材料化学专业仪器分析教学改革

材料化学专业仪器分析教学改革

[摘要]《仪器分析》是材料化学专业重要的核心课程,对培养具有创新意识的材料化学专业本科生具有重要意义。作者通过优化教学设计,增加拓展性学习资料;强化课堂教学与实际应用的联系;体现材料化学专业特色三方面进行有益尝试,提高了教学效果。

[关键词]材料化学专业;仪器分析;教学改革

1优化教学设计,增加拓展性教学资料

1.1调整授课顺序及各教学模块的授课学时

传统分析化学教学顺序通常为电化学分析、光学分析和色谱分析。针对电化学分析部分理论抽象,难度大的特点,将授课顺序调整为光学分析、色谱分析和电化学分析。在学生在前期分析化学理论课及实验课已有所接触的紫外-可见分光光度法开始授课,避免学生一学习就觉得难而打退堂鼓的现象。此外,从当前仪器分析方法在社会上的应用出发,调整各模块内容的教学比重。重点讲述光谱和色谱部分内容,适当降低电化学部分的教学学时。

1.2增加拓展性教学资料,丰富课程教学资源

为体现仪器分析的应用日新月异的特点,也为提高学生自主学习的积极性,培养学生创新性,除常规教学资料(包括教学日历、教学大纲、教学课件、习题集等)外,任课教师在授课过程中增加覆盖面广的拓展型教学资料。拓展性教学资料按照仪器分析方法进行分类,教师精心挑选每一种仪器分析有代表性的应用案例,作为学生课外学习资料。由于所选材料有代表性,能切实如何反应用仪器分析方法解决实际问题,因此学生学习积极性高,学习效果好。以荧光分析的拓展性学习资料为例,针对当前的研究热点是新颖荧光材料的开发及应用研究,任课教师给出了碳量子点、石墨烯量子点、有机荧光探针、半导体量子点、绿色荧光蛋白等新颖荧光探针的制备及典型应用。通过拓展性教学资料学习过程中,学生一方面了解了仪器分析方法的应用,另一方面能进一步巩固课堂上所教的原理、仪器、定性定量检测方法等,可以极大的提高教学效果。

2强化课堂教学与实际应用的联系

2.1以仪器分析的具体、广泛应用引导学生的学习兴趣

课程教学过程中,任课教师邀请了杭州职业病检测院理化检验科工作人员为学生进行讲座,讲述仪器分析方法在食品、药品检测中的具体应用。此外,充分利用课程的拓展性教学资料,鼓励学生课下认真学习了解仪器分析方法的发展动态,了解基础知识应用的实例。这些措施,激发了学生的学习积极性和主动性。

2.2引导学生进行仪器体验,加深对理论知识的理解

仪器分析理论知识学习的目的是使学生掌握方法的原理、仪器构造和应用。熟练掌握仪器各部件组成一方面可以与理论知识相对应,另一方面通过调节仪器部分部件可实现对应用对象的调整。因此,熟练掌握仪器构造、能进行简单仪器日常维护及故障处理可使学生扎实掌握知识。鉴于紫外可见分光光度法、气相色谱仪、液相色谱仪是应用最广泛的仪器,选择这3章节引导学生进行仪器体验。任课教师收集报废的分光光度计,供学生使用、拆解、体验。在色谱部分,为学生展示气相色谱仪器分流比调节、换进样垫、装柱等基本操作;液相色谱换柱子、排气泡等基本操作的实验视频。

3体现专业特色

因此在授课过程中各仪器分析的应用讲解过程中,适当体现材料化学专业特色。如金纳米粒子以其独特的化学、光学、电子和电学特征,在催化、化学传感器、生物传感器、新型纳米光子和电子器件等领域中有着巨大的应用潜力。授课过程中给学生详细讲解了利用紫外-可见光谱法进行进纳米粒子表征及比色检测的原理及应用。又如凝胶渗透色谱是当前高分子材料研究中的重要手段,授课过程中给学生详细讲解了这一液相色谱方法在高分子分子量测量中的应用。

参考文献

[1]侯丽,林天然,张宣晗,等.化学类专业仪器分析教学改革初探[J].广州化工,2018,45(18):184-188.

[2]肖新峰,刘晓东,唐尧基,等.直观性原则在仪器分析教学中的应用[J].大学化学,2011,26(5):26-29.

[3]李郤里.现代仪器分析课程教学方法的改革探索[J].河南化工,2014,31(12):55-57.

作者:奚凤娜 刘吉洋 晏菲 童赟 单位:浙江理工大学化学系