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仪器分析课程教学中的创新精神

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[摘要]

仪器分析是理工院校面向二年级学生开设的一门专业必修课。随着生产力的发展、科学技术的进步,化学品与人们生活中的衣、食、住、行越来越密切,而利用仪器分析和评估化学品的安全性就变得尤为重要。针对当前仪器分析课程教育中学生基础不平衡、生源复杂、基础条件不足的现状,从教师自身和课堂教学两方面入手,详细阐述了落实创新精神的方法和措施。

[关键词]

理工院校;仪器分析;课堂教学;创新精神

一、引言

创新精神是进行科学活动所必需的一种心理特征,主要包括创新意识、创新思维和创新能力。仪器分析新课程标准提出,“使学生具有一定的探究能力”,“仪器分析课程要增强民族的生命力、创新力和凝聚力”。这些目标的完成都离不开教学中的创新精神。在仪器分析课程教学中,大多数教师采取传统教学模式,忽视了学生自身能力的发挥;有的教师为了单纯地提高及格率而让学生死记硬背公式和定义,忽略了对学生思维能力的锻炼;有的教师为了应付考试而教授学生生硬地记熟题库中所有例题,忽略了对学生分析问题、探究问题能力的培养。要想真正达到仪器分析课程教学中知、情、智、美的统一,就需要教师在教学中采用科学的教学方法培养学生的创造意识,启迪学生的创新思维,这也是理工教育者所面临的重要课题。

二、教师的重要作用

(一)更新教学观念,大胆放手,由“课堂指导者”变为“课堂促进者”教师在教学活动中要大胆地放手,鼓励学生自主解决问题,以锻炼学生的自学能力。比如,教学中要落实仪器分析的原理和构造等知识点,有的教师怕耽误时间、怕学生嫌麻烦,于是自己主动代劳,找出并核对每课的相关重点条目,直接让学生抄写并背诵。笔者认为,这种方法只能惯出依赖性强的懒学生,教师不妨大胆地让学生在预习时自己归纳总结相关重点和难点,并自己上网搜索相关知识,而上课时通过提问的方式,了解学生答案后,教师再做相关的补充。这一做法,笔者已对本届的新生坚持了一学期。最初,学生只知道从常规网站查找关于各类仪器的一般组成和现象,而不愿意查找更深层次的物理和化学原理;但一学期后,学生通过与教师所列出的重难点的比较,逐渐学会了寻找仪器构造、物理学原理、影响条件等因素,并主动学习相关物理课外知识,遇到不懂的,自己和同学无法解决的问题时,再请教教师。笔者发现,虽然课堂只有四十分钟,但学生懂得了自己动手,懂得了先独立解决问题,在课下,也会主动查询相关资料,获取知识。

(二)巧设课堂提问,大胆鼓励学生质疑德国教育家斯多惠说“:教育的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒与鼓舞。”孟子有句老话———“尽信书不如无书”。教材、教参以及目前市面上的多种教辅资料,为我们提供了太多的答案。但是,这些就真的是合乎常理或者经得住推敲吗?为了考试,大家会设定一个标准答案,但是为了培养学生的怀疑精神和创新意识,教师应大胆地鼓励学生质疑。以“分子荧光光谱”这章内容为例,这一章内容相对简单,学生易学易懂。笔者将课堂教学设计了四个常规环节:勾画,自学重点难点,知识点梳理,原理理解及启示。但在课堂中,笔者有意设计了一个问题———上一章讲的“紫外吸收光谱”已经能定性和定量分析多类有机物,这章为什么还要学习荧光光谱呢?并让学生联系上下章思考后再回答。有学生思考后发现,紫外吸收光谱的原理是高能态价电子定量吸收紫外光,由于紫外光谱的光源———氘灯和钨灯功率都很小,导致检测极限大。于是,要求学生细看本章仪器光源部分,寻找紫外和荧光光源的差别,思考课本中没有解释的内容。有学生就提出,荧光光源功率很大,主要是氙灯,这是一种功率十分强大的光源,高能态电子有四种方式释放能量———内转换、外转换、荧光和磷光,其中释放的定量荧光强度很大,导致检测极限很低,适合于痕量物质的检测。此时,笔者再在幻灯片中出示能级跃迁的能级关系图,逐条逐条给同学们讲解各种释放能量的方式,以及紫外和荧光的差别联系。虽然课堂所用时间增加了,但是,笔者希望通过这个小的问题,培养学生自学能力,敢于质疑课本,善于寻找和归纳新的知识点,从而培养学生多元化的思维。

三、课堂教授艺术

(一)教师要有意识地营造和谐、宽容的氛围,使学生勇于参与创新著名特级教师宁鸿彬对学生提出过“三个欢迎”和“三个允许”的开放政策———欢迎质疑、欢迎争辩、欢迎发表意见,允许出错、允许改正、允许学生保留意见。这些民主的教学思想,为学生创新精神的培养提供了积极的条件。笔者向宁老师学习,也向学生提出了这些思想,发现很能激发学生参与创新和自主研究问题的兴趣。笔者曾在“液相色谱”一章中讲解检测器时,让学生对比四大检测器,找出自己认为应用最有前途的一种。大家各抒己见,分析得很深刻很激动。笔者观察到学生兴致勃勃,就临时调整内容,让学生思考、讨论“项羽和刘邦谁是你心目中的英雄”这一话题,并告诉学生:“我即使不赞同你的观点,但也会誓死保护你说话的权利。”学生的兴趣非常浓厚,争相发表自己的观点,并从检测器原理、结构、成本、应用中举例说明。虽然,有些学生的表述出现错误,有些学生的观点难免偏颇,但是笔者没有直接批评他们,而是鼓励这些同学查找外国数据库中《Science》《Nature》等杂志,鼓励他们通过文献检索形成文字论述。让笔者惊讶的是,很多同学对此非常感兴趣,回家后仔细查阅相关资料,在作业本中,重新梳理的自己的观点,改正了课堂上存在的知识性错误。在练笔评讲时,笔者阅读了学生写作的很多精彩片段,同学们不禁赞叹他们的深度或观点。后来,笔者发现,在每次作业中,总有学生提出和课堂讲解时不同的观点,并加以阐述,甚至还有几位学生养成了每天摘抄、反思的习惯。笔者认为,这些都是由宽松的学习氛围所创造的。

(二)巧用课堂“留白”,为学生搭建创新思维的平台课堂有一些环节是需要教师“留白”,为学生的思维提供空间的。比如,提问是课堂用来激发学生的参与和思考的一个有效方法。笔者认为,如果问题可以简单地用“是非判断”来回答,那么,这个问题的难度一定太低,达不到锻炼学生思维的效果。笔者希望每一章内容都尽可能有一个开放性的问题,激发学生思维。那么,这就需要教师根据具体课堂情况,提供给学生充足的思考时间,然后让学生充分表达、自我完善,这一环节教师不能随便打断学生,让自己成为话语的主宰。待这之后,教师才能进行评点。这样,学生的话语尊严才得到保障,思维和表达能力才能逐步提高。例如,在导入环节或者某些重难点的讲解环节中,教师可以故意保留某些内容暂时不讲,吊足学生的胃口,从而激发他们学习的兴趣和强烈的求知欲,更利于学生对知识的理解和掌握。“原子吸收光谱”与“分子光谱”不同,学习起来很困难,笔者以讲述的口吻先给同学们展示了原子吸收光谱发现的历史,然后进一步讲解每一种原子对应有各自的特征谱线,这是其独一无二的吸收谱线。笔者故意不讲原子吸收仪器构造,让学生自己通过原理,自己设计仪器,吊足了学生的胃口,而这一“留白”激发了学生的求知欲,学生迫切地想设计出完美的仪器。在课堂探讨之后,笔者又用Flash动画的形式给出了目前最先进的原子吸收光谱仪的构造,同学们自己设计的仪器部分结构和真实仪器惊人的相似。又如,在讲解“红外光谱”一章中,需要学生们了解瑞利散射和拉曼散射的知识,但是这两个知识点他们从来未曾接触过。因此,笔者准备了一个演示动画,先向同学们展示了太阳光如何穿过大气层,出现两大散射现象,从而使得天空颜色成为蓝色,然后请同学们利用现有的物理和数学知识理论推导蓝紫光散射几率增大的原理。同学们兴趣一下来了,在课堂上积极讨论如何推导公式,计算散射几率和光强度。最终有几位同学还真像以前的发现者一样正确地推导出了计算公式。这种课堂留白的方式极大地激起了学生的求知欲望,提高了学生的动脑和活学活用的能力,培养了学生的主动学习的态度和积极探索的精神。

四、小结

当然,课堂中的创新精神提倡大胆质疑,不迷信书本、权威,但并不能为了创新而否定前人的一切,需要有事实和思考的根据;提倡新颖、独特的同时,它需要受到一定的道德、价值观的制约;提倡独立思考,并不代表不倾听他人意见。因此,教师只有合理、科学、全面、辩证地认识、运用创新精神,才能真正使课堂教学富于生机,焕然一新。

[参考文献]

[1]刘学忠.论大学创新精神与创新能力培育的教学环境[J].中国高教研究,2007(8).

[2]余秀兰.大学创新精神的丢失[J].江苏高教,2001(5).

[3]刘建霞,周明哲.中国大学创新精神缺失因素探析[J].高等理科教育,2013(3).

作者:何帅 刘兴利 谭炯 李晖 朱刚 景连东 单位:西南民族大学化学与环境保护工程学院

仪器分析课程教学中的创新精神责任编辑:杨雪    阅读:人次