時間:2022-02-04 08:17:45
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇分析化學,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞]藥學;藥理化學;分析化學
隨著我國醫療事業的飛速發展與進步,藥學研究水平越來越高。其發展主要依賴于藥物分析技術,藥學研究對我國醫藥事業開發、創新、發展等方面具有重要促進意義,能夠間接提升我國經濟水平,從根本上提高我國健康保障水平。
一、藥物化學和分析化學的基本概念
(一)藥物化學概念
所謂藥物化學主要是將化學分子原理應用于藥物研發,從科學角度分析化學藥物的基本構成、生物效應及相應藥性原理等相關內容,用于新類型藥物研發。藥物化學研究需要兩方面來共同促成,其一是生物學,另外一方面是化學,其在藥物研發中主要明確藥物的活性物質或藥性機制,分析患者用藥治療后,藥效對機體的代謝作用,及機體對藥物的適應情況及吸收情況等。
(二)分析化學概念
所謂分析化學主要是指對物質中相關藥物成分、不同結構含量等進行測量,將測量的物質指標進行化學分析,其屬于物質化學分析的一門科學,除此之外,有關于物質成分測量所用儀器也包含在內,屬于分析化學的一部分。分析化學中對藥物成分進行測量分析的方法被稱為化學分析法,這種方法在測量過程中主要應用天平和所要測量的物質及試劑,將其用玻璃器皿盛放,將所測量的物質成分計量指標與測量過程中出現的化學反應兩者相互對應分析,以此得出結論。另外一種分析方法即儀器分析,這種方法在滿足上述作用的同時還能夠進行微量分析及形態、結構分析等。
二、物理化學和分析化學的發展及作用
(一)物理化學和分析化學的發展
早在19世紀,物理化學這一概念被提出,并且于30年代和40年代蓬勃發展。物理化學概念被提出后科研人員研制出了磺胺類藥物,投放于臨床治療,響應效果較好,對患者的預防感染及臨床治療均具有一定促進作用,在投放應用的10年內,β內酰胺類抗生素研發技術逐漸完善。于19世紀40年代有相關研究人員研究出了抗菌藥物的藥性、活性及藥物機理等,將其與藥物成分及結構等相關內容相互融合,用于新藥的研制,就此不同種類藥物越來越多。于19世紀末時,通過研究人員的努力,對于新藥的研制不再僅依靠藥物活性機理及其成分結構方面入手,新藥的不斷研制也是物理化學逐漸認識的過程,研究人員能夠明確大部分種類藥物在機體中出現的生化效應,能夠明確不同類藥物應用于人體其活性及產生的藥效,就此于19世紀末可以通過不同類型、病癥患者的實際患病情況入手,分析患病原因,實現新類型藥物研發,對癥下藥治療。于20世紀分析化學理念被提出。分析化學除了分析方法以外,其能夠用于新藥研制主要依賴于分析儀器,在不斷探索發展的過程中,儀器分析方法逐漸占據主要地位。在整個20世紀中,40年代至80年代之間,出現了三大重要學科領域,即材料學、環境學和生命學科,這三大學科通過與儀器分析方法聯合應用研究,在一定程度上成就、完善了分析化學,促進其發展進步。從當今環境來看,儀器分析方法又與計算機信息科技相互聯系到一起,以計算機為載體、以網絡信息為媒介,將分析化學中測量的數據、信息進行整理、收納,最終錄入電腦,實現信息傳輸及智能分析。目前,信息化儀器分析中最具代表性的即為傳感器的發現及圖譜快速檢索和實驗室自動化等。
(二)物理化學及分析化學的作用
從不同角度來講,物理化學和分析化學的作用存在一定差異,是不同的。物理化學更偏向于藥物活性、機理及藥性和機構的研究,極大促進了早期藥學的研究與發展,為后續的新類型藥物研發奠定了堅實基礎。同時,20世紀內的分析化學主要是用于藥物成分、劑量的測量及化學實驗反應研究,其屬于實驗方法的一種,并且在儀器分析發展進程中,挖掘了與藥學有關的不同學科,為藥學研究提供更全面、系統的理論支持,促進藥學研究。當前,儀器分析法融合計算機信息技術,實現了儀器分析的智能化和自動化,其具有測量分析數據準確可靠、操作迅速等優勢,但是從另一方面來講,儀器設備購置昂貴并且對儀器操作者要求較高,操作繁瑣,這些都是局限性。從大方面來講,物理化學和分析化學的豐富及發展對于我國藥學研究均具有一定促進作用,通過對不同藥物運作機制的研究和不同藥物成分實驗研究,研發了不同類型的新藥物,將其用于臨床治療。綜上所述,藥物化學和分析化學是藥學的重要組成部分,兩者在不斷發展中融合不同新技術,為藥物研發、臨床治療及醫療事業的發展都起到一定促進作用,具有重要意義。
參考文獻:
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分析化學是化學相關專業中的四大基礎學科之一,同時又是與信息、生命、材料、環境、能源、地球、空間和核科學等學科相互交叉和滲透的一門重要學科。分析化學課程在應用型本科院校中教授的是測定物質含量、狀態和結構、化學組成的各種分析方法以及各種分析儀器的原理簡單介紹以及使用方法的介紹,有著嚴密的、系統的、實用性強的理論,是理論與實踐結合密切的課程。分析化學實驗總體特點是:用量少,準確度高,対儀器依賴性較強,能提高學生的數據處理能力與動手能力,對培養學生嚴謹、認真的科學態度和實事求是的科學素養有著極其重要意義。要求學生掌握分析化學基本原理,樹立量的概念,對近代儀器分析方法有所了解,并初步具有分析問題和解決問題的能力。但由于長期以來受到學科教育的影響和實驗室條件的制約,學生學起來感覺困難較大,同時可能感到乏味,提不起興趣,一學期課程上完,學生感覺啥都不會,跟沒學一個樣,達不到教學要求,因此分析化學教學方式與考核模式應該通過改革來改變這一現狀。
一、分析化學在本科教學中出現的問題
學校分析化學課程安排時課時安排不夠。分析化學較無機化學相比有以下特點:原理和儀器結構復雜、抽象、難懂;概念多、抽象、計算復雜、公式多難記憶。這就在客觀上造成了分析化學的教學中老師教學難,學生學習難,教學效果不太好現象。而學校安排的課時不太寬裕,老師要在規定的課時內完成教學任務,只能摘重點講,按著PPT一頁頁的往下翻,不管學生聽懂沒,只按教學計劃講,因為時間緊湊,只能在一節課安排更多內容才能完成教學安排。基本上沒有習題課與答疑課,這就導致學生很難理解課程內容,也跟不上老師進度。學生在學習分析化學課時自信心不足,也不夠重視。原理和儀器結構復雜、抽象、難懂;概念多、抽象、計算復雜、公式多難記憶。學生理解起來難度較大,加之老師講課快,自己學習時間用的也不多,導致學生不懂得地方越積越多,而且有些知識點聯系緊密,就會出現這一節還沒聽懂,下一節又開始了,更不知道老師在講什么了。自信心與積極性受到了嚴重打擊,加之覺得學這門課沒有用,老師講的比較枯燥,自己以后也不會干跟分析化學有關的工作,考試過了就行,便產生放松甚至放棄的態度。于是便出現了逃課,課堂上睡覺、聊天、玩手機等不合適的行為,如此惡性循環,不懂的地方越來越多,學習興趣越來越少。老師講課枯燥無味,課堂要求不嚴,缺乏與學生溝通。原理和儀器結構復雜、抽象、難懂;概念多、抽象、計算復雜、公式多難記憶,給老師備課帶來不小難度。很多老師上課很枯燥,沒有創新,引發不了學生興趣。學生課堂表現不積極,老師上課積極性也就不高了,照著PPT讀,一節課說個不停,與學生沒有互動,上課方式很機械,一點也不靈活。有的代課老師把主要精力都放在了科研上,輕視了理論教學,這也是教學效果不好的一個重要原因。平時課堂要求不嚴,期末考核較松,考前劃重點,有時甚至把考題范圍都給了,學生學習壓力不大,自然不會太用心。實驗安排的不合理。分析化學實驗大部分是驗證型實驗,做了一次又一次沒有太大變化。實驗講義太細致,實驗步驟詳細,所需要藥品溶液都已經提前被準備好了,學生做實驗時只需按著講義機械的做就行,不能徹底理解實驗原理以及為什么做這個實驗。有的老師在實驗開始后便離開了,根本沒做到用心指導。有的學生根本不動手做,老師在監督方面做得不到位。實驗結束后進行數據處理,有的學生也不認真處理,抄完就算完事了,能力一點也沒有提升。
二、關于分析化學教學與考核模式的探索
學校安排分析化學課時應該給予充分的學時,以便老師有充分時間來講解課程內容,至于到底需要多長學時,我們可以在多所高校內進行調研來確定一個合理學時。同時應明確到每個章節,每個重點都各自需要多少學時。開始確定都是比較困難的,課題組可重新對分析化學的內容進行壓縮,以便學生更好地理解每一章節。對學生最具有沖擊力的是學校的考核模式,我為之痛心,把技術性的學科,發展成為考試型的確實有可取之處,但過猶不及,采取一刀切的方式使學生對分析化學課程產生理解的偏差,思維方面也被考試的條條框框限制,一些操作方面的技能不可能通過考試淋漓盡致的發揮出來,學校可以對考試優秀的學生進行獎勵,但不可忽略在操作方面的激勵,筆者希望高校能把實驗技能以現場考察作為考試分數的參考,學生們深切地反映目前的實驗課程不可取,預習報告和實驗報告也讓學生深惡痛絕,客觀的評價分數僅僅是在報告中體現,這也會造成學生把精力過多的放在實驗數據的造假而忽略真實的實驗。提高技能的初衷便不能實現。全而不通,是在現代教育環境下成長的化學人才的處境,一旦脫離校園又不能滿足企業的需求,學校在培養化學人才的同時,不應僅僅以市場需求為導向,市場牽著科技只會越陷越深,科技靠人才來支撐,人才要有準確的引導方向,現代科技的迅猛發展也要求分析化學在教學方面的變革,數字化時代的到來更加側重于把儀器設備與大型設備聯系在一起,集數字科技與分析操作于一身地現代化分析化學慢慢展現在人們的面前,書本的版本已經不能滿足社會對學生的要求,五年之前的課本精華固然存在,當年的設備已經陳舊,棄之不用。發達國家對中國實行技術封鎖,高校在這方面又經驗不足,如果再以目前的考試形式,片面注重分數,忽視實踐創新,分析化學踏上世界前列將是困難重重。希望國家深入調查,在改革分析化學課程教學的實踐中,找準方向,堅定步伐,為分析化學開辟光明的道路,使從事分析化學相關專業的學生對其產生信心。
作者:李慧軍 閆玲玲 付會鋒 單位:河南理工大學物理化學學院
一、改革教學內容—理論和實驗并重
以往的分析教學,而實驗教學只局限于驗證性,這對學生素質的培養和從業能力的提高是極為不利的。為此,我們嘗試從教學內容入手進行改革。教學內容的改革主要體現在教學講義上。依據教學大綱的基本要求,編寫出符合現代中職教學要求的分析化學教學講義。教學講義的編寫以理論教學內容“必需、夠用”、深淺適度為原則,就打破了原有學科體系,解決了某些教學內容與其他專業課程重復的問題,達到了各專業所需要的內容要求。如,教學內容突出定量分析、儀器分析的知識。實驗教學內容改變過去實驗課只是為了驗證理論上的知識,去掉驗證性的實驗,大幅度增加應用方面的實驗。再如,定量分析實驗內容增多,定性分析實驗內容減少。改革后,理論知識大大減少,而實驗課有所加強,現如今,教師“包”得太多的現象普驗原理遍存在,從實,步驟,注意事項,結果處理都有教師深刻細致地講述給學生,學生只要按照教師講述的步驟和方法按部就班就能完成實驗。這樣的結果是:不能充分發揮學生的主體作用,能力得不到充分培養,要改變這種現狀,教師因該主動把“包”得過多的那部分交給學生自己處理。具體做法:在做某個實驗前,給出指定參考書和思考題,學生通過查,看,思考來完成,教師通過對預習結果的檢查和把關后,對實驗應注意的一些關鍵問題重點講述后,學生就可進行實驗,這樣,講課時間減少了,學生實驗時間增加了,有利于提高教學效率,發揮其主觀能動性。再如:緩沖溶液,標準溶液,指示劑等可在教師指導下,讓學生自己配制。在教學中,在基本操作和訓練的同時要經常穿插設計性實驗,使能力的分解培養和綜合培養有機的結合起來。可以依次按基礎訓練,綜合實驗,研究試實驗推進教學進程。
二、改革教學方法——從單一到多樣
通過長期教學實踐我們發現,就教學方法而言,在遵循教學基本規律的前提下,必須因學生的基礎,因教學內容采用相應的教學方法,才能取得好的教學效果。首先,由于當代中職院校學生基礎薄弱,而自主學習的習慣尚未形成,因而傳統的以教師為主體的課堂教學模式難以適應學生的需求。為此,我們確立了“以學生為主體、以教師為主導”的課堂教學模式,把學習方法傳授貫穿于課堂教學之中,通過引導和啟發學生,使其掌握學習方法,學會自學,學會查閱所需的分析化學知識,將所學的分析化學知識運用在專業上,解決一些問題,解釋一些現象。其次,我們將引進一體化教學,就是在課堂上除現代教育技術引入外還要求學生邊學理論邊進行實驗操作,尤其是在儀器分析教學過程中,打破了過去一塊黑板、一張掛圖、一支粉筆的課堂教學形式,而是通過課堂上教師對儀器的現場操作來完成教學內容。第三,著眼于培養、提高學生的科學精神和創新能力。我們在教學中注重采用啟發式、課上講重點、難點,隨時提出一些問題促使學生思考,或留一定量的課后思考題,下一節課由同學講解,鼓勵同學們展開討論。教師可以通過學生的討論情況了解他們對于知識點的掌握程度并且通過討論還可以調動全體學生學習的主動性和積極性。
三、突出能力培養,與企業需求接軌
目前中職院校都很重視學生實際操作能力的培養,在分析化學教學中尤其是儀器分析教學過程中這一點尤為突出。教師在教學過程中往往要打破教材的束縛,這就要求老師每年至少有三個月的時間下工廠實習,了解一般的化工質檢部門如何常規檢驗,用的是什么樣的儀器,教材中沒有涉及到的,教師回來做成多煤體課件讓同學了解學習,再就是我校也和多家企業進行業務合作,每年他們的質檢部門會派專人過來,根據他們目前實際的生產需求對學生進行相關操作上的培訓,在培訓的同時教師也有了學習的機會,可以進一步的對學生能力進行培養。綜上所述分析化學是一門實用性很強的課程,教師在教學的過程中不僅僅要教會學生課本上的內容而且最重要的是讓學生把課本上的內容用到工作中去,工作以后要再次用學過的內容進行創新。總之,經過幾輪的分析化學教學改革與實踐,充分證明:改革后的分析化學課程教學更符合職業教育培養目標的要求,體現出了以人為本的教育理念和因材施教的教育原則,使學生的思維能力、創新能力和實踐能力更適應時展的要求。
關鍵詞:藥物分析;分析化學;藥學專業;教學改進
《藥物分析》是高等院校藥學相關專業設置的一門主干專業課程,是一門研究合成藥物或天然藥物(化學結構已知)及其制劑質量的一門學科,涉及到物理學、生物學、微生物學以及化學等多個領域的方法和技術。《藥物分析》課程的培養目標是,使學生對不同于一般商品的藥品具有強大而豐富的理論和實際的質量控制概念,在藥品的研發、生產、流通、采購和使用等各個環節中能夠勝任質量控制工作,并且在遇到藥品質量問題時,能夠研究其基本規律,探索其內在原因,并且提出新方法解決問題[1]。在此過程中,分析化學中各種分析手段與藥品質量控制的各個環節密不可分,因此分析化學在《藥物分析》課程中扮演了重大的角色。本文將重點討論分析化學在《藥物分析》課程中的重要性,以及如何通過分析化學的新技術的引入來改進《藥物分析》的教學。
1藥物分析與分析化學的聯系與區別
在《藥物分析》的教學過程中,筆者對于分析手段在藥物鑒別、檢查及含量測定等各項中的要求與使用有了更深入的理解,同時也體會到了藥物分析要求的不斷提升對于分析化學學科的發展的巨大推動作用。
藥物分析其本質還是對于目標物理化性質的定量描述,目前對于物質定性/量描述的方法都可以歸入分析化學的范疇中來。分析化學中的各種手段為藥物分析提供了全面的技術支撐。在藥物分析中,無論是經典分析手段中的容量分析(滴定分析)還是先進的儀器分析手段中的光譜分析與色譜分析,這些技術都在分析化學中有著詳細的介紹。對于學生而言,在分析化學中打下堅實的基礎對于理解藥物分析中各個項目的設置背景有著很好的幫助。如在抗生素高分子雜質檢查這一知識點中,正確的理解尺寸排阻色譜的原理及適用儀器,對于該知識點中“自身雜質外表對照法”的理解就有很好的推動作用。另一個例子是,對于分析化學中紅外光譜原理及特點的理解則對于藥物分析中鑒別項的學習有著很好的幫助。總的來說,只有對于分析化學有著的詳細與扎實的掌握,學生在藥物分析的學習中才能更好著眼于藥物質量相關的分析策略。如若不然,學生會將大量的學習精力放在各類分析手段的學習中,無法掌握藥物分析的教學重點。
藥物分析和分析化學緊密相關,在理解二者聯系的同時,更要理解二者之間的差異。對于分析化學來說,課程更關注的是分析手段本身,例如各種分析方法的基本原理、儀器構造和基本操作等,包括經典分析方法中的容量分析、重量分析,以及儀器分析中的光譜分析、色譜分析和電化學分析等。而對于藥物分析來說,分析目標物才是課程的關注重點。藥品與一般的商品不同,它是一類與人體疾病和健康密切相關的特殊商品,針對藥物的品質鑒定和含量分析有相應的藥典,而這些都離不開化學分析方法。但是,用于藥品分析的化學分析方法與一般的化學分析方法又有著不同要求[2]。因此,任課教師在向學生講授這兩門課時,要以不同的側重點為基礎授課,并最終可以讓學生回答出這兩個問題:為什么藥物需要進行此項分析?為什么采用這種方法進行分析?
2分析化學的“新技術”與藥物分析的“老傳統”
分析化學是一門基礎科學,在教學實踐過程中,教學的重點也更多的偏重于基本原理的理解。同時,由于分析化學近30年來的飛速發張,基于“老原理”的“新手段”也層出不窮。最典型的例子便是色譜法。經典的色譜法在20世紀初便已經出現并得到了廣泛的應用,直到現在色譜法也是藥物分析中極為重要的一類方法。然而,在20世紀70年代,色譜領域取得一次重大進展,即色譜-質譜聯用技術的誕生。最好的分離技術與最好的檢測技術的結合對于解決復雜樣品的分析困境提出了極好的解決策略。然而,藥物分析中此類技術的應用卻極為有限。造成此問題的原因是多方面的:方法的穩定性;儀器及操作的成本;方法的推廣性等。所以如何以藥學專業的學生培養目標為基礎,對分析化學的教學進行有重點的取舍是所有藥物分析專業任課教師必需要思考的一個問題。
《藥物分析》課程不僅注重對學生理論知識的培養,更加注重對學生實踐能力的培養,是一門綜合性極強的應用學科,其教學體系主要包括兩部分,即理論教學和實驗教學。但是,傳統的《藥物分析》理論教學更多的偏重于講授課本知識,過分的強調知識體系的系統性,而與實際生產融合較少,特別是理論教學過程中易產生內容的滯后性等問題[3]。我國高等院校藥學相關專業使用的《藥物分析》教材以《中國藥典》為基礎,系統地介紹各種藥物性質、分析要求和質量控制方法和技術。目前,《中國藥典》每五年更新一次,現行版本為《中華人民共和國藥典(2015版)》,在此版本中,許多藥物的質量標準被修訂和完善,更重要的是納入一些新藥分析,以及一些新的質量控制方法和項目。然而,教材的更新通常是在新版《藥典》出版之后進行,修訂后的教材實際應用到教學課堂中可能已經是1~2年之后,導致一些教學內容的陳舊滯后。同時,《藥物分析》的實驗教學部分也存在問題。目前,《藥物分析》課程開設的實驗多為驗證性實驗,學生在做實驗的過程中照本宣科,難以主動思考問題、提出問題并解決問題。這樣培養出來的學生主觀能動性較差,以后走入工作崗位會困難重重,直接降低了藥學相關專業人才培養的質量。
3藥物分析改進之路的思考
3.1分析化學教學改進
對于藥學專業的學生來說,分析化學是基礎。打下好的基礎對于后續藥物分析的學習可以起到事倍功半的效果。但值得注意的是,適用于化學專業的分析化學課程安排對于藥學專業來說并不是最佳選擇。對于課程的設置,任課教師應參考藥物分析的學習要求,可以將滴定分析、光譜、色譜這三部分內容進行詳細闡述,其他分析化學內容則可以適當的簡化要求以適應藥學的專業特點。
3.2藥物分析理論教學改進
在教師層面,在《藥物分析》理論課教學過程中,教師不能過分依賴于教材,考慮到教材相對于新版《藥典》的滯后性,應及時的適當調整和更新教學內容,以保證學生吸收知識的新穎性。在學院層面,應鼓勵教師參加各種教學相關比賽,通過以賽促教的方式拓展教師知識面的廣度和深度,以便及時更新授課內容并提高授課質量。除此之外,基于課堂講授為主的傳統教學方法也應進行改進,考慮到《藥物分析》課程內容的綜合性與多樣性,在課堂教學過程中,可以開展啟發式、討論式、案例式(CBL)以及問題式(PBL)等多種教學方法,甚至允許教師和學生交換角色,鼓勵學生自己制作多媒體課件,和其它同學及教師分享與藥物分析相關的某個主題,以此改善教師與學生在課堂上的互動[4]。更重要的是,通過這種方式有效地培養學生自主思考問題、積極分析問題并有效解決問題的能力。同時,學生在課堂分享過程中,也能訓練自己的語言組織和表達能力,最終目的是充分的發揮學生潛能,將被動學習轉變為主動學習。
3.3藥物分析實驗教學改進
從課程特點出發,《藥物分析》課程對于學生的知識綜合運用能力有著較高的要求[5]。因此,可以將原有實驗課程要求進一步細化為三個具體層次。首先就是原有實驗室基礎實驗技能培訓,主要要求學生掌握藥物分析實驗中的常規操作,使學生具備了解已有實驗原理。驗證已知實驗結果的能力。在此基礎上,可繼續培養學生的實驗設計能力,開展“設計性實驗”訓練。即要求學生在熟悉了解某一實驗原理的基礎上,能自行提煉出實驗主旨與目的,并圍繞目的設計出完善的實驗方案。在經過以上的學習與提升之后,最終希望學生可以獨立進行并完成“綜合性實驗”。該層次著力于為學生補充教科書上沒有明確提及的知識盲區,通過查閱文獻,分組討論等形式,幫助學生完成從分析目標選擇,實驗方案調研與設計,實驗項目及指標的建立等過程,培養學生提出問題,分析問題,解決問題并理解問題重要性的能力。為學生畢業設計或是繼續深造中所需要的創新能力奠定必要的基礎。
4結語
本文通過對藥物分析中分析化學的角色定位進行系統的思考,結合作者自身的化學背景,對《藥物分析》課程改進提出可能的想法。最終希望,課程設計與內容設置與現代社會的科技發展接軌,使學生培養內容更具實用性與科學性。這就要求授課教師要不斷的提高自身授課水平與知識范圍,也對學生主動思考問題和解決實際問題的能力的培養提出了更高要求。只有通過對《藥物分析》及相關專業課程的不斷思考與改進,現代高校才能更好的適應新形勢下社會對藥學專業人才的需求。
參考文獻
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一、分析化學課程的描述
分析化學主要包含分析化學以及分析化學實驗兩個部分,然而現代分析化學還包括儀器分析以及儀器分析試驗等內容。與分析化學的相關的課程也比較多,主要有色譜分析、光譜分析、電化學分析以及結構分析、有機分析、環境分析等。
二、分析化學課程實踐教學存在的問題
近些年來,分析化學課程以及分析化學教育的現代化取得了很大的發展,但是與發達國家相比,差距還是存在的。主要體現在教學環節以及考核的評估方式上。就如今的教學現狀而言,主要還是以教師講課為主,就算有實驗課也是以教師示范為主。針對學生的學習成績的考核也主要是閉卷考試的評判標準。在這種教學模式的培養環境下,很難培養出適應化工等企業發展需要的人才。
三、分析化學實踐教學過程的實施分析
(一)教學內容的改革分析
當前,分析化學的教學內容比較多,但是課時相對較少,這就增加了分析化學在教學過程中的難度。為了針對不同的專業,培養個性化的人才,對分析化學的教學內容進行調整與改革就顯得尤為重要。針對這種現狀,不同的專業應該結合專業實際進行適當的調整,實行不同的教學側重點。這就要求教師在日常的教學過程中要對不同專業的教學內容進行優化,在教學的過程中盡量突出應用性以及專業性,使得學生能夠緊跟分析化學的進步與發展。
(二)教學模式的改革分析
伴隨著科學技術的不斷發展以及新的教學模式的不斷出現,分析化學也面臨著前所未有的挑戰。因而分析化學的課程教育要適應這種發展變化,在立足于化學課程的特點的基礎之上,積極采取分課型組織教學。
1.針對原理方面的內容教學主要以講授為主,在教學的過程中教師要始終貫徹精講的原則,并且在此基礎上輔助適當的練習。充分調動學生的學習積極性,實現學生的自主能動性學習嘲。
2.討論教學,教師在教授某一章節以及某一課時時,可以結合課后的練習,讓學生進行自由的討論,通過彼此之間的探討來找到解決問題的方法。
3習題教學,―般情況下,工科專業的分析化學只對定量分析比餃關注,然而―般的習題既涉及分析原理同時也涉及定量的分析計算。通過習題可以幫助學生加強對所學知識的鞏固,同時也是對教師“教”學生“學”的傳統教學漠式的優化。
(三)教學方式的改革分析
學生的積極性以及主動性對于學習效率的提升具有積極的促進作用。提高學習積極性和主動性的主要措施有:
1.加強案例教學
分析化學課程實驗性比較強,如果在分析化學課程中采取填鴨式的教學模式,只是盲目的進行理論知識的教授是很難充分調動學生的學習積極性。但是在教學過程中積極引入案例教學就會激發學生學習的積極性,從而有效的提高教學的效率。
2.創新教學方法與手段
分析化學的最大問題就是內容繁雜但是課時又相對較少,因而為了徹底解決此類問題就必須對教學的方法以及手段進行創新。多媒體的教學手段就是一個比較好的教學手段,并且在教學過程中得到普遍的應用。
3.創造良好的教學氛圍
和諧的教學氛圍,講究的是雙向的交流與溝通。教師在教學的過程中如果出現任何的差錯或者是觀點不對,學生可以對其提出異議。在良好的教學氛圍中,學生敢于發現問題、提出問題、解決問題。長此以往,學生的創新能力就能最大限度的得到培養。
分析化學如果只是純理論知識的講授而沒有實驗來做支撐的話,對于學生而言就如紙上談兵,所以為了讓學生真正感受到分析化學課程的魅力,就應該增設比較開放性的實驗,通過學生的動手操作來對分析化學知識進行更加透徹的了解。
1.教學方法。以《分析化學》(1)組織實施方案:實施計劃的過程并不是單純的分析檢測某個產品,而應該落實到知識點的掌握上,這一階段應堅持自主學習與相互協作的原則。在項目的整體實施過程中,讓學生切實的參與、相互討論交流。通過協作學習,學習者群體的思維與智慧就可以被整個群體共享,即整個學習群體共同完成對所學知識的意義建構。(2)師生交流評價:項目結束后,每個小組提交一份檢測報告、對本組的工作成果進行自我評價、總結自己的收獲、分析自己的不足之處并給出自我評定,然后由教師進行講評總結。
2.教學評價方法。(1)問卷調查,了解學生對教學過程的認同情況。(2)理論考試成績比較:理論考試按照教考分離的方式,從學院試題庫中隨機抽取試題,兩組進行統一考試,統一標準。流水閱卷。比較兩組學生的平均成績。(3)操作技能考試成績比較:兩組學生通過抽簽決定考核項目,由2名教師嚴格按統一標準評分。
3.統計方法。采用SPSS13.0統計軟件進行數據處理,計量資料采用t檢驗,計數資料采用2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。
二、結果
(一)問卷調查。自行設計問卷調查表,在課程結束后,統一發放,當場收回。共發放問卷170份,收回170份,有效回收率100%。結果見表1。
(二)實驗組與對照組成績比較。實驗組和對照組前期與分析化學相關課程如無機化學和有機化學考試成績差異無顯著性(P>0.05)。在分析化學課程中采用項目教學法,實驗組的組理論、操作技能考試平均成績高于對照組,兩組比較差異具有統計學意義(P<0.05),見表2。
三、討論
項目教學法就是在教學過程中,以客觀的、貼近實際應用的若干項目為中心,引導學生自己主動去完成任務,在項目完成的過程中,將相關理論知識的教學與實踐動手能力的提高有機地結合在一起的教學方式。分析化學是一門集理論性、實踐性和應用性于一體的學科,教學中運用項目教學法更具有明顯的優勢。問卷調查結果表明,實驗組學生對教學過程的8項內容的認同率均高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05)。與傳統的教學模式相比,首先,項目教學法能實現書本知識實際操作的相互融合,更能激發學生的學習興趣、調動學生參與分析化學教學的主動性,有利于學生創新能力的培養;其次,項目教學可以培養學生的有效溝通能力———團隊精神與協作能力、人際交往技能、個人責任感以及互動溝通技巧,加強合作學習;第三,項目教學改變了師生角色定位,教師從知識的傳授者成為學生的導師和知識構建的促進者,學生從被動的受教育者成為主動學習者、知識構建的實踐者和團隊的協助者,項目化教學中師生角色的合理定位,有利于建立新型的師生關系,能更好地提高教師隊伍的素質,提高學生的綜合能力。本研究結果還顯示實驗組的學生平均理論成績和操作技能成績均高于對照組,差異有顯著意義(P<0.05)。這一結果說明在項目教學實施中,學生的學習是一種自主學習,是一種體驗學習。學生通過親身經歷,用心靈去感悟,用雙手去創造,有利于學生理解和記憶理論知識,有利于專業技能和職業素質的培養。
四、結論
一分析化學實驗存在的問題
目前,培養寬基礎,大口徑的多功能的畢業生,提高本科生的就業實力作為一項重要的目標來完成。要提高學生在各方面的競爭實力,就要增設一定數目的選修課程,來擴大學生的視野。在總學時數不變的情況下,我們院本科教學中對化學實驗課課時進行了適當的壓縮。[2]從而增加與化學相關學科的學習。在學時減少的情況下,學生對分析化學的基礎操作和練習就相對少很多,而且重視程度也有所下降。只是在課堂上聽老師講解實驗的理論,將分析化學實驗變成了理論課來學習。整個學習過程,學生處于被動的學習和機械的操作,缺乏主動能動性,不利于學生創新能力和發散思維的培養。發生這樣的問題,既有學生對于分析化學實驗的學習,方式方法還不夠正確,也有教師在授課中過多的注意理論的講解,輕視了實驗技能的培養。分析化學實驗包含兩大部分內容,即化學分析實驗和儀器分析實驗。首先,近幾年的分析化學實驗,大型儀器的使用程度遠高于十幾年前,在操作中儀器的自動化程度高,實驗步驟簡單,處理過程由工作站完成。教師在整個實驗過程中,并沒有完全注意到學生對于新的實驗儀器是否有充足的認識,只將基本的操作方法告訴學生,讓學生如何如何操作。教師沒有做到積極的引導學生學習,學生也沒有做到主動的學習。[3]其次,教材在設計上有相當一部分實驗內容之間存在重復,實驗題目過于陳舊,導致了學生所做的實驗不能讓其與未來的工作相結合。實驗內容缺乏研究性、綜合性,使學生所學的知識無法與實際情況相統一。對于儀器分析實驗,科技都在日新月異,而學生使用的教材已經遠遠不能滿足新的實驗儀器對實驗內容的要求了。最后,在實驗的考核中,多數的學校的考核方法都大同小異,平時成績加期末試卷作為總成績。不能真實有效的反應學生的實際情況,也不利于激發學生學習的熱情。學生把主要的精力都用在如何使實驗數據更符合實驗的要求。同學之間實驗后會相互核對實驗數據,更有人會更改實驗數據。使實驗課的真正目的失去了。
二分析化學實驗教學模式改革與實踐
1分析化學實驗教學內容改革
(1)分析化學基礎實驗內容調整隨著現代儀器分析方法的發展,儀器分析實驗在分析化學實驗中逐漸占有更高的比例。化學分析方法以化學反應作為測定樣品質量或濃度的方法。化學分析實驗應是學習分析化學實驗的基礎方法。化學分析實驗與儀器分析實驗內容上要融會貫通,相輔相成,學生在學習分析化學實驗時不應有主次之分。分析化學實驗是一個系統性、研究性、綜合性相結合的實驗,在實驗內容上不能簡單按照教材依次進行授課。對于化學分析實驗,根據近些年在科研和工作中,各種化學分析實驗測試方法的使用頻率,我們將化學分析實驗具體分為五大部分進行設置。分別為酸堿滴定法、絡合滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法和光度分析法。以酸堿滴定法為例,我們選擇了2個基礎實驗,分別為以鹽酸和氫氧化鈉作為標準溶液的實驗,將教材中的實驗進行整合,調整。原教材中的鹽酸溶液的配制及標定實驗和混合堿成份的測定兩個實驗合并為一個基礎實驗。這樣,學生在實驗過程中能在一次實驗中對鹽酸標準溶液從配制、標定到測定有清晰的認識。幫助學生了解和掌握鹽酸標準溶液的使用方法。也掌握了對于混合堿成份分析經常用到的雙指示劑法的使用。同樣氫氧化鈉標準溶液的滴定實驗中,將原教材中的氫氧化鈉標液的配制及標定和甲醛法測定銨鹽中氮含量的實驗相結合。這樣的設置通過多年的教學實踐證明了,確實效果很好。學生反映通過基礎實驗能很好的掌握標準溶液的使用方法。在基礎實驗進行后,又設計一個與酸堿滴定法有關的綜合設計實驗,作為酸堿滴定法實驗的考核內容,有機酸摩爾質量的測定實驗。實驗的內容以試卷的形式,學生要在規定的時間內對有機酸摩爾質量進行測定,并在試卷相應的位置填寫實驗的數據,得出實驗結論。通過綜合設計實驗,可以有效的考查學生在酸堿滴定中的掌握情況和實驗的基本操作。在儀器分析實驗的內容上,我們更多的是在大綱的范圍內,根據本院的大型儀器的特點設計了一些與實際生活相關的測定實驗,比如測定白酒中酒精度數、味素的成份分析、果汁中維生素C的含量測定以及比較等。這些實驗大多數是學生們生活中經常遇到的,增加了實驗內容的實用性,使學生能更好的掌握大型儀器的使用。(2)設計分析化學綜合性實驗作為必修課程開設分析化學綜合實驗,主要實驗內容以多個實驗和內容綜合設計,如室內空氣污染物分析及濃度測定實驗,涉及甲醛檢測———酚試劑分光光度分析法;氨的檢測———靛酚藍分光光度法;室內空氣中苯、二甲苯的測定———氣相色譜法;室內空氣中總揮發性有機化合物(TVOC)測定———氣相色譜法。通過綜合實驗的開設,幫助學生進一步掌握分析化學基礎實驗中的測試方法。(3)開設分析化學創新實驗與其他教研室合作,指定數名研究生導師每人帶2~3名本科生共同參與科研工作,課程為選修課程,目標學生為學有余力并對分析化學研究方向感興趣的本科生。選修課時長1年。通過幾年的實踐,對學生的實驗技能,科研態度,綜合應用能力都有很大提高,為學生考研及后續研究生學習做了很好的準備。
2分析化學實驗教學方法改革
(1)實行小組責任制傳統的實驗課教學中,大多數都是一個老師在前面講,一群學生在下面聽,然后照著實驗書看一眼,做一步,實驗效果不好,學生實驗后也根本就不理解,學習過于被動。近些年,我們嘗試將學生分組進行,每組4人,設有小組長。小組長采用循環式,每次實驗由小組中一人擔任,組長負責制。教師對每個實驗有針對性的提出幾個思考題,引導學生思考實驗中的關鍵問題和注意事項。小組長帶領本組同學在實驗預習時,對思考題進行討論。并對實驗中的疑問,通過討論相互學習,使組員能掌握實驗內容,抓住實驗的要點。將原來被動的學習變為主動的學習。培養了學生對實驗要質疑、多思考的習慣。在實驗中,小組內部能夠相互幫助,共同解決實驗中遇到的問題。避免了學生遇到問題就問老師,使學生能在相互幫助的過程中相互學習。學習氣氛濃厚,培養學生獨立思考,相互協助的科研精神。(2)多種教學手段配合使用制作分析化學實驗多媒體課件,將課件上傳到分析化學公共郵箱,課件內容包括實驗目的、實驗過程、實驗數據分析以及與實驗相關的思考題,注意事項等,讓學生能在課余時間下載。我們自己還在實驗中錄制標準實驗操作的視頻,學生下載后可以在課前對實驗過程有所了解,掌握實驗操作的重點。充分利用現代的科技通信方式,開通QQ群、微信群建立與學生之間的聯系,及時一些實驗前、實驗后的問題。課堂上,不再使用單一的教學手段,我們統一印制了掛圖,保證不同實驗室實驗內容一致。課堂使用多媒體投影教學,利用flas顯示實驗原理,播放錄制視頻演示實驗過程,做到圖文并舉,讓學生能更好的掌握滴定實驗終點顏色。Flas能很好的演示大型儀器的內部構造,使學生能真正了解紅外光譜儀、氣相色譜儀、液相色譜儀等儀器工作原理。
3分析化學實驗的考核機制
采用過程性評價體系,不單純依靠一次期末考試判斷學生的實際學習情況。將分析化學實驗成績分為平時成績和考試成績兩大部分。平時成績,分值100分,包括:實驗預習(10分)、課堂表現(10分)、實驗操作(50分)、數據記錄及處理(15分)、實驗報告(15分)等幾個部分。實驗預習,在每個實驗著重檢查5人左右的預習報告,對學生提出一些實驗過程中可能會遇到的問題,從問題中檢查實際預習情況。課堂表現,學生態度是否端正、實驗臺面衛生是否打掃、不高聲喧嘩、不遲到早退、注意安全。實驗操作,著重考查學生實驗過程中的滴定操作、天平稱量、移液管使用等過程是否存在錯誤。實驗結果分析,是否與實際樣品真實質量或濃度一致。實驗報告,如實記錄實驗數據并分析實驗現象、實驗數據。討論實驗過程中出現的問題等。將以上幾個部分做成表格,統一發放到每位教師手中,教師通過具體化了指標給每一位學生的每一次實驗進行評分。考試成績,通過三次考試最后得出總的考試成績。三次考試都采用多題目,學生自選題目進行。例如有機酸摩爾質量測定考試,設計了多個不同的有機酸,學生抽簽后進行實驗,充分保證實驗考試的公證公平。總之,近些年,改革后的分析化學實驗在化學教育、化學應用、制藥工程、材料化學各專業的學生中開設,將原本被動式的學習主動化,激發學生學習的熱情,將枯燥孤立的分析化學實驗趣味化、實用化、綜合化。通過全新的考核方式使實驗成績的給定更具有公平性。在未來的工作中,我們也會更加深化分析化學實驗課程的改革,培養更具有競爭力的學生努力。
作者:吳紅波 于泓 李萍 馬亞杰 蘇志興 單位:哈爾濱師范大學化學化工學院
參考文獻:
[1]曹俊濤.分析化學實驗改革與大學生創新能力的培養[J].廣州化工,2015,43(17):210-211.
一 分析化學實驗存在的問題
目前,培養寬基礎,大口徑的多功能的畢業生,提高本科生的就業實力作為一項重要的目標來完成。要提高學生在各方面的競爭實力,就要增設一定數目的選修課程,來擴大學生的視野。在總學時數不變的情況下,我們院本科教學中對化學實驗課課時進行了適當的壓縮。[2]從而增加與化學相關學科的學習。在學時減少的情況下,學生對分析化學的基礎操作和練習就相對少很多,而且重視程度也有所下降。只是在課堂上聽老師講解實驗的理論,將分析化學實驗變成了理論課來學習。整個學習過程,學生處于被動的學習和機械的操作,缺乏主動能動性,不利于學生創新能力和發散思維的培養。發生這樣的問題,既有學生對于分析化學實驗的學習,方式方法還不夠正確,也有教師在授課中過多的注意理論的講解,輕視了實驗技能的培養。
分析化學實驗包含兩大部分內容,即化學分析實驗和儀器分析實驗。首先,近幾年的分析化學實驗,大型儀器的使用程度遠高于十幾年前,在操作中儀器的自動化程度高,實驗步驟簡單,處理過程由工作站完成。教師在整個實驗過程中,并沒有完全注意到學生對于新的實驗儀器是否有充足的認識,只將基本的操作方法告訴學生,讓學生如何如何操作。教師沒有做到積極的引導學生學習,學生也沒有做到主動的學習。[3]
其次,教材在設計上有相當一部分實驗內容之間存在重復,實驗題目過于陳舊,導致了學生所做的實驗不能讓其與未來的工作相結合。實驗內容缺乏研究性、綜合性,使學生所學的知識無法與實際情況相統一。對于儀器分析實驗,科技都在日新月異,而學生使用的教材已經遠遠不能滿足新的實驗儀器對實驗內容的要求了。
最后,在實驗的考核中,多數的學校的考核方法都大同小異,平時成績加期末試卷作為總成績。不能真實有效的反應學生的實際情況,也不利于激發學生學習的熱情。學生把主要的精力都用在如何使實驗數據更符合實驗的要求。同學之間實驗后會相互核對實驗數據,更有人會更改實驗數據。使實驗課的真正目的失去了。
二 分析化學實驗教學模式改革與實踐
1 分析化學實驗教學內容改革
(1 )分析化學基礎實驗內容調整
隨著現代儀器分析方法的發展,儀器分析實驗在分析化學實驗中逐漸占有更高的比例。化學分析方法以化學反應作為測定樣品質量或濃度的方法。化學分析實驗應是學習分析化學實驗的基礎方法。化學分析實驗與儀器分析實驗內容上要融會貫通,相輔相成,學生在學習分析化學實驗時不應有主次之分。分析化學實驗是一個系統性、研究性、綜合性相結合的實驗,在實驗內容上不能簡單按照教材依次進行授課。對于化學分析實驗,根據近些年在科研和工作中,各種化學分析實驗測試方法的使用頻率,我們將化學分析實驗具體分為五大部分進行設置。分別為酸堿滴定法、絡合滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法和光度分析法。以酸堿滴定法為例,我們選擇了2個基礎實驗,分別為以鹽酸和氫氧化鈉作為標準溶液的實驗,將教材中的實驗進行整合,調整。原教材中的鹽酸溶液的配制及標定實驗和混合堿成份的測定兩個實驗合并為一個基礎實驗。這樣,學生在實驗過程中能在一次實驗中對鹽酸標準溶液從配制、標定到測定有清晰的認識。幫助學生了解和掌握鹽酸標準溶液的使用方法。也掌握了對于混合堿成份分析經常用到的雙指示劑法的使用。同樣氫氧化鈉標準溶液的滴定實驗中,將原教材中的氫氧化鈉標液的配制及標定和甲醛法測定銨鹽中氮含量的實驗相結合。這樣的設置通過多年的教學實踐證明了,確實效果很好。學生反映通過基礎實驗能很好的掌握標準溶液的使用方法。
在基礎實驗進行后,又設計一個與酸堿滴定法有關的綜合設計實驗,作為酸堿滴定法實驗的考核內容,有機酸摩爾質量的測定實驗。實驗的內容以試卷的形式,學生要在規定的時間內對有機酸摩爾質量進行測定,并在試卷相應的位置填寫實驗的數據,得出實驗結論。通過綜合設計實驗,可以有效的考查學生在酸堿滴定中的掌握情況和實驗的基本操作。
在儀器分析實驗的內容上,我們更多的是在大綱的范圍內,根據本院的大型儀器的特點設計了一些與實際生活相關的測定實驗,比如測定白酒中酒精度數、味素的成份分析、果汁中維生素C的含量測定以及比較等。這些實驗大多數是學生們生活中經常遇到的,增加了實驗內容的實用性,使學生能更好的掌握大型儀器的使用。
(2)設計分析化學綜合性實驗
作為必修課程開設分析化學綜合實驗,主要實驗內容以多個實驗和內容綜合設計,如室內空氣污染物分析及濃度測定實驗,涉及甲醛檢測――酚試劑分光光度分析法;氨的檢測――靛酚藍分光光度法;室內空氣中苯、二甲苯的測定――氣相色譜法;室內空氣中總揮發性有機化合物(TVOC)測定――氣相色譜法。通過綜合實驗的開設,幫助學生進一步掌握分析化學基礎實驗中的測試方法。
(3)開設分析化學創新實驗
與其他教研室合作,指定數名研究生導師每人帶2~3名本科生共同參與科研工作,課程為選修課程,目標學生為學有余力并對分析化學研究方向感興趣的本科生。選修課時長1年。通過幾年的實踐,對學生的實驗技能,科研態度,綜合應用能力都有很大提高,為學生考研及后續研究生學習做了很好的準備。
2 分析化學實驗教學方法改革
(1 )實行小組責任制
傳統的實驗課教學中,大多數都是一個老師在前面講,一群學生在下面聽,然后照著實驗書看一眼,做一步,實驗效果不好,學生實驗后也根本就不理解,學習過于被動。近些年,我們嘗試將學生分組進行,每組4人,設有小組長。小組長采用循環式,每次實驗由小組中一人擔任,組長負責制。
教師對每個實驗有針對性的提出幾個思考題,引導學生思考實驗中的關鍵問題和注意事項。小組長帶領本組同學在實驗預習時,對思考題進行討論。并對實驗中的疑問,通過討論相互學習,使組員能掌握實驗內容,抓住實驗的要點。將原來被動的學習變為主動的學習。培養了學生對實驗要質疑、多思考的習慣。
在實驗中,小組內部能夠相互幫助,共同解決實驗中遇到的問題。避免了學生遇到問題就問老師,使學生能在相互幫助的過程中相互學習。學習氣氛濃厚,培養學生獨立思考,相互協助的科研精神。
(2) 多種教學手段配合使用
制作分析化學實驗多媒體課件,將課件上傳到分析化學公共郵箱,課件內容包括實驗目的、實驗過程、實驗數據分析以及與實驗相關的思考題,注意事項等,讓學生能在課余時間下載。我們自己還在實驗中錄制標準實驗操作的視頻,學生下載后可以在課前對實驗過程有所了解,掌握實驗操作的重點。充分利用現代的科技通信方式,開通QQ群、微信群建立與學生之間的聯系,及時一些實驗前、實驗后的問題。課堂上,不再使用單一的教學手段,我們統一印制了掛圖,保證不同實驗室實驗內容一致。課堂使用多媒體投影教學,利用flas顯示實驗原理,播放錄制視頻演示實驗過程,做到圖文并舉,讓學生能更好的掌握滴定實驗終點顏色。Flas能很好的演示大型儀器的內部構造,使學生能真正了解紅外光譜儀、氣相色譜儀、液相色譜儀等儀器工作原理。
3 分析化學實驗的考核機制
采用過程性評價體系,不單純依靠一次期末考試判斷學生的實際學習情況。將分析化學實驗成績分為平時成績和考試成績兩大部分。平時成績,分值100分,包括:實驗預習(10分)、課堂表現(10分)、實驗操作(50分)、數據記錄及處理(15分)、實驗報告(15分)等幾個部分。
實驗預習,在每個實驗著重檢查5人左右的預習報告,對學生提出一些實驗過程中可能會遇到的問題,從問題中檢查實際預習情況。
課堂表現,學生態度是否端正、實驗臺面衛生是否打掃、不高聲喧嘩、不遲到早退、注意安全。
實驗操作,著重考查學生實驗過程中的滴定操作、天平稱量、移液管使用等過程是否存在錯誤。
實驗結果分析,是否與實際樣品真實質量或濃度一致。
實驗報告,如實記錄實驗數據并分析實驗現象、實驗數據。討論實驗過程中出現的問題等。
將以上幾個部分做成表格,統一發放到每位教師手中,教師通過具體化了指標給每一位學生的每一次實驗進行評分。
考試成績,通過三次考試最后得出總的考試成績。三次考試都采用多題目,學生自選題目進行。例如有機酸摩爾質量測定考試,設計了多個不同的有機酸,學生抽簽后進行實驗,充分保證實驗考試的公證公平。
分析化學實驗成績評價體系中,根據平時成績和考試成績所占比重,對學生成績進行相應統計。
平時成績=(X1+X2+…+X10)/n
實驗成績=平時成績×50%+考試成績×50%
其中,X1,X2……表示每個實驗的平時成績,n表示實驗數量。
總之,近些年,改革后的分析化學實驗在化學教育、化學應用、制藥工程、材料化學各專業的學生中開設,將原本被動式的學習主動化,激發學生學習的熱情,將枯燥孤立的分析化學實驗趣味化、實用化、綜合化。通過全新的考核方式使實驗成績的給定更具有公平性。在未來的工作中,我們也會更加深化分析化學實驗課程的改革,培養更具有競爭力的學生努力。
參考文獻
[1]曹俊濤.分析化學實驗改革與大學生創新能力的培養[J].廣州化工,2015,43(17):210-211.
關鍵詞:高職教育;崗位需求;分析化學;教學改革
1.對接崗位需求,明確培養目標
生產企業數量眾多,其分析檢驗崗位承擔著原料檢測分析、生產過程質量評價檢測和產品質量檢測的任務,其分析檢測多涉及化工、材料、環境、食品等多個行業的國家(地方或企業)標準[2]。基于高職教育的人才定位,我們課題組對焦作當地的多氟多化工股份有限公司、佰利聯化學股份有限公司、蒙牛(焦作)集團有限公司等大型化工、食品企業的分析檢驗崗位進行了調查,通過調查發現分析檢驗人員的主要工作任務就是依據相應的國家標準、行業標準等有關標準進行分析檢測操作、數據處理和出具檢驗報告,檢測過程涉及的分析方法主要為滴定分析(酸堿滴定、氧化還原滴定等)、紫外-可見分光光度分析、原子吸收光譜、色譜分析和酸堿pH值測定等。由于這些分析方法主要涉化學分析、儀器分析的基礎理論和相關操作技能以及相關的數據處理技能,因此我們課題組最終確定了分析化學課程的核心培養目標為化學分析技能、儀器分析技能和數據處理技能的培養。
2.崗位能力需求下的改革措施
2.1構建適合崗位需求的課程模塊體系
為使培養的學生具有一定的化學分析技能、儀器分析技能及數據處理技能,就必須對分析化學內容進行有效地構建重組。構建重組時應注意要以應用為目的、以技能培養為重點,力求使構建的內容貼近企業工作崗位實際。為此,我們課題組在滿足理論必需、重在實用的基礎上,科學統籌、科學規劃,打破分析化學和儀器分析原有的學科性框架體系,把與當地企業分析檢測崗位有緊密聯系的分析化學和儀器分析的有關內容充分整合,并最終形成了新的分析化學模塊體系。重建后的分析化學主要由數據處理、化學分析檢驗和儀器分析檢驗3個模塊組成,每個模塊又有若干個項目組成,每個項目都能將實驗技能培養與相應的理論知識有機融合,模塊(項目)順序的安排也遵循由易到難、由簡單到復雜的遞進式教學原則。例如,化學分析檢驗模塊就劃分了滴定分析、重量分析兩個子模塊,而滴定分析模塊又細分為基于工作過程的酸堿滴定分析、配位滴定分析、氧化還原滴定分析三個項目。而酸堿滴定分析項目則有基本理論、操作技術、分析檢測實訓三個層次組成,組織教學時把有關酸堿滴定的基礎理論融入到實驗過程中,之后是實驗技術練習,最后才是對應的典型試樣分析檢測實訓。通過最后的分析檢測實訓不僅能夠加深學生對有關理論知識的理解、鞏固和掌握,同時還可以訓練實際工廠分析崗位上的滴定基本操作技術。實踐證明,這樣的設計思路所確定的模塊體系涵蓋了課程目標,反映了崗位的真實工作過程,突出了崗位需求,具有鮮明的高職特色,有一定的實用性、實際性和實踐性,有利于崗位職業技能的形成和綜合素質的提高。
2.2“雙師型”教師+外聘教師的教學團隊教學
分析化學的實踐性較強,要求教師不僅具有較強的理論知識,更要有豐富的實踐經驗,能勝任企業環境下的真實任務,因而我們的教學團隊均為知識+技能的“雙師型”教師。同時,根據教學需要,還聘請了工廠和質量技術監督中心的具有多年豐富實踐經驗的分析檢測技術人員進行授課。這樣的教學團隊授課不僅游刃有余,而且大方有度,有利于教學效果的提高和學生技能的培養。
2.3建立基于工作過程的“任務引領、行動導向”的教學模式,采用合適的教學方法和教學手段
高職的教學模式應體現“學習的內容是工作,通過工作實現學習”的理念[3]。本課程建立了基于工作過程的“任務引領、行動導向”的教學模式。該教學模式通過項目教學法實施。項目教學法是一種幾乎能夠滿足行動導向教學所有要求的教學方法[4],其以完成化學分析崗位的某一工作任務或工作項目為出發點,組織實施教學。其具體過程如下:老師向學生下發項目任務書,使學生明晰項目任務,之后老師講解必要的理論知識和有關實驗技術,學生在掌握領會的基礎上查閱有關文獻資料進行方案設計;在此期間老師引導學生對有關方案進行認真討論,確定最佳方案,然后學生進行分析檢測,同時老師對檢測過程加以認真監督,以糾正學生的錯誤操作和處理檢測過程中出現的意外情況;學生得出結論后撰寫檢測報告,最后老師對項目進行評價。“任務引領、行動導向”的教學模式具有學習目標明確的特點,在實施過程中能夠激發學生的求知欲望,從而使其在“學中做”和“做中學”的環境中體驗崗位情景,熟悉工作過程,鞏固掌握有關理論知識和操作技術,提高職業素質。不同的項目類型適合不同的教學方法和教學手段,為此在教學過程中我們根據不同的項目任務積極進行教學改革,采用案例教學、現場教學、討論式教學等教學方法,同時不失時機在個別時段采用微課等新媒體技術使學生掌握某些重要知識和分析操作技能。實踐證明,這樣的教學模式能充分體現學生的主體地位,最大程度地實現工學結合。
2.4加強技能訓練,強化技能操作
基本操作訓練是分析化學的基礎,它對于培養學生的分析實驗技能起到非常重要的作用,為此,我們課題組非常重視基本操作訓練。在實驗實訓前,老師耐心講解,認真演示;在實訓操作過程中精心指導,細心觀察,發現不當之處及時糾正,技能訓練貫穿始終。為了使學生掌握規范的檢測分析技術,我們的老師對有關操作要領認真琢磨和總結,以“順口溜”的形式告知學生,方便學生記憶,能在較短的時間內養成規范的動作,有利于學生實驗技術的提高。例如容量瓶定容溶液,對于溶液的混合搖勻可用“一倒三搖”的順口溜告知學生以方便記憶和訓練;再如洗滌滴定管時,自來水、蒸餾水、溶液的洗滌用量問題可編成“自來水多(無限制),蒸餾水少(10-15mL)、溶液更少(5-10mL)”的順口溜方便學生訓練。有針對性的強化訓練往往能達到較好的實訓效果,同時為了進一步鞏固成果,我們會在下次實訓過程中隨機抽查學生,讓其對上次實訓中操作要點進行講解和演示操作,而且循序漸進的實訓項目還會強化以前掌握的基礎實驗技術。通過這樣的反復訓練,學生最終能夠掌握標準的操作技術,從而為其后續課程的學習和勝任真實崗位環境下的分析檢驗工作打下良好的基礎。
2.5建立了基于“分析檢驗工”職業技能鑒定考試的考核方案
用人單位選聘畢業生時不僅要求畢業生有必要的理論知識、熟練的操作技術和一定的職業素養,而且還要求持證上崗。由于各地人事勞動部門組織的“化學檢驗工”職業技能鑒定考試能對分析化學基礎知識、實驗技術和職業素養進行考核,而且根據考核情況還能頒發相應的職業資格證書,這對擴大學生的就業起到重要的促進作用,所以我們課題組適時地將傳統的期末閉卷考試改為模擬性質的分析檢驗工技能考試。“化學檢驗工”模擬考試分理論知識考試和實際操作考試兩場。理論考試試卷滿分100分,主要考核學生是否具有必須夠用的理論知識、數據處理知識和側重實際應用為主的技術知識。實際操作考試為兩道操作題,一題為化學分析操作題目,一題為儀器分析操作題目,每道題有相應的分值和考試時間要求,主要考核分析檢驗崗位上的實驗操作技能和處理問題、解決問題的能力。考生須理論合格及實際操作考試的每道題都合格才算是考核合格。由于模擬考試能將學生轉化為真實崗位的化學檢驗工角色而加以考核,因而學生非常珍惜這樣的機會,不僅平常認真學習、認真操作、認真思考,而且還自我加壓,在考前培訓階段積極主動地到實訓室練習,使實驗技術進一步嫻熟、規范、標準。自考核方式改革以來,我校“化學檢驗工”職業技能考試的通過率明顯提升,均在90%以上,用人單位普遍反映考取“化學檢驗工”職業資格證書的畢業生的分析檢驗技能相對較強,能在較短的時間內勝任企業的分析檢驗工作。這說明我們課題組的考核方式能夠達預期效果,較為有效。
分析化學實驗是分析化學課程的重要組成部分,是培養學生科研能力的重要實踐環節。作者對傳統的分析化學實驗教學模式進行了探討,闡述了分析化學實驗教學改革的必要性,改革的基本措施及改革取得的良好效果,力求使學生通過分析化學實驗教學能夠加深對分析化學理論課程有關內容的理解,較好地掌握實驗操作技能,有效地實現能力和素質的提高。
【關鍵詞】 實驗教學新體系;創新意識;開放式實驗教學;仿真教學;虛擬實驗
A Discussion on the Reformation of Analytical Chemistry Experimental Teaching
Abstract:The analytical chemistry experiment is the important component of analytical chemistry course and the important practice link of cultivating student's scientific research ability.The characteristics of analytical chemistry experimental teaching,the basic measure of the analytical chemistry experimental teaching reformation and the good effect of reformation were expounded in this paper.The aim of experiment teaching reformation is to do efforts to make students understand the analytical chemistry theory more deeply,better grasp experiment operation technical ability and promote the ability of students.
Key words:new system of experiment teaching;innovate consciousness;open experiment teaching;simulation teaching;invented experiment
社會科學技術的進步和計算機、信息技術的發展,使社會對高素質人才的要求發生了很大的變化,對大學生素質的要求比以往都更全面、更突出,因此對學生的培養面臨著極大的挑戰[1]。實驗教學作為高等學校教學工作的重要組成部分,對培養學生的動手能力、分析解決問題能力、正確的思維方法及嚴謹的工作作風等方面起著不可替代的作用[2]。因此,必須建立一種適合當代科技發展、適應學科特點,以能力培養為主線,有利于培養具有扎實基礎知識和創新能力的高素質人才的實驗教學新體系。
1 傳統分析化學實驗教學模式的分析
傳統分析化學實驗教學模式主要存在以下幾方面原因,制約著分析化學實驗教學質量的提高。
1.1 教學方式程式化
在教學方式上,總是以教師講授為主,從實驗原理到實驗的每個步驟,都進行詳盡的講解。這種單向程式化的教學方式壓抑了學生的想象力和積極主動學習的意識。
1.2 實際操作刻板
傳統的實驗教學偏重于所學知識的驗證,要求學生在規定的時間內,根據實驗指導規定的實驗步驟和方法,對理論教學知識進行驗證,然后按照規定的格式,寫出實驗報告[3]。
這樣的實驗教學法培養出來的學生創新意識弱,分析解決問題的能力不強,是很難適應社會要求的。
1.3 教學手段單一
老師多采用實物講解-示范的形式,沒有充分運用多媒體技術輔助教學。尤其是儀器分析,由于這部分知識比較枯燥、抽象,學生難以理解掌握。加之儀器精密貴重,且每次試驗耗材費用高,承擔著人才培養任務的高等院校配置量極少,使得眾多的學生往往只能觀摩或接觸儀器1~2次,顯然遠遠滿足不了企業、科研單位對人才的現實需求。藥檢所、環保局、防疫站、研究單位、生產企業等各種行業機構,對高效液相色譜儀、氣相色譜儀、分光光度計、質譜儀等設備的依賴幾乎到了不可或缺的地步,但這些精密儀器的操作人員、技術專才目前卻嚴重短缺[4]。
分析化學實驗課的目的不僅僅是驗證理論和掌握實驗技能,更重要的是培養學生嚴謹的科學態度以及創新精神,重在提高學生的動手、觀察、思考和表達的能力,使學生能夠運用所學知識解決實際問題。因此,為了培養適應現代分析化學高速發展需要的人才隊伍,我們在分析化學實驗教學中進行了系統的改革,取得較好的成效
2 深化改革,提高實驗教學效果
實驗教學的改革以“加強基礎、開拓思維、提高素質、培養能力、注重創新”為指導思想[5],包括實驗教學方式的轉變、實驗內容的優化、實驗條件的開放、實驗手段的更新和考核體制的建立等,從多方面著手解決好存在的突出問題,建立一種全新的能力培養型實驗教學體系。
2.1 轉變實驗教學方式
給學生一個寬松的思維空間,是強化創新意識,發展和提高學生創新能力所必需的[6]。
因而把教學的重點定位于學生能力的培養,教師角色由教學的中心轉變成教學的組織者、輔導者,對學生采取分層教學的方式:基礎實驗,以老師指導為主,強調學生熟練儀器的使用方法,驗證實驗內容,掌握基本功;綜合實驗,要求學生在老師的指導下,自己具體地去完成實驗內容,碰到問題,能夠自己解決;設計研究性實驗,以學生為主,老師只給出實驗要求,學生自主選題,獨立完成設計方案和操作,自行獲取和分析實驗數據并得出結論。部分能力強、興趣高的學生還通過創新實驗、開放實驗、安排進入老師的課題組、參與各類設計競賽等方法,形成優秀人才的培養模式。
在新的實驗教學模式下,學生不再是單純的實驗操作者,而是實驗構思者,實驗過程的控制者,形成以學生為中心的開放式實驗教學模式,實現以學生自我訓練為主的教學方法和手段,激發了學生的求知和創新欲望,得到學生的一致好評。
另外,為滿足不同層次學生對教學的需求,我們在實驗中嘗試雙語教學,并且自編了一套“分析化學實驗雙語教材”,使學生在掌握化學知識的基礎上,了解一些化學常用語的英文譯法及化學現象、化學變化過程的英文表達法,為其今后的課程學習打下良好基礎。
2.2 優化實驗教學內容
作為學科教學的重要組成部分,實驗教學不能單純滿足于驗證相關理論的單純驗證性實驗教學的現狀[7]。鑒于學生普遍動手能力差,缺乏創新意識,我們改革了傳統的實驗教學內容,對實驗項目進行重組整合,精選驗證性實驗,增加綜合性、設計性實驗,建立了“基礎訓練實驗—綜合實驗—設計研究實驗”三層次實驗教學體系。
層次Ⅰ是基礎訓練實驗,要求學生掌握基本操作技術,熟練使用分析化學實驗常用的儀器,為綜合實驗奠定堅實的基礎。
層次Ⅱ是綜合實驗,主要為實驗過程比較復雜、需綜合運用多個學科理論知識或多種實驗操作技能的實驗。目的的為了讓學生通過綜合實驗掌握對某種分析技術綜合運用的技能,提高分析問題和解決問題的能力,著重能力培養,養成良好的科學素質。
層次Ⅲ是設計研究性實驗,即在教師的指導下,學生在課外查閱相關文獻資料,根據課程知識范圍和實驗室的技術手段的類型,選擇設計實驗課題,寫出課題設計書。在指導教師論證了課題設計的可行性之后,允許學生完成從準備實驗到正式實驗以及寫出實驗小論文的全過程。設計實驗的目的是提高學生獨立開展科研工作的能力,培養綜合素質和創新意識,提高創新能力。
課程安排依照從易到難、循序漸進的原則,從基本操作訓練入手,逐步培養學生獨立從事藥物研究的基本技能與綜合素質。
2.3 充分提供實驗教學條件
一是學校為滿足教學需要,不斷添置新的實驗設備,保證實驗教學能順利進行。二是大力推行開放式實驗教學,逐步實現實驗教學中心在實驗時間、實驗內容和實驗設備上的全方位開放,提高資源使用效率。實驗過程中,指導老師不離開實驗室,指導學生實驗,解答學生問題;沒有實驗的時候,實驗員值班,學生可以利用課余時間到實驗室進行預習和補做實驗。另外,實驗中心還建立了開放的實驗網絡平臺,實現實驗教學資源的網絡化。網上資源豐富,包括實驗課件、儀器操作說明、大量實驗操作和儀器操作的錄像、元器件性能常見問題和習題庫等,通過網上課件讓學生更好地掌握實驗技能,起到輔助教學的作用。
2.4 更新實驗教學手段
實驗教學手段的現代化,是深化實驗教學改革的一個時代課題[9]。隨著科學技術的發展和時代的進步,現代化教育手段在高校教學中的運用越來越普遍,其中計算機多媒體教學是現代化教學的主體。有心理學研究表明人類通過多感官的刺激所獲得的信息量,比單一地聽老師講課要強得多。因而引入現代化教學手段,將文字、圖形、動畫、聲音等多種媒體功能溶為一體,內容豐富,形式活潑,便于學生接受知識和理解掌握。我在教學當中,體會到了現代化教育手段的運用之益。例如:在講授酸堿滴定基本操作時,我借助多媒體技術制作了一幅動態畫面,形象地展示了選用不同指示劑時,不同濃度酸堿互滴的滴定終點及對應的滴定曲線;再配上影視錄像片的有關片斷,通過這些手段的綜合運用,使學生從視覺、聽覺、情感等多種感官受到刺激,獲取了知識。
仿真實踐教學手段的引入更加體現出現代化教學手段的優勢。其采用虛擬實驗,實現對普通實驗的擴充,甚至現實環境難以實現的實驗項目,也可以用圖形、圖像等多媒體形式,模擬實驗全過程。如借助三維立體畫面可多角度展現現代化儀器的內部構造,將細致的儀器操作流程用動畫描繪出來。多媒體技術對真實情景的再現和模擬,是傳統教學的語言文字描述和靜態的原理示意圖講解所無法達到的。
我們的教學實驗表明:使用多媒體輔助教學,不但可以幫助學生比較牢固掌握知識,并且可以有效地激發學生學習的興趣,對推動教學的改革,提高教學質量,必將呈現出傳統教學手段無法比擬優勢。
2.5 建立實驗考核體制
分析化學實驗課的考核是分析化學實驗教學中的重要一環.如何客觀、公正、合理地評價學生的實驗課成績,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[10]。根據本門課程特點,建立了能夠客觀反映學生綜合素質的多元實驗教學考核方法,以此來量化學生的實驗課程學習情況。
實驗考核采取平時成績與期末考試成績相結合的方法,設計性實驗和探索性實驗的結果納入成績總評中。期末考核主要是考察學生的實際操作能力和實驗技能水平。具體辦法如下:
2.5.1 實驗評分標準
2.5.1.1 平時成績占40%;
2.5.1.2 設計性實驗占30%(付諸實施可加分)。
2.5.1.3 期末實驗操作考查占30%;
2.5.2 平時成績由實驗操作、實驗報告、隨堂考查、原始實驗記錄和綜合素質幾部分組成 實驗報告強調規范性、實驗結果和數據與原始記錄的一致性,以及對實驗結果分析討論的深度和廣度;隨堂考查即當堂面試,可能是操作步驟,也可能是結果的簡單分析,還可能是操作過程的注意事項;原始記錄則強調其真實性;綜合素質包括學習態度、科學素養和團結協作精神。期末考核主要是考察學生的實際操作能力和實驗技能水平。實驗結束后進行實驗操作考查。
2.5.3 實驗操作考查 即讓學生在給定時間內完成指定的實驗,老師對其實驗操作情況進行評分。評分標準主要涉及天平、容量瓶、移液管、滴定管的使用及實驗數據的處理幾個方面。考查不合格者不予參加分析化學學科相關理論課程考試。
3 實施成效
通過實驗教學改革,學生對分析化學實驗課的重視提高,實驗積極性較高,能在課前主動預習。實驗時操作標準規范,能認真觀察,積極思考,獨立解決問題。設計研究性實驗的開設,提高了學生獨立開展科研工作的能力和創新意識。
同時,開放式教學中的一些實驗內容反映了當代科學技術的發展水平,涉及的知識面廣。要求教師不僅要有本學科扎實的理論基礎、較好的實驗技能,還要加強業務學習,不斷更新自己的知識,這在新實驗開設和學生科技創新活動中顯得尤其重要,否則就不能勝任實驗教學。可以說開放教學提高了師資隊伍業務水平。
可見,新的實驗教學體系達到了知識與技能的傳授以及能力與素質的培養相互促進和統一的作用。
4 展望
在今后的教學中將進一步實現實驗教學手段的多樣性,制作實驗基本操作視頻演示,推廣運用虛擬、仿真等實驗技術手段,開展數字化實驗教學和虛擬性實驗教學的研究,促進教學手段現代化。同時,重視教學過程中的實踐環節,配合專業教學為學生提供大量的參與實踐活動的機會,充分體現“厚基礎、寬專業、大綜合”的現代教育理念。
【參考文獻】
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本文針對高等職業學生對分析化學實驗的失敗原因進行詳細的分析,并提出了改進意見,希望引起相關讀者的重視。
關鍵詞:
高等職業學生;分析化學實驗;原因;改進對策
實驗是化學教學中十分重要的組成部分,是不可替代的一項十分重要的工作。因此,要提高化學教學質量,保質保量做好實驗是關鍵之一。盡管現行高職化學教學過程中的一些實驗大部份是驗證性實驗,一般來說這些實驗的穩定性較好,重復性較強。但其中也有一些實驗往往由于受諸多因素的影響而導致實驗時失敗。本文擬就高職分析化學中常見的失敗實驗談談其原因及改進意見。
1由于所購藥品存放時間較長已變質而導致實驗失敗
譬如苯跟溴的取代反應,在這個反應中,通常情況下,反應速率極慢,加入鐵屑后,反應速率加快。雖然使用鐵屑作催化劑,但實際上真正的催化劑是三溴化鐵,這個反應的過程如下:2Fe+3Br2=2FeBr3FeBr3+Br2[FeBr4]ˉBr+[FeBr4]ˉ+Br+H++[FeBr4]ˉFeBr3+HBr但如果所用鐵屑在空氣中放置過久,已被氧化,則就沒有上述反應發生,實驗就會失敗。因此,在做此實驗時,要用新采集的鐵屑,以增強催化性能。這樣,實驗才易成功。由此可見,在實驗室里,對那些易氧化、變質的藥品要密封貯藏,有些藥品要現用現買。這是確保實驗成功的基礎之一。
2由于溶液的物質的量濃度配制不當而導致實驗失敗
譬如在做氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應的實驗時,假如氫氧化鈉溶液的物質的量濃度配制得很小,而硫酸銅溶液的物質的量溶液配制得較大,當把氫氧化鈉溶液滴入硫酸銅溶液中時就看不到沉淀產生。因此,在做此實驗時,必須要提高氫氧化鈉溶液的物質的量濃度,當它們兩者的物質的量濃度相當或氫氧化鈉溶液的物質的量濃度比較大時,實驗才易成功。做此實驗時,一般配制的氫氧化鈉溶液的物質的量濃度為0.5mol/L或1mol/L,硫酸銅溶液的物質的量濃度則為0.5mol/L為宜。再如,在極濃的強堿溶液中,當滴入無色酚酞試液時,就看不到試液變紅色。原因是酚酞試液的變色范圍是pH8.0~10.0,酚酞是醌式或醌式酸鹽,在堿性介質中是很不穩定的,它會慢慢地轉化成無色的羧酸鹽,因此實驗氫氧化鈉溶液與酚酞顯色時,要用稀溶液,而不能用氫氧化鈉濃溶液。由此可見,物質的量濃度或溶液的溶質質量分數配制得當,是實驗成功的又一基礎。
3由于實驗操作不規范而導致實驗失敗
譬如用氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液制取氫氧化銅。假如氫氧化鈉用量過多,則反而得不到沉淀物(氫氧化銅)。因為生成的氫氧化銅沉淀會與過量的氫氧化鈉反應生成可溶性的四羥基合銅酸鈉。再如在做苯酚跟溴水反應的實驗時,當把溴水滴入苯酚溶液中時出現白色沉淀,但假如滴入的溴水量過多,則析出的白色沉淀會轉變為黃色的難溶于水的2•4•4•6_四溴環已=烯酮:這樣就會出現與所要求現察的現象不相符的事實。因此,做此實驗時,必須重視“逐滴加入”的操作步驟。
4由于試劑滴加順序錯誤而導致實驗失敗
譬如在制備碘化銀膠體時,應先往試管中加入適量的碘化鉀溶液,然后再加入數滴硝酸銀稀溶液,并振蕩,則即可形成碘化銀膠體。反之,由于銀離子過量,碘化銀的濃度積很小,及易形成碘化銀沉淀而導致實驗失敗。再如在實驗室中制備氫氧化鋁時,因為氫氧化鋁有兩性,所以必須要注意控制堿的用量和試劑滴加步驟,只有把堿液逐滴加入到鋁鹽溶液中才能制得氫氧化鋁,假如違背上述操作,則不容易制到氫氧化鋁。
5由于未控制好反應溫度而導致實驗失敗
譬如在做糖的性質實驗中,用銀鏡反應檢驗糖的還原性,反應時應注意在60℃~80℃的熱水浴中進行,加熱時間控制在幾分鐘內,則只有還原糖才發生銀鏡反應。否則,非還原性糖如蔗糖等也會因溫度高(80℃以上),加熱時間長,產生水解生成還原性單糖而發生銀鏡反應。
6由于未掌握好實驗“火候”而導致實驗失敗
譬如在做銅與硫反應的實驗中,要求硫蒸氣的濃度要大。硫受熱到113℃時才開始熔化,變成淡黃色易流動的液體,當上升到160℃以上時變成棕紅色,隨著溫度的持續上升,顏色變深,最后才變為深棕紅色。不透明的硫蒸氣,此時把銅絲迅速伸至硫蒸氣中,才能看到銅絲燃燒并放紅光。假如銅絲過早伸入,由于硫蒸氣濃度不夠大,實驗就會失敗。當然,造成實驗失敗的原因有許許多多,但只要我們熟練掌握實驗技術,把握好溫度、酸度等,不斷改進實驗,就一定能夠把實驗做成功。
7結語
以上總結高職學生在做分析化學實驗的過程中,所暴露出來實驗缺陷,并經過對這些失敗因素的研究,提出了改進學生做分析化學實驗的建議和措施,使學生的動手能力不斷地提高,同時,將學生做實驗時發生的失誤降到最低,從而達到提高學生學習進度的目的,從而達到提高分析化學實驗教學質量。
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1提高教師自身水平
教師要給學生“一碗水”,自己首先得有“一桶水”、“一盆水”、“一池水”甚至是“自來水”。教師要不斷學習,積累知識,更新知識,適應教育的需要。(1)教師要重視科研,以科研促進教學。作為一個大學老師,需要具有廣博的知識,科研工作是獲得知識的重要途徑,科研會讓教師更好的教學,不斷豐富的教學經驗也能帶動科研的發展。教師可以將自己科研的相關成果,做成動畫或拍成視頻,利用多媒體放映,開闊學生的學術眼光和視野,滿足學生的好奇心和激發學生的學習興趣。認真耐心解決學生課內外提出的問題,鼓勵他們利用周末加入到科研團隊中進行科學研究。注意啟發和培養學生獨立思考的能力,通過查閱文獻尋找解決理論與實驗中所碰到的問題,從而培養了學生的思維能力以及開發利用資源的實踐能力。(2)教師應加強信息素養并應用于教學。如今除了傳統的教學方法板書外,需要借助多媒體更好的展示我們所要傳遞的信息,那么就需要教師具備較強的信息化教學能力。將傳統的教學方法和信息技術有機的結合到課堂中,提高學生學習的積極性。(3)完善自身的課堂語言修養。努力掌握各種語言的使用技巧,努力借鑒總結,并在教學實踐中提高語言運用水平。善于運用生動、幽默的語言,增強課堂教學的趣味性。這樣學生注意力集中了,思維活躍了,掌握知識的速度也就更快,提高學生的學習效果。(4)從其他優秀教師那里汲取教學經驗。積極觀摩其他優秀教師的講課,反思自己教學過程中的不足,加以改進,將自己和其他教師的閃光點加以放大,在今后的教學中更好的運用,形成自己獨特的教學風格。(5)積極參加講課比賽、教學培訓、研討會議等。從這些活動中,開闊我們的視野,增強我們的自信,改善我們的風度儀表,從而提高我們的綜合能力。(6)加強師德建設。學為人師,行為世范,教師是學生的一面鏡子,必須做好這面鏡子,盡量給他們更好的參照。教師要以自己的人格魅力和學識魅力教育感染學生,應該有謙和的性格,很強的責任心和耐心。不應將學生分成三六九等,要等而同之。在教學過程中要有意識地以積極的情感去教育學生,讓學生得到肯定的反應獲得自信,在傳授知識技能,傳播思想、觀點的同時,伴以積極的情感,注意情感的運用,達到以情促知、情知交融的效果。
2互換教與學角色
目前在我國不少高校逐漸興起“師生角色互換”這種教學模式,但是這主要應用在文科課程上,如外語,思想道德與法律基礎課等,很少在理工科課程上進行嘗試[2]。我們試圖在定量分析化學實驗課進行嘗試。定量分析化學理論課是大班授課,教師認真講授之后,對于對應的實驗,可以讓學生走上講臺講解實驗的目的原理步驟等部分,然后教師再對學生的講解做出評價,對好的方面給予肯定,對不足之處進行補充,反復角色互換,加深學生對內容的理解,提高教學效果。教與學角色互換有兩大優點:首先,激發他們在理論課上認真聽,課后主動查找資料、翻閱書籍來認真備課。學生會感受到教師上好一節課并不像他們認為的那么輕松,親身體驗到講好一節課不容易,理解并尊重老師的勞動。其次,更讓老師了解學生的所需,對教師的教學起著很大的推動作用。
3選拔優秀研究生助教
定量分析化學理論班和實驗班人數較多,理論班一般六十人左右,實驗班二三十個人左右,一個教師很難顧及到每個學生。即使詳細講解,規范演示仍無法確保所有學生對實驗要點與操作能夠掌握到位,嚴重影響實驗教學效果。因此起用經過培訓選拔出的優秀研究生協助教學,可以對學生進行個別或小組輔導,幫助學生解決疑難問題,了解學生對所學知識的掌握情況,極大地提高教學質量。研究生也是學生,與本科學生之間年齡相差不大,他們更能懂得學生的心理,能很好的協助任課教師教好理論與實驗課程。研究生承擔理論和實驗課程的助教工作不但可以提高研究生自身的綜合能力,也能提高學生對理論知識的理解深度和實際動手能力。研究生本身具有一些實驗體會使得他們與學生之間的交流更加順暢,便于提高學生的學習興趣和探索意識,從而達到更好的教學效果。
4修訂理論與實驗教材
教材是教師從事教學活動和學生學習知識獲取能力的載體,是影響教學質量的重要因素。教材進行優化、刪減,力求內容不重復、不冗長,重點內容突出,針對性強[3]。目前的課程設置及教材內容編排在新教學模式下可能存在不相融的問題。從定量分析化學課程的教學內容整合和結構優化出發,優化課程體系、凝練教學內容等對培養所需人才具有重要的作用。
5完善考核評價體系
評價方式對人才培養起著重要的調節和導向作用。定量分析化學是教、學、做合一的過程,學生能力的提高是通過平時理論學習、實驗操作訓練等循序漸進、不斷地積累所獲得的。因此,在成績評定中,應全程考核,注重平時來有效測評學生的綜合素質,達到公平公正的目的。學生最后成績應該是平時考核成績和期末考試成績的綜合評定。對于課堂特別活躍,與教師互動性好,能及時回答教師所提出的問題的學生可以考慮適當加分。通過全程考核不僅科學、客觀的評價了學生的綜合水平,而且及時反饋信息,幫助學生及時改進學習方法,提高學習效率。有效的課堂教學一直是我們教師追求的目標。定量分析化學不僅要向學生傳授“高效知識”,更重要的是提高知識的“遷移能力”,提升創新能力。我們希望通過不斷的教學改革能夠達到預期的教學效果,讓我們的定量分析化學課堂充滿活力,充滿探究氣息,充滿愉悅的氣氛。
本文作者:曹高娟蔣文靜工作單位:福建農林大學生命科學學院