高校本科分析化學實驗教學探索

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高校本科分析化學實驗教學探索

【摘要】高等學校的根本任務是培養人才,培養具有創新能力的人才是當前本科教學改革的重要目的之一。創新高校本科分析化學實驗教學,可以提高分析化學教學質量,為創新高校本科教學提供有力支撐,為培養具有創新能力的人才提供有效途徑和方法。

【關鍵詞】實驗教學;分析化學;創新

0引言

高校本科分析化學實驗是基礎化學實驗的一部分,內容既要涵蓋分析化學四大平衡等基礎實驗,又要兼顧應用性、綜合性強的創新實驗。傳統的教學模式存在著諸多弊病,實踐性教學環節薄弱、創新意識和能力不強,是目前分析實驗教學中較為突出的問題[1]。針對目前高校本科分析化學實驗教學存在的問題,要改革實驗教學內容,使設計性、綜合性、創造性、研究性實驗內容占整個實驗內容的30%以上;改革實驗方法,使之更加符合實驗科學的規律;改進實驗手段,增加和擴大實驗室開放時間和范圍;提高實驗教學水平,使實驗室成為培養學生創新精神、實踐能力和科學素質的主要陣地[2]。

1創新高校本科分析化學實驗教學是適應時展要求的需要

1.1提高高等教育質量的需要

伴隨我國高等教育大眾化進程的加快,高等教育的質量問題亦引起社會各界的廣泛關注,推動高等教育改革,提高教育質量的呼聲亦愈強烈[3]。當今中國高等教育發展的重點將進一步集中于質量的保障與提高,提高質量已成為高等教育發展的核心目標、大學創新的主要追求,迫切需要大力加強實驗、實踐教學改革,推進高校實驗教學內容、方法、手段、隊伍、管理及實驗教學模式的改革與創新。

1.2培養適應時展的分析化學人才的需要

目前中國高等教育發展的關鍵詞是“創新人才培養”和“教育質量的提高”,這給高等教育的發展帶來了機遇和挑戰。分析化學實驗應用廣泛,特別是各種檢測機構的日常分析檢測,都離不開分析化學高素質的人才。分析化學實驗如何結合當今社會所需要的人才質量標準,開設適合時展的實驗課程,使學生畢業就業后就能快速地適應崗位的需求,是亟待進一步探索的課題。

1.3提高分析化學實驗室效率的需要

目前教學實驗室以專業甚至教研室為基礎,小而全、重復建設、利用率不高。很多高校為了提高學生的動手能力,在學生尚未掌握理論基礎的情況下,就安排學生進實驗室,往往出現這周已做的實驗下周就不知道如何操作了,這個學期開設的實驗下個學期又全部還給了老師。即使學生勉強完成開設的實驗項目,也根本沒有更多的精力和時間去探討創新實驗,加之中期水平實驗和本科論文時間短,很難收到良好的效果。

2當前高校本科分析化學實驗教學存在的主要問題

2.1實驗教學內容不能滿足生產實際的需要

目前,教材實驗項目內容偏重于基礎的知識和技能的訓練,驗證性項目過多,研究型、創新型、綜合性項目偏少;對簡單樣品分析實驗較多,而對復雜樣品分析檢測實驗較少;而且實驗進行的訓練與生產實踐嚴重脫節,不能滿足生產實際的需要。

2.2實驗室管理存在安全隱患

分析化學實驗室的工作,與化學試劑、儀器接觸較多,實驗室安全是第一大事[4]。分析化學實驗屬于大班授課,集中做實驗,每人一套儀器,實驗所需藥品量多,包括硫酸、鹽酸、硝酸、甲醛、石油醚等常用的危險藥品,稍有不慎就可能引發安全問題。學生第一次進入實驗室前的安全教育往往流于形式,雖然實驗室配備了滅火器、沙箱、防火毯、醫療箱等防止意外事故發生的設施,但是學生從未實踐操作,一旦出現事故后果不堪設想。

3創新高校本科分析化學實驗教學的基本路徑

3.1實驗教學方法的創新

一是提高教師的實驗教學方法。教師應靈活運用現代化信息教學方法,運用多種導課方式,吸引學生的興趣[5-7],譬如可以通過建立師生學習交流的QQ群、微信平臺等,為學生又好又快完成實驗解疑釋惑。教師應從重教轉向側重研究適應學生的學習方法,提升教學的針對性和實效性。學校要有目標、有計劃地推進師資培訓工作,為實驗技術人員提供進修、培訓、研討交流、考察等各種提高的機會。二是提高學生自主學習的能動性。要通過建立分析化學實驗教學網絡平臺,教育引導學生提前預習網絡資料、視頻、課件,促進學生自覺掌握實驗操作流程,激發學生自主學習熱情和創新意識。開展“我做實驗”項目,教育引導學生通過實驗提出對實驗的改進建議和初步設想,提高學生提出問題、分析問題和解決問題的能力,并善于從實驗中總結經驗、觸類旁通,為后面的中期水平實驗和創新實驗提供基礎。三是因材施教。針對系統學習了分析化學理論知識的化學班的學生,重點講解實驗的操作步驟以及注意事項,教育引導學生在實驗操作過程發現問題、解決問題;針對沒有開設分析化學理論課程的非化學班的學生,多講解實驗原理、目的和步驟,讓學生明明白白做實驗,真正通過實驗來掌握實驗原理,達到實驗的目的。四是采用多媒體現代化教學手段。通過制作全套的分析化學實驗多媒體課件,并上傳到微信平臺,讓學生實驗前了解掌握實驗儀器、藥品的使用等基本操作技能,激發學生自主學習興趣,提高實驗教學效率和質量。

3.2實驗內容的創新

一是改革預習考查形式。在實驗正式開始之前,事先準備好15分鐘的實驗預習考查,根據不同的專業,要求學生當場做3至5題關于實驗的題目,可采取筆試和口答的形式,并計入實驗成績,以此可以有效檢查學生預習實驗的情況,教師在講解實驗的時候對不同班級的學生有所側重,真正做到靈活教學。二是推行微型實驗教學。微型化學實驗[8-9]是指實驗儀器小、試劑用量少、便于操作、安全性好、現象明顯的一類實驗。適當開設微型實驗,可以優化教學內容,提升教學內容品質,能夠大幅度地節約實驗的各項成本,增強學生實驗的興趣,縮短實驗時間,減少實驗對環境的污染。三是實施學生自主選取實驗樣品。要按照人才培養計劃中的人才培養目標,針對原有分析化學實驗內容存在的問題,對幾大基礎實驗內容進行重新組合,適當刪減驗證型實驗內容,增加與生產實踐、相關專業緊密聯系的綜合性、創新性實驗。在實驗項目的選擇上,盡量采用人們身邊的生活、生產實踐密切聯系的實驗項目,如在水的總硬度、水中耗氧量的測定,可以由學生自己提供實驗樣品,可以取河水、泉水、自來水等,讓學生真正認識到學以致用的道理,也為學生今后的學習和科研提供參考。

3.3實驗室管理的創新

一是儀器的管理。實驗室的儀器包括常用的儀器和非常用的儀器。由于分析化學實驗室長期處于一個高酸高堿的環境,一些精密儀器需遠離大實驗室保存。分光光度計、分析天平等精密儀器管理極為嚴格,保存環境應配備抽濕機,保持適宜的溫濕度,并對儀器進行定時維護、校正,以及對每臺儀器的使用情況和性能進行登記。酸、堿式滴定管可固定鐵架臺上,防止存放時損壞,其他常用儀器需按順序依次保存在實驗柜里。此外,在購買儀器時,可適當選用體型小,攜帶方便的現代化儀器,如實驗室經常使用的水浴鍋,就可以使用單獨的水浴鍋,占地小,便于收藏,一般放于學生的柜子里就可以了。二是藥品的管理。既要年度有計劃地訂購強酸強堿等危險藥品,又要適當放寬一般藥品的訂購數量,以保證應對臨時開設的實驗和各種賽事用的藥品需求。此外,還應加強實驗室藥品的安全管理,強化危險品安全意識和突出事件應對教育,防止安全事故發生。

【參考文獻】

[1]柳玉英,王平,王粵博,等.改革分析化學實驗教學模式培養學生自主學習能力[J].實驗室研究與探索,2018(4):217-220.

[2]賈華麗,周娟,周冰.分析化學實驗教學改革與師范生技能培養[J].廣東化工,2015,(14):251,260.

[3]徐梅.以提高質量為核心推動高等教育內涵式發展[J].中國高等教育,2013(5):14-16.

[4]高培紅,向丹,張雯等.分析化學實驗教學及實驗室管理探討[J].教育教學論壇,2015(10):232-233.

[5]張煥,李綱,張靜等.分析化學實驗教學中的導課方法與實踐[J].化學教育,2015(4):22-25.

[6]劉霞,潘濤,黃兆琴等.分析化學課程網上實踐教學的組織與實施[J].化學教育,2018(22):65-68.

[7]譚亮,楊素芳,馬銘等.微型分析化學實驗教學與“兩型社會”觀教育[J].實驗室研究與探索.2012,31(3):116-118.

[8]劉巋.高等師范院校開展微型化學實驗之淺見[J].中國科教創新導刊,2007(20):168.

[9]呂玉光,于莉莉,王旭等.分析化學實驗教學中培養學生創新能力的改革[J].藥學教育,2013,29(5):52–54.

作者:楊素芳 單位:湖南師范大學

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