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1、分析化学课程教学的精髓(推荐) 分析化学课程教学的精髓 摘 要随着时代的发展,现代分析化学已经走出定性、定量分析的局限,进入一个新的阶段。“量”、“度”、“新”是分析化学课程教学的精髓,在教授学生分析化学基本原理、基本学问、基本技术的过程中,要好好把握 “量”、“度”、“新”的输入。 关键词分析化学;量;度;新 中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 2095-3437(2022)05-0104-02 我国化学前辈徐寿先生评价分析化学是“考质求数之学,乃格物之大端,而为化学之极致也”。考质求数即为定性、定量分析。随着时代的发展,现代分析化学已经走出定性、定量分析的局限,进入一个新的
2、阶段。分析化学1是探讨物质的组成和结构,确定物质在不同状态和演化过程中化学成分、含量、时空分布和相互作用的量测科学,旨在发展各种分析策略、原理和方法,研制各类器件、装置、仪器及相关软件,以获得物质组成和性质的时空改变规律。根据这个定义,分析化学是一门集探讨分析方法、分析仪器、分析策略为一体的学科;同时,分析化学也是一门信息科学,分析化学工作者已不仅是单纯的分析数据供应者,而是有关化学信息的供应者、综合者和分析者,是解决实际问题的参加者。徐光宪先生2在全国分析化学学科人才培育与教学建设发展战略研讨会指出,21世纪化学的核心任务已经演化为广义分子的合成化学和广义的分析化学,分析化学的应用领域已涉及
3、生命科学、材料科学、信息科学、环境科学、资源和能源科学、医药和食品的检测、工业制造品的质量监控、毒品的分析监控、法医的鉴定等与人类生活休戚相关的几乎全部方面。也正因为如此,分析化学是很多专业包括化学、化工、生物、医药、地质、能源、环境、材料、食品等的必修课程。为了把分析化学教学工作做好,许多同行进行了关于分析化学理论3-7、考试8-9、实践10-12等方面教学方法的探讨,提出了许多珍贵的建议。本人从事分析化学教学多年,教授过不同专业包括化学、应用化学、化学工程、制药工程、生物工程、环境监测、地球化学、核化工与核燃料的分析化学课程,针对不同的专业有不同的侧重点,但对不同的专业也有共性,即分析化学
4、中关于“量、度、新”的阐述。 首先,在分析化学教学中注意“量”的概念的输入。定量分析是分析化学的基本任务。“量”的概念有三个方面的含义,首先就是精确定量。初级分析中运用量杯、烧杯、托盘天平;到了分析化学阶段就运用移液管、容量瓶、滴定管、分析天平,在滴定分析时注意1滴、半滴、1/4滴溶液加入的改变;现在,分析化学进入分析科学阶段,取样量甚至是以微升、纳升计量。而待测组分的含量也从常量组分到微量组分,再到痕量、超痕量组分的分析,现阶段已经涉及单细胞、单分子、单原子分析。不管在哪个阶段,哪个层次,分析化学都讲究分析结果的精确定量。“量”的概念中其次方面含义是粗略估计物质的容量、质量,比如,对于1毫升
5、、1升、1克、10克的容量和质量有大致的估算,对样品中组分含量、性质,以及含量和性质对分析测试信号的影响有粗略的估量。一个巧妇,能不经意地把一盘菜炒得口味合适,这是一种意识,而不是依靠看得见的某个详细数据;而分析化学中对物质的容量、质量、性质以及参数对分析信号的影响的粗略估量也须要经过长期、仔细的试验体验才能培育出来。“量”的概念中第三方面含义就是精确表达分析结果,即留意试验结果的表达方式、误差的合理表达、有效数字的正确运用。试验结果的表达要符合实际状况。另外,真值是未知的,类似数学极限的概念。任何一个分析结果都存在或多或少的误差,正确地表达分析结果的误差很重要。结果表达中,有效数字位数的选择
6、不同,误差的大小就不同,有效数字的取舍应依据给出的试验条件确定。在教学过程中留意把关于“量”的三个方面的含义精确地传授给学生,使其通过学习和试验,精确的了悟和把握分析化学中“量”的概念。 其次,在教学中留意培育学生对分析化学中的“度”的驾驭。“度”即为衡量,在分析化学中意为分析。浅层次的“度”是指对物质进行测定,包括物质的定性、定量、结构分析;更深一层的含义是对测定结果的分析。也就是说,分析不仅仅是被动地供应物质的定性、定量、结构数据,分析工作者更要主动地提出问题、综合问题、分析问题,最终进一步解决问题。在给学生授课的时候,要让学生对分析化学“度”的更深层的意义即对分析结果的分析有深刻的相识。
7、例如,针对某地区大米中镉超标的问题进行探讨,不是简洁地供应大米中镉的含量,而是为了解决问题,要针对整个课题做系统性探讨。1.有代表性样品的采集:不仅采集稻米,还要采集与稻米休戚相关的土壤、稻田水、空气等样品。2.测量全部样品中镉的含量及其他理化性质:不但要测定稻米、土壤、稻田水、空气中镉的总量,还要系统地测定不同深度土壤,空气中不同颗粒物的镉含量,测定稻田水、土壤、空气颗粒物中不同形态的镉含量。3.综合分析:探讨稻米中镉含量与土壤、稻田水、空气中总镉含量相关性如何,与土壤、空气颗粒物中不同形态镉的相关性如何,与土壤、稻田水其他理化性质的相关性如何,从而确定镉的来源,危害程度,迁移、转化状态,最
8、终依据分析结果进一步提出降低稻米中镉含量的措施。这才是一个分析化学工作者针对这个课题该做的完整的工作。这样讲授分析化学中的“度”有利于学生充分相识到分析化学这门学科的任务、特点,拓展学生的思维尺度,提高学生综合分析问题、解决问题的实力。 最终,注意教学内容的出“新”。创新是任何一门学科的灵魂。在分析化学授课过程中,除了教授分析化学的基本原理和基本学问以外,还要留意补充本学科发展前沿的新理论、新方法和新技术。比如要做分析化学的信息化、智能化、微流控芯片化、在线化、实时化、原位化、仿生化、高灵敏化、高选择性化、高通量化、无损化等概念的介绍。在讲课中留意时效性例子的引入,比如,介绍1999年比利时布
9、鲁塞尔发生的二恶英污染饲料事务,是分析化学家鉴定了二恶英的结构,从而挽救了比利时;介绍2002年诺贝尔化学奖的三位科学家都是因为领先建立了新的测定生物大分子的方法而获此殊荣;介绍2009年三位科学家因为各自独立的核糖体探讨成果成为诺贝尔化学奖的获得者;还介绍生化武器、人类基因组工程的成就以及在医学探讨、疾病诊断中的重要作用等。当然,这种“新”内容的引用要与所授课程的内容相联系才更简单被学生所接受,比如,在讲解分析结果表达方式时讲到物质中氮的测定结果可以以NH3,NxOy,N2,N,蛋白质等方式表达,但是,2009年发生的三鹿奶粉三聚氰胺事务就是由于分析奶粉中蛋白质含量时,以氮元素含量代替了蛋白
10、质含量表示分析结果,被不法商家钻了空子引起的。所以,选择合适的分析方法,如何进行分析结果的表达肯定要依据详细状况详细分析。俞汝勤院士13谈到现阶段国际国内分析化学改革的一些新动向时,就指出分析化学教化要作为解决实际问题的科学进行教授,要在教学中引入社会项目,引入时效性案例分析等。尹筱莉14在谈到化学老师有效利用教学资源时也强调要充分使教学内容新奇化、生活化。在讲授过程中引入与时俱进的实效性案例,一方面能极大提高学生学习分析化学的爱好和主动性,另一方面能扩展学生视野,增加其社会责任感,提高学生综合素养。 总之,“量”、“度”、“新”是分析化学课程教学的精髓,在教授学生驾驭分析化学基本原理、基本学
11、问、基本技术的过程中,要好好把握 “量”、“度”、“新”的输入。 注 释 1 庄乾坤,刘虎威,陈洪渊.分析化学学科前沿与展望M.北京,科学出版社,2022:1-25. 2 徐光宪.对分析化学教学的两点初浅看法J.高校化学,2008,23(2):1-10. 3 吴硕,刘志广,宿艳,等.分析化学“翻转课堂”的尝试与探讨J.中国高校教学,2022 (1):53-56. 4 樊铁波.分析化学课教学改革浅议J.教化探究,2007(5):38-39. 5 黄丽英,杨宝华.浅谈高校化学教学中绿色化学理念的渗透J.教化与职业,2022(12):131-132. 6 郭祥群.浅谈课程教学核心学问与学问网络建构以
12、分析化学为例J.中国高校教学,2009(1):32-35. 7 郭祥群.分析化学教学体系重构之思索J.高校化学,2008(5):7-10. 8 吴性良.改革分析化学课程考核方法的实践J.中山高校学报,2001(1):163-164. 9 萨木嘎,赵智宏.关于分析化学试验课程考试改革的设想J.高校化学,1999(3):23-24. 10 姚思童,张进.分析化学试验教学改革与实践J.高校化学,2022(3):23-27. 11 徐守芳,陆宏志.以科研促教学:新型分析方法在仪器分析教学中的体现J.化学教化,2022(2):8-10. 12 王忠美.论高职学生分析化学试验实力的培育J.中国成人教化,2
13、008(4):156-157. 13 俞汝勤.漫谈分析化学教学改革与课程建设J.高校化学,2008(5):1-6. 14 尹筱莉,孟凡丽.对化学老师有效利用教学资源的实践之评析J.教化科学探讨,2009(1):57-59. 责任编辑:钟 岚 分析化学课程教学的精髓(举荐) 分析化学课程简介 分析化学 课程教学大纲 关于分析化学课程教学的调查探讨 分析化学教学大纲 CDIO分析化学 分析化学论文 分析化学论文 化学课程教学论学者 化学课程与化学教材教学目标 本文来源:网络收集与整理,如有侵权,请联系作者删除,谢谢!第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页