沈紅霞，謝魯川，沈靜飛，程 瓊

(嘉興學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001)

“電化學(xué)分析”課程教學(xué)的改革與實踐

沈紅霞，謝魯川，沈靜飛，程 瓊

(嘉興學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001)

分析“電化學(xué)分析”課程的難點和特點,對課程進行教學(xué)方法的改革和探索,探討應(yīng)用形象直觀的動態(tài)分析、傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代教學(xué)相結(jié)合、實驗和雙語教學(xué)相結(jié)合、課堂教學(xué)和社會實踐相結(jié)合等方式,獲得良好的教學(xué)效果.

教學(xué)改革與實踐;動態(tài)分析;現(xiàn)代教學(xué)

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

深化教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，是高等教育的重大課題之一．為適應(yīng)21世紀科學(xué)技術(shù)的高度綜合發(fā)展，培養(yǎng)綜合型、通用型的化學(xué)化工科技人才，對化學(xué)工程與工藝專業(yè)中工業(yè)分析模塊下設(shè)置的“電化學(xué)分析”課程進行教學(xué)改革與實踐探索．在“電化學(xué)分析”教學(xué)改革的實踐過程中，實現(xiàn)了專業(yè)課和模塊課、傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代教學(xué)、實驗和雙語教學(xué)、教師課堂教學(xué)和學(xué)生社會實踐的有機結(jié)合．

1 課程地位

“電化學(xué)分析”是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)課程，是儀器分析中的一個重要組成部分．“電化學(xué)分析”的任務(wù)是測定物質(zhì)化學(xué)組成、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)，是進行現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)流程監(jiān)測、自動控制、在線分析及從事科學(xué)研究的重要方法．“電化學(xué)分析”課程的教學(xué)目的是使學(xué)生了解電化學(xué)分析方法的發(fā)展和現(xiàn)狀，掌握現(xiàn)代電化學(xué)的基本分析方法．

“電化學(xué)分析”課程，是高等學(xué)校工科的本科必修課．課程教學(xué)的重點是使學(xué)生掌握電化學(xué)分析方法的基本原理和基本規(guī)律，熟悉分析技術(shù)的基本要求、使用方法和特性;了解儀器的主要結(jié)構(gòu)與工作原理，全面了解電分析化學(xué);培養(yǎng)學(xué)生熟練運用電化學(xué)分析方法和技術(shù)，提高解決實際問題的能力．該課程強調(diào)理論與實際相結(jié)合，通過課堂講授、實驗與自學(xué)訓(xùn)練，熟練掌握該課程基礎(chǔ)知識，提高分析問題、解決問題的能力，使學(xué)生在以后的工作或科研中迅速適應(yīng)社會要求，不但在化學(xué)理論研究、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)及科研方面發(fā)揮作用，而且能在環(huán)境、生物、藥學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮才能．

在有限的課時中達到最佳的教學(xué)效果，使學(xué)生熟練掌握各種電化學(xué)分析儀器的使用和分析方法，了解電化學(xué)分析領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)，培養(yǎng)通用型的化工專業(yè)人才，是“電化學(xué)分析”課程教學(xué)改革的目標與方向[1-3]．

2 課程難點與教學(xué)改革思路

2.1 教學(xué)難點

按照21世紀人才培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的要求，需要學(xué)生打好扎實的基礎(chǔ)，由以前單一專業(yè)的理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向?qū)嵺`性學(xué)習(xí)和綜合性理論學(xué)習(xí)[4-5]．因此，“電化學(xué)分析”課程要求學(xué)生既要具有基礎(chǔ)化學(xué)知識(無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué))，又要有一定的數(shù)理知識和電子知識，從而通過該課程的講授，使學(xué)生既掌握電化學(xué)分析的基本原理和基本方法，又掌握有關(guān)電化學(xué)分析儀器的工作原理、安裝調(diào)試和維修保養(yǎng)等知識[6-7]．

在對“電化學(xué)分析”課程教學(xué)情況的調(diào)查中，學(xué)生普遍反映:盡管儀器分析的教材不少，但專門化、系統(tǒng)化的完整地針對本科教學(xué)的電化學(xué)分析的教材或參考書籍較少，而且沒有習(xí)題集和相應(yīng)的答案;電化學(xué)涉及的基礎(chǔ)知識廣泛，而教材中的內(nèi)容較精簡，在有限的學(xué)時里掌握這些基礎(chǔ)知識有一定的困難;電化學(xué)分析實驗和現(xiàn)代的電化學(xué)分析儀器的界面交流語言多為外語，人機對話有一定的困難，不能更好地發(fā)揮儀器和軟件的作用;電化學(xué)分析儀器發(fā)展迅速，結(jié)構(gòu)多樣，由于對儀器元件等構(gòu)造的文字描述感覺抽象，難以想象出元件的具體形狀、構(gòu)造及進行分析所得曲線的變化過程，所以在運用原理進行電化學(xué)分析的說明或計算分析時，常常有抽象、無從下手之感，使電化學(xué)分析學(xué)習(xí)變成了紙上談兵．

“電化學(xué)分析”課程存在教學(xué)課時少、任務(wù)重、難度大的問題．

2.2 改革思路與方法

針對“電化學(xué)分析”課程的特點和難點，應(yīng)探索在有限的課時中達到最佳教學(xué)效果的途徑:在課件中結(jié)合動態(tài)分析過程，使學(xué)生更形象、直觀地理解抽象的理論和復(fù)雜的儀器工作原理;利用雙語教學(xué)的嘗試性實踐，熟練掌握儀器的使用方法，及時了解領(lǐng)域的動態(tài)和發(fā)展;充分發(fā)揮現(xiàn)代電化學(xué)分析儀器的使用和實踐，提高教學(xué)效果和質(zhì)量，培養(yǎng)電化學(xué)分析方面優(yōu)秀的人才．

為突破“電化學(xué)分析”教學(xué)中的難點，在課件制作、課堂教學(xué)模式、學(xué)生實踐內(nèi)容及主動學(xué)習(xí)方面亦應(yīng)進行改革．精心制作課件，突出教學(xué)重點和難點;課堂教學(xué)采用現(xiàn)代化教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)合的模式;進行必要的雙語教學(xué)，結(jié)合實驗中儀器的使用，提高專業(yè)外語水平和掌握電化學(xué)分析方法;結(jié)合暑期社會實踐、生產(chǎn)實習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;滲透素質(zhì)教育理念，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和主動學(xué)習(xí)意識等．

3 課程教學(xué)改革與實踐內(nèi)容

3.1 突出教學(xué)重點和難點

在現(xiàn)代教育理論指導(dǎo)下，將以往的課件制作轉(zhuǎn)變到突出學(xué)生能力的培養(yǎng)上來，也就是要以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，體現(xiàn)出學(xué)生的首創(chuàng)精神，讓學(xué)生有多種機會在不同的情境下應(yīng)用所學(xué)的知識，實現(xiàn)自我反饋、自我求知，激發(fā)自我創(chuàng)新．結(jié)合教學(xué)實踐，針對目前在多媒體課件制作中存在的問題，組織學(xué)生積極參與，制作較高質(zhì)量的多媒體教學(xué)課件，并有機結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)模式和外語教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果．

在分析和研究教學(xué)大綱和教材的教學(xué)內(nèi)容，理解重點難點問題的基礎(chǔ)上，確定課件的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、表現(xiàn)形式和教學(xué)順序．使深奧的東西淺顯化、抽象的東西形象化、看不見的東西可見化、學(xué)習(xí)過程趣味化，從而快速有效地幫助學(xué)生理解和消化教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果．另外，課件制作和講解中既要注意單個課件的獨立性、完整性，又要注意實踐應(yīng)用與其他知識的內(nèi)在聯(lián)系．在課前課后，都應(yīng)復(fù)習(xí)上次的重點和歸納本次教學(xué)內(nèi)容的重點．在主教材和參考教材的基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點精心設(shè)計的課件，可使學(xué)生利用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)平臺，下載學(xué)校BB電子教育平臺上的課件和相關(guān)資料，在課后進行充分“消化”．

3.2 突出教學(xué)目標

通過有重點地選擇不同的教學(xué)模式，突出教學(xué)目標.

3.2.1 動態(tài)分析教學(xué)模式

“電化學(xué)分析”有基礎(chǔ)課的理論要求，也有專業(yè)課的技能要求．考慮到計算機多媒體技術(shù)具備傳統(tǒng)信息交流媒體所不具備的優(yōu)點:融動畫(圖像)與文字、音頻與視頻于一體，能滿足人們同時接受視覺和聽覺全方位交互感觀信息的要求.同時，既能對來自各種電子媒介和信息源的信息進行高效匯合，又允許人們通過編程與計算機進行對話，從而使人們主動控制計算機的工作．因此，在教學(xué)改革實踐中，應(yīng)特別注意發(fā)揮多媒體的特長，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點，精心設(shè)計、制作多媒體素材，集圖、文、聲、像的綜合表現(xiàn)功能，有效調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，提高學(xué)習(xí)效率．

“電化學(xué)分析”課程中的有些內(nèi)容比較抽象，難以用語言描述，這些內(nèi)容可以借助計算機展開教學(xué)，使教學(xué)由難化易，由繁化簡，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣．通過制作多媒體、flash動畫等，使學(xué)生可以觀看到大量豐富生動的圖片、儀表的彩照和講解、儀器內(nèi)部的電子元件，可以看到電化學(xué)儀器控制作用的動態(tài)過程，再結(jié)合課本的文字描述，就可以產(chǎn)生一點即通的教學(xué)效果．如為使學(xué)生掌握液體接界電位原理，可以通過學(xué)生制作flash，在屏幕上模擬各種離子由于具有不同的遷移速率而產(chǎn)生液接電位，實現(xiàn)動態(tài)演示，從而使學(xué)生容易領(lǐng)會．又如，可通過離子的交換和形象流動，使學(xué)生深切地領(lǐng)會和掌握雙電層結(jié)構(gòu)、道南電位、膜電極電位等．采用多媒體的強大功能雖說可以吸引學(xué)生的注意，但要注意不能“眉毛胡子一把抓”，課件制作的內(nèi)容面面俱到反而會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率．

3.2.2 聯(lián)系實驗實踐模式

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，它強調(diào)理論與實踐相結(jié)合．對于與實踐相關(guān)的環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容，如電導(dǎo)滴定、pH電極、離子選擇性電極、Δ2E/ΔV2-V曲線法確定滴定電位終點法等，選擇結(jié)合實驗和生產(chǎn)實習(xí)，特別是結(jié)合實驗儀器的外語操作界面，通過學(xué)生的回憶和討論，通過操作講解和應(yīng)用舉例，達到教學(xué)目的．

另外，要注意利用與學(xué)生經(jīng)歷有關(guān)的事件或科研的成果、實驗的新方法等，幫助學(xué)生加深理解專業(yè)知識，及時了解某個領(lǐng)域的最新動態(tài)，營造生動活潑的學(xué)習(xí)環(huán)境，有效提高教學(xué)效果[8]．

3.2.3 雙語教學(xué)模式

雙語教育正成為中國課程改革中的一個熱門話題，是當(dāng)前我國經(jīng)濟發(fā)展及與國外進一步交流的迫切需要．雙語教學(xué)的目標是培養(yǎng)高素質(zhì)的復(fù)合型、創(chuàng)新性人才．開展雙語教學(xué)有助于加深學(xué)生對專業(yè)概念的理解，提高專業(yè)學(xué)習(xí)質(zhì)量[9]．

在“電化學(xué)分析”的實驗過程中，大多數(shù)的儀器操作軟件為英語版本，為了讓學(xué)生熟練操作儀器，充分發(fā)揮儀器的功能，在教學(xué)過程中可以滲透雙語教學(xué)．一方面要求學(xué)生在對各類常用電化學(xué)儀器的內(nèi)部構(gòu)造原理、外形等有直觀準確認識的基礎(chǔ)上，在對儀器控制系統(tǒng)有了動態(tài)的認識之后，在多媒體教學(xué)中，結(jié)合實驗儀器的外語操作界面，使用外語表達專業(yè)術(shù)語和操作命令;另一方面，通過原外語文獻，介紹當(dāng)前電化學(xué)分析領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)，結(jié)合學(xué)生在電化學(xué)分析實驗、暑期社會實踐和生產(chǎn)實習(xí)中接觸到的電化學(xué)分析儀器，使學(xué)生在潛移默化中對各類電化學(xué)分析方法有更深的認識，使他們帶著強烈的興趣和求知欲，主動學(xué)習(xí)有關(guān)基本原理，進行操作實踐練習(xí)等，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．

3.2.4 現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式和傳統(tǒng)教育模式相結(jié)合

利用校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將多媒體講稿以及補充閱讀材料、習(xí)題、自主學(xué)習(xí)型課件等在網(wǎng)上發(fā)布，便于學(xué)生課后復(fù)習(xí)和理解講課內(nèi)容．在網(wǎng)上建立“電化學(xué)分析論壇”，供師生間和同學(xué)間的交流．計算機、多媒體和互聯(lián)網(wǎng)使教學(xué)方式豐富多樣，收到了事半功倍的效果．由主教材、輔助教材、電子教案、教學(xué)網(wǎng)站構(gòu)成的“教材”體系，為“教”與“學(xué)”營造了一個立體化的教學(xué)環(huán)境，實現(xiàn)了教學(xué)資源的共享[10]．

而對理論教學(xué)中的重點內(nèi)容，選擇在黑板上進行板書，應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)知識和數(shù)理知識，引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握，避免使用計算機多媒體帶來的學(xué)生不記筆記、抓不住教學(xué)內(nèi)容重點的弊端．

另外，為實現(xiàn)課題實施所能達到的目標，符合教學(xué)目標的要求，根據(jù)大綱，結(jié)合在化學(xué)理論研究、實際工業(yè)生產(chǎn)及科研方面的情況，編制“電化學(xué)分析”課程習(xí)題集及答案，并應(yīng)用于教學(xué)實踐．

4 滲透素質(zhì)教育理念以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

隨著高等教育的迅速發(fā)展，實施“素質(zhì)教育”已成為高等學(xué)校教育思想的主旋律．必須改革傳統(tǒng)的教育思想、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等教學(xué)體系中一切不符合素質(zhì)教育要求的元素，以建立起與素質(zhì)教育要求相適應(yīng)的人才培養(yǎng)模式、課程體系、教學(xué)方法、教學(xué)運行管理機制和考試評價制度[11-12]．

傳統(tǒng)教學(xué)的最大弊端為教師就是課堂的主宰者．應(yīng)更新教育觀念，從以教師為中心走向以學(xué)生為主體，使課堂“活”起來，讓學(xué)生“動”起來．如教學(xué)大綱要求培養(yǎng)學(xué)生初步解決實際問題的能力，就要求學(xué)生能在課堂上，根據(jù)所學(xué)到的基礎(chǔ)理論知識，選擇恰當(dāng)?shù)碾娀瘜W(xué)技術(shù)方法和參數(shù)，提出合理的方案，模擬數(shù)據(jù)的運行結(jié)果，學(xué)生可以根據(jù)不同的選擇得到相應(yīng)的結(jié)果．

對課堂教學(xué)而言，要求不斷擴展自身的功能，努力使知識傳播與社會教育、環(huán)境教育有機結(jié)合．課件制作中要滲透素質(zhì)教育理念，運用大量的素材，向?qū)W生展示綜合性知識．如微庫侖滴定分析這部分內(nèi)容，運用素材，補充講述電子知識;電解分析中，講述電解在冶煉的應(yīng)用、能源效率注意事項及環(huán)境污染問題．

5 培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識

在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生如能正確認識學(xué)習(xí)與自身的關(guān)系、課程對自身成長所具有的價值，就會主動積極地完成將客體化的教學(xué)要求向自身主體化認識覺悟的轉(zhuǎn)化．可以通過以下方式培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識:開展暑期社會實踐活動感受的討論，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望;聯(lián)系參觀工廠工業(yè)分析過程中電化學(xué)分析所發(fā)揮的作用，強化學(xué)生的學(xué)習(xí)意識;根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)層次和學(xué)習(xí)欲望，安排他們參與不同的教學(xué)活動，如對課堂教學(xué)的調(diào)查、參與課件制作、對所編制的電化學(xué)分析的習(xí)題集進行意見總結(jié)和反饋等，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣．保持學(xué)生主動意識的良性發(fā)展，激發(fā)學(xué)生強烈的認知沖突是教師的職責(zé)．

6 結(jié) 論

從化學(xué)工程與工藝人才培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式出發(fā)，根據(jù)學(xué)生的情況和辦學(xué)條件，通過“電化學(xué)分析”改革與實踐課題的開展，探索培養(yǎng)學(xué)生具有主動學(xué)習(xí)意識、創(chuàng)新能力和分析應(yīng)用等綜合能力的教學(xué)模式，使學(xué)生熟練掌握電化學(xué)分析基本知識、基本技能，取得了滿意的效果．

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(責(zé)任編輯: 時 新)

Teaching Innovation and Practice of Electrochemical Analysis

SHEN Hong-xia, XIE Lu-Chuan, SHEN Jing-fei, CHENG Qiong
(Department of Biology and Chemical Engineering, Jiaxing Colledge, Jiaxing 314001, China)

G642.0

A

1008-5475(2011)01-0083-04

2010-09-01;

2010-10-01

嘉興學(xué)院教改資助項目(70109066)；浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新資助項目(851909015)

沈紅霞(1972-),女,浙江嘉興人,講師,博士,主要從事電化學(xué)分析教學(xué)與研究.