“表面活性剂分析原理及方法”课程教学改革及探讨
摘要：本文以笔者所从事的《表面活性剂分析原理及方法》课程的教学改革的角度，从如何提高教学质量和激发学生的学习兴趣为目的，探讨了开展本课程教学改革的方法和思路。结合所在学校及自身的专业特色，制订新的教学方法、优化教学模式及考核手段、加强学生综合能力的锻炼，取得了一定效果。
关键词：表面活性剂分析原理及方法；教学；改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）11-0119-02
学校的应用化学专业是国内较早建立的专门从事表面活性剂教学和研究的特色学科专业。表面活性剂与科学研究以及工业生产、日常生活息息相关，在化妆品、食品、洗涤剂、医药、新材料等领域具有广泛的应用。[1]在表面活性剂的研制、生产应用和环境保护“这一链条”中，必须解决一系列表面活性剂相关的分析方法问题。正如分析化学是科学家的“眼睛”一样，掌握一定的表面活性剂分析方法是生产正常进行、产品质量得以保证、表面活性剂相关的科学研究不断发展、消除表面活性剂带来的环境污染等诸多方面的重要保障。[2]作为应用化学专业学生的一门关键课程——《表面活性剂分析原理及方法》，将教会学生从微观结构、分析检测的角度认识和鉴定表面活性剂，了解表面活性剂的存在形式与性能的关联，掌握对复杂样品中各种不同类型的分离纯化方法以及表面活性剂的定性、定量分析鉴定方法。我在长期进行《表面活性剂分析原理及方法》课程教学的基础上，现就该课程的教学改革做一简单介绍。
一、理论教学
《表面活性剂分析原理及方法》是一门理论性和实践性兼具的课程，在科学研究及实际生产、生活中都有重要意义。该课程以分析化学、仪器分析为理论基础，是涵盖物理化学、有机化学、胶体与界面化学等多个学科的基础知识及应用的综合性课程。由于其所涉及的知识面较为广泛，主要在本科高年级（三年级下学期）开设。在课程的教授过程中，要充分意识到本课程的特点，还要充分结合学生已有的知识背景为前提，改变过去的以单纯讲解为主，转而采取灵活多样的教学方法。对于表面活性剂的一些基本概念如表面活性剂的类型及其基本性质，在学生学习胶体与界面化学这门课时已经学习，若是继续重复地讲解，会降低学生的学习兴趣，且加大了学时偏少内容偏多的矛盾。教师可以通过提问的方式帮助学生回顾所学过的有关表面活性剂的基本知识，调动学生的课堂参与性。在介绍一些基础的、抽象的化学理论知识时，注意结合生活中的常见现象，使抽象的知识形象化，便于学生解释。比如：鉴定表面活性剂离子类型的比色法[4]。以生活中所真切感受到的五彩缤纷的颜色为例，引出化学史上比色法的发现过程及其原理和应用，使枯燥的理论变得生动。在教授学生从来没有接触过的表面活性剂鉴定方法——核磁共振波谱时，以其他产生原理上类似、学生已经较为熟悉的光谱方法（如紫外可见吸收光谱及红外光谱）引出该方法。学生在已有的知识储备上进行对照式的学习，更容易接受和掌握新的知识。在根据不同的教学内容选择合适的教学方法的同时，还应注意引导学生梳理和搭建该课程的知识体系，把分散讲解的知识内容整合为有序的知识体系。例如：在讲解表面活性剂的多种仪器分析方法[5]的时候，考虑到学生已具备的仪器分析的知识，首先让学生对各种方法进行分类，如光谱法（吸收光谱、红外光谱、核磁共振波谱、荧光光谱），色谱法（气相色谱、高效液相色谱、薄层色谱、毛细管电泳），质谱法、电化学法（电位型—离子选择性电极、电流型传感器）等。还要让学生对各种方法的原理、适用范围、优缺点等进行详细地比较，通过找出方法间的相似性、差异性以及对比不同方法的优缺点，学生的学习活动由被动的接受知识变为积极主动地建构知识、探索知识。总之，在课堂上要充分根据所授内容的特点，灵活采用互动、引导、启发式等不同的教学方式，让学生在主动思考中加深对知识的理解与掌握，摒弃纯粹的“灌输式”教学法，[3]提高学生对本课程的兴趣与主动性。
创新是民族的灵魂。作为大学老师，需要把创新意识贯穿到教学中，要努力将前沿的科学研究成果带入到课堂上。例如：在介绍表面活性剂的分析方法的时候把最新出现的Ramman光谱，（激光）动态光散射等分析方法也充实到教学内容中。在讲解Ramman光谱的时候，让学生把这种方法同前面讲的吸收光谱法进行联系，同时，强调Ramman光谱作为新兴方法与其他吸收光谱的区别及其优势。另外，也适当介绍一些高新技术如当前科学研究中的纳米材料在表面活性剂分析中的应用。纳米材料具有同常规材料完全不同和更加优异的性质，这些性质是无法从现有理论进行推断，从而革新了化学史上的经典理论。举例如通过金纳米粒子的颜色变化就能方便地判定表面活性剂的临界胶束浓度。在介绍这些知识本身的同时，让学生意识到科学是不断发展的，知识在持续更新。从而利用这些前沿的、“神奇的”科研成果实例激发学生的探索欲望，有助于引导其树立良好的科学观和知识论。
二、实践教学
表面活性剂分析的理论知识相对抽象，很多是理论化的模型，为了提高学生的兴趣，对于课堂上讲授的关键知识点，我们都精心安排了相应的实验课程，以便实现理论与实践的结合。实验课所涉及的内容较为全面，从表面活性剂的典型而重要的定性鉴定方法到定量分析手段，从化学分析法到仪器分析法都有。实验课的课时在总课时中占有较大比例（近60%）。学生通过切身的实验操作、现象观察及数据分析，对理论知识有了更加形象化、深入化的理解。更为重要的是，我们设计的实验课程，是带有探究的性质。实验的结果只有学生通过实验后，结合的理论知识的分析才能得出结果。比如对于一些未知类型的表面活性剂，让学生通过实验鉴定出其所带的电荷（即表明活性剂的离子类型）。再比如，以一个市售的香波的实际样品为实例，让学生通过进行离子交换树脂分离、蒸馏纯化以及红外光谱鉴定出该香波中的各种类型的不同离子类型的表面活性剂的官能团。这样的涉及多个知识点（样品的分离/纯化、定性鉴定手段、图谱解析等）的综合性实验，对于学生的综合能力的提高也具有促进效果。更为重要的是，为了提高学生独立的实验探索能力，避免学生在做实验时只是按照实验课本上的实验步骤“照方抓药”，实验做完后抄袭别人实验数据和实验报告上交而蒙混过关，我们准备了多个不同的测试样品，让不同的学生针对不同的样品开展实验。另外，在实验报告的书写方面，提倡和鼓励学生对实验中的现象和结果进行深入分析和思考，并把分析结果和切身体会写到实验报告的结果与讨论中。学生对于整个实验的反思，不仅有利于其对知识的深度掌握，也有利于培养其勤于思考、善于总结的学习习惯。