緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇分析化學在食品中的應用范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
2注重課堂互動,提高學生學習興趣
在傳統課堂教學模式中,教師滿堂灌難以激發學生參與教學活動的積極性。近年來,隨著社會對復合型人才需要越來越高,傳統教學模式已難以適應人才培養需要,對課堂教學提出了新的要求。課堂互動是在課堂教學情境中,教師和學生之間、學生和學生之間發生的具有促進性或抑制性的相互作用、相互影響,進而達到師生心理或行為的改變[3]。加強課堂互動,既可調動學生參與學習的積極性,又可提高教學質量、促進學生的全面發展。我們在分析化學教學過程中通過采用課堂提問、現場解題、專題討論等方式讓學生參與到教師教學過程中,同時對一些性格內斂、自信心不足的同學進行語言鼓勵并分析參與課堂互動的益處,讓他們在分析化學課堂中也能積極參與互動并逐漸找到自信,學生參與互動積極性高,課堂氣氛活躍,教學效果好,同時學生的語言表達、分析問題和解決問題等能力也得到了全面提高。
3課堂理論教學和實驗教學有機結合,提高學生運用理論知識解決實際問題的能力
分析化學是一門實驗科學,學習理論知識主要是想把它運用于實踐當中,所以分析化學課堂教學要與分析化學實驗內容緊密聯系。在課堂教學中要把實驗原理潛移默化到理論教學中來,例如在講授酸堿指示劑的時候,教師要向學生解答為什么用HCl溶液滴定NaOH溶液時一般采用甲基橙指示劑,而用NaOH溶液滴定HCl溶液時以酚酞為指示劑,減少學生在實驗過程中對實驗操作的疑惑。教師在課堂教學時可以結合實驗中的問題,采用啟發式、提示式教學方法提高學生學習的主動性和興趣。通過課堂理論教學和實驗教學相結合的教學方式可以培養學生運用理論指導實踐的能力,并能達到提高學生運用理論知識解決實際問題的能力的目的。
4優化考核方式,增強考核方法科學性
成績考核是教學活動的有機組成部分,它是檢驗“教”與“學”效果的有效手段。在傳統的考核方法中,期末考試占有很大的比重,平時成績考核不夠全面,不僅給學生造成了很大的壓力,而且不能做到全程考核學生學習效果,以這種方式評定成績,容易出現高分低能的現象,使社會對人才質量的判斷出現偏差。我們可以結合應用型工程技術人才培養要求,對分析化學課程考核方法進行改進,首先將平時成績占總成績的比重由之前的20%提高到30%,不僅可以減輕學生學期末的考試壓力還可以提高學生平時學習的主觀能動性;其次增加平時成績的考核指標,平時成績由課后練習題成績、課堂討論成績、課程小論文成績、課堂筆記成績和考勤成績等幾部分組成,并且每個考核指標均制定相應的評分標準,比如課后練習題成績,首先精選練習題,要求學生獨立完成,并給出標準答案和評分標準,分析化學課程總共布置10次課后練習題,學生課后練習題最終成績為10次課后練習題的平均成績;最后期末考試根據本課程特點,在考查學生知識點情況的前提下,增加知識應用性強的綜合題比重,以檢查學生運用知識分析和解決問題的能力。改進后的分析化學課程考核方式可以全程、全面地檢查和督促學生學習、增強學生學習的主體意識,更能科學地評價學生綜合素質,符合應用型人才培養要求,該考核方式受到了學生的好評。
關鍵詞:分析化學;課程體系;多層次;寬覆蓋
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)52-0075-02
分析化學是化學學科的重要分支,它是研究物質化學組成和結構信息的科學[1]。隨著社會的進步和科學技術的進一步發展,分析化學已經滲透到環境學、藥學、食品科學、材料科學、生命科學等諸多的領域。然而,在這些學科中分析化學所起的作用不盡相同。這些學科對分析化學的要求也各有側重[2]。這就需要我們去認真思考,在新形勢下,如何構建適合綜合性大學各個不同專業的《分析化學》課程教學體系。
本文針對綜合性二本院校在《分析化學》教學過程中存在的問題,提出了構建不同層次的課程體系的設想,以滿足現代分析測試技術的實際需求,使得分析化學課程具有時代性、前沿性、實踐性和綜合性,且該體系能滿足不同層次、各個專業的要求。以期為學生專業基礎知識的積累和以后走上社會提供更有效的幫助。
一、《分析化學》教學體系存在的問題
《分析化學》是高等院校化學、化工、應用化學和材料化學及相關專業必修的四大專業基礎課之一,也是生物、食品、藥學等學科完整課程體系的重要組成部分。從1990年至今,該課程的授課專業從化學工程、生物化學、微生物學拓展到了應用化學、高分子材料、食品工程和質量等十幾個專業。近年來,雖然我們在課程內容、教學方法、實驗設計等方面進行了一些探索和改革,但仍然存在不足。
1.《分析化學》理論課程與學生專業關聯不充分。如上所述,《分析化學》是諸多專業的基礎課程。然而,不同專業具有不同的特點,根據各專業的特點,該課程也會有不同的要求[3]。例如,應用化學專業側重于理論研究;食品科學專業偏重于在食品中營養成分分析,添加劑分析,有害物質分析以及食品質量控制;化工R燈重于化工產品,化工中間體分析;材料專業側重于材料中物質種類和含量的分析和監測。雖然,《分析化學》課程的基礎內容萬變不離其宗,但是不同專業總有自己的特點。然而,目前在該課程教學中,用一本教學大綱,用一種教學模式,用一套考核模式,這勢必影響各個不同專業的學生的培養。尤其是達不到學以致用的目的。學生到了實際工作崗位后遇到各自的專業問題往往不知如何下手,陷入茫然的境地。
2.《分析化學》實驗課程與學生專業測試關聯不充分。分析化學是一門實踐性非常強的學科,可以毫不夸張地講,離開了實驗教學,分析化學就成了無源之水、無本之木,就沒有了立足之地。實驗教學和理論教學應同等重要的地位,二者是相輔相成的關系。因為實驗技能的訓練和實驗結果的分析首先是同學深刻理解所學的內容的有力保障,其次是學生將來工作之后解決現實問題的基礎。只有牢固掌握基本操作,認真分析實驗數據,才能使學生建立嚴謹的科學態度、培養創新意識和創新能力等綜合素質。然而,從我們多年教學經驗來看,實驗技能的培養環節方面,效果往往不理想。究其原因,一是學生實驗態度不端正,純粹是為了混學分來的;二是我們自身的實驗內容、教學方法側重也基礎內容,忽略了實際問題的解決和處理。這在某種程度上也限制了學生的實際問題解決能力。
3.《分析化學》課程與先進的分析測試手段結合不緊密。任何一個學科都是在動態的發展進步中前進的。對于《分析化學》課程來講,百年以來建立的測試手段和測試方法以及分析數據方法固然很重要。但是隨著物理、光學、電學技術的不斷進步,分析手段也呈現多樣化,新的技術和手段也呈現了更好的分析能力,更準的分析結果。但是,在普通高校中,我們基礎分析化學的教學和實驗內容仍然局限于四大平衡理論,常規樣品的分析和檢測,不能與現有手段相結合,這在某種程度上也會使得不同專業的同學在以后的實際應用中處于兩難的境地。
二、《分析化學》教學體系的構建
1.多層次《分析化學》理論教學體系構建。針對不同的專業要求,通過建立多層次、針對性強、全方位的教學大綱,據此制訂不同的教學內容以及考核體系。這樣就克服了過去無論什么專業都采用一個模式進行教學活動的弊端,使得不同專業能夠緊密結合該專業的實際,并依據專業要求側重于關聯性強的某些具體內容。對于這些特定的基礎和技能進行強化教學和技能訓練,這樣才能培養出具備專業特色的應用型人才。同時,各專業學生不僅能通過本課程的學習掌握扎實的理論基礎,也能通過本課程的學習加深對該專業的了解,進而提高專業的興趣,為將來更好地學習專業技能注入正能量。更為重要的是,通過理論課程的學習,使得同學能有一定的能力運用分析化學知識解決本專業所遇到的問題,為今后能更好地從事本專業相關工作打下堅實的基礎。總而言之,建立多層次的理論教學體系更有利于專業的發展,更利于課程的發展。
2.實用型《分析化學》實驗教學體系構建。針對實驗教學中存在的問題,我們采用多媒體教學和實驗演示相結合的手段。通過多媒體教學,使學生首先對實驗目的、實驗現象、實驗結果有直觀的認識;通過手把手的言傳身教使得同學做實驗時候更加科學、更加規范。這樣把實驗內容分為幾個層次:①對學生進行基本操作訓練,使得同學能夠擁有扎實的實驗技能。②在實驗期中,增加基本操作規范考核,通過檢查了解學生的實際操作水平,是否達到預期目標,實驗中還有哪些不足,以便在后續的實驗中加強訓練和補救。③在實驗后期,給學生增設設計型實驗,使得學生能獨立設計和規范自己的操作。更為重要的是針對不同的專業需求,將理論講授和實踐有機地結合起來,將課堂舉出的典型的帶有專業的特點的實際例子和已經進行的取得良好評價的基礎化學實驗改革結合[4]。這樣,同學就能帶著自己專業的問題去實驗,并能得出專業性的結論,以達到分析實驗內容豐富、有趣、覆蓋面寬的目的。針對不同的專業,設計不同的基礎實驗、提高性實驗、創新開放實驗多層次的實驗教學體系。
3.可持續發展《分析化學》教學體系構建。可持續發展是經濟上提出的概念,但對于教育、對于一個課程的發展也非常重要。針對目前知識的更新之快、容量之大,結合我們的實際,提出了可持續發展的《分析化學》教學體系構建設想。在前期分析化學省級精品課建設的基礎上,結合我院實際,構想建立基礎分析化學、儀器分析和工業分析課程的課程群。并逐步完善網上資源,爭取分析化學能成為“慕課”的建設單元。通過課程群三門課程的整合,一方面削減各個課程陳舊和重復安排的內容,另一方面突出主線,使課程與課程之間的銜接更合理,層次更分明[5,6]。例如,金倮胱擁牟舛可以按某一主線來安排,在基礎分析化學中可以通過絡合滴定來測定;在儀器分析中可以通過原子發射光譜、原子吸收光譜等方法來測定;而工業分析中加入實際樣品中混合金屬離子的方法來測定。這樣由簡單到復雜,將分析化學的內容融會貫通,如此培養學生解決實際問題能力。總之,邊發展,邊完善,才能跟上時代的步伐,才能保證課程的可持續發展。
構建教學與科研相結合的《分析化學》課程體系。教學和科研應當緊密結合在一起:一方面教學為科研明確了方向,另一方面,科研則是教學的基礎。據此,按照分析化學更細一級的專業組成科研小組;針對所授課程的不同專業成立相應的教學小組,使得科研和教學緊密結合,相得益彰。最后,在青年教師培養方面也要注意,逐步構建合理的人才梯隊,保證課程體系的可持續發展。
三、結語
時代的進步、科技的發展不斷要求我們在基礎教育中對《分析化學》課程體系重新構建,然而教學體系的改革任重道遠,我們一定要隨著時代的進步,不斷地摸索和解決分析化學課程體系中存在的和不斷出現的問題。只有這樣,才能實現提高學生綜合能力與素質,培養學生創新意識與能力的教學目標,才能保證《分析化學》課程緊跟時代的步伐,實現可持續發展。
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化學反應過程中,基本上化學變化屬于酸堿反應,在教學過程中,隨著對酸堿屬性的認識,逐步深化,最終由低級向高級過度,本文以酸堿理論為基礎,為提高園林藝術領域有著重要意義,然而分析化學式環境類高職院校開設的一門專業基礎課程,其反應試驗研究,主要是培養學生在園林監測領域中發揮職業技能。在分析化學的學習中,使之具備良好的化學檢驗分析能力、環境監測分析等為實際工作崗位提供了必要準備。
一、軟硬酸堿理論研究
最終總結到:硬酸與硬件具有結合的趨勢,軟酸與軟堿具有結合的趨勢,并且配合物穩定可能性比較大,軟硬結合最終形成的配合物不夠穩定,在化學分析中,反應速度比較慢。
二、軟硬酸堿理論及其在分析化學中的具體應用分析
三、分析化學反應在園林領域中的作用
在現代園林藝術中,通過分析化學的應用主要的目的是提高環境監測效果。培養學生在環境領域的職業技能,具備良好的化學檢驗分析能力,為了提高教學效果,應該講化學反應與實踐教學相結合,最終提高分析化學在園林領域中的應用效果。這就要求在教學過程中注意以下兩點:(1)加強對方案的設計,提高學生的學習和探究欲望。由于在教學中存在大量的酸堿質子理論,因此在教學中教師要提高學生的實驗興趣,根據相關資料為學生,要求學生根據所學的分析化學,自己去設計,提取樣品,設定具體實驗研究方案,最終得出實驗結果,這樣對于園林領域在監測中有著極大的促進作用。(2)突出教學特色,注重理論與實踐相結合,由于在分析化學中,在實驗過程中理論知識比較抽象,因此在與園林相結合的過程中,要根據環境中存在的問題,有針對性的實驗,這樣更好的應用分析化學在園林領域中的作用,例如在實驗中講解了氧化還原滴定反應原理之后,要學生分析水中的一些金屬離子的測定方法,這樣有助于提高學生在園林領域中對環境的監測效果,使得學以致用。
四、總結
綜上所述,在分析完軟硬酸堿理論的基礎上將其應用于分析化學中,最終在將分析化學與園林領域具體相結合,最終通過化學分析反應環境監測,為提高環境質量以及園林藝術有著重要作用,并且在此過程中,教會學生將理論與實際相結合,用實驗證明監測效果。
參考文獻:
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關鍵詞:醫學院校 分析化學 教學方法
中圖分類號:G43 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)03(a)-0148-03
Discussion on Teaching Methods of Analytical Chemistry in Medical College
Hu Kai Gong Haiyan Cui Yongxia Chen Zhihong Wu Mingxia
(Henan University of Chinese Medicine,Zhengzhou He'nan,450046,China)
Abstract:Analytical chemistry is an important professional foundation course in the medical college,the theoretical knowledge and experimental technology of which plays an important role in many fields.With the development of new analysis method and its related technologies,the problems in the teaching methods of analytical chemistry are also appearing constantly.This paper was focused on the importance of teaching method in analytical chemistry.Base on the discussion,new teaching methods including PBL teaching method,case teaching method,inductive analysis,comparative method,multimedia teaching methods were proposed to enhance the students’ interest in learning,improve the theoretical and experimental teaching quality.
Key Words:Medical College;Analytical chemistry;Teaching methods
分析化學是研究有關物質的化學組成、結構和化學性質的一門學科,它也是醫學院藥學(藥物化學、藥物分析、藥理毒理學和藥劑學)和檢驗(檢驗醫學、預防醫學、食品藥品分析)等專業必修的一門基礎課程。隨著高新技術領域的擴展,人們在生物及遺傳工程的發展、醫藥技術、食品安全和環境保護等方面提出了更高要求,分析化學在各學科的交叉滲透中越來越受到重視,其所涉及的檢測手段及相關技術在醫藥衛生事業如新藥研制、藥品檢驗、臨床檢驗、病因調查、環境分析及三廢處理等方面起著極度重要的作用。除此之外,分析化學研究內容也是構成學生基礎知識鏈的重要組成部分,為后續課程的學習打下基礎,對學生綜合素質的提高與培養起著重要的作用。
近年來,首先,隨著高校專業課程分類逐漸的精細化,作為一門基礎課程,分析化學的授課時數以及教學內容不斷被壓縮;其次,隨著技術手段的提高,醫學實驗中所用到的各種儀器的操作日益簡便,而對于有關儀器理論知識的掌握越來越不受重視。除此之外,分析化學課程內容具有公式多、內容雜、對量的要求高等特點,對于理科基礎差的學生來說,一時難以適應。由于上述因素,可能會導致學生學習效果差,學習興趣消沉,進而影響醫學院校分析化學課程的教學效果和教學質量。因此,教師從分析化學課程內容出發,提高學生對分析化學課程的學習興趣,使他們充分掌握所學課程的基本理論和實驗操作技能,用較少的課時保證他們的基礎理論課程教學,進一步提高本學科理論和實驗教學質量,探討該課程的教學方法是提高其教學質量的主要途徑,有重要的現實意義。
1 目前分析化學課程教學中存在的問題
1.1 教材超齡“服役”,內容陳舊過時
分析化學是一門重要的專業基礎課程,在自然科學研究和許多工業生產、生活等領域都被稱為“科學的眼睛”[1]。分析化學課程主要由基礎分析化學和儀器分析兩大部分組成。其中基礎分析化學的主要內容是經典的定量分析(主要包括酸堿滴定、配位滴定、氧化還原滴定和沉淀滴定);而儀器分析部分是關于現代儀器分析技術為基礎內容。盡管基礎分析化學對于培養學生了解分析過程、數據處理等起著一定的作用;但是在實際應用中,隨著現代科學技術的發展,自動化程度越來越高,傳統化學分析技術的應用領域越來越窄,更多檢測是借助于先進的檢測儀器來進行。目前,在技術監督部門的食品藥品檢測,以及醫院的臨床檢驗、化驗中,儀器分析是分析技術的主流。實際應用中大多以分光光度計、氣液相色譜、氣液質聯用等,而教學內容卻還局限于簡單的四大滴定定量分析,與實際的工作或者生產中相比,就顯得落伍。
1.2 教學方法單一,教學效果達不到要求
目前,高校的分析化學課程主要采用傳統的講授式教學方法,以教師講授和學生聽課為主。這種講授式的教學方法,采用教師講授知識點為主的課堂教學,容易導致學生產生依賴心理,往往通過被動死記硬背相關知識點來掌握有關課程,最終達到考試達標的目的。此外,在實際教學中,實驗教學通常安排以驗證實驗和基礎實驗為主,目前的實驗課大部分都是玻璃儀器操作,有的高校學生幾乎整個學期都在練習四大滴定操作;對于一些實用性較多的儀器分析實驗,由于儀器相對較為昂貴,如:分光光度計、紅外光譜儀、氣液相色譜分析儀、氣液質聯用儀等,幾乎整個學期都接觸不到。而這一現狀就造成了很多不良結果,尤其是遇到具體應用問題時,學生往往不知道怎么解決。即使有的學生靠死記硬背掌握了相關知識點的情況下,往往也不能選擇解決問題合適方法,不具備正確操作儀器的能力。分析化學是一門以實驗為基礎的學科,但是隨著我國高校大規模的擴招,學生規模越來越大,實驗設備卻沒有成比例增加,這樣在教學中實驗設備經常不夠學生單獨操作。對于很多分析儀器,實驗教學中大多以老師操作、學生觀摩為主,學生對大多數分析儀器只能簡單的了解一下,難以加深印象。而且,有些高校儀器設備過于老化陳舊,有時可能連學生觀摩的機會都難以保證。
2 改革教法、學法,更新教學手段
教學方法是教師為了完成教學任務,完成教學目標,在教學過程中運用的方式與手段的總稱。教學方法對于教師完成教學任務、實現教學目標具有重要意義。當教學目的和教學內容確定以后,必須輔以富有成效的教學方法,才能達到較好的教學效果[2]。因此,教學過程的成功與失敗,在很大程度上取決于教學方法的選擇合適與否。研究并推進相關教學方法的改進,可以用較少的時間、精力和物力,而取得最佳的教學效果。因此,探索一種或幾種行之有效的教學方法,對于提高教學質量和教學效果刻不容緩。
2.1 PBL教學法
PBL教學法(problem-based learning,PBL),主要是基于問題為基礎、學生為主體、教師為導向的啟發式教學方法。通過教師圍繞課程內容提出問題,并以問題為基本線索,引導學生在不斷提出問題和解決問題的過程中學習教學內容。其教學過程包括:提出問題―自學解疑―重點講授和歸納總結[3]。該種教學方法的核心內容是教師根據學生現有水平狀況、知識結構等,并結合教學大綱和目標,精心設計學生感興趣的問題。對于醫學院的學生而言,筆者認為,應當選取一些有新意,與醫學專業密切相關的問題,提高學生學習分析化學的興趣。之后,學生在教師的指導下分成5~6人的小組,查閱相關資料,進行組內交流,共同完成學習任務。接下來在教師指導下進行課堂討論,小組發言。最后,教師就課堂討論過程中學生難以理解和準確把握的難點問題進行講解,解決所提出的問題,并歸納總結。與傳統教學法相比,PBL教學法更著重學生的自學能力、創新立異能力、發現問題、歸納分析問題和處理問題的能力等培養,應在教學中推廣。
2.2 案例教學法
案例教學法是一種采用相關案例為基礎的教學方式。其通常是由授課教師在備課時廣泛搜集與醫學有關的案例,從而在引入新知識前,先給學生介紹或講解與所教授內容相關的實際案例,提高授課對象的學習興趣和注意力,最后引入相關分析方法基礎知識的講解。例如,在講解到酸堿平衡和pH值計算相關知識時,可以聯系到人體會發生酸中毒、堿中毒的問題;在學習離子選擇電極的類型和應用時,則可以引入酶電極在醫學、生物、臨床診斷上的相關應用等;在講授原子吸收光譜儀時,可以適當介紹人體內微量元素如鋅、鈣、鉛、鐵含量的測定方法,以及相關疾病的診斷等;在講光譜分析法時,提出了“低度竹葉青酒的褪色問題”等。這樣,通過把基礎理論與實際應用聯系起來,不僅可以增強學生對于分析化學的學習興趣,同時也可以顯著提高教學效果。近年來,有關分析化學案例教學的書籍已有出版,在實際教學中引入案例教學法值得推廣。
2.3 歸納比較法
歸納比較法是將零散的知識點進行條理化、系統化的一種方法。分析化學課程內容多、原理多、公式多,且知識點瑣碎、不易記憶,在教學過程中采用歸納比較法,有助于學生建立起知識框架,對教學內容一目了然,便于理解記憶。比如在講解“四大滴定”時,首先掌握酸堿滴定分析的原理、特點和指示劑的選擇原則等,而在學習其他滴定分析方法時采用歸納比較對照的方法來進行講解,這樣學生理解起來就比較簡便、省時。通過這樣的對比講解,學生能夠建立起滴定原理、滴定曲線、準確滴定條件、指示劑選擇、典型應用實例為主線的知識框架,掌握“四大滴定”有關的主要知識點。此外,在講授銀量法的知識點時,可以同時對莫爾分析法、佛爾哈德法兩種方法進行比較學習,對比其各自指示劑、滴定條件、滴定原理、干擾離子的影響、應用范圍等,找出其相關異同點,有利于學生對比記憶。
2.4 多媒體教學法
分析化學包括化學分析和儀器分析兩部分,其中有許多概念、原理比較抽象而難以理解,如滴定分析中的滴定曲線、指示劑范圍;色譜分析理論中的塔板理論、范弟姆特方程式等,僅通過書本上的文字描述和教師的講解,學生往往難以理解、掌握。如果采用多媒體教學,生動、形象、直觀的圖形、圖像、動畫、文字和聲音等方式向學生講解較為抽象的理論知識,變復雜為簡單,變枯燥為生動,學生能較快、準確地把握教學的重點,理解教學中的難點。比如,為了使同學們直觀地理解酸堿滴定曲線在滴定過程中的變化情況,教師可以利用化學仿真實驗室軟件,制作相關動畫,將滴定過程通過多媒體形象、生動的顯示出來,學生能清楚地理解在化學計量點附近滴定劑體積的微小變化,造成溶液中pH值明顯變化,通過觀察滴定突躍現象以及指示劑顏色的劇烈變化,會提高學生的學習興趣,增強相關知識點的教學效果和學習效率。
總之,隨著科學技術的進步以及臨床醫學、藥學等相關學科的發展,學科交叉越來越多,分析化學對于解決醫學中存在的問題越來越重要。不斷探索和實踐好的教學方法,使學生帶著興趣把課程學好,學習能力、創新能力以及研究問題的能力得以提升,繼而轉化為以后從事醫學工作的技能,造福整個社會。
參考文獻
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)09-0137-02
高等職業技術教育以培養高層次、技能型人才為宗旨,強調的是崗位適應能力和綜合實踐技能的培養。分析化學是一門以實驗為基礎的學科,它是食品、藥品、化學化工、環保、生物等專業檢驗類崗位人員(如食品檢驗員、工業品分析員、藥品分析員等)的必修基礎課。分析化學實驗作為分析化學教學的重要組成部分,不僅僅是讓學生學會儀器的使用、掌握一些操作技能,更重要的是要結合檢驗崗位特點,培養學生嚴謹的科學態度,使學生學會依照標準規范地操作、規范地記錄、規范地處理數據、規范地編寫報告等,同時注重培養學生職業素養以及觀察、分析、判斷、解決問題的能力,為學生畢業后在檢驗類崗位工作打下堅實基礎。分析化學分為化學分析和儀器分析兩部分,以下筆者僅對我校在化學分析實驗中的改革進行總結。
分析化學實驗教學改革舉措
以職業能力需求為導向,改革教學內容,與職業資格證書有效銜接 獲取與專業相關的中級以上職業資格證書已成為國內各高職院校學生畢業的必須條件之一。職業能力的需要決定教學內容。以化學分析工為例,國家職業標準對化學分析工(中級)的基本技能要求是:能夠明確檢驗方案(包括讀懂檢測方法、標準和操作規范);正確準備實驗用水、溶液和設備;能應用化學分析、儀器分析方法對樣品進行分析檢測;測試后能進行數據處理、校核原始記錄、填寫檢驗報告以及分析檢驗誤差的產生原因。要想取得化學分析工資格,除后續專業檢驗課學習之外,分析化學是前導和基礎。因此,檢驗崗位職業能力要求,就應在分析化學開始滲透,教學內容與崗位、職業資格證書直接銜接。為此,我校優化分析化學實驗項目,依照從簡到繁、循序漸進的原則,建立了“基礎操作訓練—綜合能力訓練—崗位能力訓練”三模塊教學體系。其中綜合能力訓練、崗位能力訓練模塊可根據專業特點,自行選取學習情境,表1是食品營養與檢測專業分析化學實驗教學內容。實踐證明,通過與崗位、專業直接對接的教學內容學習,極大地激發了學生求知欲望,并為后續專業課學習、職業資格證書考試打下厚重基礎。
將國家標準、行業規范內化于課程教學中,形成標準化的課程內容體系 作為一名分析檢驗人員,應具備依據分析方法,規范完成從抽樣、樣品處理、分析檢測到填寫報告全過程的能力。這里所說的分析方法就是國家標準、行業規范,乃至國際標準,它是檢驗工作的方法依據。為直接與檢驗崗位對接,分析化學實驗方法也必須選取國家標準。例如在講到標準溶液的制備一節中,就將GB/T 601-2002《化學試劑 標準滴定溶液的制備》引入,并在實驗中引導學生逐條解讀國家標準,了解實驗中應遵從的原則、數據處理方法等等,做到與實際崗位緊密相連。我校分析化學實驗課全部選用國家標準,使學生崗位適應能力大大加強,學有所用。
改革教學方式,師生角色轉變 分析化學實驗教學的重點是培養學生的職業能力,教師在不同的階段需扮演不同層次的角色。例如,在基礎操作訓練模塊中教師是主導者,學生是接受者。學生在教師的講授、示范下,規范操作儀器設備、解讀標準方法、完成實驗基本操作、規范填寫數據記錄、處理數據以及書寫實訓報告等等;在綜合能力訓練模塊中,教師是組織者和輔助者,學生在教師的引導下,讀懂標準,并完成項目任務。而在崗位能力訓練階段,學生是主體,是一名企業的準檢驗員,根據教師給出的項目任務,自己查閱標準、選擇分析方法、準備實驗、分析檢測,并獨立完成數據處理、報告分析結果。在崗位能力訓練中,教師提供一份樣品,全班學生分析檢測。實驗結束后,每位學生的數據、實驗評分細則全部粘貼在白板上,每位學生都要按數據取舍原則,評判每組數據的有效性,最后報出分析結果的精密度和準確度,學生互評分數。在這種實驗教學模式下,學生不再是單純的操作者,而是實驗的構思者和控制者,極大地激發了學生的求知和創新欲望,受到學生的一致好評。
運用多媒體輔助教學設備,豐富教學方法 分析化學強調量的概念,因此培養學生規范操作十分重要。為了讓學生能夠熟練和規范操作,采用多媒體課件、錄像、動畫等展示,無疑是最好的方法。例如,重量法實驗操作過程復雜、時間長,在有限的時間內,教師很難面面俱到地講解,但是,借助操作錄像,學生可具體、細致地了解整個操作過程,教師就是演示過程中的解說者和引導者。采用開放式、啟發式、討論式等多種教學方法開展教學。在教學安排上,要求學生課前完成預習報告,做到有備而來;實驗中,由教師點評錄像、學生實物操作、小組討論、教師示范;學生開始實驗后,教師要加強巡視,及時糾正錯誤或進行有針對性的指導;實驗完成后,學生將實驗結果寫在黑板上,教師現場總結、點評。教師在實驗過程中始終起著引導作用,實驗完成后根據學生預習報告、實驗操作的正確與熟練程度、原始記錄是否規范、實驗結果的準確度和精密度、實驗中衛生習慣及實驗報告的書寫情況、實驗態度等方面進行評分,提高學生學習自覺性、積極性及動手操作能力。2006年,我校分析化學課程成為國家精品課程,目前,授課錄像、多媒體課件等已全部向學生開放,為學生自主學習提供了豐富的資源。
建立客觀、合理的實驗考核評價體系 實驗考核是實驗教學評價的重要手段,客觀、公正、合理地評價學生的實驗技能,直接影響學生學習的積極性,對學生的學習方法、學習態度也起著重要的導向作用。分析化學實驗考核分為平時考核和期末考核兩部分,所占比例分別為30%和70%。平時考核包括課前預習報告、實驗記錄、單元操作、數據處理、實驗報告、職業素養6個方面,注重學生學習過程考核。期末考核則是重點考查學生的實際操作能力和實驗技能水平。通常在考試前3周就將考核項目下達給學生,由學生自行準備實驗試劑和設備,學生也可自行到實驗室模擬練習,考試則是按照職業資格證書考試評分細則由除主講教師外的分析化學課程組的其他教師擔任考評員,并實行現場評分。期末考核注重操作、記錄、計算是否規范,分析過程是否掌握等,關注分析結果的精密度,結果準確度僅作為參考。由于采取了教、考分離,開放式考試方式,激發了學生主動學習的熱情,學習效果顯著提高。
加強素質教育,培養實事求是的科學態度 分析化學實驗特別是定量分析化學實驗對分析測試結果的要求是準確、可靠,對學生的職業素養要求很高,科學求實是基本職業道德。實驗過程中要讓學生認識到誤差是客觀存在的,必須認真完成每一次操作,實時真實記錄數據,才能獲得精密準確的實驗結果。杜絕對測定數據隨意修改和編造現象,堅持實事求是的原則,并列舉偽造數據的危害,逐步培養學生良好的實驗操作習慣。
開放實驗室,為學生自主學習搭建平臺 分析化學實驗強調對學生動手能力的培養。在有限的教學時間內,學生很難熟練掌握實驗操作方法。多年來,學校為滿足教學需要,與時俱進,不斷添置實驗設備,保證了實驗教學的順利進行。目前,實驗室為學生全方位開放,學生可提前預約,利用課余時間到實驗室進行預習、補做實驗,開展創新工程以及賽前訓練,等等。每年4月校慶,學校都會舉辦大型分析檢驗技能大比武,歡迎每位學生參賽,同也有市級賽、國家級賽,通過考核、大賽,學生學習積極性大大提高,形成良好循環。
分析化學實驗教學改革的效果
分析化學實驗教學改革在我校實施后,起到的作用有目共睹:實驗教學改革與職業崗位能力需求直接對接,學生學習積極性提高,與后續專業課學習、職業資格證書考試有效銜接,歷年學生考取檢驗類證書一次性通過率均在90%以上;由于結合職業能力需求,采用進階式模塊化教學法,學生獨立操作能力、分析解決問題能力、職業素養普遍提升,增強了學生的就業競爭力,不少學生在檢驗崗位實習期間就被企業聘用,用人單位滿意,學生心里踏實;實驗教學改革也促進了學生學風明顯好轉,學生從過去的被動學習變為主動學習,并相信成功的背后一定是辛勤的汗水;實驗教學改革也促使教師加強學習,教學相長,教師要更多深入企業學習,了解新技術、新方法,適應教學工作;實驗教學改革也促進了實驗室建設,學校建設了體現職業氛圍的實驗室,以滿足實境教學的需要。
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分析化學是一門理論和應用極為廣泛的基礎學科,它是人們獲得物質的化學組成和結構信息的科學,它所要解決的問題是物質中含有哪些組分,各組分的含量是多少及這些組分是以怎樣的狀態構成物質的這樣一門學科。分析化學是化學、化工、環境,食品等專業非常重要的基礎課之一,有較多的基本概念和基本理論,還有一些相關的計算公式,這就需要學生具有較為扎實的基礎知識[1,2]。而對民辦高校而言,學校選用學生的基礎知識相對薄弱,學生的學習積極性一般,如何提高學生的學習興趣,調動學生的主觀能動性,也就成為了能否取得良好的教學效果的關鍵[3]。此外,目前民辦高校的教學過程中還存在一些其它的問題,例如學生使用的教材偏難,實驗課程與理論課程相脫節,無法做到相互驗證等。針對上述問題,作者結合自身的教學情況對分析化學的課程改革進行初步的探索研究。
一、理論教學內容
(一)教學內容上要根據學生的特點,節選重點內容進行講授
以作者學校為例,目前采用的教材為華東理工大學分析化學教研組和四川大學工科化學基礎課程教學基地聯合編寫的《分析化學》(第六版)。這是一部“十一五”規劃教材,對于民辦學校的學生來說,目前采用此教材有些過于偏難,教學內容中的概念和理論較多,容易混淆。針對這種現象,就要結合學生的自身特點,因材施教。在教學過程中,要對一些基本概念進行反復的強調,例如偏差、相對偏差、標準偏差、有效數字等;同時還要在舉例和講解習題的過程中不斷滲透這些概念,使學生不斷的加深對其的印象。此外,對于像酸堿滴定、氧化還原滴定等一些非常重要的內容,更是要重點講解、反復強調,尤其是這些內容中所涉及到的計算公式,盡量是把公式中每一步推導或是由來的過程都要詳細的寫在黑板上,以此來加深學生的印象[1]。此外,還要多講解一些與此類公式相關的例題和習題,借此來加強學生們對公式的應用,從而掌握公示的原理及其應用。
(二)采取多樣化的教學方式和教學手段相結合激發學生學習的積極性[4]
眾所周知,民辦高校學生的基礎知識薄弱,學習積極性不高,沒有養成良好的學習習慣。因此針對這些問題,在授課過程中就不能一味的采取常規教學方式,而是要采取多種教學方式和教學手段相結合,調動學生的積極性。因此,除傳統課堂講授和ppt授課之外,還可以在授課過程中添加一些學生日常生活或是學習中常見的事情,例如,水中該鎂離子如何測定、一些飲料中的苯甲酸鈉含量的測定,這樣可以使原本相對枯燥的一些理論知識,變成了學生愛興趣的事情,從而激發了學生的學習興趣,調動了他們的主觀能動性,使他們從被動聽課變成主動學習,達到提高課堂教學效果的目的[5]。此外,可以采取與學生課下交流的方式或是不記名投票的方式,來了解學生對本門課程的看法或是一些建議。進一步掌握學生的學習動態,根據學生的反饋及時調節自己的授課方式或調整自己的教學計劃,從而達到使學生們易于理解和掌握所學的知識內容的效果。
二、實驗課程內容
(一)加強實驗操作環節
分析化學是一門實驗操作性很強的學科,操作的正確與否直接關系到能否獲得可靠的分析結果,為此在講解實驗操作的過程中,要細致認真的講解每一個操作步驟。從最基本的操作步驟開始,并且還要針對一些關鍵性的操作步驟除了重點講解之外還要進行現場的演示,使學生從感官上進一步加深印象,不僅使學生知其然,更要做到使學生知其所以然。為了將實踐操作環節做到實處,在分組實驗的過程中,盡量做到確保每名學生都能進行實際操作,確保他們都能夠很好地掌握這些實驗儀器基本操作,從而為他們今后走上工作崗位打下一個良好的操作基礎。
(二)實驗項目的選取與理論課程緊密相關
為了使學生更好地理解和應用理論課堂上所講解的一些知識,真正做到理論與實踐相結合。我們在進行實驗項目的選取上做到了與理論課程相一致,例如針對酸堿滴定分析,選取了酸堿標準溶液的的滴定練習和;針對氧化還原滴定分析選取了過氧化氫含量的測定等,確保做到使每一類分析方法都有至少一個與之相對應的實踐環節。以此同時,實驗的項目的選取與實際生活也有一定的聯系。例如,讓學生測定水的硬度,測定飲料中苯甲酸鈉的含量等。這樣就增加了學生對實驗感興趣程度,使學生們更加愿意進行實驗操作,從而達到使他們熟練掌握實驗儀器的使用及操作。
三、結束語
分析化學是一們理論性和實踐性都很重要的課程,也是重要的基礎課程之一。文章就針對本校分析化學教學中的一些問題,結合分析化學這門課程的課程特點及民辦高校學生的特點,分別從理論教學和實驗教學兩個方面對分析化學中存在的一些問題提出自己的解決方法。希望所提供的解決方法能夠對分析化學的教學起到一定的幫助,能夠解決分析化學課程中存在的一些問題,使學生們掌握他們所學的知識。
作者:許偉鋒 單位:哈爾濱石油學院
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分析化學類課程的重要組成部分,就是以實驗操作為主的技能課程。本科生在學習了分析化學、儀器分析理論知識和實驗操作技能的同時,應該有一個利用所學知識解決實際問題的能力培養和鍛煉過程。“構建基于問題解決的分析化學類實驗課程體系”的提出,就是要求學生利用所學知識,針對一個個具體的分析測試對象,從查閱文獻到擬定實驗方案、最后實施樣品處理及分析測試,讓學生親自參與定量分析的整個過程。通過“基于問題解決的分
析化學類實驗課程”的學習,讓學生在探索及開拓意識、踏實有序而講求效率的工作作風等方面得到鍛煉,培養他們具有初步分析問題和解決問題的能力。
一、“基于解決問題” 實驗課程教學理念的誕生
按照教育部在《新世紀教改工程》【1】中提出的“新世紀國家經濟和社會發展對高等教育人才培養的要求,要求深人進行教育思想和教育觀念的改革,逐步建立起適應時展需要的人才觀、質量觀和教學觀;繼續深化本科人才培養模式的改革,加強專業、課程教材和教學方法的綜合配套改革,以先進的科學與文化知識成果教育學生,將素質教育滲透到專業教育之中,使學生較早地參與科學研究和社會、生產實踐,普遍提高大學生的人文素質、科學素質、創新精神和創業、實踐能力。”其中提出了新世紀人才培養的宗旨,即注重學生綜合素質的提高,培養學生的創新意識和實踐能力。我們認為在分析化學實驗課程教學中,應該改變目前高等教育培養過程中實踐教學環節薄弱,動手能力不強的現狀,改變灌輸式的教學方法,目前多數老師采用講解-示范-學生聽的方式,然后學生照章抓藥、機械操作,處于被動的學習狀態【2】。充分發揮學生的主觀能動性,讓學生體會到分析化學實驗就是要培養自己解決實際問題的能力,以增強學生的學習責任感和學習積極性。
我國發展已經進入重大戰略機遇期,社會主義市場經濟建設的步伐大大加快,國家和社會對創新人才特別是對拔尖人才的需求越來越強烈,對研究型大學培養的人才要求也越來越高。研究型大學將在全面貫徹落實科學發展觀、構建社會主義和諧社會、建設創新型國這些時代特征對研究型大學的教育理念提出了新的更高要求。西北大學校長姜澄宇在“實施新世紀教改工程,探索創新人才培養模式”文中,首先提出“堅持教育創新 構建教育教學新體系”【3】,即在總結和提煉教育理念的基礎上,堅持教育創新,積極構建包括創新人才培養體系、教學質量保障體系、個性化培養體系、綜合素質教育,建立以人為本的教學理念,以學生為中心的教學體系、高教研究體系、現代化教育教學環境保證體系等的教育教學新體系。
基于此,本文提出了“構建基于問題解決的分析化學類實驗課程教學體系”的理念,以期通過此教學改革,推廣研究性學習和個性化培養的教學方式,形成創新教育的氛圍,實施新世紀教改工程,探索創新人才培養模式。
二、“基于解決問題”實驗課程改革的實施方案
計劃的實施,旨在探索并建立以“解決問題”為核心的教學模式,倡導以本科學生為
主體的創新性實驗教學改革。順利達到上述教學改革的目的,必須從以下各方面著手:
1.轉變教與學的理念,讓教師和學生都明白,分析化學類實驗課程開設的目的就是為了讓學生掌握解決實際樣品的分析測試技能,包括待分析樣品的前處理、測試方法的選擇和應用、分析數據的處理計算、實驗報告的上交等;
2.改變教學計劃,所有化工化學類的本科生都要完成《分析化學實驗》、《儀器分析實驗》、《綜合分析化學實驗》課程,修改完善相應的教學大綱;
3.調整學時比例,分析化學類實驗課程總學時的50%用于基本技能的訓練,剩下的學時全部用于“基于問題解決的實驗課程教學”;
4.改革教學內容,學生完成基本技能訓練后,全部投入實際樣品如藥品、食品、水質、材料等的分析,在實際分析測試過程中逐步理解所學理論知識,體會定量分析各步驟中需要用到的知識點和注意事項。
5.增加考查環節,學生進入實驗室之前,進行基礎知識考查,合格者才能進入實驗室操作,督促學生通過自學掌握分析化學及分析化學實驗的基礎知識;完成分析化學類實驗課程后,再通過一系列實際樣品的測試來考核學生掌握的基本技能,使學生自覺地規范操作技能,嚴肅認真地實施實驗步驟。
三、“基于解決問題”課程改革的基本內容
“基于問題解決的分析化學類實驗課程體系”的建立,要求我們打破常規的教學理念,學生不再受課本、講義的束縛,實驗的方法和步驟不再是嚴格的課本上規定的,同學們可以結合自己所學的知識開拓創新,多種方法多種途徑經過對比選出最優。引導學生從查閱資料、到實驗方案設計以及進行實驗、得到實驗結果進行分析從而達到解決問題等過程,完成整個教學過程。同時,老師也不是絕對的權威,只是完成目標產物分析中的指導者,特別從方法可行性、操作過程的安全性以及出現異常情況下給與指導。構建“基于問題解決的分析化學類實驗課程體系”,應該包括選題意義、涉及知識點、合理運用已有知識、解決實際問題的效果等等(如下圖所示):#p#分頁標題#e#
例如實驗一-臘腸中亞硝酸鹽含量的測定。隨著人民生活水平的提高,人們越來越關注消費品的質量,食品安全提到了議事日程,快速準確檢測相關成分的含量也成為國際社會關注、研究的焦點。該實驗的提出當然是針對過量的亞硝酸鹽對人體有危害,而臘腸是人們生活中經常食用的,學生看到這個題目首先就想到:臘腸中的亞硝酸鹽含量到底超標了嗎?結合實驗中心的設備,我們要求學生處理好樣品后采用分光光度法和離子色譜法同時測定亞硝酸鹽。本實驗涉及到的知識點有樣品的預處理、光度法、離子色譜法。離子色譜測定亞硝酸根需要除去樣品中的鹽分,因為臘腸的鹽分很高,Cl-的存在直接影響了亞硝酸鹽的測定,學生在實驗中用到固相微萃取方法以除去干擾,這個知識點,學生只是在理論知識中接觸到固相萃取的概念,而今在自己設計的實驗中就要用到該分離技術,學生感覺很興奮很想實際應用。處理好臘腸樣品后能順利的測定出亞硝酸鹽的含量,學生們同時又很有成就感,感覺自己所學到的知識派上了用場,解決了一個實際生活中遇到的問題。學生完成實驗后,就光度法和離子色譜法兩種方法得到的實驗結果又進行分析比較,從而找出了各種方法的優缺點。整個實驗過程培養了學生全面、辨證地思考問題,一分為二地看待各種分析方法和測試結果。
又如實驗二-紡織品中偶氮染料的測定。近年來,隨著全球工業化程度的不斷提高,國際上對地球環境質量持續惡化和生態平衡失調現象的關注不斷增強。在造成環境污染的工業中,紡織印染業由于需要使用大量的染料和助劑等化工合成產品,一直是被視作高污染的行業之一。在紡織產品印染使用的原料中,作為部分染料中間體的芳香胺物質被許多國家視為可疑致癌物,因此含有這種物質的數十種染料被陸續列入禁止使用的行列。本實驗就是在這種形勢下開設的,實驗要求學生對棉布和化纖紡織品兩種樣品中的4-氨基偶氮苯進行含量進行測定。該實驗涉及到的知識點有固體樣品的抽提、蒸餾、旋轉蒸發儀操作、GC-MS操作等知識,涉及到有機化學、儀器分析理論和實驗操作技能方面的知識,是學生綜合利用已有知識的好機會,通過實驗使學生得到了鍛煉。
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)09(b)-0029-02
隨著學校的院系發展以及專業的設置,一個學院具有多個專業的現象很普遍,我們學院現在具有七個專業環境、生物、食品、化工、應化、制藥、材料。無機與分析化學課程作為專業的基礎課之一[1],在其中的五個專業(環境,生物,食品,化工、制藥)中開設,將該基礎課與多個專業聯系起來,既要講透通用的基礎知識,又要不脫離專業方向。教學對象是大學一年級新生。該課程的特點是內容多而亂,眾多的化學事實和繁多的化學反應,單調,許多是獨立的還互不聯系,不易掌握。大學一年級學生的特點是剛完成高中學習來到大學的,高中階段的學習與大學階段的學習非常不一樣,在大學里講授的內容多,學時數少,進度快。一般來說,新生的自控能力和理解能力較差,高中階段的學習非常忙碌而且辛苦,再加上大學階段的管理相對中學松弛,遠離家長,監管督促力度減小。一旦新生對基礎課程不感興趣,導致厭學,那么就會影響對大學整個階段的學習。通過無機與分析化學課程使學生加深對基本概念和基本理論的理解,培養實事求是的科學態度、培養細致嚴謹的觀察力和良好的獨立思考問題、解決問題的能力。為今后從事學習和科研工作打下扎實的基礎[2]。
針對大學一年級學生和學院開設各專業的現狀和無機與分析化學課程的特點,我們在教學過程中,對教學的適應性,引導學生思考問題能力和歸納總結所學知識等進行了討論。
1 適應教學發展,精選課程內容
新世紀以來,隨著科學的發展,教學的課程數量在增多,而且每門科學新的內容也在不斷的增加,但是各門課程的學時數卻大量減少,20世紀無機與分析化學課程學時數大約是100多學時,用一年的時間來開設,現在60~70學時,用半年的時間來開設。時間縮短了一半,而教學目標質量不能縮水。為了適應新的教學形勢的發展,教學內容的改革是整個教學改革的關鍵,那么對課程內容需要重新選擇是首要的任務。
我們選取了浙江大學的無機與分析化學教材,根據實際情況在教學過程中,認為該教材量還是較大,如何將一些先進的內容以及基礎的知識在無機與分析化學教學中反映出來,這是科學發展的需要,也是拓寬學生知識面,增強能力的綜合教育素質的需要。所以對教材進行了調整和補充,如,反映現代化學等的內容進行專題討論和講解相結合,讓學生增加了課程中知識的先進性,使教學內容更加有機地處理好了基本內容與拓展知識面的關系,達到了完成教學基本要求。另外,我們還采用了多媒體教學手段,增加了教學的信息量,將一些抽象的概念和靜態圖通過圖像,動畫等形式呈現給學生,讓學生對無機與分析化學有個整體,全面認識,化抽象為具體。經過這樣教學內容上的調整和技術處理,無機與分析化學成為一門富有活力的基礎課程,深受同學們的喜愛,很受歡迎。
2 理論聯系實際,激發學生興趣
無機與分析化學作為基礎課程面向我校的五個專業,教學內容有共同的部分,如熱力學基本原理,化學事實以及元素和化合物的性質。但是如果只講解共同的部分,沒有各專業的特色的內容,學生就會認為,無機與分析化學這門課程與他們的專業聯系不緊密,沒有必要開設,導致對學習沒有興趣,主動性很差。為了解決這個問題,我們在上課的時候根據不同的專業,講課的同時增加了與專業相關的內容,如對環境專業的學生,講解了重金屬在土壤里來源、遷移以及危害;臭氧在大氣中的作用;又如對生物專業的學生,講解了生物體中的重要元素。再如對食品專業的學生,講解了對食品安全的關注。同學感覺到大學的第一門基礎課內容就與自己的專業聯系這么緊密。知道了基礎課程的重要性,目前世界的科學關注點就在我們身邊。學好基礎課更好地為專業課的學習以及以后的研究方向提供可靠的保證。激發了學生對學習基礎課程的興趣,主動性加強了。
3 注重歸納總結,改進教學方法
無機與分析化學課程的特點是內容多而亂,基本理論部分,化學事實多,各種理論多而且抽象,如原子結構:分子結構等很抽象,學生無法想象,給教學帶來困難;元素部分:如元素及其化合物的性質無規律可循,顯得內容繁瑣,學起來無味;定量分析部分:計算多、數據處理麻煩。我們把這些內容共性歸納,并有把它們結合起來。使物質結構原理,熱力學原理和動力學原理貫穿整個教學過程中,按下面模式來講解基本原理性質及其應用的關系(見圖1)。
這樣歸納起來,把顯得雜亂無章,互不聯系的內容聯系了,以物質結構,熱力學、動力學、四大化學平衡以及定量等基本理論作為出發點,從微觀到宏觀的學習,做到互相呼應,使傳統性的敘述性,以羅列性質反應現象為主題教學轉變為是說理性,推理性的教學,從而體現出這些基本原理對無機與分析化學物性質學習中的應用和指導作用,加深了學生對化合物性質及反應規律的理解和對基本原理的掌握,達到學以致用的教學效果。按照上述模式,學生就可以自學,歸納和總結。做到舉一反三,觸類旁通的作用。
4 課堂內外并重,培養創新意識
教學過程是一個雙邊過程,要樹立一種新的教學理念,教學關系不僅僅只體現在課堂上,應該貫穿課前、課上和課后各個教學環節。需要改變對傳統的課時和課程意義的認識,在課時和課程都不斷的改變時,要及時調整課下和課上的關系。要求教師在課下付出更多的時間和精力,好的教學設想和安排要有好的教學方法才能達到好的教學效果。在課下要認真思考如何備好課,為上課做好充分的準備,把復雜的問題簡單化,做到課程內容非常熟悉;把握好課堂的時間分配和利用,攻克難點、突出重點,搞好基礎訓練和綜合訓練相結合,讓課堂幾十分鐘的效率到達最大化。
學生在課堂上單純地接受知識,是一種被動學習行為,這樣培養學生成為只會讀書本上的內容。隨著高新技術的發展,這樣的學生不能適應社會的發展。如何讓學生在教學中也進行同步思考是我們要解決的問題,我們認為在講述有關內容時提出一些思考,能解決這樣的問題。例如,對于一個氧化還原反應來說,從理論上講都能設計出一個原電池,那么就可以問同學,我們日常生活里,存在哪些氧化還原反應呢?這些反應能設計原電池嗎?如能設計,能實際應用嗎?還有,對環境專業的學生在講解元素及化合物前,提出在同學們的身邊存在因元素或者化合物引起的環境問題嗎?這些問題不僅僅是思考課堂和課程需要講述的內容,還是培養學生聯系實際去積極思考,這樣同學們的熱情很高,興趣很大,對于培養學生有觀察思考的習慣,達到良好的教學效果。
5 結語
無機與分析化學課程是大學一年級新生開設的一們基礎課程,作用確實是非常大,從課下準備和思考,到課堂教學明顯效果。在整個教學過程中,不但要講授必要的課堂知識,還要引導學生從實際情況中找問題、善于思考。發現問題是培樣創新能力的方法之一,也是到達具有創新能力的手段的基礎。觀察客觀世界、善于發現以及思想敏捷的人才能夠適應時代的需要。傳授基礎課程肩負著向學生掌握基本知識、培養學生自學能力和獨立研究能力的重任。要求學生勤思考問題還要講究方法,要從教學的實際出發,要在學生的能力范圍里去思考,有些爭論問題要正確介紹和評價,有助于學生的解決問題的能力提高,并且要學習他人的思考問題和解決問題的經驗。
總之,近年來我們在無機與分析化學改革中取得了一些成績。但是,教改是一個系統工程,沒有固定的模式。在無機與分析化學教學中應堅持不懈地進行探索、實踐、檢驗、努力提高教學水平,為培養高素質人才而努力。
分析化學是我國高校化工類及生物類等相關專業的一門極具實踐操作性的重要的基礎專業課程,對培養我國高校學生的實踐性和創造性具有極其重要的意義。分析化學實訓需在強調實驗問題和實際技能的基礎上,應用更加規范的操作標準,從而培養學生在實際工作中認真肯干、勤勞踏實、實事求是嚴謹的學習態度等[1]。項目教學法作為應用于分析化學課程中有別于傳統教學模式的一種更為有效的課程教學革新方法,已經成為我國高校分析化學教學中應用和研究熱點方法,此方法在實際應用中雖然取得了一些成績,但是仍然存在著一些問題,因此,本文針對項目教學法在分析化學實訓改革中的應用進行了簡要的分析和論述,以期在分析化學課程改革應用中提供可參考的意見。
1 項目教學法的概述
1.1 項目教學法的概念及特點
項目教學法指的是將與實際應用較為貼近的、科學合理的某些項目在教學實施過程中加以運用,輔導學生通過自身能力主動完成任務的過程。學生在完成項目的過程中,應將涉及的相關理論知識與教學實踐相結合,從而有效提高學生動手能力的一種教學方法[1-2]。目前,項目教學法已經成為了流行于世界各國教育界的一種新的教育改革方法,項目教學法能將傳統的學科教育的主要知識內容轉化為一些相關的教學項目,通過項目教學法學生可以親身經歷和參與項目的整個開發過程。項目教學法強調的關鍵是學生應在教師的指導下,依靠自己能力獨自尋找答案的過程,最終在實踐中獲得結論。項目教學法的重要特點是將學生作為教學的主體,教師則扮演引導的作用,而項目則是整個教學過程中的主線。
1.2 傳統分析化學課程教學和實訓中存在的問題
我國高校的分析化學課程具有很強分析檢測等實踐性內容,其中有關課程的實驗和實訓部分占的比重比較大[3]。傳統教學方法主要分以下兩種方式:一是將理論內容和實驗內容同時進行授課。一般是先進行理論授課,然后再配合理論進行實驗的操作學習,這種方式的優點就是若先進行理論知識講解再進行實踐訓練,則在進行實驗和實訓的同時已經充分認識和了解實驗原理和步驟的內容,便于理解和吸收。若先做實驗,再進行理論授課則會使學生產生一定的感性認識,也便于學生對理論知識的吸收和理解。二是將理論與實驗進行分開教學。理論有專門的理論教學老師,而實驗操作則也有相關的實驗教師進行負責,這種情況往往會導致教師對教學大綱和課程內容都有自己的理解和認識,各自負責自己的內容會使學生對學習內容產生單方面的認識和了解,不能在有限的時間內完成完整的項目[2-4]。例如,在分析化學檢測試驗中,溶液配制、標定和測定一般會分開進行,這就導致學生在實際操作訓練時由于時間限制而導致無法獨立完成完整項目的操作。此外,有些課程在實驗中教師已經將教學步驟和設備準備完成,學生只要一味的根據老師提供的步驟操作即可,因而導致學生在實際工作中無法明確實驗組分的具體含量等。
1.3 分析化學課程采用項目教學法的必要性
分析化學作為一門高校專業必修基礎課程,其學科較其他學科在較強的理論知識的背景下同時具有更強的實踐性。一直以來,我國許多高校在分析化學課程教學時過于強調理論課教學,而將分析化學實驗課和實訓課作為了輔助教學環節,這種重理論輕實踐的教學方式直接導致學生在學習分析化學時很難消化吸收課堂教學內容,對理論知識空有想象,無法將其與實際進行聯系,從而不利于高校學生對分析化學課程的學習。項目教學法不僅能使學生獨立自主的進行計劃的制定,并且在此基礎上創建實施的機會,同時可以在一定時間范圍內允許學生自由組織和實施制定學習計劃。項目相關活動開始后,學生會遇到一些無法想象的困難,這時就需要自己克服和解決難題,對學生的意志品質也是一種鍛煉。分析化學項目教學過程中,學生通過親身對化工產品進行分析檢測,進行職業化實踐訓練,對實際工作環境和特點以及相關影響因素進行認識和了解,在操作和訓練中不僅培養出學生誠實守信的職業素養,同時還能鍛煉學生細心耐心的職業習慣。每個有關項目實施,都是為學生能親身參與到創造實踐活動中的一個機遇和挑戰,有利于培養和激發學生的學習的熱情和自主性,從而使學生將課堂上學到的內容和知識應用到實踐生活中。
2 項目教學法在分析化學實訓改革應用中存在的問題
2.1 企業項目與分析化學課程轉換之間缺少組合優化的問題
分析化學教學中的項目任務主要是根據我國各類企業質量管理部門、中心實驗室及技術監督部門中一些相關的產品測試和檢驗活動,由于企業自身性質的不同,其在生產任務和工程操作具有較大的特殊性。應明確在企業生產實施過程將所有項目內容都涵蓋于一個工作任務中是不可能的,因此,這些企業中已存在的具體項目任務模塊不能單一的進行教學模式轉變。我國企業項目于分析化學課程缺少優化組合是制約項目分析法應用的主要因素之一。
2.2 項目教學法實施過程中教師缺乏相關的職業經驗
我國高校的教師隊伍在職業行為規范、職業素養和職業習慣方面較為匱乏,師資力量建設是能夠成功實施項目教學法的重要因素。目前,我國高校教師一般直接來自于高等教育院校畢業,存在著一個普遍的現象就是這些教師缺乏企業的工作經驗,很多教師不知道分析化學課程的哪些內容與實際工作是相關聯的,也不了解一個合格的化學檢驗工作需要的職業能力是什么,更加不了解有關檢測的國家職業標準,所以,我國高校教師在項目教學時無法通過典型的職業工作任務來組織分析化學教學課程。
2.3 項目教學法課程教學缺少多元性的評價體系
我國高校在分析化學學科實施項目教學法時,缺乏科學、合理、高效的評價體系,項目教學法實施時應強調學生學習過程的評價,評價時對學生專業知識和相關技能掌握等方面予以重視,實際操作中還需做好操作規范、加強安全環保,同時培養團結合作精神等綜合素質的人才。然而我國分析化學項目教學評價尚處于初級的探索階段,缺少多元化評價體系,不能發揮評價機制的實施導向功能。
3 項目教學法在分析化學實訓改革中的實施措施
項目教學法在分析化學教學過程中應按照六個步驟進行實施,依次為咨詢、計劃、決策、實施、檢查、評估,這六個步驟中有關資訊、計劃、實施和檢查的階段實施的主體應為學生,教師在這些階段擔任好一個輔導者的角色,這期間只有當學生遇到問題時,才應予以指導。而在決策階段與評估階段則需要教師的全場參與,教師必須親自投身到每一組學生中去,并給學生提出科學合理的建議,同時應給予其公平公正的評價。以下是檸檬酸的質量檢驗作為進行分析化學課程實施項目教學法的例子。首先,教師應明確項目任務。教師先進行企業情景模擬,將檸檬酸的質量檢驗作為工作項目簡介如下:某企業主要生產項目包括食品添加劑檸檬酸,因此,要求企業對生產的檸檬酸進行抽樣檢測,對檸檬酸進行抽樣質量分析,檢測某一批次的檸檬酸質量,同時制定檢測報告提交于質檢部負責人進行審核。測試過程中應正確使用、維護儀器設備。將檢測項目與實際工作內容中所涉及的相關技術理論知識和操作規程進行引導,提出問題等。這些問題可引導小組學生自主學習教材、產品樣本、操作說明書等相關學習內容。對于較為重要的教材內容和參考資料教師應直接給予教學相關內容明確的章節代碼指示作為指引,從而便于學生學習和吸收相關理論知識。
其次,教師應制訂和設計科學合理的操作方案。實施過程中可將學生分成小組,每組五至六個人,確定一人為小組長,然后開始采取小組長負責制,每當有工作任務或活動時都是以小組長為中心,小組長負責組織和安排工作任務,并對所要進行的工作項目進行計劃和分工。小組討論可按以下內容和步驟進行:第一,了解常用食品添加劑的類型和屬性,檸檬酸的技術指標、包裝、貯存和運輸等的特殊要求;第二,熟悉檸檬酸的化學性質和屬性,檢測檸檬酸的常規檢測項目、檢驗方法和步驟等;第三,要進行酸堿滴定分析原理的學習,熟練掌握檸檬酸含量測定的方法;第四,對各項設備儀器的操作和使用要規范,同時確定檢測所需的試劑和標準溶液配置正確。教師需向學生講解此次實施項目的目的和所要達成的目標是什么,只有充分的認識和理解所要進行的項目內容,才能有效的激發學生的學習熱情和學習主動性,更加利于分析化學學習的學生清楚了解此項目真正的目的及意義,鍛煉學生的綜合分析能力等[4-6]。
再次,教師組織學生進行方案的實施。實施計劃的設計不僅要得到分析檢測的檸檬酸產品結果,同時還應加強學習和掌握專業化知識。方案實施階段學生和教師之間應遵循自主學習與互相合作的原則。其中的自主學習是指教師不能直接將答案告訴學生,而應將一個現實存在的問題,只向提供學生提供處理問題的方法,比如,教材內容上與這一問題相關的知識點和資料等,這種方式能很好的培養學生的自主學習精神。此外,通過與同學的合作交流來培養學生的團隊合作精神,使得學生踏入社會后能迅速適應工作中的協作與交流。
第四,教師與學生要進行交流評價。讓已經分好的每個小組都選擇一個同學作為代表宣布本小組對檸檬酸質量檢驗的結果如何,同時要進行理由闡述,同時讓參與其中的其他小組代表進行提問,然后進入到現場評定環節。這種方式一方面能夠增強學生對已經獲得的檸檬酸檢驗項目工作成果的認識,有利于分析和解決問題能力的提升。另一方面,給予學生足夠的思考時間、在實際活動中提高學生學習分析化學的主動性和積極性,培養學生使用多媒體設備,進行展示與交流,提高學生的溝通交流能力。在小組之間進行共同討論與交流,這種方式不僅能將實際操作結果化為學習的果實,同時還為學生提供了輕松愉悅的學習環境,有效提高學生綜合分析能力等。
綜上所述,采用項目教學法在分析化學課程教學中的應用,將高校分析化學教學中的理論與實踐教學進行融合與統一,不僅能夠有效提高學生分析化學理論水平的掌握,同時采用項目教學法能將實訓教學資源有效利用,便于學生掌握分析化學所需的各種儀器的使用操作和提高學生自身分析問題和解決問題的能力,并且能培養學生的創新精神以及團隊精神。因此,項目教學法在分析化學實訓改革中具有十分重要的意義。
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關鍵詞:分析化學;課程改革;職業技能
Key words: analytical chemistry;curriculum reform;vocational skills
中圖分類號:G71文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)15-0231-02
0引言
高職教育的辦學宗旨和專業培養目標決定其培養的學生必須具有扎實的基礎理論知識、過硬的動手能力以及自我探索和創新提高的能力。由此引發了人們對傳統職業教育的深刻反省“課程改革勢在必行”成為人們的共識,課程改革的思路是以就業為導向、以能力為本位、以行業職業資格為主線,融知識、技能與素質于一體[1]。分析化學作為生物、食品類專業的一門專業基礎課,為了提高分析化學教學質量,培養新世紀現代化建設需要的專業人才,課程組在深入調查兄弟院校分析化學教學現狀的基礎上,結合我院相關專業的具體情況,不斷探索教學改革的思路,并在教學中逐步完善和提高。
1分析化學課程現狀分析
1.1 教學內容及教學體系陳舊與當前的科技發展要求相比,目前分析化學課程內容方面存在嚴重不足,有機分析的內容很少,分析化學實際上成了無機分析;樣品預處理和數據處理的內容偏少,學生只能依葫蘆畫瓢。
1.2 教學方法和教學手段落后目前教學方法沒有充分發揮學生的主觀積極性,以課堂講述、灌輸式為主,往往過多注重科學知識的教育,而對科學能力和科學品質的教育重視不夠,不適應當今社會對人才的要求。
1.3 實驗教學環節薄弱現有實驗部分內容簡單、綜合訓練內容偏少,只停留在驗證性的實驗室階段,對實際樣品的處理能力有待提高。因而分析化學課程改革不僅是必要的,而且是必須的。
2分析化學課程改革探索
高職教育與普通高等教育不同,職業教育課程定位于特定的職業或職業群,瞄準能力開展教學,培養的學生應當具有良好的職業道德和職業素質,具有扎實的、系統的專業應用知識,具有熟練的職業技能,同時具備可持續發展的能力。我們要培養學生的“系統的應用知識”而不是專業理論知識,這是高職教育培養目標的核心所在,這也是高職學生與普通高校學生培養目標上的本質區別[2]。
2.1 根據企業對技能型人才的需求確定能力目標通過到相關企業調研和聘請企業技術人員參與共同制定人才培養目標。
2.1.1 知識教學目標:①使學生掌握分析化學的基礎知識、基本理論、基本實驗技能;②培養學生對分析化學基本概念、基本理論、基本運算原理的應用能力;③使學生具有實驗室常用儀器、設備的規范使用能力及對基本化學分析方法和儀器分析方法的應用能力;④使學生具有物性檢測基本能力和典型物質的制備、分析能力。
2.1.2 能力培養目標:①使學生掌握化學的基本原理及分析方法,在進行教學的同時,注重基礎理論的發展過程及聯系,培養學生解決一般問題的能力;②將一些較典型的屬于知識傳授性質的內容以及較簡單重復的內容通過課外教學的形式傳授給學生,培養學生的自學能力;③通過教學過程滲透和技能專題培訓,使學生具有化學分析工國家標準規定的基本知識和基本操作技能。
2.2 根據課程培養目標確定教學大綱及計劃分析檢驗崗位及相關職業崗位(群)的能力需求,堅持以學生為主體、基本理論為基礎、基本技能訓練為中心、職業能力培養為重點、綜合素質能力培養為目標的教學理念,注重培養學生學習能力、分析能力、動手能力、創新能力。
2.2.1 改革課程內容:精選理論內容,夯實理論基礎,遵循“①突出職業導向;②體現專業特色;③強化技能訓練;④突出學生主體”的原則,在課程的難度和廣度方面,遵循“實用為先、夠用為度”的原則,將職業資格要求的有關內容納入教學內容中,圍繞所確定的職業能力要求設置課程模塊,對課程內容進行整合。把國家行業標準和分析化學傳統知識有機結合,優化教學內容,加強實訓課內容的針對性,實訓內容完全來自生產一線分析檢驗內容,我院學生的“職業資格證書”獲得率達90.2%以上,學生一畢業就能在分析檢驗崗位上工作,實現課程與崗位零對接。
2.2.2 突出實踐教學:《分析化學》是一門以實驗為基礎的科學,制定出本課程學生基本操作技能、專業技能和綜合技術應用能力訓練的實踐教學計劃,統籌安排實踐性教學內容,將基本技能和技術應用能力訓練貫穿于教學全過程,形成系列實踐環節。內容安排上主要涉及三個方面:①基礎性實驗;②綜合性實驗;③創新性實驗。各層次實驗均由指導、綜合、設計等由易到難、循序漸進、不同要求的實驗組成;以課程、課外,必做、選做,開放、培訓和競賽等多種形式開設;以操作、答辯、撰寫小論文、完成小項目等多種方式考核;每年保持25%左右的實驗更新率。我們還結合大學生科技活動和課程進展,由實驗室擬定相關的實驗項目,由學生自己設計實驗,自己配制試劑,自己完成實驗,以培養他們的創新思維和分析解決實際問題的能力,真正做到學以致用。
2.2.3 理論與實驗有機融合:理論知識比較抽象枯燥。分析化學的理論、原理和定律都是通過實驗總結出來的。充分挖掘和發揮分析化學實驗在培養學生學習分析化學的興趣、動手實踐能力、理論聯系實際能力、創新能力等方面的功能,是當今化學教育研究的課題,這就需要老師們在教學上下苦功夫。比如,誤差和數據處理是化學實驗基礎內容的重要組成部分,為學生處理數據、選用試劑和儀器及記錄提供了理論基礎。這部分可放在學生天平操作練習中講解,讓學生在托盤天平稱量并記錄出稱量瓶的質量,再讓他們用分析天平稱量并記錄數據,兩個數據一對比,學生自然明白儀器的準確度及測量誤差的大小,再讓他們用托盤天平稱量2.1g的NaCl倒入稱量瓶中,問總質量是多少?學生一定會把分析天平稱出的稱量瓶質量數據與2.1相加的結果答出來,這時再讓學生用分析天平再稱量,結果自然不是剛回答的數據,你再講數據相加減時,數據修約以絕對誤差最大的數據為標準保留到小數點后第幾位等等,這樣起到一舉多得的效果,也充分調動了學生的興趣。
2.3 根據教學內容實施多種教學方法和手段在教學中由淺入深,由易到難,分操作練習、化學分析、儀器分析、綜合性研究式實驗四個階段安排實驗,以基礎訓練――綜合性實驗――研究式實驗三個層次推進實驗進程,在課程教學實踐中,課程組以提高教學質量、培養學生主動學習能力和創新能力為目的,堅持以學生為中心,基本技能練習為重心,不斷進行教學方法和教學手段改革。摸索出了一系列生動、有效的教學方法,采用了多種靈活高效的教學手段,收到了良好的教學效果。
①以人為本,因材施教:確立教師“因材施教”,學生“因材施學”的以人為本的教學理念,強化素質教育。在保持教學大綱、基本要求、教材和教學進度相同的基礎上,根據教師特點和學生現狀采用不同層次和不同授課方式進行教學。②情境式教學:這種方法應用于外界條件與化學反應方面的講授。由于一種化學反應往往受多種結構因素及外在條件的影響,如果由教師來一一羅列,就顯得非常繁瑣。而采用情境式教學,教師將教學的重點置于一個實際情境中,引導學生借助于情境中的各種情況去發現問題、解決問題,使學習者從多個側面來審視情境中的每個問題。在此基礎上,教師逐步引導學生形成一些概念和理論,從而使學生可以用自己的理解方式去體驗和思考問題。情境式教學與問題式教學的區別在于后者主要由教師設問,而前者是由教師設定情境,由學生自主設問。③逆引式教學:這種方式主要用于化學基本概念的講授。一般的方式是先講概念或理論,再聯系科研或生產實例,介紹其應用。而我們不是機械地、線性地講哪個公式如何應用,哪條理論的實際意義,而是采用逆向引導的方式,先引出實例,羅列現象,讓學生從現象中提煉、發掘和驗證化學反應的實質所在,通過這樣的逆向引導,往往在教師總結之前,學生已經知道問題的答案了。④啟發互動式教學:傳統的教學模式是老師教,學生學,長此以往就會造成學生的一種被動學習的不良習慣。本課程采用老師適當引導,充分發揮同學們的主動學習能力,在課堂上營造一種活潑、生動的互動式學習氛圍,學生的問題能夠及時地提出,及時解決。形成一種以教材為綱,結合分析化學領域一些熱點問題的討論,進一步激發學生的學習熱情。⑤體驗教學:分析化學課程利用學院相應專業“訂單培養模式”的優勢,定期組織學生到“訂單”企業的分析化驗車間參觀、見習、實習,為學生在真實的職業環境中接受鍛煉創造了機會,也為企業和畢業生雙向選擇提供了“零距離”機會。⑥積極使用現代教學手段,促使學生由被動學習向主動學習轉變。充分利用教學課件、錄像片、動畫庫、多媒體教學軟件、課程設計軟件等媒體資源。把過去很難描述的分析化學理論、原理、過程等利用動畫和錄像的形式清晰形象地展現在學生面前,圖文聲并茂,教學過程直觀明了,使教學內容實感性增強,留給學生以深刻印象,激發學生學習興趣和學習主動性,在精簡授課學時的同時提高了教學效果。
2.4 根據培養目標改革考試方式、注重過程考核改革緊扣工學結合的思路。理論教學考核采用100分制,其中期末考試占70%,平時成績占30%。分析化學技能十分重要,將實驗技能考試與職業技能考試接軌,對學生技能培養起到導向作用,效果顯著。實驗教學考核采用100分制,其中,期末測試占50%,平時成績占50%;使學生不但注重學習的結果,而且注意學習的過程,避免了一些學生平時學習不用功而在考前臨時突擊或者平時學習很用功而期末由于特殊原因使考試成績不理想的弊端。期末測試多采用學生抽題考試方式進行。學生抽到題目后完整的作出實驗,老師現場打分。平時實驗不僅有老師打分,還加入學生的互相打分。讓學生知道,對,為什么對,錯,為什么錯。
3結束語
從多年來的教學實踐探索來看,分析化學教學的設計和安排取得了良好的教學效果。反映在后續課程的學習中學生有良好的專業基礎知識和自主學習能力,培養了扎實的基本操作技能;化學檢驗工、食品檢驗工通過率都在96%以上。企業非常歡迎學生去實習,在實習中有很多學生被企業所招用,畢業生在工作崗位上以出色的業績被同行認可。
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【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)3-0189-02
在分析化學實驗教學中,根據其教學特點:有實驗場所,實驗儀器,有提出問題的素材和解決問題的平臺。在這幾年的分析化學實驗教學中,我從培養學生創新能力的高度出發,把"發現問題、提出問題、解決問題"的教學思路貫穿于分析化學實驗的教學設計及教學過程中,進行多年的教學實驗探索,取得了一些成果。本文由具體的分析化學實驗教學方案設計出發,探究學生問題意識的培養方案及策略。
在分析實驗中創設生產實際場景,打造培養發現問題、創新思維的平臺。使學生在分析實驗中體驗到發現問題、解決問題的樂趣和成功喜悅
例如在分析化學實驗中的第一大類實驗:酸堿滴定法的教學中,《分析化學實驗》課本第三版教材選編了《實驗三:氫氧化鈉和鹽酸標準溶液標定》;《實驗四:銨鹽中氮含量的測定(甲醛法)》;《實驗五:混合堿的測定》;教材按照實驗原理、試劑、實驗步驟、思考順序編寫。按照課本的內容進行實驗,學生感覺到分析化學實驗其實就是高中的酸堿滴定,大學一年級的無機化學實驗。因為實驗中儀器相同、化學試劑相同,只是要求稍微有點不同。學生覺得分析化學實驗沒有新意,沒有深度,沒有興趣,做這種實驗就是浪費時間。為了改變這一狀況,適應新課改的教學要求,在實驗中用問題解決教學法的教學思路,對酸堿滴定的教學設計為:
(一)實驗資料呈現
給學生提供要解決的問題的素材: ①遵義堿廠生產的產品:燒堿的含量測定、工業鹽酸含量的測定;②貴州赤天化生產的尿素含量測定;③白酒當中脂含量的測定,④甲醛含量的測定。這些素材都是學生很熟悉的產品,有強力解決問題的欲望。
(二)分析實驗題材,發現問題,查找、思考解決問題的方法
1.對學生進行分組,提出實驗要求。
將學生分為幾個小組,每組3-5個學生,在實驗前進行資料查詢、找出檢驗的方法(每個產品至少一種,甚至幾種檢驗方法),根據實驗室現有條件,選定適合自己的實驗方法,找出方法的關鍵原理,實驗儀器。比較在含量測定中的異同。
2. 查找資料,尋找正確解決問題的方法。
(1)工業鹽酸含量的測定。
根據GB320-2006《工業用合成鹽酸》,HCl的含量測定原理:用Na0H標準溶液來滴定一定量的鹽酸樣品,溴甲酚綠做指示劑。反應原理:酸堿中和滴定
(2)貴州赤天化生產的尿素含量測定:
對于氮肥中氮含量定,常用的兩種方法:
①甲醛法:稱取一定量的銨鹽樣品,加入甲醛進行弱酸強化,再用氫氧化鈉標準溶液滴定H+,反應方程式為:
4NH4++6HCHO=(CH2)6N4H++3H++6H20
② 蒸餾法:一定量的樣品中置于蒸餾瓶中,加入過量氫氧化鈉,加熱蒸餾。NH3被蒸餾出來,蒸餾出來的NH3用過量的鹽酸標準溶液吸收。用氫氧化鈉標準溶液滴定(甲基紅做指示劑)反滴定過量的鹽酸標準溶液,通過計算即可確定銨鹽中的氮含量,方程式為:
NH4+ + OH-=H2O + NH3 NH3 + H Cl=NH4Cl
(3)白酒當中脂含量的測定
國家標準:用一定的0.1molL-1氫氧化鈉標準溶液和定量的白酒溶液在全玻璃回流裝置中回流30分鐘,使白酒中的脂和氫氧化鈉充分進行酯化反應,剩余的氫氧化鈉溶液用鹽酸標準溶液反滴定,通過計算即可算出白酒中的脂含量。
(4)甲醛含量的測定
甲醛是一個重要的化工產品原料,在環境污染、室內裝修污染、食品行業中,都有甲醛中毒的隱患,因此,對甲醛的檢測方法的探討研究,很多學生都有極大興趣,其檢測方法很多,常見測定法:
酸堿滴定法:亞硫酸鈉和定量的硫酸標準溶液進行反應,生成亞亞硫酸鈉。
2Na2SO4+H2SO4=2NaHSO3+Na2SO4
亞硫酸鈉和一定量的甲醛樣品反應。
CH3CHO+ NaHSO3=CH3OH2SO3Na
剩余的硫酸溶液用氫氧化鈉標準溶液滴定(酸堿反應)
NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
根據硫酸溶液的體積的差即可計算出甲醛的含量。
(三)總結發現的問題,提出解決問題的關鍵原理、技術、方法
1.上述要檢驗的產品雖然是不同的各種化工產品及生活用品,但在檢驗他們的含量時,其主要化學原理都是酸堿反應。
2.認識到酸堿滴定理論在無機、有機、食品、醫藥等產品的檢驗中應用廣泛,是一類常用的檢驗方法。
3.認識到分析化學實驗的實用性和重要性,從內心深處認識到即將所學的分析化學實驗知識將來在生產實際中非常有用,提高了學習實驗技術積極性,對實驗產生了濃厚的興趣,對即將進行的實驗產生一種一定要在實驗中掌握好實驗技能,準確完成產品測定的期待和沖動。
4.要解決產品含量的測定問題,不但要掌握分析化學的理論知識,更要學會分析化學實驗中的基本實驗技能及技術,學會分析儀器的正確使用、化學試劑的配制、樣品的取樣、制樣??????等一系列的化學分析技術。
(四)問題解決教學法在實驗教學中的優勢
在分析實驗中,問題解決教學法使學生通過接觸實際生產中要解決的實際問題(創建問題平臺),用理論知識解決不了實際問題(發現問題),自己動手查找、整理資料、尋找檢驗方法,提煉出要掌握的關鍵實驗技術及技能(找出解決問題的方法),為學生進行實驗確立了明確的實驗目標,極大提高了學生實驗的積極性和迫切感,使學生心中產生一種非要學好實驗技術技能,去解決生產實際問題的心里情景。這種心里情景對提高學習效力是非常良好的。
所以,"問題解決"教學過程中訓練了學生的實驗技能、鍛煉實踐能力,培養了觀察、思考、細致、嚴謹務實的科研態度及探索精神。學生在"問題解決"過程中享受探究的快樂和成功的喜悅,極大地提高了學生通過實驗教學而獲得的專業素養和求知欲望。
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