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分析化学实验教学改革实践与教学质量
来源查字典化学网| 2018-09-05 发表| 447 人浏览| 教学经验分类:化学论文

教学经验

【提要】分析化学是一门实践性学科,应用广泛。实验教学在分析化学教学中具有重要地位,对学生分析、解决问题能力和创新能力的提高具有重要作用,搞好实验教学是提高整个分析化学课程教学效果的关键。该文结合自身教学实践体会,提出分析化学实验教学的一些优化措施,为提升该门课程的教学质量提供参考。

【关键词】分析化学;教学质量;教学方法

分析化学作为化学学科的一个重要分支,对化学学科本身的发展具有突出贡献,随着科技的不断发展,其应用范围已经涉及经济和社会发展的各个方面[1],在生命科学、材料科学、环境科学和能源科学等领域研究中发挥着重要作用[2]。分析化学是一门实践性较强的学科,以解决实际问题为目的,因此,实验教学在分析化学这门课中具有重要地位[3]。分析化学课堂教学理论性较强,学习内容相对枯燥,而在实验课上,学生有了动手操作和观察实验现象的机会,能够通过实践更好地理解理论知识,因此,实验教学的质量关系到整个分析化学课程的教学效果[4]。随着经济社会的飞速发展和各专业学科的交叉渗透对人才培养提出了更高的要求,学生的知识综合运用能力及创新思维能力的培养成为人才培养的核心内容[57]。传统分析化学实验教学多为验证性实验,课堂上教师讲解理论、方法、步骤,学生按部就班进行实验,在这种教学模式下,学生主动性不高,对实验过程缺乏自己的理解,教学效果较差,更谈不上创新能力的培养[8]。为了解决分析化学实验教学存在的问题、提高教学质量、达到培养学生创新能力的目的,我们尝试了一系列优化措施。

1合理设置分析化学实验教学内容

分析化学是本校药学、预防和检验等专业的基础课程,课程设置在一年级下学期和二年级上学期,分别开展化学分析与仪器分析教学。以往实验课程一般安排在理论课结束之后开展,尽管对学生提出课前预习、复习理论知识的要求,但由于经过时间较长,有一定数量的学生对前面学过的理论知识印象不深、缺乏理解,导致实验课堂教学效果不佳。针对这种情况,教研组教师调整了实验课的开设时间,将其设置在相关理论课结束不久,例如将维生素C含量的测定实验设置在氧化还原滴定理论课刚好结束之后,趁热打铁,使学生能通过实践操作进一步加深对所学理论知识的理解,提高了教学效果。本校的分析化学实验包括3种类型,分别是验证性、综合性和设计性实验,所占比例为3:3:2,验证性实验帮助学生理解基本原理,综合性实验提高学生对所学知识的综合运用能力,设计性实验培养学生分析、解决问题的能力。分析化学实验包括化学分析实验与仪器分析实验两部分,化学分析作为分析化学的基础,在实验教学中应着重强调量的概念,仪器分析则是建立在化学分析基础上,具有分析方法多、涉及面广、相对独立和实践性强的特点,实验教学重点应放在仪器的工作原理和应用上[9]。本校分析化学实验根据不同学科设置实验内容,预防与检验医学专业设置6次化学分析实验、8次仪器分析实验,而药学专业则设置了6次化学分析实验与12次仪器分析实验。为了满足不同学科的教学要求,教师根据不同专业适当设置了不同的实验内容,如预防与检验医学专业设置了邻甲苯胺法测定血清葡萄糖火焰原子吸收法工作条件选择及血清锌含量的测定等实验,而药学专业则专门设置了非水滴定法测定水杨酸钠含量与火焰原子吸收法工作条件的选择及肝素钠中杂质钾盐含量的测定等内容。

2优化分析化学实验教学方法与手段

分析化学实验教学要求学生课前预习,教师以往对预习的内容并没有做具体要求,而由于军校课程和训练任务安排较多,占用了学生较多的时间,学生在课前一般只是粗略地看下实验内容,有些学生甚至干脆不作预习,当教师在课堂上提问相关问题时,很少有人能回答出来,学生只能通过教师课堂的讲解粗略的了解实验,而且在实验过程中,学生对每一个实验步骤的目的、意义缺乏足够理解,无法达到理想的教学效果。现在,教师在课前针对即将开展的实验提出系列具体问题,由不同组的学生分别回答,如碘量法测定维生素C含量实验,教师会在课前提出碘量法的定义和分类淀粉指示剂何时加入实验对溶液体系的要求等具体问题,促进学生主动预习思考,让学生在课前做好热身活动,上课的时候结合教师的讲解和自身操作观察,使学生对实验的理解进一步加深,取得了较好的教学效果。实验课开始后,教师一般会先讲解实验目的、相关原理和实验步骤[11]。传统的板书教学方法是教师结合板书讲解知识点,学生对难点理解的途径有限,而多媒体教学则能将知识点通过图片、动画等多种形式更加直观地展现给学生,从而能够帮助学生更好地理解所学知识[12]。例如,配位滴定中铬黑T指示剂的变色原理可以制作成动画,通过教师讲解,使学生理解滴定前后指示剂的配位情况。到目前为止,本校分析化学实验教学已经完全采用以多媒体教学为主,板书为辅的教学模式,并在教学过程中总结经验,不断完善多媒体课件,力求降低学生的学习难度,提高教学效率。课后总结是实验教学中的一个重要环节,关系到整堂课的教学效果。传统的方法是在实验结束后,教师对实验过程和实验结果进行总结,学生被动接受,导致学习主动性不高[13]。我们尝试采用让学生根据分组分别来总结,对不理想的实验结果加以分析,并将总结情况列入实验评分体系,促进学生对实验过程认真对待,而不能应付了事。对于实验结果不理想的组,我们会在课后开放实验室,使这些学生可以重复实验过程,从而提高学生整体的学习效果。

3改进设计性实验实施方法

设计性实验是一种由学生自主设计实验方案的教学模式,旨在提高学生分析问题、解决问题的能力,对学生创新思维和能力的培养有很大帮助,目前各院校已经有了一些设计性实验开设的尝试[14]。设计性实验的实施过程一般是先由教师提出待解决的问题,然后学生通过查阅资料,结合学过的知识给出解决方案,以书面形式上交,教师集中讲评后统一实施。立题是否合适是能否达到良好教学效果的关键,教师所提出的问题必须处于学生所学范围内,使其能够利用所学知识加以解决。过难的立题往往使学生不知所措,交上来的设计方案基本无法顺利实施;过于简单的立题则不能很好地起到提高能力的作用。例如设计性实验生理盐水中氯化钠含量的测定,主要考查学生对沉淀滴定银量法的应用,而在3种方法中,多数学生会选择最易实施的铬酸钾指示剂法。为了解决这个问题,作者将立题要求从使用1种方法提高到使用2种方法测定氯化钠的含量,并将结果加以对比分析,这样既能将立题控制在所学知识范围内,又能通过适当提高设计难度,达到锻炼学生、提高能力的目的。以往学生上交的设计方案仅包括实验所需仪器试剂和实验步骤,教师在批改过程中发现了2个问题:一是很多学生的设计方案雷同,可能存在抄袭,也可能存在在网上搜索现成实验方案的行为,学生这种投机取巧的行为基本不能靠自觉抑制;另一种是设计的实验步骤存在明显错误,例如指示剂的浓度不合适、未考虑溶液酸碱环境等,一方面是对所学知识未能融会贯通的表现,也可能存在应付了事的思想,上述2个问题极大地制约了设计性实验的教学效果。基于此,教师针对学生的设计方案提出新要求,首先要写出自己对于所给出立题的理解,如解决该问题用到何种方法、原理,然后提出实验方案,每一步方案的目的都要明确,实施中需要注意的事项也要逐一列出,所用试剂的浓度、体积如何选择,最后给出实验所需要的试剂材料等。允许同组的学生互相讨论,共同完成,这样一来学生在设计实验方案的时候就必须迫使自己主动思考,提出的每一个步骤都要理由充分,不能随手拈来。相比于其他实验,设计性实验占用了学生较长的时间,教师可以适当提高设计性实验在整体实验课中的分数比重,从而引起学生足够的重视。总之,要提升分析化学课程整体教学质量,就必须改革优化现有的分析化学实验教学。实践表明,通过合理设置教学内容、不断优化教学方法与手段及改进设计性实验实施方法,能够提高分析化学实验教学的效果,有助于提高学生分析、解决问题的能力和创新能力。

参考文献

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[2]张博,曹励民,景晓红,等.仪器分析课程教学的几点体会[J].现代医药卫生,2006,22(16):25912592.

[3]管潇,张惠静,张梦军,等.药学专业仪器分析实验教学探讨[J].基础医学教育,2012,14(8):597599.

[4]朱清,张明珏,李成胜,等.分析化学实验教学改革与实践[J].化工时刊,2016,30(4):5658.

[5]蔡昌群,龚行,费俊杰,等.改革和整合无机与分析化学实验,培养学生的创新能力[J].广州化工,2013,41(17):239241.

[6]陈文瑞.分析化学实验教学中培养学生创新能力的路径研究[J].中国市场,2017(9):121122.

[7]蔡向忠,王秀红,李银生.改革仪器分析实验教学培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2014,33(11):168171.

[8]王俊.分析化学实验教学存在问题及对策[J].广州化工,2016,44(15):207209.

[9]郑克岩.分析化学实验教学模式的优化与实践[J].当代教育实践与教学研究,2016(5):188.

[10]王成国,胡仁志,杨宁等.分析化学实验教学改革与实践[J].武汉科技学院学报,2008,21(2):8991.

[11]张焕,李纲,张静.分析化学实验教学中的导课方法与实践[J].化学教育,2015(4):2225.

[12]宿艳,张艳娟,吴硕,等.互联网背景下的分析化学实验教学资源建设[J].实验室科学,2017,20(4):7073.

[13]邱海燕,张世红,罗米娜.分析化学教学改革探讨[J].化工高等教育,2011(5):6871.

[14]吕玉光,于莉莉,王旭.分析化学实验教学中培养学生创新能力的改革[J].药学教育,2013,29(5):5254.

作者:刘明 张梦军 曹文轩 单位:陆军军医大学药学与检验医学系药物分析学教研室

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