分析化學實驗教學改革探索

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分析化學實驗教學改革探索

摘要:分析化學實驗是化工類專業的一門重要的專業基礎必修課程。分析了分析化學實驗教學過程中存在的問題,從教學觀念、上課模式、實驗內容、教學方法四個方面探索實驗教學改革的思路和方法,采用理實一體化教學統一理論和實驗,合理安排實驗內容,使知識結構更完整,層次更分明。改良式對分課堂的教學模式,使課堂氛圍更活躍,學生的參與度更高,對知識的接受更積極,更主動。

關鍵詞:分析化學實驗;教學改革;教學模式;教學方法

分析化學實驗是分析化學的重要組成部分,與理論知識聯系緊密,旨在通過實驗加深對理論知識的理解,使學生對分析化學中的定量分析和定性分析有更加深入的理解,培養學生實事求是的科學態度和嚴謹的工作作風,提高分析問題、解決問題的能力。隨著時代的發展,高職學生有了新的特點:(1)生源更為復雜。如酒泉職業技術學院統招生、三職生、單招生各占三分之一,學生的化學基礎知識容量與以前的學生相比,更為薄弱,能力層次不齊;(2)獨生子女多,自理能力差,依賴性強;(3)學習成績不突出,自信心不足,缺乏自我表現能力;(4)動手能力較差,缺少一些應有的生活常識;(5)受挫折教育少,心理承受能力較差。面對如今的學情,如何上好分析化學實驗課,培養出適應社會需求的專業人才,是我們要不斷探索的問題。

1分析化學實驗教學現狀分析

1.1教育觀念過時

傳統的高等教育更注重學生對理論知識的掌握,忽視對學生創新能力和綜合素質培養。綜合素質的培養指學生將所學知識應用到實踐的能力,實現知識、能力、素質的同步提升[3]。教學中,相對于實驗課,老師更注重理論課的教授,導致學生也不重視實驗課,認為實驗課是理論課的附屬品,教學效果差。所以,教改的首要任務是轉變教師觀念,進而轉變學生觀念,發揮學生的主動性,培養學生創新能力和獨立思考能力。

1.2實驗和理論銜接不連貫

在我院,分析化學實驗課是工業分析、化工單元操作等專業課的基礎。在課程設置時,分析化學的理論課和實驗課由不同的老師在固定的時間進行授課,導致理論課一個進度,實驗課一個進度。有時,理論已經學習完成,過了好久才進行實驗課,進行實驗室提去記憶有困難;更多時候,理論還未學習,就開始實驗課了,實驗課走到了理論課的前面,學生對實驗的操作就是機械化的操作,無法做到高質量的融會貫通的完成實驗課。同時,理論課和實驗課的老師大多考慮各自的進度及上課情況,較少考慮理論課和實驗課的連貫性,導致理論課和實驗課的銜接不夠連貫,忽視了分析化學知識的連續性滲透,使實驗課中缺少理論的指導,影響學生的綜合實力的提高。

1.3實驗內容安排不合理

目前,分析化學實驗教學過于簡單,教學內容驗證性、重復性實驗多,研究設計性實驗少;簡單實驗多,綜合性實驗少;經典實驗多,創新性實驗少[2]。我系開設的分析化學實驗是以四大滴定為主的基礎性實驗,但僅僅掌握這些基礎操作,是有一定局限性的。現階段,我系石油化工生產技術、應用化工生產技術及工業分析與檢測技術這三個專業分析化學實驗課的教材和實驗項目基本一致,忽略了具體專業的需求,明顯不能適應以應用為基礎的職業教育的人才培養模式。

1.4教學方法陳舊

傳統的實驗教學多采用“注入式”的教學方法[1]。學生只需要按照既定的步驟完成實驗即可,學生無需思考實驗過程中可能出現的問題、產生這些問題的原因及解決辦法,不能充分調動學生的積極性和主動性,不能使學生做到對理論知識的深入理解,更不能培養學生獨立思考、分析問題、解決問題的能力。

2分析化學實驗教學改革與探索

2.1轉變教學理念

在報告中指出,建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程,必須把教育事業放在優先位置,加快教育現代化,辦好人民滿意的教育。要全面貫徹黨的教育方針,落實立德樹人根本任務,發展素質教育,推進教育公平,培養德智體美全面發展的社會主義建設者和接班人。完善職業教育和培訓體系,深化產教融合、校企合作。針對職業教育,強調了深化產教融合、校企合作的重要性,強調了職業教育中培養實踐能力的重要性,動手操作能力必要性。同時,大學教育正在從應試教育的影響下解放出來,轉向全面提高大學生的素質,培養可持續發展的人才上來。所以教師也要提高自身專業素養,不斷充實自己,提升自己的綜合能力,在上課和生活中,潛移默化地影響學生;同時注重自己實踐動手能力的提高,從觀念上,打破知識的完整性,注重實踐中知識的應用,強調實踐和理論同樣重要,甚至,在職業教育中,學生的動手實踐能力要比理論知識的掌握更重要,我校開始進行學徒制試點工程,強化校企合作,讓學生在真實生產環境中把理論應用實踐,使實踐能力有更大的提升。

2.2統一理論與實驗

根據我院學情,一方面,我們將理論和實驗進行理實一體教學,解決了理論與實驗不一致的問題。另一方面,我們采用了“改良式對分課堂”教學模式來激發和帶動學生的積極性。“對分課堂”是復旦大學張學新教授提出的一個課堂改革新模式[4],其核心理念是把一半課堂時間分配給教師進行講授,另一半時間分配給學生以討論的形式進行交互式學習,這樣,在講授和內化吸收之外,突出了課堂討論過程。在實施中,最關鍵的一點是把講授和交互式學習在時間上分隔開來,讓學生在這兩個過程之間有充分的時間按自己的節奏進行個性化的內化吸收。我院的實驗課是3課時,學期初用講授法,講解對分課堂的上課模式,并講解實驗的項目、原理、方法等內容,為對分課堂做準備。每節課后,學生需完成實驗報告冊,同時通過網絡查詢,為下一個實驗項目選擇可行性高的實驗方案。課堂上,我們采用改良式對分課堂。討論階段:在規定時間內,根據自己準備內容,以小組為單位,討論本小組要實施的最佳實驗方案。實操階段:在實驗條件允許的情況下,以小組為單位,用本組的方案進行實驗;過程中,老師不斷巡回指導,改進實驗方案,指導實驗操作,直至完成實驗。講授階段:給出下一個實驗項目的原理、方法等內容的提綱,布置作業。最后,不論實驗成功與否,引導學生總結經驗、收獲和不足。采用對分課堂的最初目的,是幫助學生建立自信心,讓學生發自內心認可自己,所以不論成功與否,積極地鼓勵、激勵學生,是繼續采用這種教學模式的關鍵。令人欣喜的是嘗試對分課堂,學生從抗拒到適應,再到喜歡。雖然開始提出的實驗方案可行性低,經過幾次嘗試后,討論的方案,從可行性、嚴謹性上都有了進步,動手能力、學習成績也有了提高,除此之外,更重要的是開心的學生、快樂的教師、活躍的課堂氛圍、融洽的師生關系和令人滿意的教學效果。

2.3合理安排實驗內容

實驗教學內容的質量直接影響教學水平和教學效果,進而影響學生學習的積極性、主動性和創新性。針對我院教學現狀,在熟練掌握滴定分析基本操作的基礎上,理論聯系實踐,豐富實驗內容;在新課改的要求下,重視實驗的設計性、創新性,培養學生舉一反三的能力,力求采用多種方法保質保量地完成實驗目標。在內容的安排上,肯定滴定分析基本操作的重要性,同時增加一些大型分析儀器的內容,如紫外-可見吸收光譜、紅外光譜、原子吸收光譜、熒光光譜及高效液相色譜等,幫助學生理解和消化理論知識,擴寬學生的知識面,豐富學生解決問題的思路和方法。在此基礎上合理安排實驗的順序和內容,基礎性實驗練習動手操作能力,占實驗總數的3/7;綜合性實驗擴寬思維,占實驗總數的2/7;創新性實驗培養能力,占實驗總數的2/7。實驗內容分為三個層次,即基礎實驗、設計性實驗及綜合實驗,分別側重培養學生的基本操作技能、獨立實驗能力及綜合運用知識進行科學研究的能力,循序漸進,層層遞進,逐級發展。為了使實驗內容更適合人才培養目標的要求,在內容和形式上都更加重視專業建設,在教學方法、內容、應用都更具有專業特色[5],根據我院的要求,教師在教學過程中可以根據不同專業和學時有所側重地選用不同的教材,以符合各專業的專業特色[6]。石油化工生產技術專業選用哈爾濱工業大學出版社的《分析化學實驗》,里面包括分析化學實驗的基本知識、儀器及操作方法介紹,還收入了36個基本實驗,23個綜合實驗以及重在培養學生創新能力和綜合技能的設計性實驗項目10個,內容很豐富,每一類實驗都有選擇余地。應用化工技術專業選用化學工業出版社的《分析化學實驗》(第一版),里面包括分析化學實驗基本知識、定量分析儀器及基本操作、儀器分析設備及操作方法、酸堿滴定實驗、配位滴定實驗、氧化還原滴定實驗、沉淀滴定與重量分析法實驗、光學分析法實驗、電化學分析法實驗、色譜分析法實驗、綜合性和設計性實驗,涵蓋了定量化學分析實驗和儀器分析實驗的內容。工業分析技術專業有專門的儀器分析課程,所以他們開設的課程里面只需要掌握滴定分析的內容,所以工業分析技術專業選用武漢大學的《分析化學實驗》(第5版),里面包括分析化學實驗的基礎知識、常見離子的定性分析實驗、定量分析儀器與操作方法、定量分析基本操作實驗等。

2.4改革教學方法

傳統的教學方法都是先講解原理,緊接著講解操作步驟,讓學生跟著步驟做就好[7];我們現在以項目為驅動,以小組討論的方式,推進實驗。老師借助對分易微信平臺,發送與實驗的項目和提綱相關的不同實驗方案視頻,借助現代化的教學手段讓同學們有更多的選擇,讓同學們對照查看,可以選擇自己認為好的一種,或者自己查找到的最優實驗方法。上課后,小組討論,共同選出本小組的最佳實驗方案,并依據本組實驗方案開始實驗,老師逐一查看實施方案,一方面指導學生,共同討論實驗內容的可行性,共同改進實驗內容和步驟,另一方面,檢查學生的預習情況。不同的小組,有的會選擇不同的方法進行實驗,有的會選擇相同的方法進行實驗,學生在實驗操作時,教師不斷地巡回指導,嚴格督促學生的操作,確保他們操作規范、準確,達到我們的實驗目的,給學生樹立客觀的實驗態度,培養良好的實驗素養。完成實驗后,實驗的結果和數據層次不齊。首先,積極鼓勵、激勵學生分析自己的實驗,提出自己的見解,分享自己實驗過程中的問題、收獲、成功的關鍵、失敗的原因和改進措施等;學生通過查資料,小組完成實驗,通過自我診斷,判斷實驗的成敗,對本組實驗完成情況做出客觀的分析,培養學生團隊合作的能力,培養學生實事求是的科學態度和嚴謹的作風,以及在實驗中分析解決問題、勇于創新的能力。然后,補充學生實驗過程中的不足、存在的問題,分析問題發生的原因,找出改正的措施。最后,要求學生按照實驗真實情況完成實驗報告。此外,因為使用的一些藥品難降解、有毒性,流入下水道會污染環境[8],所以要樹立學生綠色環保的理念,開發綠色實驗,減小使用劑量,同時改進污染大的實驗,讓學生在實驗過程中認識綠色化學,增強環保意識。

3結語

為了適應21世紀社會對化工類人才的需要,本文在分析化學實驗的教改中,通過對教學理念、上課模式、教學內容、教學方法的探索與實踐,使學生在動手能力、實驗技能都有一個新的提升,培養學生嚴謹的科學作風、實事求是的科學態度、探索開拓的意識、踏實有序的作風等。在教學過程中,強調學生的主動性、反思性和合作性,關注學生的全面發展,使教學更加適應學生的發展,老師作為學生學習的促進者,在完成教學內容的同時,把學生培養成具有扎實的實驗操作能力、勇于創新的精神、科學嚴謹的態度的實用性人才。

參考文獻

[1]葛佳.分析化學實驗教學改革探索[J].教育教學論壇,2017(36):267-268.

[2]任春艷,馬傳利,呂海濤.分析化學實驗教學改革的幾點建議[J].化學教育,2015,36(22):42-44.

[3]任永麗,董海峰.民族院校分析化學實驗教學改革探討[J].科技經濟導刊,2017,19:150-153.

[4]張學新.對分課堂中國教育的新智慧.1版[M].北京:科學出版社,2016:4-6.

[5]謝冬,李健.應用型本科院校分析化學實驗教學改革[J].淮北師范大學學報(自然科學版),2017,38(1):93-96.

[6]王瑩,關磊.基于石油化工專業特色的分析化學實驗教學改革初探[J].當代教育理論與實踐,2016,8(7):54-56.

[7]賈婧.分析化學實驗的教學改革與實踐[J].課程教學,2017,31(11):71.

[8]劉良紅,李嘉,舒彥,等.醫學院校分析化學實驗教學改革初探[J].廣州化工,2017,45(11):198-199.

作者:裴秀 單位:酒泉職業技術學院化學工程系

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