不断转换，这种转换能力的培养需要自身有很强的责任意识;其次他们要在不断学习与实践中提高自己的组织协调与管理能力、语言表达能力、交流与沟通能力以及启发与诱导能力等。这些能力都是当今社会人们能够很好生存的基本素质。另外，如果研究生立志毕业后选择教师职业，研究生助教经历则是一次很好的实习与体验的机会。研究生助教工作有助于减轻教授的教学工作负担，并缓解学校教学资源匮乏的情况。在北大化学院，研究生助教已经成为教师队伍特别是实验课指导教师队伍的骨干力量。
2．2不足作为一名教师，自身要有不断补充、逐渐更新的“一桶水”，才能给学生甘甜解渴的“一杯水”。教师必须明确教学目的，尽可能深入理解所要讲授的内容，掌握一些基本的教学方法、教学手段和教学心理学知识。对于阅历浅、经验少的研究生助教，独立指导完成本科生的基础实验课教学，不论对研究生助教本人还是课程主讲教师都不是一件容易的事情。另外，研究生助教的工作态度和表现不仅对低年级本科生的实验课教学质量、甚至对本科生学习化学的兴趣都会在一定程度上产生影响。
3研究生助教培训研究生助教工作是临时的，既是为了缓解师资缺乏，也是为了完成学业要求，这是事实。但如果只停留在这个层面上理解研究生助教制度，不论是对本科生培养还是对研究生培养，在教学质量上都会受到影响，特别是对前者的影响可能更严重。能否在时间有限的情况下，尽可能调动研究生助教的积极性、加强培训力度，尽量减少上述不足所带来的影响，一直是我们教学工作的重点和努力的方向［2］。在逐年总结提炼的过程中，我们一直在力争将助教培训的工作例行化、制度化。下面以定量化学分析基础实验课为例，做简要介绍。
3．1前期准备研究生本人递交助教申请书，经面试获批后，填写调查问卷(不署名)，其目的是帮助和督促研究生思考如何做好助教工作，建立责任感。思考题的内容主要是:“你当年从定量化学分析实验课上学到了什么?对你后来的学习和课题研究有什么影响?”“对于这门实验课，你最喜欢做的事情是什么，最怕的是什么?你希望你的老师如何做，才能使你在既有压力又有兴趣的氛围中学好这门课?”“现在你作为一名实验课指导教师，你希望你的学生能从这门课中学到什么?你会以什么样的指导思想、教学方式、评分手段来面对你的学生?”“当你发现学生有畏惧心理、信心不足或其他问题时，当学生有自己的想法而不好意思表达时，你会如何做?”“你认为教师批改实验报告的认真程度是否会影响学生的学习态度?为什么?你会如何做?”等等。几乎每一位研究生助教都能认真思考并填写问卷。他们的想法对做好助教工作非常有利，同时也提出了一些需要我们今后不断探讨的问题。如针对“现在你作为一名实验课指导教师，你希望你的学生能从这门课中学到什么?你会以什么样的指导思想、教学方式、评分手段等来面对你的学生?”这个问题，研究生助教们写到:“我希望我的学生通过这门课程，能够对定量化学分析实验、乃至更为广泛意义上的化学实验有一个切实的、理性的认识，能够将与此相关的知识、技能、信息有机地串联起来，具备完全独立解决问题的能力。……公正地对待每一位同学，表扬先进，同时不放弃落后，从整体上提高学生的实验技能。教学方式还是较为倾向于上课少讲，实验过程多提问的方式。评分手段:多增加一些平时对学生操作考察的分数。”“Mind+Hand+Attitude，这是我的指导思想。……结果并不是最重要，更重要的是学生的学习态度，这是我的评分标准。”“……指导思想是一切为了学生能力的培养与提高。教学方式尽量让学生感觉轻松愉快，但必要时还是要严肃课堂气氛。轻松活跃，但对学生要求不能低。”“……最重要的还是培养一种态度，这种态度将使学生在各方面都受益匪浅。”研究生助教希望能培养学生正确的学习态度，他们自己首先要对教学工作态度端正。态度中蕴含着责任心，不同的责任心反映出不同的态度。相信研究生助教在课前对这些问题的思考会为接下来的培训、上岗实践做了思想和心理上的准备。在以后的集体培训、集体备课工作中，我们坚持对这些教学理念反复强调并督促落实。除了做好思想和心理上的初步准备，我们还要求研究生助教在集中培训前写出每一个实验的预习报告、思考题。在培训开始时抽查、讲评，并将预习报告相互传阅，互相学习。
3．2集体培训集中一周至10天(因课程学时而定)的时间，对全体研究生助教进行集中培训。以前要求助教把学生要做的实验都做一遍，如果有未知样品，还要集体做数据，求得平均值作为学生实验的“真值”。近几年，我们逐渐减少了做实验的时间，增加了对研究生助教的操作考查及集体讨论的时间。当实验现象出现异常、实验数据有些差别时，及时总结，拟定方案，分别探讨，再通过讨论统一认识。北大化学院的研究生来自全国不同的大学，在本科学习时，不同的学校对同一个具体操作或实验内容可能会有不同的要求，对同一个知识点可能会有不同的讲解。我们鼓励研究生助教提出自己的想法和观点，也鼓励他们用实验数据来验证，然后对实验原理、操作原理以及教学理念进行较深入的讨论，集思广益，达成共识。这样的讨论之后，大家都感到受益匪浅，一般讨论时间约占集中培训的20%～30%。在集体培训期间，我们还请北京大学现代教育技术中心的老师为我们做“作为实验课助教，你需要知道的一些事”的讲座。
3．3集体备课会每两周一次的集体备课会主要有两项任务:一是讨论两周教学中出现的问题，分析哪些问题会对以后的学习产生影响，是否需要在以后的课程中反复强调，以及哪些教学方案或计划需要进一步改进和完善。二是由第一次担任本课程助教的研究生对后两周的教学内容进行试讲(模拟课堂)。最初是由主讲教师事先告知某位助教何时试讲哪些内容;后来改为事先告知何时讲，而不告知具体试讲哪部分内容;现在是一律不事先通知，主讲教师根据自己的安排，临时“点将”。这样做是为了让新的研究生助教在每一次备课会前都能认真准备。试讲后，大家对每一位研究生助教试讲中的优点与不足进行讲评和讨论。集体备课会上讨论的议题不仅局限于基础知识的教学，还涉及教学方法、教学理念、教育心理学、世界观、价值观等。每一次集体备课会都是一次很好的教学准备会和研讨会。实验课开课4周后，再次请北京大学现代教育技术中心的老师为我们做“反思和分享:实验课的教学实践”的讲座，席间，有讲授者与听众的互动，有听众的专题分组讨论，有小组讨论后的代表发言;联系到自己的教学实践和体会，不论是研究生助教还是从事多年实验教学的教师都能感到有所收获。
3．4班前会每次实验课所有指导教师都必须提前半小时到岗，由主讲教师或值班教师主持班前会，提示当天教学内容的重点，提醒需着重注意的地方;然后大家进一步熟悉实验室仪器设施及药品的使用和摆放位置，并做好分发未知样品等课前准备工作。集中集体培训、集体备课会和班前会是研究生助教岗前准备的“三步曲”。我们希望研究生助教不仅仅是将既定知识传授给学生，更重要的是把他们对这门课程核心概念、思想方法、实验技能的理解传递给学生。在教学活动中，我们的努力方向和目标是尽可能地帮助学生完成好这门课程的学习，有所收获。实际上，研究生助教也能从中有所收获。大多数研究生助教的博士论文研究方向不是分析化学，这段经历不仅能通过教学实践复习和巩固过去学过的分析化学知识，而且分析化学学科的一些思维方式和实验手段对他们以后的科研工作也会有所启发和帮助。另外，他们还结交了新朋友，被学生们亲切地称为“师哥师姐”。这些都是我们期望看到的结果。
4研究生助教制度的评价机制课程结束后，主讲教师根据自己的观察了解、学生的调查问卷、实验室工作人员的意见以及本人的工作总结为研究生助教写出评语并打分。在给出学生实验课成绩之前，研究生助教是看不到学生在调查报告上对他们的评价的，学生调查报告也是不署名的，这样做是为了让学生对研究生助教的评价没有顾忌，更加客观和真实。研究生助教在个人总结中写到:“所谓教学相长，很多教给学生的东西其实也是自己需要学习的，而从学生活跃的思维和平常相处中也学到了很多，相信这些都是我将来科研、工作以及生活中的宝贵财富。”“对于定量分析实验的学生来说，我是一名教师，而我本身又是一名学生。所谓‘学’中有‘教’，‘教’中有‘学’。在‘教’与‘学’的结合中，我与学生共同进步。”“在这次实验助教过程中，我想最大的收益者是我自己，我收获了对定量分析的再次和更深入的了解，我收获了一次锻炼自己和提高自己责任感的机会，我收获了17位优秀的学生，我也收获了一次特殊的经历。”“做助教的经历让我的实验操作更加规范了。此外，我也更加注意实验记录的规范性。从自己的实验记录本上可以明显地看到，这学期结束前后，实验记录有着明显的进步。今年的助教(经历)对我今后的科研也是很有帮助的。”“有机会成为一名助教，是我的荣幸，一直以来，我就想当一名老师，助教工作无疑给我提供了很好的锻炼机会。”“责任心———定分助教工作让我更深刻地体会到这一点的重要性。……探索精神———这是我经常要给学生灌输的思想，反过来，也是我的学生在教我的东西，让我感触颇深。……组织管理能力和沟通交流能力———定分助教工作给我们提供了一个很好的平台锻炼这样一个非常重要的能力。”“经历这半年，感觉真的进步了很多。我把从实验课堂上的规范的实验操作和严谨的科学态度也逐渐融入到我的科研中，觉得科研实验的思路越来越清晰，实验过程越来越真实和可信，而这对于实验结果的分析和复查以及问题的探究都提供了有力的支持和保证。”除了自我评价，研究生助教还很诚恳地对这门课程提出了意见和建议。这反映出半年的助教经历不但培养了他们对这门课的感情，更重要的是培养了他们的责任心和主人翁的态度。这些年北大化学院定量化学分析实验课不断取得进步，是与研究生助教的努力分不开的。因此，对助教工作做得好的研究生，应该给予名誉和物质的奖励。目前我们在这方面的工作还不够完善，特别是将评价机制(监督、检查、评价)标准化，应是今后必须做的。
关键词:《仪器分析》 双语教学 教学措施
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0211-01
1 《仪器分析》双语教学的实施背景与教学内容
为了贯彻落实教育部《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》(教高[2007]2号)的文件精神,探索符合我校实际、具有一定示范性的双语教学模式,金陵科技学院材料工程学院以《仪器分析》课程作为试点,在2011～2012年度的第一学期,对材料科学与工程专业的两个行政班实施双语教学。
双语教学的主要目的不是语言的学习和应用,更侧重于专业知识的掌握。因此,教学内容的确定主要是依据材料科学与工程专业人才培养方案,且兼顾与前修的基础课程(如无机与分析化学、物理化学等)及后续专业课程(如材料分析方法等)的连贯性。仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质,如光、电、热、磁和化学反应等为基础建立起来的一种分析方法。根据测量原理和信号特点,仪器分析方法大致可分为电化学分析法、光学分析法、色谱法和其它仪器分析法四大类。《仪器分析》双语课程的教学内容与进度安排完全与以往的中文授课一致,与中文授课使用同一个教学大纲、同一个教学进度表,实验课进度与理论授课进度相配合。
2 双语教材的选择
课堂教材:对国内外最新出版的同类教材进行了比较研究,选定大连理工大学分析化学教研室组编《分析化学(双语版)》作为课堂用教材。该教材将众多分析方法按大类编写,英文内容参考多种国外原版教材,在每章有中文书写的重点内容概述,每章末列出该章用到的主要专业名词的中文解释,内容详尽,实用性强。
中、英文参考书目:(1)《仪器分析》,武汉大学化学系编,高等教育出版社,2001年。(2)《仪器分析实验》,杨孙楷,苏循荣,林竹光主编,厦门大学出版社,2000年。(3)Fundamentals of Analytical Chemistry (8th ed),Douglas A.Skoog et al,Thomson Learning Brooks/Cole.2004。(4)Undergraduate Instrumental Analysis (Six edition),James W.Robinson,Eileen M.Skelly Frame,George M.Frame II Marcel Dekker Press 2005。
3 教学措施与手段
实施双语教学的关键是正确把握理论上的系统性和科学性,基本技能的传递和学生英语思维能力的培养才是双语教学的重点。笔者在双语教学实践中,采取了以下措施与手段。
(1)中文和英语相结合:考虑到我校学生的英语听说能力,不能一开始就全英文授课,我们采取记忆性知识以英文为主,理解性知识以中文为主的教学方法。
(2)课前预习、课中讨论与课后复习相结合:这个教学方法不可能在理论课上实施,因为理论课为大班上课,时间上不允许,但在实验课上实施是可行的,因为每一个实验课内容就相当于一个小的专题,内容相对集中;每次实验课只有8位同学,有可能实现“课中讨论”。我们的做法是:在一次实验结束后,将下次实验中会遇到的仪器和化学试剂的英文名称布置给学生,让他们预习,同时要求简要写出下次实验的基本原理。有了课前预习,学生们上实验课是有备而来,这样在课中就可以在老师的引导下用英语进行讨论,课后用英文书写实验报告,当然做也要量力而行、因人而异。
(3)板书与多媒体课件相结合:仪器设备原理、结构及操作方法多用多媒体课件展示,直观、清晰且节约时间;遇到较复杂的公式推导,则通过板书讲解,使学生及时跟上老师的推导及分析,明白整个公式的来龙去脉。
(4)课堂讲授与师生互动相结合:要让学生有使用英文进行口头表述的机会,如果课堂上机会不多,可采用习题课口头报告、分组讨论,实验课上英文讨论的方式加以锻炼。比如,我们这样分配仪器分析实验课课时:每次实验前让学生自己到讲台上讲授实验原理,学生可根据自己准备的程度和英语水平以决定使用英语的量,每人1～2分钟,老师引导学生提问每人1分钟,这样8个学生用时24分钟,老师总结用时5～6分钟,整个实验的理论讨论部分总共用时30分钟。在这30分钟内,既能让学生掌握本实验的基本原理,又锻炼了学生用英语思考、表述问题的能力。
(5)考核(考试)方法:平时(主要是作业)占10%,期中考试占35%,期末考试50%,口头报告或论文5%。作业有中文也有英文,考卷是英文和中文各占50%,允许用中文答题,鼓励学生用英语答题。这种考核方式有效解除了部分学生对双语教学的担心和抵触,增强了学生学习的主观能动性,从而行成了教与学的良性循环。
4 体会与建议
(1)笔者曾对学生的英文能力和对双语教学的认识做过问卷调查。在被调查的学生中,只有15%的学生认为自己的英文能力为“良好”或“优秀”,而事实上被调查的学生的英语4级考试通过率约为50%。学生的这种自我评价表明,尽管学生的英文能力达到规定的大学生英语水平,学生仍对自己外语能力的非常不自信。因此,在双语教学的过程中,需要消除学生对用英语学习专业课程的恐惧感,在学习专业知识的同时提高其基础英语和专业英语的水平,养成主动使用英语的意识和习惯。
(2)尽管大部分学生怀疑自身英语能力,这部分学生中就对“开展双语教学的必要性”的问题上几乎全部认为“有必要”和“很有必要”。可见学生渴望能更多地接触到外语授课,希望能够尽早地将自己学到的外语推进到实用阶段,学生的这一诉求是值得教师重视。
关键词：化学实验；实验技能；操作技能
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0241-02
高等教育改革和发展的战略目标是建设高等教育强国，创新教学观念、教学体系和教学模式，提高人才培养质量已经成为高等教育发展的核心任务。作为一门以实验为基础的学科――化学，它的存在和发展，实验贯穿始终。化学实验教学是整个实践教学工作的重要组成部分，在本科化学类专业教学中占有特别重要的地位，它与理论教学相辅相成，是培养新世纪人才的重要环节。化学实验教学主要培养学生的观察能力、分析能力、实践能力、解决问题能力，培养学生掌握科学的研究方法，形成严谨的科学态度和实事求是的作风；通过实验课程掌握基本操作，规范使用仪器，获取正确实验数据；通过认真观察现象，进行分析判断最终得出科学结论。因此，实验教学是培养学生创新实践能力的重要环节和基本途径之一。
良好的实验习惯、规范的实验操作、严谨的治学态度和科学的思维方法等的养成，都是从实验这里迈出第一步的，这个阶段对学生的成长来说是至关重要的。然而，在化学实验教学中发现，学生在基本操作中普遍存在不少共性的错误问题。
一、化学实验操作常见问题
1.物质称量。常见问题有：称量前没仔细检查电子天平是否在水平面上；没有关闭天平门，就直接读数；药品洒落在天平托盘外；减量法称量时，直接用手接触称量皿；敲击称量皿用力过大，致称量皿损坏；直接称量时，未掌握轻弹手背；称量完后，不及时打扫。
2.移液管和吸量管使用。常见问题有：未注意管内是否水珠挂壁，就直接使用；未用移取溶液来润洗管；润洗衣管从上端口放液体；常用大拇指封住上端管口，无法控制液面；读数时眼睛没有与刻度线平视，仰视较多；贪方便，放液体时用吸耳球快速吹出液体；放液体完后时，没使管停靠在容器内壁10～15秒；移取低于吸量管满刻度液体时，常使用管嘴以上刻度直接吸取，未从满刻度慢慢放出液体到所需量度处。
3.滴定管的使用。常见问题有：选用滴定管不当，酸式当碱式来用；涂凡士林过多或不均，造成堵塞孔或漏液；使用之前未做检漏和未用滴定溶液来润洗滴定管；滴定前未排空气泡；接近滴定终点时，未掌握滴半滴或一滴，致终点过量；滴时速度太快；滴定液滴在锥瓶内壁，未用洗瓶用水冲下去；滴定管嘴上有挂水珠就直接读数；读数时，俯视或仰视刻度线或未从滴定管架取下读数或手握滴定管下方；滴定姿势不规范。
4.容量瓶的使用。常见问题有：未注意瓶内是否水珠挂壁，就直接使用；手握容量瓶的位置不对，常拿瓶底或刻度线以下部位；读数时，眼睛没有与刻度线平视；摇匀液体时，只是晃动瓶子，没有上下摇匀；直接用洗瓶来定容，以致过量；直接把容量瓶置于烘箱干燥。
5.蒸馏和回流等装置的连接与安装。常见问题有：圆底烧瓶直接放在桌面上容易滚动而掉到地上被打破；连接处没检查密封；冷凝管进水管与出水管反接；装置安装零乱，摆放不整齐。
6.分光光度计的使用问题。常见问题有：未用空白液调零就直接测定；未注意调节测定波长就直接进行测定；手指常接触比色皿光亮一面；比色皿与比色皿之间不配套；未把比色皿的光面放置光路的方向；用比色皿盛装所测试的样本溶液过程中，操作不规范；比色皿及比色托架在使用中放不到位，拉不到位。
7.有效数字的掌握。各种量器有有效数字不明确；实验报告里有效数字的记录、取舍和运算均没有准确表达。
二、化学实验技能比赛的组织与实施
为了贯彻落实“高等学校创新能力提升计划”，全面提高学生积极参与化学实验操作与创新研究的兴趣，规范学生化学操作，强化实践教学环节，促进我校本科化学实验教学质量的提高，也为选拔优秀学生参加广东省大学生化学实验技能大赛做准备，学院面向全校理工学生举办化学实验技能比赛。化学实验技能比赛是对学生化学实验技能的一种综合检验，比赛着重考核学生综合运用实验基础知识的能力，考核学生的实验综合技能，考核学生的操作能力和创新精神，内容涵盖相关化学实验的基础知识、基本技能、实验原理、实验方法等知识领域。因此，开展实验技能竞赛，提高化学实验技能和基本操作水平，在化学化工等专业人才培养中有着举足轻重的作用，同时也是提高学生科研创新能力和培养高素质人才的重要途径。经过两届比赛，取得了良好的效果，大大提高了学生的化学实验操作技能。
比赛形式以初赛、决赛两个阶段以及集中强化训练阶段。
初赛阶段：化学实验理论笔试（闭卷，考试时间1.0小时）含无机化学实验、化学分析实验、有机化学实验内容，包括误差理论、数据处理、化学实验室基本知识、化学实验室安全知识、电和气的使用、重要常规化学品的安全使用、常规化学实验仪器的使用、基本的实验操作规范、化学实验基本知识等。
决赛阶段：化学实验操作考试（4～5小时），决赛人数为30名。设置两组实验，每组的实验操作题不同，但均全面考查基本的化学实验技能、实验设计、实验操作、实验现象的观察和记录、基本化学计算、仪器使用和数据采集及其分析处理能力、实验报告的拟定、分析和解决实验中出现的问题等多方面的实验综合工作和研究能力。
强化训练阶段：是为参加广东省大学生化学实验技能大赛的选手作选拨。由决赛阶段产生的约20名选手作为广东省大学生化学实验技能大赛参赛候选人，设置多组实验，集中强化技能训练，最后挑选4～6名学生参加大赛。
三、化学实验技能比赛的实践体会
1.促进学生的自主学习，提高学生学习的主动性和积极性。由于报名比赛学生较多，而进入最后决赛名额有限，最终能代表学校参加省竞赛的名额只有几个，因此学生想要通过初赛，进入决赛，最后突围而出，就必须进行系统的学习和复习，全面掌握化学实验基本知识和操作等，熟练完成各种实验项目。这样就激发了学生学习兴趣，提高了学生学习的主动性和积极性。
2.有助于提高学生对实验课的重视。平时学习过程中有些同学对实验课不重视，常采用应付的态度，上课动手不认真。参加这类比赛能给学生带来一定的荣誉，通过实验竞赛可使学生所学的理论知识与实际相结合，重视实验课，使学生认识体会到实验操作在化学学科当中的重要性，并对以后毕业论文和就业工作具有重要的指导意义。
3.实验技能比赛有利于增强学生的化学实验操作能力。玻璃器皿使用、化学分析、实验器材的维护等，都属于化学实验操作的基础，规范地掌握这些基础，是做出良好实验的根本，也是学生们基本实验操作的体现。学生在比赛实验操作阶段时，评委教师在实验中评分，及时发现和纠正学生实验中的不规范操作，耐心引导他们思考实验中出现的各种现象和问题。技能比赛培养了学生的创新能力，有助于提高学生的综合能力。初赛、复赛题目涉及众多的化学知识和实验操作，要求学生具有较高的综合设计与实践能力。在此过程中，提高了学生的组织能力、动手能力，运用基本理论、基本知识和基本技能解决问题的能力，对以后毕业论文的完成和专业工作岗位上均有很大的帮助。
4.实验技能比赛促进了实验教学水平的提高。通过化学实验技能比赛，收集学生比赛过程表现出来的错误问题，反馈或组织实验课任课教师进行讨论和总结，找出实验教学中的不足，在实验课当中重点指出常见出错问题，有针对性地对实验内容和教学方法进行改进，并对今后的实验教学改革提出意见，从而促进了实验教学水平的提高。
四、结语
开展化学实验技能比赛促进化学教育教学创新与实践，在创新人才培养方面发挥了很大的作用，受到全体师生的欢迎，另外，通过化学实验技能比赛，对学生们起到了很大的帮助作用，让学生们对此有了积极性和对化学实验的热情与兴趣，使得大学生学习态度严谨，养成了认真仔细的思维方式，大大提高了学生们对实验的实际操作能力，锻炼了学生们的创新能力与实践能力。比赛也提高了教师的教学水平，为我校培养人才也做出了很多的有益的启示。
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关键词：仪器分析；问题学习法；问题构建
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）04-0146-02
一、前言
随着科技发展和经济实力的大幅提升，仪器分析已经成为现代实验化学的重要支柱，其应用越来越普及。基于仪器分析在现代化学中的重要地位及我校仪器分析的受众广泛，为切实培养适应社会发展的人才，课程组将问题学习法引入《仪器分析》课程教学。问题学习法（Problem-Based Learning，PBL）是一种新的教学模式[1-2]，它是在学生掌握初步的课程基础知识下，由教师给学生构建一些现实社会生活中重要的结构不良问题，并根据问题情境为学生提供一定的学习资源和理论指导，通过让学生以学习小组形式合作解决真实情境中的问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，并掌握解决问题的技能，形成自主学习、分析问题、解决问题以及团队合作等能力。问题是问题学习法的核心，学生进行探究讨论等学习形式都是围绕着问题来开展的，问题构建至关重要。我们在根据仪器分析课程特点[3]，以兴趣引导性、问题导向性、专业相关性、问题开放性为问题构建的基本原则，以各种仪器分析方法为学习单元，进行单元问题构建的探索研究。
二、仪器分析课程特点
《仪器分析》课程涉及光谱分析法、电化学分析法、色谱法及其他仪器分析方法等。一方面，不同类别的仪器分析方法从方法基本原理、仪器结构特点、应用范围到操作技术，均有很大区别，各成体系，不具有逻辑性；另外，学习《仪器分析》课程重在应用，其教学目标根本在于要求学生具备根据不同分析对象选择适宜分析方法的能力。根据《仪器分析》课程这种特点，我们将仪器分析课程章节体系重新构架，以仪器分析方法不同类别为学习单元，以此为基础构建单元学习问题。
三、问题构建原则
1.兴趣引导性。从教育心理学的角度来说，兴趣是一个人倾向于认识、研究获得某种知识的心理特征，是可以推动人们求知的一种内在力量。学生对某一问题有兴趣，就会基于这个问题持续地专心致志地钻研它，直到找出解决问题的方法，在寻找解决方法的过程中必然要掌握相关的科学知识，从而达到积极主动学习的效果。食品安全问题和环境污染问题是当今现实社会别令人关注的问题，把这样的问题带入课堂中，学生特别能引起共鸣。比如，在仪器分析课程第一单元的绪论的学习时，我们引入了震惊中外的“毒奶粉”事件，由于食品安全问题牵动着无数国人的心，当代大学生也不例外，甚至他们比一般群众有更多的疑惑，他们更有兴趣利用知识找出问题的根源，通过课前对毒奶粉事件的资料准备，学生们不仅剖析了三聚氰胺冒充蛋白质的前因后果，更明白了用化学分析法和仪器分析法（色谱分析法）的原理上的差异和特点，激起学生们对仪器分析法的兴趣，该问题也自然成为下一单元色谱分析法的引子。从这个具有广泛的社会关注性的问题学习中，学生不仅受到了仪器分析的有关技术性知识的教育，还受到了法律和道德教育，更是培养了他们的社会责任感。
2.问题导向性。PBL教学法采用问题式学习形式，其根本目的是引导学生更加主动地学习隐藏于问题背后的科学知识，这就要求所构建的问题必须将学生导向该单元所有的重要知识点，即问题具有导向性。这不但要求教师要进行有选择的讲授，要把具有迁移价值的重点知识传授给学生，更要精选问题，问题要将学生导向所要学习的知识和方法。例如，在气相色谱法单元的学习时，我们给学生提出一个“假酒致盲事件”的单元问题，并给出下列学习提纲：①假酒为什么会致盲？白酒中有哪些主要成分？国家标准是如何规定的？②目前，分析白酒成分的方法有哪些？你选择什么方法进行分析？③气相色谱法分析白酒成分的分离原理？④气相色谱仪的基本结构？检测器？⑤色谱条件及操作条件？⑥影响柱效及分离度的因素？⑦定性分析方法有哪些？本题中如何进行定性？⑧定量分析方法有哪些？本题中如何进行定量？⑨气相色谱法的适用范围等。
3.专业相关性。《仪器分析》课程覆盖了我校化学、化工、生物、食品、轻化等专业，是一门专业基础课，考虑到仪器分析在专业学习及今后工作中的重要性，问题构建宜与专业密切相关。为此，我们在构建单元问题时一般会在化工、农药、医药、食品添加剂、环境监测等专业相关性比较紧密的领域内，选择既有代表性又能引起学生兴趣的问题。这种考虑在后续课程中得到了很好的反馈效果。
4.指定问题与开放式问题相结合。在构建单元问题时，我们在某些单元的学习时指定2~3个具有代表性单元问题由学生任选一个进行探究学习，务求达到学习的深度；而在有些单元的学习时，我们在某一范围内让学生自主选题，希望达到学习的广度。例如，在学习原子吸收光谱单元时，我们并没给出一个具体的问题，而是要求学生在专业相关领域内选择感兴趣的重金属元素进行测定。这样一个开放式的思路，在教学中起到了意想不到的效果。第一，几乎每个学生的选题都不一样，完全杜绝雷同和抄袭现象；第二，问题来自不同的领域，在小组讨论学习和大班汇报时，学生开阔了原子吸收光谱分析的应用眼界；第三；有部分同学通过查阅文献，跳出了原子吸收光谱分析方法，认为用其他方法更好，如采用未讲授的原子发射光谱分析和原子荧光分析，这样他们不但自己通过自学提升了自身学习能力、增加了知识，又通过大班汇报把这些方法介绍给其他同学，扩大了其他同学的知识面。
四、问题构建中的几个问题
1.要构建结构不良问题。结构良好问题的解决方法具有唯一性，不利于学生的探究学习。结构不良问题由于其结构上的不明确性，可能存在多种解决方法，学习者要利用一定的知识对多种方法进行比选，最终确定解决方案。显然，问题学习法中要构建结构不良问题。
2.把握问题的层次顺序。为了让习惯了传统教学的绝大部分大学生，顺利接受问题学习法，构建问题时要注意先易后难，先简单后复杂。让学生有兴趣进入问题学习法，并因此取得成就感，实践证明，循序渐进能取得较好的效果。
3.开放性问题对教师的要求。开放性问题有益于开阔学生的视野，但也对教师有了更高的要求。由于问题的开放性，学生需要的指导和答疑也更广更深，这就要求教师要不断的加强专业素养，能真正起到指导的作用，否则开放性问题可能就成了放开的问题，失去了问题学习法的意义而达不到教学目标。
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【关键词】分析化学；实验；教学
《分析化学》是化工类学生的专业基础课程，是一门实践性很强的学科。在分析化学中，实验教学和理论教学具有同等重要的地位。工科院校培养目标中提到技术性、应用型人才，就是不仅培养具有一定的理论知识的学生，同时实践操作能力方面的培养也是非常重要的。在我们《分析化学》课程中实验是培养学生动手能力的有效途径，通过实验还可以培养学生观察问题，解决问题的能力、严谨的科学态度和培养理论联系实际的能力及创新精神。要想一堂实验课能取得预期的较好效果除了教师和学生事先都要充分做好上课前的准备外还应该改进实验教学内容，采取适当的教学手段方法等等。
1.加强基础实验和基本技能训练
作为化学化工类学生，分析化学实验是这门课程中重要的很重要的一部分，在内容安排上应该要包括化学分析象四大滴定分析、重量分析和一般仪器分析中的吸光光度分析实验，尤其注重前面几次课程的基本操作的训练，比如分析天平如何使用，怎样用减量法来称量一定质量的药品，还有标准溶液的配制和滴定管、移液管等基本玻璃仪器的正确使用和操作方法，尤其在这个过程中溶液的转移、滴定管的排空气、滴定终点的把握都是比较难掌握的操作，对于终点前半滴的操作，用酸式滴定管时是轻轻转动旋塞，使溶液悬挂在出口管嘴上，形成半滴，用锥形瓶内壁将其沾落，再用洗瓶吹洗。让每个学生都要独立进行操作，人人检查过关不要分成两人或两人以上一组，在仪器设备数量不充足的情况下可以分批次实验，这些应该在前面几次实验课多加以训练，然后才进行后面的分析实验。
2.注重实验内容的实用性
实验内容尽量选择与生产实际相结合，为社会培养优良的应用型人才。如选取一些与实际相接近的综合实验和设计实验如食醋中总酸度的测定、工业用水总硬度的测定、双氧水含量的测定、葡萄糖含量测定、药片或水果中维生素C的测定、污水中六价络的测定，工业纯碱中碳酸纳碳酸氢纳氢氧化纳的联合测定黄铜合金中铜锌分析等。滴定分析实验内容应包含酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定和沉淀滴定四大滴定。
3.改进实验教学方法
良好的教学方法可以调动学生学习的积极性和主动性，增强学生独立分析问题和解决问题的能力。当前， 教师从实验原理、步骤、注意事项、 结果处理等方面都会给学生细致地讲解，学生按教师讲的步骤和方法来完成实验，这样不能充分调动学生的主主动性和积极性，能力得不到充分培养。如果单靠教师的灌输，学生平时的强制记忆，效果不好。这种单一的教学方法，学生对所学的知识根本无法做到切实的应用和理解。实验教学过程应该是引导学生去发现问题，怎样去分析解决问题，怎样进行实验操作是最好的。教师应该主动把部分内容交给学生自己处理，只需要将一些重点和注意的事项讲述清楚。最基础的实验操作象缓冲溶液、标准溶液、指示剂等的配制让学生自己独立完成，教师在一旁指导。还可以采用开发式实验，给学生一个题目，让学生自己去设计实验，选择合适的实验方法，写出详细的实验步骤，让老师批阅后，自己独立去完成实验，并提交实验报告。
4.采用灵活多样的授课形式，充分利用多媒体教学
教师可以采用提问的方式对学生上堂课的内容进行复习，并采用提问的形式检查学生的预习情况。课堂上内容可以引出问题让学生思考和回答，教师和学生共同演示实验，让其它同学来评价，最后教师总结。采用启发式、讨论式的教学方式，不仅可以激发学生的求知欲，还可以多让学生的动脑思考问题，使学生的主体作用得到充分发挥。
在教学手段上可以增加多媒体教学，使一些在普通条件下难以实现、观察到的过程形象化地显示出来， 通过计算机形象、生动、直观地显示出来，从而加深学生对问题的理解，增加课堂的趣味性，提高学生的学习积极性。将基本操作技能、仪器的使用及实验室安全教育等与实验相关的内容采用录像、电脑、投影仪等直观的形式加以演示。在分析实验室可以配置几台专用计算机，安装相关的软件，学生完成操作后在电脑上直接进行数据处理， 计算结果，绘制工作曲线，也可以利用相关程序在计算机上直接给出实验成绩。这种课堂上完成实验结果的处理老师可以随堂指导，也可以避免学生课后对实验数据的篡改和抄袭现象。有些操作如分析天平的使用，容量器皿的操作，分光光度计的使用及重量分析基本操作的讲解需要展示操作细节，如果把这些内容制成课件，可以反复播放，在对滴定终点的判断这里是比较难把握的，可以在制作时将变色过程缓慢的展示出来， 这样增加了课堂的直观性、趣味性，使学生更好的理解和掌握要领和方法。
5.加强实验部分的考核
教师应详细记载每位学生的每个实验的每一部分的实验结果，给每位学生记录实验的成绩作为平时成绩一部分，在理论考试中加上部分实验相关的内容，通过平时和期末考试对实验加以考核，以便于学生认真对待实验，调动了学生学习的积极性。
6. 利用分析化学仿真虚拟实训系统
在《分析化学》课程的总学时数不多的情况下，或者学校实验条件较差、实验室不够用、实验仪器设备缺乏的情况下，可以应用仿真虚拟实训的方式进行虚拟操作，实验实训的大部分内容可以通过仿真虚拟实训来实现，比较有效的提高学生对知识的直观性理解。且分析化学仿真虚拟实训系统具有动画性、艺术性、情景性等，能为学生创造轻松、愉快的学习氛围，提高学生学习兴趣，当操作不正确时，系统还会自动指出错误并演示错误操作所出现的现象及后果。还可以实现不容易完成的细节操作，也不会有学生操作不当或不小心引起的仪器损坏，更不会对学生造成人身伤害。
通过以上对分析化学实验教学的改革，可以提高学生学习分析化学实验的兴趣，充分调动学生学习的主动性和积极性，同时可以培养学生的创新意识和创新能力。分析化学实验教学还需要继续探索符合学生认知规律的实验教学方法，才能不断提高分析化学实验教学质量。
参考文献：
[1]邹小勇，马志玲，黄滨. 分析化学实验教学改革探讨.《大学化学》.2006年4期.
[2]柳.仿真虚拟实训系统在分析化学教学中的应用. 成才之路 .2012年第24期.
关键词 信息技术；无机化学；中药学专业；MOOC
中图分类号：G642 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）06-0114-02
1 前言
近年来，随着信息技术的快速发展，信息技术辅助教学已经成为各层次学校的一种教学模式，对其进行的研究也日趋全面和成熟。《基础教育课程改革纲要（试行）》中明确提出：“促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革。”[1]这对高等教育也有指导意义。因此，要对现行高等教育模式进行改革，将各种信息技术引入教学过程中，促进教学手段的多样化、信息化、现代化，提高教学效率[2]。
无机化学作为一门基础自然学科，其理论与技术在医药学的很多领域都有广泛的应用。无机化学作为医药类院校中药学专业学生进入大学后的首门专业基础课，是其他化学类和药学类相关课程的基础。无机化学课程的开展，正顺应了我国医药产业的不断发展。在此形势下，如何在无机化学教学中引进现代信息技术，提高教学效率，就成为目前教育工作者研究的重点课题。本文就如何运用信息技术提高无机化学教学效率，分以下几方面进行简述。
2 利用多媒体信息技术，提高学生学习兴趣
信息技术教学可以合理地应用多种表现形式把信息全方位地呈现在学生面前。一些复杂的结构通过课件被生动地展现出来，充分调动学生的学习兴趣，有利于学生的理解和记忆。教师可以充分借助多媒体课件的优点，使用图片及动画、视频等辅助手段，形象生动，方便学生记忆和理解[3]。
例如：对于不太好直观想象的波函数和电子云的空间图形部分，用多媒体图片的形式表示，会让学生更容易理解和接受；对于比较抽象的分子轨道理论和配位化合物的晶体场理论等重点内容的讲解，则可以借助动画来演示过程。比如教学配位化合物中心原子d轨道能级分裂图，对这部分内容，空间想象力差的学生不太好理解。教师可以制作动画，让学生更直观地从各个角度观察各种轨道的形状、伸展方向以及在碳原子周围的空间排布情况。多媒体信息技术可以化抽象、枯燥为直观、形象，课后学生普遍反映印象深刻，容易理解。
又如在讲解稀溶液的依数性时，对于溶液蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压的讲解，可以借助于视频，让学生直观地看到这几种现象，以便加深记忆和理解。
3 基于慕课（MOOC）的教学革新
慕课（MOOC，Massive Open Online Course）是一种基于网络的大规模开放在线课程，可以培养学生的主动性。一些无机化学课程在网络上都能便捷地被搜索，并很好地进行在线学习，学生不但可以自己安排学习时间，而且可以用批判性的眼光对网上传授的内容辩证地进行思考。慕课符合网络信息时代学习碎片化、方便化的需求，学生也可以针对某个知识点进行反复学习，比如教师上课强调的重点，以及一些难以理解的知识点，可以多看几遍。
当前无线网络覆盖的广泛，电子产品的普及，使得慕课实现与智能平台、应用软件的无缝连接，成为适应科技发展的一种新的教育和学习模式[4-5]。
利用慕课提高教学质量和课堂效率 近年来，为了顺应时代的发展，国内各高校各门课程的学时数大都在减少。河南中医药大学无机化学课程的学时数也减少了。为了保证教学效果，重新规划教学大纲，在有限的课内时间主要讲解难点和重点，把简单易懂的内容安排给学生自学，比如对于水的电离与溶液的pH、元素重要化合物性质、酸碱电离理论及沉淀溶解平衡的应用等内容，便安排给学生自学；并自主制作出一套和教材配套的教学软件，来辅助课堂教学，讲授重点、难点及可以扩展学生的知识面的相关知识，开阔学生的视野，促进学生与国际化接轨，在很大程度上提高了教学质量和学生的综合素质。
创作优秀的慕课，提高学生积极性 学生是教学的主体，慕课时代，在有限的课时背景下，大量基础知识的获得都依赖于学生的在线学习。因此，学生在线学习的情况在很大程度上决定了教学的效果，如何调动学生在线学习的积极性，就成了教师要关注的首要问题[6-7]。
首先，要指导和帮助学生挑选一门优秀的、合适的无机化学在线课程。目前我国在大学化学类的慕课课程上比较有限，在线课程的内容不一定具有普遍性，尤其是针对中药专业的无机化学课程很少。因此，学校现在鼓励教师积极地参与相应专业慕课基础课程的教学内容的编写，对于不同的专业所编写的慕课教程也不尽相同。比如：对于中药学专业，在编写无机化学慕课时，比较注重对中医药思维的培养，和中医药的联系，以及有些知识在中医药中的应用，充分激发学生对中药学专业的热爱。
其次，基于我国高等教育的现状，在线学习一般都要占用学生的课余时间，所以教师要对学生进行有效的引导，要在课程开始之初就让学生认识到本课程的重要性，激发学生学习本门课程的积极性和热情。
4 充分利用互联网平台
在平时的学习中，教师只有上课时在教室，其余时间师生之间交流的机会较少。互联网技术的发展，使得教师和学生可以利用QQ、微信等网络平台互动，授课教师可以上传作业、课件和教学资料。由于互联网平全没有时间、空间的制约，能极大地提高师生之间的交流效率，有利于提高课程的教学效率。如笔者近两年在微信和飞信上和学生互动，学生问问题的人数明显增加，有部分性格内向点儿的学生会更趋向于在网络上和教师交流课程学习过程中遇到的问题，教学效率有了显著提升。
5 总结
目前，我国的高等教育正处于改革的关键时期，在中药专业的无机化学教学过程中，信息技术也将会逐渐改变教学模式，提高教学效率，成为辅助课堂教学的利器。在此形势下，中药专业无机化学教师应认清时展方向，将传统课堂教学和信息技术相结合，促进学科教育的高速发展。
参考文献
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【关键词】凝固点 测定 低温流动性
凝固点是晶体物质凝固时的温度，在此温度下，液体会逐渐变成固体。不同的晶体具有不同的凝固点，同一种晶体的凝固点与压强有关。在对物质和产品的纯度进行考查时，物质的凝固点是物质的重要理化参数，其值是物质或产品纯度的重要指征。石油产品的凝点是指在规定的实验条件下，将盛于试管内的试溶冷却并倾斜45度经过一分钟后油面不再移动的最高温度。在实际生产的过程中，通过对石油产品凝点的测定，可以较好地了解其低温使用性能，对石油产品质量进行判定。
1 石油产品凝点及相关理论
1.1 石油产品凝点
石油产品的凝点代表着油品的低温使用性能，通常情况下均匀的单体物质都具有一定的凝点，而由于石油是多种烃类的复杂混合物，不同的烃类有不同的凝点，因此，石油产品并不具有一定的凝点，其所谓的凝点也只是代表某一点的温度，并不代表石油产品的低温流动特定，而只能作为判断其低温流动性的依据。
1.2 低温流动性能
石油产品的低温流动性能是指油品在低温使用时，维持正常流动顺利输送的能力，是评定柴油、油等产品质量时的一个重要指标，一般情况下，理想的油应当具有连续、稳定的黏度，在高温时有足够的黏度保持完整的油膜，在低温条件下则有较小的黏度和较好的低温流动性，从而机油能够快速达到部位，减小机械的摩擦。
油品在低温时失去流动性主要有两种原因，一是含蜡较少的油品在温度降低时，黏度会随着温度的降低而快速增加，而当黏度达到一定的程度时，就会形成粘稠的物质失去流动性。另一种是由于溶解在油品内的石蜡发生结晶而造成的，油品冷却时，其中所溶解的石蜡会随着温度的降低而逐渐结晶，如果温度持续下降，就会生成大量的蜡晶，形成网状骨架将液态的石油包裹在其中，使油品丧失流动性。
在对石油产品的低温流动性能进行评价时，主要的评价指标中有浊点、结晶点、冰点、倾点、冷滤点和凝点，其中对凝点的测定是测定石油产品力学特定变化温度常用的方法之一。
1.2.1GB/T510测法
由于石油产品不具有固定的凝固点，油品测定凝点是一种条件实验，实验时受到的条件限制很大，即是是同一种产品，如果测定方法和条件不同，所得出的结果也会有所不同，因此不能使用常规的凝固点测定方法，而需要在严格的实验条件下测定石油产品的凝点，我国标准的测定油品的方法是GB/T510-83（91）石油产品凝点测定法。
（1）方法原理
将油或深色石油产品试样装入制定的试管内，使其冷却到预期的温度，将试管倾斜45度经过1分钟，液面不移动时的最高温度即为石油产品的凝点。
（2）实验器材材料及试剂
实验器材及材料：圆底试管；圆底的玻璃套管；装冷却剂用的广口保温瓶或筒形容器；水银温度计；液体温度计；任何型式的温度计；支架；水浴；冷却剂
试剂：无水乙醇
（3）实验前准备
使用干冰制备冷却剂，当冷却剂无气泡剧烈冒出时，添加工业乙醇达到必要的高度。
无水的试样直接开始试验，含水的试样试验前需要脱水，如试样的水分在产品标准允许范围内则可直接开始试验。
试样的脱水时含水多的可先静置，取其澄清部分来进行脱水。流动的试样，采用新煅烧的粉状硫酸钠或小粒状氯化钙进行脱水处理；粘度大的试样，可采用预热、经食盐层过滤方法进行处理，通常如果含水多时，需要至少经过2～3个漏斗的食盐层过滤。
取一定剂量的试样注入干燥、清洁的试管，液面达到环形标线处，将温度计固定在试管中央，将试管垂直地浸在50±1℃的水浴中，直至试样的温度与水浴温度持平。
（4）实验步骤
取出试管，擦干外壁，将其装入套管并固定牢固，保持试管与套管的垂直平行。将其放置在室温下静置，至试管中的试样冷却到35±5℃。
将仪器浸入装有冷却剂的容器中，对试样进行冷却，冷却剂的温度须低于试样的预期凝点7～8℃。
试样温度冷却到预期的凝点时，将浸在冷却剂中的仪器倾斜成为45度，保持此状态一分钟。
取出仪器，用工业乙醇迅速擦拭套管外壁，垂直放置仪器，观察试管里面的液面是否有过移动的迹象。
若液面有移动现象，取出试管，将其加热到试样实验初始温度，以上次试验温度低4℃或其他更低的温度重复以上实验步骤，直至液面位置停止移动。
若页面无移动，则取出试管，加热至50±1℃，以比上次试验温度高4℃或其他更高的温度重新进行测定，直至某试验温度能使液面位置有了移动为止。
通过以上实验步骤的循环进行，找出凝点的温度范围，之后分别以2℃作为一个实验阶段进行重复试验，直至在某温度时试样的液面不动而提高2℃则移动时，取此温度作为凝点。
进行至少两次重复实验，以两次实验结果计算平均值，以此平均值作为试样的凝点。一般情况下，同一操作者两次测定结果相差不超过2.0℃，两个实验室结果相差不超过4.0℃时视实验结果为有效。
1.2.2溶剂、溶液凝固点测定方法
（1）时间―温度曲线法
时间―温度曲线法则是众多测量方法中测量凝固点较为简便和准确的方法之一。它是物质某一点的温度随时间变化的曲线，对物质进行加热时，当加热块的温度高于物质温度，即温差为正值时，所测得的曲线为熔化曲线，反之，当温差为负值时，所测得的曲线即为凝固曲线。测量时通常是采用Smit装置，以计算机来进行控制，以保证加热快的温度能够自动跟踪样品温度，保证二者之间的温差为某一恒定值。通过定时的自动测量记录样品温度，从液相―固、液相―固相（固相―固、液相―液相）的连续测量，可以获得完整的凝固（熔化曲线），进而根据曲线来确定物质的凝固点。得到样品温度虽时间变化的实测值后，采用最小二乘法来进行曲线拟合。
（2）凝固点测定方法
①凝固点测定原理
通常测凝固点的方法是过冷法，即是将溶液逐渐降温至过冷，等其到达凝固点后，通过搅拌或是加入晶种促使溶剂结晶，溶剂在结晶时放出凝固热使体系温度回升，当散热与放热达到平衡，即体系温度保持恒定时，在溶剂终凝成固体前，温度不再发生改变，这一点的温度就是该纯溶剂的凝固点。
纯溶剂的凝固点为固液平衡时的温度，溶液的凝固点为该溶液与溶剂的固相共存的平衡温度，二者的冷却曲线有所不同。纯溶剂两相共存时，其温度恒定，冷却曲线出现水平线段，而在实际情况下，存在着液体温度达到或稍低于凝固点时，没有晶体析出的过冷现象，需要对其进行搅拌，或是加入晶种，促使晶体产生，而在晶体形成时，会放出凝固热，体系的温度会有所回升，等到终凝成固体后，温度继续下降，故实际过程中纯溶剂的冷却曲线。
而溶液两相共存时，温度仍会继续下降，溶剂凝固时会放出凝固热，使温度发生回升，到最高点后有开始下降，因此，其冷却曲线不出现水平线段，而是出现斜率比变化。
（2）实验注意事项
在进行实验时，由于冷却至凝固点时溶剂往往只是成为过冷溶液，而不会析出晶体，因此需要进行搅拌或加入晶种，为保证实验结果的准确性，就需要控制好搅拌的速度，每次测量时搅拌条件和速度应尽可能保持一致，搅拌速度要适中，同时也要控制好冷浴的温度，以避免出现因温度过高冷却过慢或温度过低测不准凝固点的现象，一般实验采用的冷浴为冰水混合物，其温度应比溶剂凝固点的温度低3℃～4℃。
（3）实验仪器与试剂
主要仪器：凝固点测定仪；移液管；电子温差仪；洗耳球；滤纸；毛巾；电子分析天平；测温探棒；内管搅棒；空气套管；凝固点管；寒剂搅棒；磁力搅拌子；
试剂：环已烷、萘、冰块；
（4）实验步骤
取适量的冰与水混合，将寒剂的温度控制在3℃～3.5℃左右，在实验的过程中，不断补充碎冰并进行搅拌，使寒剂温度保持稳定。
纯溶剂凝固点测定
用移液管向清洁、干燥的凝固点管内准确加入25mL环已烷，并放入少量沸石，以防止过冷，记下环已烷的温度。
将装有环已烷的凝固点管直接插入寒剂中，以匀速进行平稳的搅拌，等到凝固点管中溶剂部分凝固时，观察此时的溶剂凝固点值，并观察期降温的过程，当温度到最低点时开始出现回升，到最高点后又开始下降，记录下最高点和最低点温度，此时所记录的最高点的温度也即是溶剂的近似凝固点。
将凝固点管取出，将管外冰水擦干，用手捂住管壁片刻，等到凝固点管中的固体全部熔化后，等温度上升高于凝固点合适值时（一般是比近似凝固点略高0.5℃），将其放入空气套管中，进行搅拌。
观察显示的温度，记录下最高点和最低点温度，重复测定至少三次后，计算三次结果的平均值，以其作为纯环已烷的凝固点。
溶液凝固点测定
取另一支干燥结晶的凝固点管，往其中加入约0.15g的萘，准确取25mL环已烷加入凝固点管，如前方法先测定出近似凝固点，在精确测量至少三次，取三次平均值即为溶液凝固点。
3 结语
凝固点测定是物质检验时，确定物质质量的常用方法。由于石油产品是一种成分复杂的化合物，不具有一定的凝点，在对其进行凝点测定时不宜采用常规的凝固点测定方法，而应按照相关的标准，采用规范的步骤进行。
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