“表面活性劑分析原理及方法”課程教學(xué)改革及探討
發(fā)布時(shí)間:2019-08-08 來(lái)源: 短文摘抄 點(diǎn)擊:
摘要:本文以筆者所從事的《表面活性劑分析原理及方法》課程的教學(xué)改革的角度,從如何提高教學(xué)質(zhì)量和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為目的,探討了開(kāi)展本課程教學(xué)改革的方法和思路。結(jié)合所在學(xué)校及自身的專(zhuān)業(yè)特色,制訂新的教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)模式及考核手段、加強(qiáng)學(xué)生綜合能力的鍛煉,取得了一定效果。
關(guān)鍵詞:表面活性劑分析原理及方法;教學(xué);改革
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)11-0119-02
學(xué)校的應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)是國(guó)內(nèi)較早建立的專(zhuān)門(mén)從事表面活性劑教學(xué)和研究的特色學(xué)科專(zhuān)業(yè)。表面活性劑與科學(xué)研究以及工業(yè)生產(chǎn)、日常生活息息相關(guān),在化妝品、食品、洗滌劑、醫(yī)藥、新材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。[1]在表面活性劑的研制、生產(chǎn)應(yīng)用和環(huán)境保護(hù)“這一鏈條”中,必須解決一系列表面活性劑相關(guān)的分析方法問(wèn)題。正如分析化學(xué)是科學(xué)家的“眼睛”一樣,掌握一定的表面活性劑分析方法是生產(chǎn)正常進(jìn)行、產(chǎn)品質(zhì)量得以保證、表面活性劑相關(guān)的科學(xué)研究不斷發(fā)展、消除表面活性劑帶來(lái)的環(huán)境污染等諸多方面的重要保障。[2]作為應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)關(guān)鍵課程——《表面活性劑分析原理及方法》,將教會(huì)學(xué)生從微觀結(jié)構(gòu)、分析檢測(cè)的角度認(rèn)識(shí)和鑒定表面活性劑,了解表面活性劑的存在形式與性能的關(guān)聯(lián),掌握對(duì)復(fù)雜樣品中各種不同類(lèi)型的分離純化方法以及表面活性劑的定性、定量分析鑒定方法。我在長(zhǎng)期進(jìn)行《表面活性劑分析原理及方法》課程教學(xué)的基礎(chǔ)上,現(xiàn)就該課程的教學(xué)改革做一簡(jiǎn)單介紹。
一、理論教學(xué)
《表面活性劑分析原理及方法》是一門(mén)理論性和實(shí)踐性兼具的課程,在科學(xué)研究及實(shí)際生產(chǎn)、生活中都有重要意義。該課程以分析化學(xué)、儀器分析為理論基礎(chǔ),是涵蓋物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、膠體與界面化學(xué)等多個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用的綜合性課程。由于其所涉及的知識(shí)面較為廣泛,主要在本科高年級(jí)(三年級(jí)下學(xué)期)開(kāi)設(shè)。在課程的教授過(guò)程中,要充分意識(shí)到本課程的特點(diǎn),還要充分結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)背景為前提,改變過(guò)去的以單純講解為主,轉(zhuǎn)而采取靈活多樣的教學(xué)方法。對(duì)于表面活性劑的一些基本概念如表面活性劑的類(lèi)型及其基本性質(zhì),在學(xué)生學(xué)習(xí)膠體與界面化學(xué)這門(mén)課時(shí)已經(jīng)學(xué)習(xí),若是繼續(xù)重復(fù)地講解,會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,且加大了學(xué)時(shí)偏少內(nèi)容偏多的矛盾。教師可以通過(guò)提問(wèn)的方式幫助學(xué)生回顧所學(xué)過(guò)的有關(guān)表面活性劑的基本知識(shí),調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂參與性。在介紹一些基礎(chǔ)的、抽象的化學(xué)理論知識(shí)時(shí),注意結(jié)合生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象,使抽象的知識(shí)形象化,便于學(xué)生解釋。比如:鑒定表面活性劑離子類(lèi)型的比色法[4]。以生活中所真切感受到的五彩繽紛的顏色為例,引出化學(xué)史上比色法的發(fā)現(xiàn)過(guò)程及其原理和應(yīng)用,使枯燥的理論變得生動(dòng)。在教授學(xué)生從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)的表面活性劑鑒定方法——核磁共振波譜時(shí),以其他產(chǎn)生原理上類(lèi)似、學(xué)生已經(jīng)較為熟悉的光譜方法(如紫外可見(jiàn)吸收光譜及紅外光譜)引出該方法。學(xué)生在已有的知識(shí)儲(chǔ)備上進(jìn)行對(duì)照式的學(xué)習(xí),更容易接受和掌握新的知識(shí)。在根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容選擇合適的教學(xué)方法的同時(shí),還應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生梳理和搭建該課程的知識(shí)體系,把分散講解的知識(shí)內(nèi)容整合為有序的知識(shí)體系。例如:在講解表面活性劑的多種儀器分析方法[5]的時(shí)候,考慮到學(xué)生已具備的儀器分析的知識(shí),首先讓學(xué)生對(duì)各種方法進(jìn)行分類(lèi),如光譜法(吸收光譜、紅外光譜、核磁共振波譜、熒光光譜),色譜法(氣相色譜、高效液相色譜、薄層色譜、毛細(xì)管電泳),質(zhì)譜法、電化學(xué)法(電位型—離子選擇性電極、電流型傳感器)等。還要讓學(xué)生對(duì)各種方法的原理、適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)等進(jìn)行詳細(xì)地比較,通過(guò)找出方法間的相似性、差異性以及對(duì)比不同方法的優(yōu)缺點(diǎn),學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)由被動(dòng)的接受知識(shí)變?yōu)榉e極主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí)、探索知識(shí)?傊谡n堂上要充分根據(jù)所授內(nèi)容的特點(diǎn),靈活采用互動(dòng)、引導(dǎo)、啟發(fā)式等不同的教學(xué)方式,讓學(xué)生在主動(dòng)思考中加深對(duì)知識(shí)的理解與掌握,摒棄純粹的“灌輸式”教學(xué)法,[3]提高學(xué)生對(duì)本課程的興趣與主動(dòng)性。
創(chuàng)新是民族的靈魂。作為大學(xué)老師,需要把創(chuàng)新意識(shí)貫穿到教學(xué)中,要努力將前沿的科學(xué)研究成果帶入到課堂上。例如:在介紹表面活性劑的分析方法的時(shí)候把最新出現(xiàn)的Ramman光譜,(激光)動(dòng)態(tài)光散射等分析方法也充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中。在講解Ramman光譜的時(shí)候,讓學(xué)生把這種方法同前面講的吸收光譜法進(jìn)行聯(lián)系,同時(shí),強(qiáng)調(diào)Ramman光譜作為新興方法與其他吸收光譜的區(qū)別及其優(yōu)勢(shì)。另外,也適當(dāng)介紹一些高新技術(shù)如當(dāng)前科學(xué)研究中的納米材料在表面活性劑分析中的應(yīng)用。納米材料具有同常規(guī)材料完全不同和更加優(yōu)異的性質(zhì),這些性質(zhì)是無(wú)法從現(xiàn)有理論進(jìn)行推斷,從而革新了化學(xué)史上的經(jīng)典理論。舉例如通過(guò)金納米粒子的顏色變化就能方便地判定表面活性劑的臨界膠束濃度。在介紹這些知識(shí)本身的同時(shí),讓學(xué)生意識(shí)到科學(xué)是不斷發(fā)展的,知識(shí)在持續(xù)更新。從而利用這些前沿的、“神奇的”科研成果實(shí)例激發(fā)學(xué)生的探索欲望,有助于引導(dǎo)其樹(shù)立良好的科學(xué)觀和知識(shí)論。
二、實(shí)踐教學(xué)
表面活性劑分析的理論知識(shí)相對(duì)抽象,很多是理論化的模型,為了提高學(xué)生的興趣,對(duì)于課堂上講授的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),我們都精心安排了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程,以便實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合。實(shí)驗(yàn)課所涉及的內(nèi)容較為全面,從表面活性劑的典型而重要的定性鑒定方法到定量分析手段,從化學(xué)分析法到儀器分析法都有。實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)在總課時(shí)中占有較大比例(近60%)。學(xué)生通過(guò)切身的實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象觀察及數(shù)據(jù)分析,對(duì)理論知識(shí)有了更加形象化、深入化的理解。更為重要的是,我們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課程,是帶有探究的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果只有學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)后,結(jié)合的理論知識(shí)的分析才能得出結(jié)果。比如對(duì)于一些未知類(lèi)型的表面活性劑,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)鑒定出其所帶的電荷(即表明活性劑的離子類(lèi)型)。再比如,以一個(gè)市售的香波的實(shí)際樣品為實(shí)例,讓學(xué)生通過(guò)進(jìn)行離子交換樹(shù)脂分離、蒸餾純化以及紅外光譜鑒定出該香波中的各種類(lèi)型的不同離子類(lèi)型的表面活性劑的官能團(tuán)。這樣的涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)(樣品的分離/純化、定性鑒定手段、圖譜解析等)的綜合性實(shí)驗(yàn),對(duì)于學(xué)生的綜合能力的提高也具有促進(jìn)效果。更為重要的是,為了提高學(xué)生獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)探索能力,避免學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)只是按照實(shí)驗(yàn)課本上的實(shí)驗(yàn)步驟“照方抓藥”,實(shí)驗(yàn)做完后抄襲別人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告上交而蒙混過(guò)關(guān),我們準(zhǔn)備了多個(gè)不同的測(cè)試樣品,讓不同的學(xué)生針對(duì)不同的樣品開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。另外,在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)方面,提倡和鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行深入分析和思考,并把分析結(jié)果和切身體會(huì)寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告的結(jié)果與討論中。學(xué)生對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)的反思,不僅有利于其對(duì)知識(shí)的深度掌握,也有利于培養(yǎng)其勤于思考、善于總結(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
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