绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇分析化学在食品中的应用范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
2注重课堂互动,提高学生学习兴趣
在传统课堂教学模式中,教师满堂灌难以激发学生参与教学活动的积极性。近年来,随着社会对复合型人才需要越来越高,传统教学模式已难以适应人才培养需要,对课堂教学提出了新的要求。课堂互动是在课堂教学情境中,教师和学生之间、学生和学生之间发生的具有促进性或抑制性的相互作用、相互影响,进而达到师生心理或行为的改变[3]。加强课堂互动,既可调动学生参与学习的积极性,又可提高教学质量、促进学生的全面发展。我们在分析化学教学过程中通过采用课堂提问、现场解题、专题讨论等方式让学生参与到教师教学过程中,同时对一些性格内敛、自信心不足的同学进行语言鼓励并分析参与课堂互动的益处,让他们在分析化学课堂中也能积极参与互动并逐渐找到自信,学生参与互动积极性高,课堂气氛活跃,教学效果好,同时学生的语言表达、分析问题和解决问题等能力也得到了全面提高。
3课堂理论教学和实验教学有机结合,提高学生运用理论知识解决实际问题的能力
分析化学是一门实验科学,学习理论知识主要是想把它运用于实践当中,所以分析化学课堂教学要与分析化学实验内容紧密联系。在课堂教学中要把实验原理潜移默化到理论教学中来,例如在讲授酸碱指示剂的时候,教师要向学生解答为什么用HCl溶液滴定NaOH溶液时一般采用甲基橙指示剂,而用NaOH溶液滴定HCl溶液时以酚酞为指示剂,减少学生在实验过程中对实验操作的疑惑。教师在课堂教学时可以结合实验中的问题,采用启发式、提示式教学方法提高学生学习的主动性和兴趣。通过课堂理论教学和实验教学相结合的教学方式可以培养学生运用理论指导实践的能力,并能达到提高学生运用理论知识解决实际问题的能力的目的。
4优化考核方式,增强考核方法科学性
成绩考核是教学活动的有机组成部分,它是检验“教”与“学”效果的有效手段。在传统的考核方法中,期末考试占有很大的比重,平时成绩考核不够全面,不仅给学生造成了很大的压力,而且不能做到全程考核学生学习效果,以这种方式评定成绩,容易出现高分低能的现象,使社会对人才质量的判断出现偏差。我们可以结合应用型工程技术人才培养要求,对分析化学课程考核方法进行改进,首先将平时成绩占总成绩的比重由之前的20%提高到30%,不仅可以减轻学生学期末的考试压力还可以提高学生平时学习的主观能动性;其次增加平时成绩的考核指标,平时成绩由课后练习题成绩、课堂讨论成绩、课程小论文成绩、课堂笔记成绩和考勤成绩等几部分组成,并且每个考核指标均制定相应的评分标准,比如课后练习题成绩,首先精选练习题,要求学生独立完成,并给出标准答案和评分标准,分析化学课程总共布置10次课后练习题,学生课后练习题最终成绩为10次课后练习题的平均成绩;最后期末考试根据本课程特点,在考查学生知识点情况的前提下,增加知识应用性强的综合题比重,以检查学生运用知识分析和解决问题的能力。改进后的分析化学课程考核方式可以全程、全面地检查和督促学生学习、增强学生学习的主体意识,更能科学地评价学生综合素质,符合应用型人才培养要求,该考核方式受到了学生的好评。
关键词:分析化学;课程体系;多层次;宽覆盖
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)52-0075-02
分析化学是化学学科的重要分支,它是研究物质化学组成和结构信息的科学[1]。随着社会的进步和科学技术的进一步发展,分析化学已经渗透到环境学、药学、食品科学、材料科学、生命科学等诸多的领域。然而,在这些学科中分析化学所起的作用不尽相同。这些学科对分析化学的要求也各有侧重[2]。这就需要我们去认真思考,在新形势下,如何构建适合综合性大学各个不同专业的《分析化学》课程教学体系。
本文针对综合性二本院校在《分析化学》教学过程中存在的问题,提出了构建不同层次的课程体系的设想,以满足现代分析测试技术的实际需求,使得分析化学课程具有时代性、前沿性、实践性和综合性,且该体系能满足不同层次、各个专业的要求。以期为学生专业基础知识的积累和以后走上社会提供更有效的帮助。
一、《分析化学》教学体系存在的问题
《分析化学》是高等院校化学、化工、应用化学和材料化学及相关专业必修的四大专业基础课之一,也是生物、食品、药学等学科完整课程体系的重要组成部分。从1990年至今,该课程的授课专业从化学工程、生物化学、微生物学拓展到了应用化学、高分子材料、食品工程和质量等十几个专业。近年来,虽然我们在课程内容、教学方法、实验设计等方面进行了一些探索和改革,但仍然存在不足。
1.《分析化学》理论课程与学生专业关联不充分。如上所述,《分析化学》是诸多专业的基础课程。然而,不同专业具有不同的特点,根据各专业的特点,该课程也会有不同的要求[3]。例如,应用化学专业侧重于理论研究;食品科学专业偏重于在食品中营养成分分析,添加剂分析,有害物质分析以及食品质量控制;化工R灯重于化工产品,化工中间体分析;材料专业侧重于材料中物质种类和含量的分析和监测。虽然,《分析化学》课程的基础内容万变不离其宗,但是不同专业总有自己的特点。然而,目前在该课程教学中,用一本教学大纲,用一种教学模式,用一套考核模式,这势必影响各个不同专业的学生的培养。尤其是达不到学以致用的目的。学生到了实际工作岗位后遇到各自的专业问题往往不知如何下手,陷入茫然的境地。
2.《分析化学》实验课程与学生专业测试关联不充分。分析化学是一门实践性非常强的学科,可以毫不夸张地讲,离开了实验教学,分析化学就成了无源之水、无本之木,就没有了立足之地。实验教学和理论教学应同等重要的地位,二者是相辅相成的关系。因为实验技能的训练和实验结果的分析首先是同学深刻理解所学的内容的有力保障,其次是学生将来工作之后解决现实问题的基础。只有牢固掌握基本操作,认真分析实验数据,才能使学生建立严谨的科学态度、培养创新意识和创新能力等综合素质。然而,从我们多年教学经验来看,实验技能的培养环节方面,效果往往不理想。究其原因,一是学生实验态度不端正,纯粹是为了混学分来的;二是我们自身的实验内容、教学方法侧重也基础内容,忽略了实际问题的解决和处理。这在某种程度上也限制了学生的实际问题解决能力。
3.《分析化学》课程与先进的分析测试手段结合不紧密。任何一个学科都是在动态的发展进步中前进的。对于《分析化学》课程来讲,百年以来建立的测试手段和测试方法以及分析数据方法固然很重要。但是随着物理、光学、电学技术的不断进步,分析手段也呈现多样化,新的技术和手段也呈现了更好的分析能力,更准的分析结果。但是,在普通高校中,我们基础分析化学的教学和实验内容仍然局限于四大平衡理论,常规样品的分析和检测,不能与现有手段相结合,这在某种程度上也会使得不同专业的同学在以后的实际应用中处于两难的境地。
二、《分析化学》教学体系的构建
1.多层次《分析化学》理论教学体系构建。针对不同的专业要求,通过建立多层次、针对性强、全方位的教学大纲,据此制订不同的教学内容以及考核体系。这样就克服了过去无论什么专业都采用一个模式进行教学活动的弊端,使得不同专业能够紧密结合该专业的实际,并依据专业要求侧重于关联性强的某些具体内容。对于这些特定的基础和技能进行强化教学和技能训练,这样才能培养出具备专业特色的应用型人才。同时,各专业学生不仅能通过本课程的学习掌握扎实的理论基础,也能通过本课程的学习加深对该专业的了解,进而提高专业的兴趣,为将来更好地学习专业技能注入正能量。更为重要的是,通过理论课程的学习,使得同学能有一定的能力运用分析化学知识解决本专业所遇到的问题,为今后能更好地从事本专业相关工作打下坚实的基础。总而言之,建立多层次的理论教学体系更有利于专业的发展,更利于课程的发展。
2.实用型《分析化学》实验教学体系构建。针对实验教学中存在的问题,我们采用多媒体教学和实验演示相结合的手段。通过多媒体教学,使学生首先对实验目的、实验现象、实验结果有直观的认识;通过手把手的言传身教使得同学做实验时候更加科学、更加规范。这样把实验内容分为几个层次:①对学生进行基本操作训练,使得同学能够拥有扎实的实验技能。②在实验期中,增加基本操作规范考核,通过检查了解学生的实际操作水平,是否达到预期目标,实验中还有哪些不足,以便在后续的实验中加强训练和补救。③在实验后期,给学生增设设计型实验,使得学生能独立设计和规范自己的操作。更为重要的是针对不同的专业需求,将理论讲授和实践有机地结合起来,将课堂举出的典型的带有专业的特点的实际例子和已经进行的取得良好评价的基础化学实验改革结合[4]。这样,同学就能带着自己专业的问题去实验,并能得出专业性的结论,以达到分析实验内容丰富、有趣、覆盖面宽的目的。针对不同的专业,设计不同的基础实验、提高性实验、创新开放实验多层次的实验教学体系。
3.可持续发展《分析化学》教学体系构建。可持续发展是经济上提出的概念,但对于教育、对于一个课程的发展也非常重要。针对目前知识的更新之快、容量之大,结合我们的实际,提出了可持续发展的《分析化学》教学体系构建设想。在前期分析化学省级精品课建设的基础上,结合我院实际,构想建立基础分析化学、仪器分析和工业分析课程的课程群。并逐步完善网上资源,争取分析化学能成为“慕课”的建设单元。通过课程群三门课程的整合,一方面削减各个课程陈旧和重复安排的内容,另一方面突出主线,使课程与课程之间的衔接更合理,层次更分明[5,6]。例如,金倮胱拥牟舛可以按某一主线来安排,在基础分析化学中可以通过络合滴定来测定;在仪器分析中可以通过原子发射光谱、原子吸收光谱等方法来测定;而工业分析中加入实际样品中混合金属离子的方法来测定。这样由简单到复杂,将分析化学的内容融会贯通,如此培养学生解决实际问题能力。总之,边发展,边完善,才能跟上时代的步伐,才能保证课程的可持续发展。
构建教学与科研相结合的《分析化学》课程体系。教学和科研应当紧密结合在一起:一方面教学为科研明确了方向,另一方面,科研则是教学的基础。据此,按照分析化学更细一级的专业组成科研小组;针对所授课程的不同专业成立相应的教学小组,使得科研和教学紧密结合,相得益彰。最后,在青年教师培养方面也要注意,逐步构建合理的人才梯队,保证课程体系的可持续发展。
三、结语
时代的进步、科技的发展不断要求我们在基础教育中对《分析化学》课程体系重新构建,然而教学体系的改革任重道远,我们一定要随着时代的进步,不断地摸索和解决分析化学课程体系中存在的和不断出现的问题。只有这样,才能实现提高学生综合能力与素质,培养学生创新意识与能力的教学目标,才能保证《分析化学》课程紧跟时代的步伐,实现可持续发展。
参考文献:
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[2]陈百玲,刘国勇,李瑞萍,黄应平.试论《分析化学》课程教学体系的构建[J].教育教学论坛,2013,(41):208-209.
[3]胡坤,邹华红,桂柳成,吴强,周佳.分析化学课程改革与人才培养体系的构建[J].广州化工,2013,41(2):153-154.
化学反应过程中,基本上化学变化属于酸碱反应,在教学过程中,随着对酸碱属性的认识,逐步深化,最终由低级向高级过度,本文以酸碱理论为基础,为提高园林艺术领域有着重要意义,然而分析化学式环境类高职院校开设的一门专业基础课程,其反应试验研究,主要是培养学生在园林监测领域中发挥职业技能。在分析化学的学习中,使之具备良好的化学检验分析能力、环境监测分析等为实际工作岗位提供了必要准备。
一、软硬酸碱理论研究
最终总结到:硬酸与硬件具有结合的趋势,软酸与软碱具有结合的趋势,并且配合物稳定可能性比较大,软硬结合最终形成的配合物不够稳定,在化学分析中,反应速度比较慢。
二、软硬酸碱理论及其在分析化学中的具体应用分析
三、分析化学反应在园林领域中的作用
在现代园林艺术中,通过分析化学的应用主要的目的是提高环境监测效果。培养学生在环境领域的职业技能,具备良好的化学检验分析能力,为了提高教学效果,应该讲化学反应与实践教学相结合,最终提高分析化学在园林领域中的应用效果。这就要求在教学过程中注意以下两点:(1)加强对方案的设计,提高学生的学习和探究欲望。由于在教学中存在大量的酸碱质子理论,因此在教学中教师要提高学生的实验兴趣,根据相关资料为学生,要求学生根据所学的分析化学,自己去设计,提取样品,设定具体实验研究方案,最终得出实验结果,这样对于园林领域在监测中有着极大的促进作用。(2)突出教学特色,注重理论与实践相结合,由于在分析化学中,在实验过程中理论知识比较抽象,因此在与园林相结合的过程中,要根据环境中存在的问题,有针对性的实验,这样更好的应用分析化学在园林领域中的作用,例如在实验中讲解了氧化还原滴定反应原理之后,要学生分析水中的一些金属离子的测定方法,这样有助于提高学生在园林领域中对环境的监测效果,使得学以致用。
四、总结
综上所述,在分析完软硬酸碱理论的基础上将其应用于分析化学中,最终在将分析化学与园林领域具体相结合,最终通过化学分析反应环境监测,为提高环境质量以及园林艺术有着重要作用,并且在此过程中,教会学生将理论与实际相结合,用实验证明监测效果。
参考文献:
[1]刘瑞斌,张克青,慈云翔,王元亮.软硬酸碱理论的来由及其在无机化学中的应用[J].化学分析,2013,(21).
[2]董慧敏,杨福伟,宋少卿,李红.化学振荡在分析化学中的应用及化学振荡新体系的发现[J].化学分析计量,2014,(14).
关键词:医学院校 分析化学 教学方法
中图分类号:G43 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)03(a)-0148-03
Discussion on Teaching Methods of Analytical Chemistry in Medical College
Hu Kai Gong Haiyan Cui Yongxia Chen Zhihong Wu Mingxia
(Henan University of Chinese Medicine,Zhengzhou He'nan,450046,China)
Abstract:Analytical chemistry is an important professional foundation course in the medical college,the theoretical knowledge and experimental technology of which plays an important role in many fields.With the development of new analysis method and its related technologies,the problems in the teaching methods of analytical chemistry are also appearing constantly.This paper was focused on the importance of teaching method in analytical chemistry.Base on the discussion,new teaching methods including PBL teaching method,case teaching method,inductive analysis,comparative method,multimedia teaching methods were proposed to enhance the students’ interest in learning,improve the theoretical and experimental teaching quality.
Key Words:Medical College;Analytical chemistry;Teaching methods
分析化学是研究有关物质的化学组成、结构和化学性质的一门学科,它也是医学院药学(药物化学、药物分析、药理毒理学和药剂学)和检验(检验医学、预防医学、食品药品分析)等专业必修的一门基础课程。随着高新技术领域的扩展,人们在生物及遗传工程的发展、医药技术、食品安全和环境保护等方面提出了更高要求,分析化学在各学科的交叉渗透中越来越受到重视,其所涉及的检测手段及相关技术在医药卫生事业如新药研制、药品检验、临床检验、病因调查、环境分析及三废处理等方面起着极度重要的作用。除此之外,分析化学研究内容也是构成学生基础知识链的重要组成部分,为后续课程的学习打下基础,对学生综合素质的提高与培养起着重要的作用。
近年来,首先,随着高校专业课程分类逐渐的精细化,作为一门基础课程,分析化学的授课时数以及教学内容不断被压缩;其次,随着技术手段的提高,医学实验中所用到的各种仪器的操作日益简便,而对于有关仪器理论知识的掌握越来越不受重视。除此之外,分析化学课程内容具有公式多、内容杂、对量的要求高等特点,对于理科基础差的学生来说,一时难以适应。由于上述因素,可能会导致学生学习效果差,学习兴趣消沉,进而影响医学院校分析化学课程的教学效果和教学质量。因此,教师从分析化学课程内容出发,提高学生对分析化学课程的学习兴趣,使他们充分掌握所学课程的基本理论和实验操作技能,用较少的课时保证他们的基础理论课程教学,进一步提高本学科理论和实验教学质量,探讨该课程的教学方法是提高其教学质量的主要途径,有重要的现实意义。
1 目前分析化学课程教学中存在的问题
1.1 教材超龄“服役”,内容陈旧过时
分析化学是一门重要的专业基础课程,在自然科学研究和许多工业生产、生活等领域都被称为“科学的眼睛”[1]。分析化学课程主要由基础分析化学和仪器分析两大部分组成。其中基础分析化学的主要内容是经典的定量分析(主要包括酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定和沉淀滴定);而仪器分析部分是关于现代仪器分析技术为基础内容。尽管基础分析化学对于培养学生了解分析过程、数据处理等起着一定的作用;但是在实际应用中,随着现代科学技术的发展,自动化程度越来越高,传统化学分析技术的应用领域越来越窄,更多检测是借助于先进的检测仪器来进行。目前,在技术监督部门的食品药品检测,以及医院的临床检验、化验中,仪器分析是分析技术的主流。实际应用中大多以分光光度计、气液相色谱、气液质联用等,而教学内容却还局限于简单的四大滴定定量分析,与实际的工作或者生产中相比,就显得落伍。
1.2 教学方法单一,教学效果达不到要求
目前,高校的分析化学课程主要采用传统的讲授式教学方法,以教师讲授和学生听课为主。这种讲授式的教学方法,采用教师讲授知识点为主的课堂教学,容易导致学生产生依赖心理,往往通过被动死记硬背相关知识点来掌握有关课程,最终达到考试达标的目的。此外,在实际教学中,实验教学通常安排以验证实验和基础实验为主,目前的实验课大部分都是玻璃仪器操作,有的高校学生几乎整个学期都在练习四大滴定操作;对于一些实用性较多的仪器分析实验,由于仪器相对较为昂贵,如:分光光度计、红外光谱仪、气液相色谱分析仪、气液质联用仪等,几乎整个学期都接触不到。而这一现状就造成了很多不良结果,尤其是遇到具体应用问题时,学生往往不知道怎么解决。即使有的学生靠死记硬背掌握了相关知识点的情况下,往往也不能选择解决问题合适方法,不具备正确操作仪器的能力。分析化学是一门以实验为基础的学科,但是随着我国高校大规模的扩招,学生规模越来越大,实验设备却没有成比例增加,这样在教学中实验设备经常不够学生单独操作。对于很多分析仪器,实验教学中大多以老师操作、学生观摩为主,学生对大多数分析仪器只能简单的了解一下,难以加深印象。而且,有些高校仪器设备过于老化陈旧,有时可能连学生观摩的机会都难以保证。
2 改革教法、学法,更新教学手段
教学方法是教师为了完成教学任务,完成教学目标,在教学过程中运用的方式与手段的总称。教学方法对于教师完成教学任务、实现教学目标具有重要意义。当教学目的和教学内容确定以后,必须辅以富有成效的教学方法,才能达到较好的教学效果[2]。因此,教学过程的成功与失败,在很大程度上取决于教学方法的选择合适与否。研究并推进相关教学方法的改进,可以用较少的时间、精力和物力,而取得最佳的教学效果。因此,探索一种或几种行之有效的教学方法,对于提高教学质量和教学效果刻不容缓。
2.1 PBL教学法
PBL教学法(problem-based learning,PBL),主要是基于问题为基础、学生为主体、教师为导向的启发式教学方法。通过教师围绕课程内容提出问题,并以问题为基本线索,引导学生在不断提出问题和解决问题的过程中学习教学内容。其教学过程包括:提出问题―自学解疑―重点讲授和归纳总结[3]。该种教学方法的核心内容是教师根据学生现有水平状况、知识结构等,并结合教学大纲和目标,精心设计学生感兴趣的问题。对于医学院的学生而言,笔者认为,应当选取一些有新意,与医学专业密切相关的问题,提高学生学习分析化学的兴趣。之后,学生在教师的指导下分成5~6人的小组,查阅相关资料,进行组内交流,共同完成学习任务。接下来在教师指导下进行课堂讨论,小组发言。最后,教师就课堂讨论过程中学生难以理解和准确把握的难点问题进行讲解,解决所提出的问题,并归纳总结。与传统教学法相比,PBL教学法更着重学生的自学能力、创新立异能力、发现问题、归纳分析问题和处理问题的能力等培养,应在教学中推广。
2.2 案例教学法
案例教学法是一种采用相关案例为基础的教学方式。其通常是由授课教师在备课时广泛搜集与医学有关的案例,从而在引入新知识前,先给学生介绍或讲解与所教授内容相关的实际案例,提高授课对象的学习兴趣和注意力,最后引入相关分析方法基础知识的讲解。例如,在讲解到酸碱平衡和pH值计算相关知识时,可以联系到人体会发生酸中毒、碱中毒的问题;在学习离子选择电极的类型和应用时,则可以引入酶电极在医学、生物、临床诊断上的相关应用等;在讲授原子吸收光谱仪时,可以适当介绍人体内微量元素如锌、钙、铅、铁含量的测定方法,以及相关疾病的诊断等;在讲光谱分析法时,提出了“低度竹叶青酒的褪色问题”等。这样,通过把基础理论与实际应用联系起来,不仅可以增强学生对于分析化学的学习兴趣,同时也可以显著提高教学效果。近年来,有关分析化学案例教学的书籍已有出版,在实际教学中引入案例教学法值得推广。
2.3 归纳比较法
归纳比较法是将零散的知识点进行条理化、系统化的一种方法。分析化学课程内容多、原理多、公式多,且知识点琐碎、不易记忆,在教学过程中采用归纳比较法,有助于学生建立起知识框架,对教学内容一目了然,便于理解记忆。比如在讲解“四大滴定”时,首先掌握酸碱滴定分析的原理、特点和指示剂的选择原则等,而在学习其他滴定分析方法时采用归纳比较对照的方法来进行讲解,这样学生理解起来就比较简便、省时。通过这样的对比讲解,学生能够建立起滴定原理、滴定曲线、准确滴定条件、指示剂选择、典型应用实例为主线的知识框架,掌握“四大滴定”有关的主要知识点。此外,在讲授银量法的知识点时,可以同时对莫尔分析法、佛尔哈德法两种方法进行比较学习,对比其各自指示剂、滴定条件、滴定原理、干扰离子的影响、应用范围等,找出其相关异同点,有利于学生对比记忆。
2.4 多媒体教学法
分析化学包括化学分析和仪器分析两部分,其中有许多概念、原理比较抽象而难以理解,如滴定分析中的滴定曲线、指示剂范围;色谱分析理论中的塔板理论、范弟姆特方程式等,仅通过书本上的文字描述和教师的讲解,学生往往难以理解、掌握。如果采用多媒体教学,生动、形象、直观的图形、图像、动画、文字和声音等方式向学生讲解较为抽象的理论知识,变复杂为简单,变枯燥为生动,学生能较快、准确地把握教学的重点,理解教学中的难点。比如,为了使同学们直观地理解酸碱滴定曲线在滴定过程中的变化情况,教师可以利用化学仿真实验室软件,制作相关动画,将滴定过程通过多媒体形象、生动的显示出来,学生能清楚地理解在化学计量点附近滴定剂体积的微小变化,造成溶液中pH值明显变化,通过观察滴定突跃现象以及指示剂颜色的剧烈变化,会提高学生的学习兴趣,增强相关知识点的教学效果和学习效率。
总之,随着科学技术的进步以及临床医学、药学等相关学科的发展,学科交叉越来越多,分析化学对于解决医学中存在的问题越来越重要。不断探索和实践好的教学方法,使学生带着兴趣把课程学好,学习能力、创新能力以及研究问题的能力得以提升,继而转化为以后从事医学工作的技能,造福整个社会。
参考文献
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)09-0137-02
高等职业技术教育以培养高层次、技能型人才为宗旨,强调的是岗位适应能力和综合实践技能的培养。分析化学是一门以实验为基础的学科,它是食品、药品、化学化工、环保、生物等专业检验类岗位人员(如食品检验员、工业品分析员、药品分析员等)的必修基础课。分析化学实验作为分析化学教学的重要组成部分,不仅仅是让学生学会仪器的使用、掌握一些操作技能,更重要的是要结合检验岗位特点,培养学生严谨的科学态度,使学生学会依照标准规范地操作、规范地记录、规范地处理数据、规范地编写报告等,同时注重培养学生职业素养以及观察、分析、判断、解决问题的能力,为学生毕业后在检验类岗位工作打下坚实基础。分析化学分为化学分析和仪器分析两部分,以下笔者仅对我校在化学分析实验中的改革进行总结。
分析化学实验教学改革举措
以职业能力需求为导向,改革教学内容,与职业资格证书有效衔接 获取与专业相关的中级以上职业资格证书已成为国内各高职院校学生毕业的必须条件之一。职业能力的需要决定教学内容。以化学分析工为例,国家职业标准对化学分析工(中级)的基本技能要求是:能够明确检验方案(包括读懂检测方法、标准和操作规范);正确准备实验用水、溶液和设备;能应用化学分析、仪器分析方法对样品进行分析检测;测试后能进行数据处理、校核原始记录、填写检验报告以及分析检验误差的产生原因。要想取得化学分析工资格,除后续专业检验课学习之外,分析化学是前导和基础。因此,检验岗位职业能力要求,就应在分析化学开始渗透,教学内容与岗位、职业资格证书直接衔接。为此,我校优化分析化学实验项目,依照从简到繁、循序渐进的原则,建立了“基础操作训练—综合能力训练—岗位能力训练”三模块教学体系。其中综合能力训练、岗位能力训练模块可根据专业特点,自行选取学习情境,表1是食品营养与检测专业分析化学实验教学内容。实践证明,通过与岗位、专业直接对接的教学内容学习,极大地激发了学生求知欲望,并为后续专业课学习、职业资格证书考试打下厚重基础。
将国家标准、行业规范内化于课程教学中,形成标准化的课程内容体系 作为一名分析检验人员,应具备依据分析方法,规范完成从抽样、样品处理、分析检测到填写报告全过程的能力。这里所说的分析方法就是国家标准、行业规范,乃至国际标准,它是检验工作的方法依据。为直接与检验岗位对接,分析化学实验方法也必须选取国家标准。例如在讲到标准溶液的制备一节中,就将GB/T 601-2002《化学试剂 标准滴定溶液的制备》引入,并在实验中引导学生逐条解读国家标准,了解实验中应遵从的原则、数据处理方法等等,做到与实际岗位紧密相连。我校分析化学实验课全部选用国家标准,使学生岗位适应能力大大加强,学有所用。
改革教学方式,师生角色转变 分析化学实验教学的重点是培养学生的职业能力,教师在不同的阶段需扮演不同层次的角色。例如,在基础操作训练模块中教师是主导者,学生是接受者。学生在教师的讲授、示范下,规范操作仪器设备、解读标准方法、完成实验基本操作、规范填写数据记录、处理数据以及书写实训报告等等;在综合能力训练模块中,教师是组织者和辅助者,学生在教师的引导下,读懂标准,并完成项目任务。而在岗位能力训练阶段,学生是主体,是一名企业的准检验员,根据教师给出的项目任务,自己查阅标准、选择分析方法、准备实验、分析检测,并独立完成数据处理、报告分析结果。在岗位能力训练中,教师提供一份样品,全班学生分析检测。实验结束后,每位学生的数据、实验评分细则全部粘贴在白板上,每位学生都要按数据取舍原则,评判每组数据的有效性,最后报出分析结果的精密度和准确度,学生互评分数。在这种实验教学模式下,学生不再是单纯的操作者,而是实验的构思者和控制者,极大地激发了学生的求知和创新欲望,受到学生的一致好评。
运用多媒体辅助教学设备,丰富教学方法 分析化学强调量的概念,因此培养学生规范操作十分重要。为了让学生能够熟练和规范操作,采用多媒体课件、录像、动画等展示,无疑是最好的方法。例如,重量法实验操作过程复杂、时间长,在有限的时间内,教师很难面面俱到地讲解,但是,借助操作录像,学生可具体、细致地了解整个操作过程,教师就是演示过程中的解说者和引导者。采用开放式、启发式、讨论式等多种教学方法开展教学。在教学安排上,要求学生课前完成预习报告,做到有备而来;实验中,由教师点评录像、学生实物操作、小组讨论、教师示范;学生开始实验后,教师要加强巡视,及时纠正错误或进行有针对性的指导;实验完成后,学生将实验结果写在黑板上,教师现场总结、点评。教师在实验过程中始终起着引导作用,实验完成后根据学生预习报告、实验操作的正确与熟练程度、原始记录是否规范、实验结果的准确度和精密度、实验中卫生习惯及实验报告的书写情况、实验态度等方面进行评分,提高学生学习自觉性、积极性及动手操作能力。2006年,我校分析化学课程成为国家精品课程,目前,授课录像、多媒体课件等已全部向学生开放,为学生自主学习提供了丰富的资源。
建立客观、合理的实验考核评价体系 实验考核是实验教学评价的重要手段,客观、公正、合理地评价学生的实验技能,直接影响学生学习的积极性,对学生的学习方法、学习态度也起着重要的导向作用。分析化学实验考核分为平时考核和期末考核两部分,所占比例分别为30%和70%。平时考核包括课前预习报告、实验记录、单元操作、数据处理、实验报告、职业素养6个方面,注重学生学习过程考核。期末考核则是重点考查学生的实际操作能力和实验技能水平。通常在考试前3周就将考核项目下达给学生,由学生自行准备实验试剂和设备,学生也可自行到实验室模拟练习,考试则是按照职业资格证书考试评分细则由除主讲教师外的分析化学课程组的其他教师担任考评员,并实行现场评分。期末考核注重操作、记录、计算是否规范,分析过程是否掌握等,关注分析结果的精密度,结果准确度仅作为参考。由于采取了教、考分离,开放式考试方式,激发了学生主动学习的热情,学习效果显著提高。
加强素质教育,培养实事求是的科学态度 分析化学实验特别是定量分析化学实验对分析测试结果的要求是准确、可靠,对学生的职业素养要求很高,科学求实是基本职业道德。实验过程中要让学生认识到误差是客观存在的,必须认真完成每一次操作,实时真实记录数据,才能获得精密准确的实验结果。杜绝对测定数据随意修改和编造现象,坚持实事求是的原则,并列举伪造数据的危害,逐步培养学生良好的实验操作习惯。
开放实验室,为学生自主学习搭建平台 分析化学实验强调对学生动手能力的培养。在有限的教学时间内,学生很难熟练掌握实验操作方法。多年来,学校为满足教学需要,与时俱进,不断添置实验设备,保证了实验教学的顺利进行。目前,实验室为学生全方位开放,学生可提前预约,利用课余时间到实验室进行预习、补做实验,开展创新工程以及赛前训练,等等。每年4月校庆,学校都会举办大型分析检验技能大比武,欢迎每位学生参赛,同也有市级赛、国家级赛,通过考核、大赛,学生学习积极性大大提高,形成良好循环。
分析化学实验教学改革的效果
分析化学实验教学改革在我校实施后,起到的作用有目共睹:实验教学改革与职业岗位能力需求直接对接,学生学习积极性提高,与后续专业课学习、职业资格证书考试有效衔接,历年学生考取检验类证书一次性通过率均在90%以上;由于结合职业能力需求,采用进阶式模块化教学法,学生独立操作能力、分析解决问题能力、职业素养普遍提升,增强了学生的就业竞争力,不少学生在检验岗位实习期间就被企业聘用,用人单位满意,学生心里踏实;实验教学改革也促进了学生学风明显好转,学生从过去的被动学习变为主动学习,并相信成功的背后一定是辛勤的汗水;实验教学改革也促使教师加强学习,教学相长,教师要更多深入企业学习,了解新技术、新方法,适应教学工作;实验教学改革也促进了实验室建设,学校建设了体现职业氛围的实验室,以满足实境教学的需要。
参考文献:
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分析化学是一门理论和应用极为广泛的基础学科,它是人们获得物质的化学组成和结构信息的科学,它所要解决的问题是物质中含有哪些组分,各组分的含量是多少及这些组分是以怎样的状态构成物质的这样一门学科。分析化学是化学、化工、环境,食品等专业非常重要的基础课之一,有较多的基本概念和基本理论,还有一些相关的计算公式,这就需要学生具有较为扎实的基础知识[1,2]。而对民办高校而言,学校选用学生的基础知识相对薄弱,学生的学习积极性一般,如何提高学生的学习兴趣,调动学生的主观能动性,也就成为了能否取得良好的教学效果的关键[3]。此外,目前民办高校的教学过程中还存在一些其它的问题,例如学生使用的教材偏难,实验课程与理论课程相脱节,无法做到相互验证等。针对上述问题,作者结合自身的教学情况对分析化学的课程改革进行初步的探索研究。
一、理论教学内容
(一)教学内容上要根据学生的特点,节选重点内容进行讲授
以作者学校为例,目前采用的教材为华东理工大学分析化学教研组和四川大学工科化学基础课程教学基地联合编写的《分析化学》(第六版)。这是一部“十一五”规划教材,对于民办学校的学生来说,目前采用此教材有些过于偏难,教学内容中的概念和理论较多,容易混淆。针对这种现象,就要结合学生的自身特点,因材施教。在教学过程中,要对一些基本概念进行反复的强调,例如偏差、相对偏差、标准偏差、有效数字等;同时还要在举例和讲解习题的过程中不断渗透这些概念,使学生不断的加深对其的印象。此外,对于像酸碱滴定、氧化还原滴定等一些非常重要的内容,更是要重点讲解、反复强调,尤其是这些内容中所涉及到的计算公式,尽量是把公式中每一步推导或是由来的过程都要详细的写在黑板上,以此来加深学生的印象[1]。此外,还要多讲解一些与此类公式相关的例题和习题,借此来加强学生们对公式的应用,从而掌握公示的原理及其应用。
(二)采取多样化的教学方式和教学手段相结合激发学生学习的积极性[4]
众所周知,民办高校学生的基础知识薄弱,学习积极性不高,没有养成良好的学习习惯。因此针对这些问题,在授课过程中就不能一味的采取常规教学方式,而是要采取多种教学方式和教学手段相结合,调动学生的积极性。因此,除传统课堂讲授和ppt授课之外,还可以在授课过程中添加一些学生日常生活或是学习中常见的事情,例如,水中该镁离子如何测定、一些饮料中的苯甲酸钠含量的测定,这样可以使原本相对枯燥的一些理论知识,变成了学生爱兴趣的事情,从而激发了学生的学习兴趣,调动了他们的主观能动性,使他们从被动听课变成主动学习,达到提高课堂教学效果的目的[5]。此外,可以采取与学生课下交流的方式或是不记名投票的方式,来了解学生对本门课程的看法或是一些建议。进一步掌握学生的学习动态,根据学生的反馈及时调节自己的授课方式或调整自己的教学计划,从而达到使学生们易于理解和掌握所学的知识内容的效果。
二、实验课程内容
(一)加强实验操作环节
分析化学是一门实验操作性很强的学科,操作的正确与否直接关系到能否获得可靠的分析结果,为此在讲解实验操作的过程中,要细致认真的讲解每一个操作步骤。从最基本的操作步骤开始,并且还要针对一些关键性的操作步骤除了重点讲解之外还要进行现场的演示,使学生从感官上进一步加深印象,不仅使学生知其然,更要做到使学生知其所以然。为了将实践操作环节做到实处,在分组实验的过程中,尽量做到确保每名学生都能进行实际操作,确保他们都能够很好地掌握这些实验仪器基本操作,从而为他们今后走上工作岗位打下一个良好的操作基础。
(二)实验项目的选取与理论课程紧密相关
为了使学生更好地理解和应用理论课堂上所讲解的一些知识,真正做到理论与实践相结合。我们在进行实验项目的选取上做到了与理论课程相一致,例如针对酸碱滴定分析,选取了酸碱标准溶液的的滴定练习和;针对氧化还原滴定分析选取了过氧化氢含量的测定等,确保做到使每一类分析方法都有至少一个与之相对应的实践环节。以此同时,实验的项目的选取与实际生活也有一定的联系。例如,让学生测定水的硬度,测定饮料中苯甲酸钠的含量等。这样就增加了学生对实验感兴趣程度,使学生们更加愿意进行实验操作,从而达到使他们熟练掌握实验仪器的使用及操作。
三、结束语
分析化学是一们理论性和实践性都很重要的课程,也是重要的基础课程之一。文章就针对本校分析化学教学中的一些问题,结合分析化学这门课程的课程特点及民办高校学生的特点,分别从理论教学和实验教学两个方面对分析化学中存在的一些问题提出自己的解决方法。希望所提供的解决方法能够对分析化学的教学起到一定的帮助,能够解决分析化学课程中存在的一些问题,使学生们掌握他们所学的知识。
作者:许伟锋 单位:哈尔滨石油学院
参考文献:
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分析化学类课程的重要组成部分,就是以实验操作为主的技能课程。本科生在学习了分析化学、仪器分析理论知识和实验操作技能的同时,应该有一个利用所学知识解决实际问题的能力培养和锻炼过程。“构建基于问题解决的分析化学类实验课程体系”的提出,就是要求学生利用所学知识,针对一个个具体的分析测试对象,从查阅文献到拟定实验方案、最后实施样品处理及分析测试,让学生亲自参与定量分析的整个过程。通过“基于问题解决的分
析化学类实验课程”的学习,让学生在探索及开拓意识、踏实有序而讲求效率的工作作风等方面得到锻炼,培养他们具有初步分析问题和解决问题的能力。
一、“基于解决问题” 实验课程教学理念的诞生
按照教育部在《新世纪教改工程》【1】中提出的“新世纪国家经济和社会发展对高等教育人才培养的要求,要求深人进行教育思想和教育观念的改革,逐步建立起适应时展需要的人才观、质量观和教学观;继续深化本科人才培养模式的改革,加强专业、课程教材和教学方法的综合配套改革,以先进的科学与文化知识成果教育学生,将素质教育渗透到专业教育之中,使学生较早地参与科学研究和社会、生产实践,普遍提高大学生的人文素质、科学素质、创新精神和创业、实践能力。”其中提出了新世纪人才培养的宗旨,即注重学生综合素质的提高,培养学生的创新意识和实践能力。我们认为在分析化学实验课程教学中,应该改变目前高等教育培养过程中实践教学环节薄弱,动手能力不强的现状,改变灌输式的教学方法,目前多数老师采用讲解-示范-学生听的方式,然后学生照章抓药、机械操作,处于被动的学习状态【2】。充分发挥学生的主观能动性,让学生体会到分析化学实验就是要培养自己解决实际问题的能力,以增强学生的学习责任感和学习积极性。
我国发展已经进入重大战略机遇期,社会主义市场经济建设的步伐大大加快,国家和社会对创新人才特别是对拔尖人才的需求越来越强烈,对研究型大学培养的人才要求也越来越高。研究型大学将在全面贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会、建设创新型国这些时代特征对研究型大学的教育理念提出了新的更高要求。西北大学校长姜澄宇在“实施新世纪教改工程,探索创新人才培养模式”文中,首先提出“坚持教育创新 构建教育教学新体系”【3】,即在总结和提炼教育理念的基础上,坚持教育创新,积极构建包括创新人才培养体系、教学质量保障体系、个性化培养体系、综合素质教育,建立以人为本的教学理念,以学生为中心的教学体系、高教研究体系、现代化教育教学环境保证体系等的教育教学新体系。
基于此,本文提出了“构建基于问题解决的分析化学类实验课程教学体系”的理念,以期通过此教学改革,推广研究性学习和个性化培养的教学方式,形成创新教育的氛围,实施新世纪教改工程,探索创新人才培养模式。
二、“基于解决问题”实验课程改革的实施方案
计划的实施,旨在探索并建立以“解决问题”为核心的教学模式,倡导以本科学生为
主体的创新性实验教学改革。顺利达到上述教学改革的目的,必须从以下各方面着手:
1.转变教与学的理念,让教师和学生都明白,分析化学类实验课程开设的目的就是为了让学生掌握解决实际样品的分析测试技能,包括待分析样品的前处理、测试方法的选择和应用、分析数据的处理计算、实验报告的上交等;
2.改变教学计划,所有化工化学类的本科生都要完成《分析化学实验》、《仪器分析实验》、《综合分析化学实验》课程,修改完善相应的教学大纲;
3.调整学时比例,分析化学类实验课程总学时的50%用于基本技能的训练,剩下的学时全部用于“基于问题解决的实验课程教学”;
4.改革教学内容,学生完成基本技能训练后,全部投入实际样品如药品、食品、水质、材料等的分析,在实际分析测试过程中逐步理解所学理论知识,体会定量分析各步骤中需要用到的知识点和注意事项。
5.增加考查环节,学生进入实验室之前,进行基础知识考查,合格者才能进入实验室操作,督促学生通过自学掌握分析化学及分析化学实验的基础知识;完成分析化学类实验课程后,再通过一系列实际样品的测试来考核学生掌握的基本技能,使学生自觉地规范操作技能,严肃认真地实施实验步骤。
三、“基于解决问题”课程改革的基本内容
“基于问题解决的分析化学类实验课程体系”的建立,要求我们打破常规的教学理念,学生不再受课本、讲义的束缚,实验的方法和步骤不再是严格的课本上规定的,同学们可以结合自己所学的知识开拓创新,多种方法多种途径经过对比选出最优。引导学生从查阅资料、到实验方案设计以及进行实验、得到实验结果进行分析从而达到解决问题等过程,完成整个教学过程。同时,老师也不是绝对的权威,只是完成目标产物分析中的指导者,特别从方法可行性、操作过程的安全性以及出现异常情况下给与指导。构建“基于问题解决的分析化学类实验课程体系”,应该包括选题意义、涉及知识点、合理运用已有知识、解决实际问题的效果等等(如下图所示):#p#分页标题#e#
例如实验一-腊肠中亚硝酸盐含量的测定。随着人民生活水平的提高,人们越来越关注消费品的质量,食品安全提到了议事日程,快速准确检测相关成分的含量也成为国际社会关注、研究的焦点。该实验的提出当然是针对过量的亚硝酸盐对人体有危害,而腊肠是人们生活中经常食用的,学生看到这个题目首先就想到:腊肠中的亚硝酸盐含量到底超标了吗?结合实验中心的设备,我们要求学生处理好样品后采用分光光度法和离子色谱法同时测定亚硝酸盐。本实验涉及到的知识点有样品的预处理、光度法、离子色谱法。离子色谱测定亚硝酸根需要除去样品中的盐分,因为腊肠的盐分很高,Cl-的存在直接影响了亚硝酸盐的测定,学生在实验中用到固相微萃取方法以除去干扰,这个知识点,学生只是在理论知识中接触到固相萃取的概念,而今在自己设计的实验中就要用到该分离技术,学生感觉很兴奋很想实际应用。处理好腊肠样品后能顺利的测定出亚硝酸盐的含量,学生们同时又很有成就感,感觉自己所学到的知识派上了用场,解决了一个实际生活中遇到的问题。学生完成实验后,就光度法和离子色谱法两种方法得到的实验结果又进行分析比较,从而找出了各种方法的优缺点。整个实验过程培养了学生全面、辨证地思考问题,一分为二地看待各种分析方法和测试结果。
又如实验二-纺织品中偶氮染料的测定。近年来,随着全球工业化程度的不断提高,国际上对地球环境质量持续恶化和生态平衡失调现象的关注不断增强。在造成环境污染的工业中,纺织印染业由于需要使用大量的染料和助剂等化工合成产品,一直是被视作高污染的行业之一。在纺织产品印染使用的原料中,作为部分染料中间体的芳香胺物质被许多国家视为可疑致癌物,因此含有这种物质的数十种染料被陆续列入禁止使用的行列。本实验就是在这种形势下开设的,实验要求学生对棉布和化纤纺织品两种样品中的4-氨基偶氮苯进行含量进行测定。该实验涉及到的知识点有固体样品的抽提、蒸馏、旋转蒸发仪操作、GC-MS操作等知识,涉及到有机化学、仪器分析理论和实验操作技能方面的知识,是学生综合利用已有知识的好机会,通过实验使学生得到了锻炼。
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)09(b)-0029-02
随着学校的院系发展以及专业的设置,一个学院具有多个专业的现象很普遍,我们学院现在具有七个专业环境、生物、食品、化工、应化、制药、材料。无机与分析化学课程作为专业的基础课之一[1],在其中的五个专业(环境,生物,食品,化工、制药)中开设,将该基础课与多个专业联系起来,既要讲透通用的基础知识,又要不脱离专业方向。教学对象是大学一年级新生。该课程的特点是内容多而乱,众多的化学事实和繁多的化学反应,单调,许多是独立的还互不联系,不易掌握。大学一年级学生的特点是刚完成高中学习来到大学的,高中阶段的学习与大学阶段的学习非常不一样,在大学里讲授的内容多,学时数少,进度快。一般来说,新生的自控能力和理解能力较差,高中阶段的学习非常忙碌而且辛苦,再加上大学阶段的管理相对中学松弛,远离家长,监管督促力度减小。一旦新生对基础课程不感兴趣,导致厌学,那么就会影响对大学整个阶段的学习。通过无机与分析化学课程使学生加深对基本概念和基本理论的理解,培养实事求是的科学态度、培养细致严谨的观察力和良好的独立思考问题、解决问题的能力。为今后从事学习和科研工作打下扎实的基础[2]。
针对大学一年级学生和学院开设各专业的现状和无机与分析化学课程的特点,我们在教学过程中,对教学的适应性,引导学生思考问题能力和归纳总结所学知识等进行了讨论。
1 适应教学发展,精选课程内容
新世纪以来,随着科学的发展,教学的课程数量在增多,而且每门科学新的内容也在不断的增加,但是各门课程的学时数却大量减少,20世纪无机与分析化学课程学时数大约是100多学时,用一年的时间来开设,现在60~70学时,用半年的时间来开设。时间缩短了一半,而教学目标质量不能缩水。为了适应新的教学形势的发展,教学内容的改革是整个教学改革的关键,那么对课程内容需要重新选择是首要的任务。
我们选取了浙江大学的无机与分析化学教材,根据实际情况在教学过程中,认为该教材量还是较大,如何将一些先进的内容以及基础的知识在无机与分析化学教学中反映出来,这是科学发展的需要,也是拓宽学生知识面,增强能力的综合教育素质的需要。所以对教材进行了调整和补充,如,反映现代化学等的内容进行专题讨论和讲解相结合,让学生增加了课程中知识的先进性,使教学内容更加有机地处理好了基本内容与拓展知识面的关系,达到了完成教学基本要求。另外,我们还采用了多媒体教学手段,增加了教学的信息量,将一些抽象的概念和静态图通过图像,动画等形式呈现给学生,让学生对无机与分析化学有个整体,全面认识,化抽象为具体。经过这样教学内容上的调整和技术处理,无机与分析化学成为一门富有活力的基础课程,深受同学们的喜爱,很受欢迎。
2 理论联系实际,激发学生兴趣
无机与分析化学作为基础课程面向我校的五个专业,教学内容有共同的部分,如热力学基本原理,化学事实以及元素和化合物的性质。但是如果只讲解共同的部分,没有各专业的特色的内容,学生就会认为,无机与分析化学这门课程与他们的专业联系不紧密,没有必要开设,导致对学习没有兴趣,主动性很差。为了解决这个问题,我们在上课的时候根据不同的专业,讲课的同时增加了与专业相关的内容,如对环境专业的学生,讲解了重金属在土壤里来源、迁移以及危害;臭氧在大气中的作用;又如对生物专业的学生,讲解了生物体中的重要元素。再如对食品专业的学生,讲解了对食品安全的关注。同学感觉到大学的第一门基础课内容就与自己的专业联系这么紧密。知道了基础课程的重要性,目前世界的科学关注点就在我们身边。学好基础课更好地为专业课的学习以及以后的研究方向提供可靠的保证。激发了学生对学习基础课程的兴趣,主动性加强了。
3 注重归纳总结,改进教学方法
无机与分析化学课程的特点是内容多而乱,基本理论部分,化学事实多,各种理论多而且抽象,如原子结构:分子结构等很抽象,学生无法想象,给教学带来困难;元素部分:如元素及其化合物的性质无规律可循,显得内容繁琐,学起来无味;定量分析部分:计算多、数据处理麻烦。我们把这些内容共性归纳,并有把它们结合起来。使物质结构原理,热力学原理和动力学原理贯穿整个教学过程中,按下面模式来讲解基本原理性质及其应用的关系(见图1)。
这样归纳起来,把显得杂乱无章,互不联系的内容联系了,以物质结构,热力学、动力学、四大化学平衡以及定量等基本理论作为出发点,从微观到宏观的学习,做到互相呼应,使传统性的叙述性,以罗列性质反应现象为主题教学转变为是说理性,推理性的教学,从而体现出这些基本原理对无机与分析化学物性质学习中的应用和指导作用,加深了学生对化合物性质及反应规律的理解和对基本原理的掌握,达到学以致用的教学效果。按照上述模式,学生就可以自学,归纳和总结。做到举一反三,触类旁通的作用。
4 课堂内外并重,培养创新意识
教学过程是一个双边过程,要树立一种新的教学理念,教学关系不仅仅只体现在课堂上,应该贯穿课前、课上和课后各个教学环节。需要改变对传统的课时和课程意义的认识,在课时和课程都不断的改变时,要及时调整课下和课上的关系。要求教师在课下付出更多的时间和精力,好的教学设想和安排要有好的教学方法才能达到好的教学效果。在课下要认真思考如何备好课,为上课做好充分的准备,把复杂的问题简单化,做到课程内容非常熟悉;把握好课堂的时间分配和利用,攻克难点、突出重点,搞好基础训练和综合训练相结合,让课堂几十分钟的效率到达最大化。
学生在课堂上单纯地接受知识,是一种被动学习行为,这样培养学生成为只会读书本上的内容。随着高新技术的发展,这样的学生不能适应社会的发展。如何让学生在教学中也进行同步思考是我们要解决的问题,我们认为在讲述有关内容时提出一些思考,能解决这样的问题。例如,对于一个氧化还原反应来说,从理论上讲都能设计出一个原电池,那么就可以问同学,我们日常生活里,存在哪些氧化还原反应呢?这些反应能设计原电池吗?如能设计,能实际应用吗?还有,对环境专业的学生在讲解元素及化合物前,提出在同学们的身边存在因元素或者化合物引起的环境问题吗?这些问题不仅仅是思考课堂和课程需要讲述的内容,还是培养学生联系实际去积极思考,这样同学们的热情很高,兴趣很大,对于培养学生有观察思考的习惯,达到良好的教学效果。
5 结语
无机与分析化学课程是大学一年级新生开设的一们基础课程,作用确实是非常大,从课下准备和思考,到课堂教学明显效果。在整个教学过程中,不但要讲授必要的课堂知识,还要引导学生从实际情况中找问题、善于思考。发现问题是培样创新能力的方法之一,也是到达具有创新能力的手段的基础。观察客观世界、善于发现以及思想敏捷的人才能够适应时代的需要。传授基础课程肩负着向学生掌握基本知识、培养学生自学能力和独立研究能力的重任。要求学生勤思考问题还要讲究方法,要从教学的实际出发,要在学生的能力范围里去思考,有些争论问题要正确介绍和评价,有助于学生的解决问题的能力提高,并且要学习他人的思考问题和解决问题的经验。
总之,近年来我们在无机与分析化学改革中取得了一些成绩。但是,教改是一个系统工程,没有固定的模式。在无机与分析化学教学中应坚持不懈地进行探索、实践、检验、努力提高教学水平,为培养高素质人才而努力。
分析化学是我国高校化工类及生物类等相关专业的一门极具实践操作性的重要的基础专业课程,对培养我国高校学生的实践性和创造性具有极其重要的意义。分析化学实训需在强调实验问题和实际技能的基础上,应用更加规范的操作标准,从而培养学生在实际工作中认真肯干、勤劳踏实、实事求是严谨的学习态度等[1]。项目教学法作为应用于分析化学课程中有别于传统教学模式的一种更为有效的课程教学革新方法,已经成为我国高校分析化学教学中应用和研究热点方法,此方法在实际应用中虽然取得了一些成绩,但是仍然存在着一些问题,因此,本文针对项目教学法在分析化学实训改革中的应用进行了简要的分析和论述,以期在分析化学课程改革应用中提供可参考的意见。
1 项目教学法的概述
1.1 项目教学法的概念及特点
项目教学法指的是将与实际应用较为贴近的、科学合理的某些项目在教学实施过程中加以运用,辅导学生通过自身能力主动完成任务的过程。学生在完成项目的过程中,应将涉及的相关理论知识与教学实践相结合,从而有效提高学生动手能力的一种教学方法[1-2]。目前,项目教学法已经成为了流行于世界各国教育界的一种新的教育改革方法,项目教学法能将传统的学科教育的主要知识内容转化为一些相关的教学项目,通过项目教学法学生可以亲身经历和参与项目的整个开发过程。项目教学法强调的关键是学生应在教师的指导下,依靠自己能力独自寻找答案的过程,最终在实践中获得结论。项目教学法的重要特点是将学生作为教学的主体,教师则扮演引导的作用,而项目则是整个教学过程中的主线。
1.2 传统分析化学课程教学和实训中存在的问题
我国高校的分析化学课程具有很强分析检测等实践性内容,其中有关课程的实验和实训部分占的比重比较大[3]。传统教学方法主要分以下两种方式:一是将理论内容和实验内容同时进行授课。一般是先进行理论授课,然后再配合理论进行实验的操作学习,这种方式的优点就是若先进行理论知识讲解再进行实践训练,则在进行实验和实训的同时已经充分认识和了解实验原理和步骤的内容,便于理解和吸收。若先做实验,再进行理论授课则会使学生产生一定的感性认识,也便于学生对理论知识的吸收和理解。二是将理论与实验进行分开教学。理论有专门的理论教学老师,而实验操作则也有相关的实验教师进行负责,这种情况往往会导致教师对教学大纲和课程内容都有自己的理解和认识,各自负责自己的内容会使学生对学习内容产生单方面的认识和了解,不能在有限的时间内完成完整的项目[2-4]。例如,在分析化学检测试验中,溶液配制、标定和测定一般会分开进行,这就导致学生在实际操作训练时由于时间限制而导致无法独立完成完整项目的操作。此外,有些课程在实验中教师已经将教学步骤和设备准备完成,学生只要一味的根据老师提供的步骤操作即可,因而导致学生在实际工作中无法明确实验组分的具体含量等。
1.3 分析化学课程采用项目教学法的必要性
分析化学作为一门高校专业必修基础课程,其学科较其他学科在较强的理论知识的背景下同时具有更强的实践性。一直以来,我国许多高校在分析化学课程教学时过于强调理论课教学,而将分析化学实验课和实训课作为了辅助教学环节,这种重理论轻实践的教学方式直接导致学生在学习分析化学时很难消化吸收课堂教学内容,对理论知识空有想象,无法将其与实际进行联系,从而不利于高校学生对分析化学课程的学习。项目教学法不仅能使学生独立自主的进行计划的制定,并且在此基础上创建实施的机会,同时可以在一定时间范围内允许学生自由组织和实施制定学习计划。项目相关活动开始后,学生会遇到一些无法想象的困难,这时就需要自己克服和解决难题,对学生的意志品质也是一种锻炼。分析化学项目教学过程中,学生通过亲身对化工产品进行分析检测,进行职业化实践训练,对实际工作环境和特点以及相关影响因素进行认识和了解,在操作和训练中不仅培养出学生诚实守信的职业素养,同时还能锻炼学生细心耐心的职业习惯。每个有关项目实施,都是为学生能亲身参与到创造实践活动中的一个机遇和挑战,有利于培养和激发学生的学习的热情和自主性,从而使学生将课堂上学到的内容和知识应用到实践生活中。
2 项目教学法在分析化学实训改革应用中存在的问题
2.1 企业项目与分析化学课程转换之间缺少组合优化的问题
分析化学教学中的项目任务主要是根据我国各类企业质量管理部门、中心实验室及技术监督部门中一些相关的产品测试和检验活动,由于企业自身性质的不同,其在生产任务和工程操作具有较大的特殊性。应明确在企业生产实施过程将所有项目内容都涵盖于一个工作任务中是不可能的,因此,这些企业中已存在的具体项目任务模块不能单一的进行教学模式转变。我国企业项目于分析化学课程缺少优化组合是制约项目分析法应用的主要因素之一。
2.2 项目教学法实施过程中教师缺乏相关的职业经验
我国高校的教师队伍在职业行为规范、职业素养和职业习惯方面较为匮乏,师资力量建设是能够成功实施项目教学法的重要因素。目前,我国高校教师一般直接来自于高等教育院校毕业,存在着一个普遍的现象就是这些教师缺乏企业的工作经验,很多教师不知道分析化学课程的哪些内容与实际工作是相关联的,也不了解一个合格的化学检验工作需要的职业能力是什么,更加不了解有关检测的国家职业标准,所以,我国高校教师在项目教学时无法通过典型的职业工作任务来组织分析化学教学课程。
2.3 项目教学法课程教学缺少多元性的评价体系
我国高校在分析化学学科实施项目教学法时,缺乏科学、合理、高效的评价体系,项目教学法实施时应强调学生学习过程的评价,评价时对学生专业知识和相关技能掌握等方面予以重视,实际操作中还需做好操作规范、加强安全环保,同时培养团结合作精神等综合素质的人才。然而我国分析化学项目教学评价尚处于初级的探索阶段,缺少多元化评价体系,不能发挥评价机制的实施导向功能。
3 项目教学法在分析化学实训改革中的实施措施
项目教学法在分析化学教学过程中应按照六个步骤进行实施,依次为咨询、计划、决策、实施、检查、评估,这六个步骤中有关资讯、计划、实施和检查的阶段实施的主体应为学生,教师在这些阶段担任好一个辅导者的角色,这期间只有当学生遇到问题时,才应予以指导。而在决策阶段与评估阶段则需要教师的全场参与,教师必须亲自投身到每一组学生中去,并给学生提出科学合理的建议,同时应给予其公平公正的评价。以下是柠檬酸的质量检验作为进行分析化学课程实施项目教学法的例子。首先,教师应明确项目任务。教师先进行企业情景模拟,将柠檬酸的质量检验作为工作项目简介如下:某企业主要生产项目包括食品添加剂柠檬酸,因此,要求企业对生产的柠檬酸进行抽样检测,对柠檬酸进行抽样质量分析,检测某一批次的柠檬酸质量,同时制定检测报告提交于质检部负责人进行审核。测试过程中应正确使用、维护仪器设备。将检测项目与实际工作内容中所涉及的相关技术理论知识和操作规程进行引导,提出问题等。这些问题可引导小组学生自主学习教材、产品样本、操作说明书等相关学习内容。对于较为重要的教材内容和参考资料教师应直接给予教学相关内容明确的章节代码指示作为指引,从而便于学生学习和吸收相关理论知识。
其次,教师应制订和设计科学合理的操作方案。实施过程中可将学生分成小组,每组五至六个人,确定一人为小组长,然后开始采取小组长负责制,每当有工作任务或活动时都是以小组长为中心,小组长负责组织和安排工作任务,并对所要进行的工作项目进行计划和分工。小组讨论可按以下内容和步骤进行:第一,了解常用食品添加剂的类型和属性,柠檬酸的技术指标、包装、贮存和运输等的特殊要求;第二,熟悉柠檬酸的化学性质和属性,检测柠檬酸的常规检测项目、检验方法和步骤等;第三,要进行酸碱滴定分析原理的学习,熟练掌握柠檬酸含量测定的方法;第四,对各项设备仪器的操作和使用要规范,同时确定检测所需的试剂和标准溶液配置正确。教师需向学生讲解此次实施项目的目的和所要达成的目标是什么,只有充分的认识和理解所要进行的项目内容,才能有效的激发学生的学习热情和学习主动性,更加利于分析化学学习的学生清楚了解此项目真正的目的及意义,锻炼学生的综合分析能力等[4-6]。
再次,教师组织学生进行方案的实施。实施计划的设计不仅要得到分析检测的柠檬酸产品结果,同时还应加强学习和掌握专业化知识。方案实施阶段学生和教师之间应遵循自主学习与互相合作的原则。其中的自主学习是指教师不能直接将答案告诉学生,而应将一个现实存在的问题,只向提供学生提供处理问题的方法,比如,教材内容上与这一问题相关的知识点和资料等,这种方式能很好的培养学生的自主学习精神。此外,通过与同学的合作交流来培养学生的团队合作精神,使得学生踏入社会后能迅速适应工作中的协作与交流。
第四,教师与学生要进行交流评价。让已经分好的每个小组都选择一个同学作为代表宣布本小组对柠檬酸质量检验的结果如何,同时要进行理由阐述,同时让参与其中的其他小组代表进行提问,然后进入到现场评定环节。这种方式一方面能够增强学生对已经获得的柠檬酸检验项目工作成果的认识,有利于分析和解决问题能力的提升。另一方面,给予学生足够的思考时间、在实际活动中提高学生学习分析化学的主动性和积极性,培养学生使用多媒体设备,进行展示与交流,提高学生的沟通交流能力。在小组之间进行共同讨论与交流,这种方式不仅能将实际操作结果化为学习的果实,同时还为学生提供了轻松愉悦的学习环境,有效提高学生综合分析能力等。
综上所述,采用项目教学法在分析化学课程教学中的应用,将高校分析化学教学中的理论与实践教学进行融合与统一,不仅能够有效提高学生分析化学理论水平的掌握,同时采用项目教学法能将实训教学资源有效利用,便于学生掌握分析化学所需的各种仪器的使用操作和提高学生自身分析问题和解决问题的能力,并且能培养学生的创新精神以及团队精神。因此,项目教学法在分析化学实训改革中具有十分重要的意义。
【参考文献】
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关键词:分析化学;课程改革;职业技能
Key words: analytical chemistry;curriculum reform;vocational skills
中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0231-02
0引言
高职教育的办学宗旨和专业培养目标决定其培养的学生必须具有扎实的基础理论知识、过硬的动手能力以及自我探索和创新提高的能力。由此引发了人们对传统职业教育的深刻反省“课程改革势在必行”成为人们的共识,课程改革的思路是以就业为导向、以能力为本位、以行业职业资格为主线,融知识、技能与素质于一体[1]。分析化学作为生物、食品类专业的一门专业基础课,为了提高分析化学教学质量,培养新世纪现代化建设需要的专业人才,课程组在深入调查兄弟院校分析化学教学现状的基础上,结合我院相关专业的具体情况,不断探索教学改革的思路,并在教学中逐步完善和提高。
1分析化学课程现状分析
1.1 教学内容及教学体系陈旧与当前的科技发展要求相比,目前分析化学课程内容方面存在严重不足,有机分析的内容很少,分析化学实际上成了无机分析;样品预处理和数据处理的内容偏少,学生只能依葫芦画瓢。
1.2 教学方法和教学手段落后目前教学方法没有充分发挥学生的主观积极性,以课堂讲述、灌输式为主,往往过多注重科学知识的教育,而对科学能力和科学品质的教育重视不够,不适应当今社会对人才的要求。
1.3 实验教学环节薄弱现有实验部分内容简单、综合训练内容偏少,只停留在验证性的实验室阶段,对实际样品的处理能力有待提高。因而分析化学课程改革不仅是必要的,而且是必须的。
2分析化学课程改革探索
高职教育与普通高等教育不同,职业教育课程定位于特定的职业或职业群,瞄准能力开展教学,培养的学生应当具有良好的职业道德和职业素质,具有扎实的、系统的专业应用知识,具有熟练的职业技能,同时具备可持续发展的能力。我们要培养学生的“系统的应用知识”而不是专业理论知识,这是高职教育培养目标的核心所在,这也是高职学生与普通高校学生培养目标上的本质区别[2]。
2.1 根据企业对技能型人才的需求确定能力目标通过到相关企业调研和聘请企业技术人员参与共同制定人才培养目标。
2.1.1 知识教学目标:①使学生掌握分析化学的基础知识、基本理论、基本实验技能;②培养学生对分析化学基本概念、基本理论、基本运算原理的应用能力;③使学生具有实验室常用仪器、设备的规范使用能力及对基本化学分析方法和仪器分析方法的应用能力;④使学生具有物性检测基本能力和典型物质的制备、分析能力。
2.1.2 能力培养目标:①使学生掌握化学的基本原理及分析方法,在进行教学的同时,注重基础理论的发展过程及联系,培养学生解决一般问题的能力;②将一些较典型的属于知识传授性质的内容以及较简单重复的内容通过课外教学的形式传授给学生,培养学生的自学能力;③通过教学过程渗透和技能专题培训,使学生具有化学分析工国家标准规定的基本知识和基本操作技能。
2.2 根据课程培养目标确定教学大纲及计划分析检验岗位及相关职业岗位(群)的能力需求,坚持以学生为主体、基本理论为基础、基本技能训练为中心、职业能力培养为重点、综合素质能力培养为目标的教学理念,注重培养学生学习能力、分析能力、动手能力、创新能力。
2.2.1 改革课程内容:精选理论内容,夯实理论基础,遵循“①突出职业导向;②体现专业特色;③强化技能训练;④突出学生主体”的原则,在课程的难度和广度方面,遵循“实用为先、够用为度”的原则,将职业资格要求的有关内容纳入教学内容中,围绕所确定的职业能力要求设置课程模块,对课程内容进行整合。把国家行业标准和分析化学传统知识有机结合,优化教学内容,加强实训课内容的针对性,实训内容完全来自生产一线分析检验内容,我院学生的“职业资格证书”获得率达90.2%以上,学生一毕业就能在分析检验岗位上工作,实现课程与岗位零对接。
2.2.2 突出实践教学:《分析化学》是一门以实验为基础的科学,制定出本课程学生基本操作技能、专业技能和综合技术应用能力训练的实践教学计划,统筹安排实践性教学内容,将基本技能和技术应用能力训练贯穿于教学全过程,形成系列实践环节。内容安排上主要涉及三个方面:①基础性实验;②综合性实验;③创新性实验。各层次实验均由指导、综合、设计等由易到难、循序渐进、不同要求的实验组成;以课程、课外,必做、选做,开放、培训和竞赛等多种形式开设;以操作、答辩、撰写小论文、完成小项目等多种方式考核;每年保持25%左右的实验更新率。我们还结合大学生科技活动和课程进展,由实验室拟定相关的实验项目,由学生自己设计实验,自己配制试剂,自己完成实验,以培养他们的创新思维和分析解决实际问题的能力,真正做到学以致用。
2.2.3 理论与实验有机融合:理论知识比较抽象枯燥。分析化学的理论、原理和定律都是通过实验总结出来的。充分挖掘和发挥分析化学实验在培养学生学习分析化学的兴趣、动手实践能力、理论联系实际能力、创新能力等方面的功能,是当今化学教育研究的课题,这就需要老师们在教学上下苦功夫。比如,误差和数据处理是化学实验基础内容的重要组成部分,为学生处理数据、选用试剂和仪器及记录提供了理论基础。这部分可放在学生天平操作练习中讲解,让学生在托盘天平称量并记录出称量瓶的质量,再让他们用分析天平称量并记录数据,两个数据一对比,学生自然明白仪器的准确度及测量误差的大小,再让他们用托盘天平称量2.1g的NaCl倒入称量瓶中,问总质量是多少?学生一定会把分析天平称出的称量瓶质量数据与2.1相加的结果答出来,这时再让学生用分析天平再称量,结果自然不是刚回答的数据,你再讲数据相加减时,数据修约以绝对误差最大的数据为标准保留到小数点后第几位等等,这样起到一举多得的效果,也充分调动了学生的兴趣。
2.3 根据教学内容实施多种教学方法和手段在教学中由浅入深,由易到难,分操作练习、化学分析、仪器分析、综合性研究式实验四个阶段安排实验,以基础训练――综合性实验――研究式实验三个层次推进实验进程,在课程教学实践中,课程组以提高教学质量、培养学生主动学习能力和创新能力为目的,坚持以学生为中心,基本技能练习为重心,不断进行教学方法和教学手段改革。摸索出了一系列生动、有效的教学方法,采用了多种灵活高效的教学手段,收到了良好的教学效果。
①以人为本,因材施教:确立教师“因材施教”,学生“因材施学”的以人为本的教学理念,强化素质教育。在保持教学大纲、基本要求、教材和教学进度相同的基础上,根据教师特点和学生现状采用不同层次和不同授课方式进行教学。②情境式教学:这种方法应用于外界条件与化学反应方面的讲授。由于一种化学反应往往受多种结构因素及外在条件的影响,如果由教师来一一罗列,就显得非常繁琐。而采用情境式教学,教师将教学的重点置于一个实际情境中,引导学生借助于情境中的各种情况去发现问题、解决问题,使学习者从多个侧面来审视情境中的每个问题。在此基础上,教师逐步引导学生形成一些概念和理论,从而使学生可以用自己的理解方式去体验和思考问题。情境式教学与问题式教学的区别在于后者主要由教师设问,而前者是由教师设定情境,由学生自主设问。③逆引式教学:这种方式主要用于化学基本概念的讲授。一般的方式是先讲概念或理论,再联系科研或生产实例,介绍其应用。而我们不是机械地、线性地讲哪个公式如何应用,哪条理论的实际意义,而是采用逆向引导的方式,先引出实例,罗列现象,让学生从现象中提炼、发掘和验证化学反应的实质所在,通过这样的逆向引导,往往在教师总结之前,学生已经知道问题的答案了。④启发互动式教学:传统的教学模式是老师教,学生学,长此以往就会造成学生的一种被动学习的不良习惯。本课程采用老师适当引导,充分发挥同学们的主动学习能力,在课堂上营造一种活泼、生动的互动式学习氛围,学生的问题能够及时地提出,及时解决。形成一种以教材为纲,结合分析化学领域一些热点问题的讨论,进一步激发学生的学习热情。⑤体验教学:分析化学课程利用学院相应专业“订单培养模式”的优势,定期组织学生到“订单”企业的分析化验车间参观、见习、实习,为学生在真实的职业环境中接受锻炼创造了机会,也为企业和毕业生双向选择提供了“零距离”机会。⑥积极使用现代教学手段,促使学生由被动学习向主动学习转变。充分利用教学课件、录像片、动画库、多媒体教学软件、课程设计软件等媒体资源。把过去很难描述的分析化学理论、原理、过程等利用动画和录像的形式清晰形象地展现在学生面前,图文声并茂,教学过程直观明了,使教学内容实感性增强,留给学生以深刻印象,激发学生学习兴趣和学习主动性,在精简授课学时的同时提高了教学效果。
2.4 根据培养目标改革考试方式、注重过程考核改革紧扣工学结合的思路。理论教学考核采用100分制,其中期末考试占70%,平时成绩占30%。分析化学技能十分重要,将实验技能考试与职业技能考试接轨,对学生技能培养起到导向作用,效果显著。实验教学考核采用100分制,其中,期末测试占50%,平时成绩占50%;使学生不但注重学习的结果,而且注意学习的过程,避免了一些学生平时学习不用功而在考前临时突击或者平时学习很用功而期末由于特殊原因使考试成绩不理想的弊端。期末测试多采用学生抽题考试方式进行。学生抽到题目后完整的作出实验,老师现场打分。平时实验不仅有老师打分,还加入学生的互相打分。让学生知道,对,为什么对,错,为什么错。
3结束语
从多年来的教学实践探索来看,分析化学教学的设计和安排取得了良好的教学效果。反映在后续课程的学习中学生有良好的专业基础知识和自主学习能力,培养了扎实的基本操作技能;化学检验工、食品检验工通过率都在96%以上。企业非常欢迎学生去实习,在实习中有很多学生被企业所招用,毕业生在工作岗位上以出色的业绩被同行认可。
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【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)3-0189-02
在分析化学实验教学中,根据其教学特点:有实验场所,实验仪器,有提出问题的素材和解决问题的平台。在这几年的分析化学实验教学中,我从培养学生创新能力的高度出发,把"发现问题、提出问题、解决问题"的教学思路贯穿于分析化学实验的教学设计及教学过程中,进行多年的教学实验探索,取得了一些成果。本文由具体的分析化学实验教学方案设计出发,探究学生问题意识的培养方案及策略。
在分析实验中创设生产实际场景,打造培养发现问题、创新思维的平台。使学生在分析实验中体验到发现问题、解决问题的乐趣和成功喜悦
例如在分析化学实验中的第一大类实验:酸碱滴定法的教学中,《分析化学实验》课本第三版教材选编了《实验三:氢氧化钠和盐酸标准溶液标定》;《实验四:铵盐中氮含量的测定(甲醛法)》;《实验五:混合碱的测定》;教材按照实验原理、试剂、实验步骤、思考顺序编写。按照课本的内容进行实验,学生感觉到分析化学实验其实就是高中的酸碱滴定,大学一年级的无机化学实验。因为实验中仪器相同、化学试剂相同,只是要求稍微有点不同。学生觉得分析化学实验没有新意,没有深度,没有兴趣,做这种实验就是浪费时间。为了改变这一状况,适应新课改的教学要求,在实验中用问题解决教学法的教学思路,对酸碱滴定的教学设计为:
(一)实验资料呈现
给学生提供要解决的问题的素材: ①遵义碱厂生产的产品:烧碱的含量测定、工业盐酸含量的测定;②贵州赤天化生产的尿素含量测定;③白酒当中脂含量的测定,④甲醛含量的测定。这些素材都是学生很熟悉的产品,有强力解决问题的欲望。
(二)分析实验题材,发现问题,查找、思考解决问题的方法
1.对学生进行分组,提出实验要求。
将学生分为几个小组,每组3-5个学生,在实验前进行资料查询、找出检验的方法(每个产品至少一种,甚至几种检验方法),根据实验室现有条件,选定适合自己的实验方法,找出方法的关键原理,实验仪器。比较在含量测定中的异同。
2. 查找资料,寻找正确解决问题的方法。
(1)工业盐酸含量的测定。
根据GB320-2006《工业用合成盐酸》,HCl的含量测定原理:用Na0H标准溶液来滴定一定量的盐酸样品,溴甲酚绿做指示剂。反应原理:酸碱中和滴定
(2)贵州赤天化生产的尿素含量测定:
对于氮肥中氮含量定,常用的两种方法:
①甲醛法:称取一定量的铵盐样品,加入甲醛进行弱酸强化,再用氢氧化钠标准溶液滴定H+,反应方程式为:
4NH4++6HCHO=(CH2)6N4H++3H++6H20
② 蒸馏法:一定量的样品中置于蒸馏瓶中,加入过量氢氧化钠,加热蒸馏。NH3被蒸馏出来,蒸馏出来的NH3用过量的盐酸标准溶液吸收。用氢氧化钠标准溶液滴定(甲基红做指示剂)反滴定过量的盐酸标准溶液,通过计算即可确定铵盐中的氮含量,方程式为:
NH4+ + OH-=H2O + NH3 NH3 + H Cl=NH4Cl
(3)白酒当中脂含量的测定
国家标准:用一定的0.1molL-1氢氧化钠标准溶液和定量的白酒溶液在全玻璃回流装置中回流30分钟,使白酒中的脂和氢氧化钠充分进行酯化反应,剩余的氢氧化钠溶液用盐酸标准溶液反滴定,通过计算即可算出白酒中的脂含量。
(4)甲醛含量的测定
甲醛是一个重要的化工产品原料,在环境污染、室内装修污染、食品行业中,都有甲醛中毒的隐患,因此,对甲醛的检测方法的探讨研究,很多学生都有极大兴趣,其检测方法很多,常见测定法:
酸碱滴定法:亚硫酸钠和定量的硫酸标准溶液进行反应,生成亚亚硫酸钠。
2Na2SO4+H2SO4=2NaHSO3+Na2SO4
亚硫酸钠和一定量的甲醛样品反应。
CH3CHO+ NaHSO3=CH3OH2SO3Na
剩余的硫酸溶液用氢氧化钠标准溶液滴定(酸碱反应)
NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
根据硫酸溶液的体积的差即可计算出甲醛的含量。
(三)总结发现的问题,提出解决问题的关键原理、技术、方法
1.上述要检验的产品虽然是不同的各种化工产品及生活用品,但在检验他们的含量时,其主要化学原理都是酸碱反应。
2.认识到酸碱滴定理论在无机、有机、食品、医药等产品的检验中应用广泛,是一类常用的检验方法。
3.认识到分析化学实验的实用性和重要性,从内心深处认识到即将所学的分析化学实验知识将来在生产实际中非常有用,提高了学习实验技术积极性,对实验产生了浓厚的兴趣,对即将进行的实验产生一种一定要在实验中掌握好实验技能,准确完成产品测定的期待和冲动。
4.要解决产品含量的测定问题,不但要掌握分析化学的理论知识,更要学会分析化学实验中的基本实验技能及技术,学会分析仪器的正确使用、化学试剂的配制、样品的取样、制样・・・・・・等一系列的化学分析技术。
(四)问题解决教学法在实验教学中的优势
在分析实验中,问题解决教学法使学生通过接触实际生产中要解决的实际问题(创建问题平台),用理论知识解决不了实际问题(发现问题),自己动手查找、整理资料、寻找检验方法,提炼出要掌握的关键实验技术及技能(找出解决问题的方法),为学生进行实验确立了明确的实验目标,极大提高了学生实验的积极性和迫切感,使学生心中产生一种非要学好实验技术技能,去解决生产实际问题的心里情景。这种心里情景对提高学习效力是非常良好的。
所以,"问题解决"教学过程中训练了学生的实验技能、锻炼实践能力,培养了观察、思考、细致、严谨务实的科研态度及探索精神。学生在"问题解决"过程中享受探究的快乐和成功的喜悦,极大地提高了学生通过实验教学而获得的专业素养和求知欲望。
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