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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篇分析化學實驗報告,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: 非專業 分析化學 實驗教學
分析化學是一門實驗性較多的綜合性基礎學科,涵蓋普通的滴定化學分析和高級的儀器分析,分析化學實驗是分析化學課程的重要組成部分。分析化學實驗與分析化學基礎理論相輔相成,成為分析化學課程的必要補充,但是也具有相對的對立性。分析化學實驗教學不僅要培養學生的分析化學實驗技能,調動學生學習的積極性,牢固掌握基本操作,加深學生對分析化學基本理論知識的理解,從而培養學生運用分析化學基礎理論知識解決與化學相關的實際實踐問題的能力,還要注重培養學生嚴謹的科學態度、創新意識和創新能力等綜合素質。
現代分析化學教育的任務已經不是單純地傳授基礎理論分析化學知識,而是更加注意全面發展學生的智力和素質,即培養學生的理解力、觀察力、想象力、思維能力和創造才能及其實際應用能力等,由簡單的應試教育向適應教學、社會及實踐應用于一體的綜合素質教育轉化。特別是由于在現代分析化學及其現代分析技術的迅猛發展的形勢下,如何開展分析化學實驗教學,以及對學生的全面培養面臨著更大的挑戰和機遇。
專業的分析化學實驗涵蓋較多的綜合性實際試驗,主要是培養學生從基礎的理論知識體系模塊下能夠靈活地實際應用,并拓展知識,開闊視野,提高其創新能力;非專業分析化學實驗主要是依據分析化學基礎理論知識開展對基礎理論的直觀認識,培養學生對基礎技能的掌握和應用能力。目前對于非專業學生的實驗課程沒有特殊的要求,只依附于理論課程的一種實踐,實驗課程考核沒有操作考試,只做平時測評和實驗報告,導致學生不重視實驗教學。比如說實驗內容和原理包括實驗目的等在實驗報告撰寫時只是對課本的抄寫,沒有獨立去思考和領會,體現不出對本次實驗的認識;教師授課時學生的注意力不集中,實際實驗過程中問題百出,且存在安全隱患;實驗報告主要為本次實驗的實驗數據和測定結果,而忽略了對實驗數據和測定結果的分析,以及為什么會得到這些結果而做的必要分析,等等。筆者依據目前所擔任的非專業分析化學實驗課程,對其教學和學生的培養環節進行簡單的討論和思考。
一、如何教非專業學生做實驗
開展實驗課程教學重要的環節是如何教會學生去做實驗,這就對學生和老師兩個方面都提出了具體的要求:一方面對于學生來說,特別是非專業的學生,要求他們掌握一部分實驗技能及領會實驗現象與分析基礎理論的實質。教學是以學生為主體的,所以要讓學生更好地把實驗課程學好、掌握相應的實驗技能,就必須要求學生在實驗前認真預習,領會實驗原理,了解實驗步驟和注意事項,做到心中有數。實驗前要求寫好預習實驗報告的部分內容,通過領會實驗內容,列好相應的表格,查好有關數據,以便及時、準確地記錄和處理數據。實驗時要嚴格按照操作規范進行,仔細觀察試驗現象,并及時記錄。另一方面,對于老師來說在講授時,要抓住學生缺乏自控性的特點,對他們嚴格要求,每一次講課都要提出嚴格的要求和紀律,使學生在每一次的試驗中都有所提高,逐步使實驗操作規范化,過程合理化,并強調注意事項。講授式要簡單易懂,并進行示范操作,讓學生更容易理解。并要善于和基礎理論知識點結合,使學生養成善于思考的習慣,學會運用所學理論知識解釋實驗現象,研究實驗中的問題。
二、怎樣增強非專業實驗課程教學效果
采用示范直觀式教學,提高學生的學習興趣。在教學過程中,一邊引導學生正確地操作,一邊進行示范性講解,特別要強調需要注意的地方和容易出錯的地方,這也是實驗過程的關鍵環節。一方面,學生通過預習實驗,對本次實驗已經有所了解,但是實驗過程中需要注意的地方是學生往往容易忽略的地方。另一方面,通過變化的實驗現象引起學生的注意,提高學生的興趣,從而解決枯燥、乏味的口述講解課堂效率不高的問題。這樣通過引起學生的興趣和特別指出需要注意的地方,對增強實驗效果具有重要的意義。
耐心細致地指導,使學生掌握規范化的基本操作技能。學生第一次接觸實驗的時候往往存在膽怯的心理或者急躁的行為,這些都會為實驗整個過程的操作帶來負面的影響。因此,應該注意在適當的時候來引導學生,疏通學生的心理障礙和急于求成的心理,使其按部就班,按實驗的操作開展實驗,避免意外發生。這里更需要老師的耐心和細致指導,使學生能更好地理解實驗現象和規律,掌握實驗的正確操作。
三、對非專業課程實驗教學的思考
非專業的學生在做實驗過程中可能存在一種完成任務的心態,所以在教學過程中有更多的工作要做。從實驗的聽課到做實驗再到實驗結束,要保持試驗臺和實驗室的整潔,以及要認真寫好實驗報告及其規范性等都需要一一叮囑,通過多次的強化教學,對學生養成良好的科學實驗習慣具有重要作用。由于非專業學生中學階段對化學相關安全知識的欠缺,因此更應該把實驗安全放在第一位,因此在講授過程中時刻把安全注意事項和每一個實驗環節都聯系起來,讓學生充分認識到化學實驗中安全的重要性。多次強調、強化識記,使學生能夠把基礎理論知識和具體的實驗過程的認識有機聯系在一起,學會實際問題的分析和應用,從而提升教學質量,并進一步提高學生的實驗技能和綜合素質。
參考文獻:
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關鍵詞:分析化學;教學問題;解決措施
1分析化學實驗課程教學現狀
目前,我國的分析化學教學中存在著很多的問題。首先是資源的問題,分析化學實驗需要涉及到眾多的設備儀器才能順利的完成。然而我國的眾多高校設備儀器不夠完善,國家對教育方面的投資較少,導致許多高校資金短缺,沒有充足的資金用于儀器的購買,實驗環境的建設等。許多學校分析化學實驗器材簡陋,實驗室不達標,使得很多的實驗無法進行。加之教師的資源有限,學生數目眾多,班級規模較大,很難達到良好的教學效果。目前的分析化學教學流程主要以教材為模版,學生課前完成實驗預習,教師在課堂講解實驗的實驗原理以及實驗的操作方式和注意事項等。由學生完成實驗,課后完成實驗報告。這樣的學習方式存在著很大的局限性,抑制了學生獨立思考能力的培養,學生只需要按部就班的完成實驗過程即可,這對提高學生的創新能力以及動手能力沒有什么益處。加之學生做實驗完全是參照教材步驟進行,實驗過程沒有融入自身的思考,對提高學生自身解決問題的能力沒有起到相應的作用。真正的分析化學實驗不應當僅僅是一個驗證實驗理論的過程,更應該是學生在此過程中積極思考,培養分析問題、解決問題能力以及提高動手能力的過程。
2當前中職學校分析化學課程實驗教學中存在的主要問題
2.1教學理論與實驗教學脫離
在中職院校分析化學實驗教學中,理論教學與實驗教學進度不符是最為常見的問題。這主要是由于中職院校師資力量較為薄弱,生源質量也較低造成的。由于理論知識的教學進度跟不上實驗課內容的教學進度,盡管教師在做實驗之前會在向學生簡單的介紹實驗原理,但是由于課程學時的限制,往往比較粗略,這導致了學生在上實驗課時沒有掌握相關的理論知識,盡管參與了實驗,但是并沒有通過實驗過程使理論知識更加鞏固,這就使得實驗教學喪失了意義。造成理論教學與實驗教學脫離的主要原因有兩方面。一方面是由于任課教師的教學方式的問題,教學方式不當使得課程內容安排不夠合理;另一方面是學生對實驗課缺乏足夠的重視,課前的預習工作做的不夠到位。
2.2中職院校實驗條件落后
由于中職院校的教育經費等因素的限制,大多數中職院校不夠重視分析化學實驗課程的教學,資金投入力度不大,導致各項實驗條件比較落后。這主要表現在首先相關的實驗設施不夠完善,中職院校的實驗設施大都比較陳舊,甚至都到了被淘汰的地步,實驗設備不夠完善導致實驗結果誤差較大甚至導致實驗失敗;其次,實驗室的建設不夠完善,實驗室缺乏配套的保障系統,實驗室沒有良好的通風以及消防系統,這留下了巨大的安全隱患。
3中職學校分析化學課程實驗教學探討
3.1改善實驗條件,充分發揮實驗課程作用
只有良好的實驗條件才能發揮分析化學實驗課程應有的作用。中職院校應當做到以下幾點。首先,加大對實驗室建設的投資力度,加大校企合作辦學的力度,保障實驗室器材的完備,及時更換不合格以及老舊的實驗設備,保障實驗室的條件能夠滿足實驗的需求;其次,加大在實驗室安全措施方面的投資,為實驗室配備合理的消防系統以及通風、用電系統,生命安全無小事,安全有了保障,師生才能在安全的條件下完成教學活動;最后,加大對設備儀器的保養力度,實驗器材的保養工作往往被忽視,加強對設備儀器的保養力度有助于延長實驗器材的使用壽命,避免發生由于保養措施不到位而造成器材無法使用。
3.2改進教學方式
傳統的分析化學教學方式被固定在教師講課學生按照步驟完成實驗的模式。這種教學模式很難激發學生的學習積極性,對教學目標的實現也沒有益處。因此,為了提高分析化學實驗課程的教學效果,就必須要從改變教學方式開始。教學要改變單一的授課模式,可以采用新穎的教學手段例如實驗錄像放映以及幻燈片放映等方式,將實驗中應注意的重點全面的展示給學生。教師還應該加強對學生的指導與監督力度,對學生操作中出現的不規范之處及時指正,除此以外,做好實驗報告的批改工作,指導學生規范的完成實驗報告,提高學生對實驗結果的反思、數據的處理以及文字描述等方面的能力。
3.3建立科學的考評制度
在中職院校,很多學生都忽視了實驗的內容,更加重視實驗的成績,這種思想不利于學生自身的學習。因此,中職院校應當建立起科學合理的考核制度,通過學生的實際知識掌握請款以及實際動手能力公平的評定學生的實驗成績。科學合理的考評制度不僅能夠提高學生的重視度,還能夠充分激發學生的學習興趣,引導學生融入到實驗過程中去。總的來說,合理的考評制度應當包括實際操作、出勤率、實驗報告以及原理掌握等幾個方面,教師不能單純的以學生最后的實驗結果作為評判依據,將多個環節加以考慮。
4小結
分析化學作為前沿性的學科,在醫學、藥學領域發揮了積極的作用。為了促進醫藥衛生領域的發展,中職院校應當重視分析化學實驗課程的教學,充分培養學生的實驗能力以及分析解決問題的能力,只有這樣才能為醫藥領域培養出更多優秀的人才。
參考文獻:
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關鍵詞:分析化學;實驗教學;改革分析
化學實驗和分析化學都是化學專業的主要基礎課之一,兩者雖然各有側重卻相輔相成。化學實驗不僅有利于學生理解和鞏固課堂上學習到的分析化學理論知識,更重要的是可以培養其科學的邏輯思維方式,提高其分析問題和解決問題的能力,培養學生良好的科學素質,為其將來的深造和就業打下良好的基礎[1]。如何充分發揮實驗教學作用,達到素質教育和能力培養的目的,已成為分析化學實驗教學必須思考的重要問題。目前,隨著現代分析技術的不斷進步與發展,分析化學相關的知識和內容也越來越豐富。所以,以往的實驗教學在教學方法、教學內容以及學生成績評價等方面已經不能適應社會發展的需求[2]。這種現象出現的主要原因在于傳統教學模式在很多地方已經不能適應新的教學對象:一方面傳統教學形式與教課手段漸漸無法適應時代的進步,以往老師通常在實驗課前預先將實驗所需要的化學試劑準備好,課堂中將實驗目的、實驗原理、實驗所需的試劑和儀器、具體實驗操作的步驟等內容板書好,并且多數采取以老師講解為主的教學形式,難以激發學生學習的興趣,無法有效調動其做實驗的積極主動性,不利于培養學生的創新思維和意識。另一方面,與理論課相比,一些學生并不重視實驗課,認為實驗課是理論課的附屬品,易產生單調乏味的心理,導致實驗教學效果差。在這樣的教學方式下培養出來的學生很難具有獨立創新的意識,其綜合素質難以得到提高。我們對于實驗教學中存在的一些問題,認為需要對目前的教學方法進行改革,把做實驗的主觀能動到學生的手里,充分調動其積極性,發掘其自主創新意識。在此,我們就如何對分析化學實驗教學進行改革,培養出具有高素質的綜合型化學人才等方面進行了探討。
一、改進教學方法,培養創新意識
以往的實驗課多采用“注入式”的教學方式,通常由老師講解實驗目的、實驗原理及實驗操作步驟,然后學生只需按照講述的內容來進行實驗,這使得實驗課的內容枯燥乏味,不能有效調動學生的興趣和主動性。分析化學理論有許多抽象和難以理解的問題,在課堂上老師會以PPT、動畫等多媒體形式來對這些難理解的內容進行展現,利用生動畫面形象直觀地解釋化學理論中抽象的內容,有利于學生對課本知識的理解。我在教學當中,體會到了運用現代化教育方式的益處。例如在講到酸堿滴定基本操作時,我們做了動態的PPT,非常生動地展示了選用不同指示劑時的滴定終點及對應的滴定曲線。目前,我們以任務和問題為導向,講述實驗的原理、提出實驗成敗的關鍵操作以及注意事項等要點。同時適時的提出問題啟發學生去思考,讓學生帶著問題做實驗,通過觀察實驗現象回答這些問題,讓學生成為實驗的主體,從而達到提高學生的綜合素質和能力的目的。另外,實驗中出現實驗現象與預期不一致的問題,老師不直接給出答案,而是采取啟發的方式去引導學生運用課堂上所學的知識分析,通過同學間的相互討論發現解決問題的方法,使得學生對課本理論知識的理解更加深刻,加強了綜合素質的培養。實驗課中,老師要求每位同學都獨立完成實驗,既培養了學生的實驗技能,又增強了其獨立工作的能力。要求學生在課堂上完成實驗結果的記錄,避免學生在課后抄襲實驗報告,培養實事求是的科學態度。隨著科技的不斷進步,我們也采用了多媒體的教學方式。例如,將天平的稱量練習、滴定管的使用方法及滴定操作、移液管的使用、容量瓶的使用、玻璃器皿的洗滌等基本操作內容通過錄像及動畫形式直觀演示出來,使得教學內容更為豐富,從而提高了教學水平,加深了學生對理論知識的理解和掌握,從而激發了學生的興趣,得到了學生的一致好評。
二、改革實驗內容,提高創新能力
實驗教學作為學科教學的重要組成部分,不能僅僅滿足于驗證分析化學相關理論這個層面上,要改變一些學生認為化學實驗只是單純驗證理論知識的印象。實驗教學內容的組織直接影響教學質量的好壞,進而影響學生學習的積極性和主動性。考慮到多數學生動手能力不高,實驗技能掌握不熟練,缺乏創新意識,我們對傳統的實驗教學內容進行了改革,實驗內容安排由基礎到應用,再到設計和創新。在完成基本操作技能的訓練和驗證性實驗之后,適當增加了綜合性及設計性實驗。基礎實驗包括電子天平的稱量練習、酸堿滴定、氧化還原滴定、自來水硬度的測定、硫酸銅鹽中銅含量的測定和重量分析操作等。這些實驗包含了分析化學實驗的基本知識、基本技能,主要強化學生的實驗技術。學生經過實驗課上的鍛煉后能夠熟練地掌握基本的分析化學實驗操作技能,達到培養學生良好的科學素質的教學效果。對于設計實驗,老師給出具體的題目,學生課后進行資料搜集,設計出相應的實驗方案,然后獨立進行實驗,觀察實驗現象,解決實驗中出現的問題,分析和處理實驗數據后得出結果,完成實驗報告。學生運用課堂上學到的理論知識與實驗技能去解決實驗中遇到的問題,提高了發現問題、分析問題和解決問題的能力。同時,針對不同的專業因材施教,為本科生開設了兩門不同的實驗課程,如為化學專業學生開設的分析化學實驗課程(64學時,4學分,30名學生/班),為制藥工程及環境工程開設的分析化學實驗課程(36學時,2學分,30名學生/班)。這兩門課程在基本操作技能的訓練方面是一樣的,但為工科學生增加了儀器分析實驗,比如,白酒中醇系物分析和啤酒總酸度的測定。實驗課程的安排從易到難、循序漸進,一步步地培養學生獨立從事分析化學相關工作和研究的基本技能以及綜合素質。
三、改革考核方式
如何客觀地考核實驗課成績同樣是實驗教學重要的組成部分。全面客觀地評價學生實驗能力,對于促進學生實驗技能的掌握起著重要的作用,同時對于調動學生的學習積極性也起著重要的導向作用。我們在過去考核方法的基礎上進行了改進,以往的實驗考核通常是由教師根據學生平時的實驗報告來評價的,這種考核方式不易調動學生實驗的主觀能動性。因此,我們對實驗課成績的考核方法進行了改革。實驗課的成績由平時成績與期末實驗考試成績組成,其中平時成績占60%,制定評定標準并對各項要求進行量化打分。平時成績包括預習報告是否完成、是否遵守實驗紀律、實驗操作是否標準、實驗數據記錄及結果是否準確、實驗過程中自己實驗臺面的清潔、考勤以及課后實驗報告的評定。期末考試期末實驗考試成績占40%,主要是考查學生的實際操作能力。題目由老師給出,讓學生提前查閱有關資料,設計實驗方案,進行實驗數據分析,并于課堂上提交實驗報告,這種考查的形式有利于培養學生良好的科學素質。過往很多學生不重視分析化學實驗,實驗時比較馬虎,應付對待。目前學生在實驗中開始注重自己動手操作,書寫實驗報告更加認真細致。其次,學生學習的主動性和積極性大為提高。考核方法的改革,提高了整體化學實驗的效果,增加了學生的積極性和對實驗教學的重視度,培養了學生獨立思考問題的能力,提高了動手操作能力以及解決問題的能力,從而達到提高分析化學實驗教學質量的目的。總之,我們需要在教學實踐中進行不斷的探索,才能形成合理的實驗教學模式。同時改進后的教學模式也會在實行的過程中出現一些新的問題,因此有待我們進一步的去完善。因此,我們將繼續通過不斷的實踐,為全面培養學生的科學素質及實踐能力探索出一條新路。
參考文獻:
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關鍵詞:無機化學實驗;分析化學實驗;教學改革;實踐
合肥師范學院作為“建設地方高水平應用型大學”,立足自身優勢,重新制定人才培養方案,改革和創新人才培養模式,積極探索服務地方經濟發展思路。定位于培養專門性人才服務于當地經濟,特別重視課堂教學方法和方式的改革,在促進培養創新、應用性人才方面做出了巨大的努力。本文首先結合多年的教學實踐分析了目前無機化學和分析化學實驗課程教學過程中存在的若干問題,提出了課堂教學改革模式。在教學改革實踐中,教學效果提升顯著,學生的動手能力得到了提高,是應用型本科高等學校的教育教學改革的有益嘗試。
1化學實驗課程存在的問題
以合肥師范學院為例,無機化學實驗和分析化學實驗教學的專業包括化學、化學工程與工藝、制藥工程、材料科學與工程、生物科學、生物技術、食品質量與安全等。這些專業對無機化學實驗和分析化學實驗的要求各不一樣。根據近幾年的教學經驗,結合教學座談等形式,我們發現實驗課程教學過程中存在以下幾個方面的不足:
1.1實驗學時壓縮,無法兼顧各層次水平學生
從學時分布來看,一般化工類專業中無機化學實驗和分析化學實驗分別為32學時,生物類專業中無機及分析化學實驗總共24學時,食品質量與安全專業中無機及分析化學實驗總共32學時。對于剛剛進入大學,才開始接觸專業實驗課程的新生來說,需要學習的基礎知識及基礎操作很多,限于學生的層次差別,教師很難在3個學時的實驗課時中兼顧每一個學生。盡管學校提倡開展“導師制”,學生課余時間進實驗室,但是限于學校實驗室條件、教師的空余精力及學生的主動性等因素的影響,實施較為困難,使得部分學生規定時間內難以高質量完成實驗學習內容,不能完全掌握實驗操作。
1.2實驗內容基礎,缺乏創新性培養
在大多數普通高校中,無機化學實驗和分析化學實驗課程因為是低年級開設,學生的知識結構不夠豐富,以及限于實驗條件,難以開設創新性較強的實驗。目前實驗教學中開展的實驗任務多是驗證性實驗,不利于學生的創新能力的培養。
1.3實驗教學方式單一,缺乏課程引導探究
多年來,實驗教學普遍采用“教師演示,學生模仿”的模式,教師在實驗操作前進行課堂演示,隨后學生進行重現[1-3]。限于實驗室布局,難以讓全體學生看清教師操作演示每一個細節,使得學生連模仿、重現都難以做好。加之教師忙于指正學生的操作練習,疏于引導學生對實驗內容進行探究性學習,學生較多關注實驗結果,較少關心實驗過程。由此導致學生分析問題、解決問題的能力得不到提高,實驗學習與理論學習的相互促進也難以保證。
1.4實驗考核體系陳舊,難以客觀量化成績
在實驗教學中,大多采用檢查實驗結果,綜合實驗預習報告、實驗報告給出成績[4]。但是,這樣的考核方式勢必存在部分同學隨意記錄實驗數據,更改實驗結果,甚至會出現抄襲實驗報告的現象。由此導致教師給出的實驗成績難以客觀的對學生的學習過程作出評價。
2實驗教學改革與實踐
隨著信息技術的發展和網絡技術的普及,近年來“翻轉課堂”、“微課”等教學模式逐漸進入各類課程中[5-8]。課前觀看教學視頻、自主查閱相關資料、在線交流主動學習;課堂上教師利用結余的時間回答問題,指導學生完成練習等有利于激發學生學習主動性、提高學生學習效果和提升教師教學效果等方面都有很好的促進作用。結合實際教學情況,我們在實驗課程中進行了一些教學模式和考核方式的改革。
2.1重視引導實驗課程預習
利用學校現有的網絡教學平臺、網絡中免費的“慕課”平臺網站以及qq群等媒介,精選實驗內容,通過平臺上化學實驗操作視頻的引入從根本上解決了這一難題,涉及實驗基本操作、基本原理和常用儀器的使用方法等,包括玻璃儀器的洗滌和使用、分析天平稱量、加熱、藥品及試劑取用、固液分離、實驗原理等。學生可根據自己的實際情況,不受時間和地點限制,隨時上網觀看。作為課前預習,可提前了解儀器的構造、使用方法、操作要領、實驗原理、實驗過程和注意事項等,這相對于僅看實驗教材作文字預習更加直觀生動、印象深刻,并且可以彌補課堂演示的不足[9-10]。
2.2加大實驗課程內容討論
在預習的過程中可以反復學習,并記錄學習難點和疑點,通過網絡平臺進行師生交流和生生討論。在課堂上,教師根據實驗基礎理論和實驗操作,以問題為引導,精心設置實驗問題,檢查學生預習情況,引導學生多思考,提高學生分析問題、解決問題的能力。
2.3增加創新創造性實驗內容
選擇適合應用型本科院校使用的教材,并根據專業特點,增加創新創造性實驗內容。例如,對于制藥工程專業,在無機化學實驗的教學中,加入了“利用雞蛋殼制備葡萄糖酸鈣”的實驗項目,由學生自行設計實驗方案,提前準備雞蛋殼作為反應物,實驗的產品也與專業、生活息息相關,學生表現出了極大的興趣,充分訓練了無機化學實驗過程中的各個實驗操作,實驗態度極其認真,效果較好。
2.4實施多維度實驗課程考核
教師全程參與實驗的預習、實驗的討論、實驗過程實施及實驗報告批改等過程。以實驗過程加實驗結果的多維度考核方式評價學生學習效果。在整個實驗教學期間,教師全程認真記錄教學情況和學生學習表現,隨時對學生進行考核,如實驗預習情況實驗交流的積極性、回答問題的正確性、實驗操作的熟練程度、實驗結果的準確性、實驗報告撰寫的規范性等方面進行全面考核,并不斷積累成績。另外,對學生進行考核的標準和內容還可以根據學生遇到問題時的處理方式和效果的進步,給予鼓勵性考核,激發學生的學習熱情,提高學生的實踐應用能力,并以此提升我們對無機化學實驗和分析化學實驗的教學水平。
3結語
無機化學實驗和分析化學實驗課程是重要的基礎化學實驗課程,旨在培養學生物質合成、定性分析、定量分析等基本操作,擔負著培養和訓練學生掌握合成技能、分析技能和操作規程的責任,還對無機化學和分析化學理論知識的深化起到極其重要的作用。在實際的實驗教學工作中,結合網絡技術、多媒體技術,教師全程參與,提升預習效果,增加創新性實驗內容,實行多維度實驗考核體系,對于實驗類學科教學改革是一次有益的嘗試。
參考文獻
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1.分析化學實驗課的現狀
因為榆林學院是2003年從專科院校升為本科院校,為適應社會對人才需求和我院人才培養方案的轉變,分析化學實驗教學不斷地進行改善,并取得了一定的發展。
1.1教學中存在的問題
1.1.1“封閉式”教學模式,“壟斷性”的教學方法。
現在分析化學實驗課程的教學方法延續著傳統方式,課前學生預習并完成預習筆記,課上老師詳盡地講解原理、步驟、數據處理以及可能出現的實驗現象,然后學生進行驗證實驗,課下用實驗得到的數據完成實驗報告。固化的教學模式中,教師一直為主體,學生一直處于“封閉式”傳統教學模式,使實驗教學失去了應有的生機。在規定的時間內學生按照課本上的內容機械地操作著,在沒有嚴格的管理下經常捏造、涂改實驗數據。這樣被迫地學習狀態,必定導致學生失去學習興趣,失去設課的初衷。
1.1.2實驗課時安排不夠合理。根據教學計劃和培養方案,分析化學實驗和有機化學實驗同時開課,每門課就兩課時,學生們一天完成兩個實驗,從精力,體力和準備上都是力不從心的。在實驗的過程中不能全心全意投入,總是在趕時間,導致學生失去興趣,只能應付了事,匆匆地結束實驗,去完成有機實驗。
1.1.3學生“照葫蘆畫瓢”現象嚴重。實驗課的內容一般都是比較成熟的實驗內容,學生通過教材、網絡、文獻都可以搜集到成熟的實驗方案。這往往是導致部分學生失去實驗興趣,照葫蘆畫瓢的現象比較多,對實驗課的重視程度不夠,沒有嚴格的紀律性。由于主觀上的不重視,部分學生在課前不進行預習,上課不認真聽講,實驗過程中依賴于同組成員,常此以往,學生幾乎失去了實驗的興趣,做實驗只是為了完成一項任務,而不是為了學習一項技能。這樣的現象和我們設課的目的背道而馳,完全漠視了本次實驗課的重要性。
1.1.4考核標準不夠嚴格。分析化學實驗的考核標準是考查,即平時成績占60%,理論考試成績占40%。其中平時成績反映了學生的平時的學習習慣的效果,包括:考勤2S%,課堂表現25%,實驗報告50%。由于考核標準的籠統和教師考核的寬松,以致學生會出現相互抄襲或改寫實驗數據等實驗不認真的現象。
1.2精選教材內容
由于分析化學實驗內容廣泛,涉及定性分析、定量分析和儀器分析3大部分,定性部分實驗與部分無熱實驗重復,該課程只注意培養學生“量”的概念,實驗的整個過程:試劑的準備、方案的設計、實驗的操作以及實驗數據的記錄與處理等環節都要時刻注意“量”的概念。定量分析中的四大滴定分析內容是分析化學實驗(1)重要培養方向,為學生今后學習儀器分析打下一定基礎。分析化學實驗(2)重要培養學生操作大型儀器的技能,根據我院的大型分析儀器的情況,開設了光學、電化學、色譜等8個大型實驗,為學生的就業和深造奠定良好的基礎。
2.分析化學實驗教學改革
教學內容是教學改革的重要環節,改革教學內容能充分體現分析化學實驗的課程特點并有效提高教學效果。
2.1強化實驗操作技能訓練
實踐性和應用型是分析化學實驗課的兩大特點。設課的目的是通過專門的訓練使該專業的學生掌握分析化學的基本原理和操作方法,初步培養嚴謹的科學態度,培養實際問題的科學素質。為了達到這樣的教學目的,實驗課中加強了配制標準溶液的操作、誤差分析計算、滴定操作和分析儀器的操作使用等內容的教學訓練。在分析化學滴定實驗課中強化規范化實驗操作技能訓練。如常規的電子分析天平、滴定管、移液管、容量瓶等使用方法,通過演示、示范等手段加強基本操作技能。其次通過成熟的實驗案例分析化學理論,正確樹立“量”的概念,培養實事求是的科學態度,實事求是的工作態度。如:NaOH、HC1、EDTA、KMn04等標準溶液的配制與濃度標定,“量”的概念貫穿整個驗證實驗過程中。綜合實驗階段能夠提高學生的分析和解決問題的能力。如水的硬度的測定,銨鹽中氮含量的測定,鉛、鉍混合液中鉛、鉍含量的連續測定,高錳酸鉀法測定過氧化氫的含量等。后續部分為一學期的儀器綜合實驗階段,這階段在具備基本的實驗技能基礎上,通過使學生理解各種儀器的原理、結構和操作方法,初步達到培養應用型人才和具有科研能力的人才。
2.2整合實驗內容
分析化學實驗設課目的是為了培養學生基本操作技術,經過課題組不斷探索和調整,在不改變總學時的情況下,整合實驗內容,力求通過一個完整的實驗內容訓練多種實驗操作技能。例如基礎滴定分析實驗中,從標準溶液的配制、保存,標準溶液濃度的計算或標定,未知溶液濃度的標定等一系列過程的完成,為學生提供更多的動手機會。根據實驗室儀器設備的不斷增加,我們有能力開展光學、電化學、色譜等大型的儀器實驗來充實分析化學實驗的教學內容。經過一學年的訓練,參加課程的學生能夠扎實地掌握基本實驗技能的操作,大型分析儀器(如分光光度計、紫外分光光度計、分子熒光光度計、原子吸收、離子選擇性電極、氣相色譜)等構造原理和使用方法,收到良好的教學效果。
2.3優化教學方法
改革實驗教學的最終目標是為了提高學生的創新能力,把理論學到的內容在實踐中得以應用。為了激勵學生的學習興趣,避免填鴨式教學效果,要求學生課前預習并把預習的內容寫在專用的筆記本上。通過實驗題目闡明實驗課原理、實驗目的,為了達到所需的實驗的結果實驗需要一些輔助儀器和試劑。然后把儀器的使用原理和方法講解透徹,了解化學試劑的在實驗過程的作用。避免學生“照葫蘆畫瓢”現象發生,在理解的基礎上,學生會心胸有成竹地開展實驗。最后也是最關鍵的一個環節就是分析實驗結果,通過實驗數據科學地解釋實驗結果。使學生善于思考問題、提高分析問題和解決問題的能力。
2.4強化訓練、抓好思考題環節
由于一些理論概念的認識必須經過一個反復的過程,作為教學的重要補充,課后思考題討論是非常重要的一個環節。通過做思考題,學生可以加深對實驗目的、原理、步驟理解和掌握,抓好習題課環節有利于促進教師和學生間的互動,最后達到全面提高教學質量的目的。考試的題型要靈活多樣,既能考査學生掌握基礎知識,基本原理情況,又能綜合考査學生對所學的知
考核的目的是為了檢驗教師的教和學生的學的識、基本原理的掌握情況以及他們用所學的知識來效果,科學合理的考核體系不僅能夠反映學生對解決實際問題的綜合能力。
基礎知識的掌握水平,還能夠提高學生端正學習態度、提高在實際應用中技能,是一個非常重要的教學對于化學專業、化學工程與工藝、生命科學等專體系。為了能夠真實、客觀地反應學生的學習情況,業的本科生來說,設立分析化學實驗課程對這些專我們改革了考試的方式和學生成績評定方法。采用業學習專業基礎知識是不可缺少的。通過實驗教學平時成績和考試成績相結合的評價手段,平時成績改革,學生對分析化學實驗課有很高的積極性,改革占總成績的60%,平時成績包括考勤、課堂表現、作后的實驗教學體系提高了理論和技能相互促進和統業成績、隨堂實驗報告成績。平時成績總分(百分一的作用。在以后的教學中將在教學方式和教學內制)=考勤成績(25%)+課堂表現(25%)+實驗成容方面需要經過不斷的探索和實踐,來滿足分析化績比例50%。期末考試成績權重為40%,同時期末學實驗對各專業人才的基本要求。
關鍵詞:藥學專業;分析化學實驗;教學改革
中圖分類號:G642.0?搖 文獻標志碼:A ?搖文章編號:1674-9324(2013)45-0255-02
藥學專業是我校2000年為適應我軍新形勢而增設的專業,《分析化學》是藥學專業開設的一門必修的專業基礎課程。分析化學實驗教學是分析化學教學的重要環節,通過實驗課的教學不僅有助于學生鞏固理論課所學知識,也能使學生系統掌握有關分析化學基本操作、基本技能,培養學生記錄和處理實驗結果,獨立分析問題和解決問題的能力。學員掌握好分析化學實驗技能將為后續藥物分析、藥劑學和天然藥物化學的學習以及畢業后繼續教育打下必要的基礎。筆者近幾年一直從事我校藥學專業分析化學與藥物分析理論課與實驗課的教學,總結過去,展望未來,現就我校分析化學實驗課談談以下幾方面的體會。
一、實驗設備及儀器方面
實驗設備及儀器等硬件的建設是實驗課得以順利進行的前提和保證。我們學校及其相關科室都非常重視實驗設備的建設。建有標準化容量分析實驗室2間,儀器分析實驗室4間,通風、照明良好,實驗臺面耐酸、堿腐蝕。教學實驗準備室里配備有關實驗準備和試劑配制的設備和操作臺。教學儀器設備包括:酸度計、自動電位滴定儀、紫外—可見分光光度計、熒光分光光度計、紅外分光光度儀、旋光儀、高效液相色譜儀、高效毛細管電泳儀、氣相色譜儀、電子分析天平、冰柜和電烘箱等。值得一提的是許多醫藥學院校尚未對本科生開設利用毛細管電泳的實驗,而我校的藥學專業學員能在老師的指導下親自動手操作此儀器,完成一對手性藥物的分離分析實驗,不僅加強了學員對毛細管電泳理論知識的掌握,而且使學員對手性藥物有了更深的認識。此外還有價值昂貴的核磁共振分析儀供觀摩實驗。這些設備可完全滿足教學的需要。
二、實驗課程標準方面
我們分析化學與藥物分析教學組幾經其他相關院校調研、商討與實踐,制定了分析化學課程標準[1]。課程標準在課程的設計、教學方案和計劃的制定、教學內容的選取和教學評價等環節,為教學和學習提供標準,并指導具體的實施過程。課程標準的基本理念為堅持學員為主體,教員為主導的教學理念,全程滲透素質教育、創新教育等現代教育思想和觀念。《分析化學》課程標準中規定實驗內容要既能體現本學科的前沿發展動態,又要與醫學、藥學緊密結合;既注重培養學員的創新思維能力,使啟發式教學方式始終貫穿在實驗教學中,又避免受到純化學教育模式的影響,使學員在有限的實驗學時內學到盡量多而實用的東西。另外,由于實驗是整個分析化學教學的重要環節,實驗課內容的安排要體現承上啟下的作用,應不只從本門課程出發,而是從整個藥學專業學科體系全局出發,使內容的科學性和新穎性相結合,不僅注重基本操作訓練,而且加強現代分析儀器的使用。
三、實驗課程內容方面
根據教學組制定的分析化學課程標準,我們利用與理論課程教材[2]配套的衛生部規劃實驗教材與自編實驗教材相結合的方式選擇實驗內容,大致通過80學時、四個訓練環節完成本實驗教學任務:通過基本技能訓練實驗,例如自來水總硬度的測定、生理鹽水中氯化鈉含量的測定等實驗,使學員能夠勝任實驗室的一般性工作;通過驗證性實驗,例如混合氨基酸的紙色譜分離和鑒定、熒光法測定硫酸奎寧等實驗,使學員理解、掌握不同分析方法的基本原理、基本操作和適用范圍;通過綜合性實驗,例如血漿中文拉法辛含量的測定、毛細管電泳法測定手性對映異構體藥物等實驗,提高學員綜合運用所學知識的能力;通過設計性實驗,例如維生素C片劑中維生素C的含量測定、血漿中乳酸含量的測定等實驗,提高學員靈活運用實驗知識、獨立進行科學實驗的能力。此外,學員利用課余時間,兩人為一組來觀摩、協作教員完成核磁共振實驗,使學員對非常貴重的儀器也有親自實驗的機會;利用開放實驗室,調動學員參與課外科研活動,激發學員的創新潛質,培養學員的創新意識、團隊合作精神和主動獲取知識的能力。
通過這些實驗,學員不但掌握了課程標準所要求的能獨立進行稱量、溶解、定容、移液、滴定等基本實驗操作;能使用分析天平、分光光度計、酸度計、離心機等實驗儀器進行實驗;能正確、規范地完成實驗記錄,對實驗數據進行分析計算、評價并進行總結等技能,而且親自動手使用了紫外—可見分光廣度儀、紅外分光廣度儀、熒光分光廣度儀、氣相色譜儀、液相色譜儀、毛細管電泳儀等現代化儀器,加深和拓寬了知識面,使分析化學實驗與醫藥學緊密相關,提高了實驗學習的積極性。
四、實驗課程教學過程方面
實驗課教學以單人操作的訓練方式,強化學員獨立操作、獨立完成任務的意識。實施過程包括了學員預習、內容講授、儀器示教、學員操作、教員巡查、結果分析與討論、書寫報告等。首先抓預習,要求學員必須寫預習報告。經過循序漸進的驗證性、綜合性和設計性實驗的學習,參與實驗設計,體驗觀察、研究的過程和樂趣,增進學習興趣,提高發現、分析和解決問題的綜合能力。其次,所有實驗教員都必須變換不同實驗條件和方法至少做兩次預實驗,例如氣相色譜法測定脂肪酸的含量實驗,脂肪酸的甲酯化過程選用不同的溫度,色譜分離過程選用不同的柱溫與載氣流速,做到對實驗過程中可能出現的現象心中有數,上實驗課時,才能真正引導學生。此外借助網絡、專題講座、學員課外科研、開放實驗室等,擴展學員的知識面,彌補課堂教學的不足。
五、實驗課程考核辦法
分析化學課程總成績采取理論課試卷考試占80%,實驗操作與報告成績占20%的成績評定體系。實驗成績的綜合評價要能全面反映實驗理論水平、實驗技能和實驗操作態度,實驗成績為平時成績與期末操作考核成績的平均分,滿分為20分。實驗課平時成績可根據每次的實驗報告、現場表現記分。將每次學生實驗的情況包括實驗態度、實驗完成情況、實驗結果、實驗報告書寫情況均做為平時考查的內容;平時考查通常占實驗考核總成績的50%。期末操作考核具體過程為:考核前教員將學員做過的每個實驗分組編號,考核時采用抽簽的方法,學員2人一組協作完成所抽實驗,教員觀察、記錄考生的實驗技能與協作情況,并進行相關問題的提問,給出考核成績,通常占實驗考核總成績的50%。此外,實驗報告按學校要求進行教學檔案管理。
總之,通過藥學專業《分析化學》實驗課的學習,學員對分析化學知識有了更進一步的認識,重視程度大有提高,為今后學好藥物分析、天然藥物化學打下緊實的基礎。對教員來講,藥學專業分析化學實驗教學方法的初見成效,進一步增強了與學員的感情,提高了教學的信心。這些對今后的實驗教學改革起到了良好的促進作用,我們會繼續積極探索,為培養面問新世紀的高素質藥學方面人才而努力。
參考文獻:
[1]李發美.分析化學[M].北京:人民衛生出版社,2008.
關鍵詞:高校;化學分析實驗;教學
在高校開展化學分析實驗教學活動期間,教師如果始終以灌輸式、說教式的方法展開教學,學生會由于枯燥、乏味,而喪失學習的興趣,導致預期的教學目標無法實現。因此,教師只有不斷改進自身的教學模式、觀念,通過優化教學的實踐,來確保學生具備更濃厚的學習興趣,進而在學習過程中,養成良好的思維能力、邏輯能力、探索能力。
1高校化學分析實驗教學存在的問題
1.1不重視化學分析實驗課
對于化學實驗而言,其重要性會高多任何專業學科,而化學分析實驗的重要意義更為突出,但是,在開展實驗課以及理論課教學活動期間,教師由于沒有對其重要性做出強調,只是將實驗技能、知識單純傳授,加之考核標準過于寬松,造成學生極有可能對化學分析實驗課有所輕視。具體在以下幾個方面有所表現:(1)在撰寫預習報告期間,只是對書本單純抄錄,無法將思考本次實驗的行為做出體現。(2)教師在傳授知識期間過于照本宣科,造成學生無法集中注意力,實驗期間會出現各種各樣的問題,并存在一定的安全隱患。(3)在實驗報告中,學生只是對實驗數據、結果做出記錄,卻并未分析數據產生的過程與結果的原因,此種教學模式中,學生只是動手機械重復展開實驗,沒有活躍大腦,無法做出深層次的思考,這不僅會造成學生無法掌握實驗技能,同時,也無法調動起學生探索問題、處理問題的欲望,造成其缺乏創新能力,無法達成教學目標[1]。
1.2授課形式過于傳統
以往所采取的授課形式主要為學生先期預習,教師在實驗前進行講解,隨后學生再開展實驗,在整體的實驗中,學生始終處于被動的位置,無法將其主體作用發揮,同時,實驗期間都是由教師來做好相應的準備工作,學生缺乏一定的操作機會,造成學生出現依賴心理,此種授課形式難以收獲預期的成效,同時,還會對學生參與實驗的自主性、積極性造成影響,不利于學生創新能力的養成。除此以外,化學分析實驗課中,分析天平的注意事項較多、操作方式較復雜,難以充分掌握酸堿滴定管的基礎操作要點,無法精準判定滴定終點顏色的變化[2]。只是通過說教、灌輸的方式展開化學分析實驗教學,不僅缺乏直觀性、形象性,同時,學生也無法正確掌握與理解,造成學習興趣的缺乏,極有可能出現誤操作的現象,造成儀器易損壞、結果不正確。
1.3考核標準過于寬松
定期的考試具備引導、激勵、督導、反饋、檢驗等諸多作用,不僅能夠檢驗教師的教學成效,同時,能夠強化教學效果,實現學生綜合能力的培養,在化學分析實驗課中,成績主要包含60%平日成績、40%考試成績,平日成績能夠對學生日常的學習成果、習慣做出反應,其中,主要包含10%考勤、10%預習、30%操作、50%報告。在考試成績中,能夠對學生的綜合能力做出體現,主要包含20%實驗設計、20%實際操作[3]。絕大多數的教師在考核過程中,普遍認為學生只要前往課堂,不論是否遲到早退,學生只有上交預習及實驗報告,不論快慢與規范,平日的成績便能夠記錄為滿分,此種考核的寬松、籠統,會造成學生出現抄襲、草率、懶散等不良習慣。
2高校化學分析實驗教學的優化對策
2.1重視化學分析實驗課
相關的調查研究表明:提升學生重視化學分析實驗課的程度,必須要通過以下三個方面進行:(1)教師在對化學理論課的教學活動進行分析期間,應該促使學生對化學分析實驗課的相關內容、作用及任務有全面的了解,知曉分析化學的實踐性特征,在日后的學習中能夠實現實際與理論的關聯,并且通過實際的案例,引導學生在社會各個方面應用化學分析實驗的重要意義。(2)教師需要對第一堂化學分析實驗課教學活動投入重視,促使學生可以對化學分析實驗的目標有所明確,同時,通過真實的事件告知學生化學分析實驗數據記錄不正確、操作失誤所帶來的嚴重后果及重大損失。(3)在學生首次進入化學分析實驗室之前,教師需要對實驗室規則做出明確,在規則中,主要包含實驗前準備工作、實驗期間的紀律、愛護與管理實驗儀器、如何存放與使用藥品、清潔實驗室、管理水電等,確保所有學生都具備最佳的實驗作風,正確對待化學分析實驗。
2.2采取多樣化的授課形式教師必須要對以往過于滯后的授課形式做出轉變,通常的情況下,可以采取分步教學法,具體的方式為:
2.2.1預習
在學生學習化學分析實驗課以前,必須要做好詳細的預習工作,對儀器的操作方式、相關部件以及注意事項做出初步的熟悉。
2.2.2觀摩
學生預習以后、開展實驗課以前,利用視頻觀摩的方式,從而在視覺方面對預習的內容做出感知,實現印象的加深,促使學生能夠具備更濃厚的求知欲以及積極性。
2.2.3實物對照
在開展化學分析實驗課的過程中,教師應該先為學生保留2~5min的時間,促使學生能夠將自身腦海中掌握并熟悉的相關內容作為依據,從而展開實物對照。
2.2.4講解
教師應該采取通俗易懂的語言,向學生講解儀器的注意事項以及操作方式,同時,引導學生做好相應的記錄,為鞏固學習起到有利的幫助。例如:在開展《分析天平基本操作練習》一課中,可以劃分為準備、檢查、調零、粗稱、細稱、記錄、整理這7個步驟,再對每一個步驟分別展開重點講解,同時,對可能發生誤操作儀器的位置向學生提出疑問,促使學生可以共同探討,對操作儀器的方式方法有更全面的了解。
2.2.5練習
學生將教師的講解作為依據,展開實際的操作練習,在此過程中,教師需要一對一做出指導,確保所有的學生都可以通過較快的速度、標準的操作,來對基礎操作有所掌握,進而為日后的實驗奠定扎實的基礎。除此以外,教師可以通過多媒體教學模式的應用,從而以特寫的方式對細節操作進行錄制,在開始實驗以前向學生進行播放,促使學生能夠更加清晰、直觀的觀察,存在疑問的部分,能夠反復觀摩。同時,為了促使學生可以對所學知識的主要意義有充分的了解,將其求知欲望加大,教師還需要準備同實驗內容相關的企業分析樣品過程視頻播放給學生,確保學生能夠理性分析并感性認識實驗操作,實現其學習積極性、自主性的充分調動與激發[5]。并且,針對不同的實驗板塊,教師應該采取不同的講解方法,針對較為基礎的技能性質實驗,需要采取通俗易懂的語言向學生講解儀器的注意事項以及操作方式,同時,指導學生做好相應的記錄,為學生保留更多的練習時間;針對驗證性質的實驗而言,教師只需要利用數分鐘的時間,向學生提問實驗中容易混淆的部分以及難點,促使學生可以共同展開探討,最終同理論知識相結合,做好分析總結,實現學生問題分析能力、思考能力、處理能力、總結能力的提升;針對綜合設計性質的實驗而言,教師不需要做出任何的提示與講解,為學生保留更多的發揮空間,促使其能夠獨立實行設計與操作,實現其創新意識的有效培養。
2.3優化實驗考評體系
嚴格、公正地評估學生實驗課成績,能夠對學生學習自主性、積極性產生直接影響,同樣,對學生學習態度、學習方式也能夠起到一定的導向作用。因此,教師必須要確立一份更為有效的考評體系,通過以下幾個方面執行:(1)預習。預習報告書寫的目標在于讓學生對此次實驗的內容有所熟悉,從而對問題發現、思考并處理,將自身的觀點提出,為創新奠定堅實的基礎。在此過程中,教師需要引導學生對預習報告認真書寫,不可過度拘泥于形式,但是,在報告中必須要對此次實驗可能出現的問題、處理的方式、知識的思考有所體現,并且可以對教師授課期間所提出的問題及時做出解答,對以上條件滿足的學生,教師可以給予其滿分,否則,應該視實際情況酌情扣減;針對于抄襲、應付的學生,嚴格按照零分處理。(2)實驗操作。由于學生在實驗操作期間可能會出現儀器損壞、誤操作、注意力不集中等現象,教師必須要對每位學生密切觀察,針對誤操作的學生,需要及時糾正,警告其扣分情況,避免再度出錯[6]。另外,為了將學生的基礎操作技能提升,需要將實驗操作的時間也納入至記分當中。例如:在《NaOH標準溶液的配制和標定》實驗中,整體操作主要包含分析天平稱量操作以及滴定操作,各為15分,分析天平稱量可以設立打分制為:在15min內將稱量任務完成,三份稱樣量數據在小數點后三位均保持一致,同時并無誤操作,可給予其滿分;在此條件下,學生每超過1min扣1分,每增加1項誤操作扣1分,稱量結果數據不一致扣1分;如果30min還未完成稱量,則記為零分。通過此種打分制的激勵,學生能夠更加緊張有序、爭分奪秒的展開實驗,并且能夠認真對待實驗。(3)實驗報告的書寫及批閱。教師需要學生對實驗報告認真書寫,對實驗數據真實填寫,并且對結果做出正確處理,定論自身的實驗。針對于實驗報告雷同的學生,無論是被抄襲者還是抄襲者,均記錄為零分,并且給予其警告。如果在報告中存在實驗數據不真實的情況,則對此學生記錄為零分;如果學生的實驗失敗,但是能夠對失敗原因做出總結,教師則可以針對實際情況做出適當扣分。在結束每次實驗后分發實驗報告,教師需要對學生上次提交的實驗報告逐個做出點評,將其存在的問題指出,避免學生日后書寫實驗報告期間再度發生相同的錯誤;針對表現良好的學生,可以給予鼓勵與表揚,將學生參與化學分析實驗課的興趣調動起來。
3結語
對高校化學分析實驗教學活動做出優化,目的在于激發學生的學習興趣,調動學習欲望,促使其能夠正確開展實驗操作,避免誤操作問題的發生,投入更多的學習積極性、自主性,進而對學生思維能力、邏輯能力、探索能力、創新能力做出培養,確保學生的學習成績、實驗成績能夠提升,并保障教師收獲預期的教學成效,推動學生日后的良好發展。
參考文獻
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1 中職化學實驗教學的現狀
近幾年,隨著我國中職學校規模的擴大,錄取分數線越來越低,有的學校為了吸納學生,甚至不用參加考試直接進入學。學生的整體素質偏低,導致正常教學的效果較差。同時,有的中職學校的化學實驗器材比較陳舊,存在較多問題。但是,職業教育的培養目標是生產、管理、服務一線的實用人才,應當突出其社會性和實踐性。因此,探索一條適合中等職業學校化學實驗教學實際的高效途徑,顯得尤其重要。
2 提升中職化學實驗教學有效性的措施
2.1 突出學生主體地位,啟發學生主動地學習
學生是學習的主體。化學實驗教師應該作為一名引導者,以學生為中心,將探索實驗刺激試驗。例如,具體的實驗中,首先不要讓學生知道實驗的結果,設定學生實驗的目標;為學生們提供了藥品、實驗儀器等,根據教師的要求,指導學生寫出實驗方案和數據形式;學生根據自己的寫作實驗方案編寫自己的計劃并仔細觀察發生的現象,詳細記錄結果。這樣可以鍛煉學生的思維能力,激發學生的求知欲。實驗結束后,將學生編成若干個小組,讓學生們互相交流。如果有問題,教師要及時糾正,最后得出結論,使學生完成實驗目標,達到預期的效果。例如,二氧化氮的性質實驗中,學生們首先提出兩個問題:一個是氮氧化物和一氧化氮化學性質不同嗎?第二,一氧化氮和二氧化氮誰更穩定?根據這些問題,在教師的指導下找到答案。在實驗中,學生們開始運用大腦發散思維,改被動為主動,這樣在能力提升的同時也增加了做實驗的熱情。這樣能使學生學會研究問題、解決問題的過程和方法。
2.2 將多媒體技術應用于教學,提高學生的學習興趣
多媒體輔助教學可以給學生創建一個教學情況、視聽和許多演示的步驟和方法,抽象概念等都可以通過多媒體呈現給學生。在稀釋硫酸時,學生在實驗過程中要注意,硫酸和水的混合物容易濺,一旦濺在人的身體上會造成傷害。如果實驗前應用多媒體生動地演示實驗中應注意的細節就可以避免傷害的發生。同時以大屏幕演示的方式,讓每個人都有身臨其境的感覺,可以有效地刺激學生的感官,并推動學生積極思考,激發學習化學的興趣。
2.3 引導學生善于觀察,培養科學探究的習慣
學生獲取知識的重要方式是觀察和探索。掌握理論知識大多是基于觀察和探索獲得大量感性材料。教師培養學生的觀察能力不是一個簡單的事情,它還取決于學生是否渴望知識,引導學生通過表面抓住本質和規律。因此,教師可以通過實例的引導,挖掘學生的好奇心,讓學生意識到一切有成就的人,有成就的科學研究離不開對周圍的環境、周圍的事物和自然現象的觀察。科學研究始于觀察,沒有觀察、調查就沒有科學發現。例如,教師可以給學生講故事,比如居里夫人發現了鐳元素的故事。居里夫人在放射性鈾元素的研究發現鈾礦的放射性要比鈾化合物的凈化放射性高。然后在凈化的預測必須有一個新的元素,比鈾放射性鈾石強。為此,居里夫人花了4年時間,在8噸的瀝青鈾礦得到0.1克的新元素和極少量的純化合物,新元素的相對原子質量是225,這是鐳元素,居里夫人因此獲得了諾貝爾化學獎。通過這個故事,讓學生充分認識到觀察和思考的重要性,要善于觀察并養成科學探究的良好習慣。
2.4 改善評估實驗報告的速度和質量,提升教學效果
使用工具,如電腦,糾正改善評估實驗報告的速度和質量,評估學生完成實驗報告的優點和缺點,直接證明了教學效果。學生完成了實驗報告,但是教師批改實驗報告不夠認真,有的錯誤就有可能被忽略,會對學生繼續學習帶來危害。但是,有時候實驗報告計算量很大,特別是分析化學實驗,由于每個學生操作有差異,所以學生的實驗報告各不相同。每批改一份實驗報告,教師都要做一次從頭到尾的計算,計算量非常大。如果教師用計算器核對學生計算結果的對錯,需要很長時間才能完成。如何解決呢?筆者就利用excel表格,把學生姓名、班級、學號、各個分析化學實驗的各種數據的記錄表、實驗結果、有效數字應保留的位數、實驗操作得分、精密度得分、準確度得分等各種數據的計算公式通通編入excel表格。等學生做完相應的實驗,立即把實驗數據輸入電腦中的excel表格,電腦就自動計算出各種數據。批改作業時,只要把學生的實驗報告與筆者的電腦自動計算的結果對照,就可快速批改實驗報告。既準確、高效,又省時。這樣,就可以把省下來的時間用來提高自己的專業素質和教學業務水平。
關鍵詞:分析化學實驗;“師生共參與”;新型教學模式
在高職高專院校中,分析化學實驗課程是分析檢驗及化工相關專業的重要實踐課程。學生能否正確、熟練地掌握分析化學實驗的基本理論及規范性操作,直接關系到課程的教學質量。因此,在分析化學實驗基本操作技能的教學中,為了培養學生好奇求索、牽頭主導及發散性思維等學習習慣以及自覺有序的規范性操作習慣,越來越多的實驗教師都在潛心研究這項重要課題。通過一個學期的探索和試驗,提出用“師生共參與”的新型教學模式(以下簡稱“新教學模式”)培育在校學習分析化學基本操作實驗的學生。
一、新教學模式提出的背景
分析實驗課程是以應用化工、環境監測、食品營養與檢測及生化制藥等專業為背景所開設的基礎性職業能力課程。該課程不僅致力于滿足化工、醫藥、食品等相關行業的操作性人才培養目標,也能夠對在校學生的職業能力和職業素養的培養起到較好的促進作用。
分析實驗課程設計的目的是以任務為導向、以培養學生實際操作能力為目標,按照實際工作過程需求進行課程及任務的優化組合,更有利于學生掌握分析技術的基本理論和操作技能。課程通過分析實驗的訓練提高學生分析問題和解決問題的能力,為學生后續勝任工作崗位打好基礎,力爭實現“零距離就業”。
一直以來,現代職業教育的理念層出不窮,多種教學方法也在不斷的完善和改進之中。具體涉及分析化學實驗課程的教學時,首先,明確以培養學生分析實驗操作技術為重點,同時按照分析檢驗項目為主體設計教學內容;其次,始終堅持與行業動態同步,聯合企業來設計和開展實訓課程;最后,分析實驗課程的開發應當體現其職業性、實踐性和開放性的綜合要求,讓學生在完成課程的同時,能夠把知識、技能、習慣、態度貫穿于實訓練習始終,并在實驗過程中形成良好的職業素質和道德素養。因此,結合日常實驗課堂中的教學經驗和個人對理論教學方法的思考和探索的前提下,我們嘗試提出本文所提出的新教學模式。這種教學模式有利于學生提前接觸實際工作中常見的“師帶徒”形式,幫助學生更快地適應和融入未來工作崗位上的關系氛圍。與此同時,引導學生在一種日常競爭機制中主動學習技能,高質量地汲取和傳承指導教師的知識經驗和操作技能,為日后的職業發展奠定基礎,也更好地契合職業教育所倡導的“青出于藍而勝于藍”的殷切期望。
二、新教學模式的具體方法
由于普通日常教學與實際工作之間固有地存在一定的差別,因此,在實際教學中,需要根據崗位特點以及學生的能力選取教材。教學內容應當具體結合檢測項目的國家標準對學生進行知識、技能和社會能力等方面的綜合培養,對理論知識和操作知識進行任務化分解,讓教師扮演學生未來工作崗位上的“師傅”,真正與實際工作崗位需求聯系起來,使教學內容更加具有針對性和實用性。
由于不同的職業院校在其軟硬件規格和水平上存在著良莠不齊的客觀情況,本文所介紹的新教學模式的具體實施方案仍需要結合實際進行布置和安排。現將新教學模式中的主要關鍵環節和方法綜述如下:
1.學生分組
實驗的準備階段,教師應對學生的基本知識和技能進行了解,根據實驗教室的配置和儀器的數量,對學生進行分組。分組時應將動手能力和基礎知識較強的學生與這兩方面較弱的學生安排在同一組,充分發揮組內的影響互助,帶動所有學生動手學習,并逐步培養學生的團隊合作意識。最重要的是,教師應隨堂作為“組員”身份參與到小組實驗中去,與學生共同完成實驗。
2.實驗理論講授
課堂實驗操作開始之前,教師應對實驗的原理和步驟等進行詳細的講解。在課程進行中,當部分學生出現注意力不集中的情況時,教師應針對當前實驗的關鍵環節予以提問,引導學生回到課堂實驗教學中。還可以讓學生自己講解實驗原理和過程,激發學生對實驗操作的重視和興趣。在學生自主講解的過程中,教師應仔細記錄知識點的錯誤和缺漏,并以“組員”身份進行糾錯和查漏補缺,既能提高學生的學習積極性,又能保證知識點傳授的完整性和正
確性。
3.實驗演示
對于實驗規范操作,特別是分析基本操作,教師應充當實際工作場景中的“師傅”角色,為學生做規范演示。在實驗過程中,充分利用CAI或操作錄像等電子教學資源,由教師先給學生演示正確的操作步驟,再隨機抽取學生重復演示操作步驟,讓其他學生當場糾正操作錯誤并陳述理由,促使學生加深對規范操作的印象。
4.實驗操作
實驗原理和步驟傳授清楚后,由教師安排學生按照分組開始實驗。教師在學生準備實驗時應先巡查實驗相關試劑和儀器是否準備齊全,以“師傅”的角色隨機參與實驗組的實驗工作,對學生提出的問題進行解答,及時糾正學生在實驗當中的錯誤操作,并進行記錄以便在實驗結束時進行總結。同時,教師應以“組員”身份和學生同步實驗,通過實驗得出教師自己的實驗數據。這樣做的目的,一是能大大提高學生的參與積極性,認真完成實驗;二是能為學生做出更準確的實驗數據提供可對比的參考值。
5.實驗報告
實驗操作環節完成后,在有條件的情況下,學生應當堂完成實驗報告并由教師現場批改和點評。首先,教師完成自己的實驗報告,著重注意報告格式、數據記錄與處理以及實驗結果分析這三個重點內容。同時,教師需要監督每位學生獨立完成報告,防止實驗數據的抄襲。其次,教師拿到學生的實驗報告后,和教師自己的實驗報告進行對比,講解不足之處并提出改進建議,同時返還給學生讓其修改不足之處。最后,對學生正確的實驗數據進行“一對一”的核對,根據實驗過程中記錄學生的錯誤操作和誤差,向學生講解誤差形成的原因,用實例說明如何在實驗操作中降低誤差的影響,逐步改進學生的實驗方法及操作。
6.實驗總結
學生實驗完畢后,對實驗過程中大部分學生集中出現的問題進行統一的歸納總結,指出學生操作中最容易出錯的環節。實驗結束時需要清掃衛生,教師以“組員”身份隨機分配到清掃小組中去,了解學生對于這一堂課的收獲和感受,同時及時地實驗器具的存
放和衛生清潔做出細致的要求,幫助學生養成良好的實驗衛生
習慣。
對于分析實驗課程來說,無論應用哪種教學方法,都是致力于提高學生的學習主動性和技能水平。針對高職院校學生自主學習積極性普遍不高的現狀,經過一個學期“師生共參與”的新型教學模式的實踐,我們注意到學生的主動性和發散性思維能力有一定程度的提高,同時加強了學生的規范性操作習慣,最終也有利于學生在學習和工作中加強團隊合作意識,共同進步。
參考文獻:
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[關鍵詞] 藥學專業;儀器分析;實驗教學改革
[中圖分類號] G424 [文獻標識碼] C [文章編號] 1673-7210(2012)12(a)-0150-02
分析化學是我校藥學、藥物制劑、制藥工程等藥學相關專業開設的一門專業基礎課,是培養藥學應用型人才必不可少的素質教育課,它為后續的專業課的教學起著承前啟后的作用[1]。分析化學是一門實踐性很強的學科,以解決實際問題為目的,通過實驗教學可以使理論知識得到進一步的鞏固和驗證,同時這也是培養學生實際動手能力和創新能力的重要途徑。因此,分析化學實驗課程的重要性不言而喻,尤其是現在的分析工作90%以上都是儀器完成的,因此儀器分析實驗教學在整個教學環節中占有非常重要的地位。通過儀器分析實驗教學,使學生能夠充分了解分析儀器的結構、原理以及操作方法,理論聯系實際,提高學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力,為今后的工作打下堅實的基礎[2]。本文將結合我校的實際情況與多年來的儀器分析實驗教學情況談談筆者在儀器分析實驗教學過程中針對遇到的一些問題所做改革的初步探索。基本來講,在儀器分析實驗過程中遇到的主要問題包括儀器分析實驗本科階段不具備讓所有學生操作大型儀器的實驗條件;實驗儀器存在管理人員缺乏、維修困難等問題[3];實驗教學方式、方法有待改進;實驗考核機制不盡完善等。因此,需要不斷改革儀器分析的實驗教學,提高儀器分析實驗教學效果,針對以上問題,筆者認為可以從以下四點入手:
1 結合藥物分析課程,精選實驗內容
從服務于藥學相關專業、結合藥學專業特點與將來服務社會的角度出發,更新和改進實驗內容是很有必要的。過去的儀器分析實驗內容傳統陳舊的實驗多, 現代的、能夠反應當今學科發展的實驗少,而且使用大型現代分析儀器的實驗少。當然這很大程度上是由于學校資源的限制,不單是我們學校,一般高校都存在大型儀器少而學生數眾多的問題。首先,對于實驗項目的開設,可以結合藥物分析的內容,因為對于藥學相關專業學生來說學習分析化學最直接服務的課程就是藥物分析,而藥物分析體系龐大,內容非常多,本身實驗課程能涉及到的藥物分析項目并不多,所以統籌儀器分析實驗教學課時可以很好地體現藥學特色。比如開設電化學分析實驗時候開設的項目是“永停滴定法測定磺胺類藥物的含量”,既加強了學生對永停滴定法原理與操作的理解,又讓學生對結合藥物結構進行分析有個提前的認識,這對他們來說并不超前也不難,畢竟他們有機化學已經學過,基本的藥物結構在其他藥學相關課程中也都有接觸。另外,筆者認為很多大型儀器雖然不能讓每個學生都操作,但是開設演示實驗還是很有必要的,至少讓學生能對儀器結構、操作技術有個形象的認識,至于實驗報告可以采取其他形式,如開設紅外或核磁的演示實驗,可以讓學生解析演示實驗得到的譜圖。筆者嘗試水楊酸鈉或阿司匹林的紅外演示實驗,效果很好。首先,學生通過壓片機的操作對紅外實驗關鍵技術之一樣品的制備有了直觀的認識,也能很好地理解為什么固體試樣需要壓成片狀。其次,通過老師操作儀器,學生就明白了不同的儀器有相應的操作方法和操作軟件,對儀器的工作原理及工作流程有了形象的認識。最后,得到的紅外光譜圖讓學生拷貝回去進行相應的峰歸屬,作為實驗成績的一部分,加強了學生的紅外光譜分析的解譜能力。
2 整合教師資源,提高實驗老師專業水平
多數高校的分析儀器都存在管理人員缺乏、維修困難等問題。這里筆者想提出的是可以整合整個院系的教師資源,讓擅長使用某種分析儀器的老師兼職該儀器的部分管理工作與實驗教學。就整合教師資源來講,儀器分析實驗的教師應該由專職和兼職兩部分人員組成。專職人員由于具有比較長期的教學經歷,對本學科的知識結構有深入的理解和掌握,教學經驗豐富,教學效果良好。兼職人員主要是儀器管理人員、對儀器有專長的科研人員或其他學科老師,他們的參與可以對學生進行學術引導,幫助學生把握學科的發展方向和規劃等[4]。另外,對于專門的儀器管理人員,也應該不斷地學習、進修,盡量維護好儀器,遇到一些小的儀器故障也應該可以做到自行排除,不能任何問題都要靠廠家派人來解決。同時,負責帶教的實驗老師也要提高專業水平,不單是從對學生負責任的角度出發應該提高理論知識水平,也要從對儀器負責的角度出發提高實驗水平,因為很多的精密儀器在實驗過程中稍微操作不當就會導致儀器發生故障。
3 注重預習實驗以及課堂互動
儀器分析實驗教學多采用由老師講解,學生照步驟操作的傳統方式,往往學生一次實驗課下來只是按照操作步驟一步步走下來,比如開設實驗“永停滴定法測定磺胺類藥物的含量”,學生若只是機械地滴定、看檢流計找滴定終點,那依然沒有起到效果,學生根本不知道實驗的原理與過程中需要注意的事項;另外如果是一些大型分析儀器的相關實驗,理論教學的時候由于內容抽象,學生對于儀器構造等內容印象可能并不深刻,如果在實驗室里老師講解的話,一方面不可能就儀器講解太多,另一方面介紹儀器包括操作軟件的時候也很難做到讓每個學生都能看的很清楚,聽得很明白。所以對于儀器分析實驗課而言讓學生完成課前的預習報告是很重要的。課前的預習實驗報告內容應包括實驗目的、儀器原理、實驗原理、操作步驟、注意事項等[5]。這樣學生在上實驗課之前就已初步了解所要上課的內容,老師講起來就更輕松,如果能讓學生自己上來介紹實驗老師再進行補充,其效果可能會更好,一方面學生對自己身邊同學的講解會比較有新鮮感,另一方面由于學生實驗課之前并不知道誰會被選中,準備起來也就更加用心。另外儀器分析實驗課堂上也需要互動,首先表現在一開始的實驗介紹過程中,老師提問,學生可以發表自己的見解,如果得到肯定,學生就更有做好實驗的勁頭。有時有的學生雖然預習了實驗,未必認真思考,若課堂提問的話,學生在預習時就會認真去考慮實驗所涉及的內容,可以促使學生去復習理論知識,加深對理論內容的理解和掌握。當然,儀器分析實驗課堂上的互動還包括實驗進行過程中注意觀察和評價學生的實驗操作,及時發現和糾正錯誤,隨時解答學生提出的問題,與學生共同探討問題,最后還要參與學生對實驗結果的分析,特別是幫助實驗沒有做成功的學生找到失敗的原因。
4 優化實驗考核機制
一直以來,傳統考核機制主要是通過實驗報告來給學生實驗成績,這種實驗考核機制的不完善性使少數學生對分析化學實驗課程缺乏重視,甚至有少數同學實驗課堂上很少動手操作,最后給出的成績當然存在不公平。為了使學生的實驗成績能客觀反映其實驗態度、操作技能以及對實驗結果的處理能力,充分發揮學生的主動性和創造性,改變現有的考核機制是非常必要的。經過幾年來的實踐探索,筆者認為大致應該從三個方面來考核學生的實驗成績。一是平時成績,包括實驗預習、操作技能、實驗態度、實驗報告等情況。其中實驗報告數據處理及結果討論是實驗報告的主體部分,應當占整個報告的60%以上,包括實驗數據處理及其對實驗結果的理論分析,傳授給學生如何借助Excel電子表格工具等工具進行數據處理[6]。二是實驗考試成績,主要是實驗操作考試,可以采用隨機抽簽的形式決定實驗內容,當場操作,主要對學生實驗操作的規范性和實驗技能水平進行考核[7],另外還可以采用筆試或口試的方式對學生進行實驗考核。三是實驗設計成績,有條件的話可以引入綜合性設計實驗,調動學生做實驗的積極性和主動性,提高學生的學習興趣。儀器分析在進行設計性實驗的時候,可以嘗試給學生一個樣品,學生以2~4人為一組,老師先給出一些基本的信息,讓學生自己綜合各種信息渠道去查找資料,自行選定感興趣的實驗內容,設計詳細的實驗方案,包括試劑、樣品處理、儀器使用、實驗準備、實驗步驟等[8],再依據學校實際條件選擇相應的方法進行實驗。當然,具體的考核方法還是應該考慮各個學校的實際情況,但至少應該采用平時成績與實驗考核按一定比例的方式給學生評定實驗成績。
5 小結
以上是筆者作為一個教學型一般本科院校藥學系對藥學相關專業儀器分析實驗教學改革進行的初步探索,包括一些實踐情況,同時也在不斷進行進一步的研究與嘗試。科技的發展和社會需求的變化對藥學專業的學生們提出了更高的要求,為迎接新形勢下的挑戰,藥學專業的儀器分析實驗教學也必須從更新實驗內容、改進教學手段、改革教學方式等方面著手,進一步提高實驗教學質量,為培養創新型藥學人才服務,這是所有分析化學老師共同追求的目標。
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(赤峰學院醫學院,內蒙古赤峰024000)
摘要:從分析化學理論課程名稱與內容、實驗課程名稱與內容、實驗類型、實驗考核及實驗效果檢驗等方面進行討論,探討分析化學的改革,為培養技能型人才積累經驗.
關鍵詞 :分析化學;改革;實驗;技能型
中圖分類號:G642.0文獻標識碼:A文章編號:1673-260X(2015)02-0018-02
基金項目:赤峰學院教學改革研究項目(JGXM201435)
不論是醫學檢驗專業,還是藥學專業的學生,在修完無機化學之后,均開始接觸分析化學.無機化學是定性分析,而分析化學則是定量分析,無機化學實驗主要是看實驗現象,而分析化學實驗則要求進行定量計算,此外還涉及到異常值的取舍、有效數字的運算和顯著性檢驗等內容.對于藥學專業的學生來說,學好分析化學尤其重要,因為它是其他專業課的基礎.
在學院轉型發展的大框架下,我們的培養目標發生了根本性的轉變,因此我們的培養方案和課程體系也要相應地進行調整[1].作者準備對分析化學的理論課和實驗課進行初步改革,將其與藥物分析專業課進行整合,精簡內容,節省學時,重點加強學生的實踐能力的培養,為用人單位培養應用型人才.
2014年下半年,藥學專業開始招收本科層次學生.作者意欲在本屆學生中實施分析化學的改革.下面從分析化學理論課程名稱和內容、實驗課程名稱和內容、實驗類型、實驗考核及實驗效果檢驗等方面進行探討,積累專業基礎課改革的經驗.
1分析化學理論課程名稱和內容的改革
藥物分析是采用分析化學的方法對藥品的質量進行檢驗,因此分析化學是藥物分析的工具,藥物分析是分析化學的應用,二者相輔相成,缺一不可.以往的分析化學理論課程主要講解各種分析方法,與藥物分析的聯系較少.為了凸顯兩門課程之間的這種基礎與應用的密切關系[2],作者欲將分析化學課程更名為“藥物分析基礎”,在教學過程中,除了講解各種分析方法之外,還要加入部分藥物分析的內容,加深兩門課程之間的聯系.
以容量分析為例,在藥物分析基礎(即分析化學)課程的每一章內容中,首先詳細介紹分析方法,然后講解所用標準溶液的配制及標定,最后加入采用此分析方法進行定量分析的藥物實例,其中必須包含標準溶液濃度和藥物的含量測定計算,鍛煉學生的計算能力.所選藥物實例最好是一些經典藥物,同時也應該是實驗項目中的測定藥物.這樣從理論到實踐,從基礎到應用,環環相扣,使學生能更好地掌握所學內容,并付諸實踐.
2分析化學實驗課程名稱和內容的改革
分析化學與藥物分析互相補充,相輔相成,為了體現二者之間的密切關系,將分析化學實驗與藥物分析實驗合并,稱為“藥物分析綜合技能”.在藥物分析綜合技能中,前半部分主要進行分析化學基本操作及簡單藥物的含量測定,后半部分主要進行一些單方或復方制劑的質量檢驗,參考中國藥典的質量檢驗方法,讓學生提前熟悉法定藥品標準.藥物分析綜合技能中的大部分學時用于鍛煉學生的基本操作技能,同時加入部分綜合型與設計型實驗,培養學生的綜合能力.
3實驗類型的改革
目前的分析化學實驗主要以驗證型實驗和操作型實驗為主,鮮有綜合型和設計型實驗.這些實驗無法鍛煉學生的綜合技能,使所培養學生的創新能力和綜合能力較差.在學院轉型發展的關鍵時期,我們準備將分析化學實驗中加入部分綜合型和設計型實驗[3],培養學生分析問題、解決問題和理論聯系實際的能力.為了讓學生既掌握扎實的基本功,又能發展創新能力,可按不同比例安排不同類型的實驗.操作技能型和驗證型實驗所占比例約為40%,綜合型實驗約占30%,設計型實驗約占20%,另有10%可安排一些趣味性實驗,增加實驗的趣味性,寓教于樂,讓學生快樂實驗,而不是為了做實驗而做實驗.
譬如綜合型實驗以維生素C片為例,首先要求學生自行配制和標定碘標準溶液,然后測定維生素C片的含量,接下來可以讓學生測一測日常生活中常見的含維生素C較多的蔬菜或水果,可將分析化學與藥物分析及生活中的實際應用聯系起來,使學生深刻體會到分析化學在各個學科領域及日常生活中的重要作用,從而更加認真刻苦地學習分析化學.
也可以讓學生以水楊酸為原料,自己合成阿司匹林,精制后檢測其質量,然后制成阿司匹林片,再檢測片劑的質量及其中的雜質.整個實驗中既涉及藥物化學中的合成、分離及純化技術,也包括藥物分析的分離檢測技術,此外還有藥物制劑技術.通過這個綜合實驗,可以鍛煉學生在各個相關學科的綜合技能,為學生今后的實習和工作奠定堅實的基礎.
再比如設計型實驗,實驗前一周,可以將普魯卡因的結構式提供給學生,要求學生分析它的結構特點及性質,推測可用何種方法進行鑒別和含量測定,然后寫出設計方案,方案中應包括試劑的配制、方法的選擇、實驗步驟的設計、數據的處理及結果的計算等.實驗過程中,要求學生按照自己設計的方案配制試劑并進行實驗,對實驗數據進行處理和計算,最后得出合理的結論.在此過程中,不能保證每一個學生都能成功完成實驗,可能會出現這樣或那樣的問題,引導學生分析問題產生的原因及解決辦法,加深學生對實驗目的及實驗原理的理解,開闊學生的視野,鍛煉他們應對不同問題的能力.
4實驗考核的改革
我們以前從未在藥學專業的學生中進行分析化學實驗技能考核,因此也無從知道學生的實驗效果.又因為實驗類型主要以驗證型實驗為主,學生大多是“按方抓藥”,實驗過程中沒有發現問題和解決問題的相關鍛煉,沒有自己思考的時間,無法將理論與實踐進行有機結合,達不到應有的實驗教學目的,因此作者準備將實驗技能考核納入考試中[5].
考核過程中,首先需要制定一套實驗考核標準.既要包括定量分析中的一些基本技能,也要有綜合技能,可將容量分析法和儀器分析法均納入考核標準中.標準中的每一個實驗步驟應被賦予一定的分值,要求學生必須規范操作,否則不予計分.還要進行實驗結果和實驗報告的考核,主要考查學生運用分析化學的理論知識處理實驗數據的能力,通過化學專業術語描述實驗現象的能力,根據實驗結果判斷藥品質量的能力以及對反常實驗結果的分析、討論和解決能力.考核結束后,要求學生必須將所用的實驗用具清洗干凈方可離開,此項操作也應賦予一定的分值,培養學生及時清洗實驗器材的良好習慣.考核標準一定要內容全面,應從多方面考核學生的實驗技能,不能僅僅拘泥于操作考核.可將出勤率、實驗報告、平時操作和期末實驗考核成績賦予不同的比例,綜合起來計算總分.
其次是在平常的實驗課中加強對學生基本操作技能的訓練[4].每次必須保證4學時以上的時間用于操作訓練,為了保證實驗質量,可以在實驗過程中,隨時抽查,及時糾正學生的錯誤操作,讓學生重視每一次實驗.然后將學生的錯誤操作制作成視頻或幻燈片,所有實驗完成后,抽出少量學時,讓學生觀看視頻或幻燈片,找出錯誤操作,提出改進方法,加深學生對正確操作的印象.通過一段時間的訓練,當學生已經掌握定量分析的基本操作技能后,可將班級學生進行分組,輪流為同學們準備每一次實驗的耗材和試劑,在準備的過程中,鍛煉學生根據實驗內容準確選擇實驗器具,同時熟練掌握配制各種濃度試劑溶液的方法.比如,維生素B1的含量測定中,中國藥典規定“取本品0.1g,精密稱定”,在準備實驗的過程中,有的學生可能準備的是托盤天平,還有的學生準備的是千分之一精度的分析天平,這就是對測量精度理解不準確造成的.發現這個現象后,教師可以啟發學生對他們準備的實驗用具進行探討,讓學生用心思考或查找資料、同學之間互相交流或找教師咨詢,最后得出正確答案,在以后的實驗過程中就能夠正確選擇實驗用具.
最后抽出一部分學時組織學生進行實驗考核.考核采取抽簽制,實驗類型以設計型和綜合型為主,幾個教室可同時進行,每一個教室采用不同的測定方法,測定的是不同的藥物,這樣可以防止學生透漏考題、互相抄襲.
5實驗效果檢驗的改革
為了配合學校轉型發展及培養技能型人才的目標,我們準備進行實驗效果的檢驗.可以通過實時追蹤學生的實習與就業情況,定期到實習基地和工作單位進行調查,了解學生的實習和工作動態,傾聽實習單位和用人單位對學生的評價,即時檢驗實驗效果,并及時調整實驗體系和實驗內容,進一步完善實驗考核標準,真正培養出企業所需專業人才.
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創新教育是在實施素質教育的過程中以培養學生創新意識、創新精神和創新能力的教育。創新型人才培育是我國教育改革的重要方向,是各級各類教育的共同要求。創新型人才培養的核心就是創新精神和實踐能力的培養[1]。分析化學實驗是我校環境工程和綠色電子材料專業本科生的一門應用性、實踐性很強的專業基礎課,它不僅使學生加深對分析化學理論知識的理解,訓練學生熟練掌握實驗操作技能,也是培養學生的科學態度和創新能力的重要途徑,使學生們在學習過程中實現由知識到能力的轉變。然而在傳統的分析化學實驗教學中存在許多不足,培養應用型創新人才,需從人才培養觀念、培養視角、培養模式及考試評價制度等方面對分析化學實驗進行改革創新。
1 更新人才培養觀念,提升學生的主體地位
實驗教學的目的是引導學生運用所學的理論知識解決實際問題,把知識轉化為能力的認識過程[2]。在這一過程中切實有效的辦法就是以教師為“主導”,充分發揮學生的“主體”作用。為此在分析化學實驗中,我們充分重視學生的自主學習。在實驗前,要求學生通過課程中心分析化學網站觀看多媒體課件和實驗教學錄像,了解實驗原理和內容,思考實驗預習題,讓學生帶著問題去預習。學生進入實驗室后,在檢查學生的預習情況后,教師只需向學生提出實驗中的重點難點,關鍵步驟和注意事項;在實驗過程中,教師積極引導學生去發現問題、分析解決問題,當學生在實驗中遇到疑問,教師鼓勵學生開展討論,積極啟發學生自己去思考和解決。對實驗中出現的一些異常現象,在排除實驗操作不當的因素以外,讓學生不要簡單草率地對結果加以否定,而是引導其冷靜思考,深入鉆研,換方向多角度思維,如果在課堂上不能解決的問題,鼓勵學生查閱參考文獻,探索問題產生的真正原因,培養學生主動學習和積極思考的能力。通過分析化學實驗,不僅要讓學生“學會”,更重要的是要讓學生“會學”,以提升學生主體地位為目標,充分激發學生創造欲,實現由知識到能力的培養。
2 改革人才培育視角,培養學生的創新思維
創新思維是提高創新能力的特定思維過程,是達到產生新觀念的最佳思維狀態并使頭腦產生新觀念的能力最大化,是產生原創的、多樣的、精心設計的觀念的思考能力,是產生思想變化和發展的一系列精神活動,是探索行動和思維多樣化途徑的過程[3]。從廣義上講,創新思維不僅表現為作出了完整的新發現和新發明的思維過程,而且還表現為在思考的方法和技巧上,在某些局部的結論和見解上具有新奇獨到之處的思維活動。具體表現為不迷信、不盲從,凡事獨立思考,勇于提出自己的想法,辨證地看待問題;在分析和解決問題過程中不拘泥于常規,善于從變異、多角度中尋求答案[4]。培養創新思維習慣需要過程,要逐步培養學生的創新意識與創新思維習慣。實驗教學就是培養學生科學態度和創新精神的一個重要環節。但我們在多年的分析化學實驗教學中發現,教學內容以傳統的驗證實驗為主,“照菜譜做菜”的實驗教學模式難以培養學生獨立思考的能力,更談不上創新思維的培養[5]。針對分析化學實驗教學上存在的上述現象,我們從實驗教學內容著手,設計了循序漸進、由淺入深的實施模式:通過基本實驗操作,使學生掌握分析化學的基本操作技能;通過驗證性實驗,進一步加強實踐能力,加深對理論知識的認識;通過設計性和綜合性實驗,模擬科研管理方法,實現實驗教學由被動驗證理論向主動參與探索的素質和能力培養型的轉變,突出對學生實踐能力和創新思維的培養。
3 革新人才培養模式,促進學生的全面發展
應用型創新人才的培養需要改革人才培養模式。創新人才的培養,必須尊重教育規律和人才成長規律,創新教學方法,探索多種培養方式,做到學思結合、知行統一、因材施教[6]。教學是以激發興趣、學習知識、提升能力、挖掘潛能、鼓勵創新為目標[7]。我們本著加強基礎、培養素質、發展個性,突出創新的教學改革目標,以應用技術型大學的人才培養定位為基礎,積極探索開放式的實驗教學模式,給學生提供更多實踐機會。開放式實驗教學模式的內涵就是實驗教學的開放性,它是改革傳統的實驗教學的有效途徑,其目的在于讓學生在掌握有關知識和技能的同時,拓展知識面,獲得較高的創新意識和創新能力[8]。培養學生自主學習和創新能力開放式的實驗教學體系主要包括以下幾方面:一是,重復計劃學時內實驗,當學生在計劃學時內實驗現象不明顯,或者獲得的數據不準確等,允許他們在課后進行重新實驗,提供學生充足的實驗機會。對于設計型實驗,允許學生在開放實驗室進行自行設計的其他實驗方案,為學生營造科研氛圍,給學生提供更多的創新機會。另一方面,是鼓勵對科學研究感興趣的學生跟隨教師開展科研活動,在研究中加深對基礎知識的理解,提高利用理論知識解決問題的能力和創新能力。
4 完善考核評價制度,提高學生的綜合素質
考核評價制度對應用型創新人才培養起到導向作用。嚴格的考核是正確引導和激勵學生積極性,檢查學生學習效果,提高教學質量的有效方法[9]。分析化學實驗具有實驗時間長,操作要求嚴,記錄數據多,數據處理量大,對數據的精密度和準確度要求高等特點[10],這些特點決定了分析化學實驗考核必須克服傳統評價體系僅根據是否交預習報告、出勤率以及實驗報告的情況來決定最終考核成績,只注重結果,不重注過程難以客觀反映學生對實驗內容的理解、掌握程度以及學生實際能力的弊端。為了能客觀公正地給出學生實驗成績,我們必須對實驗課程教學進行細化、量化,我們實行了將實驗預習、操作技能、數據記錄和處理、實驗報告等對學生進行綜合評價的分析化學實驗評價制度,統一標準要求,有根據地給出各部分的具體分數。以滴定分析的實驗操作過程為例,對各個環節進行全面評定。從天平稱量開始到滴定管讀數直到滴定終點的判斷,教師對各個環節進行監督指導和評分,對于操作技能較差的學生,采取個別指導的方式。這樣培養了學生嚴謹的科學作風及分析和解決問題的能力。通過考核評價制度的完善,盡量做到合理化和公平化,同時充分體現實踐教學的靈活性,重點培養學生的創新精神和實踐能力,以提高學生的綜合素質。
在面向大學本科的注重探索性、過程性、合作性的分析化學實驗改革中,我們運用適當的教學方法和手段,倡導以學生為主體的人才培養和研究性學習的教學改革,逐步探索創新型人才培養的新模式,完善考核制度,以彌補傳統分析化學實驗教學的不足,充分調動學生的學習熱情,對學生的實踐能力培養起到較好的效果。分析化學實驗教學改革,需要不斷地探索與嘗試,總結和完善,以適應時展的需要,培養更多具有創新精神的高素質化學人才。