适合大类培养的分析化学课程设置改革

王敏 陈恒武

(浙江大学化学系 浙江杭州 310058)

适合大类培养的分析化学课程设置改革

王敏 陈恒武

(浙江大学化学系 浙江杭州 310058)

根据分析化学学科自身的发展特点,提出分析化学课程设置改革方案。在前后方案比较的基础上,对分析化学课程的教学内容、新方案特色、教材和实验课程配套等展开讨论。

为深入贯彻“以人为本、整合培养、求是创新、追求卓越”的教育理念,与时俱进,深化本科教学改革,浙江大学于 2006年开始实行大类招生大类培养。在 3年实践的基础上,学校自2009年起,对本科生培养模式做了进一步整合。浙江大学本科培养分为大类培养、专业培养和特殊培养 3种模式。大类培养是指入学不分专业,学生在入学一年后、两年内自主确认主修专业的培养模式。专业培养是指学生入学时就确定了专业,且其培养体系和课程设置具有较强专业特色的培养模式(如艺术设计类专业)。特殊培养是指注重德、智、体、美全面培养的卓越教育计划所包含的各类专门或特色培养模式,包括竺可桢学院、各类特色班培养等。其中大类培养是涉及学生数最多的培养模式。按此模式,本科大类培养的前期教育分为人文类、社科类、理学类、工学类、农学类和生物医药类共 6个大类,由本科生院统一执行前期培养;1～2年内学生自主确认主修专业后,再由各学院(系科)负责后期专业培养。这样的培养模式既有利于调动学生自主选择专业的积极性,又有利于拓宽学生的知识面,为今后的继续深造和就业打下宽厚的基础。

为了适应这一变化,从 2009年初开始,学校要求各院系对课程设置和相应的教学内容进行调整。理、工、农、医等多个大类专业的培养计划涉及分析化学课程。据此,分析化学课程组根据分析化学学科自身的发展特点,以及大类培养的需要,提出了适合于 2009～2013年教学计划的分析化学课程设置方案。

1 浙江大学分析化学课程沿革

表1列出了 2006年以前、2006～2009年、2009～2013年浙江大学分析化学类课程设置方案。2006年起为了减少课程层次,稳步提高课程的教学质量,我们将只差 0.5学分的分析化学(甲)和分析化学 (乙)合并成分析化学,为化学和近化学专业通用;同时保留了仪器分析(甲)、仪器分析(乙)、仪器分析(丙)3个不同层次的仪器分析课程,供不同专业的学生在学完分析化学课后选学。

2006教学计划中的分析化学课程设置减少了层次,对 4学期制、大类招生大类培养等政策的实施起到了稳定过渡的作用。但随着教学计划的实施,尤其是大类招生、大类培养的推进,课程体系显现一些不尽合理的地方。主要表现在:以化学分析为主的分析化学课全校只设一个层次,而仪器分析课则设成甲、乙、丙 3个层次。结果,在环境、材料化工等专业的学生所选学的分析化学类课程中,知识结构不合理,化学分析与仪器分析的学时数比为 1:1(环境类),甚至 1:0.5(材料化工等专业)。我们知道,目前,在生产和科研中,化学分析虽然是常量分析的主要和必不可少的方法[1],但是仪器分析法的发展越来越快,其应用范围已经大大超过了化学分析法。显然,上述学时比例不符合当前的社会实际需求。由于仪器分析课教学内容多而学时少,导致课程进度快,增大了教师教学和学生学习的困难。

表1 浙江大学分析化学课程设置

2 分析化学课程设置方案

针对以上问题,按照学校大类招生、大类培养的要求,根据分析化学学科自身的发展特点,结合理、工、农、医等大类专业对分析化学学习的不同需求 (如理科应注重系统学习理论,全面地了解和应用各种分析方法;工科应注重应用分析化学的原理和方法解决本学科中的化学分析问题;医、农、生物等专业更侧重于分析方法在科学研究、工农业生产等实际领域的应用),本课程组对我校 2009～2013年教学计划中的分析化学课程设置方案做了如下调整:

(1)将分析化学和仪器分析合并成贯通的课程。摒弃了原来将化学分析与仪器分析分成不同名称课程(即分析化学和仪器分析)的做法,将这两部分教学内容融为一体,统称为分析化学。由于化学分析法与仪器分析法的教学贯通成一门课,既有利于从学科整体上全面地、系统地介绍分析化学的理论、方法和技术,又有利于通盘考虑学时分配 (新计划中,化学分析内容占 35%～40%,仪器分析内容占 60%～65%)。

(2)合并后的分析化学课程只分两个层次。分析化学 (甲),5学分,供理科 (化学、应用化学、环境科学等)学生选学;分析化学 (乙),3学分,供工科 (材料与化工类,竺可桢学院等)学生选学。

(3)暂时保留一门学时较少的仪器分析课程。考虑到医、农、生物等大类专业的学生很多选学了无机及分析化学课程,为了使这部分学生在学习了只含有化学分析内容的无机及分析化学以后,还能有机会进一步学习仪器分析,保留了一门学时较少的仪器分析课程 (1.5学分)。

3 调整后分析化学课程的教学内容

(1)分析化学 (甲),5学分。本课程系统地介绍成分分析化学的内容。考虑到理科化学类学生的结构分析和表面分析的教学内容将由后续课程谱学基础完成,所以这门课的教学内容以化学成分定量分析的原理和方法为主,包括误差、数据统计和质量保证,样品的预处理技术,分析化学中的化学平衡,滴定分析,重量分析,原子光谱分析法 (包括原子吸收、原子发射、原子荧光),紫外-可见吸收光谱法,荧光光谱和化学发光分析法,电位分析法,电解和库仑分析法,伏安和极谱分析法,气相色谱法,高效液相色谱法,毛细管电泳分析法,其他现代仪器分析简介,样品的分离与富集及复杂样品的处理方法。要求学生通过分析化学 (甲)的学习,对分析化学学科有一个系统的认识,掌握化学分析和常见仪器分析法的基本原理和分析方法,了解常见成分分析仪器的基本结构和分析化学的发展趋势,具有初步分析问题和解决问题的能力。

(2)分析化学 (乙),3学分。本课程简明扼要地介绍分析化学的全貌,既涉及成分分析方法,也包括常用的结构分析方法。具体教学内容包括误差及数据统计,样品的预处理技术,滴定分析法,电位分析法,原子吸收和原子发射光谱分析法,紫外-可见吸收光谱法,红外吸收光谱法,分子荧光光谱分析法,核磁共振波谱,质谱分析法,气相色谱法,高效液相色谱法。要求学生通过分析化学(乙)的学习,掌握化学分析和常见仪器分析法的基本原理和分析方法,对各类分析方法的适用范围有比较清楚的认识,具有应用分析化学的原理和方法解决本学科中化学分析问题的初步能力。

(3)仪器分析,1.5学分。该课程主要介绍化学成分及结构分析所涉及的电位法、原子吸收光谱、紫外-可见吸收光谱、红外吸收光谱、气相色谱及高效液相色谱、质谱等仪器分析方法的基本原理、方法和适用范围,并介绍在科学研究、工农业生产等实际领域的相关应用。要求学生通过仪器分析课程的学习,掌握常用化学成分及结构仪器分析的基本原理和分析方法,对各类分析方法的适用范围有比较清楚的认识,并初步具备应用仪器分析方法解决本学科中化学分析问题的能力。

4 教材和实验课的配备

4.1 教材的选用

对于通贯化学分析和仪器分析部分的课程,面向理科的分析化学 (甲)分别使用由高等教育出版社出版,武汉大学主编的《分析化学》第 5版的上册和北京大学出版社出版,叶宪增、张新祥等编的《仪器分析教程》第 2版。另外,浙江大学化学系在 2003～2004学年的春夏学期,第一次面向本专业学生开设了分析化学课程的英语班,化学分析和仪器分析部分均采用北美最流行的基础课分析化学教材之一 Fundam entals of Analytical Chem istry(Skoog)作为教材。新课程体系中分析化学(甲)的英文班将继续使用这本教材。对于分析化学(乙),我们根据工科专业的特点和要求,编写了《分析化学简明教程》。这本教材强化了分析化学学科的整体性和系统性,注重各章节间的关联性,体现了浙江大学分析化学课程组注重学生自主学习的教学理念,融入了近年来我们在分析化学教学改革中所积累的一些成果。该教材即将由高等教育出版社出版。

4.2 实验课的配备

浙江大学化学系从 20世纪 80年代中期开始对化学实验教学进行大力度的改革,在全国率先提出化学实验独立设课,并建立了面向本专业的基础化学实验,中级化学实验,综合化学实验和面向外专业的化学实验、大学化学实验的实验教学体系[2]。经过近20年建设,特别是经过 4校合并后的调整和充实,上述课程体系日臻完善。在现行化学专业实验教学体系中,与分析化学有关的实验课程设置相对应的实验课程见表 2。应该指出的是,由于独立设课,实验课教学内容和教学进度的安排有其独立性,与理论课教学不完全一一对应,而更注重遵循实验理论和实验技能的教学规律。

表2 与分析化学有关的实验课程设置

[1] 陈恒武.大学化学,2009,24(6):6

[2] 张培敏,陈恒武,郭伟强,等.大学化学,2007,22(2):10