分析化学论文【多篇】

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传统研究生实验教学的学术化和程式化培养方案，严重制约学生的实践能力。该文从现代化学分析技术课程教学及研究生培养的现状出发，以学生研究前沿的文献资料作为新的教学内容，利用实验室的先进仪器，组织学生自带样品进行测试，采集并解析图谱，建立教学案例(卡片库)。该课程教学内容及教学方法的改革，有利于提升研究生的创新意识，增进其操作技能，为后续科研论文的顺利开展奠定基础。

关键词

现代化学分析技术；研究生培养；实验教学改革；能力

研究生实验教学是高等教育人才培养体系中必不可少的一个环节。传统的研究生实验教学培养方案，通常采用已有的学术研究成果，进行验证式实验教学，并按照实验教材的顺序程式化进行。这种实验教学模式，内容乏味，很难提高学生学习的兴趣和实践能力。研究生实验教学的目标是培养学生的实践动手能力，提升学生的创新激情，进而培养其独立自主的创新能力［1－2］。因此，需对其现有实验教学模式进行大胆改革。华南理工大学十分重视研究生实践能力的培养，提高研究生动手能力，自2010年起，独立设置了化学类研究生2个学分的选修课———“现代化学分析技术”课程。该课程作为现代物质结构分析的一个重要手段，在各领域中得到了广泛的应用，已成为鉴定各种化合物以及测定其结构的最常用方法。通过该实验课程的学习，极大地提升了学生对学科前沿知识的认知，培养了学生的实际操作技能，同时为其后期的科研论文的顺利实施打下了良好的科研基础。本文阐述了在该课程教学改革方面的探索与认识。

1化学研究生创新实践现状

1.1现代化学分析技术课程现状

在国内外，“现代化学分析技术”通常作为化学、化工、生命科学、材料科学、环境科学、医药食品等诸多领域的硕士研究生专业基础课。一般侧重介绍光、电、色、磁等物理化学方法基础理论知识；通过授课培训、实际操作等方式，向学生讲解每一台仪器设备的基本内容，让学生在较短的时间内了解仪器设备构成，培养学生独立操作如核磁共振仪、X－射线衍射仪等贵重仪器设备的能力，为其从事科研工作打下坚实的基础。在华南理工大学，现代化学分析技术课程作为化学与化工学院硕士研究生的学位选修课，是圆满完成硕士学位论文的基础。目前，开设该课程的专业主要有：有机化学，应用化学，分析化学，无机化学，物理化学，化学工程等。自2010年开设以来，该课程深受各相关专业硕士生的欢迎与好评(每学期约有60位研究生选修)，同时吸引了本院和外院的博士生来旁听。甚至有许多学生是带着科研任务中遇到的实际问题来听课和参与讨论的。该课程的开设，不仅帮助学生解决实际科研中存在的诸多问题，而且能大大提升学生利用现代化学分析方法和技术解析化合物结构的能力。

1.2化学研究生实验平台现状

当前，随着全国研究生招生规模的不断扩大，高等学校发展层次不平衡。如“985”“211”学校，教育部及地方投入了大量的资金，构建了一流实验平台，并从国内外引进大量的高素质、高水平科研人才，为研究生创新平台的建设、研究生创新能力的培养打下良好的基础；而普通高等院校，由于财力的原因，实验设施简陋、老化，很难适应现代实验分析的需求；研究生导师自身因为科研资金有限，导致研究生从事一些低水平、重复性的科研工作，这不仅浪费人才资源，同时使学生实践能力、创新能力的培养大打折扣。另一方面，当前研究生教育只重视传授基本理论和方法，较少关注现代技术的不断创新和根据研究生导师的研究方向、结合研究前沿进行创新实验教学。学生常常只是依照老的实验教材，进行验证式的实验操作，不仅适应不了现代化学实践的需要，而且对学生创新兴趣、创新能力的培养产生消极影响。基于化学分析与实验技术在现代相关领域研究中所起的重要作用，结合我校实际情况，并从化学化工、生命科学、材料科学、环境科学、医药食品等相关专业的发展趋势来看，迫切需要加强研究生现代化学分析技术课程的改革，建立其大型仪器测试创新实践基地。

2化学研究生创新实践教育举措

2.1推动教学内容和教学方法的创新

化学分析方法发展迅速，教学应该引入最新知识。当今社会，科学技术不断进步，科研成果不断涌现。与此相对应，现代分析仪器日新月异，分析手段不断创新，因此，二者有机结合，就能快速、有效地推动研究生的认知能力、并提升其研究水平。为适应新发展，“现代化学分析技术”课程教学应该以导师的研究方向为指导，以最新相关文献、资料等为教学内容，建立新的分析方法，使学生初步掌握现代仪器的基本原理、操作规程及步骤，以及对实验结果的分析和判断，培养学生解决实际问题的能力，为学生从事后期科研论文的工作打下坚实基础。教师结合本校相关领域的课题，整理和收编科研实践中的谱图以及采集和解析谱图的经验，建立相关教学案例(卡片库)，使学生有更多机会进行有效的实例演习，以提升学生解决实际科研中所遇到问题的能力。“现代化学分析技术”课程不能囿于现有教学模式，但又不能完全脱离。在理论教学上需重视教学内容的新颖性、先进性，在实践教学上需结合现代仪器的新特点、新方法，是一种全新新型教学模式。该课程共开设32学时，其中，教师课堂理论讲授16学时；设计性、创新性实验16学时。课堂讲授包括：大型仪器实验室安全及现代化学分析技术现状与发展趋势(2学时);紫外、红外光谱仪(2学时);气相、气－质联用仪(2学时);离子色谱、高效液相色谱仪(2学时);原子吸收、等离子体原子发射仪(2学时)，热重差热联用热分析仪(2学时);粒度仪、X－射线衍射仪(2学时)，以及核磁共振仪(2学时)。在16学时的设计性、创新性实验中，着重加强实践教学，提高学生综合技能的培养。由于X－射线衍射仪和核磁共振仪的价格比较昂贵，在国内多数开设的仪器分析课程中，甚至学生在实际科研中，学生没有机会动手操作这些贵重仪器。而在国外，这些仪器对研究生，甚至本科生都是开放的。为了提高本校研究生的综合技能和素质，该课程利用化学与化工学院的资源，组织学生带上自己科研中的样品进行操作培训，采集样品图谱。在教师的现场指导下，学生能快速掌握从选择合适的分析方法，准备样品，采集图谱，处理数据到最后解析图谱的一般程序。研究生实验教学实施5年来，取得了较好的教学效果。如核磁共振仪，学生学会了利用Mestrenova谱图处理软件处理核磁原始数据的能力，运用ChemDraw进行谱图模拟、进而进行谱图解析的能力，使学生深刻认识到二维谱图在结构鉴定中的重要作用，提高了学生谱图分析和解释问题的能力。

2.2推动大型仪器测试创新实践基地建设

近年来，为适应新形势发展，国内各高校纷纷投入巨资建设新型实验教学实践基地，积极开展科技创新活动，为研究生实验教学新模式提供创新平台［3－5］。实验室经过学校多年的财经投入，拥有了一批先进的大型仪器设备，为广大 ……此处隐藏27173个字……教师用中英文双语模式向学生介绍本次实验课的专业词汇及用法。专业词汇的学习采用互动造句及提问的方式进行，时间大约控制在5分钟左右。然后，教师采用全英文方式介绍本次实验的要点，包括基本原理、实验步骤及操作要领等，期间要演示实验中的重点操作(如滴定管操作、摇瓶操作、定容操作等)并进行详细的解说，采用国际上广泛采用的“问题学习法”(problem-basedlearning)进行讲授，通过适当提问、引导，促进学生的自我认知过程。由于大一学生专业基础相对薄弱，同时考虑全英文授课可能存在的信息传递损失问题，课前讲解应辅以相应的课件展报，使学生更容易理解授课内容。课前展板中对少许重要信息(如关键步骤、条件、试剂、操作等)留空，让学生听课后现场填写，以增强现场记忆。同时授课过程中应对学生的预习情况进行提问检查，增强师生互动，培养学生勤思考、巧动手、带着问题做实验的良好习惯。

3.2“互动引导型”的实验指导方法

在学生开始实验一小时内，教师应逐一观察、巡视每位学生的基本操作，采用英语口头纠正学生的基本操作规范。若有学生听力薄弱，应辅以示范实验，使学生确实意识到存在的问题，并及时改正。整个实验过程中，教师应增加巡视次数，及时纠正学生的不当操作，并使用英语与学生交流、沟通。对学生所提的问题，使用启发式教学，引导学生自行发现并解决实验过程中遇到的问题，养成独立思考、善于动手的实验能力。特别对于听力、口语薄弱的学生，实验过程中教师应多创造互动交流的机会，锻炼其英语表达能力。比如在进行络合滴定实验“水的总硬度测定”时，需要在pH≈10的氨性缓冲溶液中，采用铬黑T为滴定指示剂，测定Ca和Mg的总量。许多学生会问为何不采用钙指示剂，此时教师并不正面回答钙指示剂不适合在pH<12的非强碱性溶液中使用，而是提示学生金属指示剂均有其适合的pH，需在滴定过程中采用合适的缓冲溶液，引导学生思考氨性缓冲溶液是否满足钙指示剂的使用要求。于是，学生会想到氨性缓冲液的pH≈10，此时不适合采用钙指示剂，若把溶液的碱度调到pH>12，Mg又会沉淀，造成巨大的滴定误差，故此钙指示剂不适合作为水总硬度测定的指示剂。通过互动启发式的引导，学生不仅解决了问题，同时也深刻理解隐含在问题背后的原理，有助于学生将理论联系实验，互相印证。实验结束后，学生将获得的原始数据提交给指导教师检查，此时教师可与学生就实验过程中出现的问题进行面对面的交流和点评，也可利用这段时间指导学生提高实验报告的写作水平，改进实验报告中存在的问题。大一学生的语言基础薄弱，在撰写全英文化学分析实验报告时非常需要指导教师一对一、点对点的指导，针对性提高学生的专业外语写作能力。通过“一对一”实验报告点评环节，学生在报告写作方面均有明显提高，到课程结束时均能写出科学、简洁、表达准确的全英文实验报告。

3.3考核方法

化学分析实验(全英)课程的特点及目标决定了该课程不仅传授化学分析基本实验技能，还应培养学生良好的专业英语表达能力，因此课程采用多方位综合考核方式考查学生的化学分析基本技能及专业英语能力。化学分析实验(全英)课程总成绩由每个实验的成绩，加权操作考试成绩进行评定。每个实验的成绩由实验预习情况、实验操作、实验报告3部分构成，每次实验的累计成绩占总评成绩的70%，因此要求学生更多地关注实验过程及细节，认真地做好每一个实验，方能最终获得好的实验成绩。操作考试由单元操作考核及期末实验考核组成，占总评成绩的30%。单元操作考核在学习完练习性实验模块后进行，主要考查学生的基本操作；期末实验考核要求学生当场完成一个命题设计实验，并完成英文实验报告。无论单元操作考核还是期末实验考核均包含口试及实验考核环节，学生在开始实验之前先要通过口试环节，采用全英文方式回答教师的英文提问，提问内容包括设计实验原理、操作细节等，在实验结束之后学生也需要用英文向指导教师报告结果，之后方能开始撰写报告。通过多方位的全英文考核方式，将全面考查学生化学分析实验的基本操作技能及专业语言能力，为后续进入国际合作办学方的大学学习打下良好基础。

4教学效果与经验

采用调查问卷的形式，对2012及2013级修读化学分析实验(全英)课程的化学“2+2”学生共99人以问卷调查形式进行学习效果回访，共回收有效问卷82份。结果表明：93%的学生认为基本能适应全英文实验课程授课模式；98%的学生认为通过该实验课程的学习能较好地掌握化学分析的基础实验操作技能与知识，提高了动手能力，初步培养了独立思考能力及细致严谨的科研作风；96%的学生认为通过课程的学习对化学分析理论知识有了更加感性、深入的理解与认识，能与理论课程知识体系进行相互印证，巩固理论课学习效果；92%的学生认为通过该课程学习扩大了专业词汇量，提高了采用专业英语进行交流和写作的能力；93%的学生认为该课程能基本与后续国际合作办学方的课程体系相衔接，通过该课程的学习能为未来的学习打下良好基础；96%的学生认为所选择的实验内容丰富实用，能与化学分析理论课程紧密挂钩，配套的讲义或教材适合于该全英文课程的教学需求，语言准确易懂；93%的学生认为该课程的考核形式能较好地巩固课堂教学效果，真实反映知识掌握的程度；98%的学生认为该课程的授课老师能纠正并规范学生的实验操作，及时认真批阅实验报告，并解答学生实验过程中的疑问，使学生获益；99%的学生认为该课程的授课老师严谨认真，熟悉课程专业知识体系，语言表述准确清晰。

5展望

通过两届化学分析实验(全英)的实际授课及课程建设，我们总结了化学分析全英文实验课程的教学方法：以国外优秀英文原版教材为主要参考书，辅以自编的英文实验讲义，构建了化学分析实验(全英)课程教材体系；采用教师引导、学生自主学习的互动式实验教学模式，使学生成为实验课程的主体，自如地把握整个实验过程，提高了学生化学分析实验的基本操作技能及专业语言能力。该课程适合于化学“2+2”国际合作办学课程体系的教学目标要求，课堂效果良好，学生反馈及评价良好。当然，由于时间限制，化学分析实验(全英)课程建设还有待进一步完善。首先，虽然初步构建了化学分析实验(全英)课程教材体系，但目前尚无适合于中国高校化学专业国际合作办学的化学分析实验教材，因此应加强全英文实验教材的建设，编写出更多英语准确易懂，符合国际化学教育体系的优秀全英文实验教材。其次，全英文实验课程教学要求任课教师有扎实的专业理论基础、实验技能及良好的英语表达能力，目前师资力量非常匮乏。可进一步通过“请进来、走出去”的方式加强全英文教学师资力量的培养，同时进一步提高已承担全英文课程教师的授课水平，充实分析化学全英文教学的师资力量。

作者：张卓旻 李攻科 单位：中山大学化学与化学工程学院

参考文献

[1]邹小勇，马志玲，黄滨，胡玉玲，李攻科。大学化学，2006,21(4),30.

[2]潘祖亭，郭志谋。大学化学，2003,18(6),30.

[3]张立新。化学教育，2006,27(9),32.

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