我国的化学先驱者徐寿先生认为:"考质求数之学,乃格物之大端,而为化学之极致也。若欲精究其事以造其极,则有三者为要:其一,通晓化学;其二,手法灵便;其三,专心笃好",所谓考质,即定性分析;所谓求数,即定量分析。意思是说,定性分析和定量分析是物质科学的主体,是化学的最高境界。
而分析化学的三大任务是定性分析、定量分析和结构分析,有着工农业生产的"眼睛",科学研究的"参谋"之称,因此分析化学是指导生产实践、科学研究的重要工具,是化学学科中很重要的二级学科,是我们农林院校一门重要的基础课程。而在该课程体系的设置中,实验教学占很大比例,要学好这门课程,不仅要注重基本理论和原理的学习,更要加强基本操作技能以及创新能力的培养。然而,现行使用的分析化学实验教学模式陈旧,无法满足实际需要,且学生做实验只是照本宣科,处于被动学习状态,难以适应现代化社会对化学及相关专业人才的需求,因此教学改革迫在眉睫。
1 分析化学实验教学中存在的问题
在高等学校课程设置中,实验教学隶属于理论教学,学生对实验课程没有引起足够的重视。并且在课程设置上,教务处优先安排理论课,实验课程只能见缝插针。有些实验内容较多,耗费时间较长,学生尚未完成实验就匆匆赶往下一节课的现象时有发生,或是有些学生实验失败之后没有足够的时间补做实验。在这种情况下,学生不仅不能很好的掌握实验原理、实验方法,而且造成实验室资源的极大浪费。
在农林院校分析化学实验课程的设置中,重复性、验证性的实验较多,研究型、设计型的实验较少。如在我校开设的分析化学实验内容中,酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定占实验课程总数的 80 %,且多为验证性的实验,学生在实验过程中重复着"称量-标定-测定"的机械步骤,不能引起学生足够的兴趣。
在分析化学实验教学中,教师往往采用"讲解-示范-学生听"的方式,没有发挥学生的主动性和创造性。这种教学方法培养的学生往往对老师有"依赖心理",在很大程度上限制了学生思维的发展。爱因斯坦说:"高等教育必须重视培养学生具备思考,探索问题的本领。人们解决世界上所有的问题是用大脑的思维和智慧,而不是搬书本。"在分析化学实验成绩考核中,学生的实验成绩主要有两部分组成:一部分是根据学生的实验报告来评定,主要由出勤情况,操作手法,实验态度和实验结果组成;另一部分是期末考核成绩,包括:(1)基本知识掌握情况:采取抽题的方式,学生抽取题目后,现场回答,以考察学生对本学期所涉及实验知识的掌握情况;(2)基本操作考察,重点考察三大量器,滴定管、移液管和容量瓶的操作,老师观察学生整个操作过程,现场打分。在这种情况下,老师的主观性占主导地位,造成同班不同组的学生的实验成绩考核标准不一,成绩参差不齐,有时不能真正反映学生掌握知识的能力,打击学生的积极性。
2 实验教学改革思路
2.1 采用"全程实验"教学模式
"全程实验"教学模式就是采用让学生自己准备仪器、试剂,自己采集样品,自己独立完成自行设计的实验。实验内容可以精选一些与当地工农业生产和分析检测部门紧密结合,突出地方特色,贴近日常生活的题目。如果汁中 Vc 含量的测定,白醋中醋酸含量的测定,葡萄糖酸锌口服液中锌含量的测定,以此来增加学生的兴趣。由学生自行设计实验,教师对学生的实验方案进行审查,合格后进入实验室自行实验,从试样的采集,试剂的配制到仪器的操作,让其参与到整个实验过程中,充分发挥学生的主动性。实验结束后,指导教师总结点评。这样以来,不仅调动了学生实验的自主性,而且极大的激发了学生实验的积极性[1,3].
2.2 开展计算机辅助教学(CAI)
计算机辅助教学(CAI,Computer Assisted Instruction)模式就是将教学内容制成视频、图像或是动画,摒除枯燥、繁琐,使内容更加直观、生动。如可以将分析天平的操作方法、容量器皿的操作手法,分光光度计的使用方法做成视频,供学生观看,便于学生快速掌握。另外,计算机辅助教学还可以演示一些大型仪器的实验,如气相色谱-质谱联用、核磁共振等贵重仪器,以弥补实验教学中设备仪器不到位所带来的缺憾[5,6].
2.3 全天候开放实验室
在实验室条件允许的情况下,对学生实行全天候开放实验室。
在实验室没有实验安排的情况下,由实验员值班,学生可以利用课余时间到实验室了解实验仪器,熟悉仪器的使用,也可以到实验室进行预习、补做实验。另外,吸收学有余力的同学进入教师的科研小组,让学生提前进入科研训练,使实验室真正成为学生学习、研究、探索未知世界的重要基地[2,4].
目前,科技发展日新月异,分析化学这门学科亦是如此,而分析化学又是一门实践性很强的学科,因此应该更加注重实验课程的教学质量。面对 21 世纪高等院校教育教学改革的总体要求,分析化学实验课程教学应从"授之以鱼"向"授之以渔"转变,充分调动学生学习的积极性,注重创新能力的培养。故而,分析化学实验教学改革是一项长期的任务,需要我们不断探索,不断实践,这样才能有利于学生的发展,培养合格的人才,提高分析化学实验课程的教学质量。
参考文献:
[1]黄永平,彭霞辉,刘琳琪。分析化学实验教学的现状与改进[J].广东化工,2010,37(9):196-197.
[2]王英华,魏士刚,程新民,等。分析化学实验课程的改革与实践[J].大学化学,2006,21(4):22-24.
[3]罗杨合,邓小明,刘玉清。分析化学实验开放式教学研究[J].高师理科学刊,29(1):113-115.
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