周秀林,龍云飛,李曉湘
(湖南科技大學化學化工學院,湖南湘潭411201)
《分析化學實驗》教學的現狀分析與建議
周秀林,龍云飛,李曉湘
(湖南科技大學化學化工學院,湖南湘潭411201)
《分析化學實驗》課程是我院化學教育、應用化學、制藥工程、化學工程、材料化學等專業獨立開設的實踐課程,具有應用性、實踐性強的特點,其教學不僅要使學生加深對基本理論和概念的理解,訓練學生的實驗技能,更重要的是培養學生嚴謹的科學態度和認真細致地進行科學實驗的良好習慣。
分析化學實驗;教學;建議
《分析化學實驗》課程是我院化學教育、應用化學、制藥工程、化學工程、材料化學等專業獨立開設的實踐課程,具有應用性、實踐性強的特點,其教學不僅要使學生加深對基本理論和概念的理解,訓練學生實驗技能,更重要的是培養學生嚴謹的科學態度和認真細致地進行科學實驗的良好習慣[1]。如何充分發揮實驗教學的作用,本文結合自己近幾年在《分析化學實驗》教學中的教學積累,對目前教學中存在的問題進行了詳細分析,提出了自己的建議。
《分析化學實驗》課程雖然是必修課,但往往不受學生重視。因為他們認為該課程是考查課,只要每次實驗課都到實驗室簽了到,再把實驗報告寫得工整規范一樣可得優良以上,至于實驗基本技能是否學會都無關緊要,更不要談創新和設計了。學生的這種學習態度在一定程度上也影響了教師的教學積極性,達不到預期的教學效果。除了主觀上的不受重視外,該課程的教學還存在以下幾個方面的突出問題。
實驗教學隊伍應該包括實驗指導教師、實驗員以及專門從事實驗室建設與管理工作的管理人員。由于長期以來都是重理論、輕實驗,重知識傳授、輕能力培養,實驗教學隊伍沒有受到應有的重視。比如工作量的計算、職稱的評定以及崗位聘任等方面都不如從事理論教學的,導致了許多有能力者不安心甚至不愿意進入實驗教學隊伍,使隊伍不穩定,導致了隊伍整體素質不高,具體表現在以下兩個方面。
1.實驗指導教師對自己的業務不夠精通和熟練。大多數指導教師并沒有從事《分析化學》理論課的教學,而是其他的專業教師或者是從事學生管理的輔導教師,雖然能力強,但對要指導的實驗的基本原理、儀器的操作規范不夠熟悉,實驗教學經驗不足,這樣,就不能較好地做好規范化的演示實驗,學生得不到規范化的指導訓練。
2.實驗員換血太快。實驗員由兩校合并初期的學歷不高,但有實際經驗的老教師,到后來的有碩士學歷,但經驗不足的年輕教師,短短幾年,換了4批。可以說大多數實驗員缺乏實驗技術與技能方面的專門訓練,不能很好的滿足崗位要求。如碘量法測定銅含量的實驗,要用到淀粉指示劑,由于新來的實驗員不熟悉淀粉指示劑的配制方法,導致淀粉指示劑不能指示碘的生成,學生實驗失敗。
隨著我院學生人數的增加,物價上漲,學校對實驗室經費的投入理應增加,但增加的幅度趕不上學生人數的增加,導致了實驗條件落后。分析實驗中對儀器、試劑以及所用水的要求都非常嚴格,由于經費不足,本應該用基準級的試劑,我們用分析純的,本應該更換純水裝置的離子交換樹脂而沒有更換,導致我們得到的去離子水的pH值、Cl-含量等都超過了規定的要求;滴定管、移液管尖端破損本應更換也沒有更換,影響滴定結果的準確性等等,
最終給我們的學生留下了可以用“差不多”來評價實驗的成功與否,影響了學生嚴謹的科學態度的培養。
教學要求不嚴格主要表現在課前準備不充分、課堂要求不嚴格以及課后總結不及時3個方面。
1.課前準備不充分。首先是學生的預習質量不高。預習是進一步熟悉理論課的知識的過程,可以了解實驗基本原理、各操作步驟的作用、數據處理的方式以及實驗中的注意事項,有助于培養學生細致嚴謹的科學態度。可我們的很多學生都是簡單的閱讀講義,或者把講義抄一遍來應對老師的檢查,有的學生甚至不預習,最終到了實驗室也沒有辦法獨立完成實驗。其次是老師沒有預做實驗。實驗員只管配制溶液,擺放到位,至于配制的溶液是否達到要求,心里沒底。例如配制0.1 mol/L的氫氧化鈉標準溶液,由于氫氧化鈉容易吸收空氣中的水分和二氧化碳,如果不進行標定,實際的濃度可能會與標準的濃度有比較大的偏離,而實驗指導教師也沒有預做實驗,也不能根據當時的實驗條件對實驗進行相應的調整,最終,第一個做實驗的班級往往充當了預做實驗的角色,得不到理想的結果或者得不到結果。
2.課堂要求不嚴格。首先對學生的實驗操作不嚴格。分析化學實驗中涉及到多種儀器,每種儀器的操作都要嚴格按照操作規程對學生進行強化訓練。如分析天平在沒有調水平的情況下是不可以使用的;錐形瓶不需要用被裝的溶液潤洗;不能用容量瓶配制并儲存氫氧化鈉溶液;忽視滴定的半滴操作等。其次對學生的實驗數據記錄要求不嚴格。實驗數據的數字不僅反映所測數據的大小,其有效數字的位數還反映所用儀器的準確程度。如滴定管讀數應該保留兩位有效數字,最后一位數字是估計值。學生經常出現這方面的錯誤,有的學生沒有專門的數據記錄本,極個別的還用鉛筆做記錄。
3.課后總結不及時,導致在教學過程中出現的問題得不到及時解決。
目前,我們對學生實驗成績的評定方法過于簡單。指導教師僅根據學生有否交預習報告、是否到課以及實驗報告的情況來評定,得到的成績有一定的主觀性,無法從客觀上評價學生對實驗內容的理解、掌握程度以及實驗技術操作的規范性。
一支高素質的實驗教學隊伍是搞好實驗教學的必要保障,實驗指導老師是具備分析化學理論知識和實驗技能的專業教師,具有中級以上職稱。實驗技術人員和實驗準備人員,是參加過定期或不定期分析理論和技能的培訓和考核。因此,需從多方面不斷增強實驗室教師隊伍的建設。首先,可以通過優惠政策吸引具有高學歷、高職稱的人員參與到實驗室教學中來,以增強教學力量,特別是《分析化學》理論教學的教師。其次,采取科學設崗、合理編制、規范考核等辦法來調動實驗人員工作積極性,促進他們提高業務水平,同時,要鼓勵實驗室人員進修學習,定期對他們進行新理論、新技術的培訓或者以以老帶新的方式對實驗教師和實驗員進行實驗技能培訓[2-4]。
實驗室投入的多少,在某種程度上決定了實驗室建設水平的高低。學校應該加大對實驗室經費的投入,鼓勵多渠道籌集資金,并將實驗室投資占學校總投資的比例穩定在較高水平并實現逐年增長。科學合理地分配實驗資金,在保證優先投資重點實驗室的重點項目,提高投資效益的前提下,適當向基礎實驗室傾斜,改善實驗條件[4]。
1.充分做好課前準備[5]。實驗指導教師首先必須根據所指導的實驗進行相關的理論知識的準備,以求在課堂上能夠言簡意賅、重點突出地對學生進行相關理論指導。其次是做好預實驗,詳細研究每一個細節,對實驗過程中可能出現的現象找到合理的理論支持,對實驗中要注意的事項能在學生進行實驗前提出來。這樣,更便于學生把所學理論知識運用到實驗中來,也鞏固了理論知識,掌握了操作技術,從而收到更好的教學效果。實驗員的課前準備工作也要做到規范、嚴謹,對所準備的儀器要能滿足實驗要求,對所準備的試劑要在允許的誤差范圍之內。實驗前要求每個學生都必須預習,教師可以通過提問的方式進行督促,并檢查預習的質量,給出預習分,對預習不過關的,可以當場扣除相應的預習分數。
2.課堂教學嚴格要求[6]。首先是實驗指導教師對自己的嚴格要求,利用多媒體課件、實驗教學錄像、實驗仿真等手段幫助并指導學生進行預習,讓學生對所做實驗心中有數。其次要求重視教師自己的演示操作,規范試驗方法。在分析化學實驗教學過程中,規范化的演示操作是一個不可忽視的環節,因為演示操作可以使學生更直觀地學習,更加深學生對所學知識的理解。比如,在演示鹽酸滴定氫氧化鈉溶液的實驗時,對用到的滴定管、移液管的洗滌和使用方法、注意事項,可以邊操作邊進行說明,如何使用膠頭滴管加入指示劑,滴定的操作過程必須手、眼、腦并用。眼睛必須仔細觀察溶液顏色的變化,手必須進行滴定管的操作和錐形瓶的搖動,控制滴定速度,特別是接近終點時,可以演示半滴的操作,同時指導學生正確判斷終點顏色,正確讀數。第三是對學生操作必須嚴格要求。在學生實驗過程中要多加巡視,發現學生操作錯誤必須及時指出糾正,強調不可再犯,并當場扣除學生相應的操作分。對操作規范的同學及時表揚,對操作還不到位的學生進行鼓勵以提高其學好分析化學實驗的信心。第四,教師要求學生及時、規范地記錄實驗現象和數據,不允許把數據隨便記在一個紙片上或者不記錄,等實驗結束、教師簽字檢查后方能離開實驗室,并要求學生把簽了字的原始數據附在實驗報告上,可有效地防止學生抄襲實驗報告、篡改實驗數據。
3.課后及時認真總結,寫好教學后記。在實驗結束后,要對學生、教師自己、實驗材料準備情況做一個整體評估、總結,寫好教學后記。對于學生在實驗過程中出現的共性問題在第二次課時務必認真嚴肅地指出來,對操作問題必須再次進行正確的演示。同時,認真批改學生的實驗報告,從中了解學生對于課堂內容的掌握情況。對實驗材料的準備情況也要與實驗員及時溝通。指導教師根據課后總結,可以更好地對課堂講授內容、講授方式、實驗步驟的安排等方面進行調整和完善,在以后的教學中取得更好的教學效果。
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。從預習、實驗操作、實驗數據記錄和處理、結果及討論、實驗報告、實驗速度、實驗習慣等方面進行全面考查,統一標準要求,有根據地給出各部分的具體分數[7]。
科學研究教育是面向未來的教育,在實施這一教學過程中除了出現本文談到的問題以外,實際上還存在許多難點和問題,只要學校政策上面有更多的傾斜、教師有高度的責任心,并通過嚴格有序的訓練,使學生有了牢固的規范操作意識,相信一定能達到較高的操作水平。
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[2]馬建國,劉淑娟,彭道鋒,劉云海.初探構建多層次基礎化學實驗教學體系-以無機及分析化學實驗課程為例[J].東華理工大學學報(社會科學版),2010,29(4):365-368.
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[4]張淑玲.淺析高校實驗室管理中存在的問題及對策[J].實驗技術與管理,2006,23(1):94 -95.
[5]王 巍,包永睿,夏林波,陳曉霞,宋爽.分析化學實驗教學中的幾點體會[J].中國科教創新導刊,2011(8):139.
[6]黃永平,彭霞輝,劉琳琪.分析化學實驗教學的現狀與改進[J].廣東化工,2010,37(9):196 -197.
[7]白曉艷.分析化學實驗課程成績評價體系及考核方式改進[J].呼倫貝爾學院學報,2011,19(2):86 -88.
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A
1674-5884(2011)10-0070-02
2011-06-21
國家級化學特色專業資助項目
周秀林(1970-),女,湖南湘鄉人,副教授,主要從事分析化學的教學與研究。
(責任編校 謝宜辰)