您现在的位置: 新晨范文网 >> 工程论文 >> 仪器分析论文 >> 正文

仪器分析教程中问题意识的培育

2013/09/30 阅读:

任何一个学科都有许多问题要解决,仪器分析也不例外,而且它与环境、生物、医学等多学科领域联系紧密,如果能从本课程的教学实际出发,去探索问题、设定问题,能够培养学生敏锐的洞察力和丰富的想象力,既有利于激发学生学习本课程的浓厚兴趣,也将有助于他们去积极提出和解决对科学理论和生产实践有深远影响的问题,从而为创新型人才的培养提供一定的思路。

1仪器分析教学中发现问题的途径

学生学习任何课程的过程,是一个不断遇到问题、思考问题、解决问题的过程,也是问题意识形成的过程。树立学生的问题意识,就是要让学生不是以被动、消极的态度去面对问题,而是以积极的态度去发现问题、探究问题,找到事物内在的规律性,并提出切实可行的问题解决方法。通过问题意识形成学生自主学习、勇于探索的态度和能力,在这一过程中,老师首先发挥重要的引导作用。

1.1通过概括归纳知识发现问题

知识的概括归纳过程,从哲学上讲,是一个从个别到一般、由个性到共性的过程,在概括归纳过程中,可以找出事物内在的规律性,把复杂的问题简单化,便于把握其本质。仪器分析课程有相当篇幅要学习仪器的构造与工作原理,在现代分析仪器设备中,光谱仪器构造之间具有相似的性质,色谱仪器构造之间也具有相似的性质,把同类型的不同仪器设备归纳起来学习、思考,可以从看似凌乱的分析仪器知识中提炼出共性特点,便于学生构建知识框架,增强知识点之间的联系。如光谱分析法中,紫外可见分光光度计,可见分光光度计,红外光谱仪,原子吸收光谱仪等光谱仪器构造之间,共性特别明显,如图1所示。由此可以提出一系列问题:哪些信号可以用于光谱分析仪器?信号发生器产生的信号在经过样品的过程中发生了什么变化?检测器的作用是什么?样品与信号输出之间又是什么关系?等等。在思考和回答这些问题的过程中,加深了学生对光谱分析知识的理解,有助于利用这些知识解决实际的分析检测问题。

1.2通过知识的迁移发现问题

邓小平同志曾经要求我们,研究新情况,解决新问题,当然他是从改革创新的角度讲的。那么在教学与科研中如何做到这一点呢?就是采用现有的知识和思考方法去解决学科中面临的新的问题,这就是知识的迁移。例如,我们在仪器分析教学中总是喜欢以可见分光光度法入手谈问题,因为可见光的分光光度法学生已学过,较为熟悉。那么,与之相比,紫外可见分光光度法解决了什么问题?红外光谱法又解决了什么问题,为什么样品池不一样?基本收定律为什么又可以应用于原子吸收光谱?又如,可以引导学生考察原子吸收的标准加入法和电化学中的标准加入法之异同,原子发射的内标法和色谱中的内标法之异同。思考和解决这些问题,有利于学生巩固旧知识掌握新知识,并在它们之间建立稳固的联系。

1.3通过相关研究历史发现问题

在化学教学中插入一定的化学史教育很重要,法国著名数学家保罗曾说过:“在科学教学中,加入历史观点是有百利而无一弊的。”通过引入著名化学家探索奋斗的历程,有利于培养学生的辩证唯物主义观点,可以使学生真实体会到实验与理论之间的辩证关系,有利于培养学生以科学先辈为表率树立勇于探索精神和严格治学的态度,举如下两例说明。虽然1859年基尔霍夫就发现了原子吸收现象,但因为积分测量的难题一直没能解决,使原子吸收现象长期没能用于分析测试中;澳大利亚的瓦尔西利用峰值吸收代替积分吸收解决了这个问题,1955年发表了他的著名论文《原子吸收光谱在化学分析中的应用》奠定了原子吸收光谱法的基础。色谱法创始于20世纪初,1906年俄国植物学家Tsweet将碳酸钙放在竖立的玻璃管中,从顶端倒入植物色素的石油醚浸取液,并用石油醚冲洗,在管的不同部位形成色带,其装置如图2所示,因而命名为色谱。管内填充物称为固定相,冲洗剂称为流动相。随着科学技术不断发展,现代色谱法设备比之先进得多,分离分析的能力更强,不仅用于有色物质的分离,而且大量用于无色物质的分离。通过以上两例可以看出,科学发现之初并没有太多复杂的成分,只不过科学家比常人拥有善于发现和探索钻研的精神,如果科学家的工作是发现问题,那么以他们为基础的方法更新、仪器设备变革就是解决问题,“发现问题比解决问题更重要”,让学生从中学会如何发现问题。

2仪器分析教学中问题意识培养的对策

2.1通过创设问题情境,培养学生问题意识

在学习新知识过程中,许多未知的新理论、知识往往让人费解,此时,如果能以特设问题情境引导学生积极思考,就能调动起他们认知的主观能动性。在仪器分析教学过程中,有意去创设一定的问题情境,力求激发起学生的求知欲和探索意识。如在讲标准加入法时,学生习惯了标准曲线法,往往不能理解标准加入法,我们可以创设如下问题:当样品浓度在线性范围之外并浓度很小,标准曲线法不能准确测量,怎么办?或者样品较复杂,基体干扰严重,标准曲线法也不能准确测量,怎么办?基于以上问题,再谈论标准加入法及其应用效果会更好。

2.2通过现有的试验方法革新,培养学生问题意识

现代科学发展日新月异,发明革新浩如烟海,世界上每天都有新技术新方法报道,单纯的仪器分析试验新方法也是不断涌现。在讲授基本理论知识的同时,适当穿插相关领域新型技术或研究成果,往往可以开拓学生视野,激发学生的求知热情。如教材中讲的原子吸收法其基本原理是用来测定金属离子的,但是,韦璐等用原子吸收法测定了硫酸根,舒永红等用原子吸收法测定了非金属材料中的氯,郎惠云等用原子吸收法测定了生物样品及食品中的还原糖,这是怎么回事?让学生在类似的问题中去探索,去寻找答案,学生为之惊叹:原来也可以这样做,创新如此奇妙。

2.3通过相关实验,培养学生问题意识

马克思曾强调:一步实际运动比一打纲领更重要,化学是以实验为基础的科学,化学实验是化学专业最重要的实践环节,化学实验使化学理论更直观,更能加深学生对专业知识的领会和创新问题意识培养。例如,在讲到内标法时,学生总是云里雾里,我们通过气相色谱法测白酒中的乙醇,选用的就是内标法,同一加内标样品连续测定3~5次乙醇信号怎么总是变化?乙醇信号与内标信号之比为什么又基本稳定了?在回答这些问题以后,学生很容易就领会了内标法的妙处。

3结语

在仪器分析课程教学中应用问题意识能激发学生的求知欲,强化对仪器分析课程基本内容的理解与掌握,并能培养学生自主思考、解决问题的能力。但鉴于中国目前的教学基本模式还是学生被动的知识学习,如何应用问题意识去促进教学、促进学生探索欲望、促进创新人才培养还需要在不断的教学实践中进一步探索解决。

作者:楚刚辉买买提吐尔逊木合塔尔·吐尔洪单位:南开大学化学学院喀什师范学院化学与环境科学系

仪器分析教程中问题意识的培育

2013/09/30 阅读:

推荐度:

免费复制文章