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[關(guān)鍵詞]教學改革;無機與分析化學實驗
無機與分析化學實驗是無機與分析化學課程的重要組成部分,包括無機化學和分析化學兩部分內(nèi)容,是農(nóng)林院校一門重要的基礎(chǔ)實驗課程。該課程的主要任務是使學生熟練地掌握化學實驗的基本知識和基本操作,培養(yǎng)學生良好的實驗習慣和創(chuàng)新思維,最終能運用化學實驗方法獨立完成測試分析任務[1]。作為大學期間第一門基礎(chǔ)實驗課程,無機與分析化學實驗課程的開設(shè)為農(nóng)學、動物科學、食品科學、生物科學、中藥科學、環(huán)境科學等學科后續(xù)專業(yè)實驗課的開展打下基礎(chǔ)。因此,無機與分析化學實驗在農(nóng)林院校創(chuàng)新應用人才培養(yǎng)上具有重要的作用。傳統(tǒng)的無機與分析化學實驗教學方法是教師對實驗目的、實驗原理和實驗步驟逐一進行講解,演示實驗涉及的儀器操作,學生被動地聽、被動地看,沒有獨立思考的過程,只是按照實驗步驟“照方抓藥”完成實驗,很難達到實驗預期目標[2]。如何變被動為主動,使學生積極主動地參與到實驗中,進而發(fā)現(xiàn)問題以至創(chuàng)造性地解決問題,是無機與分析化學實驗教師必須思考的問題。“重鉻酸鉀法測定亞鐵鹽中鐵含量”是無機與分析化學實驗中一個經(jīng)典的滴定分析實驗,本文以此為例探討實驗教學方式改革,以期提高學生實驗的積極性和主動性。
1以設(shè)疑的方式指導學生預習實驗
亞里士多德說:“思維自驚奇和疑問開始”[3]。為了引起學生的實驗興趣,避免將實驗目的、實驗原理和實驗步驟在實驗報告上簡單機械地抄一遍當作預習,在上次實驗結(jié)束前,公布本次實驗題目“重鉻酸鉀法測定亞鐵鹽中鐵含量”,教師就實驗原理和實驗內(nèi)容提出問題、設(shè)定疑問。比如,滴定分析方法按照反應類型分主要有四種,即酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法和沉淀滴定法。那么這次實驗內(nèi)容屬于哪一種滴定分析方法;滴定過程中使用的指示劑是什么;指示劑的作用原理、顏色變化;滴定前為什么要加入硫酸,使用鹽酸是否可以;滴定時加入濃磷酸的作用是什么;重鉻酸鉀為什么能用直接法配制標準溶液;能夠用直接法配制標準溶液的物質(zhì)稱作基準物質(zhì),那么基準物質(zhì)需要具備哪些條件,等等。讓學生帶著這些疑問去預習本次實驗、撰寫預習報告。上課時教師就其中一部分問題進行提問,達到了鞏固學過的理論知識、全面預習并深刻理解本次實驗原理和實驗內(nèi)容的目的。
2學生演示、分組討論實驗操作細節(jié)
學生參與化學實驗的積極性和主動性,很大程度上取決于教師的調(diào)動和激發(fā)。本次實驗涉及的操作有:一是使用電子天平稱量重鉻酸鉀和硫酸亞鐵固體藥品,二是使用25mL移液管吸取硫酸亞鐵待測液。完成本次實驗的時間很充沛,而且這兩個儀器的操作是前面滴定分析實驗中練習過的,因此本次實驗首先請學生自愿到前面來演示25mL移液管吸取硫酸亞鐵待測液的操作,其他同學認真觀看。然后全班分組(4人一組)討論這位同學的演示操作是否有不規(guī)范的地方、怎樣操作才是規(guī)范的。對于移液管的使用,從無機與分析化學實驗這門課開始,教師就再三強調(diào)需要注意的細節(jié),可是每學期期末還是有學生在操作時使用拇指來堵住移液管的上端出口。移液管的規(guī)范使用步驟中首先是洗滌。洗滌分三步,分別是自來水沖洗、蒸餾水沖洗和待測液潤洗。需要注意的是每次潤洗吸取的溶液量大約是移液管容量的三分之一。接下來是吸取待測液,很多學生只顧著吸取溶液,吸完才想起沒有試劑瓶盛裝溶液。因此,在吸取待測液前先要準備好一只干凈的錐形瓶。吸取待測液過程中,移液管下端要伸到試劑瓶待測液液面下1cm左右,控制洗耳球吸取溶液的速度,保持移液管中的溶液勻速上升。超過刻度線后即迅速拿下洗耳球,用食指堵住上端出口,再緩慢轉(zhuǎn)動移液管,調(diào)整液面高度至刻度線。最后一步操作是轉(zhuǎn)移溶液,需要注意的是移液管下端出口抵在錐形瓶的內(nèi)壁,錐形瓶傾斜,保持移液管垂直。學生通過小組討論挑出他人不規(guī)范的操作細節(jié),反思自己,進一步明確規(guī)范操作移液管的具體步驟,使移液管的操作不規(guī)范問題得到明顯的改善。
3教師以提醒的方式指導實驗過程
滴定過程是實驗教學最重要的實驗環(huán)節(jié)。在這一過程中,教師要給予學生全面的指導,及時糾正不規(guī)范的操作。我們采取的方式是以提醒為主,鼓勵學生自己改正,讓學生真正成為實驗課堂的主角。例如,滴定管的滴定有三種方式,即連續(xù)滴加、逐滴滴加、半滴滴加。本次實驗課上發(fā)現(xiàn)學生臨近滴定終點時不會進行半滴操作,這時建議學生查找課本中滴定分析基本操作部分,也可以觀看其他同學操作。通過觀察、查找、獨立思考這一系列過程,讓學生自己掌握半滴滴加操作方法,從而加深印象。在接下來的幾次實驗課上,發(fā)現(xiàn)學生在滴定過程中掌握了半滴滴加的要領(lǐng),操作十分規(guī)范。再如,溶解固體硫酸亞鐵樣品需要先加硫酸再加蒸餾水,以防止硫酸亞鐵發(fā)生水解。有學生直接用蒸餾水溶解,發(fā)現(xiàn)自己的溶液顏色較其他同學有差別卻不知道原因。這時教師間接提醒一下,如硫酸亞鐵容易發(fā)生哪些反應,使用過程中要注意什么。教師以提醒的方式指導實驗過程,不僅培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,而且激發(fā)了學生實驗的興趣,體驗到成功的快樂。
4及時總結(jié)實驗情況并布置課后思考題
及時總結(jié)實驗過程中存在的問題,提出改進措施,規(guī)范實驗操作,對培養(yǎng)學生良好的實驗習慣,提高無機與分析化學后繼實驗課的教學效果具有重要意義[4]。當學生實驗結(jié)束后,教師應對全班的實驗情況及時進行總結(jié),指出普遍存在的問題并提醒注意事項,表揚表現(xiàn)突出的學生。為了使學生充分理解實驗原理和實驗內(nèi)容,掌握本次實驗的要點,最后布置思考題[5],要求學生寫在實驗報告單上。(1)用二苯胺磺酸鈉作指示劑,終點顏色為什么由綠色變?yōu)樽仙蜃纤{色?(2)加有硫酸的硫酸亞鐵待測溶液在空氣中放置1小時后再進行滴定,對測定結(jié)果將有何影響?(3)為準確測得硫酸亞鐵中鐵的含量,實驗過程中需要注意哪些操作步驟?
5學生互相批閱實驗報告
實驗報告是學生實驗的全面總結(jié),撰寫實驗報告是基本技能訓練的一項重要內(nèi)容[6]。實驗數(shù)據(jù)處理是無機與分析化學實驗報告的一項重要內(nèi)容,必須注意有效數(shù)字和相關(guān)計算規(guī)則。有效數(shù)字是指在分析工作中實際能夠測量到的數(shù)字,其不僅表示數(shù)值的大小,還是測量精確程度的反映,它的位數(shù)由使用儀器的精密度決定。本次實驗數(shù)據(jù)處理中,有效數(shù)字是學生最容易出錯的地方。如使用滴定管滴定時,消耗重鉻酸鉀標準溶液21.20mL,學生容易寫成21.2mL,忽略有效數(shù)字的最后一位;使用電子天平稱量固體藥品重鉻酸鉀0.6020g,有學生在實驗報告中寫成0.602g。另一方面需要規(guī)范的是計算結(jié)果的有效數(shù)字的保留。無機與分析化學實驗中,對于滴定分析結(jié)果的計算一般要求濃度和質(zhì)量百分含量的結(jié)果保留4位有效數(shù)字,相對誤差一般保留1~2位有效數(shù)字。為了規(guī)范學生的實驗數(shù)據(jù)處理,提高撰寫實驗報告技能,我們采取學生互相批閱實驗報告的教學方式。教師事先講明批閱實驗報告的要求和注意事項,尤其是數(shù)據(jù)處理部分。強調(diào)滴定管的讀數(shù)要寫到小數(shù)點后兩位,而電子天平稱量質(zhì)量要寫到小數(shù)點后四位。學生在批閱實驗報告的過程中,要仔細檢查有效數(shù)字的數(shù)據(jù)記錄和處理,檢查數(shù)據(jù)的計算結(jié)果是否正確。經(jīng)過學生參與批閱實驗報告這樣的過程,實驗報告撰寫中容易出現(xiàn)的問題尤其是有效數(shù)字的使用錯誤越來越少了。
6結(jié)語
在無機與分析化學實驗教學中,教師花心思策劃整個實驗過程,最大程度地調(diào)動了學生學習和實驗的主動性,提高了學生實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,取得了良好的教學效果。
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分析化學實驗內(nèi)容既要強調(diào)分析化學實驗技術(shù)本身的基礎(chǔ),又要關(guān)注分析化學方法的前沿發(fā)展。目前分析化學的傳統(tǒng)實驗較單一,新穎性較差。比如配位滴定法測定的自來水的硬度這個實驗,雖然實驗教授了蒙藥學專業(yè)學生配位滴定分析的原理,但是跟蒙藥學這門專業(yè)沒有有機聯(lián)系在一起。如果我們將實驗內(nèi)容改為EDTA配位滴定法測定蒙藥寒水石中硫酸鈣的含量,就可以將配位滴定分析方法應用到蒙藥學研究領(lǐng)域中,更能直觀教授學生分析化學在蒙藥中的應用,亦可以提高學生理論聯(lián)系實際的科研能力和興趣,減少專業(yè)基礎(chǔ)實驗的單調(diào)性。分析化學實驗的教學的主要任務是了解和掌握各種分析方法、儀器的操作和技能。一方面強調(diào)分析化學實驗教學的基礎(chǔ)知識和操作技能,因為這些“傳統(tǒng)”知識如滴定分析法和重量分析法的理論和實驗技能是分析工作的基礎(chǔ)。另一方面,隨著蒙藥學從傳統(tǒng)的配方藥研究發(fā)展為新藥的研究如劑型研究、提取有效成分及含量測定研究等,實驗課程的內(nèi)容也盡量滿足這些研究的發(fā)展,使蒙藥學專業(yè)學生了解這些分析技術(shù)發(fā)展的前沿。
二、考核機制改革
分析化學實驗分兩個學期,共80學時,5學分,是單獨于理論課記成績的。所以只記錄學生實驗報告的成績,并不能體現(xiàn)學生們完成實驗的水平和能力??己藱C制改革后,學生的實驗成績是由平時成績和實驗報告成績組成。平時成績包括實驗預習情況(主要查看預習報告)和實驗課程表現(xiàn)(操作是否規(guī)范,考勤等)。實驗報告成績主要包括實驗數(shù)據(jù)處理和實驗結(jié)果。實驗結(jié)束時,指導老師要對學生的預習報告、原始數(shù)據(jù)的記錄及儀器使用情況進行逐一量化評分。其中,預習報告為20分,課程表現(xiàn)(操作是不是規(guī)范,實驗數(shù)據(jù)是否正確,所用儀器是否整理清洗)為40分,實驗報告為40分(標題,原理,使用儀器試劑等是否完整正確,有無附原始數(shù)據(jù)和圖,實驗結(jié)果計算是否正確)。通過考核機制的改革,可以全面體現(xiàn)學生了解掌握一個實驗的水平。
三、重視能力培養(yǎng),增加設(shè)計性實驗的比重
分析化學實驗課的目的是培養(yǎng)學生實際動手能力和分析解決問題的能力。但是目前分析化學針對四大滴定的10個實驗基本操作重復度比較高,儀器較簡單,實驗內(nèi)容固定等易讓學生感到簡單枯燥,導致學生對實驗課失去興趣,儀器分析實驗課程也基本如此。這種“照單抓藥”的實驗,不利于培養(yǎng)學生動腦解決實際問題的科研能力。為了改變現(xiàn)狀,我們設(shè)計減少一些傳統(tǒng)實驗,加入了一些設(shè)計性實驗。由老師根據(jù)學生所學知識,擬定實驗題目,通過查閱文獻和討論設(shè)定實驗原理、方法。當然這是在現(xiàn)有儀器和實驗條件的基礎(chǔ)上,開展的教學和科研交叉的實驗。比如我們給學生擬定的題目有“滴定法測定蒙藥筋骨風痛膏中二硫化二砷的含量”或“紫外可見分光光度法測定蒙藥紅花中紅花黃色素含量”等,就結(jié)合了滴定分析法中氧化還原滴定或現(xiàn)代化分析儀器知識和學生的蒙藥學專業(yè)知識,可以激發(fā)蒙藥學專業(yè)學生的興趣。因前期教學過程中要求學生規(guī)范化操作和培養(yǎng)積極思考的習慣,使學生通過查閱文獻和交流討論基本能解決問題。這就大大增加了實驗的趣味性和學生的自信,使原本枯燥的實驗過程變得相對生動活潑,鍛煉蒙藥學專業(yè)學生解決實際問題的能力。這種設(shè)計性的實驗不是一成不變,不局限于一兩種實驗,可以根據(jù)蒙藥研究的發(fā)展前沿和目前的實驗條件,更改設(shè)計性實驗題目。開放式實驗教學模式是拓寬學生知識面、培養(yǎng)學生科研意識和創(chuàng)新能力的一個重要環(huán)節(jié),是未來實驗教學的發(fā)展趨勢。我們已經(jīng)對藥學專業(yè)學生采用分析化學開放式教學模式,讓學生從大二進入研究室,自由選擇導師,隨指導老師進行簡單的科研活動,但目前未對蒙藥學專業(yè)學生開放。原因有以下幾點:第一是開放式實驗室和指導教師的不足,設(shè)備維護保養(yǎng)和如何解決實驗經(jīng)費不足的問題。另一個重要原因是開放式實驗教學對導師的要求很高。需要老師不僅有分析化學知識功底,也必須了解和掌握蒙藥研究方面的知識。
四、教師培養(yǎng)
關(guān)鍵詞:分析化學實驗;教學過程;質(zhì)量控制
中圖分類號:G642.1 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)05-0221-02
目前,分析化學實驗教學過程質(zhì)量控制方案還沒有科學、規(guī)范的模式,各高校一般都是根據(jù)自己的教學條件和工作習慣比較隨意地進行分析化學實驗過程的質(zhì)量控制,因而程度不同地存在著各種影響實驗教學質(zhì)量的問題。制訂并實施較為科學、規(guī)范的分析化學實驗教學過程質(zhì)量控制方案,對于形成師生相互制約、良性互動的實驗氛圍,規(guī)范實驗教學過程,提高實驗教學質(zhì)量具有重要意義。
根據(jù)自己多年從事分析化學實驗教學的體會,參考相關(guān)資料,提出了較為科學、規(guī)范的分析化學實驗教學過程質(zhì)量控制方案,并從有關(guān)分析化學實驗教學過程的以下環(huán)節(jié)進行了探討。
一、基本教育
為使學生安全、順利地完成實驗,確保學生實驗萬無一失,在實驗之前,要對學生進行:(1)實驗規(guī)章制度(安全、衛(wèi)生、紀律及學生實驗守則等)的教育;(2)實驗室基本情況(組成、結(jié)構(gòu)與功能、安全通道與消防措施等)的介紹;(3)實驗基本知識(實驗用水的要求及來源;玻璃儀器與化學試劑的規(guī)格、型號、性能及用途等)的培訓。同時,要將實驗人員及指導教師的基本情況、具體職責,學生成績評定辦法、實驗室的基本情況和實驗室的有關(guān)規(guī)章制度、實驗教學計劃及具體授課安排等相關(guān)內(nèi)容向?qū)W生進行說明并張榜公示。另外,對于一些需要學生事先明確的實驗事項也要提前由實驗教師進行口頭通知。所有這些工作環(huán)節(jié)可使學生在實驗之前能夠做好必要的思想準備,并初步樹立正確而明確的實驗導向,同時也有利于形成師生之間的信息暢通、相互約束機制。
二、實驗備課
對實驗課要精心備課,寫出備課筆記。根據(jù)實驗教材、實驗資料、實驗條件等情況對實驗內(nèi)容(包括實驗目的、基本原理、儀器與試劑、實驗步驟、注意事項等)進行備課,寫出具體可行的實驗備課筆記。需要注意的是,一定要結(jié)合自身的實驗條件和自己成功的實驗經(jīng)驗去對實驗過程進行精心設(shè)計和科學安排,防止照本宣科、死搬硬套,使實驗內(nèi)豐富多彩,實驗過程生動有趣。對實驗中涉及的理論問題及實驗操作環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題做到心中有數(shù),為順利準備和指導學生實驗做好準備。
三、實驗準備與預作
在學生實驗之前,對學生實驗所需要的儀器、試劑(包括公用與自用)及其他實驗輔助材料等實驗條件、實驗通風(包括室內(nèi)通風與通風櫥通風)、照明(包括室內(nèi)照明、實驗臺照明、通風照明等)等實驗環(huán)境的每一細節(jié)進行充分準備,為學生實驗創(chuàng)造良好的實驗條件和實驗環(huán)境,做到萬無一失。例如,為便于學生有效而正確地判斷終點,可制備多套標準色階供學生參照,這樣可有效提高學生的實驗效率。在實驗過程中,要使學生不因找儀器、試劑或因缺少有效的實驗方法而耽誤過多時間,從而影響實驗的進度與效果。
每次實驗之前,教師要對學生所作的實驗及相關(guān)的實驗內(nèi)容按照實驗步驟及實驗要求進行預作,熟練掌握實驗操作和實驗現(xiàn)象,對實驗過程中可能出現(xiàn)的問題(如儀器、試劑是否正常,實驗條件和環(huán)境對實驗有何影響等)進行全面的把握,以便在學生實驗過程中有效地的指導學生實驗,對學生提出的問題能夠進行合理而圓滿的解答,避免出現(xiàn)被動局面。
四、實驗考勤
為加強學生實驗的出勤管理,實行“開始點名-中間抽查-結(jié)束檢查并簽名”的管理方法。即學生到實驗室后,教師要根據(jù)學生選課名單點名并清點人數(shù)(防止冒名答到);實驗過程中,要注意觀察學生人數(shù)的變化并隨時核查人數(shù)(防止中間溜號);最后檢查學生實驗操作及實驗數(shù)據(jù),檢查合格并在實驗名單上親自簽名(防止他人代簽)后方可離開實驗室。對實驗操作或?qū)嶒灁?shù)據(jù)不符合要求要求的學生必須重做實驗。
為便于掌握每個學生的實驗情況,每次實驗要求學生的實驗位置序號必須與實驗名單上的序號順序一致。這要求學生自己根據(jù)實驗名單的序號與實驗位置序號對應入座,并在點名時逐一核實。
五、學生預習
為培養(yǎng)學生良好的預習習慣和自學能力,保證學生有效地完成實驗,防止學生在實驗過程中的被動應付,要求學生在實驗之前進行預習并寫出實驗預習報告,在進實驗室時檢查并上交(作為評定實驗成績時參考),對沒有預習報告的學生實行緩做實驗。
為便于查閱預習報告,預習報告的格式要統(tǒng)一。其基本內(nèi)容包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟、注意事項等。為避免學生簡單抄襲應付且簡化書寫,要求學生用框圖或流程圖等形式表達實驗步驟。
六、實驗講解
根據(jù)實驗的基本內(nèi)容(實驗目的、實驗原理、儀器與試劑、實驗步驟、注意事項等)進行具體講解。需要重點強調(diào)的是實驗操作及注意事項,如玻璃儀器(燒杯、錐形瓶、滴定管、移液管、容量瓶等)的名稱、規(guī)格、性能、用途、使用方法及注意事項;儀器設(shè)備(分析天平、分光光度計等)的基本性能、使用方法、注意事項。要使學生明確,在分析實驗過程中,始終堅持的基本原則是規(guī)范操作,減少誤差,逐步建立起“定量”的概念;除了要認真規(guī)范的做好每一步實驗外,還要處理好每步操作之間的銜接關(guān)系。
講解時,要以演示為主,講解為輔。講解力求目的明確,重點突出,條理清晰,簡明扼要。為提高演示效果,可結(jié)合多媒體技術(shù)進行講解與演示。
七、實驗指導
實驗指導是保證實驗教學質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。指導實驗的基本原則是熱情輔導,嚴格要求。在實驗過程中,要求學生的基本操作一定要規(guī)范、正確,對不規(guī)范或錯誤的操作,及時加以指導糾正;對違反實驗紀律的學生堅決處理,不留情面;要始終在實驗現(xiàn)場進行手把手的指導,對學生提出的問題耐心解答,并注意與學生的互動,以不斷提高實驗指導的感召力,使學生積極主動地去完成實驗。同時,為有效把握學生的整體實驗情況,避免顧此失彼,盡量增加巡視頻率。對于學生在實驗過程中的表現(xiàn)(實驗態(tài)度等)及存在的問題,要用專用的學生實驗指導記錄單(在實驗之前根據(jù)實驗名單順序制出)進行記錄,為評定實驗成績提供依據(jù),也為今后有針對性地指導學生實驗積累經(jīng)驗。
八、檢查驗收
學生實驗結(jié)束、離開實驗室前,必須對學生的實驗操作、實驗數(shù)據(jù)、儀器試劑、環(huán)境衛(wèi)生等進行全面、嚴格的檢查。檢查合格并經(jīng)指導老師在學生原始實驗記錄上簽名確認后,才能離開實驗室,否則,需要學生重做實驗直至檢查合格后方可離開實驗室,以培養(yǎng)學生嚴肅認真、善始善終的良好實驗習慣。
九、實驗報告
為使學生對實驗情況進行系統(tǒng)總結(jié)并鍛煉學生書寫實驗報告的能力,學生必須按要求寫出實驗報告并及時上交。其中實驗報告必須附有指導教師簽名的實驗原始數(shù)據(jù)。教師要及時批改實驗報告,并做好批改記錄。對實驗報告中存在的問題或錯誤進行歸納、總結(jié),及時向?qū)W生反饋。一般情況下,要在下次實驗之前,向?qū)W生反饋上次實驗報告的批改信息,使學生及時了解自己在實驗中存在的問題與錯誤,并加以解決和改正。
實驗報告成績在整個實驗成績中占有較大比例。因此,批改實驗報告、確定實驗報告成績一定要公平合理。嚴禁抄襲或他人實驗報告現(xiàn)象發(fā)生。一旦發(fā)現(xiàn)此類現(xiàn)象,該門實驗課按零分計。
十、實驗考試
實驗考試既是對學生實驗情況的考核,也是對教師教學效果的檢驗,又是促使學生平時做好實驗的動力。
要合理確定考試內(nèi)容,要使考試內(nèi)容具有系統(tǒng)性和代表性。參考理論考試,將考試內(nèi)容以試卷的形式發(fā)給每一個學生。試卷要明確實驗內(nèi)容和具體要求,可以采用多種試卷或同種試卷進行考試。實驗考試時,要盡可能多配備監(jiān)考教師,做到每位教師監(jiān)考的學生數(shù)不超過10名,以便教師全面把握每個學生的實驗信息。與實驗指導記錄一樣,要有相應的實驗考核記錄,以作為評定實驗成績的依據(jù)。
十一、實驗成績
實驗成績包括單一實驗成績和實驗總成績。
影響單一實驗成績的基本因素包括:實驗預習,實驗態(tài)度,實驗紀律,實際操作、實驗報告等。其各種影響因素影始終貫穿在每個實驗的整個實驗過程中。因此,教師只有平時盡量把握每個學生實驗各方面的具體情況,才能使實驗成績?nèi)?、客觀,防止僅據(jù)實驗報告確定實驗成績的錯誤做法。
單一實驗成績?yōu)榫C合考慮了影響實驗成績的各種因素后的綜合得分,即:單一實驗成績=預習(5%)+操作(50%)+態(tài)度(5%)+紀律(10%)+報告(30%)
平時實驗成績?yōu)樗袉我粚嶒灣煽兊目偤停ā茊我粚嶒灣煽儯┏詫嶒瀭€數(shù)(n),即所有實驗成績的平均值:平時實驗成績=∑單一實驗成績÷實驗個數(shù)n
實驗總成績由平時成績與考試成績(成績確定方法同單一實驗成績)兩部分組成,即:實驗總成績=平時成績(50%)+考試成績(50%)
實驗成績確定后,要及時向?qū)W生公示,接受查詢。
十二、實驗總結(jié)
為了不斷改進和完善實驗教學過程,提高實驗教學質(zhì)量,實驗結(jié)束后,指導教師要及時對學生實驗情況進行全面的回顧和總結(jié),包括單一實驗總結(jié)和整體實驗系統(tǒng)總結(jié)。
關(guān)鍵詞:海水化學實驗;實踐教學;教學改革
實驗教學作為高等教育要求的主要實踐環(huán)節(jié),對于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才尤為重要?!稘O場環(huán)境綜合實驗》是天津農(nóng)學院海洋漁業(yè)科學與技術(shù)專業(yè)開設(shè)的一門由海水化學實驗、環(huán)境監(jiān)測與保護實驗以及養(yǎng)殖水域生態(tài)學實驗組成的綜合性實驗課程。該課程講授水質(zhì)分析過程中的化學分析以及儀器分析方法等,具有很強的實踐性和應用性,其課程設(shè)計的主要任務是使學生掌握水環(huán)境化學研究中的樣品采集、預處理、貯存方法、分析檢測以及數(shù)據(jù)處理等,為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定基礎(chǔ)。本文針對《漁場環(huán)境綜合實驗》中海水化學課程在本科教學中存在的一些問題及改進建議進行探討。
1水分析化學實驗教學存在的問題
1.1課程內(nèi)容時效性、系統(tǒng)性有待改善
目前,海水化學實驗課時為30學時,共計10個單項實驗,以四大滴定分析方法為主,課時分配為:滴定分析占比4/5,而儀器分析僅占1/5。鑒于當前水質(zhì)組分日趨復雜,常規(guī)化學滴定分析已經(jīng)無法滿足現(xiàn)今的水質(zhì)分析需求。且這種課時占比導致學生對于滴定分析技術(shù)比較熟練,但對儀器分析技術(shù)掌握不足,對于今后從事水質(zhì)檢測分析的相關(guān)工作十分不利[1]。此外,現(xiàn)有的實驗內(nèi)容缺乏完整性,多以驗證實驗為主,與其他課程的橫向聯(lián)系較少,課程實驗結(jié)束時,學生僅僅是做完了某門課程的實驗,而對實驗課程的缺乏總體認識,無法對所學知識進行融會貫通。
1.2實驗教學模式和手段多樣化有待加強
海水化學實驗現(xiàn)采取的教學模式為:課前預習(超星學習通學習理論知識、觀看操作視頻,撰寫預習報告)、課堂講授包括:①實驗原理解析;②實驗步驟、操作要點及注意事項(教師示范、學生獨立操作,教師巡回指導,總結(jié)實驗要點)以及課后實驗報告。實驗相關(guān)內(nèi)容仍以教師課堂講授為主,學生的積極性不高。每次課程所需試劑和儀器均由實驗教師在課前完成配制和調(diào)試工作,學生只需“照方抓藥”,缺乏獨立思考的環(huán)節(jié),在實驗結(jié)果出現(xiàn)不準確數(shù)據(jù)后不知如何分析原因,起不到應有的綜合能力培養(yǎng)。此外,海洋漁業(yè)與技術(shù)專業(yè)水環(huán)境化學理論課是本專業(yè)的選修課程,部分未選學該課程的學生理論基礎(chǔ)薄弱,對實驗的理解浮于表面,無法與實踐相結(jié)合;且學生在實驗過程中的個體差異較大,沒有足夠的時間解決這些個體差異問題。
1.3考核體系合理性有待優(yōu)化
目前,實驗教學考核出勤率占10%,實際操作占10%,預習、實驗報告占10%,期末考試占70%,筆試考核占主要部分,平時成績主要依賴于預習報告和實驗報告,只要實驗結(jié)果準確、實驗報告撰寫規(guī)范,學生就容易獲得較高的成績,導致學生只重視實驗報告的撰寫,甚至為此“借鑒”他人的實驗結(jié)果。而學生的創(chuàng)造能力和探索精神恰恰主要體現(xiàn)在實驗過程中,這種考核方式忽略了在實際操作中對正確的實驗操作規(guī)程的嚴格要求,不利于學生良好實驗習慣的培養(yǎng)[2-3]。
2海水化學實驗改革的探索
2.1優(yōu)化實驗內(nèi)容,完善課程體系
海水化學實驗課程的目標是要求學生掌握水質(zhì)分析方法以及相關(guān)儀器的操作技能,以達到提高學生的實驗操作技能,培養(yǎng)分析解決問題能力的目的[4]。因此,實驗內(nèi)容設(shè)置上要建立逐級遞進、由理論到應用實踐的三大模塊實驗,引導學生自主學習、自主設(shè)計、自主實驗,培養(yǎng)學生學習的主動性[5-7]。基本技能訓練模塊:包括對玻璃儀器洗滌、藥品稱量、試劑配制、移液與定容等最基本的操作規(guī)范的培訓,到滴定分析、分光光度分析以及電位分析等方法的掌握,通過強化這些基礎(chǔ)實驗操作技能的訓練,培養(yǎng)學生嚴謹規(guī)范的科學態(tài)度。綜合性實驗模塊:將單項漸進式實驗教學改為平行式多項實驗教學,在現(xiàn)有實驗室資源有限的條件下,同一實驗室內(nèi)除分小組進行實驗的傳統(tǒng)方法之外,同時開展多項水質(zhì)分析實驗,合理安排好實驗項目和操作順序,交叉輪換,這樣學生在短時間內(nèi)既能掌握各個單項實驗技能,又有助于了解各個實驗項目之間的聯(lián)系,提高實驗課的效率。設(shè)計性實驗模塊:為充分調(diào)動學習積極性,在掌握了基本操作技能后,學生以組為單位查閱相關(guān)資料,分組討論,擬定實驗方案,實行組長負責制,經(jīng)教師審核后開展實驗,在實驗研究對象選擇方面,充分考慮與實際生活和生產(chǎn)實踐相結(jié)合,如選擇各類養(yǎng)殖用海水、污染水以及校內(nèi)硯池、荷花池等天然水來對比檢測。設(shè)計性實驗模塊的每個環(huán)節(jié)都需要學生認真思考,選取最適合的檢測方法,有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維[8]。
2.2改革教學方法,以學生為主體,引導學生自主學習、設(shè)計、實驗
2.2.1自主學習——線上線下教學有機結(jié)合
將微視頻教學和翻轉(zhuǎn)課堂教學模式應用于海水化學實驗教學中,充分利用超星學習通、騰訊視頻會議、微信、QQ等平臺,使實驗課程更具活力,從而提高育人水平。針對該課程理論部分為選修課,部分學生為選擇該課程的情況,在課前要求全體學生在學習通中學習相關(guān)理論知識,而后預習實驗,觀摩實驗慕課,了解學習實驗方法原理、步驟及注意事項,完成預習習題和預習報告,成績合格者才能參加實驗,這樣有效地提高了實驗的成功率[9-11]。
2.2.2自主設(shè)計——將“一講課二巡視”轉(zhuǎn)變成“一扶二送三放手”
基本技能訓練模塊中以教師講授為主,教師和助教采用示范操作、微視頻教學等,綜合性實驗模塊中,以學生為主,教師為輔,再送一程,設(shè)計性實驗模塊中放手讓學生自己走,教師主要針對學生在實驗過程的質(zhì)疑進行引導。
2.2.3自主實驗——改變“老師為中心”的授課模式,開展“學生助教”制
學生在老師指導下完成實驗準備工作,在實驗課上輔助老師做指導工作。①實驗分組:按照自愿原則分組,每組3~4人,實行組長負責制,由組長負責與教師溝通海水化學實驗相關(guān)事宜。按照教學大綱要求,海水化學實驗共10個實驗,每個實驗由2組同學負責相關(guān)準備工作。②實驗準備工作:實驗教師先對學生進行實驗室使用安全、儀器使用等方面的培訓,合格后方可進入實驗室。組長根據(jù)實驗具體要求進行分工,完成試劑配制和儀器調(diào)試等準備工作。而后在實驗教師指導下進行預實驗,所有過程均由學生來完成,這樣有助于學生及時發(fā)現(xiàn)實驗過程中存在的問題,對實驗的難點、疑點、注意事項有充分的了解[12]。③“學生助教”制的實驗課:教師集中講授和示范后,由“學生助教”來講解實驗中試劑配制以及預實驗中存在的問題和解決方案,使其他同學對本次實驗課程中易出現(xiàn)的問題有初步了解,在教學過程中,遇操作不熟練或不規(guī)范的學生,“學生助教”可以指導示范,協(xié)助指導老師解決出現(xiàn)的問題。這樣極大調(diào)動了學生的參與性和創(chuàng)造性,提高了學生的責任感和成就感。④實驗結(jié)束:實驗后由“學生助教”指導學生處理實驗過程中產(chǎn)生的廢液,檢查清理使用過的儀器,整理實驗室,排除水電隱患。實驗報告的規(guī)范化處理也是實驗課程的重要部分,每節(jié)課后,教師和學生助教指導學生規(guī)范化處理實驗數(shù)據(jù),要求在撰寫實驗報告時必須以個人的實驗為依據(jù),據(jù)實列出實驗中用到的實驗儀器和試劑,實驗報告必須體現(xiàn)出原始數(shù)據(jù),詳細寫出計算方法,滴定分析法分析水質(zhì)指標時必須先計算出標準溶液的濃度,儀器分析分析法分析水質(zhì)指標時必須先建立標準曲線,這樣不斷強化學生處理數(shù)據(jù)的能力,培養(yǎng)學生嚴謹、求實的科研態(tài)度。
2.3考核方式優(yōu)化動手能力、分析與解決問題的能力
海水化學實驗課程注重實際操作技能,測定結(jié)果的科學性、準確性,根據(jù)該課程的特點。對課程的評分標準進行調(diào)整,對實驗過程實行動態(tài)考核,全方位評價學生在實驗過程中的參與情況。單次實驗評分標準中包含了3個部分:課前預習20%(完成學習通中理論知識視頻、PPT和實際操作視頻、在線習題及預習報告),課堂學習50%(包括出勤率5%;實驗技能35%;助教加分10%),課后學習30%(實驗報告:包括結(jié)果與討論分析是否全面、有無自己的心得體會及思考題的解答和歸納)。這一綜合評價標準獲得絕大部分學生的認可,學生的積極性較高,改考核方式對于提高學生的實驗技能、分析解決問題的能力效果顯著。
3結(jié)束語
多年來,我院水環(huán)境化學教學團隊在實驗項目選擇、教學大綱制定和教材建設(shè)等方面堅持以學生為本,以能力培養(yǎng)為核心,對教學內(nèi)容、教學方法、考核方式和開放實驗不斷探索和改革,對學生素質(zhì)、知識和能力的培養(yǎng)貫穿于整個海水化學實驗教學中,取得了初步成效,學生學習的積極性和主動性明顯提高,這種教學模式對于培養(yǎng)學生獨立思考能力、動手能力、團隊合作能力以及綜合設(shè)計能力等具有良好效果。
參考文獻
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[2]鐵嬈嬈.“金課”理念下高校藝術(shù)通識類慕課混合式教學設(shè)計探究——以“西方現(xiàn)代藝術(shù)賞析”課程為例[J].國際公關(guān),2019(9):92-94.
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[4]耿萍,徐志愛.基于“立德樹人”的儀器分析化學實驗教學改革探索[J].實驗室研究與探索,2020,39(11):163-166.
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[8]禹麗娥,何川,彭青林.水分析化學實驗課程的教學改革探微[J].當代教育理論與實踐,2019,11(1):61-65.
論文摘要:概括與分析我校近幾級學生分析化學實驗課考核方法以及考核過程中存在的一些問題,為保證實驗教學質(zhì)量,進一步提高實驗教學效果,總結(jié)經(jīng)驗,形成了分析化學實驗課自己獨特的考核方法。
在高等農(nóng)業(yè)院校,分析化學實驗課是一門十分重要的基礎(chǔ)課,在整個教學過程中起著極為重要的作用,它是培養(yǎng)學生科學素質(zhì)的一種有效形式,是培養(yǎng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研等合格人才不可缺少的教學基本環(huán)節(jié)。通過學習,使學生更深刻地理解有關(guān)的理論知識,提高學生實際操作技能及分析問題、解決間題的綜合能力。圖分析化學實驗課考核方法有筆試、操作等。實驗操作考試是考查學生實際操作能力、動手能力和基本實驗技能的一項考試,是培養(yǎng)學生基本科學素養(yǎng)的一項必不可少的工作。以筆試的方法進行考試無助于培養(yǎng)學生的動手能力和實驗操作能力,在檢驗學生實際操作能力和基本實驗技能方面,實驗操作考試是其他考試形式不能替代的。為保證教學質(zhì)量,提高教學效果,我們在重視教學實踐的同時,不斷地改革了分析化學實驗課的考核方法??偨Y(jié)考試經(jīng)驗,形成了我們分析化學實驗課自己獨特的考核方法:即采用實驗的有關(guān)理論考試與實驗技能考核相結(jié)合的辦法(口試加操作)。
一、我校分析化學實驗課舊的考核方法
(一)2001級學生采用閉卷筆試的方式
試卷內(nèi)容包括分析化學實驗中的實驗原理、實驗現(xiàn)象、所加試劑的作用以及所用儀器的使用方法等。像文化課統(tǒng)一時間統(tǒng)一科目進行。考前對試題進行了保密。
(二)2002級學生采用實驗操作考試
考前操作內(nèi)容也是保密的。具體是:自己的老師監(jiān)考,考試時間為每人30分鐘,一組02人,所有學生實驗操作內(nèi)容一樣,都是通過酸堿滴定計算溶液的濃度?學生操作完成后將數(shù)據(jù)以及計算結(jié)果記錄到試卷上,老師根據(jù)記錄結(jié)果打分。上實驗的全部學生考了4、5天才能結(jié)束。
(三)2003級學生采用實驗操作考試
具體是:每個學生考試時間10分鐘,學生按班級、學號排序進行考試,一個老師一次監(jiān)2個學生,10分鐘后再進2名學生,依此類推。全部學生實驗考試內(nèi)容都相同,都是完成一次酸堿滴定,老師要對每個學生每一個操作要領(lǐng)和操作要求正確與否打分。5天全部學生考試完畢。
二、舊的考核方法中存在的一些問題
分析化學實驗課舊的考核方法中存在很多的間題,比如筆試存在抄襲現(xiàn)象,所以不能體現(xiàn)出學生的實際水平,對學習好的學生也不公平。2002級學生雖然采用實驗操作考核方法,但也沒有檢查學生的操作要領(lǐng),只是通過最后的計算數(shù)據(jù)是否接近準確值來判分。這兩種考核方法都沒有關(guān)注學生實驗過程中的操作是否規(guī)范,技術(shù)要領(lǐng)掌握與否。2003級學生采用的考核方法雖然檢查了學生的實驗操作技能,但不能檢查出學生對實驗理論知識的掌握程度。這樣傳下去對以后做實驗的學生的影響也不好。以后的學生在做實驗的過程中就不會深刻理解理論知識,也不認真觀察和分析實驗現(xiàn)象,更不分析產(chǎn)生誤差的原因,執(zhí)照老師給定的步驟完成實驗,使用儀器的操作要領(lǐng)和要求也不管規(guī)范與否,因為考試時只要打聽一下使用那種儀器,突擊記憶它的正確使用方法即可過關(guān)。這樣考核的結(jié)果并沒有達到開設(shè)實驗課的目的要求,以提高學生實際操作和動手能力以及培養(yǎng)學生獨立思考和分析問題的能力,實驗操作并不是非要讓學生得出一個即定結(jié)果,而是讓學生掌握實驗基本知識和操作技能,這才是實驗的目的。除此之外,還有一些間題如下:
(一)分數(shù)不成正態(tài)分布
實驗成績不成正態(tài)分布,一是因為閉卷考試時有些學生在考場上作弊了(有的抄襲學習好的學生的答案,有的抄了書本),二是因為操作時一次考生人數(shù)多,有的學生抄襲別人的數(shù)據(jù),這樣不能體現(xiàn)學生的實際水平。
(二)試題保密
我覺得實驗考核試題沒有必要保密。因為實驗操作考試主要考查學生的動手能力與實際操作能力,而不是考查理論知識,不能像文化課統(tǒng)一時間統(tǒng)一科目進行閉卷筆試。以筆試的方法進行實驗考試無助于培養(yǎng)學生的動手能力和實驗操作能力,所以不應該保密的,再說操作考試全部學生要進行4、5天,也保密不了,所以實驗考試本身應該開卷考試。
(三)突擊訓練問題
后面考的有的學生向已考過的學生打聽操作所用儀器,然后進行突擊訓練。操作姿勢和要求是靠平時積累和培養(yǎng)的,不是靠突擊訓練。有的儀器使用方法突擊也沒用。分鐘內(nèi)不但要完成一個完整的操作,還要考慮儀器使用方法的話時間是比較緊張的。上課使用的每種儀器老師都詳細的講到它的正確使用方法和操作姿勢。只要你平時都按照要求使用,考試01分鐘是足夠的。
三、分析化學實驗課新考核方法
為了使學生成績能夠客觀地反映學生對實驗基本知識和操作技能的掌握程度,激勵學生學習的積極主動性,我們采用平時實驗報告成績與期末考試成績相結(jié)合的辦法給出最終成績:即平時實驗報告成績占50%,其中包括預習報告、實驗態(tài)度、實驗操作技能以及實驗結(jié)果的準確度與精密度。考試成績占50%,其中包括實驗有關(guān)理論考試成績和操作考試成績。為了提高實驗課的教學效果和加強學生對實驗知識的理解和掌握,我們提出新的實驗考核方法:即采用實驗的有關(guān)理論考試與實驗技能考核相結(jié)合的辦法(口試加操作。具體做法如下,
(一)試題
試題內(nèi)容為口試加操作。考試試題的難易程度一致,保證考試的公平性??谠噧?nèi)容為實驗有關(guān)理論:即所做過的分析化學實驗中的實驗原理、實驗現(xiàn)象、所加試劑的作用以及所用儀器的使用方法等,比如標準溶液的配置方法有幾種,Ha、Na0H溶液如何配置,標定二者使用哪種基準物質(zhì)、采用哪種指示劑辨別終點以及終點顏色如何變化,自來水硬度測定終點顏色如何變化,K2C2r07測FeZ+實驗中加H3P4O的作用是什么,甲醛法測N%實驗原理,分光光度計的組成部分以及每部分的作用,電子天平的稱量方法以及差減稱量法的步驟和注意事項等內(nèi)容。對實驗有關(guān)理論我們摘錄出來做成卡片,每一個問題一個卡片,一個卡片一個編號。實驗操作內(nèi)容所有學生一樣,并且提前通知學生,都是完成一個完整的滴定分析操作:即將燒杯中溶液準確定容至容量瓶中,移液管準確移取一定量溶液至錐形瓶中,用標準液滴定至終點后記錄滴定管數(shù)據(jù)后報告老師。操作內(nèi)容及步驟我們做成試題形式。每名監(jiān)考老師拿一份實驗理論卡片以及實驗操作要領(lǐng)評分細則,監(jiān)考老師們考前要統(tǒng)一口試題的正確答案。
(二)考試過程
每個考場4張實驗臺,每次考試一個考場進4名學生,每個考場2名監(jiān)考老師,即每個監(jiān)考老師每次監(jiān)2名學生。
1、試題的擺放
我們把操作內(nèi)容及操作步驟試題貼在每個考生的實驗臺上,所需儀器和藥品也整齊地擺放在實驗臺上。
2、學生進場考試
學生不按照平時做實驗的地點和代課老師進行,而是按班級、學號排序先在準備室抽考場號,準備室的老師宜讀考場規(guī)則和注意事項。每個考場先進4名學生,每個老師監(jiān)2名學生。先考操作,每個學生10分鐘,到時做不完的監(jiān)考老師會讓學生停止。監(jiān)考老師根據(jù)每一步操作要領(lǐng)評分細則打記號,比如容量瓶的洗滌用水是否過量,從燒杯向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液是否使用玻璃棒,定容是否過量;移液管操作手法是否規(guī)范;滴定管涂油、洗滌、潤洗、裝液、排氣泡、讀數(shù)姿勢以及有效數(shù)字位數(shù)、滴定過程中活塞的控制以及終點顏色的判斷等一系列的操作是否規(guī)范。實驗操作結(jié)束后到監(jiān)考老師處抽理論口試卡片編號,閱讀完題意回答問題,時間為5分鐘,在此時間內(nèi)最多有三次抽卡機會,滿分逐漸降低,比如第一次滿分01分,第二次滿分8分,第三次滿分6分??荚嚱Y(jié)束后監(jiān)考老師根據(jù)回答內(nèi)容酌情打分。4名學生考完后監(jiān)考老師收拾好儀器和藥品后再進4名學生,依此類推.我覺得實驗考核試題沒有必要保密。因為實驗操作考試主要考查學生的動手能力與實際操作能力,而不是考查理論知識,不能像文化課統(tǒng)一時間統(tǒng)一科目進行閉卷筆試。以筆試的方法進行實驗考試無助于培養(yǎng)學生的動手能力和實驗操作能力,所以不應該保密的,再說操作考試全部學生要進行4、5天,也保密不了,所以實驗考試本身應該開卷考試。
(三)突擊訓練問題
后面考的有的學生向已考過的學生打聽操作所用儀器,然后進行突擊訓練。操作姿勢和要求是靠平時積累和培養(yǎng)的,不是靠突擊訓練。有的儀器使用方法突擊也沒用。分鐘內(nèi)不但要完成一個完整的操作,還要考慮儀器使用方法的話時間是比較緊張的。上課使用的每種儀器老師都詳細的講到它的正確使用方法和操作姿勢。只要你平時都按照要求使用,考試01分鐘是足夠的。
三、分析化學實驗課新考核方法
為了使學生成績能夠客觀地反映學生對實驗基本知識和操作技能的掌握程度,激勵學生學習的積極主動性,我們采用平時實驗報告成績與期末考試成績相結(jié)合的辦法給出最終成績:即平時實驗報告成績占50%,其中包括預習報告、實驗態(tài)度、實驗操作技能以及實驗結(jié)果的準確度與精密度??荚嚦煽冋?0%,其中包括實驗有關(guān)理論考試成績和操作考試成績。為了提高實驗課的教學效果和加強學生對實驗知識的理解和掌握,我們提出新的實驗考核方法:即采用實驗的有關(guān)理論考試與實驗技能考核相結(jié)合的辦法(口試加操作。具體做法如下,
(一)試題
試題內(nèi)容為口試加操作??荚囋囶}的難易程度一致,保證考試的公平性??谠噧?nèi)容為實驗有關(guān)理論:即所做過的分析化學實驗中的實驗原理、實驗現(xiàn)象、所加試劑的作用以及所用儀器的使用方法等,比如標準溶液的配置方法有幾種,Ha、Na0H溶液如何配置,標定二者使用哪種基準物質(zhì)、采用哪種指示劑辨別終點以及終點顏色如何變化,自來水硬度測定終點顏色如何變化,K2C2r07測FeZ+實驗中加H3P4O的作用是什么,甲醛法測N%實驗原理,分光光度計的組成部分以及每部分的作用,電子天平的稱量方法以及差減稱量法的步驟和注意事項等內(nèi)容。對實驗有關(guān)理論我們摘錄出來做成卡片,每一個問題一個卡片,一個卡片一個編號。實驗操作內(nèi)容所有學生一樣,并且提前通知學生,都是完成一個完整的滴定分析操作:即將燒杯中溶液準確定容至容量瓶中,移液管準確移取一定量溶液至錐形瓶中,用標準液滴定至終點后記錄滴定管數(shù)據(jù)后報告老師。操作內(nèi)容及步驟我們做成試題形式。每名監(jiān)考老師拿一份實驗理論卡片以及實驗操作要領(lǐng)評分細則,監(jiān)考老師們考前要統(tǒng)一口試題的正確答案。
(二)考試過程
每個考場4張實驗臺,每次考試一個考場進4名學生,每個考場2名監(jiān)考老師,即每個監(jiān)考老師每次監(jiān)2名學生。
1、試題的擺放
我們把操作內(nèi)容及操作步驟試題貼在每個考生的實驗臺上,所需儀器和藥品也整齊地擺放在實驗臺上。
2、學生進場考試
學生不按照平時做實驗的地點和代課老師進行,而是按班級、學號排序先在準備室抽考場號,準備室的老師宜讀考場規(guī)則和注意事項。每個考場先進4名學生,每個老師監(jiān)2名學生。先考操作,每個學生10分鐘,到時做不完的監(jiān)考老師會讓學生停止。監(jiān)考老師根據(jù)每一步操作要領(lǐng)評分細則打記號,比如容量瓶的洗滌用水是否過量,從燒杯向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液是否使用玻璃棒,定容是否過量;移液管操作手法是否規(guī)范;滴定管涂油、洗滌、潤洗、裝液、排氣泡、讀數(shù)姿勢以及有效數(shù)字位數(shù)、滴定過程中活塞的控制以及終點顏色的判斷等一系列的操作是否規(guī)范。實驗操作結(jié)束后到監(jiān)考老師處抽理論口試卡片編號,閱讀完題意回答問題,時間為5分鐘,在此時間內(nèi)最多有三次抽卡機會,滿分逐漸降低,比如第一次滿分01分,第二次滿分8分,第三次滿分6分。考試結(jié)束后監(jiān)考老師根據(jù)回答內(nèi)容酌情打分。4名學生考完后監(jiān)考老師收拾好儀器和藥品后再進4名學生,依此類推。:
3、判分及登記分數(shù)
【關(guān)鍵詞】職業(yè)教育;分析化學;化學實驗;教學改革
《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確提出:大力發(fā)展職業(yè)教育,職業(yè)教育要著力培養(yǎng)學生的職業(yè)道德、職業(yè)技能和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力。職業(yè)教育以服務為宗旨,以就業(yè)為導向,推進教育教學改革。實行工學結(jié)合、校企合作、頂崗實習的人才培養(yǎng)模式。
分析化學是石油化工類學校工業(yè)分析、化工工藝、環(huán)境科學等專業(yè)學生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門實踐性很強的學科,其中實驗占有較大的比例。學生要在實驗技能方面取得成功,必須付出艱苦勞動。通過分析化學的學習,可以培養(yǎng)學生實事求是的科學精神,培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實際的能力及創(chuàng)新精神,提高其分析和解決問題的能力。但長期以來,實驗教學一直處于教學體系中的弱勢地位,傳統(tǒng)的分析化學實驗教學無論從實驗內(nèi)容上還是教學方式上,都沒能使該學科的特點很好地顯現(xiàn)。當今社會科技迅猛發(fā)展,為了使學生適應當代社會的需要,必須改變傳統(tǒng)的分析化學的教學模式。本人結(jié)合工作實際情況,在分析化學實驗教學內(nèi)容、實驗教學方法、實驗教學手段、完善實驗評價體系等方面,對分析化學實驗教學改革提出了一系列設(shè)想,并逐步付諸實施。
1.擾化實驗教學內(nèi)容,編寫合適的校本教材
現(xiàn)行的中職學校分析化學教材大多是大學教材的簡單縮寫,與中職學校學生的實際水平有許多不相符合的內(nèi)容。中職學校學制早就由原來的四年制改為三年制,生源質(zhì)量也大幅下降,但教材卻基本沒變。這其間的固有矛盾,就自然而然地顯現(xiàn)出來。如原先四年制時的工藝專業(yè)把《有機化學》專門作為一門學科,在一年時間內(nèi)學完?,F(xiàn)在是把《無機化學》、《有機化學》、《物理化學》三門課融為一門《化學基礎(chǔ)》,在一年時間內(nèi)學完。但大多專業(yè)課內(nèi)容除了比改革前簡單了,沒什么大的調(diào)整。因此,許多相關(guān)聯(lián)的課程之間出現(xiàn)了脫節(jié)現(xiàn)象。如分析化學中出現(xiàn)的一些內(nèi)容,在有機化學中根本沒有學過,導致許多學生分不清有機酸、有機堿和有機鹽類,計算公式就更不知道代哪個了。
因此,編寫教材時除了解決以上問題外,還要注重實驗內(nèi)容與社會實際相結(jié)合,為社會培養(yǎng)優(yōu)良的應用型人才。另外,編寫教材時不能忽視插圖的潛在功能。課程資源的開發(fā)和利用,包括課堂教學資源和課外學習資源,教材中的插圖是最重要的課堂教學資源之一。插圖能以直觀的方法讓師生理解教材所敘述事物的形態(tài)及變化規(guī)律,使其內(nèi)容表達得更合理、更完善。教師在化學教學實踐中應重視挖掘插圖的潛在教育教學功能,充分發(fā)揮其獨特的資源優(yōu)勢,引導學生認識和領(lǐng)悟插圖這一“特殊的藝術(shù)語言”,從中捕捉所隱含的豐富的化學信息,對提高分析化學課堂教學效果、培養(yǎng)學生能力,都具有十分重要的意義。
此外,在新編教材過程中,應盡量做到實驗內(nèi)容的綠色化,改進有嚴重污染性的實驗方法,減少污染的排放和減少對人體的危害。增加少量的微型實驗項目,可以節(jié)約實驗試劑、實驗經(jīng)費和時間,減少試劑對環(huán)境的污染,提高學生的環(huán)保意識,并且具有良好的經(jīng)濟效益。
2.轉(zhuǎn)變實驗教學方式,發(fā)揮學生主體、教師主導的作用
職業(yè)教育改革的教學原則之一就是要面向全體與個別指導相結(jié)合。要求教學面對全體學生,加強個別指導。要用正確的學生觀、人才觀看待學生,真誠地期望每一個學生都能成功,為他們創(chuàng)造成功的機會并及時給予激勵,成為他們的知心朋友。職校教師應把教學的重點定位于對學生能力的培養(yǎng),教師的角色則由教學的中心轉(zhuǎn)變成教學的組織者、輔導者。 轉(zhuǎn)貼于 中國
雖然現(xiàn)在很多企業(yè)都使用全自動分析天平,但作為分析化學的基本操作,學生還應掌握半自動天平的基本操作。第一次練習天平時,總有個別學生操作很困難,而有一部分學生卻能很快掌握。遇到教師輔導不過來的時候,就可以讓他們相互輔導。學生之間的溝通在某種程度上要更容易些,這樣就發(fā)揮了學生主體、教師主導的作用。因此,在新的實驗教學模式下,可形成以學生為中心的開放式實驗教學模式,實現(xiàn)以學生自我訓練為主的教學方法和手段,能激發(fā)他們的求知和創(chuàng)新欲望。
3.在實驗教學中應重視教師的示范作用
對于初學者來說,教師演示是分化實驗必不可少的一個環(huán)節(jié)。如在用甲基橙作指示劑,碳酸鈉作基準物標定鹽酸的實驗中,學生一開始很難掌握終點的橙色,如果教師能將橙色準確地演示給他們,就不用逐個解釋終點是否正確,學生只要將兩個終點一比就可以判斷終點是否到達。此外,學生實驗操作時,教師要不斷查看實驗情況,嚴格要求學生。這樣,通過教師的引導與示范,教會學生怎樣去發(fā)現(xiàn)問題、分析解決問題、優(yōu)化實驗操作過程。
4.更新實驗教學手段,增加課堂的趣味性
分析天平的使用、容量器皿的操作、分光光度計的使用等基本操作的講解內(nèi)容多,時間緊張,有些操作需要展示操作細節(jié),僅靠實驗教在現(xiàn)場示范是遠遠不夠的。如果將這些內(nèi)容制成課件可以反復播放,對滴定終點的判斷可以緩慢展示變色過程,并呈現(xiàn)出逼真的終點顏色,這樣增加了課堂的直觀性,便于學生快速掌握要領(lǐng)。本人講碘量法這節(jié)時,將用重鉻酸鉀作基準物標定硫代硫酸鈉溶液的實驗中,依次出現(xiàn)的碘溶液的紅棕色、近終點的淺黃綠色、加淀粉后的藍色,以及終點鉻離子的亮綠色,通過動畫這種直觀的形式加以演示,增加了課堂的趣味性,學生在輕松愉快的氛圍中接受了新知識,提高了教學效果。
5.優(yōu)化實驗教學內(nèi)容
作為學科教學的重要組成部分,分化實驗大多是照方抓藥式的單純驗證性實驗,鑒于學生普遍動手能力差、缺乏創(chuàng)新意識,我們對實驗項目進行整合,精選驗證性實驗,增加生活化、設(shè)計性實驗。如除了測定自來水的水硬度、水中氯含量,還組織學生以小組合作的形式,對學生家里的井水、化肥的各項指標、食用堿面中的微量鐵進行測定。整個研究過程:問題—設(shè)計方案—實驗—表達與交流—反思與評價。這更能調(diào)動他們的積極性、培養(yǎng)了其合作精神。學生一致認為“收獲很大,希望今后能多組織此類實驗?!边@種探究性實驗的開設(shè),可以提高學生獨立開展科研工作的能力和創(chuàng)新意識。
6.建立新的分析化學實驗測量與評價體系
分析化學實驗能力的測評應成為分化教學測量與評價的重要組成部分。如何客觀、公正、合理地評價學生的實驗課成績,直接影響他們做實驗的積極性,對其實驗態(tài)度、實驗技能也起著重要的導向作用。建立促進學生全面發(fā)展的實驗評價體系,主要包括對分析化學實驗知識與技能、實驗探究能力、情感態(tài)度與價值觀的評價。
分析化學實驗知識與技能的評價由預習報告、實驗操作、實驗報告、提問、原始實驗記錄組成。評價要強調(diào)實驗報告的規(guī)范性、操作的正確性、實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)與原始記錄的真實性。實驗探究能力的評價:學生是否能在探究活動中提出問題、設(shè)計方案和操作,并對其進行論證,再與他人進行合作完成實驗,獲取和分析實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。實驗態(tài)度、情感與價值觀的評價:學生是否能體驗實驗探究活動的樂趣和成功的喜悅,能客觀準確地完成實驗報告,是否從可持續(xù)發(fā)展的角度,實現(xiàn)綠色實驗,體驗到分析化學實驗儀器、裝置、現(xiàn)象的美。
通過分析化學實驗教學改革,不僅提升了學生的實驗技術(shù)水平和分析問題、解決問題的能力,還提高了他們的實驗積極性和主動性,為社會輸送高素質(zhì)勞動者和技能型人才打下基礎(chǔ)。可見,新的分化實驗教學體系達到了知識與技能的傳授,以及能力與素質(zhì)的培養(yǎng)相互促進和統(tǒng)一的作用。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞]分析化學實驗教學;學生創(chuàng)新能力;培養(yǎng)策略
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2017.09.121
眾所周知,分析化學是實現(xiàn)實驗研究的重要組成部分之一,在完成分析化學實驗的同時,學生能夠?qū)ο嚓P(guān)知識有所了解,并提升自身的能力,包括學生的創(chuàng)新思維能力和實踐能力等。而這些能力都可以通過實驗來得到提升。筆者通過長期的研究與實踐認為,分析化學實驗教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,可以通過以下幾方面進行。
1 創(chuàng)新分析化學實驗教學方法,培養(yǎng)學生的學習興趣
眾所周知,在以往的分析化學實驗中,教師是課堂的主體,忽視了學生在課堂上的主體地位,照本宣科地講述書本上的內(nèi)容,這與分析化學課程的本質(zhì)相違背,長此以往,不僅學生的學習成績難以得到提升,學生的學習興趣也會被遏制。在分析化學實驗教學過程中,必須創(chuàng)新教學方法,為學生營造一個開放式的教學環(huán)境。在開放式教學環(huán)境下,學生進入實驗室后,可以獨立地完成實驗操作,教師僅在學生操作過程中起到引導的作用,這樣可以使學生學習興趣得到培養(yǎng),其動手能力得到提高。與此同時,教師也應當積極鼓勵學生在課前預習相關(guān)知識,了解實驗儀器和試劑的應用,這樣可以進一步提高分析化學實驗的教學效果。除此之外,教師在教學過程中還可以應用案例教學法或多媒體教學法等多種教學方法,加強學生之間的交流與溝通,提高學生的團隊協(xié)作能力,為學生今后的工作和學習奠定基礎(chǔ)。以案例教學法為例,教師在上課之前可以用ppt的形式,將相關(guān)案例運用多媒體的形式呈現(xiàn)給學生,這樣可以將復雜的教學內(nèi)容簡單化,枯燥的教學內(nèi)容趣味化,培養(yǎng)學生的學習興趣,使學生快速地、深入地了解教學內(nèi)容。[1]除此之外,有些實驗利用實驗室的現(xiàn)代多媒體設(shè)備進行實驗視頻教學,即在學生實驗前先觀看本次實驗操作的視頻,或?qū)嶒炦^程中遇到操作問題時重復看視頻,有利于學生快速掌握操作方法和步驟,并能在規(guī)定的時間內(nèi)完成實驗操作,以達到進一步創(chuàng)新教學方法的目的。
2 創(chuàng)新分析化學實驗教學模式,提高學生的學習積極性
在分析化學實驗教學過程中,教師應當轉(zhuǎn)變以往落后的、傳統(tǒng)的教學模式,將實驗教學中的教學理念結(jié)合在一起,突出學生的主體地位,為學生營造一個問題實驗教學模式。所謂問題實驗教學模式,就是我們常說的任務驅(qū)動教學法。教師在開始上課之前,可以設(shè)計幾個簡單的問題,將學生的學習積極性調(diào)動起來。然后將學生按照一定的依據(jù),劃分為若干個小組,以任務的形式督促學生完成實驗。將實驗目的和實驗原理以及溶液的配制和藥品規(guī)范的稱量和試劑的使用等實驗環(huán)節(jié)告知學生,現(xiàn)在每一個環(huán)節(jié)涉及相應問題,學生帶著問題進行實驗,可以提高學習的效率。在整個實驗過程中,教師居于引導者的地位,對學生提出的問題進行解答,并對學生的實驗進行評價,幫助學生找到自身存在的問題,加深學生對分析化學理論知識的深入把握,培養(yǎng)學生實事求是的求知欲,進一步提高學生解決問題的能力。[2]
3 完善分析化學實驗教學內(nèi)容,提高學生的創(chuàng)新能力
分析化學實驗教學內(nèi)容是提高學生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ),也是培養(yǎng)學生學習興趣的保障,要著重關(guān)注。以往的教學活動中,我們經(jīng)常將教學內(nèi)容的設(shè)計放在驗證性實驗方面,忽略了學生學習主動性的調(diào)動,也沒有建立完善的實驗考核制度,因此,應當對這兩方面給予適當?shù)母母锖蛣?chuàng)新。
(1)教學在設(shè)計分析化學實驗教學內(nèi)容時,可以將著重點放在設(shè)計性實驗和綜合性實驗上,適當?shù)販p少驗證性實驗的數(shù)量。除此之外,還應當著重注意基礎(chǔ)性實驗?;A(chǔ)性實驗是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ),這種類型的實驗關(guān)注點在于幫助學生掌握基本實驗儀器和試劑,了解實驗的基本操作流程和一些基本的實驗方法。此類實驗是學生做好其他實驗的基礎(chǔ)和保障,因此必須給予高度的重視。在設(shè)計驗證型實驗的過程中,應當適當?shù)貕嚎s驗證性實驗的比例,并將驗證型的實驗內(nèi)容改為應用型的內(nèi)容,盡量選擇與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的實驗給學生做,這樣可以幫助學生將所學的知識應用到具體實踐當中去,進一步提高學生解決問題的能力。增加設(shè)計性實驗和綜合性實驗的數(shù)量,這類實驗可以使學生在動手的過程中,靈活運用所學的基本知識,做到問題的全面解決。但我們也應當意識到,在給學生布置設(shè)計性實驗和綜合性實驗任務的時候,應當遵循適當?shù)脑瓌t,要難度適中,例如測定柑橘中維生素C的含量,蛋殼中碳酸鈣含量的測定等。這些實驗內(nèi)容不僅簡單,還與我們的日常生活息息相關(guān),學生在完成這些實驗后,能夠更有信心地去設(shè)計研究實驗,對學生實驗儀器操作能力的提升是非常有意義的。[3]
(2)建立健全相應的實驗考核制度。以往分析化學實驗的考核大多以學生的實驗結(jié)果為主要考核依據(jù),忽視了對實驗過程能力的考查,長此以往,勢必會給學生帶來一種錯誤的引導,認為分析化學實驗課程,只要將實驗結(jié)果做出來就可以了,不需要正確掌握儀器的使用,更不需要對實驗過程給予重視,這些錯誤的意識都會給學生的學習帶來阻礙作用。為此應當建立健全相應的實驗考核制度,將實驗考核成績劃分為若干部分,包括學生在課前預習報告的撰寫、課堂上的表現(xiàn)情況、實驗器材的操作情r、實驗過程的表現(xiàn)能力等方面,這樣可以使學生注重化學分析實驗的每一個環(huán)節(jié)。具體來說,建立健全相應的實驗考核制度,應當從以下幾方面入手。首先,實驗考核重在過程不在結(jié)果,只有加強對學生實驗過程的考察,才能夠使學生將著重點從實驗結(jié)果轉(zhuǎn)移到實驗過程來,與此同時,培養(yǎng)學生對待科學的嚴謹態(tài)度。其次,為了給學生一個客觀的評價,教師還應當做到在實驗前檢查學生的預習報告,并按預習效果給學生打分,使學生意識到預習對于分析實驗化學課程來說,是非常重要的內(nèi)容,培養(yǎng)學生養(yǎng)成預習習慣。再次,在具體的操作過程中,應隨時觀察學生的基本動作是否規(guī)范,對于不規(guī)范的操作教師應當及時加以改正,盡可能地培養(yǎng)學生的訓練技能,使學生樹立求真務實的科學態(tài)度。最后,對學生所做的實驗數(shù)據(jù)進行考核,并要求學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)提交實驗報告。實驗報告可以全面體現(xiàn)學生的實踐能力,包括學生對理論知識的掌握程度,解決問題的能力等。[4]
4 結(jié) 論
總之,在進行分析化學實驗教學過程中,教師應當著重注意學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng),只有這樣才能夠使學生在今后的就業(yè)和學習中,能夠樹立學習意識,以嚴謹?shù)膶嵤虑笫堑目茖W態(tài)度來進行工作和學習。分析化學實驗教學的運用,對于提高學生的綜合能力具有非常重要的意義,因此我們應當給予高度的關(guān)注,當然分析化學實驗教學模式和教學方法以及教學內(nèi)容的創(chuàng)新并非是一蹴而就的,它是一個系統(tǒng)的過程,需要教師多方面論證,并不斷付諸實踐才能夠?qū)崿F(xiàn)。[5]
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關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)型發(fā)展;分析化學實驗;教學改革
自20世紀90年代以來,通過合并、升格、更名等形式,地方本科院校經(jīng)歷了以辦學層次提升、辦學規(guī)模擴張為主的外延式轉(zhuǎn)型發(fā)展。而近年來,面對日益嚴峻的就業(yè)形勢,地方型本科院校在高等教育變革的生態(tài)體系中,已經(jīng)處于了一個尷尬的狀態(tài)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2014年,地方本科院校的初次就業(yè)率不僅低于重點本科院校,更是遠遠低于高職高專類院校,這種現(xiàn)象雖然由很多因素造成,但不可否認的是,這也與許多地方院校在辦學理念上一味攀高求全,重學輕術(shù),忽視實踐密不可分[1]。而正是由于地方院校發(fā)展定位不準,本科職業(yè)教育的匱乏,導致高技能人才培養(yǎng)的不足,無法滿足我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和新型工業(yè)化道路對高技能人才的旺盛需求,因此,加快地方院校向應用型技術(shù)大學轉(zhuǎn)型,大力培養(yǎng)高技術(shù)技能人才,成為了當前地方高校迫在眉睫的重大問題。[2]我校作為新升本的地方本科院校,也是此次轉(zhuǎn)型發(fā)展的生力軍,如何借助轉(zhuǎn)型的契機,提高畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量,服務地方經(jīng)濟發(fā)展,也成為了當前面臨的首要問題。實驗教學是高等學校教學活動中的重要組成部分,也是提高學生職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力的重要途徑,在培養(yǎng)學生動手能力、分析解決實際問題能力等方面有著其他教學環(huán)節(jié)無法替代的作用[3],而“分析化學實驗”作為我院所有專業(yè)學生的必修基礎(chǔ)課,更是承擔了培養(yǎng)鍛煉學生職業(yè)技能的重任。但由于長期以來,受傳統(tǒng)教學模式的影響,實驗教學過于呆板化,使得學生對于實驗課程不能引起足夠重視,導致達不到實踐訓練的目的。因此,必須清醒地認清社會對應用型人才的要求,客觀地理清目前存在的問題,從根源出發(fā),改變傳統(tǒng)的教學模式,把培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和符合職業(yè)發(fā)展需要的人才作為實驗教學的首要目標進行實驗教學改革,才能順應時代要求,培養(yǎng)出符合地方經(jīng)濟發(fā)展需要的高技能應用型人才。
1目前存在的問題
1.1實驗項目的設(shè)置缺乏應用性
分析化學實驗是以分析化學理論課為依托開設(shè)的,所設(shè)項目也是按照理論課程的相關(guān)內(nèi)容而定,因此內(nèi)容單一,且大多屬于驗證性實驗,即使設(shè)置了綜合性實驗,仍然不具有探索性和應用性,缺乏與生產(chǎn)實際的聯(lián)系,這難免導致學生對實驗缺乏興趣,不予以重視,在實驗過程中不認真思考,按部就班操作,這樣的狀態(tài)不僅影響實驗教學的質(zhì)量,還會影響實驗教學的秩序。所以要實現(xiàn)實驗教學條件和組織方式的轉(zhuǎn)型。
1.2實驗教學方法缺乏互動性
目前對于實驗課程的教學,大多按照傳統(tǒng)的教學模式進行,教師將實驗目的、原理、內(nèi)容、注意事項等以板書或ppt的形式呈現(xiàn)出來,并逐一給學生講解,有的教師甚至因為擔心學生在操作中遇到疑難問題而影響實驗進度,就將所有可能存在的現(xiàn)象和解決方法詳細地交代給學生,然后讓學生依樣畫葫蘆地操作。這種呆板的教學方法,使得學生在實驗過程中幾乎可以不動腦筋思考,甚至不需要預習實驗。久而久之,學生獨立思考、解決問題的能力得不到鍛煉,學習的主動性得不到充分挖掘,創(chuàng)新思維受到了抑制,也難以勝任今后的工作。因此,要實現(xiàn)實驗教學方法的轉(zhuǎn)型。
1.3實驗考核方式缺乏科學性
分析化學實驗作為一門專業(yè)基礎(chǔ)實驗課,其成績主要由平時成績、期末考核成績和考勤成績組成。而平時成績主要以實驗報告成績?yōu)橐罁?jù),但不可否認的是,實驗報告僅能反映出學生實驗過程中的部分問題,較難真實反映學生對知識的掌握情況。這樣的成績評定形式,使得學生將重心放在了實驗報告的編寫上,有的學生甚至為了獲得高的分數(shù)而在數(shù)據(jù)上作假,這不僅助長了部分學生偽造數(shù)據(jù)的不良風氣,更違背了培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度的初衷。所以,要實現(xiàn)實驗考核制度科學化的轉(zhuǎn)型。
2推動實驗教學改革,適應轉(zhuǎn)型發(fā)展需要
2.1改革實驗教學內(nèi)容,培養(yǎng)學生應用型實驗技能
由于分析化學實驗屬于專業(yè)基礎(chǔ)課程,以培養(yǎng)學生對于分析儀器的基本操作為主,因此,在實驗項目的設(shè)置上,應該兼顧其可操作性和應用性,所謂可操作性,即能夠通過實驗過程,使得學生掌握相關(guān)化學器皿的正確使用方法,由于分析化學實驗的內(nèi)容主要是化學分析,即常量和半微量分析,因此,要求所設(shè)置的實驗項目也應該符合這一用量要求。而實驗的應用性主要體現(xiàn)在要與企業(yè)檢驗檢測環(huán)節(jié)相匹配上,因此應更多地深入地方企業(yè)以及相關(guān)檢驗機構(gòu)進行調(diào)查了解,按照企業(yè)和相關(guān)單位的需要對實驗項目進行調(diào)整和優(yōu)化,而在實驗內(nèi)容的設(shè)置中,應更多地采用國家標準方法,并以實際樣品進行實驗,不僅可以增加學生的實驗興趣,更能將其置身于今后的職業(yè)環(huán)境中進行操作訓練,使得學生能夠更加適應今后的工作崗位,增強其職業(yè)競爭力。
2.2改革實驗教學方法,調(diào)動學生學習的主動性
分析化學實驗作為訓練學生分析檢測技能的入門課程,在教會學生標準操作的同時,更應該充分調(diào)動學生的主動性和積極性,鍛煉其獨立分析解決問題的能力,并樹立起正確嚴謹?shù)目茖W觀。因此教學過程中,教師應轉(zhuǎn)變其主體地位,將實驗設(shè)計成帶有啟發(fā)性的教學情景,并將實驗中可能存在的問題,以引導的方式讓學生獨立思考和分析,并給出自己的答案,教師與學生經(jīng)過探討后再形成最終的解決方案,這樣不僅調(diào)動了學生主動探索知識的積極性,也鍛煉了其獨立分析解決問題的能力,為其今后獨立解決工作難題提供有效的思維方式。此外,還可以嘗試開放性實驗,即讓學生利用課余時間,對實驗進行改良創(chuàng)新,為學生創(chuàng)造一個以自我為主體的實驗環(huán)境[4],使得學生的實驗技能和創(chuàng)新能力能夠得到充分的發(fā)揮,也符合學校對在轉(zhuǎn)型發(fā)展規(guī)劃中對實踐教學要在“練中學,做中學”的要求。
2.3改革實驗考核方式,實現(xiàn)學習效果評價的科學性
分析化學實驗考核改革,應該與學校轉(zhuǎn)型發(fā)展中對應用型人才培養(yǎng)的要求相適應,在制定考核標準時,應將重點放在學生操作技能的考評上。具有熟練規(guī)范的操作技能是學校對應用型人才的基本要求,因此,在實驗考核上,首先,應該改革過去的僅通過實驗報告成績評定學生實驗成績的方式,將學生操作技能的規(guī)范性和熟練性作為成績評定的主要指標,并將此貫穿于整個學生實驗過程中,教師可在上課期間,通過巡視的方式,規(guī)范學生的操作方法,對屢次糾正仍不能正確操作的學生予以扣分并留下單獨培訓。其次,由于操作技能的規(guī)范化是一個積累的過程,因此,在成績的分布上,應加大平時成績所占比重,這不僅能反映學生學習的態(tài)度,也能體現(xiàn)出學生技能訓練的效果。最后,社會對應用型人才更高的要求是具有一定的創(chuàng)新思維,因此,對于期末考核,除了考察學生對知識的掌握程度外,還可用工廠中分析人員常做的工作為實驗題目對其綜合能力進行考評,比如給定一個樣品,讓學生用相關(guān)國標對其進行質(zhì)量評價,考察學生綜合運用知識的能力。
3結(jié)語
在當前全國新興本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展的大背景下,分析化學實驗作為傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實驗課程,承擔著培養(yǎng)適應社會發(fā)展需要的分析檢測人員的重任,因此,在教學改革中,應與時俱進,結(jié)合地方經(jīng)濟發(fā)展對應用型人才的要求,大膽進行教學方法的改革與嘗試,以學生為主體,就業(yè)為導向,大力培養(yǎng)鍛煉其操作能力和創(chuàng)新能力,提高學生的職業(yè)素養(yǎng)與就業(yè)競爭力,縮短學校到企業(yè),課堂到崗位之間的距離,切實解決畢業(yè)生就業(yè)難和企業(yè)高層次技術(shù)人才緊缺的結(jié)構(gòu)性矛盾。
作者:呂瑞 譚曉磊 單位:綿陽師范學院
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探討了山東農(nóng)業(yè)大學基礎(chǔ)化學實驗課程體系的改革與實踐,將原來分別附屬于各教研室的實驗課合并為一門基礎(chǔ)化學實驗課,成立基礎(chǔ)化學實驗中心,減少了課時,調(diào)整了實驗內(nèi)容,改革了教學方法,建立了完善的成績評定方法,提高了教學質(zhì)量和教學水平,提高了學生的實驗技能和科研素質(zhì),同時對今后該課程的進一步改革提出了設(shè)想。
關(guān)鍵詞:
農(nóng)業(yè)院校;基礎(chǔ)化學實驗;改革
近些年,科技技術(shù)發(fā)展尤為迅速,而伴隨著科學技術(shù)的提高,傳統(tǒng)的化學實驗教學方式已經(jīng)難以適應高等學校的教學需要。實驗是一切科學創(chuàng)造的源泉,沒有足夠的科學實驗研究,不但難于解決生產(chǎn)實際問題,也不可能提出什么突破性理論[1]。作為大學化學實驗課程,除了要讓學生更好地理解、鞏固和加深所學的理論知識,還要培養(yǎng)學生的科學思維,提高學生運用所學的理論知識去解決問題的能力,培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作、獻身科學和勇于探索的精神[2-3]?;A(chǔ)化學實驗課程是農(nóng)業(yè)院校課程體系中重要組成部分,是當代農(nóng)學專業(yè)大學生必修課程,也是其學好后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)課程[4]。以前,基礎(chǔ)化學實驗課在農(nóng)業(yè)大學的課程設(shè)置中,基本都是附設(shè)在化學理論課之中,地位不夠突出。這就使得部分教師和學生在一定程度上認為該課程不夠重要,教師授課積極性,學生學習積極性不高,這在很大程度上限制了學生的創(chuàng)造性,不利于學生實際操作能力和解決問題能力的培養(yǎng)。為此,我們著重對基礎(chǔ)化學實驗教學體系、教學內(nèi)容、教學方法和成績評定方式進行了改革。經(jīng)過教師和學生的共同努力,我們的改革取得了一定的效果。
1教學體系的改革
基礎(chǔ)化學實驗課程教學體系的改革是實驗教學改革順利進行的基本保證。在2003年以前,我院基礎(chǔ)化學實驗課程教學的任務分別屬于無機化學教研室、分析化學教研室、物理化學教研室和有機化學教研室,在課程內(nèi)容設(shè)置上有一定的重復現(xiàn)象,儀器設(shè)備利用率不高,實驗資源浪費嚴重。在學校的大力支持下,將四大化學(無機化學、分析化學、有機化學、物理化學)實驗室合并,于2003年7月組建校級“基礎(chǔ)化學實驗教學中心”,設(shè)主任一名,副主任兩名,實行中心主任負責制。經(jīng)過10多年的發(fā)展,實驗教學中心目前有實驗技術(shù)人員10名,實驗教師40余人。改革后,實驗中心用于基礎(chǔ)化學實驗教學的實驗用房有80余間。由基礎(chǔ)化學課程組負責確定課程內(nèi)容,實驗中心負責準備實驗器材和藥品。實驗中心負責統(tǒng)一調(diào)配實驗儀器和設(shè)備,杜絕了實驗儀器的重復購置和利用率不高的問題。
2教學內(nèi)容的改革
通過優(yōu)化課程內(nèi)容,將原來的無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗合并為一門單列的《基礎(chǔ)化學實驗》,刪除了一些重復的、陳舊的實驗內(nèi)容,增加適應現(xiàn)代化發(fā)展的新內(nèi)容,共90學時,分兩學期完成,單獨進行考試。在研究了其他院校最新教材的基礎(chǔ)上,并結(jié)合我校的教學工作經(jīng)驗和教改成果,組織教師編寫了《基礎(chǔ)化學實驗》教材,已于2013年由化學工業(yè)出版社正式出版。教材中的時刻內(nèi)容,主要以學習和掌握實驗的基本操作技能為主,以培養(yǎng)學生分析問題。解決問題的能力。如明礬的制備及產(chǎn)品性質(zhì)檢驗、乙酰苯胺的制備等。也綜合考慮了農(nóng)業(yè)院校的特點,在本教材中適當選取了一些和農(nóng)業(yè)、生物科學、動物科學等專業(yè)相關(guān)的實驗,如從茶葉中提取咖啡因、從肉桂皮中提取肉桂醛、糖類化合物的性質(zhì)、維生素C的測定等。在實驗過程中,注重實驗的綠色化。對有毒化學藥品遵循“微量、回收、重復使用、處理”的原則,從原料綠色化、反應綠色化、催化劑綠色化、溶劑綠色化、產(chǎn)品綠色化等方面綜合考慮。氧化還原反應實驗中關(guān)于H2O2氧化性的實驗,一般是Pb2++S2-=PbS,PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O。Pb2+是有毒重金屬,實驗中應該避免使用,可以用H2O2與I-反應生成I2,實驗現(xiàn)象也很明顯,同樣可以達到實驗目的;乙酸乙酯的合成實驗中,用硫酸作為催化劑雖然催化效果好,但是濃硫酸腐蝕性強,污染環(huán)境,可以考慮用其它路易斯酸或分子篩代替;在實驗硫酸亞鐵銨的制備與純度檢驗中,實驗完畢后產(chǎn)品硫酸亞鐵銨應收集,以免造成污染和浪費,還可以在后續(xù)實驗中經(jīng)提純后繼續(xù)使用,如在分光光度法測鐵實驗中,就可以利用提純后的硫酸亞鐵銨配制鐵標準溶液,既實現(xiàn)了實驗藥品的節(jié)約,也實現(xiàn)了實驗的連續(xù)性。
3教學方法的改革
每次實驗前教師均集體備課,重點是該實驗的操作、改進、注意事項等,由一位教師主講,然后由其他教師進行補充,最后大家一起討論,以提高實驗的效果。所有實驗教師課前均做預試,檢驗實驗試劑有無問題,試劑用量對是否在要求范圍之內(nèi),探討學生在實驗中可能出現(xiàn)的問題的操作及解決方法。學生在進入實驗室做實驗前,要做好預習工作,除了了解實驗內(nèi)容和實驗步驟外,還要求學生去圖書館或者運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)查詢實驗中用到藥品的理化性質(zhì),藥品使用時的注意事項等等,并按照要求皮寫出預習實驗報告。教師認真檢查學生的預習實驗報告,并在報告上簽字。對于不合格的預習報告,責令其重新寫。以此讓學生養(yǎng)成良好的實驗前預習的習慣。教師講解實驗時一改過去先講目的、原理,后講實驗步驟的傳統(tǒng)講授模式,而是多媒體授課,結(jié)合提出問題,讓學生回答的課堂討論教學方式為主[5]。將實驗教材中的具體實驗的實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗注意事項、實驗儀器使用規(guī)范和注意事項等內(nèi)容設(shè)計成不同的問題,讓學生參考教材回答。通過這種方式,將學生的學習積極性調(diào)動起來,轉(zhuǎn)變學生的學習方式,促進學生的主動式學習。另外,我們還將學生講解實驗與教師補充結(jié)合起來,進一步調(diào)動學生的學習積極性,增加學生對實驗的理解。在實驗課程進行過程中,任課教師要加強對學生基本操作的指導,及時發(fā)現(xiàn)學生操作過程中出現(xiàn)的問題,并做到及時就診糾正。對學生在實驗過程中提出的疑問,不要直接告訴其答案,要引導學生自己去思考,啟發(fā)學生的思維,培養(yǎng)學生獨立思考和解決問題的能力。實驗過程中,我們允許學生實驗失敗,但要求學生的實驗報告中要仔細總結(jié)失敗的原因,避免以后繼續(xù)出現(xiàn)類似的錯誤。實驗結(jié)束后,要求學生按要求獨立完成實驗報告,實驗報告中的目的、原理、步驟可以簡寫,重點是記錄實驗數(shù)據(jù)的處理,實驗中出現(xiàn)的問題及解決方法,對本次實驗的體會、總結(jié),鼓勵學生對現(xiàn)有實驗內(nèi)容提出改革方案。培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新意識。
4成績評定的改革
基礎(chǔ)化學實驗考核一直是高等院校實驗教學改革的熱點問題[6-7]。而將實驗考核量化、多元化、標準化和體現(xiàn)客觀公正一直是大家努力的方向[8]。成績是檢驗學生學習效果的重要依據(jù),所以這個成績要全面、公正地反映學生的真實水平。經(jīng)過多年教學實踐,我們將學生的基礎(chǔ)化學實驗成績分為四大塊:預習、操作、報告、期末考試,分別占總成績的比例為1∶3∶3∶3。預習成績包括預習實驗報告和課堂提問;操作成績包括學生操作的正確性、規(guī)范性,實驗過程中對待實驗的態(tài)度和課堂紀律,實驗數(shù)據(jù)的正確性和原始記錄的完整性,實驗完畢后的衛(wèi)生情況;報告成績包括實驗報告的書寫格式是否正確,書寫是否端正,數(shù)據(jù)處理是否正確,對本次實驗的總結(jié)、體會和建議;期末考試內(nèi)容主要是實驗操作,每個學生自己獨立操作一個實驗,教師評分。經(jīng)過多年實踐,這種成績評定方式能較好的體現(xiàn)學生的實際水平,提高了學生的動手能力和解決問題的能力。
5結(jié)語
我們學院的基礎(chǔ)化學實驗教學改革剛剛進入起步階段,以后還有很多地方有待實踐檢驗。我們也深深體會到,在高校大規(guī)模擴招的今天,要想提高教學水平和教學質(zhì)量,培養(yǎng)出適應21世紀的復合型人才,教學改革是唯一的道路。
作者:周云雷 殷煥順 付蕾 艾仕云 單位:山東農(nóng)業(yè)大學化學與材料科學學院
參考文獻
[1]鐘國清.農(nóng)業(yè)院?;A(chǔ)化學實驗課程綜合改革的實踐與探索[J].實驗技術(shù)與管理,2001,18(1):104-107.
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[3]羅五魁,謝鴻芳,應少明.改革化學實驗教學以適應高等教育的發(fā)展[J].廣州化工,2014,42(4):175-176,187.
[4]李興玉,李順琴,張靈,等.農(nóng)科院校普通化學教學中如何激發(fā)并保護學習興趣[J].廣州化工,2013,41(3):164-166.
[5]劉文萍,楊朝霞.問題教學法在物理化學實驗教學中的應用[J].廣州化工,2011,39(16):182-183,210.
[6]梁慧光,王興民,年方,等.農(nóng)業(yè)院?;A(chǔ)化學實驗考核方式的探索與實踐[J].實驗室科學,2015,18(4):238-240.