王敏 陳恒武

(浙江大學(xué)化學(xué)系 浙江杭州 310058)

適合大類培養(yǎng)的分析化學(xué)課程設(shè)置改革

王敏 陳恒武

(浙江大學(xué)化學(xué)系 浙江杭州 310058)

根據(jù)分析化學(xué)學(xué)科自身的發(fā)展特點(diǎn),提出分析化學(xué)課程設(shè)置改革方案。在前后方案比較的基礎(chǔ)上,對分析化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、新方案特色、教材和實(shí)驗(yàn)課程配套等展開討論。

為深入貫徹“以人為本、整合培養(yǎng)、求是創(chuàng)新、追求卓越”的教育理念,與時(shí)俱進(jìn),深化本科教學(xué)改革,浙江大學(xué)于 2006年開始實(shí)行大類招生大類培養(yǎng)。在 3年實(shí)踐的基礎(chǔ)上,學(xué)校自2009年起,對本科生培養(yǎng)模式做了進(jìn)一步整合。浙江大學(xué)本科培養(yǎng)分為大類培養(yǎng)、專業(yè)培養(yǎng)和特殊培養(yǎng) 3種模式。大類培養(yǎng)是指入學(xué)不分專業(yè),學(xué)生在入學(xué)一年后、兩年內(nèi)自主確認(rèn)主修專業(yè)的培養(yǎng)模式。專業(yè)培養(yǎng)是指學(xué)生入學(xué)時(shí)就確定了專業(yè),且其培養(yǎng)體系和課程設(shè)置具有較強(qiáng)專業(yè)特色的培養(yǎng)模式(如藝術(shù)設(shè)計(jì)類專業(yè))。特殊培養(yǎng)是指注重德、智、體、美全面培養(yǎng)的卓越教育計(jì)劃所包含的各類專門或特色培養(yǎng)模式,包括竺可楨學(xué)院、各類特色班培養(yǎng)等。其中大類培養(yǎng)是涉及學(xué)生數(shù)最多的培養(yǎng)模式。按此模式,本科大類培養(yǎng)的前期教育分為人文類、社科類、理學(xué)類、工學(xué)類、農(nóng)學(xué)類和生物醫(yī)藥類共 6個(gè)大類,由本科生院統(tǒng)一執(zhí)行前期培養(yǎng);1～2年內(nèi)學(xué)生自主確認(rèn)主修專業(yè)后,再由各學(xué)院(系科)負(fù)責(zé)后期專業(yè)培養(yǎng)。這樣的培養(yǎng)模式既有利于調(diào)動學(xué)生自主選擇專業(yè)的積極性,又有利于拓寬學(xué)生的知識面,為今后的繼續(xù)深造和就業(yè)打下寬厚的基礎(chǔ)。

為了適應(yīng)這一變化,從 2009年初開始,學(xué)校要求各院系對課程設(shè)置和相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。理、工、農(nóng)、醫(yī)等多個(gè)大類專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃涉及分析化學(xué)課程。據(jù)此,分析化學(xué)課程組根據(jù)分析化學(xué)學(xué)科自身的發(fā)展特點(diǎn),以及大類培養(yǎng)的需要,提出了適合于 2009～2013年教學(xué)計(jì)劃的分析化學(xué)課程設(shè)置方案。

1 浙江大學(xué)分析化學(xué)課程沿革

表1列出了 2006年以前、2006～2009年、2009～2013年浙江大學(xué)分析化學(xué)類課程設(shè)置方案。2006年起為了減少課程層次,穩(wěn)步提高課程的教學(xué)質(zhì)量,我們將只差 0.5學(xué)分的分析化學(xué)(甲)和分析化學(xué) (乙)合并成分析化學(xué),為化學(xué)和近化學(xué)專業(yè)通用;同時(shí)保留了儀器分析(甲)、儀器分析(乙)、儀器分析(丙)3個(gè)不同層次的儀器分析課程,供不同專業(yè)的學(xué)生在學(xué)完分析化學(xué)課后選學(xué)。

2006教學(xué)計(jì)劃中的分析化學(xué)課程設(shè)置減少了層次,對 4學(xué)期制、大類招生大類培養(yǎng)等政策的實(shí)施起到了穩(wěn)定過渡的作用。但隨著教學(xué)計(jì)劃的實(shí)施,尤其是大類招生、大類培養(yǎng)的推進(jìn),課程體系顯現(xiàn)一些不盡合理的地方。主要表現(xiàn)在:以化學(xué)分析為主的分析化學(xué)課全校只設(shè)一個(gè)層次,而儀器分析課則設(shè)成甲、乙、丙 3個(gè)層次。結(jié)果,在環(huán)境、材料化工等專業(yè)的學(xué)生所選學(xué)的分析化學(xué)類課程中,知識結(jié)構(gòu)不合理,化學(xué)分析與儀器分析的學(xué)時(shí)數(shù)比為 1:1(環(huán)境類),甚至 1:0.5(材料化工等專業(yè))。我們知道,目前,在生產(chǎn)和科研中,化學(xué)分析雖然是常量分析的主要和必不可少的方法[1],但是儀器分析法的發(fā)展越來越快,其應(yīng)用范圍已經(jīng)大大超過了化學(xué)分析法。顯然,上述學(xué)時(shí)比例不符合當(dāng)前的社會實(shí)際需求。由于儀器分析課教學(xué)內(nèi)容多而學(xué)時(shí)少,導(dǎo)致課程進(jìn)度快,增大了教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。

表1 浙江大學(xué)分析化學(xué)課程設(shè)置

2 分析化學(xué)課程設(shè)置方案

針對以上問題,按照學(xué)校大類招生、大類培養(yǎng)的要求,根據(jù)分析化學(xué)學(xué)科自身的發(fā)展特點(diǎn),結(jié)合理、工、農(nóng)、醫(yī)等大類專業(yè)對分析化學(xué)學(xué)習(xí)的不同需求 (如理科應(yīng)注重系統(tǒng)學(xué)習(xí)理論,全面地了解和應(yīng)用各種分析方法;工科應(yīng)注重應(yīng)用分析化學(xué)的原理和方法解決本學(xué)科中的化學(xué)分析問題;醫(yī)、農(nóng)、生物等專業(yè)更側(cè)重于分析方法在科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等實(shí)際領(lǐng)域的應(yīng)用),本課程組對我校 2009～2013年教學(xué)計(jì)劃中的分析化學(xué)課程設(shè)置方案做了如下調(diào)整:

(1)將分析化學(xué)和儀器分析合并成貫通的課程。摒棄了原來將化學(xué)分析與儀器分析分成不同名稱課程(即分析化學(xué)和儀器分析)的做法,將這兩部分教學(xué)內(nèi)容融為一體,統(tǒng)稱為分析化學(xué)。由于化學(xué)分析法與儀器分析法的教學(xué)貫通成一門課,既有利于從學(xué)科整體上全面地、系統(tǒng)地介紹分析化學(xué)的理論、方法和技術(shù),又有利于通盤考慮學(xué)時(shí)分配 (新計(jì)劃中,化學(xué)分析內(nèi)容占 35%～40%,儀器分析內(nèi)容占 60%～65%)。

(2)合并后的分析化學(xué)課程只分兩個(gè)層次。分析化學(xué) (甲),5學(xué)分,供理科 (化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境科學(xué)等)學(xué)生選學(xué);分析化學(xué) (乙),3學(xué)分,供工科 (材料與化工類,竺可楨學(xué)院等)學(xué)生選學(xué)。

(3)暫時(shí)保留一門學(xué)時(shí)較少的儀器分析課程。考慮到醫(yī)、農(nóng)、生物等大類專業(yè)的學(xué)生很多選學(xué)了無機(jī)及分析化學(xué)課程,為了使這部分學(xué)生在學(xué)習(xí)了只含有化學(xué)分析內(nèi)容的無機(jī)及分析化學(xué)以后,還能有機(jī)會進(jìn)一步學(xué)習(xí)儀器分析,保留了一門學(xué)時(shí)較少的儀器分析課程 (1.5學(xué)分)。

3 調(diào)整后分析化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容

(1)分析化學(xué) (甲),5學(xué)分。本課程系統(tǒng)地介紹成分分析化學(xué)的內(nèi)容?？紤]到理科化學(xué)類學(xué)生的結(jié)構(gòu)分析和表面分析的教學(xué)內(nèi)容將由后續(xù)課程譜學(xué)基礎(chǔ)完成,所以這門課的教學(xué)內(nèi)容以化學(xué)成分定量分析的原理和方法為主,包括誤差、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和質(zhì)量保證,樣品的預(yù)處理技術(shù),分析化學(xué)中的化學(xué)平衡,滴定分析,重量分析,原子光譜分析法 (包括原子吸收、原子發(fā)射、原子熒光),紫外-可見吸收光譜法,熒光光譜和化學(xué)發(fā)光分析法,電位分析法,電解和庫侖分析法,伏安和極譜分析法,氣相色譜法,高效液相色譜法,毛細(xì)管電泳分析法,其他現(xiàn)代儀器分析簡介,樣品的分離與富集及復(fù)雜樣品的處理方法。要求學(xué)生通過分析化學(xué) (甲)的學(xué)習(xí),對分析化學(xué)學(xué)科有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識,掌握化學(xué)分析和常見儀器分析法的基本原理和分析方法,了解常見成分分析儀器的基本結(jié)構(gòu)和分析化學(xué)的發(fā)展趨勢,具有初步分析問題和解決問題的能力。

(2)分析化學(xué) (乙),3學(xué)分。本課程簡明扼要地介紹分析化學(xué)的全貌,既涉及成分分析方法,也包括常用的結(jié)構(gòu)分析方法。具體教學(xué)內(nèi)容包括誤差及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),樣品的預(yù)處理技術(shù),滴定分析法,電位分析法,原子吸收和原子發(fā)射光譜分析法,紫外-可見吸收光譜法,紅外吸收光譜法,分子熒光光譜分析法,核磁共振波譜,質(zhì)譜分析法,氣相色譜法,高效液相色譜法。要求學(xué)生通過分析化學(xué)(乙)的學(xué)習(xí),掌握化學(xué)分析和常見儀器分析法的基本原理和分析方法,對各類分析方法的適用范圍有比較清楚的認(rèn)識,具有應(yīng)用分析化學(xué)的原理和方法解決本學(xué)科中化學(xué)分析問題的初步能力。

(3)儀器分析,1.5學(xué)分。該課程主要介紹化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)分析所涉及的電位法、原子吸收光譜、紫外-可見吸收光譜、紅外吸收光譜、氣相色譜及高效液相色譜、質(zhì)譜等儀器分析方法的基本原理、方法和適用范圍,并介紹在科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等實(shí)際領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用。要求學(xué)生通過儀器分析課程的學(xué)習(xí),掌握常用化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)儀器分析的基本原理和分析方法,對各類分析方法的適用范圍有比較清楚的認(rèn)識,并初步具備應(yīng)用儀器分析方法解決本學(xué)科中化學(xué)分析問題的能力。

4 教材和實(shí)驗(yàn)課的配備

4.1 教材的選用

對于通貫化學(xué)分析和儀器分析部分的課程,面向理科的分析化學(xué) (甲)分別使用由高等教育出版社出版,武漢大學(xué)主編的《分析化學(xué)》第 5版的上冊和北京大學(xué)出版社出版,葉憲增、張新祥等編的《儀器分析教程》第 2版。另外,浙江大學(xué)化學(xué)系在 2003～2004學(xué)年的春夏學(xué)期,第一次面向本專業(yè)學(xué)生開設(shè)了分析化學(xué)課程的英語班,化學(xué)分析和儀器分析部分均采用北美最流行的基礎(chǔ)課分析化學(xué)教材之一 Fundam entals of Analytical Chem istry(Skoog)作為教材。新課程體系中分析化學(xué)(甲)的英文班將繼續(xù)使用這本教材。對于分析化學(xué)(乙),我們根據(jù)工科專業(yè)的特點(diǎn)和要求,編寫了《分析化學(xué)簡明教程》。這本教材強(qiáng)化了分析化學(xué)學(xué)科的整體性和系統(tǒng)性,注重各章節(jié)間的關(guān)聯(lián)性,體現(xiàn)了浙江大學(xué)分析化學(xué)課程組注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)理念,融入了近年來我們在分析化學(xué)教學(xué)改革中所積累的一些成果。該教材即將由高等教育出版社出版。

4.2 實(shí)驗(yàn)課的配備

浙江大學(xué)化學(xué)系從 20世紀(jì) 80年代中期開始對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行大力度的改革,在全國率先提出化學(xué)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課,并建立了面向本專業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn),中級化學(xué)實(shí)驗(yàn),綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)和面向外專業(yè)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)、大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[2]。經(jīng)過近20年建設(shè),特別是經(jīng)過 4校合并后的調(diào)整和充實(shí),上述課程體系日臻完善。在現(xiàn)行化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中,與分析化學(xué)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置相對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程見表 2。應(yīng)該指出的是,由于獨(dú)立設(shè)課,實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度的安排有其獨(dú)立性,與理論課教學(xué)不完全一一對應(yīng),而更注重遵循實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)技能的教學(xué)規(guī)律。

表2 與分析化學(xué)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置

[1] 陳恒武.大學(xué)化學(xué),2009,24(6):6

[2] 張培敏,陳恒武,郭偉強(qiáng),等.大學(xué)化學(xué),2007,22(2):10