作者:胡晓斌 本文字数:2864
[摘 要] 仪器分析是应用型本科化学专业的核心课程。从核心课程概念内涵出发,结合应用型人才培养的要求,对仪器分析核心课程教学的目标理念、授课内容的优化整合,实践教学与理论教学的衔接,网络教学资源建设、考核评价等几个方面进行探讨,以期更好地促进核心课程建设和仪器分析的教学实践。
[关 键 词] 核心课程;仪器分析;课程建设;实践
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2019)34-0150-03
“核心课程(Core Curriculum)”的概念最初起源于美国,是大学本科阶段通识教育领域的一种课程设计模式。1945年哈佛大学发表了《自由社会中的通识教育》
(General Education in a Free Society),构建了通识教育课程的基本框架。1978年在此基础上又提出了“核心课程报告(Harvard Report on the Core Curriculum)”[1]。哥伦比亚大学在20世纪60年代基本上完成了通识教育“核心课程”的主要体系建设[2]。《韦伯斯特新大学词典》中关于“核心课程”的定义是“一种综合传统独立学科中的基本内容,以向所有学生提供共同知识背景为目的的课程设置[3]”,即是将一些相关领域的重要基本论题予以重新组合的一种课程安排和设计,,旨在为学生提供一个共同的学识背景,它主要针对通识教育课程,并不包含专业基础课程和专业课程。
一、专业核心课程的概念
高校课程教学是高等教育的基本单元和实现培养目标的主渠道,直接影响人才培养的质量[4]。当前,国内高校普遍开展专业核心课程建设,但这里的“核心课程”的含义与西方国家提出的核心课程的含义是有区别的。国内的专业核心课程是指在人才培养过程中,为实现培养目标,对学生掌握专业核心知识、培养专业核心能力和提高专业核心竞争能力起决定作用的课程[4]。
对普通地方高校,其办学目标主要是通过加强专业知识教育和专业技能训练培养有一定专业特长的应用型人才。这些年来,由于高校招生规模不断扩大,地方院校教学资源欠缺现象较为普遍,同时,本科生需修读的课程数量有所增加,每门专业课程平均学时数明显减少。因此,如何让学生掌握专业核心知识、提高专业核心竞争力成为地方高校现阶段普遍面临的问题,而将有限的教学资源适当倾斜于专业核心课程,重点关注专业核心课程建设成为一种普遍的选择[5]。
目前,大学本科专业核心课程建设对课程性质、定位、课程质量标准、考核指标体系、师资及相关教学资源等都有较为明确的规定。相比于专业主干课程,专业核心课程是专业主干课中的核心部分[5]。开展专业核心课程建设,有利于推进整体教学水平的提升,推动教学改革不断深入,使专业建设提质增效。本文结合我校化学专业仪器分析核心课程建设实践,从课程建设目标、理念和具体措施等方面进行探讨,为化学专业其他课程建设提供参考。
二、教学目标和教学理念
仪器分析方法是以测量物质的物理性质为基础的分析方法。随着时代和科学技术的发展,仪器分析在科学研究和应用中占有越来越重要的地位,是科学工作者必须掌握的重要手段。仪器分析课程内容涵盖光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法及某些新技术的应用,是一门理论性与实用性紧密结合的课程,对培养学生的实践能力、创新能力和综合应用能力具有重要作用。
仪器分析课程的教学目标为通过对本门课程的学习,使学生对仪器分析方法的基本原理、仪器设备、方法特点及应用有较深入的理解和掌握;使学生初步具备根据分析对象选择合适的分析方法的能力,具有初步的处理分析数据的能力;理解近代仪器分析的发展趋势及新方法、新技术的概况,增强自身的创新意识和能力。
由于仪器分析课程内容丰富,涉及面广,且课时有限,因此,本门课的教学理念为注重基础,强化实践,以提升教学实效为中心,增强学生自主学习的能力。
三、课程建设的具体举措
(一)注重学生对基础知识的理解
仪器分析包含大量的基本概念、基本理论、分析原理和仪器构造,知识体系庞杂。因此,我们注重学生对基本概念的掌握,如光学分析法都涉及光的发射和吸收,能级的跃迁等基础内容,不同波段光辐射的测量和应用形成不同的分析方法:紫外-可见光谱来源于分子的价层电子能级跃迁,红外光谱来源于分子的振动能级跃迁,微波来源于分子的转动能级及电子自旋能级跃迁,核磁共振辐射吸收来源于原子核的自旋能级跃迁,X射线来源于原子的内层电子能级跃迁等。虽然在化学专业的其他基础课程如无机化学、有机化学和分析化学中对以上概念及相关知识有介绍,但根据我们讲授仪器分析课程的经验,学生对相关知识储备普遍较为薄弱。因此,我们对量子化、能级、跃迁、光的发射和吸收、朗伯-比尔定律、光电转化等相关知识进行集中梳理,并通过进一步的学习加深理解。
引导学生将相关的分析方法进行比较,揭示不同分析方法的联系和区别,如原子发射光谱和原子吸收光谱、分子吸收光谱和原子吸收光谱、气相色谱与液相色谱等,促进学生对知识的融会贯通。在讲授原子吸收光谱和紫外-可见吸收光谱时,我们将两章内容联系起来,对两种分析方法进行比较。两者都是光的吸收测量,而且光波段范围也有重叠,仪器装置为何区别那么大?这引发了学生的思考。首先,紫外-可见光谱是分子光谱,分子在常温下可稳定存在,可以直接装在比色皿中测量,而原子在常温下一般不可能稳定存在,需要高温使分子离解为自由原子,而获得高温的手段是加热,比如用火焰或者用電加热。两种分析方法使用的光源也不同,原子吸收通常使用空心阴极灯,而紫外-可见光谱仪的光源通常是氘灯和钨灯。这是因为自由原子光谱是线状光谱,需使用锐线光源,而分子光谱是连续光谱,可使用连续光源。为什么原子光谱是线状光谱,而分子光谱是连续光谱?在讲授时可进一步和学生一起探讨,以加深学生对量子化以及光的发射和吸收的理解。另外,两类仪器上单色器位置也不一样,原子吸收光谱仪里样品吸收池亦即原子化器(火焰或者高温石墨管)也会发光,因此,单色器置于其后;而在紫外-可见光谱仪中,单色器直接安装在光源后面。这样的比较讲授法有利于学生抓住这两种分析方法的特点,更好地领会光学分析法的一般方法原理。