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试论《分析化学》课程教学体系的构建

时间:2022-04-03 08:18:02 浏览次数:

摘要:本文按照“基础—综合—应用”的思路,提出了将化学分析、仪器分析和分离化学融合在一起的《分析化学》课程体系,该体系促进了化学知识与生物、环境等领域知识的交叉和渗透,保证了《分析化学》知识的完整性和系统性。

关键词:《分析化学》;课程体系;构建

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)41-0208-02

化学是研究物质的组成、结构、性质及其相互变化的一门基础学科。分析化学是人们获得物质组成、结构和信息的科学,即表征和测量的科学。分析化学的发展取决于高等学校、科研单位的分析化学研究人员、仪器制造部门的分析人员与生产单位的分析人员间的有效合作[1]。为了更好的培养出复合型人才,开展教学改革,我们将化学分析、仪器分析和分离化学融合在一起,构建了“分析化学”课程体系。不仅考虑了分析化学知识的系统性和完整性,还考虑了现代分析测试技术的实际社会需求及实际样品的复杂性,突出了时代性、前沿性、实践性和综合性,满足了学生成长和走上社会的实际需要。通过分析化学课程教学体系的构建,在对人才培养方案基本完善的基础上,对分析化学及实验、仪器分析实验等专业基础课的课程教学大纲进行了修订和审定,并制订了新增课程如现代分离技术及样品前处理技术的教学大纲。

一、分析化学课程教学体系构建的依据

由于各个高校分析化学基础课所涉及的专业较多,而各专业的教学要求差异较大,因此需要根据学校实际情况制定教学方案。三峡大学是一所地方综合性大学,服务地方经济社会发展是地方高校的重要使命。为满足地方经济发展对应用型本科专业人才的需求,合理构建我校化学类专业分析化学课程体系,我们通过网上调研和发放问卷的方式,分别对省内外地方高校化学类专业分析化学相关课程教学内容及分析测试技术在宜昌地区的实际需求进行了调研,对宜昌及周边地区企业及专业分析测试机构等进行了问卷调查及走访。在我校的调研内容分为以下四个方面:我校定量化学分析及实验、仪器分析及实验课程开设情况;样品前处理技术应用状况;分析测试技术的应用状况;大型仪器设备状况。调研情况如下:我校定量化学分析及实验课程授课内容包括误差及数据处理、滴定分析法、重量法及常用的样品前处理方法如沉淀及离子交换;仪器分析及实验课程授课内容包括原子光谱法、分子光谱法、色谱法、电分析法、核磁共振波谱分析及质谱分析;样品前处理技术涉及经典的前处理技术(如沉淀、蒸馏、液液萃取等)及现代的前处理技术(如固相萃取、固相微萃取、加速溶剂萃取等);我校的大型仪器种类齐全,仪器分析教材中所涉及到的仪器均具备,并且还具有一些先进的大型仪器,如气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、液相色谱-质谱联用仪(LC-MS/MS)、电感耦合等离子体-质谱联用仪(ICP-MS)及核磁共振仪(NMR)等,不仅满足了本科教学要求,而且为学生创新能力及实践能力的培养奠定了坚实的硬件基础。调查结果发现大型仪器中色谱类仪器占有率及使用率最高,其次为紫外可见光谱仪及红外光谱仪,无机元素分析中大型仪器的占有率及使用率顺序为:原子吸收>电感耦合等离子体-质谱联用仪(ICP-MS)>原子荧光;经典样品前处理技术中除索氏提取外,其他技术均常用;现代样品前处理技术中固相萃取、固相微萃取、加速溶剂萃取及超声辅助萃取使用率较高,而其他未使用。我们在走访一些企业质量管理部门及专业分析测试机构进行交流时获悉,现在的本科生及研究生均缺乏分析过程质量控制方面的知识,不了解实验室认证的目的和意义。这些调查结果为我们最终确定分析化学课程体系的构建提供了重要依据。

二、分析化学课程教学体系构建的内容

在充分调研的基础上,对本校化学类专业目前培养人才的缺陷进行了分析,找出了当前分析化学课程体系教学内容与社会需求的差距,不仅设计了新的课程体系,而且在教学内容中以生物、环境、医药、食品等领域的共同应用为导向,按照“基础—综合—应用”的思路设计分析化学相关课程的理论及实验教学内容,构建了以“化学分析、仪器分析和分离化学”融合在一起的分析化学课程体系。在课程设置上,首先按照厚基础原则,化学专业及化学生物学专业均设置了分析化学及实验、仪器分析及实验等必修基础课程;专业平台选修课程中则增加了现代分离技术(化学专业)或样品前处理技术(化学生物学专业)。在实验与实践课教学中除了与理论课程相匹配的基础实验课程外,还增设了综合性实验课程现代分析化学实验。由于生产和科研的发展,分析的样本(如食品、环境及生物样品等)也越来越复杂,要求对试样中的微量及痕量组分进行测定。现代分析科学中,面临的最困难课题之一就是对复杂体系的分析。复杂物质分析中最关键步骤即为样品前处理,因其在整个分析过程中耗时最长(约占整个分析时间的60%),同时也是引入误差最大的步骤(约占整个误差来源的30%),因此实际样品必须经过适当的方法前处理后才能进行仪器测定。现有的定量化学分析教材中涉及的样品前处理技术均为经典方法,然而我们在调查中发现,目前许多企业及专业分析测试单位不仅采用经典的样品处理技术(如沉淀及液液萃取等),更多地采用一些现代的样品处理技术(如固相萃取、固相微萃取、加速溶剂萃取等),这部分内容在现有的分析化学课程体系中尚欠缺,我们所设计的课程体系的教学内容中包括了上述内容并做到了与时代接轨,一方面响应了科学发展对现代分析技术越来越高的要求,另一方面为社会输送了更加专业而又全面的人才,更适应市场需求。

三、分析化学课程教学体系构建的实施

在充分调研就业市场的需求及综合分析各地方院校化学专业人才培养方案后,对我院化学及化学生物学专业的人才培养方案进行了修订,更新了部分专业课程的教学大纲及教学内容,重点突出化学类专业人才培养方向的应用性。为此,课题组积极参加我院每年的“产学研”研讨会,就人才培养方案与企业骨干及高级管理人员进行讨论,广泛征求意见,并就课程设计及具体课程的讲授内容与校内的任课教师与工程师及兼职教师进行交流,实时调整内容的重难点,将来自生产一线的信息融入到课堂。近年来,宜昌市高度重视以化工、制造业为主的工业园区建设,而产品质量是企业的生命,区域内的专业检测技术人才需求旺盛,随着企业规模扩大,需求规模将不断增长。因此我们在人才培养方案中增加了检测技术模块课程,在实验项目的设置上充分考虑了适用性,紧密结合生产实际,有的实验项目直接来源于生产第一线。新课程体系促进了化学知识与生物、环境、化工、医药等领域知识的交叉、融合、渗透,不仅突出了所学知识在生产实际中的应用,也为学生潜能的开发创造了有利条件。学生通过综合性、设计性实验课程,很好地培养了学生设计实验、独立操作,协作解决问题及数据整理、科技论文撰写等各方面的能力。学生通过这些课程的学习,可以实现就业“软着陆”,使学生到了工作岗位能很快上手,迅速成长。

《分析化学》课程教学体系的构建是分析化学及相关学科教学的一次改革,当前,分析化学已渗透到各个科学领域。近30年来,为适应当代科学技术的快速发展及满足市场经济对人才培养的要求,《分析化学》课程在教学内容、课程设置、教学方法和教材建设方面都进行了必要的改革和调整。通过三年的教学探索与实践发现,对教学方法和手段的不断探索与改革,对教学内容的不断更新,我们构建起教学体系能够适应实际社会需求,达到了较好的教学效果。

参考文献

[1]江寅,李飞.分析化学的发展[J].江西化工,2008,(1).

基金项目:湖北省省级精品课程(分析化学及实验)资助;三峡大学教学研究项目(J2012081)

作者简介:陈百玲(1962-),女,高级实验师,研究方向:天然产物的提取。

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